2021届一轮复习鲁科版专题十氮及其化合物

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专题十 氮及其化合物 考点 1 氮及氮的氧化物 1.[2020 江西南昌摸底测试]一种新型的合成氨的方法如图所示,下列说法正确的是 ( ) A.反应①属于氮的固定 B.反应②属于氧化还原反应 C.反应③可通过电解 LiOH 溶液实现 D.上述三步循环的总反应为 N2+3H2 2NH3 本题考查新型合成氨的方法,解答本题的关键是结合图示和箭头方向确定反应物和生成物,然后根据图示写 出其化学方程式并进行分析判断。 解题模型:链接考法 1 命题角度 1 2.[2019 江苏,16,12 分]N2O、NO 和 NO2 等氮氧化物是空气污染物,含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。 (1)N2O 的处理。N2O 是硝酸生产中氨催化氧化的副产物,用特种催化剂能使 N2O 分解。NH3 与 O2 在加热和 催化剂作用下生成 N2O 的化学方程式为 。 (2)NO 和 NO2 的处理。已除去 N2O 的硝酸尾气可用 NaOH 溶液吸收,主要反应为 NO+NO2+2OH- 2N O2 - +H2O 2NO2+2OH- N O2 - +N O3 - +H2O ①下列措施能提高尾气中 NO 和 NO2 去除率的有 (填标号)。 A.加快通入尾气的速率 B.采用气、液逆流的方式吸收尾气 C.吸收尾气过程中定期补加适量 NaOH 溶液 ②吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤,得到 NaNO2 晶体,该晶体中的主要杂质是 (填化 学式);吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是 (填化学式)。 (3)NO 的氧化吸收。用 NaClO 溶液吸收硝酸尾气,可提高尾气中 NO 的去除率。其他条件相同,NO 转化为 N O3 - 的转化率随 NaClO 溶液初始 pH(用稀盐酸调节)的变化如图所示。 ①在酸性 NaClO 溶液中,HClO 氧化 NO 生成 Cl-和 N O3 - ,其离子方程式为 。 ②NaClO 溶液的初始 pH 越小,NO 转化率越高。其原因是 。 本题以尾气中氮氧化物的净化处理为载体,考查考生对陌生化学方程式和离子方程式的书写等知识。 解题模型:链接考法 1 命题角度 2 3.[2018 天津,9,18 分]烟道气中的 NOx 是主要的大气污染物之一,为了监测其含量,选用如下采样和检测方法。 回答下列问题: Ⅰ.采样 采样系统简图 采样步骤: ①检验系统气密性;②加热器将烟道气加热至 140 ℃;③打开抽气泵置换系统内空气;④采集无尘、干燥的气 样;⑤关闭系统,停止采样。 (1)A 中装有无碱玻璃棉,其作用为 。 (2)C 中填充的干燥剂是 (填标号)。 a.碱石灰 b.无水 CuSO4 c.P2O5 (3)用实验室常用仪器组装一套装置,其作用与 D(装有碱液)相同,在虚线框中画出该装置的示意图,标明气体 的流向及试剂。 (4)采样步骤②加热烟道气的目的是 。 Ⅱ.NOx 含量的测定 将 v L 气样通入适量酸化的 H2O2 溶液中,使 NOx 完全被氧化成 N O3 - ,加水稀释至 100.00 mL。量取 20.00 mL 该溶液,加入 v1 mL c1 mol·L-1FeSO4 标准溶液(过量),充分反应后,用 c2 mol·L-1K2Cr2O7 标准溶液滴定剩余的 Fe2+,终点时消耗 v2 mL。 (5)NO 被 H2O2 氧化为 N O3 - 的离子方程式为 。 (6)滴定操作使用的玻璃仪器主要有 。 (7)滴定过程中发生下列反应: 3Fe2++N O3 - +4H+ NO↑+3Fe3++2H2O Cr2 O7 2- +6Fe2++14H+ 2Cr3++6Fe3++7H2O 则气样中 NOx 折合成 NO2 的含量为 mg·m-3。 (8)判断下列情况对 NOx 含量测定结果的影响(填“偏高”“偏低”或“无影响”) 若缺少采样步骤③,会使测定结果 。 若 FeSO4 标准溶液部分变质,会使测定结果 。 本题以烟道气中 NOx 含量的监测为切入点,考查过滤知识的迁移、干燥剂的选择、有毒气体的吸收、气体溶 解度随温度升高而减小等基础必备知识在解决实际问题中的应用,体现基础性、综合性、应用性的命题新理 念。 解题模型:链接考法 1 命题角度 2 考点 2 氨及铵盐 4.[2017 全国卷Ⅰ,26,15 分]凯氏定氮法是测定蛋白质中氮含量的经典方法,其原理是用浓硫酸在催化剂存在 下 将 样 品 中 有 机 氮 转 化 成 铵 盐 , 利 用 如 图 所 示 装 置 处 理 铵 盐 , 然 后 通 过 滴 定 测 量 。 已 知:NH3+H3BO3 NH3·H3BO3;NH3·H3BO3+HCl NH4Cl+H3BO3。 回答下列问题: (1)a 的作用是 。 (2)b 中放入少量碎瓷片的目的是 。f 的名称是 。 (3)清洗仪器:g 中加蒸馏水;打开 k1,关闭 k2、k3,加热 b,蒸气充满管路;停止加热,关闭 k1,g 中蒸馏水倒吸进入 c,原因是 ;打开 k2 放掉水。重复操作 2~3 次。 (4)仪器清洗后,g 中加入硼酸(H3BO3)和指示剂。铵盐试样由 d 注入 e,随后注入氢氧化钠溶液,用蒸馏水冲洗 d,关闭 k3,d 中保留少量水。打开 k1,加热 b,使水蒸气进入 e。 ①d 中保留少量水的目的是 。 ②e 中主要反应的离子方程式为 ,e 采用中空双层玻璃瓶的作用是 。 (5)取某甘氨酸(C2H5NO2)样品 m 克进行测定,滴定 g 中吸收液时消耗浓度为 c mol·L-1 的盐酸 V mL,则样品中 氮的质量分数为 %,样品的纯度≤ %。 本题能很好地考查考生的阅读理解能力。考生既要理解实验原理,又要掌握实验步骤、操作、误差分析和计 算等。对于定量实验还要注意质量称量法和气体体积测量法的灵活应用。 解题模型:链接考点 2 5.[2015 四川,9,13 分](NH4)2SO4 是常用的化肥和化工原料,受热易分解。某兴趣小组拟探究其分解产物。 【查阅资料】(NH4)2SO4 在 260 ℃和 400 ℃时分解产物不同。 【实验探究】该小组拟选用如图所示装置进行实验(夹持和加热装置略)。 实验 1:连接装置 A-B-C-D,检查气密性,按图示加入试剂(装置 B 盛 0.500 0 mol/L 盐酸 70.00 mL)。通入 N2 排尽空气后,于 260 ℃加热装置 A 一段时间,停止加热,冷却,停止通入 N2。品红溶液不褪色。取下装置 B,加 入指示剂,用 0.200 0 mol/L NaOH 溶液滴定剩余盐酸,终点时消耗 NaOH 溶液 25.00 mL。经检验滴定后的 溶液中无 S O4 2- 。 (1)仪器 X 的名称是 。 (2)滴定前,下列操作的正确顺序是 (填标号)。 a.盛装 0.200 0 mol/L NaOH 溶液 b.