2018届一轮复习人教版氮及其化合物学案

2018届一轮复习人教版氮及其化合物学案

考点一　氮气及其氮氧化物 ‎[考试标准]‎ 知识条目 必考要求 加试要求 氮氧化物的产生、转化及其性质 a ‎1.氮气 写出有关反应的化学方程式：‎ ‎①3Mg＋N2Mg3N2；‎ ‎②N2＋3H22NH3；‎ ‎③N2＋O22NO。‎ ‎2.氮氧化物 氮有多种价态的氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等。‎ 完成下表中NO和NO2的比较：‎ NO NO2‎ 物理性质 颜色 无色 红棕色 毒性 有毒 有毒 溶解性 不溶 能溶 化学性质 与O2反应 ‎2NO＋O2===2NO2‎ 与H2O反应 ‎3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 与人体、环境的关系 ‎①与血红蛋白结合使人中毒 ‎②转化成NO2形成酸雨、光化学烟雾 形成酸雨、光化学烟雾 正误辨析 正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”‎ ‎(1)常温条件下，N2和O2不反应(√)‎ ‎(2)工业上利用合成氨实现人工固氮涉及氧化还原反应(√)‎ ‎(3)在实验室里NO和NO2均可用排水法收集(×)‎ ‎(4)NO能够与人体里血红蛋白结合，造成人体缺氧中毒(√)‎ ‎(5)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)NO2通入到FeSO4溶液中始终无明显现象(×)‎ 题组一　氮气及氮氧化物的性质 ‎1.下列关于氮气的说法中错误的是(　　)‎ A.通常情况下N2性质很稳定，所以N2可以在电焊时作保护气 B.N2＋O22NO，该反应是汽车尾气造成污染的主要因素之一 C.N2在空气中约占质量比的 D.在反应3Mg＋N2Mg3N2中N2作氧化剂 答案　C 解析　N2很稳定，常用作保护气，但在高温下N2与O2产生的NO易被氧化为NO2，故汽车尾气会造成环境污染；N2在空气中的体积含量约为，N2与金属、H2反应时作氧化剂。‎ ‎2.某集气瓶内充满了红棕色的气体，加入水后盖上盖子充分振荡后瓶内呈无色，打开盖子后发现在瓶口附近又变为红棕色，则原来瓶内装有的气体是(　　)‎ A.氮气 B.一氧化氮 C.二氧化氮 D.溴蒸气 答案　C 解析　红棕色的二氧化氮与水反应生成无色的一氧化氮，一氧化氮再与氧气反应又生成红棕色的二氧化氮。‎ 题组二　NO、NO2对环境的污染和治理 ‎3.汽车尾气在光照下，发生光化学烟雾的循环，它的形成过程可用下面的化学方程式表示：‎ NO2===NO＋O,2NO＋O2===2NO2，O＋O2===O3。下列叙述中不正确的是(　　)‎ A.在此过程中，NO2是催化剂 B.在此过程中，NO是反应的中间产物 C.该过程总反应的化学方程式为2O3===3O2‎ D.光化学烟雾能引起人严重的呼吸功能障碍 答案　C 解析　催化剂先参加，后生成，中间产物先生成，后消失，A、B正确；该反应的总反应先将第一个和第三个反应两边乘2，然后三式相加，C不正确；光化学烟雾有大量的有害气体生成，D正确。‎ ‎4.以下非金属氧化物与其引起的环境问题及主要来源对应正确的是(　　)‎ 选项 氧化物 环境问题 主要来源 A CO2‎ 酸雨 化石燃料的燃烧 B SO2‎ 光化学烟雾 汽车尾气的排放 C NO2‎ 温室效应 工厂废气的排放 D CO CO中毒 燃料的不完全燃烧 答案　D 解析　形成酸雨的氧化物主要是SO2和氮的氧化物，CO2是造成温室效应的主要气体，引起光化学烟雾的主要气体为NO2，CO会造成煤气中毒，由此判断，选项D正确。‎ 氮氧化物对环境的污染 常见的污染类型 ‎(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，产生的一种有毒的烟雾。‎ ‎(2)酸雨：NOx排入大气中后，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。‎ 考点二　氨气和铵盐 ‎[考试标准]‎ 知识条目 必考要求 加试要求 ‎1.氨的性质与用途 b ‎2.工业合成氨 b ‎3.铵盐的性质与用途 b ‎4.氮肥的性质与科学使用 a ‎1.氨的分子结构和物理性质 电子式 密度 气味 水溶性 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)氨气与水的反应 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、NH3、H2O、NH、OH－、H＋。氨水为可溶性一元弱碱，易挥发，不稳定，易分解：NH3·H2ONH3↑＋H2O。‎ ‎(2)氨气与酸的反应 蘸有浓盐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，将浓盐酸改为浓硝酸，也会出现相同的现象。