高考化学 热点题型和提分秘籍 专题4_4 氮及其化合物（含解析）

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专题4.4 氮及其化合物 1.了解氮元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。 2.了解氮元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。 3.硝酸的性质及其应用。 4.铵盐的性质及其应用 热点题型一 氮气及氮的氧化物的性质 例1、 下列说法正确的是(　　) A.CO、NO、NO2都是大气污染物，在空气中都能稳定存在 B.NO可用于某些疾病的治疗 C.NO2通入FeSO4溶液中始终无明显现象 D.NO是一种红棕色气体 【答案】B 【解析】NO易被氧化为NO2，N2不是污染物，NO2通入溶液中生成HNO3，能把Fe2＋氧化成Fe3＋，溶液由浅绿色变成棕黄色。 【提分秘籍】 1.氮的氧化物 ①氮的氧化物都有毒，其中NO2与N2O4存在下列平衡：2NO2N2O4，因此实验测得NO2的平均相对分子质量总大于46。 ②NO只能用排水法收集，不能用排空气法收集；而NO2只能用向上排空气法收集，不能用排水法收集。 ③验证某无色气体是NO的方法是向无色气体中通入O2(或空气)，无色气体变为红棕色。 2.常见的污染类型 (1)光化学烟雾：NOx在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生的一种有毒的烟雾。 (2)酸雨：NOx排入大气中后，与水反应生成HNO3和HNO2，随雨雪降到地面。 (3)破坏臭氧层：NO2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。 3.常见的NOx尾气处理方法 (1)碱液吸收法 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是：n(NO2)≥n(NO)。一般适合工业尾气中NOx的处理。 (2)催化转化：在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2)或NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2)。一般适用于汽车尾气的处理。 【举一反三】 将22.4 L某气态氮氧化合物与足量的灼热铜粉完全反应后，气体体积变为11.2 L(体积均在相同条件下测定)，则该氮氧化合物的化学式为(　　) A.NO2 B.N2O3 C.N2O D.N2O4 【答案】A 【规律总结】 有关氮的氧化物溶于水的计算 (1)关系式法 ①NO2和O2的混合气体溶于水时，由4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3① 可知，当体积比V(NO2)∶V(O2) ②NO和O2的混合气体溶于水时，其反应是2NO＋O2===2NO2，4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，总反应式为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3② 可知，当体积比V(NO)∶V(O2) 注意：4NO2＋O2和4NO＋3O2从组成上均相当于2N2O5，即①、②两反应式都与N2O5＋H2O===2HNO3等效。这不仅是记忆①②两式的一种好方法，也为上述问题的解法提供了新的解题思路，即利用混合气体中的N、O原子个数比进行分析判断： N(N)∶N(O) (2)电子守恒法 当NOx转化为硝酸时要失去电子，如果是NOx与O2混合，则反应中O2得到的电子数与NOx失去的电子数相等。 热点题型二 氨、铵盐 例2、 液氨在工业生产上有着广泛应用，然而由于忽视安全，液氨泄漏事件时有发生。下列有关说法错误的是(　　) A.液氨常用作制冷剂 B.氨气可以由两种10电子微粒反应制得 C.氨气通入热的CuSO4溶液中能使Cu2＋还原成Cu D.