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文档介绍
2018届一轮复习人教版氮及其化合物学案(2)
第17讲 氮及其化合物 考纲要求 1.掌握NO、NO2的性质。 2.掌握硝酸的性质和用途,结合金属与HNO3的反应,掌握守恒法的计算技巧。 3.了解氮的氧化物对环境及人类健康的影响。 4.掌握氨气、铵盐的性质及用途;了解氨气的实验室制法。 5.掌握铵根离子的检验。 考点一 氮气和氮的氧化物 1.氮气 写出有关化学方程式: ①N2+3MgMg3N2; ②N2+3H22NH3; ③N2+O22NO。 2.氮的氧化物 (1)物理性质 颜色 气味 毒性 密度 溶解性 NO 无色 有毒 比空气稍重 不溶 NO2 红棕色 有刺激性气味 有毒 比空气重 与水发生反应 (2)化学性质 ①NO―→NO2:2NO+O2===2NO2。 ②NO2―→HNO3(NO):3NO2+H2O===2HNO3+NO。 (3)氮的氧化物对环境的污染 ①形成光化学烟雾,污染空气。 ②形成酸雨。 ③破坏臭氧层。 ④与血红蛋白结合使人中毒。 (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。 (2)NO2、NO可用碱液处理,如NaOH溶液吸收原理为NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2O、2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O。 1.(LK必修1·P84,2改编)写出俗语“雷雨发庄稼”中所涉及到的三个化学反应方程式。 (1)________________________________________________________________________; (2)________________________________________________________________________; (3)________________________________________________________________________。 答案: (1)N2+O22NO (2)2NO+O2===2NO2 (3)3NO2+H2O===2HNO3+NO 2.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)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( ) (2)制二氧化氮时,用水或NaOH溶液吸收尾气( ) (3)NO2通入FeSO4溶液中始终无明显现象( ) (4)在实验室里,NO和NO2均可用排水法收集( ) (5)常温下,N2既能与O2反应又能与H2反应( ) 答案: (1)× (2)× (3)× (4)× (5)× 3.如何鉴别NO2与溴蒸气? 答案: 由于NO2和Br2在性质上有不少相似性:①均具有氧化性;②溶于水均有酸生成;③均可与碱反应;④均为红棕色等。所以不能用淀粉KI试纸、pH试纸、NaOH溶液来鉴别,但二者性质又有差别,可以用下列方法鉴别:①AgNO3溶液;②CCl4;③用水洗法。 1.(2016·辽宁大连模拟)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 答案: D 2.如右图所示,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: 剩余气体与空气接触即变为红棕色,说明剩余气体为NO,则可知体积的NO气体与n体积的氧气恰好完全反应, 由4NO+3O2+2H2O===4HNO3得=n,即m∶n=8∶3。 答案: C 3.将盛有12 mL NO2和O2的混合气体的量筒倒立于水槽中,充分反应后,还剩余2 mL无色气体,则原混合气体中O2的体积和剩余的2 mL气体分别是( ) A.1.2 mL,NO B.2.4 mL,O2 C.3.5 mL,O2 D.4 mL,NO 解析: 解题依据的化学方程式为: 4NO2+O2+2H2O===4HNO3 3NO2+H2O===2HNO3+NO 设O2的体积为x,剩余的气体有两种可能: ①若剩O2,则V剩=x-(12 mL-x)=2 mL, 解得x=4 mL,选项B、C不正确; ②若剩NO,则V剩=[(12 mL-x)-4x]=2 mL, 解得x=1.2 mL,选项D不正确,选项A正确。 答案: A 速记卡片 循环反应的计算方法——加合式法 (1)循环反应 NO2和O2的混合气体溶于水时,发生如下反应: 3NO2+H2O===2HNO3+NO① 2NO+O2===2NO2② 反应①的反应物(NO2)和产物(NO)分别是反应②的产物和反应物,这两个反应互为“循环反应”。 (2)“循环反应”进行计算时采用“加合式”法 消去中间产物(NO),①式×2+②式得加合式: 4NO2+O2+2H2O===4HNO3。 (3)NO和O2同时通入同一水中时,发生反应: 2NO+O2===2NO2 3NO2+H2O===2HNO3+NO 其加合式为:4NO+3O2+2H2O===4HNO3 [拓展] 将CO、O2的混合气体通入盛有足量Na2O2的密闭容器中,用电火花引燃。此过程中发生循环反应: 2CO+O22CO2 2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2 其加合式为:Na2O2+CO===Na2CO3 考点二 氨和铵盐 1.氨气 (1)物理性质 无色有刺激性气味的气体,密度比空气小,易液化。极易溶于水(1∶700),可由喷泉实验证明。 (2)化学性质 (3)实验室制取 (4)氨的用途 化工原料,用于制硝酸、铵盐、纯碱、尿素,用作制冷剂。 2.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 ①受热分解 NH4Cl受热分解:NH4ClNH3↑+HCl↑。 NH4HCO3受热分解:NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O。 ②与强碱反应(如NaOH) 稀溶液不加热:NH+OH-===NH3·H2O。 浓溶液或加热:NH+OH-NH3↑+H2O。 (3)NH的检验 (1)制氨时,选用的铵盐及碱都有一定的要求。选铵盐时,不选(NH4)2CO3、NH4HCO3、 NH4NO3等,因它们受热易分解,使产生的NH3中混有较多的杂质气体,另外NH4NO3易爆炸;选碱时,用Ca(OH)2而不用NaOH或KOH,因NaOH、KOH具有吸湿性,易结块,不利于产生氨,且在高温下均能腐蚀玻璃。 (2)干燥氨气不能用浓硫酸,也不能用无水CaCl2(8NH3+CaCl2===CaCl2·8NH3),通常用碱石灰干燥氨气。 1.(LK必修1·P83,1(3)改编)教材P77“氨的喷泉实验”体现了氨的哪些性质 ( ) ①还原性 ②极易溶于水 ③有碱性物质生成 ④氧化性 ⑤氨易液化 A.①③⑤ B.②③ C.②③④ D.①②④ 答案: B 2.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)液氨制冷、碘的升华、NH4Cl气化都不涉及化学变化( ) (2)能用加热法除去NaCl中的NH4Cl的原因是NH4Cl为强酸弱碱盐( ) (3)氨水具有弱碱性,说明氨水是弱电解质( ) (4)氨水中微粒种类与NH4Cl溶液中的微粒种类相同( ) (5)NH3、O2、HNO3三种物质中,不满足任意两种物质在一定条件下均能发生反应( ) (6)检验溶液中是否含NH时,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( ) 答案: (1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)√ 3.液氨和氨水有哪些区别?完成下列表格。 液氨 氨水 形成 物质分类 混合物 微粒种类 NH3、NH3·H2O、H+、H2O、NH、OH- 存在条件 常温常压下不能存在 常温常压下可存在 答案: 氨气液化 氨气溶于水 纯净物 NH3 考向一 氨气和铵盐 1.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 解析: H2难溶于NaOH溶液,不能使烧瓶内外形成较大压强差,故不能引发“喷泉”。 答案: B 2.同温同压下,两个等体积的干燥圆底烧瓶中分别充满①NH3、②NO2两种气体进行喷泉实验,如下图所示,经充分反应后,瓶内溶液的物质的量浓度为( ) A.①>② B.①<② C.①=② D.不能确定 解析: 气体溶于水后,形成与气体体积相同的溶液,一般浓度都约为mol/L(混合气体除外)。 答案: C 速记卡片 利用上述装置Ⅰ能形成喷泉的组合归纳如下: 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 考向二 氨气的实验室制法 3.(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)氨气的实验室制取常采用固固加热装置,氨气密度比空气小且极易溶于水,所以选A、C、G。 (2)由于A中压强比B中大,所以当打开旋塞1,A中的HCl会进入B中与NH3反应生成氯化铵,产生大量的白烟;再打开旋塞2,由于氯化氢和氨气反应生成了固体氯化铵,所以会导致烧瓶内的压强减小,烧杯中的石蕊水溶液会倒流进入B瓶。 答案: (1)A、C、G (2)①产生白烟 氯化氢与氨气反应生成了氯化铵小颗粒,氯化铵小颗粒形成白烟 ②烧杯中的石蕊水溶液会流入B瓶 速记卡片 实验室制取少量氨气的2种简易方法 (1)加热浓氨水法 ①反应原理:NH3·H2ONH3↑+H2O。 ②装置:见图甲。 (2)往氢氧化钠(或碱石灰)中滴加浓氨水法 ①反应原理:浓氨水中存在平衡NH3+H2ONH3·H2ONH+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。 ②装置:见图乙。 [拓展] 下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂,错误的是________。 答案: ①③ 考点三 硝酸 1.物理性质 硝酸是无色、易挥发的液体,有刺激性气味,能与水以任意比例混溶。质量分数在98%以上的硝酸为发烟硝酸。 2.化学性质 (1)不稳定性:4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O。 (2)强氧化性 ①与金属反应 a.与除Au、Pt外大部分金属反应 浓硝酸与铜反应:Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。 稀硝酸与铜反应:3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。 b.常温下浓硝酸使Fe、Al钝化。 ②与非金属反应 浓硝酸与炭反应: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。 如稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式:3Fe2++4H++NO===3Fe3++NO↑+2H2O。 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。 1.(RJ必修1·P103,7改编)工业上用洗净的废铜屑作原料来制备硝酸铜。 为了节约原料和防止污染,最宜采用的方法是( ) A.Cu+HNO3(浓)―→Cu(NO3)2 B.Cu+2AgNO3===2Ag+Cu(NO3)2 C.CuCuOCu(NO3)2 D.CuCuSO4Cu(NO3)2 答案: C 2.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)浓、稀硝酸都能使蓝色石蕊试纸最终变为红色( ) (2)硝酸能与Na2CO3反应,但不生成CO2( ) (3)硝酸可与Na2S反应制得H2S气体( ) (4)过量的铜与浓硝酸反应有一氧化氮生成( ) (5)常温下,铝和铁在浓HNO3中“钝化”,说明铝和铁与浓HNO3不反应( ) 答案: (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× 3.久置的硝酸呈黄色,如何除去?怎样保存硝酸? 答案: 硝酸显黄色是由于硝酸见光或受热发生分解,生成的NO2溶于浓硝酸所致,所以消除的方法是通入O2(或空气),使其发生反应4NO2+O2+2H2O===4HNO3。保存时应保存在棕色试剂瓶中,并置于阴凉处。 考向一 硝酸的性质和用途 1.下列有关硝酸化学性质的叙述中,正确的是 ( ) A.浓、稀硝酸都能使蓝色石蕊试纸最终变为红色 B.硝酸能与FeO反应,只表现氧化性 C.硝酸可与Na2S反应制得H2S气体 D.浓硝酸因分解放出的NO2又溶解于硝酸而呈黄色 答案: D 2.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.可用稀硝酸除去试管内壁上的银镜 D.HNO3―→NO―→NO2,以上各步变化均能通过一步实现 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。 答案: A 速记卡片 涉及HNO3的离子反应常见的易错问题 (1)忽视NO在酸性条件下的强氧化性。在酸性条件下NO不能与Fe2+、I-、SO、S2-等还原性较强的离子大量共存。 (2)在书写离子方程式时,忽视HNO3的强氧化性,将氧化还原反应简单的写成复分解反应。 [拓展] 投入Fe片放出H2的溶液中,为什么不能同时大量存在Na+、NO、SO、Cl-? 答案: Fe与含NO的酸性溶液反应放出NO,不产生H2。 考向二 硝酸与金属反应的计算 3.(2016·甘肃白银期中)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 mol·L-1和2 mol·L-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 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的量来计算,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,气体体积共计0.672 L,应选B。 答案: B 4.足量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1.68 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。若向所得硝酸铜溶液中加入5 mol·L-1 NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀,则消耗NaOH溶液的体积是( ) A.60 mL B.45 mL C.30 mL D.15 mL 解析: 由题意可知:HNO3,则Cu失去的电子数与O2得到的电子数相等。