2019届一轮复习鲁科版氮的循环学案

2019届一轮复习鲁科版氮的循环学案

第2节 氮的循环 ‎1.了解氮单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及其应用。‎ ‎2.了解氮单质及其重要化合物对环境的影响。‎ ‎3．掌握氨气的实验室制法(包括所用试剂、仪器、反应原理和收集方法)。‎ ‎4.了解化学与生活、材料、能源、环境、生命、信息技术等的关系。‎ ‎5．了解“绿色化学”的重要性。‎ 考点一　氮气及氮的氧化物 ‎1．氮气 ‎(1)物理性质 无色、无味气体，密度比空气略，溶于水。‎ ‎(2)化学性质 写出有关反应的化学方程式：‎ ‎①3Mg＋N2△,Mg3N2；‎ ‎②N2＋3H22NH3；‎ ‎③N2＋O22NO。‎ ‎2．氮的氧化物 ‎(1)氮有多种价态的氧化物 氧化物的化学式 N2O NO N2O3‎ NO2、N2O4‎ N2O5‎ 氮元素的价态 ‎＋1‎ ‎＋2‎ ‎＋3‎ ‎＋4‎ ‎＋5‎ N2O俗称笑气，有麻醉作用；N2O3是亚硝酸的酸酐；N2O5为硝酸的酸酐。‎ ‎(2)NO和NO2的性质比较 NO NO2‎ 物理性质 颜色 无色 红棕色 毒性 有毒 有毒 溶解性 不溶于水 能溶于水 化学性质 与O2反应 ‎2NO＋O2===2NO2‎ 与H2O反应 ‎3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 制法 试剂 Cu和稀HNO3‎ Cu和浓HNO3‎ 收集 只能用排水法收集 只能用向上排空气法收集 ‎[注意]　①氮的氧化物都有毒，其中NO2与N2O4存在下列平衡：2NO2N2O4，因此实验测得NO2的平均相对分子质量总大于46。‎ ‎②验证某无色气体为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。‎ ‎(3)氮氧化物对环境的污染 ‎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，产生了一种有毒的烟雾。‎ ‎②酸雨：NOx排入大气中，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。‎ ‎④NO与血红蛋白结合使人中毒。‎ ‎3．NOx尾气的处理 ‎(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)催化转化法 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。反应方程式为 ‎①4NH3＋6NO5N2＋6H2O ‎②8NH3＋6NO27N2＋12H2O ‎③2NO＋2CON2＋2CO2‎ ‎④2NO2＋4CON2＋4CO2‎ ‎4．氮的氧化物与O2、H2O反应的计算 ‎(1)利用关系式求解 氮的氧化物溶于水的过程中所发生的反应有：‎ ‎3NO2＋H2O===2HNO3＋NO,2NO＋O2===2NO2。‎ 叠加后得①4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3；‎ ‎②4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3；‎ ‎③NO2＋NO＋O2＋H2O===2HNO3。‎ 若NO2、O2混合气体通入水中，由①式可知其体积比有：‎ V(NO2)∶V(O2) 若NO、O2混合气体通入水中，由②式可知其体积比有：‎ V(NO)∶V(O2) 若NO、NO2、O2混合气体通入水中，当V(NO)∶V(NO2)∶V(O2)＝1∶1∶1时，恰好转化为HNO3，即按③式反应。当V(NO)∶V(NO2)∶V(O2)≠1∶1∶1时，可先将NO2转化为NO，这样问题就转化为NO、O2混合气体溶于水的计算。‎ ‎(2)依据氮氧原子个数比求解 通过上述方程式的关系，我们不难发现：无论是哪种情况，生成HNO3的NO、NO2、O2中氮氧原子个数比都为2∶5。上述反应都等效于硝酸的酸酐N2O5与H2O的反应。在解题时，我们也可以利用这个关系来进行分析判断，并最终得出结论。‎ 氮氧原子个数比 ‎(3)利用电子守恒关系求解 从氧化还原反应的电子得失角度分析上述反应，都是氮的氧化物被氧气氧化生成硝酸。‎ NOHNO3　NO2HNO3‎ O2HNO3‎ 解题时，可以根据氮的氧化物失电子总数＝氧气得电子总数的关系来求解。‎ ‎5．重要的氮族元素——磷 ‎(1)磷的同素异形体 白磷(黄磷，P4)为正四面体结构()，与红磷(赤磷)是同素异形体。‎ ‎(2)单质磷的化学性质 ‎①与氧气反应：P4＋5O22P2O5(五氧化二磷)。‎ ‎②与卤素单质反应：‎ P4＋6Cl24PCl3(白雾)，P4＋10Cl24PCl5(白烟)。‎ ‎③与稀硝酸反应：‎ ‎3P＋5HNO3＋2H2O3H3PO4＋5NO↑。‎ ‎(3)五氧化二磷 五氧化二磷是磷酸的酸酐，有很强的吸水性，是一种干燥剂。‎ ‎(4)磷酸 磷酸易溶于水、难挥发，属于三元非氧化性中强酸(可当作弱酸对待)，具有酸的通性。‎ ‎①电离方程式 H3PO4H＋＋H2PO H2POH＋＋HPO HPOH＋＋PO ‎②与碱反应 NaOH＋H3PO4===NaH2PO4＋H2O(生成磷酸二氢盐)‎ ‎2NaOH＋H3PO4===Na2HPO4＋2H2O(生成磷酸氢盐)‎ ‎3NaOH＋H3PO4===Na3PO4＋3H2O(生成正盐)‎ ‎[题点全练]‎ 题点(一)　NO、NO2的性质及对环境的影响 ‎1．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催化剂,4CO2＋N2‎ 解析：选D　反应过程中NO、O2为氧化剂，N2为还原产物；汽车尾气中的N2不是污染物；NO和O2的反应不需要催化剂；根据题中的图示，可将反应的过程分成如下两步写：2NO＋O2===2NO2,2NO2＋4CO===N2＋4CO2，将两步反应式合并可得总化学方程式为2NO＋O2＋4CO催化剂,4CO2＋N2。‎ ‎2．氮氧化合物(用NOx表示)是大气污染的重要因素，根据NOx的性质特点，开发出多种化学治理氮氧化合物污染的方法。‎ ‎(1)用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。已知：4NH3＋6NO5N2＋6H2O,8NH3＋6NO27N2＋12H2O。同温同压下，3.5 L NH3恰好将3.0 L NO和NO2的混合气体完全转化为N2，则原混合气体中NO和NO2的体积之比是__________。‎ ‎(2)工业尾气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理。‎ ‎①NO2被烧碱溶液吸收时，生成两种钠盐，其物质的量之比为1∶1，写出该反应的化学方程式：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎②NO与NO2按物质的量之比1∶1被足量NaOH溶液完全吸收后只得到一种钠盐，该钠盐的化学式是_______________________________________________________。‎ 解析：(1)设NO的体积为V(NO)，NO2的体积为V(NO2)，依据方程式知，处理NO需NH3：V(NO)，处理NO2需NH3：V(NO2)，则 解得V(NO)＝0.75 L V(NO2)＝2.25 L V(NO)∶V(NO2)＝1∶3。‎ ‎(2)①生成两种钠盐，必然是NO2的歧化反应，依据量的关系可知两种盐分别为NaNO3和NaNO2。‎ ‎②NO中氮的化合价为＋2价，NO2中氮的化合价为＋4价，二者1∶1混合时与NaOH反应生成一种钠盐，依据电子守恒可知，钠盐中氮的化合价为＋3，即为NaNO2。