蘸有浓盐酸的玻璃棒遇氨气产生白烟 【答案】C 【提分秘籍】 ①NH3是中学化学中唯一的碱性气体，可在推断题中作为解题的突破口，确定NH3的存在。 ②氨水的成分是三分子：NH3、NH3H2O、H2O；三离子：NH、OH－、H＋，氨水呈弱碱性。计算氨水浓度时，溶质视为NH3。 ③NH4Cl受热易分解NH4ClNH3↑＋HCl↑，NH3和HCl不共存：NH3＋HCl===NH4Cl，但这两个反应不是可逆反应。 【举一反三】 下图是课外活动小组的同学设计的4个喷泉实验方案，下列有关操作不可能引发喷泉现象的是(　　) A.挤压装置①的胶头滴管使CCl4全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹 B.挤压装置②的胶头滴管使NaOH溶液全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹 C.用鼓气装置从装置③的a处不断鼓入空气并打开止水夹 D.向装置④的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开止水夹 【答案】B 【解析】H2难溶于NaOH溶液，不能形成较大的压强差，不能引发喷泉现象。 【规律总结】喷泉实验的原理及应用 1.喷泉实验的原理 由于容器内外产生压强差而形成喷泉。气体迅速溶于水或某种溶液中，容器内压强小于容器外压强，从而产生喷泉，依据这一原理，只要能够造成容器内气体大量溶于液体，就可以形成喷泉。 2.引发喷泉的几种方法 (1)使烧瓶内的气体迅速溶于水或某种液体中。 (2)使烧瓶内气体温度降低，从而使气压减小。 (3)使烧瓶外待喷液面上的气压增大。 热点题型三 氨的实验室制法及性质探究 例3． 下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是(　　) A.①② B.②③ C.③④ D.①③ 【答案】D 【解析】NH4Cl受热可产生NH3和HCl，但两者遇冷会重新凝结产生NH4Cl，且可能出现堵塞导管的情况，③中试管口未向下倾斜会导致水倒流入试管而使试管破裂，故①③符合题意。 【提分秘籍】 实验室制取少量NH3的两种简易方法 1.加热浓氨水 (1)反应原理：NH3H2ONH3↑＋H2O。 (2)装置：见图甲。 2.浓氨水中加固态碱性物质 (1)反应原理：浓氨水中存在以下平衡：NH3＋H2ONH3H2ONH＋OH－，加入固态碱性物质(如CaO、NaOH、碱石灰等)，消耗水且使c(OH－)增大，使平衡逆向移动，同时反应放热，促进NH3H2O的分解。 (2)装置：见图乙。 【举一反三】 某化学课外活动小组在实验室设计了如图所示的实验装置，进行“氨的催化氧化”实验。 (1)A处是气体发生装置，A中所用的试剂只能从下列物质中选取： ①硝酸铵；②碳酸铵；③碳酸氢铵；④氯化铵；⑤熟石灰； ⑥氢氧化钠。 若A中制取气体时只用了一种药品，则该药品可以是________(填序号)，在只用一种药品制取氨气时，图中空白处所需仪器应为________(选填下列仪器编号，固定装置省略)。 (2)该装置补充完整后，仍然存在一定的缺陷，试从安全与环保的角度来考虑，对该装置进行改进： ①___________________________________________________； ②___________________________________________________。 (3)按照改进后的装置进行实验，请完成以下问题： ①装置B的作用是_____________________________________； ②写出C中发生反应的化学方程式：_____________________； ③若A、B处试剂足量，则装置D中可以观察到的实验现象有___________________________________________________。 【答案】(1)②或③　e、f、g、h (2)①在装置C与D之间增加一个防倒吸装置 ②在D后增加一个尾气吸收装置 (3)①吸收CO2和水蒸气，并生成O2 ②4NH3＋5O24NO＋6H2O ③铜片逐渐减少直至溶解，溶液变蓝色，生成无色气体并在广口瓶上方变成红棕色 【解析】(1)实验目的是进行“氨的催化氧化”实验，故A、B装置是用来制取NH3和O2的。