用 0.200 0 mol/L NaOH 溶液润洗 c.读数、记录 d.查漏、清洗 e.排尽滴定管尖嘴的气泡并调整液面 (3)装置 B 内溶液吸收气体的物质的量是 mol。 实验 2:连接装置 A-D-B,检查气密性,按图示重新加入试剂。通入 N2 排尽空气后,于 400 ℃加热装置 A 至 (NH4)2SO4 完全分解无残留物,停止加热,冷却,停止通入 N2。观察到装置 A、D 之间的导气管内有少量白色 固体。经检验,该白色固体和装置 D 内溶液中有 S O3 2- ,无 S O4 2- 。进一步研究发现,气体产物中无氮氧化物。 (4)检验装置 D 内溶液中有 S O3 2- ,无 S O4 2- 的实验操作和现象是 。 (5)装置 B 内溶液吸收的气体是 。 (6)(NH4)2SO4 在 400 ℃分解的化学方程式是 。 本题利用定性与定量相结合的方法考查硫酸铵分解产物的探究。高考题多次关注硫酸盐或其他盐分解产物 的探究,如 2017 年全国卷Ⅲ第 26 题考查硫酸亚铁分解产物的探究、2018 年全国卷Ⅱ第 28 题考查 K3[Fe(C2O4)3]·3H2O 的热分解产物的探究,这一动向值得考生关注。 解题模型:链接考点 2 考点 3 硝酸 6.[2017 北京,12,6 分]下述实验中均有红棕色气体产生,对比分析所得结论不正确的是( ) ① ② ③ A.由①中的红棕色气体,推断产生的气体一定是混合气体 B.红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应 C.由③说明浓硝酸具有挥发性,生成的红棕色气体为还原产物 D.③的气体产物中检测出 CO2,由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应 考查考生对比分析问题的能力,是控制变量法的一种创新运用。本题考查了浓硝酸的不稳定性、强氧化性和 易挥发性。 解题模型:链接考点 3 考点 1 氮及氮的氧化物 考法 1 氮及氮的氧化物的性质和应用 命题角度 1 氮气的性质及应用 1[2020 辽宁葫芦岛模拟]中国科学院科研团队研究表明,在常温常压和可见光下,基于 LDH(一种固体 催化剂)合成 NH3 的原理示意图如图所示。下列说法错误的是 A.氧化剂与还原剂的物质的量之比为 3∶1 B.该过程中涉及极性键和非极性键的断裂与生成 C.基于 LDH 合成 NH3 的过程属于氮的固定 D.工业中,氨经一系列反应可以得到硝酸 该反应的化学方程式为 2N2+6H2O 4NH3+3O2,氮气是氧化剂,水是还原剂,氧化剂与还原剂 的物质的量之比为 1∶3,A 错误;该过程中,既有极性键的断裂(O—H)与生成(N—H),也有非极性键的断裂 ( )与生成(O O),B 正确;基于 LDH 合成 NH3 的过程是将氮气转化为氨气的过程,属于氮的固定,C 正 确;工业中,氨经催化氧化得到 NO,NO 被氧化为 NO2,NO2 与水反应可得到硝酸,D 正确。 A 考点扫描 1.[2017 全国卷Ⅲ,26 改编]绿矾(FeSO4·xH2O)易被氧化,在测定其结晶水含量或探究 FeSO4 的分解产物时, 应先缓缓通入 N2,目的是 。 2.[2017 北京,27(1)改编]NH3 在催化剂作用下还原 NO2 生成 N2 和 H2O 的化学方程式为 。 提示:1.排尽装置中的空气 2.8NH3+6NO2 7N2+12H2O 命题角度 2 结合环保问题考查氮及其化合物的性质(热点角度) 2[2016 全国卷Ⅰ,26,14 分]氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一,工业上在一定温度和催化剂条件下用 NH3 将 NOx 还原生成 N2。某同学在实验室中对 NH3 与 NO2 反应进行了探究。回答下列问题: (1)氨气的制备 ①氨气的发生装置可以选择图中的 ,反应的化学方程式为 。 ②欲收集一瓶干燥的氨气,选择图中的装置,其连接顺序为发生装置➝ (按气流方向,用小写字母表 示)。 (2)氨气与二氧化氮的反应 将上述收集到的 NH3 充入注射器 X 中,硬质玻璃管 Y 中加入少量催化剂,充入 NO2(两端用夹子 K1、K2 夹好)。 在一定温度下按图示装置进行实验。 操作步骤 实验现象 解释原因 打开 K1,推动注射器 活塞,使 X 中的气体 缓慢通入 Y 管中 ①Y 管中 ②反应的化学方程式 将注射器活塞退回原 处并固定,待装置恢 复到室温 Y 管中有少量水珠 生成的气态水凝聚 打开 K2 ③ ④ (1)①观察装置知,A 装置适合加热固体制备气体,B 装置适合加热液体与固体制备气体或加热液体制备 气体。实验室通过氯化铵和消石灰共热制备氨气,可以选择 A 装置作发生装置,化学方程式为 2NH4Cl+Ca(OH)2 2NH3↑+CaCl2+2H2O。实验室还可以通过加热浓氨水制备氨气,故也可以选择 B 装置 作发生装置,化学方程式为 NH3·H2O NH3↑+H2O。②实验室用碱石灰干燥氨气,用向下排空气法收集氨气, 用水吸收尾气中的氨气并注意防倒吸。故选择 C、D、F 装置,注意连接球形干燥管时应大口进气,小口出气。 所以,连接顺序为 a、d、c、f、e、i 或 b、d、c、f、e、i。(2)NO2 呈红棕色,氨气与二氧化氮发生反 应:8NH3+6NO2 7N2+12H2O,故观察到 Y 管中红棕色气体慢慢变浅。NH3 与 NO2 反应后生成的气态 水凝聚,反应后气体分子数减少,装置内压强减小,故打开 K2,NaOH 溶液会产生倒吸现象。 (1)①A 2NH4Cl+Ca(OH)2 2NH3↑+CaCl2+2H2O(或 B NH3·H2O NH3↑+H2O) ②d c f e i (2)①红棕色气体慢慢变浅 ②8NH3+6NO2 7N2+12H2O ③Z 中 NaOH 溶液产生倒吸现象 ④反 应后气体分子数减少,Y 管中压强小于外压 考法点睛·分析解释 本题可利用多种实验方法制备氨气,考查考生思维的发散性;通过氨气与 NO2 的归中反应实验,考查考生对实 验现象的预测能力和解释能力。 考点扫描 1.[2018 天津,9(5),2 分]NO 被 H2O2 氧化为 N O3 - 的离子方程式为 。 2.[2018 江苏,20 改编](1)用稀硝酸吸收 NOx,得到 HNO3 和 HNO2 的混合溶液,电解该混合溶液可获得较浓的 硝酸。写出电解时阳极的电极反应式: 。 (2)用酸性(NH2)2CO 水溶液吸收 NOx,吸收过程中存在 HNO2 与(NH2)2CO 生成 N2 和 CO2 的反应。写出该反 应的化学方程式: 。 (3)在有氧条件下,某新型催化剂能催化 NH3 与 NOx 反应生成 N2。写出 NH3 与 NO2 反应的化学方程 式: 。当生成 1molN2 时,转移的电子数为 mol。 3.[2017 北京,12A 改编]浓硝酸受热分解产生红棕色气体,推断产生的气体一定是混合物( ) 4.[2017 北京,27(2)改编]在有氧条件下,15NO 与 NH3 以一定比例反应时,得到的笑气几乎都是 15NNO。