‎ 答案：(1)1∶3‎ ‎(2)①2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O ‎②NaNO2‎ 题点(二)　氮氧化物溶于水的定量计算 ‎3．(2018·沈阳模拟)在一定条件下，将NO2和O2的混合气体12 mL通入足量水中，充分反应后剩余2 mL气体(同温同压下)，则原混合气体中氧气的体积为(　　)‎ ‎①1.2 mL　②2.4 mL　③3 mL　④4 mL A．①②　　　　　　　　 B．②③‎ C．③④ D．①④‎ 解析：选D　4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3‎ 若剩余的气体是O2，则V(NO2)＝×(12－2)＝8 mL，‎ V(O2)＝12 mL－8 mL＝4 mL。‎ 若剩余的气体是NO(2 mL)⇒6 mL NO2。‎ 则V(O2)＝×(12－6)＝1.2 mL。‎ ‎4.如图所示，将相同条件下的m体积NO和n体积O2‎ 同时通入倒立于水槽中且盛满水的试管内，充分反应后，试管内残留体积的气体，该气体与空气接触后立即变为红棕色。则m与n的比值为(　　)‎ A．3∶2 B．2∶3‎ C．8∶3 D．3∶8‎ 解析：选C　该过程中涉及的反应有2NO＋O2===2NO2、3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，可将两个方程式“合并”为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3。剩余气体与空气接触立即变为红棕色，说明剩余气体为NO。则可知体积的NO气体与n体积的O2恰好完全反应。‎ ‎4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3‎ ‎4　　　3‎ 　　 n ‎4∶＝3∶n，解得m∶n＝8∶3。‎ ‎5．将充有m mol NO和n mol NO2气体的试管倒立于水槽中，然后通入m mol O2，若已知n＞m，则充分反应后，试管中的气体在同温同压下的体积为(　　)‎ A．(4n－1)/2 B．(n－m)/3‎ C．(3m＋n)/3 D．3(n－m)‎ 解析：选B　根据3NO2＋H2O===2HNO3＋NO知，n mol NO2气体反应后生成n/3 mol NO气体，再根据4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3得(m＋n/3)∶m＞4∶3，则知NO过量，故剩余的体积为(m＋n/3)－4m/3＝(n－m)/3。‎ 考点二　氨和铵盐 对应学生用书P59‎ ‎1．氨的分子结构与物理性质 电子式 密度 气味 水溶性 HH 比空气小 强烈刺激性气味 极易溶于水(1∶700)‎ ‎2．氨的化学性质 ‎(1)与水反应 NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－。氨气溶于水得氨水，氨水中含有的粒子有：NH3·H2O、H2O、NH3、NH、OH－、H＋。NH3·H2‎ O为可溶性一元弱碱，不稳定，易分解，化学方程式为NH3·H2O△,NH3↑＋H2O。‎ ‎(2)与酸的反应 蘸有浓盐酸(或浓硝酸)的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，其现象为有白烟生成。‎ 化学方程式分别为HCl＋NH3===NH4Cl、HNO3＋NH3===NH4NO3。‎ ‎(3)与盐溶液的反应 如过量氨水与AlCl3反应的离子方程式：‎ Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH。‎ ‎(4)氨气的还原性 性质 方程式 催化氧化 ‎4NH3＋5O24NO＋6H2O 被CuO氧化 ‎2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O 被氯气氧化 ‎2NH3＋3Cl2===N2＋6HCl 或8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl 被氮氧化物氧化 ‎6NO＋4NH3===5N2＋6H2O ‎6NO2＋8NH3===7N2＋12H2O ‎[注意]　①NH3是中学化学中唯一的碱性气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，可在推断题中作为解题突破口。‎ ‎②氨水呈碱性，属于一元弱碱，计算氨水的浓度时，溶质按NH3进行计算。‎ ‎3．氨气的实验室制法 ‎[经典实验图解]‎ ‎[高考创新考查]‎ ‎4．铵盐及NH的检验 ‎(1)铵盐的物理性质 铵盐都是色固体，均易溶于水。‎ ‎(2)铵盐的化学性质 ‎(3)NH的检验 未知液呈碱性湿润的色石蕊试纸变色，则证明含NH。‎ ‎5．共性归纳——喷泉实验 ‎(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。‎ ‎(2)形成喷泉的常见组合 气体 HCl NH3‎ CO2、Cl2、SO2、H2S NO2‎ NO、O2(4∶3)‎ 吸收剂 水、NaOH溶液 水 NaOH溶液 水 水 ‎(3)常见的喷泉实验装置 装置Ⅰ：打开止水夹，挤压胶头滴管的胶头，使少量水进入烧瓶，导致大量的NH3溶解。烧瓶内形成负压而产生喷泉。‎ 装置Ⅱ：挤压气球，即可使少量的溶液沿导管进入烧瓶，导致大量的NH3溶解，烧瓶内形成负压而产生喷泉。‎ 装置Ⅲ：去掉了胶头滴管。打开止水夹，用手(或热毛巾等)捂热烧瓶，氨气受热膨胀，使氨气通过导管与水接触，即产生喷泉。(或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶，使水进入烧瓶，烧瓶内氨气溶于水)‎ ‎[题点全练]‎ 题点(一)　氨气和铵盐的性质及应用 ‎1．如下图，利用培养皿探究氨气的性质。实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水，立即用另一表面皿扣在上面。下表中对实验现象所做的解释正确的是(　　)‎ 选项 实验现象 解释 A 浓盐酸附近产生白烟 NH3与浓盐酸反应产生了NH4Cl固体 B 浓硫酸附近无明显现象 NH3与浓硫酸不发生反应 C 氯化物溶液变浑浊 该溶液一定是AlCl3溶液 D 干燥红色石蕊试纸不变色，湿润红色石蕊试纸变蓝 NH3是一种可溶性碱 解析：选A　B项，NH3与浓硫酸反应；C项，AlCl3、MgCl2等氯化物溶液均可与NH3反应使溶液变浑浊；D项，NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－，氨水呈碱性，NH3·H2O是碱，NH3不属于碱。‎ ‎2.如图装置中，干燥烧瓶内盛有某种气体，烧杯和滴管内盛放某种溶液。挤压滴管的胶头，下列与实验事实不相符的是(　　)‎ A．CO2(NaHCO3溶液)/无色喷泉 B．NH3(H2O中含酚酞)/红色喷泉 C．H2S(CuSO4溶液)/黑色喷泉 D．HCl(AgNO3溶液)/白色喷泉 解析：选A　CO2在NaHCO3溶液中的溶解度很小，因此不能形成喷泉；NH3极易溶于水生成NH3·H2O，NH3·H2O发生电离生成OH－，使酚酞溶液显红色；H2S和CuSO4反应生成CuS黑色沉淀；HCl极易溶于水，且和AgNO3发生反应生成白色沉淀。‎ ‎3．称取(NH4)2SO4和NH4HSO4混合物样品7.24 g，加入含0.1 mol NaOH的溶液，完全反应，生成NH3 1 792 mL(标准状况)，则(NH4)2SO4和NH4HSO4的物质的量比为(　　)‎ A．1∶1　　　　　　　 B．1∶2‎ C．1.87∶1 D．