根据制取NH3只用一种药品和制取NH3的同时必须产生能与Na2O2反应生成O2的物质的要求，选用碳酸铵或碳酸氢铵。给固体物质加热所需要的仪器e、f、g、h。(2)从安全和环保的角度来考虑，应该在C、D之间增加一个防倒吸装置，在D后放置一个尾气吸收装置。因为从C中导出的气体主要是NO2，NO2与水反应生成稀硝酸和NO，易倒吸，且尾气对环境有污染。 热点题型四 硝酸 例4、 下列说法不正确的是(　　) A.在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，再加入Cu(NO3)2固体，铜粉仍不溶解 B.某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，该气体的水溶液一定显碱性 C.铜与浓硝酸反应的离子方程式为3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O D.HNO3―→NO―→NO2，以上各步变化均能通过一步实现 【答案】A 【提分秘籍】 ①浓、稀硝酸均具有强氧化性，浓度越大，氧化性越强，其还原产物的价态越高。 ②浓硝酸能使紫色石蕊试液先变红，后褪色，该反应过程中浓硝酸表现出强酸性和强氧化性。 ③常温下，铁、铝遇浓硝酸能发生“钝化”，故常温下，浓硝酸可用铁桶盛放。 ④硝酸几乎能够与所有的金属反应(除Au、Pt外)，但不生成氢气；与变价金属反应时，金属能够被氧化为最高价态。 ⑤硝酸与具有还原性的弱酸盐(如Na2SO3、NaI等)、碱性氧化物、碱以及其他还原剂反应时，优先发生氧化还原反应。 ⑥分析离子共存的问题时要注意隐含的硝酸，即酸性条件的硝酸盐溶液，H＋和NO共存时相当于稀硝酸，有较强的氧化性。 【举一反三】 如图是用浓硝酸、铜片、水等试剂探究浓、稀硝酸的强氧化性并观察还原产物的实验装置。 Ⅰ.浓硝酸的强氧化性实验 将铜片置于具支试管的底部，在分液漏斗中加入约5 mL浓硝酸，往具支试管中放入约2 mL浓硝酸，用排水法收集产生的气体。 (1)具支试管中发生反应的化学方程式：__________________。 (2)实验中观察到能证明浓硝酸具有强氧化性的现象_________________________________。 Ⅱ.稀硝酸的强氧化性实验 (3)上述反应完成后，欲进一步证明稀硝酸也具有强氧化性，紧接的简便、合理的实验操作是______________________。 (4)能证明稀硝酸与铜反应产生NO的实验现象是________(填写序号)。 A.c中收集到无色气体 B.c中收集到的无色气体接触空气后变为红棕色 C.b中产生的无色气体接触空气后变为红棕色 【答案】(1)Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O　 (2)铜片逐渐溶解，溶液变蓝，放出红棕色气体　(3)往分液漏斗中加水稀释浓硝酸，打开活塞，放入稀硝酸 (4)C 【规律总结】 硝酸与金属、非金属的反应规律 1.硝酸与金属反应的规律 (1)HNO3与金属反应一般不能产生H2。 (2)还原产物一般为HNO3(浓)→NO2，HNO3(稀)→NO；很稀的硝酸还原产物也可能为N2O、N2或NH4NO3。 (3)硝酸与金属反应时既表现氧化性又表现酸性。 2.硝酸与非金属反应的规律 (1)浓硝酸能与碳、硫、磷等非金属单质反应，一般生成最高价含氧酸或最高价氧化物，二氧化氮和水。 (2)与非金属反应，硝酸表现强氧化性，不表现酸性。 热点题型五 金属与硝酸反应的计算：巧用守恒法 例5、 38.4 g铜跟适量的浓硝酸反应，铜全部作用后，共收集到气体22.4 L(标准状况)，反应消耗的硝酸可能是(　　) A.1.0 mol B.1.6 mol C.2.2 mol D.2.4 mol 【答案】C 【提分秘籍】金属与硝酸反应计算题的一般方法 【举一反三】 有一稀硫酸和稀硝酸的混合酸，其中H2SO4和HNO3的物质的量浓度分别是4 molL－1和 2 molL－1，取10 mL此混合酸，向其中加入过量的铁粉，待反应结束后，可产生标准状况下的气体的体积为(设反应中HNO3被还原成NO)(　　) A.0.448 L B.0.672 