‎ 化学方程式：HCl＋NH3===NH4Cl、NH3＋HNO3===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——氨的催化氧化 化学方程式：4NH3＋5O24NO＋6H2O。‎ ‎3.氨气的制法 ‎(1)工业合成氨的原理 N2＋3H22NH3‎ ‎(2)实验室制取NH3的原理 ‎2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋CaCl2＋2H2O ‎4.铵盐及NH的检验 ‎(1)铵盐的物理性质 铵盐都是白色固体，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红色石蕊试纸变蓝色，则证明含NH。‎ ‎5.氮肥的性质与科学使用 ‎(1)常见的铵态氮肥硫酸铵(俗称硫铵)、氯化铵(俗称氯铵)、碳酸氢铵(俗称碳铵)、硝酸铵(俗称硝铵)，它们都是白色、易溶于水的晶体，受热易分解，因此应保存在阴凉处。铵盐能与碱反应放出NH3，因此应避免将铵态氮肥与碱性肥料混合使用。‎ ‎(2)常见的硝态氮肥硝酸盐和尿素。‎ 正误辨析 正误判断，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)浓氨水可检验氯气管道是否漏气(√)‎ ‎(3)氨水能使酚酞溶液变红，所以氨气是碱(×)‎ ‎(4)氨与酸反应生成铵盐，与挥发性酸相遇时能形成白烟(√)‎ ‎(5)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(√)‎ ‎(6)能用加热法除去NaCl中的NH4Cl的原因是NH4Cl加热易升华(×)‎ 题组一　氨和铵盐的性质 ‎1.(2016·绍兴高二期中)检验氨气可选用(　　)‎ A.湿润的蓝色石蕊试纸 B.湿润的红色石蕊试纸 C.湿润的品红试纸 D.湿润的淀粉碘化钾试纸 答案　B 解析　氨气遇水生成NH3·H2O，NH3·H2O是弱碱，从而使湿润红色石蕊试纸变蓝。‎ ‎2.下列关于氨的叙述中，错误的是(　　)‎ A.氨易液化，常用作制冷剂 B.氨易溶于水，因此可用来做喷泉实验 C.氨极易溶于水，因此氨水比较稳定(不容易分解)‎ D.氨溶于水显弱碱性，因此可使酚酞溶液变为红色 答案　C 解析　氨易液化，常用作制冷剂，A项正确；极易溶于水的气体(如NH3、HCl等)可用来做喷泉实验，B项正确；氨水不稳定，受热发生分解反应(NH3·H2ONH3↑＋H2O)，放出氨气，C项错误；氨水显弱碱性，可使酚酞溶液显红色，D项正确。‎ ‎3.下列说法中正确的是(　　)‎ A.所有铵盐受热均可以分解，产物均有NH3‎ B.硝酸铵受热易分解爆炸，实验室常用加热氯化铵与氢氧化钙的固体混合物制备氨气 C.在盛有硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]溶液的试管中，滴加少量NaOH溶液，在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验，试纸变蓝 D.铵盐都易溶于水，其水溶液均呈酸性 答案　B 解析　铵盐分解不一定产生氨气，如NH4NO3在400 ℃以上分解生成N2、NO2和H2O，A项错；Fe2＋比NH更易结合OH－，因而加入少量NaOH不会产生NH3，C项错；NH4HCO3溶液、(NH4)2S溶液等均呈碱性，D项错。‎ ‎4.某同学探究氨气和铵盐的性质，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.向试管中滴加稀NaOH溶液，将湿润红色石蕊试纸置于试管口，若试纸不变蓝，则原溶液中无NH C.液氨作为清洁能源的反应原理是4NH3＋5O24NO＋6H2O D.加热可除去NH4Cl中的少量NaHCO3‎ 答案　A 解析　NH3·H2O是弱电解质，NaOH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；NH3极易溶于水，稀溶液中不加热NH3不能逸出，无法确定是否含NH，B错误；NH3不易燃烧，产生的NO是大气污染物，不能作清洁能源，C错误；NH4Cl受热也会分解，故不可采用加热法除杂，D错误。‎ 题组二　氮肥 ‎5.下列说法不正确的是(　　)‎ A.氨水也可直接作化肥 B.“雷雨发庄稼”属于自然固氮 C.“肥田粉”属硝态氮肥 D.铵盐氮肥都是白色易溶于水的晶体，易分解，要保存在阴凉处 答案　C 解析　“肥田粉”是硫酸铵的俗称，应属于铵盐类氮肥。氮的固定是指将游离态的氮(N2)转变为含氮的化合物，氮的固定分为生物固氮、自然固氮和工业固氮等，在自然条件下，将空气中的氮气转化为化合态的氮属于自然固氮。‎ ‎6.下列氮肥中，不含铵根离子的是(　　)‎ A.碳铵 B.硫铵 C.硝酸钾 D.氨水 答案　C 解析　碳铵为NH4HCO3，硫铵为硫酸铵又称为“肥田粉”，它们都属于铵盐，含铵根离子；氨水中也含铵根离子，硝酸钾中不含铵根离子。‎ 题组三　喷泉实验 基础实验 中学教材中喷泉实验装置如右图所示。实验操作是打开橡皮管上的夹子，挤压滴管的胶头，则烧杯中的水由玻璃管进入烧瓶，形成喷泉。