2018届一轮复习苏教版生产生活中的含氮化合物学案

2018届一轮复习苏教版生产生活中的含氮化合物学案

考点一　氮氧化物的产生及转化 一、氮气的结构与性质 ‎1．氮元素的存在与氮的固定 ‎2．N2的物理性质 无色、无味气体，密度比空气略小，难溶于水。‎ ‎3．N2的化学性质 写出有关反应的化学方程式：‎ ‎①3Mg＋N2△,Mg3N2；‎ ‎②N2＋3H22NH3；‎ ‎③N2＋O22NO。‎ 二、氮的氧化物的种类与性质 ‎1．氮有多种价态的氧化物，如N2O、NO、NO2、N2O4、N2O3、N2O5等。其中属于硝酸酸酐的是N2O5。‎ ‎2．NO与NO2性质的比较 性质 NO NO2‎ 颜色状态气味 无色无味的气体 红棕色有刺激性气味的气体 溶解性 难溶于水 与水反应 毒性 有毒(跟血红蛋白结合)‎ 有毒 收集方法 只能用排水法收集，不能用排空气法收集 只能用向上排空气法收集，不能用排水法收集 与水反应 不反应 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 与氧气反应 2NO＋O2===2NO2‎ 不反应 对人体、环境的影响 ‎①与血红蛋白结合使人中毒 ‎②转化成NOx、形成酸雨、光化学烟雾 形成酸雨、光化学烟雾 ‎[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。‎ ‎[基点小练]‎ ‎1．溴蒸气和NO2都为红棕色气体，如何区分？用湿润的淀粉KI 试纸或NaOH溶液可以吗？‎ 提示：①用AgNO3溶液，Br2可与AgNO3溶液反应生成浅黄色沉淀AgBr；②用水，溶于水后有颜色的是Br2，无颜色的是NO2。不能用湿润的淀粉KI试纸或NaOH溶液区分，因为这两种气体都有氧化性，都可以把KI中的I－氧化成I2，使试纸变蓝色。NaOH溶液可以吸收Br2蒸气和NO2而形成无色溶液。‎ 三、氮的氧化物与O2、H2O反应的计算方法 ‎1．关系式法 ‎(1)NO和O2混合气体通入水中 由2NO＋O2===2NO2和3NO2＋H2O===2HNO3＋NO得总反应为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3‎ ‎ (2)NO2和O2混合气体通入水中 由3NO2＋H2O===2HNO3＋NO和2NO＋O2===2NO2得总反应为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3‎ ‎(3)NO、NO2和O2三种混合气体通入水中 先按3NO2＋H2O===2HNO3＋NO计算出生成的NO体积，然后加上原来混合气体中NO体积，再按(1)计算。‎ ‎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。‎ ‎3．原子守恒法 ‎4NO2＋O2和4NO＋3O2从组成上均相当于2N2O5的组成，都与N2O5＋H2O===2HNO3等效。当NO、NO2、O2的混合气体溶于水时利用混合气体中N、O原子个数比进行分析判断。‎ ‎[基点小练]‎ ‎2．(2017·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。‎ 题点(一)　氮气、氮的氧化物的性质及对环境影响 ‎1．判断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)‎ ‎(1)(2016·全国乙卷)用向上排空气法收集铜粉与稀硝酸反应产生的NO(×)‎ ‎(2)(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(×)‎ ‎(3)(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(√)‎ ‎(4)(2014·天津高考)制取NO2时，用水或NaOH溶液吸收尾气(×)‎ ‎(5)(2013·江苏高考)标准状况下，6.72 L NO2与水充分反应转移的电子数目为0.1NA(×)‎ ‎(6)(2012·新课标全国卷)常温常压下，92 g的NO2和N2O4混合气体含有的原子数为6NA(√)‎ ‎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＋4CO4CO2＋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。‎ ‎3．(2013·北京高考)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)在汽车尾气系统中装置催化转化器，可有效降低NOx的排放，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：‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：(2)根据题目信息可知NO被CO还原为N2，而CO被氧化成CO2，化学方程式为2NO＋2CON2＋2CO2。