2019届一轮复习人教版第13讲氮及其重要化合物学案

2019届一轮复习人教版第13讲氮及其重要化合物学案

第13讲　氮及其重要化合物 考纲要求 学法点拨 ‎1.了解氮元素单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及其应用。‎ ‎2．了解氮元素单质及其重要化合物对环境的影响。‎ ‎3．掌握氨气的实验室制法(包括所用试剂、反应原理、仪器和收集方法)。‎ ‎　　本讲知识内容丰富，涉及面广，是高考命题的热点内容之一。试题常以氮元素及其化合物知识为载体，与基本概念、基本理论、实验、计算等密切结合，考查N2的稳定性、NH3的结构及水溶性、NH的检验、HNO3的性质和环境保护等内容，具有较强的综合性。其中硝酸的强氧化性一直作为命题的热点内容，在以往高考中多次涉及。‎ 考点一　氮气及氮的氧化物的性质 Z ‎ ‎1．氮的固定 ‎2．氮气 ‎(1)物理性质：__无__色__无__味气体，密度比空气略小，__不__溶于水。熔点、沸点很低。‎ ‎(2)化学性质 ‎①与O2反应。‎ ‎__N2＋O22NO__。‎ ‎②工业合成氨。‎ ‎__N2＋3H22NH3__。‎ ‎③与Mg反应。‎ ‎__3Mg＋N2Mg3N2__。‎ ‎3．氮的氧化物 ‎(1)氮有多种价态的氧化物，氮元素从＋1～＋5价都有对应的氧化物，如N2O、__NO__、N2O3、NO2(或__N2O4__)、N2O5，其中属于酸性氧化物的是N2O3、__N2O5__。‎ 氮的氧化物都有毒，都是大气污染物。‎ ‎(2)NO和NO2性质的比较。‎ 性质 NO NO2‎ 颜色状态气味 ‎__无__色无味气体 ‎__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 有毒 与水反应 不反应 ‎__3NO2＋H2O===2HNO3＋NO__‎ 与氧气反应 ‎2NO＋O2===2NO2‎ 不反应 对人体和环境的影响 ‎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、破坏臭氧层 ‎4.氮氧化物对环境的污染及防治 ‎(1)常见的污染类型 a．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。‎ b．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。‎ ‎(2)常见的NOx尾气处理方法 a．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。‎ b．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。‎ X ‎ ‎1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。 ‎(1)固氮反应一定属于氧化还原反应(　√　)‎ 提示：固氮是游离态的氮生成化合态的氮，所以氮的化合价一定发生变化。‎ ‎(2)NO中的NO2杂质气体，可通过盛有水的洗气瓶除去(　√　)‎ 提示：NO2溶于水生成NO，便可除去NO中的NO2。‎ ‎(3)CO、NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都稳定存在(　×　)‎ 提示：NO遇O2反应生成NO2。‎ ‎(4)N2与O2在放电条件下直接化合成NO2(　×　)‎ 提示：N2与O2在放电条件下直接化合成NO。‎ ‎(5)汽车尾气中有NOx，主要是汽油不充分燃烧引起的(　×　)‎ ‎(6)制二氧化氮时，用水或NaOH溶液吸收尾气(　×　)‎ ‎(7)工业上利用合成氨实现人工固氮涉及氧化还原反应(　√　)‎ ‎(8)NO2通入FeSO4溶液中始终无明显现象(　×　)‎ ‎(9)在实验室里，NO和NO2均可用排水法收集(　×　)‎ ‎(10)NO能够与人体里血红蛋白结合，造成人体缺氧中毒(　√　)‎ ‎2．俗话说“雷雨发庄稼”，这说明雷雨中含有能被植物吸收利用的化合态的氮。请写出三个有关的化学方程式： ‎(1)__N2＋O22NO__；‎ ‎(2)__2NO＋O2===2NO2__；‎ ‎(3)__3NO2＋H2O===2HNO3＋NO__。‎ ‎3．写出能鉴别NO2与溴蒸气的三种试剂。 ‎__(1)AgNO3溶液 (2)CCl4 (3)H2O__。‎ 题组一　N2的性质与应用 ‎1．