2018届二轮复习铝、氮及其化合物(加试)课件（96张）（浙江选考）

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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 Al 2 O 3 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 Fe 2 O 3 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 KClO 3 ，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)Al 2 O 3 、 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 CO 2 ，生成的 Al(OH) 3 不溶于碳酸， CO 2 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 Al 2 (SO 4 ) 3 溶液和 NaHCO 3 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 Fe 2 O 3 中的 Al 2 O 3 。 。 (3) 用离子方程式表示除去 Mg(OH) 2 中的 Al(OH) 3 。 。 2Al ＋ 2NaOH ＋ 2H 2 O == =2NaAlO 2 ＋ 3H 2 ↑ (4) 现有 AlCl 3 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 NaAlO 2 溶液、 CO 2 、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。 。 AlCl 3 ＋ 3NH 3 ·H 2 O == =Al(OH) 3 ↓ ＋ 3NH 4 Cl 或 (7) 用离子方程式分别表示： ① ； ② 。 (8) 用离子方程式表示 KAl(SO 4 ) 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 [NH 4 Al(SO 4 ) 2 ·12H 2 O] 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。 ； ； 。 Al 3 ＋ ＋ 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 ＋ O 2 ＋ 2H 2 O == =2Fe(OH) 2 、 4Fe(OH) 2 ＋ O 2 ＋ 2H 2 O == =4Fe(OH) 3 、 2Fe(OH) 3 == =Fe 2 O 3 ＋ 3H 2 O ，铁表面生成的 Fe 2 O 3 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.AlCl 3 D.Al 2 O 3 √ 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________ 。 KAlO 2 Al(OH) 3 Al 2 O 3 AlCl 3 NaAlO 2 (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 Al 2 O 3 ， B 为 Al(OH) 3 ，依次推出 D 是 AlCl 3 ， A 与过量 CO 2 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 KAlO 2 ， E 为 NaAlO 2 。 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)AlCl 3 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 AlCl 3 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 H 2 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 H 2 的体积之比是 _______ 。 解析　 根据化学方程式： 2Al ＋ 6HCl == =2AlCl 3 ＋ 3H 2 ↑ 、 2Al ＋ 2NaOH ＋ 2H 2 O == =2NaAlO 2 ＋ 3H 2 ↑ ，得 Al 与 H 2 的关系式均为 2Al ～ 3H 2 ，故只要参加反应的 Al 的量相等，所得 H 2 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 H 2 的体积之比是 _______ 。 解析　 因为在反应中 Al 过量，产生的 H 2 的量由 HCl 和 NaOH 的量决定。根据化学反应中的关系式： 6HCl ～ 3H 2 、 2NaOH ～ 3H 2 ，故当 HCl 、 NaOH 物质的量相等时，二者产生 H 2 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 H 2 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 H 2 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 (HCl) ∶ c (NaOH) ＝ 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===2AlCl 3 ＋ 3H 2 ↑ ， 2Al ＋ 2NaOH ＋ 2H 2 O===2NaAlO 2 ＋ 3H 2 ↑ 。可见当参加反应的 HCl 和 NaOH 的物质的量一样多时，产生 H 2 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 　　　 === 　　　 2AlCl 3 ＋ 3H 2 ↑ 6 mol 3 mol 3 mol·L － 1 × 0.1 L 0.15 mol 则 Al 与 NaOH 反应生成的 H 2 为 0.15 mol × 2 ＝ 0.3 mol 。 2Al ＋ 2NaOH ＋ 2H 2 O===2NaAlO 2 ＋ 3H 2 ↑ 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 Mg 2 ＋ 、 Al 3 ＋ 、 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 (Mg 2 ＋ ) ∶ n (Al 3 ＋ ) ＝ 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 － 3 L × 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 － 3 L × 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 Mg 2 ＋ 、 Al 3 ＋ 与 NaOH 的反应生成沉淀，共消耗 NaOH 的物质的量为 (30 － 4) × 10 － 3 L × 5 mol·L － 1 ＝ 0.13 mol ， Al 3 ＋ 消耗的 NaOH 的物质的量为 0.01 mol × 3 ＝ 0.03 mol ，则与 Mg 2 ＋ 反应的 n (NaOH) ＝ 0.13 mol － 0.03 mol ＝ 0.1 mol ， n (Mg 2 ＋ ) ＝ 0.05 mol ，原溶液中 n (Mg 2 ＋ ) ∶ n (Al 3 ＋ ) ＝ 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 Al 2 O 3 、 Fe 2 O 3 、 SiO 2 ) 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 Al 3 ＋ ＋ 3OH － === Al(OH) 3 ↓ Al(OH) 3 ＋ OH － ===AlO ＋ 2H 2 O Al 3 ＋ ＋ 4OH － ===AlO ＋ 2H 2 O Al 3 ＋ ＋ 3AlO ＋ 6H 2 O===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 ＋ ＋ H 2 O===Al(OH) 3 ↓ Al(OH) 3 ＋ 3H ＋ ===Al 3 ＋ ＋ 3H 2 O AlO ＋ 4H ＋ ===Al 3 ＋ ＋ 2H 2 O Al 3 ＋ ＋ 3AlO ＋ 6H 2 O===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 AlCl 3 溶液中滴加氨水的图像 ( 如图所示 ) 。 