‎ 答案：(1)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO ‎(2)2NO＋2CON2＋2CO2‎ NOx尾气的处理方法 ‎(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 题点(二)　有关氮的氧化物的简单计算 ‎4．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 解析：选A　1 mol氮的氧化物与足量灼热铜粉反应，完全反应后，生成CuO和N2，其中生成0.5 mol N2；依据氮原子守恒可知原氮氧化物分子式中氮原子数为1，只有A项符合这一要求。‎ ‎5．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 考点二　氮肥的生产和使用 一、氨的性质与实验室制法 ‎1．氨的性质 ‎(1)物理性质 无色、具有刺激性气味的气体，密度比空气小，易液化。极易溶于水，常温常压下1体积水中大约可溶解700体积氨气，可由喷泉实验证明。‎ ‎(2)化学性质 ‎①与水反应：‎ NH3＋H2O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·H2O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与酸反应：‎ a．与氯化氢反应的化学方程式为NH3＋HCl===NH4Cl，两根分别蘸有浓盐酸和浓氨水的玻璃棒相互靠近会产生白烟。‎ b．与硫酸反应的化学方程式为2NH3＋H2SO4===(NH4)2SO4。‎ ‎③还原性：与氧气发生催化氧化反应的化学方程式为4NH3＋5O24NO＋6H2O。‎ ‎(3)工业制备的反应原理 化学方程式为N2＋3H22NH3。‎ ‎(4)用途 制硝酸、铵盐、纯碱、尿素、制冷剂等。‎ ‎[注意]　(1)NH3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。‎ ‎2．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)下面是几种常见的能形成喷泉的气体和液体。‎ 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)‎ ‎[基点小练]‎ ‎1．判断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。‎ ‎(1)液氨汽化时要吸收大量的热，可用作制冷剂(√)‎ ‎(2)向AgNO3溶液中滴加过量氨水，溶液澄清，Ag＋与NH3·H2O能大量共存(×)‎ ‎(3)浓氨水可检验氯气管道漏气(√)‎ ‎(4)分别充满HCl、NH3的烧瓶倒置于水中后液面迅速上升，说明二者均易溶于水(√)‎ ‎(5)氨水能使酚酞变红，氨气是碱(×)‎ ‎(6)氨与酸反应生成铵盐，与挥发性酸相遇时能形成白烟(√)‎ ‎(7)1 L 1 mol·L－1氨水中，溶液中NH3·H2O的物质的量是1 mol(×)‎ ‎3．氨气的实验室制法 ‎[经典实验图解]‎ ‎[基点小练]‎ ‎2.(1)如何判断试管内已收集满氨气？‎ ‎(2)能否用加热浓氨水的方法制取氨气？若能，写出反应的化学方程式。‎ ‎(3)实验室里用如图装置，将浓氨水滴加到生石灰上，能制得氨气原因是什么？‎ 答案：(1)方法一：将湿润的红色石蕊试纸沾在玻璃棒的一端，靠近试管口，若试纸由红色变为蓝色，则证明氨气已收集满。‎ 方法二：将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，若有白烟产生，则证明氨气已收集满。‎ ‎(2)能；NH3·H2ONH3↑＋H2O。‎ ‎(3)①CaO与水反应，使浓氨水中溶剂(水)减少；‎ ‎②CaO与水反应放热，促使氨水分解；‎ ‎③CaO与水反应生成Ca(OH)2，增大溶液中c(OH－)，NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－使上述平衡逆向移动，有利于NH3的逸出。‎ 二、铵盐与铵根离子的检验方法 ‎1．铵盐 ‎(1)物理性质：都是无色或白色晶体，都易溶于水。‎ ‎(2)化学性质——“三解”。‎ ‎①“热解”——不稳定，受热易分解，写出下列反应的化学方程式：‎ a．NH4Cl受热分解：NH4ClNH3↑＋HCl↑。 b．NH4HCO3受热分解：NH4HCO3NH3↑＋H2O＋CO2↑。‎ ‎②“碱解”——铵盐都可与碱发生反应生成NH3或NH3·H2O。写出铵盐与碱溶液反应的离子方程式：‎ a．稀溶液不加热：NH＋OH－===NH3·H2O。‎ b．浓溶液、加热：NH＋OH－NH3↑＋H2O。‎ ‎③“水解”——铵盐溶于水易水解，离子方程式：NH＋H2ONH3·H2O＋H＋。‎ ‎2．NH的检验 ‎ [基点小练]‎ ‎3．检验某固体物质中是否含有NH，用到的下列试剂是__________。‎ ‎①蒸馏水　②黄色石蕊试纸　③红色石蕊试纸　④NaOH浓溶液　⑤稀硫酸 答案：①、③、④‎ 题点(一)　氨和铵盐的性质与应用 ‎1．判断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。