2018届高考二轮复习人教版第二编专题八铝、氮及其化合物课件2（96张）

2018届高考二轮复习人教版第二编专题八铝、氮及其化合物课件2（96张）

专题八　铝、氮及其化合物(加试) 第二编　元素化合物的综合 考点一　铝及其化合物 考点二　氮及其化合物 铝及其化合物考点一 核心精讲1 1.树立物质转化思想 (1)理清知识主线 (2)形成网络构建 2.扫除易混知识盲点 (1)铝是活泼金属，但铝抗腐蚀性相当强，因为铝表面生成一层致密的 氧化物薄膜。由于Al2O3的熔点高于Al的熔点，故在酒精灯上加热铝箔 直至熔化，发现熔化的铝并不滴落。 (2)铝热反应不仅仅是单质铝与Fe2O3反应，还包含制取其他难熔金属的 反应，由于铝热剂是混合物，故铝热反应不能用于工业上冶炼铁。注 意铝热反应是中学化学中唯一一类金属单质与金属氧化物在高温条件 下的置换反应。 (3)引发铝热反应的操作是高考实验考查的热点，具体操作是先铺一层 KClO3，然后插上镁条，最后点燃镁条。 (4)并不是Al与所有金属氧化物均能组成铝热剂，该金属氧化物对应的 金属活泼性应比铝弱。 (5)Al2O3、Al(OH)3与NaOH溶液的反应常用于物质的分离提纯。 Al(OH)3不溶于氨水，所以实验室常用铝盐和氨水来制备Al(OH)3。 (6)利用偏铝酸盐制备Al(OH)3，一般不用强酸，因为强酸的量控制不当 会使制得的Al(OH)3溶解。若向偏铝酸盐溶液中通入CO2，生成的 Al(OH)3不溶于碳酸，CO2过量时生成HCO ，不过量时生成CO ，书写 离子反应方程式时要特别注意。 (7)Al(OH)3可用作抗酸药；明矾常用于净水。 (8)泡沫灭火器所用试剂为Al2(SO4)3溶液和NaHCO3溶液。 3.规范书写重要反应 用方程式回答下列问题。 (1)用化学方程式表示除去铁粉中的铝粉。 。 (2)用离子方程式表示除去Fe2O3中的Al2O3。 。 (3)用离子方程式表示除去Mg(OH)2中的Al(OH)3。 。 2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ (4)现有AlCl3溶液、氨水、NaOH溶液，制备Al(OH)3的最佳方案是(用化 学方程式表示)。 。 (5)现有NaAlO2溶液、CO2、盐酸，制备Al(OH)3的最佳方案是(用离子方 程式表示) 。 (6)用离子方程式表示泡沫灭火器的原理。 。 AlCl3＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4Cl 或 (7)用离子方程式分别表示： ① ； ② 。 (8)用离子方程式表示KAl(SO4)2和Ba(OH)2的反应。 ①沉淀的物质的量最大；②沉淀的质量最大。 ① ； ② 。 (9)铵明矾[NH4Al(SO4)2·12H2O]是常见的食品添加剂，用于焙烤食品， 向铵明矾溶液中逐滴滴入NaOH溶液，试写出反应的离子方程式。 ； ； 。 Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓ 1.下列金属中，表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化 的是 A.K B.Na C.Fe D.Al 题组集训2 题组一　铝及其化合物的性质定性判断 1 2 3 4 5 6 7 8 9 √ 答案解析 解析　钾属于活泼金属，与氧气发生剧烈的反应，A项错误； 钠属于活泼金属，与空气中的氧气发生反应生成氧化钠，氧化钠不能 保护内层钠，B项错误； 铁在空气中发生反应：2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2、4Fe(OH)2＋O2＋ 2H2O===4Fe(OH)3、2Fe(OH)3===Fe2O3＋3H2O，铁表面生成的Fe2O3不 能保护铁，C项错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 2.相同质量的下列物质分别与等浓度的NaOH溶液反应，至体系中均无 固体物质，消耗碱量最多的是 A.Al B.Al(OH)3 C.AlCl3 D.Al2O3√ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案解析 3.下列有关铝的化合物的说法正确的是 A.氧化铝坩埚可用于熔融NaOH实验 B.工业上利用电解熔融氯化铝冶炼铝 C.氢氧化铝能中和胃酸，可用于治疗胃酸过多 D.明矾可用于自来水的消毒 1 2 3 4 5 6 7 8 9 √ 答案解析 解析　氧化铝能与NaOH反应，氧化铝坩埚不能用于熔融NaOH实验，A 错误； 工业上利用电解熔融氧化铝冶炼铝，B错误； 明矾用于自来水的净化而不能用于自来水的消毒，D错误。 4.A、B、C、D、E五种化合物均含有同一种短周期常见元素，它们的转 化关系如图所示，其中A为澄清溶液，C为难溶的白色固体，E易溶于水。 若取A溶液灼烧，焰色反应为紫色(透过蓝色钴玻璃片)。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案 (1)写出下列物质的化学式： A________，B________，C________， D________，E________。 