写出 该反应的化学方程式: 。 5.[2016 江苏,5A 改编]将铜丝插入稀硝酸中反应的离子方程式为 Cu+4H++2N O3 - Cu2++2NO2↑+H2O( ) 提示:1.2NO+3H2O2 2H++2N O3 - +2H2O 2.(1)HNO2-2e-+H2O 3H++N O3 - (2)2HNO2+(NH2)2CO 2N2↑+CO2↑+3H2O (3)8NH3+6NO2 7N2+12H2O 24 7 3.√ 4.415NO+4NH3+3O2 415NNO+6H2O 5.✕ 考点 2 氨及铵盐 考法 2 氨的制备和性质探究 命题角度 1 结合物质制备装置考查氨的实验室制法 3[2019 湖北鄂州、黄冈两市联考]某化学学习小组在实验室模拟工业制备硫氰化钾(KSCN)。实验装 置如图所示(部分夹持装置已略)。 已知:①CS2 不溶于水,比水重;NH3 不溶于 CS2。②三颈烧瓶内盛有 CS2、水和催化剂。 实验步骤如下: (1)制备 NH4SCN:CS2+2NH3 NH4SCN+H2S(该反应比较缓慢) ①实验前,经检验装置的气密性良好。三颈烧瓶的下层 CS2 液体必须浸没导气管口,目的是 。 ②实验开始时打开 K1,加热 A,使 A 中产生的气体缓缓通入 D 中,至 CS2 消失。则 A 中反应的化学方程式 是 ;C 的作用是 。 (2)制备 KSCN 溶液:熄灭 A 处的酒精灯,关闭 K1,打开 K2,再缓缓滴加适量的 KOH 溶液,发生反 应:NH4SCN+KOH KSCN+NH3↑+H2O。 小组讨论后认为:实验中滴加相同浓度的 K2CO3 溶液比 KOH 溶液更好,理由是 。 (3)制备硫氰化钾晶体:先滤去三颈烧瓶中的固体催化剂,再减压蒸发浓缩,冷却结晶, ,干燥,得到硫氰 化钾晶体。 (4)测定晶体中 KSCN 的含量:称取 10.0 g 样品配成 1 000 mL 溶液,量取 20.00 mL 于锥形瓶中,加入适量稀 硝酸,再加入几滴 Fe(NO3)3 溶液作指示剂,用 0.100 0 mol/L AgNO3 标准溶液滴定,达到滴定终点时消耗 AgNO3 标准溶液 20.00 mL。 ①滴定时发生的反应:SCN-+Ag+ AgSCN↓。则判断达到滴定终点时的方法是 。 ②晶体中 KSCN 的质量分数为 。 (1)①导气管口在下层液体 CS2 中,可以使反应物充分接触,防倒吸;②实验室用氯化铵与氢氧化钙来制 备氨气,其化学方程式为 2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O,C 是为了观察气泡产生的速率,以便控 制 A 中的加热温度。(2)K2CO3 碱性弱于 KOH,且与 NH4SCN 反应产生更多气体 (K2CO3+2NH4SCN 2KSCN+2NH3↑+CO2↑+H2O),有利于溶液中残留的 H2S 逸出。(3)实验室制备硫氰 化钾晶体的操作:减压蒸发浓缩,冷却结晶,过滤,洗涤,干燥。(4)①Fe3+与 SCN-发生络合反应,显红色,因此当最 后一滴 AgNO3 溶液滴入时,红色恰好褪去,且半分钟内颜色不恢 复;②n(KSCN)=n(AgNO3)=0.1000mol/L×20.00×10-3L× 1000mL 20.00mL =0.1mol,m(KSCN)=97g/mol×0.1mol=9.7g,故 KSCN 的质量分数为 9.7g 10.0g ×100%=97.0%。 (1)①使反应物充分接触,防倒吸 ②2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O 观察气泡产生的速 率,以便控制加热温度 (2)K2CO3 碱性弱于 KOH,且与 NH4SCN 反应能产生更多气体,有利于溶液中残留的 H2S 逸出 (3)过滤,洗涤 (4)①当滴入最后一滴 AgNO3 溶液时,红色恰好褪去,且半分钟内颜色不恢复 ②97.0% 考点扫描 1.[2017 江苏,3D 改编]由于 NH3 易溶于水,故可用作制冷剂( ) 2.[2016 全国卷Ⅲ,26(4)改编]利用氯化钙溶液、氨水、H2O2 溶液在冰浴条件下制备过氧化钙,该反应的化学 方程式为 。 3.[2016 四川,11(4)改编]在浸取液(溶质主要为硫酸镁)中通入 NH3,发生反应的化学方程式 是 。 提 示 : 1 . ✕ 2 . C a C l 2 + 2 N H 3 · H 2 O + H 2 O 2 + 6 H 2 O C a O 2 · 8 H 2 O ↓ + 2 N H 4 C l ( 或 C a C l 2 + 2 N H 3 · H 2 O + H 2 O 2 C a O 2 ↓ + 2 N H 4 C l + 2H2O) 3.MgSO4+2NH3+2H2O Mg(OH)2↓+(NH4)2SO4 命题角度 2 火箭燃料——联氨的结构与性质(热点角度) 4[2016 全国卷Ⅱ,26 节选,11 分]联氨(又称肼,N2H4,无色液体)是一种应用广泛的化工原料,可用作火箭 燃料。回答下列问题: (1)联氨分子的电子式为 ,其中氮的化合价为 。 (2)实验室中可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨,反应的化学方程式为 。 (3)联氨为二元弱碱,在水中的电离方式与氨相似。联氨第一步电离反应的平衡常数值为 (已 知:N2H4+H+ N2 H5 + 的 K=8.7×107;Kw=1.0×10-14)。联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为 。 (4)联氨是一种常用的还原剂。向装有少量 AgBr 的试管中加入联氨溶液,观察到的现象是 。 联氨可用于处理高压锅炉水中的氧,防止锅炉被腐蚀。理论上 1 kg 的联氨可除去水中溶解的 O2 kg; 与使用 Na2SO3 处理水中溶解的 O2 相比,联氨的优点是 。 (1)N2H4 中原子间以共价键结合,其电子式为 H∶ ∶ ∶H。N2H4 中 H 为+1 价,由化合物中各元素化合 价代数和为 0,可确定 N 为-2 价。(2)反应中 NaClO 和 NH3 分别作氧化剂和还原剂,根据得失电子守恒和原子 守恒可写出并配平相应的化学方程式。(3)N2H4 的第一步电离的离子方程式为 N2H4+H2O N2 H5 + +OH-,则 电离常数 Kb= (N2H5 +) · (OH-) (N2H4) = (N2H5 +) · (OH-) · (H+) (N2H4) · (H+) = (N2H5 +) · w (N2H4) · (H+) =K·Kw=8.7×107×1.0×10-14=8.7×10-7。联氨是二 元弱碱,其与硫酸形成的酸式盐为 N2H6(HSO4)2。(4)联氨具有还原性,能将 AgBr 中的 Ag+还原为 Ag,可看到 固体逐渐变黑,联氨被氧化为 N2,可看到溶液中有气泡产生。