L C.0.896 L D.0.224 L 【答案】B 【解析】金属和混酸反应通过离子方程式计算比较简便，3Fe＋8H＋＋2NO===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O(铁过量，产物为Fe2＋)，反应中Fe和H＋过量，生成的NO的量以NO为准来计算，共得NO 0.448 L，若只考虑到这一步反应，得答案A是错误的，因为过量的铁还可以和溶液中过量的H＋反应产生H2，即有Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，生成的H2为0.224 L，所以气体体积共计0.672 L，应选B。 1．【2016年高考江苏卷】在给定的条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是（ ） A．SiO2SiCl4Si B．FeS2SO2H2SO4 C．N2NH3NH4Cl(aq) D．MgCO3MgCl2(aq)Mg 【答案】C 2．【2016年高考上海卷】一定条件下，一种反应物过量，另一种反应物仍不能完全反应的是（ ） A．过量的氢气与氮气 B．过量的浓盐酸与二氧化锰 C．过量的铜与浓硫酸 D．过量的锌与18 mol/L硫酸 【答案】AC 【解析】A．H2和N2制备NH3是可逆反应，反应物始终不能消耗完；B．可以加入过量的浓盐酸，使二氧化锰彻底反应完全；C．浓硫酸随着反应变稀，稀硫酸不再与铜反应；D．18mol/L的浓硫酸与锌开始反应产生SO2，随着反应进行，浓硫酸变稀，再与锌反应产生H2。故选AC。 3．【2016年高考浙江卷】为落实“五水共治”，某工厂拟综合处理含NH4+废水和工业废气（主要含N2、CO2、SO2、NO、CO，不考虑其他成分），设计了如下流程： 下列说法不正确的是（ ） A．固体1中主要含有Ca(OH)2、CaCO3、CaSO3 B．X可以是空气，且需过量 C．捕获剂所捕获的气体主要是CO D．处理含NH4+废水时，发生反应的离子方程式为：NH4++NO2-==N2↑+2H2O 【答案】B 1．【2015新课标Ⅰ卷理综化学】我国清代《本草纲目拾遗》中记叙无机药物335种，其中“强水”条目下写道：“性最烈，能蚀五金其水甚强，五金八石皆能穿第，惟玻璃可盛。”这里的“强水”是指（ ） A．氨水 B． 硝酸 C．醋 D．卤水 【答案】B 【解析】根据所给四种物质的氧化性的强弱可判断，该强水为硝酸，硝酸具有强氧化性，可溶解大部分金属。答案选B。 2．【2015北京理综化学】下列关于自然界中氮循环（如右图）的说法不正确的是（ ） A．氮元素均被氧化 B．工业合成氨属于人工固氮 C．含氮无机物和含氮有机物可相互转化 D．碳、氢、氧三种元素也参与了氮循环 【答案】A 3．【2015海南化学】下列叙述正确的是（ ） A．稀盐酸可除去烧瓶内残留的MnO2 B．可用磨口玻璃瓶保存NaOH溶液 C．稀硝酸可除去试管内壁的银镜 D．煮沸自来水可除去其中的Ca(HCO3)2 【答案】CD 【解析】A、稀盐酸与MnO2不能发生反应，不能除去烧瓶内残留的MnO2，错误；B、NaOH与玻璃中的SiO2会发生反应：2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O，产生的Na2SiO3有粘合性，将玻璃瓶与玻璃塞黏在一起，因此不能使用玻璃塞，要用橡胶塞，错误；C、稀硝酸具有强氧化性，能够与Ag发生反应产生可溶性的AgNO3，达到除去试管内壁的银镜的目的，正确；D、煮沸自来水，Ca(HCO3)2不稳定，受热会发生反应：Ca(HCO3)2CaCO3+H2O+CO2↑，达到除去Ca(HCO3)2的目的，正确。 4．(双选)(2015上海)将O2和NH3的混合气体448 mL通过加热的三氧化二铬，充分反应后，再通过足量的水，最终收集到44.8 mL气体。原混合气体中O2的体积可能是(假设氨全部被氧化，气体体积均已换算成标准状况)(　　) A．231.5 mL B．268.8 mL C．287.5 mL D．