KAlO2 Al(OH)3 Al2O3 AlCl3 NaAlO2 (2)写出下列反应的离子方程式： A→B：________________________________________。 A→D：_________________________。 解析归纳总结 解析　本题的突破口应在推断出B、C两种物质。在短周期元素形成 的化合物中，既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应的必为两性物 质，又因为B C，故可知C为Al2O3，B为Al(OH)3，依次推出D是 AlCl3，A与过量CO2反应生成Al(OH)3，且A溶液的焰色反应为紫色(透 过蓝色钴玻璃片)，则A为KAlO2，E为NaAlO2。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 归纳总结 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 3.鉴别(利用滴加顺序不同，现象不同) (1)AlCl3溶液中滴加NaOH溶液现象：先产生白色沉淀，后沉淀溶解。 (2)NaOH溶液中滴加AlCl3溶液现象：开始无明显现象，后产生白色沉淀， 沉淀不溶解。 题组二　铝及其化合物性质的定量计算 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案 (一)铝与H＋、OH－反应的定量计算 5.铝是中学化学学习阶段的唯一一种既能与酸(非氧化性酸)反应又能与强 碱溶液反应放出H2的金属，根据铝的这一特殊性质回答下列问题： (1)等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，所得H2的体 积之比是_______。 解析　根据化学方程式：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋ 2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，得Al与H2的关系式均为2Al～3H2，故只要参 加反应的Al的量相等，所得H2的量必相等。 解析 1∶ 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案 (2)足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸和氢氧化钠 溶液中，产生H2的体积之比是_______。 解析　因为在反应中Al过量，产生的H2的量由HCl和NaOH的量决定。根 据化学反应中的关系式：6HCl～3H2、2NaOH～3H2，故当HCl、NaOH 物质的量相等时，二者产生H2的体积比为1∶3。 解析 1∶ 3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案 (3)足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的HCl、NaOH溶 液中，二者产生的H2相等，则HCl和NaOH的物质的量浓度之比是______。 解析　因为铝足量且产生H2相等，根据关系式n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1， 又 因 为 两 溶 液 体 积 相 等 ， 故 物 质 的 量 浓 度 c ( H C l ) ∶ c ( N a O H ) ＝ n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1。 解析 3∶ 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案 (4)甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol·L－1的盐酸和NaOH溶液，向两烧 杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后，测得生成的气体体积比为 V(甲)∶V(乙)＝1∶2，则加入铝粉的质量为________(填字母)。 A.5.4 g B.3.6 g C.2.7 g D.1.8 g 解析 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 解析　其反应原理分别为2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋ 2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。可见当参加反应的HCl和NaOH的物质的量一样多 时，产生H2的体积比是1∶3，而题设条件体积比为1∶2，说明此题投入的铝 粉对盐酸来说是过量的，而对于NaOH来说是不足的。 2Al＋6HCl　　　===　　　2AlCl3＋3H2↑ 6 mol 3 mol 3 mol·L－1×0.1 L 0.15 mol 则Al与NaOH反应生成的H2为0.15 mol×2＝0.3 mol。 2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ 2×27 g 3 mol 5.4 g 0.3 mol 即投入的铝粉为5.4 g。 (二)有关“铝及其化合物”图像的定性定量分析 6.常温下，在200 mL 含Mg2＋、Al3＋、NH 、H＋、Cl－等离子的溶液中， 逐滴加入5 mol·L－1的NaOH溶液，所加NaOH溶液的体积(mL)与产生沉淀 的物质的量(mol)关系如图所示。下列叙述正确的是 A.x与y的差值为0.02 mol B.原溶液中c(Cl－)＝0.75 mol·L－1 C.原溶液的pH＝1 D.原溶液中n(Mg2＋)∶n(Al3＋)＝5∶2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案解析 √ 解析　剖析图像可知，x与y的差值即为Al(OH)3的物质的量，此时消耗 n(NaOH)＝n[Al(OH)3]＝(35－33)×10－3L×5 mol·L－1＝0.01 mol，A项 错误； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0～4 mL发生H＋与NaOH的反应，则H＋的物质的量为4×10－3L×5 mol·L－1 ＝0.02 mol，c(H＋)＝0.1 mol·L－1，原溶液的pH＝1，C项正确； 4～30 mL发生Mg2＋、Al3＋与NaOH的反应生成沉淀，共消耗NaOH的 物质的量为(30－4)×10－3L×5 mol·L－1＝0.13 mol，Al3＋消耗的 NaOH的物质的量为0.01 mol×3＝0.03 mol，则与Mg2＋反应的 n(NaOH)＝0.13 mol－0.03 mol＝0.1 mol，n(Mg2＋)＝0.05 mol，原溶 液中n(Mg2＋)∶n(Al3＋)＝5∶1，D项错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 7.[2017·绍兴市稽山中学高三(上)月考]准确称取6 g铝土矿样品(含Al2O3、 Fe2O3、SiO2)加入100 mL硫酸溶液，充分反应后，向滤液中加入10 mol·L－1 NaOH溶液，产生沉淀的质量与加入NaOH溶液的体积关系如图所示，求 所用硫酸溶液的物质的量浓度 A.1.75 mol·L－1 B.3.5 mol·L－1 C.2.25 mol·L－1 D.无法计算 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案解析 √ 知识归纳 1 2 3 4 5 6 7 8 9 关于Al(OH)3沉淀变化图像分析 (1)可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的图像 知识归纳 1 2 3 4 5 6 7 8 9 操作 向可溶性铝盐溶液中逐滴加 入NaOH溶液至过量 向NaOH溶液中逐滴加入可溶 性铝盐溶液至过量 现象 立即产生白色沉淀―→渐多 ―→最多―→渐少―→消失 无沉淀(有但即溶)―→出现沉 淀―→渐多―→最多―→沉淀 不消失 1 2 3 4 5 6 7 8 9 图像 离子 方程式 Al3＋＋3OH－=== Al(OH)3↓ Al(OH)3＋OH－===AlO ＋2H2O Al3＋＋4OH－===AlO ＋2H2O Al3＋＋3AlO ＋6H2O===4Al(OH)3↓ (2)偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图像 1 2 3 4 5 6 7 8 9 操作 向偏铝酸盐溶液中逐滴 加入稀盐酸至过量 向稀盐酸中逐滴加入偏铝酸盐溶 液至过量 现象 立即产生白色沉淀―→渐多 ―→最多―→渐少―→消失 无沉淀(有但即溶)―→出现沉淀 ―→渐多―→最多―→沉淀不消失 1 2 3 4 5 6 7 8 9 图像 离子 方程式 AlO ＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓ Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O AlO ＋4H＋===Al3＋＋2H2O Al3＋＋3AlO ＋6H2O===4Al(OH)3↓ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 (3)可溶性铝盐与弱酸、弱碱反应产生沉淀的图像 ①向AlCl3溶液中滴加氨水的图像(如图所示)。 原理：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋ 现象：立即产生白色沉淀―→渐多―→最大量 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ②向NaAlO2溶液中通入足量CO2的图像(如图所示)。 现象：立即产生白色沉淀―→渐多―→最大量 1 2 3 4 5 6 7 8 9 (4)混合离子(含Al3＋、Mg2＋、H＋)反应的图像 向含有铝离子、镁离子、氢离子的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，H＋ 先与OH－反应，该过程中无沉淀生成，而后Al3＋、Mg2＋与OH－反应至沉 淀达到最大值，最后Al(OH)3再与OH－反应导致沉淀部分溶解。