1mol 联氨在反应中失去 4mol 电子,而 1molO2 能得到 4mol 电子,且联氨与 O2 的相对分子质量相等,故参加反应的联氨与 O2 的物质的量和质量均相等,故 1kg 的联氨可除去水中溶解的 O2 的质量为 1kg。使用联氨处理水中溶解的 O2,消耗联氨的质量小,且产物为 N2 和 H2O,对环境无污染,而用 Na2SO3 处理水中溶解的 O2 时,Na2SO3 被氧化为 Na2SO4,产生新杂质。 (1)H∶ ∶ ∶H -2 (2)2NH3+NaClO N2H4+NaCl+H2O (3)8.7×10-7 N2H6(HSO4)2 (4)固体逐 渐变黑,并有气泡产生 1 N2H4 的用量少,不产生其他杂质(还原产物为 N2 和 H2O,而 Na2SO3 产生 Na2SO4) 考法归纳·迁移创新 类比 NH3 的性质类推 N2H4 的性质 1.碱性:二元弱碱,碱性比 NH3·H2O 的弱。 (1)电离:在水中的电离方式与氨相似,分两步进行:N2H4+H2O N2 H5 + +OH-,N2 H5 + +H2O N2 H6 2+ +OH-。 (2)水解:N2 H5 + +H2O N2H4·H2O+H+,N2 H6 2+ +2H2O N2H4·2H2O+2H+。 (3)与硫酸反应,2N2H4+H2SO4 (N2H5)2SO4,N2H4+2H2SO4(过量) N2H6(HSO4)2(酸式盐)。 2.强还原性:(1)水合肼在碱性溶液中能将银、镍等金属离子还原成金属单质,如 Ag++N2H4·H2O Ag↓+N H4 + + 1 2 N2↑+H2O;(2)能被氧气、H2O2 等氧化,可用作喷气式发动机推进剂、火箭燃 料等。 命题角度 3 利用现代传感技术认识喷泉原理(预测角度) 5 现用传感技术测定喷泉实验中的压强变化来认识喷泉实验的原理。下列说法正确的是 A.制取氨气时烧瓶中的 X 固体常用 CaO 或 CaCl2 B.将湿润的蓝色石蕊试纸置于三颈烧瓶口 c 处,试纸变红,说明 NH3 已收集满 C.关闭 a,用单孔塞(插有吸入水的胶头滴管)塞紧三颈烧瓶口 c,打开 b,挤压胶头滴管完成喷泉实验,电脑绘制 三颈烧瓶内压强变化曲线如图 2 所示,则 C 点时喷泉最剧烈 D.工业上,若出现液氨泄漏,喷洒 NaHCO3 溶液比喷洒稀盐酸效果好 CaO 能与水反应,使 c(OH-)增大,同时放出大量的热,有利于氨气的逸出,而 CaCl2 虽然具有吸水性,但易 与产生的氨气反应生成 CaCl2·8NH3,不能用于制备或干燥氨气,A 错误;红色石蕊试液遇碱显蓝色,所以检验 三颈烧瓶集满 NH3 的方法是将湿润的红色石蕊试纸靠近三颈烧瓶口 c,试纸变蓝,证明 NH3 已收集满,B 错误; 三颈烧瓶内气体压强与外界大气压差值越大,喷泉越剧烈,C 点压强最小、外界大气压不变,所以大气压和 C 点压强差值最大,则喷泉最剧烈,C 正确;稀盐酸显酸性,碳酸氢钠溶液显碱性,氨水溶液显碱性,因此在酸性溶 液中吸收氨气的效率高于在碱性溶液中吸收氨气的效率,D 错误。 C 考法归纳·迁移创新 本题结合氨的制备与人教版《化学》(必修 1)第 97 页“实验 4-8 氨溶于水的喷泉实验”进行综合命题,创新融 入传感技术测定压强变化的装置和图像,试题新颖。喷泉装置在命题中还可能被改装成如图所示装置: 图甲 图乙 其中图甲引发喷泉的操作为“打开止水夹,用手(或热毛巾等)将烧瓶捂热,氨气受热膨胀,赶出玻璃导管内的空 气,与水接触,即产生喷泉”;图乙的锥形瓶中盛放“碳酸氢铵与稀盐酸”或“过氧化钠与水”等均能形成喷泉。图甲 所示为负压喷泉(圆底烧瓶中压强小于烧杯中水面上外界大气压),图乙所示为正压喷泉(锥形瓶内压强大于 外界大气压),城市喷泉装置的原理与图乙所示装置相同,属于正压喷泉。 考点 3 硝酸 考法 3 金属与硝酸反应的性质探究与计算 命题角度 1 硝酸与金属反应的实验探究 6[2015 北京,12,6 分]在通风橱中进行下列实验: 步骤 现象 Fe表面产生大量无色气泡, 液面上方变为红棕色 Fe 表面产生少量红棕色气泡后,迅速停 止 Fe、Cu 接触后,其表面均产生红棕色气泡 下列说法不正确的是 A.Ⅰ中气体由无色变红棕色的化学方程式:2NO+O2 2NO2 B.Ⅱ中的现象说明 Fe 表面形成致密的氧化层,阻止 Fe 进一步反应 C.对比Ⅰ、Ⅱ中现象,说明稀 HNO3 的氧化性强于浓 HNO3 D.针对Ⅲ中现象,在 Fe、Cu 之间连接电流计,可判断 Fe 是否被氧化 稀硝酸与铁反应可生成 NO,NO 在空气中被氧化为 NO2,A 项正确。浓硝酸能使铁钝化,B 项正确。Ⅱ中 铁钝化,反应停止,不能比较稀硝酸与浓硝酸氧化性的强弱,C 项错误。构成原电池后可以根据电流的方向判 断正、负极,从而判断 Fe 是否被氧化,D 项正确。 C 1.将 11.2 g 铜粉和镁粉的混合物分成两等份,其中一份加入 200 mL 的稀硝酸并加热,固体和 硝酸恰好完全反应,并产生标准状况下 2.24 L NO;将另一份在空气中充分加热,最后得到 m g 固体。下列有 关说法正确的是 ( ) ①c(HNO3)=2.0 mol·L-1 ②c(HNO3)=0.5 mol·L-1 ③m=8.0 ④m=7.2 A.①④ B.①③ C.②④ D.②③ 命题角度 2 HNO2 及其盐的性质(预测角度) 7 信息 1:亚硝酸(HNO2)是一种弱酸,既具有氧化性又具有还原性;亚硝酸不稳定,易分解为硝酸、水和 NO。信息 2:亚硝酸钠又名“工业盐”,常被大量用作高分子材料的发泡剂和偶氮染料的原料等,该物质有毒,但 其颜色、形状、味道和食盐相似,很容易因误食而中毒;亚硝酸银为难溶于水的白色沉淀。 根据上述信息,回答下列问题: (1)甲组同学取一份可能是 NaCl 或 NaNO2 的样品,用蒸馏水溶解,通过下列实验操作可鉴别样品成分。在待 检验溶液中滴加 AgNO3 溶液的现象是 ,倒出上清液,在沉淀中加入硝酸,振荡,沉淀溶解,则 该样品为 (写化学式),沉淀溶解的离子方程式为 。 (2)乙组同学利用如图所示装置检验可能是 NaCl 或 NaNO2 的样品。 ①A 装置中盛装稀硫酸的仪器名称是 ,打开该仪器的活塞,使稀硫酸缓缓滴下,若样品为 NaNO2,则在 B 装置中可观察到的现象为 ,检验 B 装置中有 NO 的操作及产生的现象 是 。 ②C 装置中盛有的试剂名称是 ,作用是 。 (3)设计实验证明。 ①亚硝酸为弱酸: 。 ②亚硝酸具有还原性: 。 (1)AgCl 和 AgNO2 均为白色难溶于水的物质,故加入 AgNO3 溶液后出现白色沉淀。AgCl 难溶于硝酸, 而 AgNO2 与硝酸反应可生成 HNO2,该物质不稳定,又分解生成硝酸、水和 NO。(2)①根据装置图中盛装稀 硫酸的仪器的结构及作用可知其为分液漏斗。A 装置和 B 装置中残留的空气与 A 装置中生成的 NO 反应生 成 NO2。由于 B 装置中主要含 NO,故其内气体颜色较淡,打开止水夹,鼓入空气,NO 完全转化为 NO2,使 B 装 置内 NO2 浓度增大,红棕色变深。②氮的氧化物有毒,可用碱液(如 NaOH 溶液)吸收。(3)①检验 HNO2 的弱 酸性,可检验其强碱盐的 pH,也可以直接检验其一定浓度稀溶液的 pH 等。