3.65∶1‎ 解析：选C　若NaOH完全与NH反应，则生成NH3 0.1 mol，其在标准状况下的体积为2 240 mL，题给条件是生成NH3 1 792 mL，可知0.1 mol氢氧化钠不足，故NaOH先与NH4HSO4反应完全，再与(NH4)2SO4反应，因共生成NH3 0.08 mol，故与H＋反应的氢氧化钠为0.02 mol，则可知道NH4HSO4为0.02 mol，则(NH4)2SO4的质量为7.24 g－115 g·mol－1×0.02 mol＝4.94 g，物质的量为4.94 g÷132 g·mol－1＝0.037 4‎ ‎ mol。两者物质的量之比为1.87∶1。‎ 题点(二)　氨气的实验室制法 ‎4．NH3及其盐都是重要的化工原料。‎ ‎(1)用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3，反应发生、气体收集和尾气处理装置依次为________。‎ ‎(2)按下图装置进行NH3性质实验。‎ ‎①先打开旋塞1，B瓶中的现象是____________________，原因是_____________，稳定后，关闭旋塞1。‎ ‎②再打开旋塞2，B瓶中的现象是__________________________________________。‎ 解析：(1)制备氨气时，加热固体的试管口应略向下倾斜，所以制备装置应选取装置A；氨气的密度比空气的小，因此应用向下排空气法收集，所以收集装置应选取装置C；氨气极易溶于水，应防止发生倒吸，因此尾气处理装置应选取装置G。‎ ‎(2)A瓶的压强大于B瓶的，因此A瓶中的氯化氢进入B瓶中，与氨气反应生成氯化铵，可以看到B瓶中有白烟生成。由于氯化氢和氨气反应导致B瓶中的压强降低，且B瓶中的氯化氢相对过量，因此当打开旋塞2时，石蕊水溶液会被倒吸入B瓶中，遇氯化氢溶液变红色。‎ 答案：(1)A、C、G　(2)①有白烟生成　A瓶中的氯化氢移动到B瓶中，与B瓶中的氨气反应生成氯化铵，能看到白烟 ‎②液体进入B瓶中，溶液的颜色变红 ‎[规律方法]　实验室制取氨气的简易方法 方法 化学方程式(或原理)‎ 发生装置 加热浓氨水 NH3·H2ONH3↑＋H2O 浓氨水＋固体NaOH NaOH溶于水放热，促使氨水分解，且OH－浓度的增大有利于NH3的生成 浓氨水＋固体CaO CaO与水反应，使溶剂(水)减少；反应放热，促使氨水分解。化学方程式NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2‎ 考点三　硝酸的性质及应用 ‎(一)硝酸 ‎1．物理性质 硝酸是无色易挥发的液体，有刺激性气味。‎ ‎2．化学性质 ‎(1)不稳定性 反应的化学方程式：‎ ‎4HNO3(浓)光照或△,4NO2↑＋O2↑＋2H2O。‎ ‎(2)强氧化性 硝酸无论浓、稀都有强氧化性，而且浓度越大，氧化性越强。‎ 按要求完成下列反应的方程式：‎ ‎①与金属反应 稀硝酸与铜反应：‎ ‎3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O；‎ 浓硝酸与铜反应：‎ Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。‎ ‎②与非金属反应 浓硝酸与C的反应：‎ C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。‎ ‎③与还原性化合物反应 硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2＋等还原性物质。稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式： 3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。‎ ‎(3)与有机物反应 ‎①硝化反应(与反应)：‎ ‎＋HNO3NO2＋H2O。‎ ‎②颜色反应：含有苯基的蛋白质遇到浓硝酸时变色。‎ ‎[注意]　①硝酸浓度越大，其还原产物的价态越高。还原产物一般为HNO3(浓)→NO2，HNO3(稀)→NO。‎ ‎②浓硝酸能使紫色石蕊溶液先变红，后退色，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”，并非不反应，故浓硝酸可以用铁桶盛放。‎ ‎(二)含氮元素物质之间的转化关系 ‎(1)歧化——同一元素的化合价在同一反应中既升高又降低。‎ 如：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO ‎2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O ‎(2)归中——同一元素的不同化合价在同一反应中只靠拢 如：6NO＋4NH35N2＋6H2O NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O ‎(3)含氮物质的连续氧化 NH3NONO2HNO3‎ N2NONO2HNO3‎ ‎[题点全练]‎ ‎1．硝酸被称为“国防工业之母”是因为它是制取炸药的重要原料。下列实验事实与硝酸的性质不相对应的是(　　)‎ A．浓硝酸使紫色石蕊溶液先变红后退色——酸性和强氧化性 B．不能用稀硝酸与锌反应制氢气——强氧化性 C．要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性 D．能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液的红色退去——强氧化性 解析：选D　向滴有酚酞的NaOH溶液中滴入硝酸，溶液红色退去，利用硝酸的酸性。‎ ‎2．(2018·淄博模拟)下列图像表示铁跟一定量硝酸反应时，铁和硝酸铁物质的量(mol)之间的关系，其中正确的是(　　)‎ 解析：选B　硝酸与铁反应时，随着铁的物质的量的增加，先后发生下列反应：4HNO3(稀)＋Fe===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O[或6HNO3(浓)＋FeFe(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O]，2Fe(NO3)3＋Fe===3Fe(NO3)2，可见生成Fe(NO3)3消耗的Fe与Fe(NO3)3变为Fe(NO3)2消耗的Fe的物质的量之比为2∶1，故图像B正确。‎ ‎3．在下列物质转化中，A是一种正盐，D的相对分子质量比C的相对分子质量大16，E是酸，当X无论是强酸还是强碱时，都有如下的转化关系：‎ 当X是强酸时，A、B、C、D、E均含同一种元素；当X是强碱时，A、B、C、D、E均含另外同一种元素。请回答：‎ ‎(1)A是________，Y是________，Z是________。‎ ‎(2)当X是强酸时，E是________，写出B生成C的化学方程式：________________________________________________________________________。‎ ‎(3)当X是强碱时，E是________，写出B生成C的化学方程式：________________________________________________________________________。‎ 解析：因D的相对分子质量比C大16，则Y为O2，进而推知C、D为氧化物，BCD为连续氧化的过程。因E为酸，故C、D均为非金属氧化物，Z为H2O。当X为强碱时，该连续氧化关系为NH3NONO2HNO3，进而推知A为铵盐；当X为强酸时，该连续氧化关系为H2SSO2SO3H2SO4，进而推知A为硫化物。综上所述A为(NH4)2S。‎ 答案：(1)(NH4)2S　O2　H2O ‎(2)H2SO4　2H2S＋3O22SO2＋2H2O ‎(3)HNO3　4NH3＋5O24NO＋6H2O ‎4．