(2015·北京)下列关于自然界中氮循环(如图)的说法不正确的是(　A　)‎ 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、氧三种元素也参与了氮循环 ‎[解析]　N2→NH3中氮元素被还原，A错误；工业合成氨是氮气转化为氨气，属于人工固氮，B正确；通过生物体，铵盐(含氮无机物)与蛋白质(含氮有机物)可相互转化，C正确；生物体合成蛋白质的过程有C、H、O的参与，D正确。‎ ‎2．(2018·周口模拟)关于氮的变化关系图如图：‎ 则下列说法不正确的是(　D　)‎ A．路线①②③是工业生产硝酸的主要途径 B．路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径 C．上述所有反应都是氧化还原反应 D．上述反应中只有③属于氮的固定 题组二　NO、NO2的性质与计算 ‎3．(2018·山东滨州高三检测)下列说法中正确的是(　D　)‎ A．密闭容器中2 mol NO与1 mol O2充分反应，产物的分子数为2NA B．制取二氧化氮时，用水或NaOH溶液吸收尾气 C．用湿润的碘化钾淀粉试纸鉴别Br2(g)和NO2‎ D．标准状况下，‎6.72 L NO2与水充分反应转移的电子数目为0.2NA ‎[解析]　NO与氧气反应生成二氧化氮，但常温下，二氧化氮与四氧化二氮之间存在平衡，所以产物的分子数小于2NA，故A错误；不能用水吸收NO2尾气，因为NO2与水反应生成硝酸和一氧化氮，一氧化氮会造成污染，故B错误；Br2和NO2都能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝，故C错误；标准状况下，‎6.72 L NO2为0.3 mol，发生反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，转移电子数目为0.2NA，故D正确。‎ ‎4．(2018·经典习题选萃)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(　D　)‎ ‎①1.2 mL ②2.4 mL ‎③3 mL　　 ④4 mL A．①②　 B．②③‎ C．③④　 D．①④‎ ‎[解析]　由4NO＋O2＋2H2O===4HNO3可知，‎ 若剩余的气体是O2，则V(NO2)＝×(12 mL－2 mL)＝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 mL－6 mL)＝1.2 mL。‎ ‎5．(2018·河北衡水检测)如图所示，相同条件下，两个容积相同的试管分别装满NO2和NO气体，分别倒置于水槽中，然后通过导管缓慢通入氧气，边通边慢慢摇动试管，‎ 直到两个试管内充满液体。假设试管内的溶质不向水槽中扩散，则两个试管内溶液中溶质的物质的量浓度之比为(　A　)‎ A．1?1　 B．5?7‎ C．7?5　 D．4?3‎ ‎[解析]　4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3、4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，V(NO2)＝V(NO)，n(NO2)＝n(NO)，则生成的HNO3物质的量相等，溶液的体积也相同，故两个试管内溶液中溶质的物质的量浓度相等。‎ ‎6．(2018·福建福州四中月考)将容积为50 mL的量筒内充满二氧化氮和氧气的混合气体，量筒将倒置在盛满水的水槽里，一段时间后，量筒里剩余气体体积为5 mL，若向量筒内鼓入氧气后，可以观察到量筒内水柱继续上升，直至量筒内完全被水充满，则原混合气体中NO2和O2的体积比是(　A　)‎ A．43?7　 B．18?7‎ C．4?1　 D．22?3‎ ‎[解析]　NO2、O2与水的反应属于循环反应，可简化为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3；根据“若向量筒内鼓入氧气后，可以观察到量筒内水柱继续上升，直至量筒内完全被水充满”可知，反应后剩余气体为NO，其体积为5 mL，结合反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO可知生成5 mL NO，需消耗NO2的体积为5 mL×3＝15 mL，其余的35 mL混合气体按V(NO2) V(O2)＝4?1恰好发生反应，则混合气体中氧气的体积为35 mL×＝7 mL，则二氧化氮的体积为50 mL－7 mL＝43 mL，故原混合气体中NO2和O2的体积比为43?7。