即n(Cu)=2n(O2)=2×=0.15 mol。根据质量守恒及NaOH和Cu(NO3)2的反应可得关系式:n(NaOH)=2n[Cu(NO3)2]=2n(Cu)=0.3 mol,则V(NaOH)==0.06 L=60 mL。 答案: A 速记卡片 解答硝酸与金属反应计算题的思维建模 [北京高考题]NH3经一系列反应可以得到HNO3和NH4NO3,如下图所示。 [高考还可以这样考] (1)实验室里用NH4Cl和熟石灰共热制取氨气,反应的化学方程式为 ________________________________________________________________________。 制取氨气还可以将浓氨水滴入生石灰中,二者混合能产生氨气的原因是什么? ________________________________________________________________________。 (2)步骤Ⅰ中NH3和O2在催化剂作用下反应,其化学方程式是 ________________________________________________________________________。 (3)NO能否用排空气法收集?________(填“能”或“不能”),检验该气体的方法是 ________________________________________________________________________。 (4)写出步骤Ⅲ发生反应的化学方程式 ________________________________________________________________________, 反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比是__________。 (5)硝酸具有强氧化性,其稀溶液与Cu发生反应的离子方程式为 ________________________________________________________________________。 (6)NO有毒,对环境造成污染。如何清除工业尾气中的NO气体? ________________________________________________________________________。 (7)如何通过实验检验试样中的NH? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (8)氨气具有还原性,当氨气通过灼热的氧化铜时,黑色的氧化铜转化成红色的铜,写出该反应的化学方程式 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案: (1)Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O 浓氨水滴入生石灰中发生反应,生成Ca(OH)2,减少了氨水中水的量,增加了溶液中的c(OH-),且反应放出大量的热。氨水中存在平衡:NH3+H2ONH3·H2ONH+OH-,上述原因会使平衡逆向移动,有利于氨气的逸出 (2)4NH3+5O24NO+6H2O (3)不能 往该气体中通入O2,气体由无色变成红棕色,说明该气体为NO (4)3NO2+H2O===2HNO3+NO 1∶2 (5)3Cu+8H++2NO===3Cu2++2NO↑+4H2O (6)与O2混合后通入NaOH溶液(或在催化剂作用下与CO反应生成N2和CO2) (7)取少量试样与浓NaOH溶液混合共热,把湿润的红色石蕊试纸放在试管的管口,若试纸变成蓝色,即证明试样中含有NH (8)3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O [课堂随笔] 课时训练 氮及其化合物 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 解析: A项,人工固氮时,N2+3H22NH3,氮元素被还原;B项,把游离态的氮元素转化为含氮化合物的过程是氮的固定,工业合成氨属于人工固氮;C项,硝酸盐可转化为蛋白质,动植物遗体可转化为氨或铵盐,则含氮有机物和含氮无机物可相互转化;D项,在自然界氮循环过程中,碳、氢、氧三种元素也参加了循环。 答案: A 2.起固氮作用的化学反应是( ) A.N2和H2在一定条件下反应生成NH3 B.NO与O2反应生成NO2 C.NH3催化氧化生成NO D.由NH3制NH4HCO3和(NH4)2SO4 解析: 氮的固定是指将空气中N2转化为氮的化合物的过程。符合题意的为A项。 答案: A 3.下列叙述不正确的是( ) A.NH3的喷泉实验说明氨气极易溶于水 B.NH3遇到挥发性强酸就能产生白烟 C.硝酸应放在棕色的细口瓶中保存 D.NO和NH3均可用排空气法收集 解析: NO的密度和空气接近,且NO和O2反应生成NO2,所以NO应采用排水集气法收集,D项错误。 