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 题组三　有关铝及其化合物参与的框图推断 8.[2017·浙江省衢州二中高三(上)月考]A、B、C是单质，其中A是金属， 各种物质间的转化关系如图： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案解析1 2 3 4 5 6 7 8 9 根据图示转化关系回答： (1)写出下列物质的化学式： A___，B____，乙_______，丁________。Al O2 NaAlO2 Al(OH)3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 解析　常见金属单质中能与NaOH溶液反应产生气体的只有Al，所以A 是Al，乙是NaAlO2，C是H2；甲是Al的化合物，可和NaOH溶液反应产 生NaAlO2，甲可能是Al2O3，则丙是H2O，B即是O2，根据NaAlO2＋CO2 ＋2H2O===NaHCO3＋Al(OH)3↓得丁是Al(OH)3，验证符合转化关系。 答案1 2 3 4 5 6 7 8 9 (2)写出下列变化的化学方程式。 ①A与NaOH溶液反应的化学方程式：______________________________ ________。 ②甲与NaOH溶液反应的离子方程式：___________________________。 2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2 ＋3H2↑ 答案解析1 2 3 4 5 6 7 8 9 (3)将一定量的A加入到NaOH溶液中，产生的C在标准状况下的体积为 3.36 L，则消耗的A的物质的量为________，转移电子的物质的量为 ________。 0.1 mol 0.3 mol 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 9.(2016·杭州市第二中学高一上学期期末)现有常见金属单质A、B、C和 气体甲、乙、丙及物质D、E、F、G、H。其中B是地壳中含量最多的 金属。它们之间能发生如下反应(图中有些反应的产物和反应的条件没 有全部标出)。 (1)写出化学式：B____，G________。Al FeCl3 答案解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 解析　有常见金属单质A、B、C和气体甲、乙、丙及物质D、E、F、G、 H。其中B是地壳中含量最多的金属，则B是Al。A金属的焰色反应显黄 色，则A是Na。钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，则甲是氢气，D是氢 氧化钠。黄绿色气体乙是氯气，则气体丙是氯化氢，溶于水得到盐酸。 氢氧化钠和G反应生成红褐色沉淀氢氧化铁，则G是铁盐，所以G是氯 化铁，F是氯化亚铁，C是铁。 根据以上分析可知B、G的化学式分别是Al、FeCl3。 答案解析1 2 3 4 5 6 7 8 9 (2)写出离子反应方程式： ③_________________________________； ⑦____________________________________。4Fe2＋＋8OH－＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3↓ 氮及其化合物考点二 核心精讲1 1.树立物质转化思想 (1)理清知识主线 (2)形成网络构建 2.扫除易忘知识盲点 (1)NO只能用排水法或气囊法收集。 (2)在NO2或NO与O2通入水的计算中常用到4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3、 4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3两个方程式。 (3)浓HNO3显黄色是因为溶有NO2，而工业上制备的盐酸显黄色，是因为 溶有Fe3＋。 (4)硝酸、浓H2SO4、次氯酸具有强氧化性，属于氧化性酸，其中HNO3、 HClO见光或受热易分解。 (5)强氧化性酸(如HNO3、浓H2SO4)与金属反应不生成H2；金属和浓HNO3 反应一般生成NO2，而金属和稀HNO3反应一般生成NO。 (6)实验室制备NH3，除了用Ca(OH)2和NH4Cl反应外，还可用浓氨水的分 解(加NaOH固体或CaO)制取，而检验 需用浓NaOH溶液并加热，用湿 润的红色石蕊试纸检验生成的气体，以确定 的存在。 (7)收集NH3时，把一团干燥的棉花放在试管口，以防止与空气对流；收 集完毕，尾气处理时，应在试管口放一团用稀硫酸浸湿的棉花，以吸收 NH3。 (8)铜与浓HNO3反应在试管内就能看到红棕色的NO2，而与稀HNO3反应 时需在试管口才能看到红棕色气体。 (9)浓盐酸和浓氨水反应有白烟生成，常用于HCl和NH3的相互检验。 (10)NH3、HCl、SO2、NO2可用水进行喷泉实验，水溶性小的气体可用 其他溶剂(如CO2和NaOH溶液)进行喷泉实验。 3.规范书写重要反应 用方程式回答下列问题。 (1)书写离子方程式。 ①将NH3通入到AlCl3溶液中。 。 ②将NO2通入到NaOH溶液中。 