将32.64 g铜与140 mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2 L。请回答下列问题：‎ ‎(1)NO的体积为________ L，NO2的体积为________ L。‎ ‎(2)参加反应的HNO3的物质的量是______________。‎ ‎(3)待产生的气体全部释放后，向溶液中加入V mL a mol·L－1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2＋全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为________ mol·L－1。‎ ‎(4)欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3，至少需要30%的双氧水____________g。‎ 解析：(1)n(Cu)＝＝0.51 mol，设混合气体中NO的物质的量为x，NO2的物质的量为y。根据气体的总体积为11.2 L，有：x＋y＝0.5 mol。根据得失电子守恒，有：3x＋y＝(0.51×2)mol。解方程组得：x＝0.26 mol，y＝0.24 mol。则：V(NO)＝0.26 mol×22.4 L·mol－1＝5.824 L V(NO2)＝11.2 L－5.824 L＝5.376 L。‎ ‎(2)参加反应的HNO3分两部分：一部分没有被还原，显酸性，生成Cu(NO3)2；另一部分被还原成NO2和NO，所以参加反应的HNO3的物质的量为0.51 mol×2＋0.5 mol＝1.52 mol。‎ ‎(3)HNO3在反应中一部分变成气体，一部分以NO的形式留在溶液中。变成气体的HNO3的物质的量为0.5 mol。加入NaOH溶液至正好使溶液中Cu2＋全部转化为沉淀，则溶液中只有NaNO3，其物质的量为10－3aV mol，也就是以NO形式留在溶液中的HNO3的物质的量为10－3aV mol。所以，c(HNO3)＝ mol·L－1。‎ ‎(4)由得失电子守恒得：2×n(Cu)＝2×n(H2O2)，×2＝n(H2O2)×2，n(H2O2)＝0.51 mol，则m(H2O2)＝17.34 g。需30%的双氧水：17.34 g÷30%＝57.8 g。‎ 答案：(1)5.824　5.376　(2)1.52 mol　‎ ‎(3)　(4)57.8‎ ‎[规律方法]　金属与硝酸反应计算题的一般方法 ‎(1)思维模型 ‎(2)计算技巧 原子守恒法 HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用，以NO 的形式存在于溶液中；一部分作为氧化剂转化为还原产物，这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量 得失电子守恒法 HNO3与金属的反应属于氧化还原反应，HNO3中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量 电荷守恒法 HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH－)，c(NO)＝c(H＋)＋nc(Mn＋)(Mn＋代表金属离子)‎ 离子方程式计算法 金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO在H2SO4提供H＋的条件下能继续与金属反应，因此此类题目应用离子方程式来计算，先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H＋或NO进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒 考点四　环境保护与绿色化学 ‎1．环境污染 ‎(1)“三废”：主要是指废气、废水和废渣。‎ ‎(2)常见环境污染类型 ‎(3)六大工业尾气的主要成分 硫酸工厂尾气 SO2、O2、N2等，一般用氨水吸收 硝酸工厂尾气 NO、NO2、N2、O2等，一般用NaOH溶液吸收 高炉煤气 CO、CO2、N2等，一般回收利用 炼钢烟气 Fe2O3烟尘、CO等，一般回收利用 焦炉气 H2、CH4、C2H4、CO等，可用作燃料、化工原料 氯碱工业 Cl2，一般用NaOH溶液吸收 ‎2．环境保护的措施 ‎(1)工业废气携带颗粒物的回收利用。‎ ‎(2)工业、生活污水经处理达标后排放，限制使用含氮、磷洗涤剂。‎ ‎(3)回收、限制难降解塑料，研制可降解塑料。‎ ‎3．绿色化学 如环氧乙烷的生成：‎ ‎①经典方法：‎ CH2===CH2＋Ca(OH)2＋Cl2―→＋CaCl2＋H2O。‎ ‎②现代化工生成方法：‎ ‎2CH2===CH2＋O2。‎ 上述两反应的原子经济性为100%的是。‎ ‎[题点全练]‎ 题点(一)　环境污染与防治 ‎1.(2018·南通一模)习总书记多次强调“要像对待生命一样对待生态环境”。下列说法正确的是(　　)‎ A．用太阳能光解水制H2可减少碳排放 B．用聚乙烯生产快餐盒可降低白色污染 C．用如图所示方法可改良碱性土壤 D．用Ba(OH)2可消除水中Cu2＋等重金属离子污染 解析：选A　A项，水在太阳能下分解生成H2，不产生碳排放，正确；B项，聚乙烯的使用为“白色污染”的主要原因，错误；C项，用熟石灰应改良酸性土壤，错误；D项，Ba2＋本身也属于重金属，有毒，错误。‎ ‎2．近几年，“PM2.5”一词备受关注。PM2.5是指大气中直径≤2.5 μm的颗粒物，由于它粒径很小，所以对人体健康的危害很大。下列与PM2.5相关的说法错误的是(　　)‎ A．PM2.5的颗粒大小与分子大小差不多 B．PM2.5是造成雾霾天气的“元凶”之一 C．燃烧树叶、秸秆和燃放烟花、爆竹都会产生PM2.5‎ D．PM2.5专用口罩使用了活性炭，是利用了活性炭的吸附性 解析：选A　A项，PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5 μm的颗粒物，而分子直径的数量级为10－10 m，所以PM2.5的颗粒大小与分子大小相差很大，错误。‎ ‎[规律方法]　减少污染、保护环境的八项措施 ‎(1)将煤与适量生石灰混合后燃烧或对烟道气进行处理，可减少废气中SO2的排放。‎ ‎(2)推广使用无铅汽油，在汽车尾气系统中安装催化转化器，使用燃料电池、乙醇汽油作为汽油替代品，发展电动车等措施，可减少汽车等机动车尾气的污染。‎ ‎(3)禁止氟氯代烷的生产和使用以保护臭氧层。‎ ‎(4)使用无磷洗衣粉以减少水华和赤潮的发生。‎ ‎(5)使用合格环保型建筑材料和装饰材料等以减少甲醛的释放，降低居室装修污染。‎ ‎(6)发展低碳经济、倡导低碳生活、增大植被面积等以减少二氧化碳的排放量，从而减弱温室效应。‎ ‎(7)适当减少塑料的使用量并开发使用可降解塑料以减少白色污染。‎ ‎(8)回收利用废旧电池以防止土壤污染和水污染。‎ 题点(二)　绿色化学 ‎3．(2018·日照模拟)化学在绿色发展、循环发展、低碳发展及推进生态文明建设中正发挥着积极作用。下列做法不正确的是(　　)‎ A．研制开发燃料电池汽车，降低机动车尾气污染，某种程度可以减少PM2.5污染 B．绿色化学的核心是应用化学原理对环境污染进行治理 C．铁强化酱油可通过膳食补充人体所需的铁元素 D．地沟油由于混有一些对人体有害的杂质而不能食用，可加工制成生物柴油，生物柴油成分与从石油中提取的柴油成分不同 解析：选B　绿色化学的核心是预防产生污染，控制污染源。‎ ‎4．在“绿色化学工艺”中，理想状态是原子利用率为100%。在用CH3CCH合成CH2===C(CH3)COOCH3的过程中，欲使原子利用率达到最高，还需要其他的反应物有(　　)‎ A．CO和CH3OH　　　　　 B．CO2和H2O C．H2和CO2 D．