答案: D 4.下列说法正确的是( ) A.NO、NO2都是大气污染气体,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、CO都是酸性氧化物 解析: NO易被氧化为NO2,A项错误;NO2通入溶液中生成HNO3,HNO3能把Fe2+氧化成Fe3+,溶液由浅绿色变成棕黄色,C项错误;NO、CO都不是酸性氧化物,D项错误。 答案: B 5.(2016·江西师大附中等六校联考)有a、b、c、d、e五种气体,现进行下列实验: (1)a和b混合 气体变红棕色 (2)c和d混合 产生白烟 (3)c和e分别通入少量溴水中 溴水都变成无色透明的液体 (4)b和e分别通入氢硫酸中 都产生淡黄色浑浊 则a、b、c、d、e可能依次是( ) A.O2、NO、HCl、NH3、CO2 B.O2、NO、NH3、HCl、SO3 C.NO、O2、NH3、HCl、SO2 D.HCl、CO2、NH3、H2S、CH4 解析: (1)a和b混合,气体变成红棕色,则a和b分别是NO与O2的某一种气体;(4)b通入氢硫酸中产生淡黄色沉淀,则b是氧气,a是NO;由(2)和(3),c、d混合产生白烟,c通入溴水中变成无色透明的液体,则c是NH3,d是HCl;e通入溴水中,溴水变成无色透明的液体,结合e通入氢硫酸中产生淡黄色浑浊,可知e为SO2,则a是NO,b是O2,c是NH3、d是HCl,e是SO2。 答案: C 6.一种盐X与氢氧化钠共热,可放出无色气体Y,Y经过一系列氧化后再溶于水可得Z溶液,Y和Z溶液反应又生成X,则X可能是下列中的( ) A.(NH4)2SO4 B.NH4NO3 C.NH4Cl D.NH4HCO3 解析: 能与NaOH反应生成的气体一定是NH3,NH3经过连续的氧化最终生成NO2,NO2溶于水即生成HNO3,所以该物质是NH4NO3。 答案: B 7.在下列反应中,硝酸既表现氧化性又表现酸性的是( ) A.FeO和HNO3 B.Al(OH)3与HNO3 C.H2S和HNO3 D.CH3与HNO3 解析: 硝酸既表现出酸性又表现出氧化性的典型特征是既有硝酸盐的生成又有氮元素的较低价化合物的生成。对照四个选项,A符合题意;B只起酸的作用;C只起氧化剂的作用;D只作为反应物。 答案: A 8.(2016·福建四地六校联考)在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶解,再加入下列固体粉末:①FeCl2;②Fe2O3;③Zn;④KNO3,铜粉可溶解的是( ) A.①② B.②④ C.②③ D.①④ 解析: ①因铜不如铁活泼,则铜不能与FeCl2反应,①错误;②因Fe2O3能与稀硫酸反应:Fe2O3+3H2SO4===Fe2(SO4)3+3H2O,Fe2(SO4)3能与铜粉反应:Fe2(SO4)3+Cu===2FeSO4+CuSO4,铜粉溶解,②正确;③Zn、Cu、H2SO4 形成原电池,加快了反应,但发生的化学反应为Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑,Zn溶解,③错误;④根据铜与稀硝酸反应,由该反应的离子方程式:3Cu+8H++2NO===3Cu2++2NO↑+4H2O可知,Cu遇到H+、NO能发生氧化还原反应,④正确。 答案: B 9.“绿色化学实验”已走进课堂,下列做法符合“绿色化学”的是( ) ①实验室收集氨气采用图1所示装置 ②实验室中做氯气与钠的反应实验时采用图2所示装置 ③实验室中用玻璃棒分别蘸取浓盐酸和浓氨水做氨气与酸生成铵盐的实验 ④实验室中采用图3所示装置进行铜与稀硝酸的反应 A.②③④ B.①②③ C.①②④ D.①③④ 解析: “绿色化学”的思想是尽量使用无毒、无害的原料,采取合理安全的工艺合成产物,原子利用率为100%,无污染,对环境友好。①的做法可防止氨气对空气的污染;②的做法对尾气进行吸收处理,有效防止氯气对空气的污染;④的做法中,铜丝可以活动,能有效地控制反应的发生与停止,用气球收集反应产生的污染性气体,待反应后处理,也防止了对空气的污染,以上三种做法均符合“绿色化学”的做法,而③的做法中氨气与氯化氢气体直接散发到空气中,对空气造成污染,不符合“绿色化学”的做法。 答案: C 10.能正确表示下列反应的离子方程式的是( ) A.用过量氨水吸收SO2:NH3·H2O+SO2===NH+HSO B.硫酸氢铵溶液中加入少量氢氧化钠溶液:NH+OH-===NH3·H2O C.碳酸氢铵溶液与足量的NaOH溶液混合后加热:NH+HCO+2OH-NH3↑+2H2O+CO D.铁和稀HNO3反应后,溶液pH=2:3Fe+8H++2NO===3Fe2++2NO↑+4H2O 解析: A项,正确的离子方程式应为2NH3·H2O+SO2===2NH+SO+H2O,错误;B项,由于溶液中的H+优先与OH-反应,正确的离子方程式应为H++OH-===H2O,B项错误;溶液pH=2,说明HNO3过量,正确的离子方程式应为Fe+4H++NO===Fe3++NO↑+2H2O,D项错误。 