‎ ‎(1)(2016·江苏高考)因为NH4HCO3受热易分解，故可用作氮肥(×)‎ ‎(2)(2016·江苏高考)下列物质间的转化能够实现 N2NH3NH4Cl(aq)(√)‎ ‎(3)(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(×)‎ ‎(4)(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(√)‎ ‎(5)(2015·安徽高考)检验溶液中是否含有NH：取少量试液于试管中，加入NaOH溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体(√)‎ ‎(6)(2015·山东高考)加热盛有NH4Cl的试管，试管底部有固体消失，试管口有晶体凝结，说明NH4Cl固体可以升华(×)‎ ‎(7)(2015·重庆高考)实验室制取氨(×)‎ ‎(8)(2014·全国卷Ⅰ)施肥时，草木灰(有效成分为K2CO3)不能与NH4Cl混合使用，是因为K2CO3与NH4Cl反应生成氨气会降低肥效(√)‎ ‎(9)(2013·全国卷Ⅰ)可用蘸浓盐酸的棉棒检验输送氨气的管道是否漏气(√)‎ ‎(10)(2014·北京高考)加热NH4Cl和Ca(OH)2混合物，并将产生的气体通入酚酞溶液中，酚酞溶液变成红色(√)‎ ‎2．(2016·上海高考)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7.24－115×0.02＝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。‎ 氨气还原性的“4大体现”‎ ‎(1)催化氧化：4NH3＋5O24NO＋6H2O ‎(2)被CuO氧化：2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O ‎(3)被氯气氧化：2NH3＋3Cl2===N2＋6HCl 或8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl ‎(4)被氮氧化物氧化：‎ ‎6NO＋4NH3===5N2＋6H2O ‎6NO2＋8NH3===7N2＋12H2O 题点(二)　氨气的实验室制法及性质实验探究 ‎3.如右图所示装置中，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，然后打开止水夹，下列与实验事实不相符的是(　　)‎ A．Cl2(饱和食盐水)，无色喷泉 B．NH3(H2O含石蕊)，蓝色喷泉 C．HCl(H2O含石蕊)，红色喷泉 D．SO2(NaOH溶液)，无色喷泉 解析：选A　Cl2不溶于饱和食盐水，不能形成喷泉。‎ ‎4．(2015·广东高考节选)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性质实验探究。‎ ‎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 ‎5．(2016·全国乙卷)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________________‎ Y管中有少量水珠 生成的气态水凝聚 将注射器活塞退回原处并固定，待装置恢复到室温 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 考点三　硝酸的性质 ‎1．硝酸的物理性质 硝酸是一种无色、具有挥发性的液体，有刺激性气味，能与水以任意比例混溶，工业硝酸的质量分数约为69%。‎ ‎2．硝酸的化学性质 ‎(1)不稳定性 ‎①反应：4HNO32H2O＋4NO2↑＋O2↑。‎ ‎②工业硝酸呈黄色的原因是：硝酸分解生成的NO2溶解在硝酸里。‎ ‎③硝酸保存在棕色试剂瓶中，置于冷暗处，不能用橡胶塞。‎ ‎(2)强氧化性 不论浓、稀硝酸都有强氧化性，而且浓度越大氧化性越强，反应中＋5价的氮被还原。‎ ‎①与金属反应。‎ 稀硝酸与铜反应的化学方程式：‎ ‎3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。‎ 浓硝酸与铜反应的化学方程式：‎ Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。‎ ‎②与非金属反应。‎ 如浓硝酸与C反应的化学方程式：‎ 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。‎ 如稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式：‎ ‎3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。‎ ‎(3)与有机物反应 ‎ [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”，并非不反应，故浓硝酸可以用铁桶盛放。‎ ‎3．硝酸工业制法的反应原理 ‎(1)NH3在催化剂作用下与O2反应生成NO ‎4NH3＋5O24NO＋6H2O。‎ ‎(2)NO进一步氧化生成NO2‎ ‎2NO＋O2===2NO2。