‎ ‎7．(2018·江西兴国第一次联考)同温同压下，在3支相同体积的试管中分别充有等体积混合的2种气体，它们是①NO和NO2，②NO2和O2，③NH3和N2。现将3支试管均倒置于水槽中，充分反应后，试管中剩余气体的体积分别为V1、V2、V3，则下列关系正确的是(　B　)‎ A．V1>V2>V3　 B．V1>V3>V2‎ C．V2>V3>V1　 D．V3>V1>V2‎ ‎[解析]　设各种气体均为‎1 L。①发生反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，NO不溶于水，则最终剩余气体体积为‎1 L＋ L＝ L；②发生反应：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，NO2反应完全，O2有剩余，最终剩余气体体积为‎1 L－ L＝ L；③NH3全部溶于水，N2‎ 不溶于水，则最终剩余气体体积为‎1 L。所以V1>V3>V2，故B项正确。‎ 萃取精华：‎ 氮的氧化物与O2、H2O反应的计算方法 ‎1．关系式法 ‎(1)NO和O2的混合气体通入水中。‎ 由2NO＋O2===2NO2和3NO2＋H2O===2HNO3＋NO得总反应为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3‎ ‎(2)NO2和O2的混合气体通入水中。‎ 由3NO2＋H2O===2HNO3＋NO和2NO＋O2===2NO2得总反应为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3‎ ‎(3)NO、NO2和O2的混合气体通入水中。‎ 先按3NO2＋H2O===2HNO3＋NO计算出生成NO的体积，再加上原来混合气体中NO的体积，再按(1)中关系计算。‎ ‎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的混合气体通入水中时利用混合气体中N、O原子个数比进行分析判断。‎ N(N) N(O) 考点二　硝酸的性质和应用 Z ‎ ‎1．硝酸的物理性质 ‎(1)纯硝酸为__无色__、有__刺激性__气味的液体。‎ ‎(2)硝酸沸点较低，__易__挥发，在空气中遇水蒸气形成__白雾__。‎ ‎(3)质量分数在69%以上的硝酸称为浓硝酸。‎ ‎2．硝酸的化学性质 ‎(1)强酸性 稀硝酸使紫色石蕊试液__变红__。‎ ‎(2)不稳定性 ‎__4HNO3(浓)2H2O＋4NO2↑＋O2↑__‎ ‎(3)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。‎ ‎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 ‎__C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O__‎ ‎③与还原性化合物反应 硝酸可氧化H2S、Na2SO3、FeSO4、KI、NaBr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__‎ ‎(4)与有机物反应 ‎①硝化反应(与反应)‎ ‎＋HNO3＋H2O ‎②颜色反应 某些蛋白质遇浓硝酸时变__黄色__。‎ 特别提醒：‎ ‎(1)浓、稀硝酸均具有强氧化性，浓度越大，氧化性越强，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。‎ X ‎ ‎1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。 ‎(1)将铁屑放入稀硝酸中证明Fe比H2活泼(　×　)‎ ‎(2)向稀硝酸中滴加Na2SO3溶液：SO＋2H＋===SO2↑＋H2O(　×　)‎ ‎(3)稀硝酸可除去试管内壁的银镜(　√　)‎ ‎(4)浓硝酸滴入用砂纸打磨过的铝条，产生红棕色气体(　×　)‎ ‎(5)将稀硝酸加入过量铁粉中，充分反应后滴加KSCN溶液，有气体生成，溶液呈红色，稀硝酸将Fe氧化为Fe3＋(　×　)‎ ‎(6)将可调高度的铜丝伸入到稀硝酸中溶液变蓝，所以Cu与稀硝酸发生置换反应(　×　)‎ ‎(7)Fe与稀硝酸、稀硫酸反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应(　×　)‎ ‎(8)过量的铜与浓硝酸反应有一氧化氮生成(　√　)‎ ‎(9)浓硝酸的还原产物一般是NO2，而稀硝酸的还原产物一般是NO，并且硝酸的浓度越大，氧化性越强(　√　)‎ ‎(10)硝酸与活泼金属Mg、Al等反应产生H2，而与Cu反应产生NO或者NO2(　×　)‎ ‎(11)常温下，可用铁制或铝制容器盛放浓HNO3，说明Fe、Al与浓HNO3不反应(　×　)‎ ‎(12)Cu在KNO3溶液和稀H2SO4中均不溶解，能溶解在其混合液中(　√　)‎ ‎2．(1)久置的浓硝酸呈黄色，如何除去？怎样保存浓硝酸？ ‎__浓硝酸显黄色的是HNO3见光或受热发生分解，生成的NO2溶于其中所致；消除的方法是通入O2(或空气)，使其发生反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3。浓硝酸应保存在棕色试剂瓶中，并置于阴凉处。__‎ ‎(2)常温下，铝和铁在浓硝酸中“钝化”是化学变化吗？‎ ‎__是。“钝化”是在铁、铝的表面形成一层致密的氧化物保护膜，阻止了金属与硝酸的进一步反应。__‎ 题组一　硝酸的酸性和强氧化性 ‎1．(2018·山东淄博检测)下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是 (　D　)‎ 实验操作 现象 解释或结论 ‎①‎ 过量的Fe粉中加入稀硝酸，充分反应后，滴入KSCN溶液 溶液呈红色 稀硝酸将Fe氧化为Fe3＋‎ ‎②‎ 浓硝酸久置或光照 变黄色 HNO3不稳定易分解 ‎③‎ Al箔插入稀硝酸中 无现象 Al箔表面被HNO3氧化，形成致密的氧化膜 ‎④‎ 用玻璃棒蘸取浓硝酸点到蓝色石蕊试纸上 试纸先变红色后褪色 浓硝酸具有酸性和强氧化性 A.①②　　　　　　　　 B．③④‎ C．②③④　 D．②④‎ ‎[解析]　过量的铁粉中加入稀HNO3，生成Fe2＋，加入KSCN溶液时，颜色不变，故①错；浓HNO3久置变黄是因为HNO3分解产生的NO2溶于其中，故②正确；Al箔遇浓HNO3钝化，稀HNO3会使Al箔溶解，故③错；浓硝酸具有强酸性和强氧化性，可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色，故④正确。选D。‎ ‎2．(2018·河北衡水检测)稀硝酸作为较强氧化剂在溶液中发生的反应是2NO＋8H＋＋6e－===2NO↑＋4H2O，下列离子能让此反应过程发生的是(　A　)‎ ‎①Fe2＋；②Mg2＋；③SO；④S2－；⑤I－；⑥ClO－‎ A．①③④⑤　 B．①②③④⑤⑥‎ C．②③④⑥　 D．①③④⑥‎ ‎[解析]　①Fe2＋能作还原剂，故正确，②Mg2＋中Mg元素处于最高价态，只有氧化性，不能作还原剂故错误；③SO中硫元素处于中间价态，具有还原性，能作还原剂，故正确；④S2－中硫元素处于最低价态，具有还原性，能作还原剂，故正确；⑤I－中碘元素处于最低价态，具有还原性，能作还原剂，故正确。⑥ClO－只有氧化性，不能作还原剂，故错误。‎ 萃取精华：‎ NO在酸性条件下的强氧化性 NO在酸性条件下具有强氧化性，往往作为隐含条件出现在试题中，在解题中往往被忽视而形成易错点。常见的隐含形式有 ‎(1)在离子共存问题中，NO在酸性条件下与具有较强还原性的离子如S2－、I－、Fe2＋等不能大量共存。‎ ‎(2)SO的检验中不能用HNO3酸化、不能用Ba(NO3)2作沉淀剂，以防止SO被HNO3氧化成SO而造成干扰。‎ ‎(3)向Ba(NO3)2溶液中通入还原性气体SO2可得到BaSO4沉淀。‎ ‎(4)向Fe(NO3)2溶液中加入非氧化性酸，如盐酸，Fe2＋能被氧化为Fe3＋。‎ ‎(5)向过量铜与一定量硝酸反应后的混合物中加入非氧化性酸，铜能继续溶解。‎ ‎(6)向含还原性离子的酸性溶液中加入硝酸盐，还原性离子可被氧化。‎ 题组二　硝酸与金属反应的计算与判断 ‎3．(2017·洛阳模拟)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下图所示(已知硝酸只被还原为NO气体)。下列分析或结果错误的是(　A　)‎ 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H2‎ C．第二份溶液中最终溶质为FeSO4‎ D．