2023届高三化学高考备考一轮复习——氮及其化合物学案(Word含答案)

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2023届高三化学高考备考一轮复习——氮及其化合物学案(Word含答案)

资源简介

氮及其化合物
【目录】
【知识点讲解】————————————————2
【对点训练】—————————————————11
【参考答案】—————————————————16
【知识点讲解】
氮气
性质
物理性质:无色无味的气体,占空气体积分数约78%(氧气约21%),氮气是难液化的气体。氮气在极低温下会液化成无色液体,进一步降低温度时,更会形成白色晶状固体。通常情况下,化学性质不活泼。
化学性质:
可与与活泼金属反应
N2 与金属锂在常温下就可直接反应:6Li + N === 2Li N
N2与碱土金属Mg 、Ca 、Sr 、Ba 在炽热的温度下作用: 3Ca + N =Ca N (加热)
N2与镁条反应:3Mg+N =Mg N (氮化镁)(点燃)
用途
氮主要用于合成氨,反应式为N +3H 2NH ( 条件为高压,高温、和催化剂。反应为可逆反应)还是合成纤维(锦纶、腈纶),合成树脂,合成橡胶等的重要原料。 氮是一种营养元素还可以用来制作化肥。
一氧化氮
物理性质
无色 、无味、有毒、不溶于水
化学性质
补充:红棕色的物质
Fe2O3粉末、NO2、溴蒸气
制备
(1)实验室制备
用铜和稀硝酸来制备,在实验室中,通常用铜和稀硝酸反应来制备一氧化氮。
3Cu+8HNO3(稀)→3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
用亚硝酸钠和稀硫酸反应来制备
6NaNO2+3H2SO4→3Na2SO4+2H2O+4NO↑+2HNO3
干法制备
3KNO2+KNO3+Cr2O→2K2CrO4+4NO↑
注意事项
①稀HNO3的浓度不宜偏高,否则可能会生产二氧化氮,也不能过低,否则反应速率过慢,以体积比1:4左右较为理想。
②铜片要用纯铜,因为有些合金元素可能会导致硝酸的还原产物混有二氧化氮气体。
③用胶塞塞住注射器针头之前要确保注射器内无空气,否则生产的一氧化氮会被氧化。
(2)工业制备
合成法,将氮与氧混合气体通过电弧,在4000摄氏度直接化合成一氧化氮N2+O2→2NO
催化氧化
4NH3+5O2→4NO+6H2O
酸解法
3NaNO2+H2SO4(稀)→2NO↑+NaNO3+Na2SO4+H2O
二氧化氮
物理性质
红棕色、有刺激性气味、有毒、密度比空气大、易液化、易溶于水
化学性质
自身聚合
氧化性:可使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝
(二氧化氮非酸性氧化物,因为还有一氧化氮气体生成)
用途
①工业制硝酸
②在化学反应和火箭燃料中作氧化剂
二氧化氮对大气的污染
来源
主要来自于汽车尾气(发动机在高温下氮气与氧气发生发生反应)
危害
直接危害人体健康、形成臭氧空洞、光化学烟雾、形成酸雨
硝酸型酸雨的形成途径
防治
调整能源结构、发展清洁能源、改进汽车尾气的处理技术、控制汽车尾气的排放
例1:回答下列关于NO、NO2的问题:
(1)汽车排气管上装有催化转化器可减少尾气对环境的污染,汽车尾气中的有害气体CO和NO反应可转化为无害气体排放,写出相关反应的化学方程式:___________________
(2)工业生产中利用氨水吸收SO2和NO2,原理如图所示:
NO2被吸收后生成的铵盐是____________(填化学式);为证明溶液中NH4+的存在,可向少量铵盐溶液中加入___________溶液。
【答案】2CO+2NO N2和2CO2 (NH4)2 SO4 NaOH
【解析】(1)汽车尾气中的有害气体CO和NO反应可转化为无害气体N2和CO2,其化学反应的化学方程式:2CO+2NO N2和2CO2,故答案为:2CO+2NO N2和2CO2;
(2)由流程图知,二氧化硫通入氨水中生成亚硫酸铵,利用亚硫酸铵中SO32-的还原性吸收NO2,SO32-被氧化为SO42-,NO2被还原为N2,离子方程式为:
2NO2+4(NH4)2 SO3= N2+4(NH4)2 SO4,NO2被吸收后生成的铵盐为(NH4)2 SO4,检验溶液中的NH4+,向溶液中滴加氢氧化钠溶液加热,并用湿润的红色石蕊试纸检证产生的气体,试纸变蓝,就证明有NH4+,所以为证明溶液中NH4+的存在,可向少量铵盐溶液中加入氢氧化钠溶液,故答案为:(NH4)2 SO4;NaOH;