‎ ‎(3)用水吸收NO2生成HNO3‎ ‎3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。‎ ‎[基点小练]‎ ‎　某同学认为1.0 mol·L－1的KNO3溶液中可大量存在H＋、Fe2＋、Cl－、SO，正确吗？请说明理由。‎ 提示：不正确；原因是NO在H＋中具有强氧化性，能将Fe2＋氧化成Fe3＋而不能共存。‎ 题点(一)　硝酸的强氧化性 ‎1．判断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。‎ ‎(1)(2016·江苏高考)将铜丝插入稀硝酸中：Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO2↑＋H2O(×)‎ ‎(2)(2016·全国乙卷)1 mol Fe溶于过量硝酸，电子转移数为2NA(×)‎ ‎(3)(2016·海南高考)将铁屑放入稀HNO3中证明Fe比H2活泼(×)‎ ‎(4)(2015·山东高考)向稀HNO3中滴加Na2SO3溶液：SO＋2H＋===SO2↑＋H2O(×)‎ ‎(5)(2015·重庆高考)SO2和SO3混合气体通入Ba(NO3)2溶液可得到BaSO3和BaSO4(×)‎ ‎(6)(2014·安徽高考)实验室里用锌粒与稀硝酸反应制取H2(×)‎ ‎(7)(2014·广东高考)将可调高度的铜丝伸入稀HNO3中，溶液变蓝，说明铜与稀HNO3发生置换反应(×)‎ ‎(8)(2015·海南高考)稀硝酸可除去试管内壁的银镜(√)‎ ‎2．(2015·北京高考)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 解析：选C　A．铁放入稀HNO3中发生反应Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，NO逸出，遇到O2生成NO2，气体由无色变为红棕色。B.铁放入浓HNO3中，在常温下会钝化，即在Fe表面形成致密的氧化膜，阻止Fe进一步反应。C.浓HNO3的氧化性强于稀HNO3。D.在铁、铜之间加一个电流计，根据电子的流向，可判断铁是否被氧化。若电子由铁移动到铜，则铁被氧化。‎ 硝酸与金属反应的规律 ‎(1)与金属反应时，盐酸或稀硫酸中起氧化作用的是H＋，所以能放出H2，而硝酸中＋5价氮氧化性远大于H＋，所以硝酸与金属反应不放出H2。‎ ‎(2)金属与硝酸反应，金属一般被氧化为高价金属硝酸盐。若金属过量且有变价时，将生成低价金属硝酸盐。如：‎ Fe(少量)＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O ‎3Fe(过量)＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O ‎(3)金属与浓硝酸反应时，先放出NO2气体，随着硝酸的浓度变小，会放出NO气体，因此过量的Cu与浓硝酸反应时，放出的气体是NO2与NO的混合气体。‎ 题点(二)　硝酸与金属反应的计算 ‎3．将Mg、Cu组成的m g混合物投入适量稀HNO3中恰好完全反应，固体完全溶解时收集到的还原产物NO气体为0.896 L(标准状况)，向反应后的溶液中加入2 mol·L－1 NaOH溶液60 mL时金属离子恰好沉淀完全，则形成沉淀质量为(　　)‎ A．(m＋2.28) g　　　　　　B．(m＋2.04) g C．(m＋3.32) g D．(m＋4.34) g 解析：选B　利用守恒法解答当金属离子恰好沉淀时，m(沉淀)＝m(金属)＋m(OH－)，守恒的巧妙之处在于，n(OH－)＝n(金属失电子)＝n(NO得到的电子)＝3×0.896/22.4＝0.12 mol，m(沉淀)＝m(金属)＋m(OH－)＝m g＋0.12×17 g＝(m＋2.04)g，B正确。‎ ‎4．(2016·天津高考)铜与一定浓度的硝酸和硫酸的混合酸反应，生成的盐只有硫酸铜，同时生成的两种气体均由N、O两种元素组成，气体的相对分子质量都小于50。为防止污染，将产生的气体完全转化为最高价含氧酸盐，消耗1 L 2.2 mol·L－1 NaOH溶液和1 mol O2，则两种气体的分子式及物质的量分别为__________，生成硫酸铜物质的量为________。‎ 解析：该反应过程的原理为(ⅰ)Cu＋HNO3＋H2SO4―→CuSO4＋NO＋NO2＋H2O；(ⅱ)NO＋NO2＋NaOH＋O2―→NaNO3＋H2O。设NO、NO2的物质的量分别为x、y，根据N原子守恒和转移电子数相等可得：‎ 解得x＝0.9 mol，y＝1.3 mol。反应(ⅰ)中Cu转化为CuSO4且与反应(ⅱ)中O2转移的电子数相等，即n(CuSO4)×2＝n(O2)×4＝4 mol，故n(CuSO4)＝2 mol。‎ 答案：NO：0.9 mol，NO2：1.3 mol　2 mol 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 ‎[课堂巩固练]‎ ‎1．为了在实验室更简便地制取干燥的NH3，下列方法中适合的是(　　)‎ A．NH4Cl与浓硫酸混合共热，生成的气体用碱石灰进行干燥 B．N2＋3H22NH3，用烧碱进行干燥 C．