CH3OH和H2‎ 解析：选A　从原子守恒和绿色化学的思想出发：CH3CCH＋其他的反应物―→CH2===C(CH3)COOCH3，则其他的反应物的原子组成为C2H4O2，只有选项A中的物质按等物质的量混合，符合题意。‎ ‎[综合演练提能]　 ‎ ‎[课堂真题练]‎ ‎1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。‎ ‎(1)(2017·天津高考)用烧碱处理含高浓度NH的废水并回收利用氨(√)‎ ‎(2)(2017·北京高考)氨气使AlCl3溶液产生白色沉淀，氨气发生还原反应(×)‎ ‎(3)(2017·江苏高考)利用NH3易溶于水的性质，可用作制冷剂(×)‎ ‎(4)(2016·全国卷Ⅰ)用向上排空气法收集铜粉与稀硝酸反应产生的NO(×)‎ ‎(5)(2016·全国卷Ⅰ)1 mol Fe溶于过量硝酸，电子转移数为2NA(×)‎ ‎(6)(2016·江苏高考)将铜丝插入稀硝酸中：Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO2↑＋H2O(×)‎ ‎(7)(2016·海南高考)将铁屑放入稀HNO3中证明Fe比H2活泼(×)‎ ‎(8)(2016·江苏高考)因为NH4HCO3受热易分解，故可用作氮肥(×)‎ ‎(9)(2016·江苏高考)下列物质间的转化能够实现 N2NH3NH4Cl(aq)(√)‎ ‎(10)(2016·海南高考)NH4Cl溶液与Ca(OH)2溶液混合的离子方程式为H＋＋OH－===H2O(×)‎ ‎(11)(2016·上海高考)用生石灰与浓氨水制得的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，说明NH3为碱性气体(√)‎ ‎(12)(2015·全国卷Ⅰ)密闭容器中2 mol NO与1 mol O2充分反应，产物的分子数为2NA(×)‎ ‎(13)(2015·浙江高考)燃料的脱硫脱氮、SO2的回收利用和NOx的催化转化都是减少酸雨产生的措施(√)‎ ‎(14)(2015·山东高考)向稀HNO3中滴加Na2SO3溶液：SO＋2H＋===SO2↑＋H2O(×)‎ ‎(15)(2015·山东高考)加热盛有NH4Cl固体的试管，试管底部固体消失，试管口有晶体凝结，说明NH4Cl固体可以升华(×)‎ ‎(16)(2015·重庆高考)实验室制取氨(×)‎ ‎2．(2017·北京高考)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 解析：选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生成了CO2，D项错误。‎ ‎3．(2017·全国卷Ⅲ)化学与生活密切相关。下列说法错误的是(　　)‎ A．PM2.5是指粒径不大于2.5 μm的可吸入悬浮颗粒物 B．绿色化学要求从源头上消除或减少生产活动对环境的污染 C．燃煤中加入CaO可以减少酸雨的形成及温室气体的排放 D．天然气和液化石油气是我国目前推广使用的清洁燃料 解析：选C　PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物，A项正确；绿色化学要求从源头上消除或减少生产活动对环境的污染，B项正确；燃煤中加入CaO是为了除去煤燃烧生成的SO2，可减少酸雨的形成，但不能减少温室气体的排放，故C项错误；天然气和液化石油气完全燃烧的产物是CO2和H2O，属于清洁燃料，D项正确。‎ ‎4．(2015·北京高考)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 解析：选A　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。‎ ‎5．(2016·全国卷Ⅲ)煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx，形成酸雨、污染大气，采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。回答下列问题：‎ ‎(1)NaClO2的化学名称为________。‎ ‎(2)在鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气，反应温度323 K，NaClO2溶液浓度为5×10－3 mol·L－1。‎ 反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表。‎ 离子 SO SO NO NO Cl－‎ c/(mol·L－1)‎ ‎8.35×10－4‎ ‎6.87×10－6‎ ‎1.5×10－4‎ ‎1.2×10－5‎ ‎3.4×10－3‎ ‎①写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式________________________。增加压强，NO的转化率________(填“提高”“不变”或“降低”)。‎ ‎②随着吸收反应的进行，吸收剂溶液的pH逐渐________(填“增大”“不变”或“减小”)。‎ ‎③由实验结果可知，脱硫反应速率________脱硝反应速率(填“大于”或“小于”)。原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同，还可能是____________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2，也能得到较好的烟气脱硫效果。‎ 从化学平衡原理分析，Ca(ClO)2相比NaClO具有的优点是__________________。‎ 解析：(1)NaClO2中Cl元素的化合价为＋3，其化学名称为亚氯酸钠。(2)①分析表中数据可知，NaClO2溶液脱硝过程中主要生成Cl－和NO，结合电子守恒和元素守恒写出离子方程式：4NO＋3ClO＋4OH－===4NO＋3Cl－＋2H2O。该反应中只有NO是气体，增加压强，有利于NO的吸收，NO的转化率提高。②由于吸收SO2和NO过程中消耗OH－，溶液中c(OH－)不断减小，溶液的pH逐渐减小。③由表中数据可知，相同时间内，c(SO)比c(NO)增加得多，说明脱硫反应速率大于脱硝反应速率，其原因除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同外，还可能是NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高。(3)利用Ca(ClO)2替代NaClO2，形成CaSO4沉淀，反应平衡向产物方向移动，SO2转化率提高。‎ 答案：(1)亚氯酸钠 ‎(2)①4NO＋3ClO＋4OH－===4NO＋3Cl－＋2H2O 提高　②减小　③大于　NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高 ‎(3)形成CaSO4沉淀，反应平衡向产物方向移动 ‎6．(2016·全国卷Ⅰ)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上图中的________，反应的化学方程式为______________。‎ ‎②欲收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，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反应的化学方程式为_______‎ 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__________________‎ 解析：(1)①图中给出了两种气体制备装置，一种是固固加热制气装置，一种是固液加热制气装置。