‎ ‎(1)喷泉实验的原理 因为烧瓶内气体易溶于水或易与水反应，使瓶内压强减小，形成压强差，大气压将烧杯中的水压入烧瓶而形成喷泉。‎ ‎(2)能形成喷泉的条件 从原理上讲，气体要易溶于水或易与水反应，以形成足够大的压强差；从实验条件上讲，烧瓶内气体要充满，气体和仪器均要干燥，装置的气密性要好。‎ ‎(3)中学化学中常见的能形成喷泉实验的气体和吸收剂如下表：‎ 气体 HCl NH3‎ CO2、SO2、Cl2、H2S NO2＋O2‎ 吸收剂 水或NaOH溶液 水或盐酸 浓NaOH溶液 水 ‎7.(2016·温州高二期末)喷泉是一种常见的自然现象，其产生的原因是存在压强差。‎ ‎(1)实验室制取氨气的化学方程式 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎①用图1装置进行喷泉实验，上部烧瓶已充满干燥氨气，引发水上喷的操作是 ‎________________________________________________________________________。‎ 该实验的原理是 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎②如果只提供图2的装置，请说明引发喷泉的方法：‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)利用图3装置，在锥形瓶中分别加入足量的下列物质，反应后可能产生喷泉的是________(填字母)。‎ A.Cu与稀盐酸 B.NaHCO3溶液与NaOH溶液 C.CaCO3与稀硫酸 D.NH4HCO3与稀盐酸 ‎(3)从产生喷泉的原理分析，图1、2是____________(填“增大”或“减小”，下同)上部烧瓶内的压强。图3是______________下部锥形瓶内气体的压强。人造喷泉及火山爆发的原理与上述装置图________原理相似。‎ 答案　(1)2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O　①打开止水夹，挤压胶头滴管　NH3溶于少量水中，使圆底烧瓶内压强减小，烧杯内的水进入圆底烧瓶，形成喷泉　②打开止水夹，用热毛巾捂住圆底烧瓶至有气泡从水中冒出，然后移去热毛巾 ‎(2)D ‎(3)减小　增大　3‎ 解析　(1)图1引发喷泉，只需打开止水夹，挤压胶头滴管即可；图2则需先打开止水夹，再用热毛巾捂住圆底烧瓶，发现有气泡冒出后，移去热毛巾即可。‎ ‎(2)能在锥形瓶内反应产生气体，压强大于圆底烧瓶内压强方可，故应选NH4HCO3和稀盐酸，其他要么不反应，要么反应不生成气体或产生气体很少。‎ ‎(3)图1、2是上部压强减小导致喷泉，图3是下部压强增大导致喷泉；人造喷泉及火山爆发均与图3原理相似。‎ 考点三　硝酸的性质及工业制法 ‎[考试标准]‎ 知识条目 必考要求 加试要求 ‎1.硝酸的性质与用途 b ‎2.工业制取硝酸的设备和流程 b ‎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)2H2O＋4NO2↑＋O2↑。‎ ‎(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＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。‎ ‎(3)与有机物反应 ‎①硝化反应：‎ 与反应的化学方程式：＋HNO3＋H2O。‎ ‎②颜色反应：含有苯基的蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。‎ ‎3.用途 硝酸是重要的化工原料，可用于制造炸药、染料、塑料和硝酸盐等，也是实验室里必备的重要试剂。‎ ‎4.工业上氨氧化法生产硝酸的过程 ‎(1)生产流程 ‎(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 转化器：4NH3＋5O24NO＋6H2O；‎ 热交换器：2NO＋O2===2NO2；‎ 吸收塔：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。‎ 正误辨析 正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”‎ ‎(1)盛放浓硝酸应选用带有玻璃塞的棕色细口试剂瓶(√)‎ ‎(2)浓硝酸显黄色，是因为溶有NO2的缘故(√)‎ ‎(3)常温下将Al片放入浓硝酸中无明显现象，是因为Al与浓硝酸不反应(×)‎ ‎(4)稀H2SO4与Na2S反应可制得H2S气体，稀HNO3与Na2S反应也可制得H2S气体(×)‎ ‎(5)浓、稀硝酸都能使蓝色石蕊试纸变为红色(×)‎ ‎(6)浓硝酸、浓硫酸的浓度大，书写离子方程式时均写分子式，不拆写为离子形式(×)‎ 题组一　硝酸的性质判断 ‎1.下列物质与硝酸反应时，硝酸既表现酸性，又表现氧化性的是(　　)‎ A.CuO与稀硝酸反应 B.C与浓硝酸反应 C.HBr与浓硝酸反应 D.Cu与稀硝酸反应 答案　D 解析　硝酸表现酸性时，生成物中应有硝酸盐生成；硝酸表现氧化性时，生成物中应有含低价态的氮的化合物或氮气生成。