加热浓氨水，气体用碱石灰干燥 D．加热NH4HCO3，气体用P2O5干燥 解析：选C　A项，NH4Cl与浓硫酸反应的化学方程式为2NH4Cl＋H2SO4(浓)(NH4)2SO4＋2HCl↑；B项，属于NH3的工业制法，不是实验室简便制取NH3的方法；C项，NH3·H2ONH3↑＋H2O，NH3能用碱石灰干燥；D项，NH4HCO3NH3↑＋CO2↑＋H2O↑，制得的NH3不纯，且不能用P2O5干燥NH3。‎ ‎2．氮的多样性主要体现在含氮化合物及其性质的多样性上，下列说法正确的是(　　)‎ A．Fe2＋、Mg2＋、Cl－、NO能大量共存于pH＝0的溶液中 B．1 L浓度为1 mol·L－1的NH4Cl溶液中含有NA个NH C．除去NO中混有的少量NO2‎ ‎，可将混合气体通过盛有水的洗气瓶，再用排空气法收集NO D．不论是浓硝酸还是稀硝酸，与铜反应均体现出硝酸的酸性和强氧化性 解析：选D　A项，酸性条件下，HNO3氧化Fe2＋，错；B项，NH水解，错；C项，NO不能用排空气法收集，错。‎ ‎3．发射卫星的运载火箭，其推进剂引燃后发生剧烈反应，产生大量高温气体从火箭尾部喷出。引燃后产生的高温气体主要是CO2、H2O、N2、NO，这些气体均为无色，但在卫星发射现场看到火箭喷出大量“红烟”，产生“红烟”的原因是(　　)‎ A．高温下N2遇空气生成NO2‎ B．NO遇空气生成NO2‎ C．CO2与NO反应生成CO和NO2‎ D．NO和H2O反应生成H2和NO2‎ 解析：选B　引燃后的高温气体主要是CO2、H2O、N2、NO等无色气体，一氧化氮容易被氧气氧化为二氧化氮，二氧化氮是红棕色气体。‎ ‎4.(2017·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，能使溴水褪色，错误。‎ ‎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，所以不能形成喷泉实验，A错误；CO2与饱和NaHCO3溶液不反应，不能形成喷泉实验，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．某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的气体主要是NO而设计了下列实验，装置如图所示(加热装置和固定装置均已略去)。图中K为止水夹(处于关闭状态)，F是一半空的注射器。请回答有关问题：‎ ‎(1)设计装置A的目的是___________________________________________________；‎ ‎(2)在完成(1)中的“操作”后，将装置B中铜丝插入稀硝酸，并微热之，观察到装置B中的现象是______________________________________________； B中反应的离子方程式为：________________________________________________________________________。‎ ‎(3)装置E和F的作用是______________________________________________________；‎ 为实现此作用，其操作方法是___________________________________________。‎ ‎(4)装置D的作用是_____________________________________________________。‎ 解析：(1)因烧瓶中有空气，则生成的NO能与氧气反应生成二氧化氮，利用A装置反应生成的二氧化碳气体赶走装置中的空气避免对一氧化氮气体检验的干扰。‎ ‎(2)因铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、NO和水，现象是Cu丝表面产生气泡，稀硝酸液面上方仍为无色，溶液变蓝，其离子反应为3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。‎ ‎(3)NO与氧气能迅速反应生成二氧化氮，故用空气验证NO的生成，将注射器中的空气推入E中，若气体变为红棕色则说明生成了NO。‎ ‎(4)NO、NO2都有毒，能污染环境，氮的氧化物能用NaOH溶液吸收。‎ 答案：(1)产生CO2，赶走装置中的空气，防止因NO与O2反应生成NO2而产生干扰 ‎(2)Cu丝表面产生气泡，稀硝酸液面上方仍为无色，溶液变蓝　3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu＋2NO↑＋4H2O ‎(3)验证NO的生成　将注射器中的空气推入E中，若气体变为红棕色则说明生成了NO ‎(4)吸收多余的氮氧化物，防止污染空气，防止倒吸 ‎[课下提能练]‎ 一、单项选择题 ‎1．下列有关氮元素的单质及其化合物的说法错误的是(　　)‎ ‎①氮气与氧气在放电条件下可直接生成NO2‎ ‎②铵盐都不稳定，受热分解都生成氨气 ‎③向Fe(NO3)2溶液中滴加稀盐酸，无明显变化 ‎④实验室采用加热氯化铵固体，用碱石灰除去氯化氢的方法制备氨气 A．①③④　　　　　　　　　 B．①③‎ C．①④ D．