②检验 HNO2 的还原性需要用到 氧化剂,故在酸性 KMnO4 溶液中加入过量 NaNO2 溶液,KMnO4 被还原,从而使溶液褪色。 (1)产生白色沉淀 NaNO2 3AgNO2+2H+ 3Ag++2NO↑+N O3 - +H2O (2)①分液漏斗 出现较淡 的红棕色气体 打开止水夹,鼓入空气,红棕色变深 ②NaOH 溶液(合理即可) 吸收尾气 (3)①取 NaNO2 溶液,用 pH 试纸检验,对照标准比色卡知 pH>7(其他合理答案也可) ②在酸性 KMnO4 溶液中加入过量 NaNO2 溶液,溶液褪色(其他合理答案也可) 考法归纳·迁移创新 类比硝酸的性质学习亚硝酸的性质 1.亚硝酸的性质 (1)亚硝酸中,N 为+3 价,既有氧化性,又有还原性,在水溶液中能将 I-氧化为单质 碘:2HNO2+2I-+2H+ I2+2NO↑+2H2O。 (2)亚硝酸是一种弱酸,不稳定,易分解成 HNO3、H2O 和 NO,即 3HNO2 HNO3+2NO↑+H2O。 2.HNO2 的制备 (1)将等物质的量的 NO2 和 NO 的混合物溶解在冰水中:NO+NO2+H2O 2HNO2。 (2)将强酸加入亚硝酸盐的冷溶液中:NaNO2+HCl NaCl+HNO2。 素材 16PH3、H3PO2、H3PO4 等物质的性质及其应用 考点扫描 1.[2019 全国卷Ⅲ,11B 改编]常温下 pH=2 的 H3PO4溶液中 c(H+)=c(H2P O4 - )+2c(HP O4 2- )+3c(P O4 3- )+c(OH-)( ) 2.[2018 全国卷Ⅱ,11A 改编]NA 代表阿伏加德罗常数的值,常温常压下,124gP4 中所含 P—P 键数目为 4NA( ) 3.[2017全国卷Ⅲ,10D改编]NA代表阿伏加德罗常数的值。密闭容器中1molPCl3 与1molCl2 反应制备PCl5(g), 增加 2NA 个 P—Cl 键( ) 4.[2015 新课标全国卷Ⅱ,7B]P2O5 不可用作食品干燥剂( ) 5.[2014 新课标全国卷Ⅰ,27(1)(3),4 分]H3PO2 是一元中强酸,写出其电离方程式 。H3PO2 的工 业制法是将白磷(P4)与 Ba(OH)2 溶液反应生成 PH3 气体和 Ba(H2PO2)2,后者再与 H2SO4 反应。写出白磷与 Ba(OH)2 溶液反应的化学方程式: 。 提示:1.√ 2.✕ 3.✕ 4.√ 5.H3PO2 H++H2P O2 - 2P4+3Ba(OH)2+6H2O 3Ba(H2PO2)2+2PH3↑ 2.[2019 四川成都二诊]NaH2PO2·H2O 易溶于水,水溶液呈中性,具有强还原性,可用于化学镀 银、镍、铜等。一种以泥磷(含 P4 和少量 CaO、Fe2O3、Al2O3、CaCl2 等)为原料制备 NaH2PO2·H2O 的工 艺流程如图所示。 已知:P4 与 Ca(OH)2、NaOH 的反应主要有 Ⅰ.3Ca(OH)2+2P4+6H2O 3Ca(H2PO2)2+2PH3↑ Ⅱ.3NaOH+P4+3H2O 3NaH2PO2+PH3↑ (1)已知 H3PO2 是一元中强酸,NaH2PO2 是 (填“正盐”或“酸式盐”)。 (2)尾气中的 PH3 被 NaClO 溶液吸收可生成 NaH2PO2 和 NaCl,离子方程式为 ,从吸收液中 获得 NaH2PO2·H2O 的操作为 、 、过滤、洗涤和干燥。 (3)用 NiCl2、NaH2PO2 溶液化学镀 Ni,同时生成 H3PO4 和氯化物的化学方程式 为 。 (4)“滤渣 2”的主要成分为 (填化学式)。 (5)“过滤 2”的滤液需要用 Ag2SO4 悬浊液和 Ba(OH)2 溶液除去其中 Cl-,加入的 Ag2SO4 悬浊液不宜过量太多, 其主要原因是 。 素材 17As 及其化合物的性质及应用 考点扫描 [2017全国卷Ⅲ,28(2)节选,2分]工业上常将含砷废渣(主要成分为As2S3)制成浆状,通入O2 氧化,生成H3AsO4 和单质硫。写出发生反应的化学方程式 。 提示:2As2S3+5O2+6H2O 4H3AsO4+6S 3.[2019 广东模拟改编]砷及其化合物在半导体、农药制造等方面用途非常广泛。回答下列问 题: (1)AsH3 的电子式为 ;将 AsH3 通入 AgNO3 溶液中可生成 Ag、As2O3 和 HNO3,该反应中氧化剂与还 原剂的物质的量之比为 。 (2)改变 0.1 mol·L-1 三元弱酸 H3AsO4 溶液的 pH,溶液中的 H3AsO4、H2As O4 - 、HAs O4 2- 以及 As O4 3- 的物质的 量分布分数随 pH 的变化如图 1 所示: 图 1 图 2 ①lg Ka1(H3AsO4)= ,用甲基橙作指示剂(pH 变色范围为 3.1~4.4),用 NaOH 溶液滴定 H3AsO4 发生的 主要反应的离子方程式为 。 ②反应 H2As O4 - +As O4 3- 2HAs O4 2- 的 lg K= 。 (3)反应 2As2S3(s) 4AsS(g)+S2(g)达到平衡时气体总压的对数值 lg(p/kPa)与温度的关系如图 2 所示: ①对应温度下,B 点的反应速率 v(正) v(逆)(填“>”“<”或“=”)。 ②A 点处,AsS(g)的分压为 kPa,该反应的 Kp= (Kp 为以分压表示的平衡常数)。 模型 2 基于核心素养下的新情境命题模型——工艺流程题 8[盐浸][2019 全国卷Ⅰ,26,14 分]硼酸(H3BO3)是一种重要的化工原料,广泛应用于玻璃、医药、肥料等 工业。一种以硼镁矿(含 Mg2B2O5·H2O、SiO2 及少量 Fe2O3、Al2O3)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流 程如图所示。 回答下列问题: (1)在 95 ℃“溶浸”硼镁矿粉,产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式为 。 (2)“滤渣 1”的主要成分有 。为检验“过滤 1”后的滤液中是否含有 Fe3+离子,可选用的化学试剂是 。 (3)根据 H3BO3 的解离反应:H3BO3+H2O H++B(OH )4 - ,Ka=5.81×10-10,可判断 H3BO3 是 酸;在“过 滤 2”前,将溶液 pH 调节至 3.5,目的是 。 (4)在“沉镁”中生成 Mg(OH)2·MgCO3 沉淀的离子方程式为 ,母液经加热后可返回 工序循环使用。由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是 。 (1)硫酸铵溶液中存在平衡:N H4 + +H2O NH3·H2O+H+,硼酸镁能与水解出的 H+反应,促进平衡向右移 动,生成的一水合氨浓度增大,因溶液中存在平衡 NH3·H2O NH3+H2O,一水合氨浓度增大,促进 NH3·H2O 分解产生 NH3。用 NH4HCO3 溶液吸收氨气,发生的反应为 NH4HCO3+NH3 (NH4)2CO3。