H2SO4浓度为2.5 mol·L－1‎ ‎[解析]　―→―→ ―→ 铁粉既能与硝酸反应也能与硫酸反应，题图中，OA段产生的是NO，AB段的反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，BC段产生的是氢气，反应为为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，据此可知第二份溶液中NO应为×3÷3＝0.1 mol，溶液中最终溶质为FeSO4，此时反应的铁的质量是14 g，即0.25 mol，故原混合酸中H2SO4浓度为＝2.5 mol·L－1，NO物质的量为0.2 mol。所以选A。‎ ‎4．(2018·山东潍坊高三检测)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 LO2(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－1NaOH溶液至Cu2＋恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是(　A　)‎ A．60 mL　 B．45 mL C．30 mL　 D．15 mL ‎[解析]　由题意知：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。‎ 据Cu2＋与NaOH反应的数量关系可知：n(NaOH)＝2n(Cu2＋)＝0.3 mol，V(NaOH)＝‎ ＝0.06 L＝60 mL。‎ ‎5．(2018·河南南阳期中)在100 mL HNO3和H2SO4的混合溶液中，两种酸的物质的量浓度之和为0.6 mol/L。向该溶液中加入足量的铜粉，加热，充分反应后，所得溶液中Cu2＋的物质的量浓度最大值为(反应前后溶液体积变化忽略不计)(　C　)‎ A．0.225 mol/L　 B．0.30 mol/L C．0.36 mol/L　 D．0.45 mol/L ‎[解析]　向混酸中加入铜粉发生反应：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋4H2O＋2NO↑，当H＋和NO恰好完全反应时，生成Cu2＋的浓度最大，即n(H＋) n(NO)＝4?1时生成Cu2＋的浓度最大，令H2SO4的物质的量为x mol，则硝酸的物质的量为(100×10－3×0.6－x)mol，根据上述分析，有(100×10－3×0.6－x＋2x) (100×10－3×0.6－x)＝4?1，解得x＝0.036 mol，则硝酸的物质的量为0.024 mol，生成Cu2＋的物质的量为0.024× mol＝0.036 mol，则有c(Cu2＋)＝＝0.36 mol/L，故答案为C。‎ ‎6．(2018·河北衡水检测)在浓硝酸中放入铜片： ‎(1)开始反应的化学方程式为__Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O__，实验现象是__铜片逐渐溶解，溶液逐渐变蓝，有红棕色气体逸出__。‎ ‎(2)若铜有剩余，则反应将要结束时反应的化学方程式是__3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O__。‎ ‎(3)待反应停止后，再加入少量质量分数为25%的稀硫酸，这时铜片上又有气泡产生，其原因是__加入稀硫酸后，原溶液中的NO与H2SO4提供的H＋构成强氧化性条件，又能与过量的Cu反应__。‎ ‎(4)若将‎12.8 g铜与一定量的浓硝酸反应，铜耗完时，共产生气体(NO和NO2的混合物)‎5.6 L(标准状况)。则所消耗的硝酸的物质的量是__0.65 mol__，所得气体的平均相对分子质量为__41.2__。‎ ‎(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__0.11 mol__。‎ ‎(6)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__‎32 g__。‎ ‎(7)与某硫酸和硝酸的混合溶液20 mL，其中含有硫酸的浓度为2 mol·L－1，含硝酸的浓度为1 mol·L－1，现向其中加入‎0.96g铜粉，充分反应后，(假设只生成NO气体)，最多可收集到标准状况下的气体的体积为__224 mL__。‎ ‎[解析]　(2)随着反应进行，硝酸浓度不断减小，故反应结束阶段发生的是铜与稀硝酸的反应。