①②③④‎ 解析：选D　在放电条件下，氮气和氧气反应生成的是一氧化氮而不是二氧化氮，一氧化氮不稳定，易被氧气氧化生成二氧化氮，①错误；硝酸铵加强热时剧烈分解发生爆炸生成氮气、二氧化氮和水，②错误；向硝酸亚铁溶液中加入稀盐酸，酸性条件下，硝酸根离子具有强氧化性，能把亚铁离子氧化成铁离子，同时自身被还原成一氧化氮，③错误；氯化铵受热易分解，冷却时又生成氯化铵，所以得不到氨气，④错误。‎ ‎2．(2017·南通调研)下列装置适用于实验室制氨气并验证氨气的某化学性质，其中能达到实验目的的是(　　)‎ A．用装置甲制取氨气 B．用装置乙除去氨气中的水蒸气 C．用装置丙验证氨气具有还原性 D．用装置丁吸收尾气 解析：选C　A项，用装置甲制取氨气需要加热，错误。B项，氨气与浓硫酸反应生成硫酸铵，错误。C项，氨气与氧化铜在加热条件下反应生成NO、水和铜，可以验证氨气具有还原性，正确。D项，用装置丁吸收尾气容易引起倒吸，错误。‎ ‎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 解析：选A　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．(2017·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。‎ ‎5．(2014·江苏高考)下列各组物质中，不满足组内任意两种物质在一定条件下均能发生反应的是(　　)‎ ‎　　物质 组别　　‎ 甲 乙 丙 A Al HCl NaOH B NH3‎ O2‎ HNO3‎ C SiO2‎ NaOH HF D SO2‎ Ca(OH)2‎ NaHCO3‎ 解析：选B　Al与盐酸、氢氧化钠都反应，盐酸与NaOH也能反应，A项正确；O2与HNO3不反应，B项错误；二氧化硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水，二氧化硅与氢氟酸反应生成四氟化硅和水，氢氧化钠与氢氟酸反应生成氟化钠和水，C项正确；二氧化硫与氢氧化钙反应生成亚硫酸钙和水，二氧化硫与碳酸氢钠反应生成亚硫酸钠、二氧化碳和水，碳酸氢钠与氢氧化钙反应，氢氧化钙过量时生成碳酸钙、氢氧化钠和水，氢氧化钙少量时生成碳酸钙、碳酸钠和水，D项正确。‎ ‎6．NH3是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图所示)，下列说法正确的是(　　)‎ A．NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥 B．NH4Cl、HNO3和Na2CO3受热时都易分解 C．NH3和NO2在一定条件下可发生氧化还原反应 D．图中所涉及的O2都要用纯氧 解析：选C　化肥是主要含氮、磷、钾的一些物质，NaHCO3不是常用的化肥，A项不正确；Na2CO3受热不易分解，B项不正确；NH3和NO2在一定条件下可以发生氧化还原反应，如生成氮气，C项正确；氨的催化氧化用空气就可以，不一定要用纯氧，D项不正确。‎ ‎7．下图表示铁与不同浓度硝酸反应时，各种还原产物的相对含量与硝酸溶液浓度的关系，则下列说法不正确的是(　　)‎ A．一般来说，硝酸与铁反应的还原产物不是单一的 B．用一定量的铁粉与大量的9.75 mol·L－1 HNO3溶液反应得到标况下气体2.24 L，则参加反应的硝酸的物质的量为0.1 mol C．硝酸的浓度越大，其还原产物中价态越高的成分越多 D．当硝酸浓度为9.75 mol·L－1时还原产物是NO、NO2、N2O，且其物质的量之比为5∶3∶1‎ 解析：选B　根据图像可知硝酸的还原产物有多种，因此一般来说，硝酸与铁反应的还原产物不是单一的，A正确；参加反应的硝酸包括被还原的，以及没有被还原的(转化为硝酸铁)，因此参加反应的硝酸的物质的量大于0.1 mol，B错误；根据图像可知随着硝酸浓度的升高，NO2的含量增大，这说明硝酸的浓度越大，其还原产物中价态越高的成分越多，C正确；根据图像可知当硝酸浓度为9.75 mol·L－1时还原产物是NO、NO2、N2O，且其物质的量之比为10∶6∶2＝5∶3∶1，D正确。‎ 二、不定项选择题 ‎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．2NH3＋3CuO===3Cu＋N2＋3H2O C．4NH3＋6NO===5N2＋6H2O D．3SiH4＋4NH3===Si3N4＋12H2‎ 解析：选BC　在反应4NH3＋5O2===4NO＋6H2O中N元素的化合价由反应前氨中的－3价变为反应后NO中的＋2价，化合价升高，失去电子，氨气作还原剂。A项反应中，H元素的化合价由NH3中的＋1价变为反应后H2中的0价，化合价降低，得到电子，所以NH3作氧化剂，错误。B项反应中，NH3中的N化合价由－3价变为反应后的0价，失去电子，作还原剂，与已知反应相同，正确。C项反应中，NH3中的N元素的化合价由－3价变为反应后N2中的0价，化合价升高，失去电子，作还原剂，正确。D项反应中，NH3中的H元素的化合价由＋1价变为H2中的0价，得到电子，作氧化剂，错误。‎ ‎9．Cu与浓硝酸反应生成氮的氧化物，这些氧化物恰好溶解在NaOH溶液中得到NaNO3和NaNO2的混合溶液，反应过程及有关数据如图所示：‎ 下列有关判断正确的是(　　)‎ A．