(2)二氧化硅、 氧化铁、氧化铝不溶于硫酸铵溶液,滤渣 1 的主要成分是二氧化硅、氧化铁、氧化铝。检验 Fe3+的试剂可选 用 KSCN。(3)由题给硼酸的解离反应方程式知,硼酸是一元弱酸。“过滤 2”之前,调节 pH≈3.5 目的是将硼元 素转化为硼酸,促进硼酸析出。(4)“沉镁”中,碳酸铵溶液与硫酸镁溶液发生相互促进的水解反应生成碱式碳酸 镁:2MgSO4+2(NH4)2CO3+H2O Mg(OH)2·MgCO3↓+2(NH4)2SO4+CO2↑或者反应生成碱式碳酸镁和碳酸 氢盐。母液含硫酸铵,可以将母液返回“溶浸”工序循环使用,体现绿色化学理念和环境保护思想。碱式碳酸镁 转化成轻质氧化镁,联系碳酸镁、氢氧化镁受热都能分解生成氧化镁,也可以联系碱式碳酸铜分解生成氧化铜、 水和二氧化碳,可知采用的方法是高温焙烧法,MgCO3·Mg(OH)2 2MgO+H2O+CO2↑。 (1)NH4HCO3+NH3 (NH4)2CO3 (2)SiO2、Fe2O3、Al2O3 KSCN (3)一元弱 转化为 H3BO3,促进析出 (4)2Mg2++3C O3 2- +2H2O Mg(OH)2·MgCO3↓+2HC O3 - ( 或 2Mg2++2C O3 2- +H2O Mg(OH)2·MgCO3↓+CO2↑) 溶浸 高温焙烧 9[2017 全国卷Ⅲ,27,15 分]重铬酸钾是一种重要的化工原料,一般由铬铁矿制备,铬铁矿的主要成分为 FeO·Cr2O3,还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示。 回答下列问题: (1)步骤①的主要反应为 FeO·Cr2O3+Na2CO3+NaNO3 Na2CrO4+Fe2O3+CO2+NaNO2 上述反应配平后 FeO·Cr2O3 与 NaNO3 的系数比为 。该步骤不能使用陶瓷容器,原因是 。 (2)滤渣 1 中含量最多的金属元素是 ,滤渣 2 的主要成分是 及含硅杂质。 (3)步骤④调滤液 2 的 pH 使之变 (填“大”或“小”),原因是 (用离子方程式表 示)。 (4)有关物质的溶解度如图所示。向“滤液 3”中加入适量 KCl,蒸发浓缩,冷却结晶,过滤得到 K2Cr2O7 固体。冷 却到 (填标号)得到的 K2Cr2O7 固体产品最多。 a.80 ℃ b.60 ℃ c.40 ℃ d.10 ℃ 步骤⑤的反应类型是 。 (5)某工厂用 m1 kg 铬铁矿粉(含 Cr2O3 40%)制备 K2Cr2O7,最终得到产品 m2 kg,产率为 。 (1)1molFeO·Cr2O3 参与反应共失去 7mol 电子,而 1molNaNO3 参与反应得到 2mol 电子,根据得失电子 守恒,二者的系数比为 2∶7。由于高温下碳酸钠能与陶瓷中的二氧化硅发生反应,所以该步骤不能使用陶瓷容 器。(2)步骤①中生成的氧化铁因不溶于水而进入滤渣 1,所以滤渣 1 中含量最多的金属元素是 Fe。结合流 程图可知,滤渣 2 的主要成分是氢氧化铝及含硅杂质。(3)滤液 2 中存在平衡:2Cr O4 2- +2H+ Cr2 O7 2- +H2O, 氢离子浓度越大(pH 越小),越有利于平衡正向移动,所以步骤④应调节滤液 2 的 pH 使之变小。(4)根据题图可 知,温度越低 K2Cr2O7 的溶解度越小,析出的重铬酸钾固体越多,故 d 项正确。步骤⑤中发生的反应为 Na2Cr2O7+2KCl K2Cr2O7↓+2NaCl,其属于复分解反应。(5)该铬铁矿粉中 Cr2O3 的物质的量为 1 × 103g × 40% 152g · mol-1 ,根据铬元素守恒可求得 K2Cr2O7 的理论质量 m0= 1 × 103g × 40% 152g · mol-1 ×294g·mol-1×10-3kg·g-1= 1471 190 kg, 所以产品的产率为 2 0 ×100%= 1902 1471 ×100%。 (1)2∶7 陶瓷在高温下会与 Na2CO3 反应 (2)Fe Al(OH)3 (3)小 2Cr O4 2- +2H+ Cr2 O7 2- +H2O (4)d 复分解反应 (5) 1902 1471 ×100% 4.[原料预处理粉碎][2018 北京,26,13 分]磷精矿湿法制备磷酸的一种工艺流程如下: 已知:磷精矿主要成分为 Ca5(PO4)3(OH),还含有 Ca5(PO4)3F 和有机碳等。 溶解度:Ca5(PO4)3(OH)”或“<”)。 ②结合元素周期律解释①中结论:P 和 S 电子层数相同, 。 (3)酸浸时,磷精矿中 Ca5(PO4)3F 所含氟转化为 HF,并进一步转化为 SiF4 除去。写出生成 HF 的化学方程式: 。 (4)H2O2 将粗磷酸中的有机碳氧化为 CO2 脱除,同时自身也会发生分解。相同投料比、相同反应时间,不同温 度下的有机碳脱除率如图所示。80 ℃后脱除率变化的原因: 。 (5)脱硫时,CaCO3 稍过量,充分反应后仍有 S O4 2- 残留,原因是 ;加入 BaCO3 可进一步 提高硫的脱除率,其离子方程式是 。 (6)取 a g 所得精制磷酸,加适量水稀释,以百里香酚酞作指示剂,用 b mol·L-1 NaOH 溶液滴定至终点时生成 Na2HPO4,消耗 NaOH 溶液 c mL。精制磷酸中 H3PO4 的质量分数是 。 (已知:H3PO4 摩尔质量为 98 g·mol-1) 5.[氧化还原和沉淀转化][2016 全国卷Ⅲ,28,14 分]以硅藻土为载体的五氧化二钒(V2O5)是接 触法生产硫酸的催化剂。从废钒催化剂中回收 V2O5 既避免污染环境又有利于资源综合利用。废钒催化剂的 主要成分为: 物质 V2O5 V2O4 K2SO4 SiO2 Fe2O3 Al2O3 质量分数 /% 2.2~2.9 2.8~3.1 22~28 60~65 1~2 <1 以下是一种废钒催化剂回收工艺路线: 回答下列问题: (1)“酸浸”时 V2O5 转化为 V O2 + ,反应的离子方程式为 ,同时 V2O4 转化成 VO2+。“废渣 1” 的主要成分是 。 (2)“氧化”中欲使 3 mol 的 VO2+变成 V O2 + ,则需要氧化剂 KClO3 至少为 mol。 (3)“中和”作用之一是使钒以 V4 O12 4- 形式存在于溶液中。“废渣 2”中含有 。 (4)“离子交换”和“洗脱”可简单表示为:4ROH+V4 O12 4- R4V4O12+4OH-(ROH 为强碱性阴离子交换树 脂)。为了提高洗脱效率,淋洗液应该呈 性(填“酸”“碱”或“中”)。 (5)“流出液”中阳离子最多的是 。 (6)“沉钒”得到偏钒酸铵(NH4VO3)沉淀,写出“煅烧”中发生反应的化学方程 式 。 6.[萃取与反萃取][新课标全国卷Ⅰ高考,15 分]锂离子电池的应用很广,其正极材料可再生利用。 某锂离子电池正极材料有钴酸锂(LiCoO2)、导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时,该锂离子电池负极发生的反应 为 6C+xLi++xe- LixC6。