。 ③将Fe粉逐渐加入到稀HNO3中。 ； 。2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ ④将炽热的炭放入浓HNO3中。 。 (2)书写化学方程式。 ①实验室用Ca(OH)2和NH4Cl制氨气。 。 ②将NH3通到灼热的CuO中，固体由黑色变红色。 。 ③用NH3可以检验Cl2管道是否漏气，若漏气则有白烟生成。 。 ④制硝基苯。 。 8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl A.①是氨气发生装置 B.③是氨气发生装置 C.②是氨气吸收装置 D.④是氨气收集、检验装置 1.实验室制取少量干燥的氨气涉及下列装置，其中正确的是 题组集训2 题组一　氨气的制备 √ 答案解析1 2 3 4 5 6 7 8 9 解析　①装置NH4Cl加热分解生成HCl和NH3，在试管口处NH3和HCl反 应生成NH4Cl，收集不到NH3，A项不正确； ③装置用浓氨水和CaO或NaOH作用，可制得NH3，B项正确； ②装置中防倒吸装置漏斗口与液面应相切，插入液面之下不能防止倒吸， C项不正确； 收集NH3采用向下排空气法，为防止空气对流应在试管口塞一团棉花， D项不正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 2.实验室常见的几种气体发生装置如图A、B、C所示： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案解析 (1)实验室可以用B或C装置制取氨气，如果用C装置，通常使用的药品是 ___________________________________；检查C装置气密性是否良好的操 作方法是________________________________________________________ ________________________________________________________________ _____________________________________________。 浓氨水、CaO固体(NaOH固体或碱石灰) 将导管与一导管连接，其末端放入水中，关闭分液漏斗活塞， 用手(或热毛巾)捂住烧瓶，若导管末端有气泡产生，移开手(或热毛巾)， 若水中的导管产生一段水柱，则装置的气密性良好 1 2 3 4 5 6 7 8 9 解析　利用装置C的特点，不需要加热来制取氨气，则可选用浓氨水、 CaO固体(NaOH固体或碱石灰)；装置C气密性的检验方法：将导管与 一导管连接，其末端放入水中，关闭分液漏斗活塞，用手(或热毛巾) 捂住烧瓶，若导管末端有气泡产生，移开手(或热毛巾)，若水中的导 管产生一段水柱，则装置的气密性良好。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 (2)某研究性学习小组对实验室制取NH3进行了如下设计： ①甲同学拟用浓氨水和固体NaOH制取NH3，并用图C装置作为NH3的发生 装置。写出固体NaOH的作用：_____________________________________ ________________________________________________________________ _____________________________________。 答案解析1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ②乙同学建议，将实验室制取氨气装置B的收集装置由大试管 改为集气瓶且瓶口向上来收集氨气，并确定不污染环境，请 根据其设想回答：若用排空气法收集NH3，请在图D的方框内 画出其气体收集装置和尾气吸收装置，标出所用的试剂(自选) 名称。若用排液法收集NH3，可选用的试剂是_____(填序号)。 A.H2O B.浓H2SO4 C.CCl4 D.饱和食盐水 答案解析 √ 练后归纳1 2 3 4 5 6 7 8 9 解析　氨气的密度比空气小，所以应该用向下排空气法收集，故瓶口 向上来收集时应短近长出，还应注意尾气吸收。氨气易溶于水、饱和 食盐水，能与浓H2SO4反应，故用排液法收集氨气只能选择CCl4。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 氨气的两种制备方法 实验室中主要有两种氨气的制法：一是固体与固体加热的方式；二是 采用浓氨水中平衡NH3＋H2ONH3·H2O ＋OH－移动原 理进行制备。 (1)加热NH4Cl和Ca(OH)2固体混合物制取氨气 2NH4Cl＋Ca(OH)2 2NH3↑＋CaCl2＋2H2O， 实验装置如图Ⅰ。 练后归纳 1 2 3 4 5 6 7 8 9 (2)加热浓氨水 反应原理：NH3·H2O NH3↑＋H2O，反应发生装置如图Ⅱ。 (3)浓氨水中加固态碱性物质 浓氨水中存在以下平衡：NH3＋H2ONH3·H2O ＋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NH3·H2O的分解，反应发生装置如 图Ⅲ。