若铜片为51.2 g，则生成0.2 mol NaNO3‎ B．常温下，Cu遇浓硝酸发生钝化，不可能发生上述反应 C．标准状况下收集的氮氧化物为20.16 L D．反应过程中生成的Cu(NO3)2既是氧化产物，也是还原产物 解析：选A　分析整个反应过程可知仅有两种元素的化合价发生变化，即Cu→Cu2＋，HNO3→NaNO2,51.2 g Cu的物质的量为0.8 mol，共失电子0.8 mol×2＝1.6 mol，由得失电子守恒可知HNO3→NaNO2得1.6 mol电子，故产物中NaNO2的物质的量为0.8 mol，由Na原子守恒可知另一种产物NaNO3为0.2 mol，A正确；常温下，Cu能与浓硝酸反应，B错误；部分NO2会转化为N2O4，而N2O4在标准状况下不是气体，C错误；反应过程中生成的Cu(NO3)2是氧化产物，不是还原产物，D错误。‎ ‎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0.25 mol·L－1‎ 解析：选AD　根据图像可知，由于铁过量，OA段发生反应为Fe＋NO＋4H＋===Fe3＋＋NO↑＋2H2O，硝酸全部起氧化剂作用，所以每份混合酸中n(NO)＝n(Fe)＝0.1 mol，所以原混合酸中NO物质的量为0.1 mol×2＝0.2 mol，A不正确；由图像可知，由于铁过量，OA段发生反应为Fe＋NO＋4H＋===Fe3＋＋NO↑＋2H2O，AB段发生反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，BC段发生反应为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，B正确；硝酸全部被还原，没有显酸性的硝酸，因为溶液中有SO，并且Fe全部转化为Fe2＋，所以溶液中最终溶质为FeSO4，C正确；反应最终消耗14.0 g Fe，物质的量为14.0 g÷56 g·mol－1＝0.25 mol，所有的铁都在硫酸亚铁中，根据SO守恒可知，每份含硫酸0.25 mol，所以硫酸的浓度是0.25 mol÷0.1 L＝2.5 mol·L－1，D错误。‎ 三、非选择题 ‎11．(2017·北京海淀模拟)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＋＋2NH3·H2O===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)。‎ 解析：(1)①氮气电子式中存在三键；②根据非金属性的判断依据“非金属性越强，气态氢化物越稳定”，很容易判断出NH3的稳定性强于PH3。(2)①根据现象写方程式；②氨气溶于浓硫酸，能生成(NH4)2SO4或NH4HSO4；③根据现象写方程式，氢氧化亚铁被氧气氧化为氢氧化铁：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。(3)氨在水中存在平衡：NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－，加入NaOH后OH－浓度增大，平衡逆向移动，故有利于氨的逸出。(4)由方程式可看出，每当生成1 mol HNO2，转移电子数为6 mol，当有0.3 mol电子发生转移时，生成亚硝酸0.05 mol，即2.35 g。‎ 答案：(1)①N⋮⋮N　②强 ‎(2)①NH3＋HCl===NH4Cl ‎②NH4HSO4或[(NH4)2SO4]‎ ‎③4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3‎ ‎(3)氨在水中存在平衡：NH3＋H2ONH3·H2ONH＋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．某小组的同学欲探究NH3经一系列反应得到HNO3和NH4NO3的过程。NH3的转化过程如图所示。‎ 甲、乙两同学分别按下图所示装置进行实验。‎ 用于A、B装置中的可选药品：浓氨水、30% H2O2溶液、蒸馏水、NaOH固体、MnO2。‎ ‎(1)装置A的圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为__________________________________。装置E有多种作用，下列关于装置E的作用或其中所盛液体的说法中，不正确的是________(填字母)。‎ a．使氨气和氧气充分混合 b．控制通入氨气和氧气的体积比 c．平衡装置内的压强 d．锥形瓶内液体是饱和食盐水 ‎(2)甲同学先点燃酒精灯，再打开K1、K2、K3、K4，反应一段时间后，成功模拟了反应过程，并将实验中产生的气体持续通入装置H一段时间后，H中的溶液变成蓝色，则其中铜片所参与反应的离子方程式为________________________________________________，‎ 若制得的氨气仅按Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ的顺序完全转化为硝酸，欲使装置H中所得溶液为纯净的CuSO4溶液(忽略Cu2＋的水解)，理论上所需氨气在标准状况下的体积为________L(假设硝酸与铜反应产生的还原产物全部排出反应装置)。