题给四个反应的方程式分别为A项，CuO＋2HNO3===Cu(NO3)2＋H2O；B项，C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O；C项，HBr＋6HNO3(浓)===HBrO3＋6NO2↑＋3H2O；D项，3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。由反应可知选项A只表现了硝酸的酸性；选项B、C只表现了硝酸的强氧化性；选项D既表现了硝酸的酸性，又表现了硝酸的强氧化性。‎ ‎2.下列关于浓硝酸的叙述，正确的是(　　)‎ A.具有挥发性，因而浓硝酸略带有黄色 B.具有不稳定性，实验室里应保存在棕色瓶中 C.具有氧化性，常温下可以跟铜缓慢反应 D.具有酸性，实验室可以用它来制氢气 答案　B 解析　浓硝酸见光或受热会分解，具有不稳定性，应保存在棕色瓶中。‎ ‎3.下列说法正确的是(　　)‎ 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.铜与浓硝酸反应的离子方程式为Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O C.1.0 mol·L－1的KNO3溶液中可大量存在H＋、Fe2＋、Cl－、SO D.硫化铜溶于硝酸的离子方程式为CuS＋2H＋===H2S↑＋Cu2＋‎ 答案　B 解析　酸性条件下NO能溶解铜，A项错；Fe2＋在稀HNO3中不能大量存在，C项错；硝酸与CuS不能发生复分解反应，而是发生氧化还原反应，D项错。‎ ‎1.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。‎ ‎2.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。‎ 题组二　硝酸与金属反应的简单计算 解题指导 金属与硝酸反应计算题的一般方法 ‎(1)思维模型 ‎(2)计算中的守恒思想的应用 ‎①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。‎ ‎②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。‎ ‎③电荷守恒法 HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH－)则有：‎ c(NO)＝c(H＋)＋nc(Mn＋)(Mn＋代表金属离子)。‎ ‎④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。‎ ‎4.(2016·台州高三期中)0.3 mol Cu与足量的稀硝酸完全反应时，被还原的HNO3的物质的量是(　　)‎ A.0.3 mol B.0.6 mol C.0.4 mol D.0.2 mol 答案　D 解析　由化学方程式：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O可知，Cu与被还原的HNO3的物质的量之比为3∶2。‎ ‎5.在标准状况下将1.92 g铜粉投入一定量浓HNO3中，随着铜粉的溶解，反应生成的气体颜色逐渐变浅，当铜粉完全溶解后共收集到由NO2和NO组成的混合气体1.12 L，则反应消耗HNO3的物质的量为(　　)‎ A.0.8 mol B.0.6 mol C.0.11 mol D.无法计算 答案　C 解析　根据原子守恒法计算。‎ ‎①被还原的硝酸物质的量即为气体NO2与NO物质的量的总和，n(HNO3)被还原＝＝0.05 mol，‎ ‎②未被还原的HNO3的物质的量等于Cu(NO3)2中NO的物质的量，n(Cu)＝＝0.03 mol，所以n[Cu(NO3)2]＝0.03 mol，‎ ‎③消耗的HNO3的物质的量为0.03 mol×2＋0.05 mol＝0.11 mol，故C项正确。‎ ‎6.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 答案　B 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－ 3为准来计算，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，所以气体体积共计 0.672 L，应选 B。‎ 题组三　硝酸的工业制法 ‎7.工业上制取硝酸铵的流程图如图，请回答下列问题：‎ ‎(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________________________________________________________________________。