313.6 mL 【答案】BD 【解析】将O2和NH3的混合气体通过加热的三氧化二铬，发生反应：①4NH3＋5O24NO＋6H2O，充分反应后，通过足量的水，发生反应；②4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，将①②相加得：③NH3＋2O2===HNO3＋H2O。若最后得到的气体是NO，由②知，则氧气完全反应，消耗气体的体积为448 mL－44.8 mL＝403.2 mL，其中含有的氧气V1(O2)＝403.2 mL＝268.8 mL。若最后剩余的气体是O2，则O2应该有反应消耗和剩余两部分，V2(O2)＝403.2 mL＋44.8 mL＝313.6 mL。故选BD。 1．（2014天津卷）实验室制备下列气体时，所用方法正确的是(　　) A．制氧气时，用Na2O2或H2O2作反应物可选择相同的气体发生装置 B．制氯气时，用饱和NaHCO3溶液和浓硫酸净化气体 C．制乙烯时，用排水法或向上排空气法收集气体 D．制二氧化氮时，用水或NaOH溶液吸收尾气 【答案】A　 2．（2014山东卷）等质量的下列物质与足量稀硝酸反应，放出NO物质的量最多的是(　　) A．FeO B．Fe2O3 C. FeSO4 D．Fe3O4 【答案】A　 【解析】Fe2O3与稀硝酸反应不能放出NO，B项错误；1 mol Fe3O4中含有1 mol Fe2＋，利用得失电子守恒可知生成1 mol NO需消耗FeO、FeSO4、Fe3O4的物质的量均为3 mol，FeO、FeSO4、Fe3O4的摩尔质量(g/mol)分别为：72、152、232，所以等质量的FeO、FeSO4、Fe3O4与足量稀硝酸反应，放出NO物质的量最多的是FeO。 3．（2014福建卷）常温下，下列各组物质中，Y既能与X反应又能与Z反应的是(　　) X Y Z ① NaOH溶液 Al(OH)3 稀硫酸 ② KOH溶液 SiO2 浓盐酸 ③ O2 N2 H2 ④ FeCl3溶液 Cu 浓硝酸 A.①③　　　B．①④　　　C．②④　　　D．②③ 【答案】B　 【解析】①中Y是两性氢氧化物，常温下既能与NaOH溶液反应又能与稀硫酸反应；②中SiO2不能与浓盐酸反应；③中N2与O2在高温或者放电的条件下反应生成NO；N2与H2在高温高压、催化剂的条件下反应生成NH3；④中在常温下，2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2，4HNO3(浓)＋Cu===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，B项正确。 （2013北京卷）26.（14分）NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。 (1) NOx能形成酸雨，写出NO2转化为HNO3的化学方程式:_ . (2)汽车发动机工作时会引发N2和02反应，其能量变化示意图如下: ①写出该反应的热化学方程式: _ . ②随温度升高，该反应化学平衡常数的变化趋势是_ .。 （3）在汽车尾气系统中装置催化转化器，可有效降低NOX的排放。 ①当尾气中空气不足时，NOX在催化转化器中被还原成N2排出。写出NO被CO还原的化学方程式：_ . ② 当尾气中空气过量时，催化转化器中的金属氧化物吸收NOX生成盐。其吸收能力顺序如下：12MgO <2oCaO <38SrO<56BaO.原因是 . （4）通过NOx传感器可监测NOx的含量，其工作原理示意图如下: ①Pt电极上发生的是 反应(填“氧化”或“还原”)。 ②写出NiO电极的电极反应式: . 【答案】(1)3NO2+H2O=2HNO3+NO.(2)①N2(g)+O2(g) 2NO(g)；ΔH=+183kJ/mol.②K值增大。 （3）①2NO+2CO= N2+2CO.②Mg、Ca、Sr、Ba为同一主族元素，从上到下，原子半径逐渐增大元素的金属性逐渐增强，金属氧化物对NOX的吸收能力逐渐增强，元素的金属性逐渐增强，金属氧化物对NOX的吸收能力逐渐增强。（4）①还原。②NO-2e-+O2-=NO2。 