‎ ‎(3)乙同学为模拟过程Ⅳ的反应，在甲同学操作的基础上对该装置进行了下列各项中的一项操作，使G处圆底烧瓶中产生大量白烟，你认为这项操作是________(填字母)。‎ a．关闭K3并熄灭酒精灯 b．关闭K4并熄灭酒精灯 c．关闭K3、K4并熄灭酒精灯 ‎(4)丙同学认为该系列实验装置存在一处明显的设计缺陷，你认为该设计缺陷是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：‎ ‎(1)由题给条件和实验装置图可知，装置A是制备氧气的装置，装置B是制备氨气的装置，装置A的圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为2H2O22H2O＋O2↑；装置E可以使氨气和氧气充分混合，观察装置E中气泡的速度可以控制通入氨气和氧气的体积比，装置E还可以平衡装置内的压强。因为氨气极易溶于水，所以锥形瓶中液体不能用饱和食盐水，选d。(2)铜与稀硫酸不反应，溶液呈蓝色，说明铜与硝酸发生了反应：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。n(H2SO4)＝0.15 L×1 mol·L－1＝0.15 mol，n(H＋)＝0.15 mol×2＝0.3 mol，n(SO)＝0.15 mol，根据上述反应和题目要求，可知SO～Cu2＋～HNO3，故需要HNO3的物质的量为0.1 mol，根据NH3～NO～NO2～HNO3，可知需要NH3的物质的量为0.1 mol，在标准状况下的体积为2.24 L。(3)过程Ⅳ的反应是NH3与HNO3的反应，则应停止供O2，关闭K3，熄灭酒精灯，使氨气进入G发生反应，选a。(4)整套装置没有尾气处理装置。‎ 答案：(1)2H2O22H2O＋O2↑　d ‎(2)3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O　2.24‎ ‎(3)a　(4)缺少尾气处理装置 ‎13．(2015·江苏高考)烟气(主要污染物SO2、NOx)经O3预处理后用CaSO3水悬浮液吸收，可减少烟气中SO2、NOx的含量。‎ ‎(1)室温下，固定进入反应器的NO、SO2的物质的量，改变加入O3的物质的量，反应一段时间后体系中n(NO)、n(NO2)和n(SO2)随反应前n(O3)∶n(NO)的变化见下图。‎ ‎①当n(O3)∶n(NO)＞1时，反应后NO2的物质的量减少，其原因是________________________________________________________________________。‎ ‎②增加n(O3)，O3氧化SO2的反应几乎不受影响，其可能原因是________________________________________________________________________。‎ ‎(2)当用CaSO3水悬浮液吸收经O3预处理的烟气时，清液(pH约为8)中SO将NO2转化为NO，其离子方程式为_________________________________________________。‎ ‎(3)CaSO3水悬浮液中加入Na2SO4溶液，达到平衡后溶液中c(SO)＝____________[用c(SO)、Ksp(CaSO3)和Ksp(CaSO4)表示]；CaSO3水悬浮液中加入Na2SO4溶液能提高NO2的吸收速率，其主要原因是____________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)①O3的氧化性很强，O3能将NO2氧化为更高价的氮氧化物。‎ ‎②O3能氧化SO2，而增加n(O3)时O3氧化SO2的反应几乎不受影响，其原因是SO2与O3的反应速率慢。‎ ‎(2)NO2转化为NO是NO2发生了还原反应，则SO发生氧化反应；pH＝8的溶液呈碱性。在此基础上，应用书写氧化还原反应型离子方程式的规则，可写出SO与NO2反应的离子方程式。‎ ‎(3)CaSO3水悬浮液中加入Na2SO4溶液以后的体系中存在两个沉淀溶解平衡：‎ CaSO3(s)Ca2＋(aq)＋SO(aq)，‎ Ksp(CaSO3)＝c(Ca2＋)·c(SO)‎ CaSO4(s)Ca2＋(aq)＋SO(aq)，‎ Ksp(CaSO4)＝c(Ca2＋)·c(SO)‎ 则c(SO)＝×c(SO)。‎ CaSO3水悬浮液吸收NO2的实质是SO与NO2发生氧化还原反应。CaSO3水悬浮液中加入Na2SO4溶液以后，发生反应：Ca2＋(aq)＋SO(aq)CaSO4(s)，促使沉淀溶解平衡CaSO3(s)Ca2＋(aq)＋SO(aq)向右移动，SO的浓度增大，加快了SO与NO2的反应速率。‎ 答案：(1)①O3将NO2氧化为更高价氮氧化物(或生成了N2O5)‎ ‎②SO2与O3的反应速率慢 ‎(2)SO＋2NO2＋2OH－===SO＋2NO＋H2O ‎(3)×c(SO)‎ CaSO3转化为CaSO4使溶液中SO的浓度增大，加快SO与NO2的反应速率