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 3.3.2 g铜与过量硝酸(8 mol·L－1，30 mL)充分反应后，硝酸的还原产物为 NO2和NO，反应后溶液中含a mol H＋，则此溶液中所含 的物质的量为 A.(0.2＋a) mol B.(0.1＋a) mol C.(0.05＋a) mol D.a mol 题组二　金属与硝酸的反应 答案解析 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 4.铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气 体，这些气体与5.6 L O2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水 吸收生成硝酸。则消耗铜的质量为 A.16 g B.32 g C.64 g D.无法计算 答案 解析　该题氮元素变化为硝酸与金属铜反应生成氮的氧化物，氮的氧化物 再与氧气和水反应又生成硝酸，因此总的硝酸的物质的量不变，可将题目 中的反应抽象看作是铜与氧气的反应，其中硝酸为“催化剂”，所以铜的 物质的量为2× ＝0.5 mol，即32 g，B项正确。 √ 解析练后归纳1 2 3 4 5 6 7 8 9 金属与硝酸反应的规律及计算 (1)金属与硝酸反应的规律 ①金属与HNO3反应时，一部分HNO3起酸的作用，以 的形式存在于 溶液中；一部分作为氧化剂转化为还原产物，其还原产物一般为浓 HNO3→NO2，稀HNO3→NO。 ②金属(除铁、铝、金、铂等外)与浓HNO3反应时，若金属足量，开始 时还原产物为NO2，随反应进行，浓HNO3变稀，还原产物为NO，最终 得到NO2与NO的混合气体。其中常温下铁和铝遇浓HNO3钝化，但在加 热时可发生反应。 练后归纳 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ③Fe与稀HNO3反应时，Fe被HNO3氧化成Fe3＋，若Fe过量，过量的Fe再 与Fe3＋反应生成Fe2＋。 (2)金属与硝酸反应常用的计算方法 ①原子守恒法：HNO3与金属反应时，反应消耗的HNO3中氮原子的物质 的量等于显酸性的HNO3(以硝酸盐的 形式存在于溶液中)的物质的量 与显氧化性的HNO3(以NOx的形式存在)的物质的量之和。 ②电子守恒法：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。 ③电荷守恒法：HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH－)有：c( )＝ c(H＋)＋n×c(Mn＋)(Mn＋代表金属离子)。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 5.工业上利用氨催化氧化，经过一系列反应制备硝酸。 (1)氨气催化氧化的化学方程式为___________________________。 题组三　硝酸的工业制法 答案1 2 3 4 5 6 7 8 9 (2)某工厂排出的尾气中NOx的含量为0.56%(体积分数)，用氨气可以将其 转化为无害气体，发生反应：6NOx＋4xNH3===(3＋2x)N2＋6xH2O。若处 理1×104 L(标准状况)该尾气需42.5 g NH3，则x＝_____。 答案 1.5 解析1 2 3 4 5 6 7 8 9 (3)NO和CO都是汽车尾气中的有害物质，必须进行处理。为避免污染， 常给汽车安装尾气净化装置。净化装置里装有催化剂，气体在催化剂表 面吸附与解吸作用的机理如下图所示。写出净化过程中的总化学方程式： _____________________________。 答案1 2 3 4 5 6 7 8 9 6.工业上制取硝酸铵的流程图如图所示，请回答下列问题： 答案 (1)在上述工业制硝酸的生产中，B设备的名称是_______，其中发生反应 的化学方程式为_____________________________。 氧化炉 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案 (2)在合成硝酸的吸收塔中通入空气的目的是______________________ ____________。 可使NO循环利用，全部 转化成HNO3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案 (3)生产硝酸的过程中常会产生一些氮的氧化物，可用如下两种方法处理： 碱液吸收法：NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O NH3还原法：__NH3＋__NO2===__N2＋___H2O ①配平上述反应方程式。 ②以上两种方法中，符合绿色化学的是___________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 NH3还原法 8 6 7 12 答案 (4)某化肥厂用NH3制备NH4NO3。已知：由NH3制NO的产率是96%、NO制 HNO3的产率是92%，则制HNO3所用去的NH3的质量占总耗NH3质量(不考 虑其他损耗)的______%。