‎ ‎(2)在合成硝酸的吸收塔中通入空气的目的是 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(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____________________________________________。‎ ‎(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________%。‎ 答案　(1)氧化炉　4NH3＋5O24NO＋6H2O ‎(2)可使NO循环利用，全部转化成HNO3‎ ‎(3)①8　6　7　12　②NH3还原法 ‎(4)53.1‎ 解析　(4)NH3　　　～　　　HNO3‎ ‎　　　 x　　　　　　　　x·96%·92%‎ ‎　　　 HNO3　　　＋　　NH3===NH4NO3‎ ‎　　 　x·96%·92%　　 x·96%·92%‎ ×100%≈53.1%。‎ 考点四　氮及其化合物的相互转化关系 ‎[考试标准]　加试要求c级。‎ ‎1.转化关系 注意　箭头指出可体现物质的性质，指向可寻找该物质的制备方法。‎ ‎2.不同价态的含氮物质相互转化的几种形式 ‎(1)歧化——同一种物质中同一价态的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——同种元素的不同化合物发生氧化还原反应，元素的两种化合价向中间靠拢。‎ 如：6NO＋4NH35N2＋6H2O NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O ‎(3)含氮物质的连续氧化 NH3NONO2HNO3‎ N2NONO2HNO3‎ ‎1.将红热的固体单质甲放入显黄色的乙的浓溶液中，剧烈反应产生混合气体A，有如下变化关系：‎ ‎ (1)推导出各物质的化学式：‎ 甲________，乙________，丙________，A__________，‎ B__________，C__________，D________。 ‎ ‎(2)写出甲与乙的浓溶液反应的化学方程式：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案　(1)C　HNO3　Cu　CO2、NO2　NO　CaCO3　Cu(NO3)2‎ ‎(2)C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O 解析　根据蓝色溶液D，判断单质丙是Cu，结合红热的固体单质甲放入显黄色的乙的浓溶液中，剧烈反应产生混合气体A，判断为单质碳和浓硝酸的反应，生成混合气体A：CO2和NO2。‎ ‎2.某化学课外小组模拟工业生产制取HNO3，设计下图所示装置，其中a为一个可持续鼓入空气的橡皮球。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)写出装置A中主要反应的化学方程式 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)检查装置A的气密性：先将A中导管下端浸入水中，再 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)装置C中浓H2SO4的作用是_____________________________________________。‎ 答案　(1)2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋CaCl2＋2H2O ‎(2)用双手紧握大试管底部，导管口有气泡产生，双手离开，导管上升一段水拄，说明装置A不漏气 ‎(3)干燥气体、吸收多余的氨气 课时训练 ‎1.已知A、B、C、D、E、F是含有同一种元素的化合物，其中F是能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，它们之间能发生如下反应：‎ ‎①A＋H2OB＋C；　②C＋FD；　③D＋NaOHF＋E＋H2O。‎ ‎(1)写出它们的化学式：‎ A____________、C____________、 D_______________、F____________。 ‎ ‎(2)写出下列反应的离子方程式，并按要求填空：‎ ‎①________________________________________________________________________，‎ 这个反应的氧化剂是____________，还原剂是________；③______________________。 ‎ ‎(3)工业生产C的过程中有一步反应为F经催化氧化生成B和H2O，写出该步反应的化学方程式：______________________________________________________________________。