【解析】由NO2制备硝酸3NO2+H2O===2HNO3+NO；根据题给能量关系可得到热化学反应方程式 N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH=+183kJ/mol ,该反应为吸热反应，升高温度，平衡向右移动，K值增大；一氧化氮与一氧化碳的反应生成氮气2NO+2CO= N2+2CO；Mg、Ca、Sr、Ba为同一主族元素，从上到下，原子半径逐渐增大元素的金属性逐渐增强，金属氧化物对NOX的吸收能力逐渐增强；电化学反应Pt电极为正极发生还原反应，O2+4e-=2O2-,NiO电极为负极发生氧化反应NO-2e-+O2-=NO2。 1．下列关于自然界中氮循环(如下图)的说法不正确的是(　　) A．氮元素均被氧化 B．工业合成氨属于人工固氮 C．含氮无机物和含氮有机物可相互转化 D．碳、氢、氧三种元素也参加了氮循环 【答案】A　 【解析】A．N2→NH3过程中氮元素由0价变为－3价，被还原。B.工业合成氨的过程属于人工固氮。C.1828年，德国化学家维勒首次利用无机物氰酸铵合成了尿素；而含氮的有机物也可以直接分解为无机物。D.雷电发生时涉及的反应有N2＋O22NO,2NO＋O2===2NO2,3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，HNO3进入土壤， 与矿物质结合成硝酸盐；豆科植物也可以将N2合成氮肥，生物体内的蛋白质中含有C元素，所以碳、氢、氧三种元素都参加了氮循环。 2．随着我国汽车年销量的大幅增加，空气环境受到了很大的污染。汽车尾气装置里，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示，下列说法正确的是(　　) A．反应中NO为氧化剂，N2为氧化产物 B．汽车尾气的主要污染成分包括CO、NO和N2 C．NO和O2必须在催化剂表面才能反应 D．催化转化总化学方程式为2NO＋O2＋4CO 4CO2＋N2 【答案】D　 3．下列说法不正确的是(　　) A．在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，再加入Cu(NO3)2固体，铜粉仍不溶解 B．某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，该气体的水溶液一定显碱性 C．铜与稀硝酸反应的离子方程式为3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O D．HNO3―→NO―→NO2，以上各步变化均能通过一步实验完成 【答案】A　 【解析】A项中加入Cu(NO3)2固体后，Cu和H＋、NO发生反应：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，该项不正确。 4．已知常温常压下在1 L水中可溶解40 L NO2，NO2能与NaOH溶液发生反应：2NaOH＋2NO2===NaNO3＋NaNO2＋H2O。以下各种尾气吸收装置中，不适合吸收NO2气体的是(　　) 【答案】B　 【解析】由于常温常压下在1 L水中可溶解40 L NO2，即易溶于水，所以在吸收装置中需要防止倒吸，只有B项不能防止倒吸。 5．某同学用滤纸折成一个纸蝴蝶并喷洒一种溶液(保持湿润)，挂在铁架台上。另取一只盛某种溶液的烧杯，放在纸蝴蝶的下方(如右图)。过一会儿，发现纸蝴蝶变为红色。下表的组合中，能够实现上述变化的是(　　) ① ② ③ ④ 纸蝴蝶上的喷洒液 石蕊 酚酞 酚酞 石蕊 小烧杯中的溶液 浓盐酸 浓氨水 NaOH溶液 浓硫酸 A．①② 　B．③④ C．①④ D．②③ 【答案】A　 【解析】浓盐酸易挥发，酸性气体HCl遇石蕊变红；浓氨水易挥发，碱性气体NH3遇酚酞变红。 6．铜与浓硫酸反应结束后，烧瓶中铜片未完全溶解。若向反应后的溶液中加入下列物质，相关推断错误的是(　　) A．加入铁粉，铁粉不溶解 B．滴入NaNO3溶液，铜片溶解 C．加入银粉，银粉不溶解 D．滴入NaHCO3溶液，有气体产生 【答案】A　 7．“封管试验”具有简易、方便、节约、绿色等优点。观察下列四个“封管试验”(夹持装置未画出)，判断下列说法正确的是(　　) A．加热时，a上部聚集了固体NH4Cl，说明NH4Cl的热稳定性比较好 B．加热时，发现b中I2变为紫色蒸气，在上部又聚集为紫黑色的固体 C．