如果选择A装置制取氨气，则反应的化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O；如果选择B装置制取氨气，则反应的化学方程式为NH3·H2ONH3↑＋H2O。②欲收集一瓶干燥的氨气，首先要除去杂质，制备氨气的杂质只有水蒸气，由于氨气溶于水显碱性，因此要选用碱石灰作干燥剂，干燥管的进出口方向为粗进细出，因此先接d后接c；其次要收集氨气，由于氨气的密度小于空气，要从短管进气，因此先接f再接e；最后要进行尾气处理，由于氨气极易溶于水，因此可以选择水吸收尾气，还要注意防倒吸，所以接i。‎ ‎(2)由题干内容“工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2”，结合实验条件可知反应为8NH3＋6NO27N2＋12H2O，NO2为红棕色气体，发生反应后变成无色气体，因此现象为红棕色气体逐渐变浅。反应后气体分子数减少，Y管中的压强小于外压，因此产生倒吸现象。‎ 答案：(1)① A　2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋CaCl2＋2H2O(或B　NH3·H2ONH3↑＋H2O)　②dcfei ‎(2)①红棕色气体慢慢变浅　②8NH3＋6NO27N2＋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 ‎[课下提能练]‎ ‎1．绿色化学实验是指化学实验要符合绿色化学思想，如减少污染，防止浪费等。下列符合绿色化学实验的是(　　)‎ A．用铜与浓硫酸反应制取CuSO4，并用少量品红溶液吸收尾气 B．将CO还原Fe2O3后的尾气直接排入空气中 C．用CCl4进行萃取操作练习时，将溴水改成碘水 D．将Zn和稀硫酸制H2后的废液倒入水槽后，再清洗玻璃仪器 解析：选C　品红溶液可以用来检验SO2气体，但不能用来吸收尾气，A错误；CO还原Fe2O3后的尾气中含有少量CO气体，直接排放到空气中会造成污染，B错误；溴易挥发，而碘不易挥发，C正确；锌与稀硫酸制氢气后的废液倒入水槽会污染环境，D错误。‎ ‎2.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 浓硝酸 浓氨水 NaOH溶液 浓硫酸 A．①②　　　　　　　 B．③④‎ C．①④ D．②③‎ 解析：选A　浓硝酸易挥发，酸性气体HNO3遇石蕊变红；浓氨水易挥发，碱性气体NH3遇酚酞变红。‎ ‎3．(2018·松江模拟)某同学探究氨和铵盐的性质，对相关实验操作及现象描述正确的是(　　)‎ A．室温下测定等浓度氨水和NaOH溶液的pH，比较氨水和NaOH碱性强弱 B．将氨水缓慢滴入AlCl3溶液中，研究Al(OH)3的两性 C．将蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒靠近，观察到白烟 D．加热除去NH4Cl中的少量NaHCO3‎ 解析：选A　氨水的主要成分NH3·H2O是弱电解质，氢氧化钠是强电解质，前者部分电离，后者完全电离，故通过室温下测定等浓度氨水和NaOH溶液的pH，可比较氨水和NaOH碱性强弱，A正确。由于NH3·H2O是弱碱，Al(OH)3不能溶于氨水中，故无法验证Al(OH)3的酸性，B错误。浓硫酸无挥发性，无法观察到白烟，C错误。NH4Cl受热也会分解，故不可采用加热法除杂，D错误。‎ ‎4．某实验过程如图所示：则图③的试管中的现象是(　　)‎ A．无明显现象，因稀H2SO4不与铜反应 B．铜片溶解，产生无色气体，该气体遇到空气不变色 C．铜片溶解，放出红棕色有刺激性气味的气体 D．铜片溶解，产生无色气体，该气体在试管口变为红棕色 解析：选D　生成的Cu(NO3)2在H2SO4的酸性条件下相当于又有了HNO3，铜片会继续溶解生成NO。‎ ‎5．在如图所示的装置中，烧瓶中充满干燥气体a，将滴管中的液体b挤入烧瓶内，轻轻振荡烧瓶，然后打开弹簧夹f，烧杯中的液体d呈喷泉状喷出，最终几乎充满烧瓶。则a和b分别是(　　)‎ 选项 a(干燥气体)‎ b(液体)‎ A NO 水 B CO2‎ 饱和NaHCO3溶液 C Cl2‎ 饱和NaCl溶液 D NH3‎ ‎1 mol·L－1盐酸 解析：选D　一氧化氮和水不反应，所以不能形成喷泉，A错误；CO2与饱和NaHCO3溶液不反应，不能形成喷泉，B错误；Cl2不溶于饱和NaCl溶液，也不与其反应，锥形瓶与烧瓶内压强相等，不能形成喷泉，C错误；NH3与盐酸能发生反应，生成物为NH4Cl固体，气体被吸收进入溶液中，烧瓶内压强减小为零，同外界大气压产生压强差，所以形成喷泉，并充满烧瓶，D正确。‎ ‎6．(2018·宣城第一次调研)化学与生产、生活密切联系。下列说法正确的是(　　)‎ A．食品包装中使用生石灰或硅胶可吸收水分使食品保持干燥 B．将化工厂排放废气的烟囱加高可减少烟尘对环境的污染 C．将家用84消毒液与洁厕灵混合使用可提高去污效果 D．向海水中加明矾可使海水淡化 解析：选A　生石灰或硅胶是常见的干燥剂，可吸收水分使食品保持干燥，A正确；烟囱加高，依然还是排放污染物，对环境照样造成污染，B错误；84消毒液的主要成分是NaClO，洁厕灵的主要成分是盐酸，混合使用会生成Cl2污染空气，去污效果减弱，C错误；向海水中加明矾可以除去海水中的悬浮物，不能使海水淡化，D错误。‎ ‎7．(2018·湘潭模拟)NH3‎ 是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图)。下列有关表述正确的是(　　)‎ A．NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥 B．NO2与水反应时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1‎ C．NH3和NO2在一定条件下可发生氧化还原反应 D．利用上述关系制取NaHCO3的操作为向饱和NaCl溶液中依次通入过量的CO2、NH3，然后过滤得到NaHCO3‎ 解析：选C　NaHCO3不是化肥，A项错误；氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2，B项错误；制NaHCO3时是向饱和NaCl溶液中依次通入NH3和CO2，D项错误。‎ ‎8．废水脱氮工艺中有一种方法是在废水中加入过量NaClO使NH完全转化为N2，该反应可表示为2NH＋3ClO－===N2↑＋3Cl－＋2H＋＋3H2O。下列说法中，不正确的是(　　)‎ A．反应中氮元素被氧化，氯元素被还原 B．还原性：NH＞Cl－‎ C．反应中每生成1 mol N2，转移6 mol电子 D．经此法处理过的废水可以直接排放 解析：选D　反应中N元素由－3价升高为0价，NH为还原剂，Cl元素由＋1价降低为－1价，被还原生成Cl－，Cl－为还原产物，还原性：NH＞Cl－，A、B两项正确；C项，N元素由－3价升高为0价，被氧化，所以反应中每生成1 mol N2，转移6 mol电子，正确；D项，由反应的离子方程式可知经此法处理过的废水呈酸性，不能直接排放，错误。‎ ‎9.(2018·山师附中模拟)用图中装置进行实验，一段时间后，现象与预测不一致的是(　　)‎ 选项 ‎①中物质 ‎②中物质 实验预测 A 浓氨水 ‎ 酚酞溶液 ‎ ②中溶液变为红色 B 浓硝酸 淀粉KI溶液 ‎②中溶液变为蓝色 C 浓盐酸 浓氨水 大烧杯中有白烟 D 饱和亚硫酸溶液 稀溴水 ‎②中无明显变化 解析：选D　A项，浓氨水具有挥发性，挥发出的NH3溶于水呈碱性，酚酞遇碱变红，正确；B项，浓硝酸具有挥发性，硝酸蒸气溶于水得稀硝酸溶液，具有强氧化性，与KI反应生成I2，淀粉遇I2‎ 变蓝，正确；C项，浓盐酸和浓氨水都具有挥发性，挥发出的HCl和NH3相遇生成氯化铵固体小颗粒，装置内有白烟，正确；D项，亚硫酸不稳定，分解产生SO2，SO2具有还原性，能使溴水退色，错误。