‎ 答案　(1)NO2　HNO3　NH4NO3　NH3‎ ‎(2)①3NO2＋H2O===2H＋＋2NO＋NO　NO2　NO2‎ ‎③NH＋OH－NH3↑＋H2O ‎(3)4NH3＋5O24NO＋6H2O 解析　能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体只有NH3，所以F为NH3，D应为铵盐，因E中也含有N元素，故E为NaNO3，D应为NH4NO3，C应为HNO3，A、B分别为NO2和NO。‎ ‎2.(2016·宁波北仑中学高一期中选考)下图是某元素及其重要化合物之间的相互转化关系图(生成物中不含该元素的物质均已略去)。其中A是单质，D在常温下呈气态，F可用作氮肥。‎ 据此，请回答下列问题：‎ ‎(1)写出以下物质的化学式：A______________，D________________，F_______________。‎ ‎(2)写出E→C反应的化学方程式 ‎________________________________________________________________________。‎ 答案　(1)N2　NO2　NH4NO3‎ ‎(2)3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 解析　(1)A是单质，D在常温下呈气态，F可用作氮肥，说明是含有氮元素的化合物，则A是氮气，C是NO，D是NO2，E是硝酸，F是硝酸铵。‎ ‎(2)金属铜与硝酸反应生成硝酸铜、NO和水，反应的化学方程式为3Cu＋8HNO3===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。‎ ‎3.某研究性学习小组对实验室制取NH3的方法进行了如下设计：‎ ‎(1)甲同学拟用浓氨水与固体NaOH制取NH3，并用图Ⅰ装置作为NH3的发生装置。‎ 写出固体NaOH的作用________________________________________________________。‎ ‎(2)乙同学建议，把教材中实验室制取氨气的收集装置由大试管改为集气瓶且瓶口向上来收集氨气，并确保不污染环境。请你根据其设想回答：‎ ‎①若用排空气法收集NH3，请在图Ⅱ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。‎ ‎②若用排液集气法收集NH3，可选用的试剂是________(填字母)。 ‎ A.H2O B.浓硫酸 C.CCl4 D.饱和NaCl溶液 答案　(1)①使溶液中的c(OH－)增大，促使NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－平衡向左移动，利于NH3逸出；②NaOH溶解时放热，使NH3的溶解度降低，利于NH3逸出 ‎(2)①　②C 解析　(1)利用化学平衡移动原理和固体NaOH的性质进行分析。(2)①氨气的密度比空气小，应该用向下排空气法收集，当瓶口向上收集时应短进长出，还应注意尾气吸收。②氨气易溶于H2O、浓硫酸、饱和NaCl溶液，所以只能选择CCl4。‎ ‎4.下图所示是木炭与浓硝酸的反应，并检验生成的气体和反应的热效应的实验装置，它具有无污染、现象明显的特点。具支试管A中所盛固体下层是无水CaCl2(作载体不参加反应)，上层是红热的木炭。实验时慢慢将浓硝酸滴到木炭上，反应即开始进行，且能长时间剧烈反应。‎ 请回答下列问题。‎ ‎(1)写出木炭与浓硝酸反应的化学方程式：‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)实验中具支试管A内出现的现象是 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)试管B内出现的现象是 ‎________________________________________________________________________，‎ 写出澄清石灰水中发生的主要反应的离子方程式：‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)某学生在实验临近结束时，发现滴管中的浓硝酸难以滴下。若要再滴入几滴浓硝酸使木炭反应完全，最简单的办法是____________________________________________________。‎ 答案　(1)C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O ‎(2)炭块保持红热，试管内有红棕色气体生成 ‎(3)石灰水变浑浊　Ca2＋＋2OH－＋CO2===CaCO3↓＋H2O ‎(4)摇动试管B，使上部的气体溶于石灰水(其他答案合理也可)‎ 解析　试管A中有大量的红棕色气体生成(实质是二氧化碳、二氧化氮的混合气体)。试管A中的无水氯化钙起吸水剂作用。在球形干燥管中放置的湿润棉花可吸收部分二氧化氮，使通入试管B的气体中的二氧化碳比例增大。若是含有大量二氧化氮的二氧化碳气体通入石灰水中，不一定能看到白色浑浊现象。因为石灰水中氢氧化钙浓度较小，二氧化氮溶于水生成的硝酸易中和全部的氢氧化钙。当装置中气压较高时，试管A上的胶头滴管内的溶液较难滴下，只要设法降低装置内气压就能使硝酸溶液顺利滴下。