53.1 解析知识归纳1 2 3 4 5 6 7 8 9 解析　 NH3　　　～　　　HNO3 　　 　x　　　　　　　　x·96%·92% 　　　 HNO3　　　＋　　 NH3===NH4NO3 　　　x·96%·92%　　 x·96%·92% 1 2 3 4 5 6 7 8 9 工业上氨氧化法生产硝酸的过程 (1)生产流程 知识归纳 (2)生产设备主要有热交换器、转化器和吸收塔。 (3)主要反应的化学方程式 氧化炉：4NH3＋5O2 4NO＋6H2O； 热交换器：2NO＋O2===2NO2； 吸收塔：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 7.化学已经渗透到人类生活的各个方面，下列说法不正确的是 A.在家用燃煤中加入适量的生石灰能有效减少二氧化硫的排放量 B.“光化学烟雾”、“臭氧空洞”的形成都与氮氧化合物有关 C.低碳生活注重节能减排，尽量使用太阳能等代替化石燃料，减少温室 气体的排放 D.二氧化碳含量属于空气质量日报中空气污染指数指标 题组四　非金属化合物对环境的影响 答案解析 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 解析　在家用燃煤中加入适量的生石灰，生石灰可与煤燃烧生成的SO2 反应生成CaSO3，最终生成CaSO4而固硫，A项正确； 氮的氧化物和碳氢化合物会引起光化学烟雾、臭氧层被氟氯烃和氮的氧 化物破坏造成“臭氧空洞”，B项正确； 使用太阳能等代替化石燃料，减少CO2温室气体的排放，C项正确； SO2含量属于空气质量日报中空气污染指数指标，D项错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 8.直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题，将烟气通过装有石灰 石浆液的脱硫装置可以除去其中的二氧化硫，最终生成硫酸钙。硫酸钙可在 如图1所示的循环燃烧装置的燃料反应器中与甲烷反应，气体产物分离出水 后得到几乎不含杂质的二氧化碳，从而有利于二氧化碳的回收利用，达到减 少碳排放的目的。 图1 图21 2 3 4 5 6 7 8 9 请回答下列问题： (1)煤燃烧产生的烟气直接排放到空气中，引发的主要环境问题有 ____(填字母)。 A.温室效应 B.酸雨 C.粉尘污染 D.水体富营养化 答案解析 解析　煤燃烧的产物中有CO2、烟尘以及SO2，分别导致温室效应、粉 尘污染和酸雨，没有营养元素排入水中，不会引起水体富营养化。 √ √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 (2)在烟气脱硫的过程中，所用的石灰石浆液在进入脱硫装置前，需通一 段时间的二氧化碳，以增加其脱硫效率；脱硫时控制浆液的pH，此时浆 液含有的亚硫酸氢钙可以被氧气快速氧化生成硫酸钙。 ①二氧化碳与石灰石浆液反应得到的产物为_____________________。 答案解析 解析　CO2与CaCO3反应生成易溶的Ca(HCO3)2；亚硫酸氢钙具有还原性， 可被氧化为硫酸钙。 Ca(HCO3)2(或碳酸氢钙) ②亚硫酸氢钙被足量氧气氧化生成硫酸钙的化学方程式：______________ __________________。===CaSO4＋H2SO4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Ca(HSO3)2＋O2 (3)采用一定的脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形式固定，从而降低 SO2的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学反 应，降低了脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下： CaSO4(s)＋CO(g)CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g) ΔH1＝218.4 kJ·mol－1 (反应Ⅰ) CaSO4(s)＋4CO(g)CaS(s)＋4CO2(g) ΔH2＝－175.6 kJ·mol－1 (反应Ⅱ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 上图2为实验测得不同温度下反应体系中CO初始体积百分数与平衡时固 体产物中CaS质量百分数的关系曲线。则降低该反应体系中SO2生成量的 措施有________________(填字母)。 A.向该反应体系中投入石灰石 B.在合适的温度区间内控制较低的反应温度 C.提高CO的初始体积百分数 D.