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源(部分条件未给出)。 回答下列问题: (1)LiCoO2 中,Co 元素的化合价为 。 (2)写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式 。 (3)“酸浸”一般在 80 ℃下进行,写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式 ;可用 盐酸代替 H2SO4 和 H2O2 的混合液,但缺点是 。 (4)写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式 。 (5)充放电过程中,发生 LiCoO2 和 Li1-xCoO2 之间的转化,写出放电时电池反应方程式 。 (6)上述工艺中,“放电处理”有利于锂在正极的回收,其原因是 。在整个回收工艺中,可回收 到的金属化合物有 (填化学式)。 1.A 反 应① 为 Li 与 N2 反 应生 成 Li3N 的 反应 ,属 于氮 的 固 定 ,A 项 正确 ;结 合题 图 可 知反 应 ② 为 Li3N+3H2O 3LiOH+NH3↑,该反应中没有化合价的变化,属于非氧化还原反应,B 项错误;电解 LiOH 溶液不 能生成单质 Li,C 项错误;结合题图可知,三步循环的总反应为 2N2+6H2O 4NH3+3O2,D 项错误。 2.(1)2NH3+2O2 N2O+3H2O(2 分) (2)①BC(2 分) ②NaNO3(2 分) NO(2 分) (3)①3HClO+2NO+H2O 3Cl-+2N O3 - +5H+(2 分) ②溶液 pH 越小,溶液中 HClO 的浓度越大,氧化 NO 的能力越强(2 分) 【解析】 (1)NH3 被 O2 氧化生成 N2O,氮元素从-3 价升至+1 价,1molNH3 失去 4mole-,氧元素从 0 价降至-2 价,1molO2 得到 4mole-,根据得失电子守恒及原子守恒配平化学方程式。(2)①A 项,通入尾气速率过快时,尾 气吸收不充分,错误;B 项,采用气、液逆流的方式吸收尾气时,尾气吸收会更充分,正确;C 项,补充 NaOH 溶 液,c(OH-)增大,能更充分吸收尾气,正确。②NO2 与 NaOH 反应可生成 NaNO2、NaNO3 和水,所以 NaNO2 晶 体中会混有 NaNO3 杂质。由吸收尾气的主要反应可知,NO2 吸收更充分,故吸收后排放的尾气中 NO 的含量 较高。(3)①HClO 氧化 NO 生成 N O3 - ,自身被还原为 Cl-,根据得失电子守恒、原子守恒、电荷守恒配平化学 方程式。②氧化 NO 的是 HClO,NaClO 在酸性条件下会生成 HClO,所以 pH 越小,溶液中 HClO 的浓度越 大,NO 转化率越高。 3.( 每 空 2 分 )(1) 除 尘 (2)c (3) (4) 防 止 NOx 溶 于 冷 凝 水 (5)2NO+3H2O2 2H++2N O3 - +2H2O (6)锥形瓶、酸式滴定管 (7) 23 × (11-622) 3 ×104 (8)偏低 偏高 【解析】 (1)A 中装有无碱玻璃棉,其作用是除去烟道气中的粉尘。(2)C 中填充的干燥剂不能吸收 NOx,因 此不能为碱石灰,而无水 CuSO4 通常只用于检验水而不是吸收水,故该干燥剂为 P2O5。(3)D 的作用是吸收 NOx,故该装置中应装有碱液,为洗气瓶装置,气体从长管进、短管出。(4)NOx 中的 NO2 能溶于水且与水反应, 故加热烟道气的目的是防止 NOx 溶于冷凝水。(5)NO 被 H2O2 氧化为 N O3 - ,则 H2O2 被还原为 H2O,配平离子 方程式为 2NO+3H2O2 2N O3 - +2H++2H2O。(6)K2Cr2O7 标准溶液具有强氧化性,能氧化碱式滴定管下端的 橡胶部分,因此滴定操作使用的玻璃仪器主要有锥形瓶、酸式滴定管。(7)根据滴定原理,可得原溶液中 N O3 -消 耗 的 n(Fe2+)=(c1mol·L-1×v1×10-3L-c2mol·L-1×v2×1 0 -3 L×6)× 100.00 × 10 -3 mL 20.00 × 10 -3 mL =5(c1v1-6c2v2)×10-3mol, 则 n(N O3 - )= 1 3 n(Fe2+)= 5 3 (c1v1-6c2v2)×1 0 -3 mol, 故 气 样 中 NOx 折 合 成 NO2 的 含 量 为 5 3 (c1v1-6c2v2)×10-3mol×46000mg·mol-1÷(v×10-3)m3= 23 × (11-622) 3 ×104mg·m-3。(8)若缺少采样步骤③,则采集 的烟道气中混有空气,测定结果偏低;若 FeSO4 标准溶液部分变质,则消耗的 FeSO4 标准溶液的体积偏大,测 定结果偏高。 4.(1)避免 b 中压强过大(1 分) (2)防止暴沸(1 分) 直形冷凝管(1 分) (3)c 中温度下降,管路中形成负压(2 分) (4)①液封,防止氨气逸出(2 分) ②N H4 + +OH- NH3↑+H2O(2 分) 保温使氨完全蒸出(2 分) (5) 1.4 (2 分) 7.5 (2 分) 【解析】 (1)导管 a 与大气相通,其作用是避免圆底烧瓶内压强过大,发生危险。(2)加热液体时加入碎瓷片, 其作用是防止液体暴沸。根据该冷凝管的形状特点可知其为直形冷凝管。(3)停止加热,瓶内水蒸气冷凝,气 体压强减小,会引起 g 中液体倒吸入 c 中,利用蒸馏水倒吸来洗涤仪器 e、f。(4)①止水夹 k3 处可能漏气,导致 测定的氮元素质量分数偏低,故 d 中保留少量水起液封作用,防止氨气逸出。②e 中发生的主要反应是铵盐与 氢氧化钠的反应,需要加热,使氨气全部逸出。“中空双层玻璃瓶”考生比较陌生,可以联想平时生活中保温玻璃 瓶来分析问题。(5)n(N)=n(NH3)=n(HCl)= 1000 mol,w(N)= 1000mol × 14g · mol -1 g ×100%= 1.4 %。C2H5NO2 的相对分子 质量为 75,w(C2H5NO2)= 1.4 %× 75 14 = 7.5 %。 5.(1)圆底烧瓶(1 分) (2)dbaec(2 分) (3)0.03(2 分) (4)取少量装置 D 内溶液于试管中,滴加 BaCl2 溶液, 生成白色沉淀;加入足量稀盐酸后沉淀完全溶解,放出无色刺激性气体(或其他合理答案,3 分) (5)NH3(或氨 气)(2 分) (6)3(NH4)2SO4 4NH3↑+N2↑+3SO2↑+6H2O↑(3 分) 【解析】 (1)根据仪器 X 的形状特点可知其为圆底烧瓶。(2)使用滴定管前需要先检查是否漏液,并对其进 行清洗;然后用标准液润洗,防止对加入的标准液造成稀释;润洗后加入标准液,并排出滴定管中的气泡,防止 对量取的液体体积造成误差;最后读数、记录数值。故正确的顺序为 dbaec。(3)装置 B 中的盐酸吸收 NH3, 设吸收的氨气为 xmol,则有 0.5000mol/L×0.0700L=xmol+0.2000mol/L×0.0250L,得 x=0.03。