加热时，c中溶液红色变深，冷却后又变浅 D．水浴时，d内气体颜色变浅，e内气体颜色加深 【答案】B　 【解析】A选项，NH4Cl受热分解生成NH3、HCl，在上部化合生成固体NH4Cl，A选项错误；B选项，I2易升华，正确；C选项，氨气易挥发，加热时，氨水浓度减小，碱性减弱，溶液红色变浅，C选项错误；2NO2N2O4为放热反应，所以d内气体颜色变深，D选项错误。 8．下列反应中的氨与反应4NH3＋5O2===4NO＋6H2O中的氨作用相同的是(　　) A．2Na＋2NH3===2NaNH2＋H2↑ B．NH3＋HCl===NH4Cl C．4NH3＋6NO===5N2＋6H2O D．3SiH4＋4NH3===Si3N4＋12H2 【答案】C　 9．某硝酸钠固体中混有少量硫酸铵和碳酸氢钠杂质，现设计一实验方案，既除去杂质，又配成硝酸钠溶液。实验方案：先将固体溶于蒸馏水配成溶液，选择合适的试剂和操作完成表格中各步实验。 选择试剂 ① Na2CO3溶液 ④ 实验操作 ② ③ 加热 下列试剂或操作不合理的是(　　) A．试剂①为Ba(OH)2溶液 B．操作②为结晶 C．操作③为过滤 D．试剂④为稀HNO3 【答案】B　 【解析】根据题意，选择Ba(OH)2溶液除去SO、NH和HCO，NH3H2O通过加热除去，操作②为加热。过量的Ba2＋用Na2CO3溶液除去，过量的OH－和CO用硝酸除去，则操作③为过滤，试剂④为HNO3。 10．某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL，平均分成两份。向其中一份中逐渐加入铜粉，最多能溶解9.6 g。向另一份中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图所示(已知硝酸只被还原为NO气体)。下列分析或结果错误的是(　　) A．原混合酸中NO物质的量为0.1 mol B．OA段产生的是NO，AB段的反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，BC段产生氢气 C．第二份溶液中最终溶质为FeSO4 D．H2SO4浓度为2.5 molL－1 【答案】A　 11．氨气在工农业生产中有重要应用。 (1)①氮气用于工业合成氨，写出氮气的电子式：________________________； ②NH3的稳定性比PH3________(填写“强”或“弱”)。 (2)如下图所示，向NaOH固体上滴几滴浓氨水，迅速盖上盖，观察现象。 ①浓盐酸液滴附近会出现白烟，发生反应的化学方程式为____________________。 ②浓硫酸液滴上方没有明显现象，一段时间后浓硫酸的液滴中有白色固体，该固体可能是________(写化学式，一种即可)。 ③FeSO4液滴中先出现灰绿色沉淀，过一段时间后变成红褐色，发生的反应包括Fe2＋＋2NH3H2O===Fe(OH)2↓＋2NH和___________________________________________。 (3)空气吹脱法是目前消除NH3对水体污染的重要方法。在一定条件下，向水体中加入适量NaOH可使NH3的脱除率增大，用平衡移动原理解释其原因：__________________ ________________________________________________________________________。 (4)在微生物作用下，蛋白质在水中分解产生的氨能够被氧气氧化生成亚硝酸(HNO2)，反应的化学方程式为________________________，若反应中有0.3 mol电子发生转移，生成亚硝酸的质量为________g(小数点后保留两位有效数字)。 【答案】(1)①N⋮⋮N　②强 (2)①NH3＋HCl===NH4Cl ②NH4HSO4或 ③4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 (3)氨在水中存在平衡：NH3＋H2ONH3H2ONH＋OH－，加入NaOH后OH－浓度增大平衡逆向移动，故有利于氨的脱除 (4)2NH3＋3O22HNO2＋2H2O　2.35 12．