提高反应体系的温度 答案解析 √ √ √ 知识归纳1 2 3 4 5 6 7 8 9 解析　向该反应体系中投入石灰石，产生二氧化碳，使反应Ⅰ逆向进行， 可降低反应体系中二氧化硫生成量，A项正确； 在合适的温度区间内控制较低的反应温度，由图可以看出最低温度时硫 化钙的含量最高，B项正确、D项错误； 由图可以看出提高CO的体积分数，可以提高硫化钙的含量，C项正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 非金属化合物对环境的影响及防治方法 (1)各种非金属元素的化合物对环境的影响 知识归纳 元素 化合物 主要来源 对环境的影响 C CO2 化石燃料燃烧 温室效应 碳氢化合物 石油开采、植物腐败 温室效应、光化学烟雾 N NOx 汽车尾气 硝酸型酸雨、臭氧层空洞、 光化学烟雾 铵盐、硝酸盐 化肥、农药、洗涤剂 水体富营养化：赤潮、水华 1 2 3 4 5 6 7 8 9 S SO2、SO3 煤的燃烧 硫酸型酸雨 F、Cl 氟氯烃 空调、冰箱制冷剂 臭氧层空洞 P 磷酸盐 洗涤剂 水体富营养化：赤潮、水华 (2)防治方法 ①改善能源结构，减少用煤量，积极开发太阳能、风能等新型的清洁能源； ②对煤进行脱硫处理； ③多植树造林，不胡乱砍伐树木； ④加强工厂废气排放的监测、汽车尾气排放的控制。 注意　(1)CO2不是污染性气体，但它会造成温室效应； (2)空气质量日报中涉及的污染物主要是SO2、NO2和可吸入颗粒物。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 9.[2017·乐清市乐成寄宿中学高三(上)月考]某课外活动小组设计了以下实 验验证Ag与浓硝酸反应的过程中可能产生NO。其实验流程图如图1、2： 题组五　金属与硝酸反应的实验探究 1 2 3 4 5 6 7 8 9 (1)测定硝酸的物质的量 反应结束后，从如图3装置B中所得100 mL溶液中取出25.00 mL溶液，用 0.1 mol·L－1的NaOH溶液滴定，用酚酞作指示剂，滴定前后的滴定管中液 面的位置如图2所示。在B容器中生成硝酸的物质的量为_______mol，则 Ag与浓硝酸反应过程中生成的NO2在标准状况下的体积为________mL。 答案解析 0.008 268.8 1 2 3 4 5 6 7 8 9 解析　B容器中是二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮；100 mL溶液中 取出25.00 mL溶液，用0.1 mol·L－1的NaOH溶液滴定，用酚酞作指示剂， 终点时，消耗氢氧化钠溶液的体积为20.40 mL－0.40 mL＝20.00 mL，所以 25.00 mL溶液中含有硝酸0.02 L×0.1 mol·L－1＝0.002 mol，则B容器中生成 硝酸的物质的量为0.008 mol，由3NO2＋H2O===2HNO3＋NO可知金属与硝 酸反应生成的二氧化氮物质的量为0.012 mol，则Ag与浓硝酸反应过程中 生成的NO2在标准状况下的体积V＝nVm＝0.012 mol×22.4 L·mol－1＝268.8 mL。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 (2)测定NO的体积 ①从如图3所示的装置中，你认为应选用_____装置进行Ag与浓硝酸反应实 验，选用的理由是_______________________________________________ __________________。 答案解析 解析　一氧化氮气体易被氧气氧化生成二氧化氮对验证产生干扰，装置A 和D相比A装置利用氮气可以把装置中的空气排净。 A 因为A装置可以通入N2将装置中的空气排尽，防止NO 被空气中的O2氧化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 解析　用A进行银和浓硝酸的反应，用水吸收生成的二氧化氮气体，导气 管长进短出，可以用排水量气法测定一氧化氮气体的体积，排水集气瓶导 气管应短进长出，连接顺序为123547。 ②选用如图3所示仪器组合一套可用来测定生成NO体积的装置，其合理的 连接顺序是_________(填各导管口编号)。 答案解析 123547 1 2 3 4 5 6 7 8 9 解析　读数之前应保持内外压强相同，恢复到室温下读取量筒中液体的体 积，若量筒中水的液面比集气瓶的液面要低，此时应将量筒的位置升高， 以保证量筒中的液面与集气瓶中的液面持平。 ③在测定NO的体积时，若量筒中水的液面比集气瓶的液面要低，此时应 将量筒的位置______(填“下降”或“升高”)，以保证量筒中的液面与集 气瓶中的液面持平。 答案解析 升高 1 2 3 4 5 6 7 8 9 解析　实验测得NO的体积为112.0 mL(已折算到标准状况)，依据上述计算 得到Ag和浓硝酸生成二氧化氮气体物质的量为0.012 mol，依据3NO2＋ H2O===2HNO3＋NO可知一氧化氮气体物质的量为0.004 mol，标准状况下 体积为0.004 mol×22.4 L·mol－1＝0.089 6 L＝89.6 mL＜112.0 mL可知Cu和 硝酸反应生成一氧化氮气体。 (3)气体成分分析 若实验测得NO的体积为112.0 mL(已折算到标准状况)，则Ag与浓硝酸反 应的过程中___(填“有”或“没有”)NO产生，作此判断的依据是______ ____________________________________________________________。 答案解析 有 NO2与水反应生成的NO的体积小于收集到的NO的体积(89.6＜112.0) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 因为