‎ ‎(4)n(NOx)＝＝0.25 mol，故消耗n(HNO3)＝2n(Cu)＋n(NOx)＝2×＋0.25 mol＝0.65 mol。‎ 设产生NO2的物质的量为x，则NO的物质的量为(0.25 mol－x)。根据得失电子守恒得：‎ x×1＋(0.25 mol－x)×3＝×2‎ 解得：x＝0.175 mol。‎ ＝ ‎＝41.2 g·mol－1。‎ 故所得气体的平均相对分子质量为41.2。‎ ‎(5)n(HNO3)被还原＝＝0.05 mol，‎ n[Cu(NO3)2]＝0.03 mol，所以消耗的HNO3的物质的量为0.03 mol×2＋0.05 mol＝0.11 mol。‎ ‎(6)根据得失电子守恒可知，n(Cu)＝2×＝0.5 mol，即m(Cu)＝‎32 g。‎ ‎(7)n(Cu)＝0.015 mol，n(NO)＝0.02 mol，n(H＋)＝0.10 mol，依据3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O可知Cu不足，NO、H＋过量，则n(NO)＝n(Cu)＝0.01 mol。标准状况下V(NO)＝0.01 mol×‎22.4 L·mol－1＝‎0.224 L＝224 mL。‎ ‎7．(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__NO：0.9 mol；NO2：1.3 mol__，生成硫酸铜物质的量为__2 mol__。 ‎[解析]　铜与一定浓度的硝酸和硫酸的混合酸反应可能生成NO和NO2，相对分子质量都小于50，根据生成的气体完全转化为最高价含氧酸盐NaNO3，得：n(Na)＝n(N)＝2.2 mol，即n(NO)＋n(NO2)＝2.2 mol；根据电子得失守恒得3n(NO)＋n(NO2)＝4n(O2)＝4 mol，求得n(NO)＝0.9 mol，n(NO2)＝1.3 mol；铜与硝酸、硫酸的混合酸反应中，铜共失去4 mol电子，所以参与反应的铜的物质的量为2 mol，因此生成硫酸铜物质的量为2 mol。‎ 萃取精华：‎ ‎1．解金属与硝酸反应计算题的一般方法 ‎(1)思维模型 ‎(2)计算中守恒思想的应用 ‎①原子守恒法 HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸性作用，以NO的形式存在于溶液中；另一部分HNO3作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的量进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒。‎ ‎2．现象描述答题模板 ‎(1)全面描述现象的程序——“海、陆、空”‎ ‎“海”——溶液有什么变化；‎ ‎“陆”——固体有什么变化；‎ ‎“空”——气体有什么变化。‎ ‎(2)规范描述现象的答题模板 如①颜色：……由……(具体颜色)变为……(具体颜色)；‎ ‎②气体：溶液中产生……(颜色)气泡或在固体表面产生……(颜色)气泡；‎ ‎③沉淀：在……(颜色)溶液中产生……(颜色)沉淀(或浑浊)。‎ 考点三　氨和铵盐的性质及应用 Z ‎ ‎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 →__2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O__‎ → →用__碱石灰__干燥 →向下排空气法 → → ‎(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：__NH4ClHCl↑＋NH3↑__。‎ 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 特别提醒：‎ ‎(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，不利于产生氨气，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。‎ X ‎ ‎1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。 ‎(1)充满纯净氨气的试管倒扣在水槽中，水会迅速充满试管(　√　)‎ ‎(2)浓氨水可检验氯气管道是否漏气(　√　)‎ ‎(3)把NH3通入稀HNO3中，当溶液的pH等于7时，是NH3和HNO3等物质的量反应(　×　)‎ ‎(4)氨水中物质的量浓度最大的粒子是NH3·H2O(除水外)(　√　)‎ ‎(5)下列物质间的转化能够实现N2NH3NH4Cl(aq)(　√　)‎ ‎(6)加热盛有NH4Cl固体的试管，试管底部固体消失，试管口有晶体凝结，NH4Cl固体可以升华(　×　)‎ ‎(7)NH3能使酚酞溶液变红、NH3可用于设计喷泉实验，上述叙述均正确并有因果关系(　×　)‎ ‎(8)因为NH4Cl为强酸弱碱盐，所以可用加热法除去NaCl中的NH4Cl(　×　)‎ ‎(9)可用蘸浓盐酸的棉棒检验输送氨气的管道是否漏气(　√　)‎ ‎(10)检验NH时，往试样中加入NaOH溶液，微热，用湿润的蓝色石蕊试纸检验逸出的气体(　×　)‎ ‎2．(1)将蘸有浓硫酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，有白烟产生吗？为什么？ ‎__没有，浓硫酸难挥发。__‎ ‎(2)固态NH4Cl受热变成气体，气体遇冷又变为固态NH4Cl；固态碘受热变成蒸气，蒸气遇冷又变成固态碘，这两种现象的本质是否相同？请说明判断的理由。‎ ‎__不相同。NH4Cl固体受热分解生成NH3和HCl，发生了化学变化；固态碘受热升华成为碘蒸气，是物理变化__。‎ ‎3．液氨和氨水有哪些区别？请完成下列表格。 液氨 氨水 形成 ‎__NH3易液化__‎ ‎__NH3溶于水__‎ 物质分类 ‎__纯净物__‎ 混合物 微粒种类 ‎__NH3__‎ 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 题组一　氨与铵盐的性质及应用 ‎1．(2018·山东滨州检测)NH3是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图)。下列说法正确的是(　C　)‎ 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在一定条件下可以发生氧化还原反应 D．图中所涉及的盐类物质均可发生水解反应 ‎2．(2016·浙江)为落实“五水共治”，某工厂拟综合处理含NH废水和工业废气(主要含N ‎2、CO2、SO2、NO、CO，不考虑其他成分)，设计了如下流程：‎ 下列说法不正确的是(　B　)‎ A．固体1中主要含有Ca(OH)2、CaCO3、CaSO3‎ B．X可以是空气，且需过量 C．捕获剂所捕获的气体主要是CO D．处理含NH废水时，发生反应的离子方程式为NH＋NO===N2↑＋2H2O ‎[解析]　废气中CO2、SO2能与石灰乳反应生成CaCO3、CaSO3，故A项正确；气体1是不能被过量石灰乳吸收的NO、CO和氮气，NO和NO2按1∶1的体积比能与NaOH溶液反应生成亚硝酸钠，所以X可以是空气，但不能过量，过量会使NO2的量增加，从而有NaNO3生成，故B项错误；气体2的成分为N2和CO，因此捕获剂所捕获的气体主要是CO，故C项正确；含NH废水用NaNO2溶液处理后得到无污染的气体，因此会生成N2，其反应的离子方程式为NH＋NO===N2↑＋2H2O，故D项正确。‎ 萃取精华：‎ NH的检验方法 题组二　喷泉实验 ‎3．(2018·经典习题选萃)如图是某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现象的是(　B　)‎ 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]　氯气易溶于有机溶剂四氯化碳，烧瓶中的气体压强就会减小，故能形成喷泉；氢气不溶于水，也不会和氢氧化钠反应，所以烧瓶中的气体压强不会有明显的变化，故不能形成喷泉；用鼓气装置从装置③的a处不断鼓入空气，使锥形瓶中液体进入烧瓶中，氨气极易溶于水，烧瓶中的气体压强就会减小，故能形成喷泉；浓硫酸溶于水时放热，使得浓氨水受热分解产生氨气，和氯化氢气体反应，烧瓶中的气体压强就会减小，故能形成喷泉。‎ ‎4．(2018·山东淄博检测)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(　C　)‎ 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)。‎ ‎5．(2018·山东聊城模拟)如图装置中，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，下列与实验事实不相符的是(　A　)‎ A．