‎ ‎10．2016年10月，“长征二号”火箭成功将“神舟十一号”载人飞船送入太空，实现了我国宇航员中期在轨驻留。火箭使用的液体推进剂是偏二甲肼[(CH3)2N—NH2]和N2O4，发生化学反应：C2H8N2(l)＋2N2O4(l)===2CO2(g)＋3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＜0。关于该反应的说法不正确的是(　　)‎ A．N2O4作氧化剂 B．C2H8N2中有两种元素被氧化 C．消耗1 mol C2H8N2时，生成201.6 L气体 D．消耗等量燃料时，生成液态水比生成气态水放出的热量多 解析：选C　A项，反应中N2O4中的N元素化合价降低，是氧化剂，正确；B项，C2H8N2中C、N两种元素的化合价都升高，所以这两种元素均被氧化，正确；C项，生成气体所处的温度、压强未知，无法计算体积，错误；D项，由于液态水的能量低于气态水，所以生成液态水时放出热量更多，正确。‎ ‎11．(2018·邯郸大名一中月考)向50 mL稀H2SO4与稀HNO3的混合溶液中逐渐加入铁粉，假设加入铁粉的质量与产生气体的体积(标准状况)之间的关系如图所示，且每一段只对应一个反应。下列说法正确的是(　　)‎ A．开始时产生的气体为H2‎ B．AB段发生的反应为置换反应 C．所用混合溶液中c(HNO3)＝0.5 mol·L－1‎ D．参加反应的铁粉的总质量m2＝5.6 g 解析：选D　向混合溶液中逐渐加入铁粉，铁首先和稀硝酸反应生成Fe(NO3)3和NO；当溶液中硝酸完全被消耗之后，过量的铁能和Fe3＋反应生成Fe2＋；当Fe3＋完全反应之后，过量的铁和稀硫酸反应生成FeSO4和H2。由以上分析可知，开始生成的气体是NO，A错误；AB段的反应是铁和Fe3＋的反应，不是置换反应，B错误；A点对应的气体是NO，物质的量是0.05 mol，根据氮原子守恒可知，稀硝酸的物质的量浓度是＝1.0 mol·L－1，C错误；生成氢气的体积是0.56 L，物质的量为0.025 mol，所以反应中共转移电子0.05 mol×3＋0.025 mol×2＝0.2 mol，参加反应的铁最终在溶液中以Fe2＋的形式存在，因此根据电子得失守恒可知，消耗铁的物质的量是0.1 mol，质量是5.6 g，D正确。‎ ‎12．羟胺(NH2‎ OH，不稳定、极易溶于水的白色固体)在有机合成中用作还原剂。回答下列问题：‎ ‎(1)羟胺分子的电子式为__________________，其中氮的化合价为________。‎ ‎(2)以Pd/C为催化剂，用H2还原硝酸制备羟胺，反应的化学方程式为___________。‎ ‎(3)羟胺为一元弱碱，在水中的电离方式与氨相似。羟胺溶于水的电离方程式为____________________________，电离常数Kb的值为________________(已知：NH2OH＋H＋NH3OH＋的平衡常数K＝6.6×105；KW＝1.0×10－14)。羟胺与硫酸形成的正盐的化学式为________。‎ ‎(4)羟胺是一种强还原剂。向装有少量AgBr的试管中加入羟胺溶液，观察到的现象是______________________。羟胺作还原剂的优点是_____________________________。‎ ‎(5)羟胺可以把碱性废水中剧毒的Na3AsO3转化为Na3AsO4，理论上1 mol羟胺可除去废水中溶解的1 mol Na3AsO3，该反应的还原产物为________。在有机合成中，羟胺与丁二酮(OO)反应制备检验镍离子的丁二酮肟(HONNOH)，反应的化学方程式为 ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)从结构上看，羟胺是由氨分子()中的一个氢原子(H)被羟基()代替形成的，故羟胺分子的电子式为。羟胺分子中，H的化合价是＋1价，O的化合价是－2价，根据化合物中正、负化合价代数和为0可以求出N的化合价是－1价。‎ ‎(2)HNO3被还原为NH2OH，N的化合价由＋5价降低到－1价，即1 mol HNO3得到6 mol e－，还原剂是H2，1 mol H2失去2 mol e－，由得失电子守恒知，1 mol HNO3氧化3 mol H2，可得反应的化学方程式为HNO3＋3H2NH2OH＋2H2O。‎ ‎(3)由“NH3＋H2ONH＋OH－”类比，写出一元弱碱羟胺的电离方程式：NH2OH＋H2ONH3OH＋＋OH－(实质是羟胺分子中含有孤电子对的氮原子结合水电离出的H＋生成NH3OH＋)，Kb＝＝＝K·KW＝6.6×105×1.0×10－14＝6.6×10－9。NH3OH＋是一价阳离子，与硫酸形成的正盐同Na2SO4类似，就是把Na＋换成NH3OH＋，即为(NH3OH)2SO4。‎ ‎(4)NH2OH中－1价的N失电子被氧化为N2(有气泡产生)，AgBr中的Ag＋得电子被还原为Ag(固体逐渐变黑)。在反应中，羟胺被氧化生成N2和H2O，故被称为绿色还原剂，其优点是不产生其他杂质。‎ ‎(5)1 mol Na3AsO3被氧化为Na3AsO4失去2 mol e－(As的化合价由＋3价升高到＋5价)，1 mol羟胺中的N原子得到2 mol e－，N的化合价由－1价降低到－3价，还原产物为NH3‎ ‎。观察反应物丁二酮()和生成物丁二酮肟()的结构简式可发现，丁二酮中羰基上的氧原子被N—O—H代替，即2个羰基中的氧原子结合2个羟胺分子中的4个氢原子生成水：‎ 答案：(1) 　－1　‎ ‎(2)HNO3＋3H2NH2OH＋2H2O ‎(3)NH2OH＋H2ONH3OH＋＋OH－　‎ ‎6．6×10－9　(NH3OH)2SO4　‎ ‎(4)固体逐渐变黑，并有气泡产生　不产生其他杂质(或不会对反应体系引起二次污染)　‎ ‎(5)NH3　＋2NH2OH―→＋2H2O ‎13．大气污染物主要成分是SO2、NO2、CxHy及可吸入颗粒等，主要来自于燃煤、机动车尾气和工业废气。‎ ‎(1)上述成分中能形成酸雨的是__________(填化学式)。‎ ‎(2)煤的气化是高效、清洁利用煤炭的重要途径之一。利用煤的气化获得的水煤气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下可以合成绿色燃料甲醇。‎ 已知：‎ CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)　‎ ΔH1＝－58.7 kJ·mol－1‎ CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)　‎ ΔH2＝＋41.0 kJ·mol－1‎ CO与H2生成CH3OH气体反应的热化学方程式是__________________________。‎ ‎(3)空气质子交换法治理SO2，其原理是将含有SO2的烟气与O2通过电化学反应制得硫酸，负极的电极反应式是________________________________________________。‎ ‎(4)湿法吸收工业尾气中的NO2，常选用纯碱溶液，将NO2转化为两种氮元素的常见含氧酸盐。反应的离子方程式是_________________________________________________。‎ ‎(5)用高能电子束激活烟气(主要成分是SO2、NO2、H2O等)，会产生O3等强氧化性微粒。烟气经下列过程可获得化肥。‎ 该化肥中含有的离子是________(填离子符号)。‎ 解析：(1)SO2‎ 和氮氧化物是形成酸雨的主要气体。(2)把已知的热化学方程式分别编号为①、②，根据盖斯定律由①－②得：CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)　ΔH＝－99.7 kJ·mol－1。