用下列装置制备、收集二氧化氮气体，并探究其性质。 (1)装置A中的分液漏斗中盛装的液体是________，烧瓶中预先加入的是铜屑，铁的价格比铜的价格低，此处用铜不用铁的原因是______________________________________。 (2)干燥管B、D中盛装的干燥剂可以是__________(选填“浓硫酸”“无水氯化钙”“五氧化二磷”或“碱石灰”)，干燥管D中干燥剂的作用是_______________________________。 (3)装置E的作用是吸收尾气，吸收过程中发生反应的化学方程式如下，请将其补充完整。 NaOH＋NO2===______＋NaNO2＋H2O (4)用上述装置收集到了NO气体，采用的收集装置是________(选填“F”或“G”)。 【答案】(1)浓硝酸　常温下，Fe在浓硝酸中发生钝化，阻止反应进一步发生 (2)无水氯化钙或五氧化二磷　防止E装置中的水蒸气进入集气瓶C中 (3)2　2　NaNO3　1　1 (4)G 【解析】(1)根据制取NO2的反应原理：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O可知，是固体和液体在常温下的反应，所以装置A中的分液漏斗中盛装的液体是浓硝酸；此处用铜屑不用铁屑的原因是：常温下，Fe在浓硝酸中发生钝化，阻止反应进一步发生，无法制取NO2；(2)二氧化氮是酸性气体，不能用碱性干燥剂；干燥管B、D中只能盛装固体干燥剂，所以不能选浓硫酸，只能选无水氯化钙或五氧化二磷。E装置中的水蒸气可进入集气瓶C中，所以使用装置干燥管D，防止E装置中的水蒸气进入集气瓶C中；(3)根据氧化还原反应的原理知：反应物NO2中氮元素的化合价是＋4价，产物NaNO2中氮元素的化合价是＋3价，N元素化合价最高的含氮化合物是NaNO3，结合同一化学反应方程式中各元素的原子守恒可知，该反应的方程式为2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O；(4)一氧化氮为无色难溶于水密度与空气接近的气体，所以用排水法收集NO，选择装置G。 13．某实验小组设计了下列装置进行氨的催化氧化实验。 完成下列填空： (1)常温下，氨水的浓度为1∶1.5(28%的浓氨水和水的体积比)时实验现象明显，配制该浓度氨水的玻璃仪器有____________________________。 (2)本实验用的干燥剂是碱石灰和无水氯化钙。则甲处是________；乙处是________。 (3)实验时，先将催化剂加热至红热，在不断鼓入空气的情况下，熄灭酒精灯，反应仍能继续进行，说明该反应是____(填“吸”或“放”)热反应；化学方程式为 ________________________________________________________________________。 (4)实验前，烧杯中盛有200 mL 1.000 molL－1的NaOH溶液，实验后测得烧杯中溶液的pH＝13，且溶液质量比反应前增加了7.48 g，则NaOH溶液吸收的NO和NO2的物质的量之比是________(设溶液的体积不变且忽略盐类的水解)。 (5)实验时发现：如果缺少乙处的干燥管，将反应后的气体直接通入烧瓶，则烧瓶中产生白烟。其原因可用化学方程式表示为_________________________________________ ________________________________________________________________________。 (6)已知NH3和N2常压下的沸点分别为－33.5 ℃和－195.8 ℃，据此推测这两种物质中，能做制冷剂的是__________(填分子式)；能用来冷冻物质的是________(填分子式)。 【答案】(1)量筒、烧杯、玻璃棒 (2)碱石灰　无水氯化钙 (3)放　4NH3＋5O24NO＋6H2O (4)5∶13 (5)4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3(或2NO＋O2===2NO2和3NO2＋H2O===2HNO3＋NO)　NH3＋HNO3===NH4NO3 (6)NH3　N2