CO2(NaHCO3溶液)/无色喷泉 B．NH3(H2O中含酚酞)/红色喷泉 C．H2S(CuSO4溶液)/黑色喷泉 D．HCl(AgNO3溶液)/白色喷泉 ‎[解析]　CO2在NaHCO3溶液中的溶解度很小，因此不能形成喷泉；NH3极易溶于水生成NH3·H2O，NH3·H2O发生电离生成OH－，遇酚酞使之显红色；H2S和CuSO4溶液反应生成CuS黑色沉淀；HCl极易溶于水，且和AgNO3发生反应生成白色沉淀；因此A不正确。‎ 萃取精华：‎ 喷泉实验的原理及应用 ‎(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，依据这一原理，只要能够造成容器内气体大量溶于液体，就可以形成喷泉。‎ ‎(2)引发喷泉的几种方法 ‎①使烧瓶内的气体迅速溶于水或某种液体中。‎ ‎②使烧瓶内气体温度降低，从而使气压减小。‎ ‎③使待喷液面上的气压增大。‎ ‎(3)喷泉实验的几种常见装置 说明：装置②中最好采用顶部有孔的烧瓶。装置③引发喷泉的方法是打开止水夹，用热毛巾或双手捂热烧瓶，松开后片刻即形成喷泉现象。‎ ‎(4)形成喷泉的类型 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)‎ NO2、O2(4?1)‎ 吸收剂 水、NaOH溶液 水 NaOH溶液 水 水 水 题组三　氨气的实验室制法 ‎6．(2018·试题调研)下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是(　D　)‎ A．①②　 B．②③‎ C．③④　 D．①③‎ ‎[解析]　NH4Cl受热可产生NH3和HCl，但两者遇冷会重新凝结产生NH4Cl，且可能出现堵塞导管的情况，③中试管口未向下倾斜会导致水倒流入试管而使试管破裂，故①③符合题意。‎ ‎7．(2018·经典习题选萃)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__A、C、G__。‎ ‎(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__产生白烟__，原因是A瓶中HCl气体压强大，HCl进入B瓶__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__，稳定后，关闭旋塞1。‎ ‎②再打开旋塞2，B瓶中的现象是__烧杯中的石蕊溶液会进入B瓶，且溶液显红色__。‎ ‎[解析]　(1)氨气的实验室制取采用的是固固加热装置，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，烧杯中的石蕊溶液会倒流进入B瓶，且溶液变红。‎ 要点速记：‎ ‎1．牢记一条转化主线：‎ N2NH3NONO2HNO3NH4NO3。‎ ‎2．注意一种特殊的颜色：‎ NO2——红棕色气体。‎ ‎3．掌握两种特殊的检验：‎ ‎(1)NO：无色气体红棕色 ‎(2)NH： ‎4．熟悉氨气还原性的“四大体现”‎ ‎(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 ‎5．注意铵盐与碱反应的两个应用 ‎(1)实验室制NH3。‎ ‎(2)检验铵盐或NH存在。‎ ‎6．牢记硝酸的三个反应 ‎(1)3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O；‎ ‎(2)Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O；‎ ‎(3)C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。‎ ‎7．注意与NH3相关的四点注意事项 ‎(1)NH3是中学化学中唯一的碱性气体，可在推断题中作为解题的突破口，确定NH3的存在。氨与酸反应的实质是NH3与H＋结合形成NH。氨几乎能与所有的可溶性酸反应生成盐。‎ ‎(2)氨水的成分是三分子：NH3、NH3·H2O、H2O；三离子：NH、OH－、H＋，氨水呈弱碱性。计算氨水浓度时，溶质视为NH3。‎ ‎(3)吸收氨气(或HCl)时要注意防止倒吸。‎ 可用于吸收氨气(或HCl)并能防倒吸的常用装置为 ‎(4)铵盐受热都能分解，但不是都产生NH3，如NH4NO3受热分解生成N2O和H2O。‎