(3)空气质子交换法治理SO2，电解质溶液为酸性溶液，其原理是将含有SO2的烟气与O2通过电化学反应制得硫酸，负极的电极反应式是SO2＋2H2O－2e－===SO＋4H＋。(4)用Na2CO3溶液吸收工业尾气中的NO2，将NO2转化为两种氮元素的常见含氧酸盐，结合原子守恒和电子守恒分析，可知反应生成硝酸盐和亚硝酸盐，反应的离子方程式为CO＋2NO2===NO＋NO＋CO2。(5)SO2能够被臭氧氧化为SO3，SO3与水反应生成硫酸，NO2与H2O反应生成硝酸，NH3与酸反应生成铵盐，因此该化肥中含有的离子是NH、SO、NO。‎ 答案：(1)SO2、NO2‎ ‎(2)CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)　‎ ΔH＝－99.7 kJ·mol－1‎ ‎(3)SO2＋2H2O－2e－===SO＋4H＋‎ ‎(4)CO＋2NO2===NO＋NO＋CO2‎ ‎(5)NH、SO、NO ‎14．磷化氢(PH3)是一种剧毒气体，是最常用的高效熏蒸杀虫剂，也是一种电子工业原料。‎ ‎(1)在密闭粮仓放置的磷化铝(AlP)片剂，遇水蒸气放出PH3气体，该反应的化学方程式为____________________________________。‎ ‎(2)利用反应PH3＋3HgCl2===P(HgCl)3＋3HCl，可准确测定微量的PH3。‎ ‎①HgCl2溶液几乎不导电，说明HgCl2属于________(填“共价”或“离子”)化合物。‎ ‎②通过测定溶液________变化，可测定一定体积空气中PH3的浓度。‎ ‎(3)PH3的一种工业制法涉及的物质转化关系如图所示：‎ ‎①亚磷酸属于________元酸。‎ ‎②当反应Ⅰ生成的n(NaH2PO2)∶n(Na2HPO3)＝3∶1时，参加反应的n(P4)∶n(NaOH)＝________。‎ ‎(4)一种用于处理PH3废气的吸收剂成分为次氯酸钙80%、锯木屑(疏松剂)15%、活性炭2.5%、滑石粉(防结块)2.5%。‎ ‎①次氯酸钙将PH3氧化为H3PO4的化学方程式为________________________。‎ ‎②空气中的水蒸气可加快PH3的氧化过程，其原因可能是________________________。‎ ‎(5)从(4)中的吸收残留物中回收磷酸氢钙(CaHPO4)的方法如下：‎ ‎①试剂X为________(填化学式)。‎ ‎②已知25 ℃时，H3PO4的Ka1＝7.5×10－3、Ka2＝6.3×10－8、Ka3＝4.4×10－13。加入Y时，应控制悬浊液pH________7(填“＞”“＝”或“＜”)，通过计算说明理由：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)磷化铝(AlP)遇水蒸气放出PH3气体，结合原子守恒推知还生成Al(OH)3，化学方程式为AlP＋3H2O===Al(OH)3＋PH3↑。‎ ‎(2)①HgCl2溶液几乎不导电，说明溶液中离子浓度较小，HgCl2难发生电离，故HgCl2为共价化合物。②PH3与HgCl2反应生成P(HgCl)3和HCl，溶液的导电性和酸性均增强，故可通过测定溶液电导率或pH的变化测定一定体积空气中PH3的浓度。‎ ‎(3)①亚磷酸钠的化学式为Na2HPO3，据此推测亚磷酸(H3PO3)属于二元弱酸。②反应Ⅰ中黄磷(P4)与NaOH溶液发生“歧化反应”生成NaH2PO2、Na2HPO3和PH3，其中PH3是还原产物，NaH2PO2和Na2HPO3是氧化产物，若产物中n(NaH2PO2)∶n(Na2HPO3)＝3∶1，设n(Na2HPO3)＝a mol，则有n(NaH2PO2)＝3a mol，反应中得电子的物质的量为3a mol＋3a mol＝6a mol；据得失电子守恒可知，反应中生成PH3的物质的量为2a mol；据P、Na元素守恒可知，n(P4)＝1.5a mol、n(NaOH)＝5a mol，故参加反应的n(P4)∶n(NaOH)＝1.5a mol∶5a mol＝3∶10。‎ ‎(4)①次氯酸钙将PH3氧化为H3PO4，而本身被还原为CaCl2，化学方程式为2Ca(ClO)2＋PH3===H3PO4＋2CaCl2。②Ca(ClO)2属于强碱弱酸盐，与水蒸气接触后水解生成HClO，而HClO的氧化能力强于Ca(ClO)2，故空气中的水蒸气可加快PH3的氧化过程。‎ ‎(5)①磷酸氢钙(CaHPO4)加水溶解后，加入试剂X调节pH，过滤得到Ca3(PO4)2沉淀，显然该过程为中和HPO电离产生的H＋，为防止引入新杂质，试剂X应选择CaO或Ca(OH)2。②加入试剂Y搅拌后生成CaHPO4，HPO在水溶液中发生电离(HPOPO＋H＋)和水解(HPO＋H2OH2PO＋OH－)，则HPO的电离常数Ka(HPO)＝＝4.4×10－13，HPO的水解常数Kh(HPO)＝＝≈1.59×10－7，显然Kh(HPO)＞Ka(HPO)，说明HPO的水解程度大于其电离程度，溶液呈碱性，故应控制悬浊液pH大于7。‎ 答案：(1)AlP＋3H2O===Al(OH)3＋PH3↑　‎ ‎(2)①共价　②电导率(或pH)　(3)①二　②3∶10‎ ‎(4)①2Ca(ClO)2＋PH3===H3PO4＋2CaCl2‎ ‎②次氯酸钙与水蒸气接触，水解得到氧化能力更强的HClO ‎(5)①Ca(OH)2(或CaO)　②＞‎ Ka(HPO)＝＝4.4×10－13；‎ Kh(HPO)＝＝＞Ka(HPO)，HPO的水解程度大于电离程度，溶液呈碱性 ‎15．(2018·南通一模)工业上利用氧化铝基废催化剂(主要成分为Al2O3，少量Pd)回收Al2(SO4)3及Pd的流程如下：‎ ‎(1)焙烧时产生的气体X为________(填化学式)。‎ ‎(2)浸液Y的主要成分为________(填化学式)。‎ ‎(3)“热还原”过程中发生反应的化学方程式为___________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)上述流程中焙烧温度不宜过高，否则会导致硫酸铵固体的分解。某兴趣小组为探究高温下硫酸铵的分解产物，通过下列装置进行实验，观察到B中溶液颜色变浅，C中无明显现象。‎ ‎①装置B的作用是____________________________。‎ ‎②进一步测定可知：D中收集的气体相对分子质量为28。写出(NH4)2SO4高温分解的化学方程式：______________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(5)Pd是优良的储氢金属，其储氢原理为2Pd(s)＋xH2(g)===2PdHx(s)，其中x的最大值为0.8。‎ 已知：Pd的密度为12 g·cm－3，则1 cm3 Pd能够储存标准状况下H2的最大体积为________ L。(计算结果保留整数)‎ 解析：(1)废催化剂和(NH4)2SO4焙烧中产生的气体X通入浸液Y中发生中和反应，则X为碱性气体NH3。(2)NH3中和浸液Y生成(NH4)2PdCl6，则浸液Y为酸性，主要成分为H2PdCl6。(3)H2还原(NH4)2PdCl6‎ 生成Pd，Pd的化合价降低，H的化合价升高，从元素守恒分析，NH和Cl－反应后生成NH3和HCl，根据Pd和H元素配平反应。(4)①B中的品红退色，说明有SO2产生，所以B的作用是检验产物中是否有SO2。②C中无明显现象，说明没有O2生成，D中收集到相对分子质量为28的气体，则为N2，根据N、S的得失电子守恒配平反应。(5)根据反应方程式知：2 mol Pd～x mol H2，＝，得V(H2)＝1 L。‎ 答案：(1)NH3　(2)H2PdCl6‎ ‎(3)(NH4)2PdCl6＋2H2Pd＋2NH3＋6HCl ‎(4)①检验产物中的SO2　‎ ‎②3(NH4)2SO44NH3↑＋N2↑＋3SO2↑＋6H2O↑‎ ‎(5)1‎