原理： Al 3 ＋ ＋ 3NH 3 ·H 2 O == =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 NaAlO 2 溶液中通入足量 CO 2 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 Al 3 ＋ 、 Mg 2 ＋ 、 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 Al 3 ＋ 、 Mg 2 ＋ 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 O 2 NaAlO 2 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 NaAlO 2 ， C 是 H 2 ；甲是 Al 的化合物，可和 NaOH 溶液反应产生 NaAlO 2 ，甲可能是 Al 2 O 3 ，则丙是 H 2 O ， B 即是 O 2 ，根据 NaAlO 2 ＋ CO 2 ＋ 2H 2 O == =NaHCO 3 ＋ 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。 ① A 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 ＋ 2H 2 O == =2NaAlO 2 ＋ 3H 2 ↑ 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 FeCl 3 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 、 FeCl 3 。 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 ____________________________________ 。 4Fe 2 ＋ ＋ 8OH － ＋ O 2 ＋ 2H 2 O == =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 NO 2 或 NO 与 O 2 通入水的计算中常用到 4NO ＋ 3O 2 ＋ 2H 2 O===4HNO 3 、 4NO 2 ＋ O 2 ＋ 2H 2 O===4HNO 3 两个方程式。 (3) 浓 HNO 3 显黄色是因为溶有 NO 2 ，而工业上制备的盐酸显黄色，是因为溶有 Fe 3 ＋ 。 (4) 硝酸、浓 H 2 SO 4 、次氯酸具有强氧化性，属于氧化性酸，其中 HNO 3 、 HClO 见光或受热易分解。 (5) 强氧化性酸 ( 如 HNO 3 、浓 H 2 SO 4 ) 与金属反应不生成 H 2 ；金属和浓 HNO 3 反应一般生成 NO 2 ，而金属和稀 HNO 3 反应一般生成 NO 。 (6) 实验室制备 NH 3 ，除了用 Ca(OH) 2 和 NH 4 Cl 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 NH 3 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 NH 3 。 (8) 铜与浓 HNO 3 反应在试管内就能看到红棕色的 NO 2 ，而与稀 HNO 3 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 NH 3 的相互检验。 (10)NH 3 、 HCl 、 SO 2 、 NO 2 可用水进行喷泉实验，水溶性小的气体可用其他溶剂 ( 如 CO 2 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 NH 3 通入到 AlCl 3 溶液中。 。 ② 将 NO 2 通入到 NaOH 溶液中。 。 ③ 将 Fe 粉逐渐加入到稀 HNO 3 中。 ； 。 2Fe 3 ＋ ＋ Fe == =3Fe 2 ＋ ④ 将炽热的炭放入浓 HNO 3 中。 。 (2) 书写化学方程式。 ① 实验室用 Ca(OH) 2 和 NH 4 Cl 制氨气。 。 ② 将 NH 3 通到灼热的 CuO 中，固体由黑色变红色。 。 ③ 用 NH 3 可以检验 Cl 2 管道是否漏气，若漏气则有白烟生成。 。 ④ 制硝基苯。 。 8NH 3 ＋ 3Cl 2 == =N 2 ＋ 6NH 4 Cl 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 NH 4 Cl 加热分解生成 HCl 和 NH 3 ，在试管口处 NH 3 和 HCl 反应生成 NH 4 Cl ，收集不到 NH 3 ， A 项不正确； ③ 装置用浓氨水和 CaO 或 NaOH 作用，可制得 NH 3 ， 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 NH 3 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 NH 3 进行了如下设计： ① 甲同学拟用浓氨水和固体 NaOH 制取 NH 3 ，并用图 C 装置作为 NH 3 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 NH 3 ，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 NH 3 ，可选用的试剂是 _____( 填序号 ) 。 A.H 2 O B. 浓 H 2 SO 4 C.CCl 4 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 H 2 SO 4 反应，故用排液法收集氨气只能选择 CCl 4 。 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 NH 3 ＋ H 2 O  NH 3 ·H 2 O  ＋ OH － 移动原理进行制备。 (1) 加热 NH 4 Cl 和 Ca(OH) 2 固体混合物制取氨气 2NH 4 Cl ＋ Ca(OH) 2 2NH 3 ↑ ＋ CaCl 2 ＋ 2H 2 O ， 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： NH 3 ·H 2 O NH 3 ↑ ＋ H 2 O ，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： NH 3 ＋ H 2 O  NH 3 ·H 2 O  ＋ 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 NH 3 ·H 2 O 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 NO 2 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 NO 2 、 N 2 O 4 、 NO 的混合气体，这些气体与 5.6 L O 2 ( 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 HNO 3 反应时，一部分 HNO 3 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 HNO 3 → NO 2 ，稀 HNO 3 → NO 。 ② 金属 ( 除铁、铝、金、铂等外 ) 与浓 HNO 3 反应时，若金属足量，开始时还原产物为 NO 2 ，随反应进行，浓 HNO 3 变稀，还原产物为 NO ，最终得到 NO 2 与 NO 的混合气体。其中常温下铁和铝遇浓 HNO 3 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 ③ Fe 与稀 HNO 3 反应时， Fe 被 HNO 3 氧化成 Fe 3 ＋ ，若 Fe 过量，过量的 Fe 再与 Fe 3 ＋ 反应生成 Fe 2 ＋ 。 (2) 金属与硝酸反应常用的计算方法 ① 原子守恒法： HNO 3 与金属反应时，反应消耗的 HNO 3 中氮原子的物质的量等于显酸性的 HNO 3 ( 以硝酸盐 的 形式 存在于溶液中 ) 的物质的量与显氧化性的 HNO 3 ( 以 NO x 的形式存在 ) 的物质的量之和。 ② 电子守恒法： HNO 3 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： HNO 3 过量时反应后溶液中 ( 不考虑 OH － ) 有： c ( ) ＝ c (H ＋ ) ＋ n × c (M n ＋ )(M n ＋ 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 NO x 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： 6NO x ＋ 4 x NH 3 == =(3 ＋ 2 x )N 2 ＋ 6 x H 2 O 。若处理 1 × 10 4 L( 标准状况 ) 该尾气需 42.5 g NH 3 ，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 HNO 3 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 ＋ NO 2 ＋ 2NaOH===2NaNO 2 ＋ H 2 O NH 3 还原法： __NH 3 ＋ __NO 2 ===__N 2 ＋ ___H 2 O 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 NH 3 还原法 8 6 7 12 答案 (4) 某化肥厂用 NH 3 制备 NH 4 NO 3 。已知：由 NH 3 制 NO 的产率是 96% 、 NO 制 HNO 3 的产率是 92% ，则制 HNO 3 所用去的 NH 3 的质量占总耗 NH 3 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　 NH 3 　　　～　　　 HNO 3 　　 　 x 　　　　　　　　 x ·96%·92% 　　　 HNO 3 　　　＋　　 NH 3 == =NH 4 NO 3 　　　 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： 4NH 3 ＋ 5O 2 4NO ＋ 6H 2 O ； 热交换器： 2NO ＋ O 2 ===2NO 2 ； 吸收塔： 3NO 2 ＋ H 2 O===2HNO 3 ＋ 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 SO 2 反应生成 CaSO 3 ，最终生成 CaSO 4 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 CO 2 温室气体的排放， C 项正确； SO 2 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 2 1 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 CO 2 、烟尘以及 SO 2 ，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　 CO 2 与 CaCO 3 反应生成易溶的 Ca(HCO 3 ) 2 ；亚硫酸氢钙具有还原性，可被氧化为硫酸钙。 Ca(HCO 3 ) 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： ______________ __________________ 。 == =CaSO 4 ＋ H 2 SO 4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Ca(HSO 3 ) 2 ＋ O 2 (3) 采用一定的脱硫技术可以把硫元素以 CaSO 4 的形式固定，从而降低 SO 2 的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的 CO 又会与 CaSO 4 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： CaSO 4 (s) ＋ CO(g)  CaO(s) ＋ SO 2 (g) ＋ CO 2 (g) Δ H 1 ＝ 218.4 kJ·mol － 1 ( 反应 Ⅰ ) CaSO 4 (s) ＋ 4CO(g)  CaS(s) ＋ 4CO 2 (g) Δ H 2 ＝－ 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 SO 2 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 CO 2 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 NO x 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 SO 2 、 SO 3 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)CO 2 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 SO 2 、 NO 2 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 NO 2 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 3NO 2 ＋ H 2 O == =2HNO 3 ＋ 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 NO 2 在标准状况下的体积 V ＝ nV m ＝ 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 N 2 将装置中的空气排尽，防止 NO 被空气中的 O 2 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 3NO 2 ＋ H 2 O===2HNO 3 ＋ 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 NO 2 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