答案: C 11.NH3是一种重要的化工原料,可以制备一系列物质(见图)。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.图中所涉及的盐类物质均可以发生水解反应 解析: NH4Cl是常用化肥,而NaHCO3为小苏打,不能用作化肥,A错误;Na2CO3受热不易分解,B错误;图中涉及的某些盐类(如NaCl)并不发生水解反应,D错误;NH3能和NO2发生氧化还原反应生成N2和H2O,化学方程式为:8NH3+6NO27N2+12H2O。 答案: C 12.某研究性学习小组同学设计如下图所示装置探究氨气的还原性。 (1)氨催化氧化的化学方程式为 ________________________________________________________________________。 (2)若实验时通入氨气的速率过快,在烧瓶中会出现白烟,该物质的化学式为 ________________________________________________________________________。 (3)该小组同学以氨气和二氧化碳为原料制备碳酸氢铵。甲同学先将二氧化碳通入水中,充分溶解后,再通入氨气;乙同学先将氨气通入水中,充分溶解后,再通入二氧化碳。请选择合适的方案并说明原因。 答案: (1)4NH3+5O24NO+6H2O (2)NH4NO3 (3)乙同学方案正确;CO2在水中溶解度小,先通CO2再通NH3生成的NH4HCO3的量少,而且易生成(NH4)2CO3,先通NH3至饱和再通CO2至过量,保证产物量大,且全部是NH4HCO3溶液。 13.(2016·河南南阳模拟)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)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”)。 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)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。 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)G 14.某同学用下列装置(固定、加热仪器和橡胶管略)进行有关氨气制取的实验探究。 回答下列问题: (1)若用装置①制取NH3,其反应的化学方程式为________________________________; 若要测定生成的NH3的体积,则必须选择的装置是________(填装置序号),装置中所盛试剂应具有的性质是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)若用装置②制取并收集干燥的NH3,烧瓶内装的试剂是________,分液漏斗中装的试剂是________,收集装置应选择________(填装置序号)。 解析: (1)装置①适用于固固加热制取气体,制取NH3时试剂是NH4Cl和Ca(OH)2。若要测定NH3的体积,必须用排液体法,而NH3极易溶于水,故不能用排水法,所用的液体必须不与NH3反应,也不溶解NH3才行。 (2)装置②是固液反应,不需要加热的装置,制取NH3时,可用浓氨水和碱石灰作用。 答案: (1)2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O ③⑦ 氨气难溶于该试剂,且该试剂不易挥发,不与氨气反应 (2)CaO(或NaOH或碱石灰) 浓氨水(或浓NH4Cl溶液) ⑥ 15.某氮肥NH4HCO3中混有少量(NH4)2CO3,现采用下列方案测定该氮肥中(NH4)2CO3的质量分数:称取5.7 g上述样品与2.0 mol/L的NaOH溶液混合,完全溶解后,低温加热使其充分反应(该温度下铵盐不分解),并使生成的氨气全部被硫酸吸收,测得氨气的质量与所用的NaOH溶液体积的关系如图所示。 请回答下列问题: (1)A点前样品与NaOH反应的离子方程式为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)为使生成的氨气被硫酸吸收时不发生倒吸,可以选用下列装置中的________(填字母序号)。 (3)样品中(NH4)2CO3的质量分数是________%(保留一位小数)。 解析: (1)样品中的HCO和NH都能与OH-反应,只有HCO反应完之后,NH才会与OH-反应生成NH3。(2)A、B中的漏斗和球形干燥管能蓄积较多液体,可防止倒吸;NH3不溶于CCl4,D装置也能防止倒吸。(3)设样品中NH4HCO3、(NH4)2CO3的物质的量分别为x mol、y mol,则:79x+96y=5.7,2x+2y=0.14。解得:x=0.06,y=0.01。m[(NH4)2CO3]=0.96 g,w[(NH4)2CO3]=×100%=16.8%。 答案: (1)HCO+OH-===CO+H2O (2)ABD (3)16.8查看更多