(4)取少量装置 D 中的溶液于试管中,向其中滴加 BaCl2 溶液,生成白色沉淀;加入足量稀盐酸后沉淀完全溶解,放出无色、有 刺激性气味的气体。(5)装置 B 中所盛盐酸可吸收碱性气体,故吸收的是 NH3。(6)通过分析所给信息可知 (NH4)2SO4 受热分解过程中 S O4 2- 被还原,故 N H4 + 被氧化,而产物中无氮氧化物,故氧化产物为 N2,因此 (NH4)2SO4 分解的化学方程式为 3(NH4)2SO4 3SO2↑+N2↑+4NH3↑+6H2O↑。 6.D ①中灼热碎玻璃起加热作用,浓硝酸受热分解生成红棕色气体(NO2),硝酸中氮元素化合价降低,必有元 素化合价升高,只能为氧元素,因此,还有 O2 生成,产生的气体为混合气体,A 项正确;由①可知,浓硝酸受热分解 可生成红棕色气体,所以②中产生的“红棕色气体”不一定是木炭与浓硝酸发生反应产生的,B 项正确;③中浓 硝酸挥发才能与红热木炭接触,产生的 NO2 是还原产物,C 项正确;红热的木炭还可与空气中的 O2 反应生成 CO2,不一定是木炭与浓硝酸发生反应得到 CO2,D 项错误。 1.B 标准状况下 2.24 L NO 的物质的量为 2.24L 22.4L · mol -1 =0.1 mol,生成 0.1 mol NO 转移电子的物质的量为 0.1 mol×(5-2)=0.3 mol;固体和硝酸恰好完全反应,生成硝酸铜和硝酸镁,铜元素和镁元素均为+2 价,根据得失电 子守恒可知金属的总物质的量为 0.3mol 2 =0.15 mol,根据氮原子守恒,可知 200 mL 的稀硝酸中含有硝酸的物质 的量为 0.15 mol×2+0.1 mol=0.4 mol,该硝酸溶液的浓度为 0.4mol 0.2L =2.0 mol·L-1,故①正确、②错误;铜粉、镁粉 在空气中充分加热生成 CuO、MgO,所得固体中含有氧元素的物质的量与金属的物质的量相等,则所得固体 的质量为 11.2g 2 +16 g·mol-1×0.15 mol=8.0 g,故③正确、④错误;根据以上分析可知,B 正确。 2.(1) 正 盐 (2)PH3+2ClO-+OH- H2P O2 - +2Cl-+H2O 蒸 发 浓 缩 冷 却 结 晶 (3)2NiCl2+NaH2PO2+2H2O 2Ni↓+H3PO4+NaCl+3HCl (4)CaCO3 、Al(OH)3 (5)过量的 Ag+ 会氧化 H2P O2 -【解析】 (1)H3PO2 是一元中强酸,在水溶液中部分电离生成氢离子和酸根离子,电离方程式为 H3PO2 H++H2P O2 - ,H2P O2 - 不能再电离,则 NaH2PO2 为正盐。(2)PH3 与 NaClO 反应可生成 NaH2PO2 和 NaCl,该反应的离子方程式为 PH3+2ClO-+OH- H2P O2 - +2Cl-+H2O,从吸收液中获得 NaH2PO2·H2O,需要蒸 发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤和干燥。(3)根据题意,NiCl2 中镍元素转化成镍单质,H2P O2 - 转化为 H3PO4, 氯化物为 NaCl,依据得失电子守恒写出 2NiCl2+NaH2PO2 2Ni↓+H3PO4+NaCl,产物中有 H3PO4,说明该溶 液呈酸性,左边少氧元素,补 H2O,根据原子守恒得 2NiCl2+NaH2PO2+2H2O 2Ni↓+H3PO4+NaCl+3HCl。 (4)“调 pH”过程中可除去 Ca2+和 Al O2 - ,CO2 与碱反应可生成 C O3 2- ,C O3 2- 与 Ca2+反应生成 CaCO3,Al O2 - 与 CO2、 H2O 反应可生成 Al(OH)3,因此“滤渣 2”的成分是 CaCO3 和 Al(OH)3。(5)根据题干信息,NaH2PO2 具有强还原 性,可用于化学镀银,Ag+具有氧化性,因此加入 Ag2SO4 悬浊液不宜过量太多,否则过量的 Ag+会氧化 H2P O2 - 。 3.(1) 6∶1 (2)①-2.2 H3AsO4+OH- H2As O4 - +H2O ②4.5 (3)①> ②0.8 8.192×10-2 【解析】 (1)AsH3 的电子式与氨气类似,为 ;将 AsH3 通入 AgNO3 溶液中可生成 Ag、As2O3 和 HNO3, 反应的化学方程式为 2AsH3+12AgNO3+3H2O As2O3+12Ag↓+12HNO3,其中 As 元素化合价升高被氧 化,AsH3 为还原剂,Ag 元素化合价降低被还原,AgNO3 为氧化剂,氧化剂与还原剂的物质的量之比为 6∶1。 (2)①Ka1(H3AsO4)= (H + ) · (H2O4 - ) (H3O4) , 根 据 图 1 可 知 ,pH=2.2 时 ,c(H2As O4 - )=c(H3AsO4), 则 Ka1(H3AsO4)=c(H+)=1.0×10-2.2,则 lgKa1(H3AsO4)=-2.2;用甲基橙作指示剂,在其变色范围内,As 元素主要以 H2As O4 - 的形式存在,故甲基橙作指示剂时用 NaOH 溶液滴定 H3AsO4 发生的主要反应的离子方程式为 H3AsO4+OH- H2As O4 - +H2O 。 ②Ka2(H3AsO4)= (H + ) · (HAsO4 2- ) (H2O4 - ) ,pH=7 时 ,c(H2As O4 - )=c(HAs O4 2- ), 则 Ka2(H3AsO4)=c(H+)=10-7,Ka3(H3AsO4)= (H + ) · (AsO4 3- ) (HAsO4 2- ) ,pH=11.5 时 ,c(HAs O4 2- )=c(As O4 3- ), 则 Ka3(H3AsO4)=c(H+)=10-11.5, 反 应 H2As O4 - +As O4 3- 2HAs O4 2- 的 K= (HAsO4 2- ) · (HAsO4 2- ) (H2O4 - ) · (AsO4 3- ) = (HAsO4 2- ) · (HAsO4 2- ) (H2O4 - ) · (AsO4 3- ) × (H + ) (H + ) = a2(H3AsO4) a3(H3AsO4) = 10 -7 10 -11.5 =104.5,lgK=4.5。(3)①A 点处反应已经达到平衡,B 点处气体总压小于平衡时的气体总压,说明 B 点处生成的气体比平衡时的少,反应向正反应方向进行,故 B 点 的反应速率 v(正)>v(逆)。②A 点处,lg(p/kPa)=0,则气体总压为 1kPa,AsS(g)在混合气体中的体积分数为 4 5 ,S2(g) 在混合气体中的体积分数为 1 5 ,则 AsS(g)的分压为 0.8kPa,S2(g)的分压为 0.2kPa,Kp=0.84×0.2=8.192×10-2。 4.(1)研磨、加热(1 分) (2)①<(1 分) ②核电荷数 PS,得电子能力 P

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