可以考虑摇动试管B，促使试管B上部的气体溶于石灰水，进而降低装置内的气压。‎ ‎5.工业上利用氨催化氧化后，经过一系列反应可以制备硝酸。‎ ‎(1)氨气催化氧化的化学方程式为 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(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＝________________________________________________________________。‎ ‎(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)4NH3＋5O24NO＋6H2O ‎(2)1.5‎ ‎(3)2NO＋O2＋4CO4CO2＋N2‎ 解析　(2)＝ x＝1.5。‎ ‎6.(2016·瑞安高三质检)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)乙同学方案合适。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，且生成的全部是NH4HCO3。‎ ‎7.某化学兴趣小组利用如图装置制取氨气并探究氨气的有关性质。‎ ‎(1)若探究氨气的溶解性，需在K2的导管末端连接下表装置中的________(填序号)装置，当装置D中集满氨气后，关闭K1、K2，打开K3，引发喷泉的实验操作是 ‎________________________________________________________________________。‎ 备选装置(其中水中含酚酞溶液)‎ Ⅰ Ⅱ Ⅲ ‎(2)若探究氨气的还原性，需打开K1、K3，K2处导管连接制取纯净、干燥氯气的装置。‎ ‎①用二氧化锰与浓盐酸制取氯气，生成气体必须通过盛有____________________________试剂的洗气瓶；‎ ‎②D中氨气与氯气反应产生白烟，同时生成一种无色无味的气体，该反应的化学方程式为 ‎________________________________________________________________________；‎ ‎③从K3处导管逸出的气体中含有少量Cl2，则C装置中应盛放________________(填化学式)溶液，反应的离子方程式为 ‎________________________________________________________________________。‎ 答案　(1)Ⅱ或Ⅲ　用热毛巾将烧瓶捂热片刻(其他合理答案也可)‎ ‎(2)①饱和食盐水、浓硫酸 ‎②3Cl2＋8NH3===6NH4Cl＋N2‎ ‎③NaOH　Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O 解析　解答本题要注意以下四点：①实验室中快速制备氨气的方法和原理；②氨气的“喷泉实验”原理和操作；③氯气的实验室制法和尾气吸收；④氨气和氯气的反应原理。‎ ‎(1)氨气极易溶于水，不溶于CCl4，要用防倒吸装置，因此选择Ⅱ或Ⅲ。要使装置D发生喷泉现象，必须使烧瓶中的压强迅速减小，形成内外压强差。用热毛巾将烧瓶捂热，可使D中氨气受热膨胀，通过导管后溶于水，D中压强变小即产生“喷泉”。‎ ‎(2)①用二氧化锰与浓盐酸制取的氯气中，混有氯化氢气体和水蒸气，通过饱和食盐水除去氯化氢，通过浓硫酸除去水蒸气。②探究氨气具有还原性，氯气与氨气反应产生白烟，联系NH3＋HCl===NH4Cl可知，“白烟”的成分为氯化铵，氯元素化合价降低，则生成的“无色无味气体”必为氨气的氧化产物，可推知为氮气。③氯气是有毒气体，可与强碱溶液反应，因此可用氢氧化钠溶液进行尾气吸收。‎ ‎8.(2016·宁波北仑中学高一期中选考)将28.8 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：‎ ‎(1)NO的体积为________ L，NO2的体积为________ L。‎ ‎(2)将产生的气体完全释放后，向溶液中加入V mL a mol·L－1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2＋全部转化为沉淀，则原硝酸溶液的浓度为_______________________________mol·L－1。‎ ‎(3)若铜与硝酸刚好反应完全，则原硝酸溶液的浓度为____________ mol·L－1。‎ 答案　(1)4.48　6.72‎ ‎(2)(aV×10－3＋0.5)/0.14‎ ‎(3)10‎ 解析　(1)V(NO)＋V(NO2)＝11.2 L ①‎ 再由电子守恒可得：×2＝×3＋×1 ②‎ 由①、②解得：V(NO)＝4.48 L，V(NO2)＝6.72 L。‎ ‎(2)由氮元素的守恒：N最终以NO、NO2及NaNO3形式存在，所以原硝酸的浓度是 ‎＝mol·L－1。‎ ‎(3)若铜与硝酸刚好反应完全，则原硝酸溶液的浓度为＝10 mol·L－1。‎