性质
物理性质:无色、有刺激性气味、密度比空气大、有毒、易液化、极易溶于水(1:700)
化学性质:有碱性与还原性
喷泉实验
原理
氨气极易溶于水,水溶解大量的氨气使压强减少,造成压强差,从而水被压入烧瓶中
成功的关键
装置的气密性良好
气体的纯度高
烧瓶必须干燥
常见的形成喷泉的气体与吸收剂
HCI 水或碱液
NH3 水或盐酸
NO2与O2 水
CO2、CI2、SO2、H2S 碱液
SO2 氯水
乙烯 溴水
例2:下列四种气体中,与水无法做“喷泉”实验的是( )
A.HCl B.NH3 C.SO2 D.NO
【答案】D
【解析】能溶于水或与能水反应的气体,可与水做“喷泉”实验;难溶于水的气体,与水无法做“喷泉”实验。HCl、 NH3 、SO2都易溶于水,可与水做“喷泉”实验;NO难溶于水,与水无法做“喷泉”实验,故选D。
3、氨的化学性质
与水反应
NH3+H2O NH3·H2O
氨水中的微粒
NH3·H2O、NH3、H2O、NH4+、OH-、H+(极少)
补充:液氨与一水合氨为纯净物
弱碱性
与指示剂:酚酞变红、红色石蕊溶液变蓝
与酸反应:(产生白烟)
与MgCl2等生成沉淀
催化氧化
(工业制硝酸、反应放热)
氨水:有刺激性气味、具有挥发性
补充:可用挥发性酸检验氨气(如HCI、HNO3)
可用挥发性酸尾气吸收氨气
例3:下列关于氨气的说法正确的是( )
A.氨可以用浓硫酸干燥
B.氨溶于水显弱碱性,因此氨气可使湿润的酚酞试纸变蓝
C.氨本身没有毒,故发生液氨大量泄漏时,人们也不必采取任何防范措施
D.吸收NH3可用如图所示的装置防止倒吸
【答案】D
【解析】A.氨属于碱性气体,不能用酸性干燥剂干燥,A不正确;
B.氨溶于水生成氨水,湿润的酚酞试纸遇NH3会变红,B不正确;
C.虽然氨气并不能称为有毒气体,但浓度大时具有很强的腐蚀性,常被吸附在皮肤黏膜和眼黏膜上,从而产生刺激和炎症,C不正确;
D.四氯化碳是一种油状液体,氨气不能溶解在其中,从而防止了倒吸,D正确;
故选D。
4、用途
制氨水、铵盐(氮肥)、制硝酸
氨气的合成
实验制法:
原理:
装置:固固加热制气体型
干燥:碱石灰(等碱性干燥剂)
收集:向下排空气法
检验:用湿润的红色石蕊试纸(变蓝)
用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近瓶口(白烟)
尾气:用酸性溶液吸收
实验室快速制法:
加热浓氨水
CaO或NaOH与浓氨水加热
氮的固定
定义
定义空气中游离的氮转化为氮的化合物
(2)方法
生物:豆科植物根瘤菌固氮
自然:打雷放电
人工:
例4:氨不可能发生的反应是( )
A.
B.
C.2NH3+3Cl2→N2+6HCl
D.8NH3+3Cl2→N2+6NH4Cl
【答案】B
【解析】A.氨气催化氧化可制得NO,反应方程式为,A选项不符合;
B.氨气催化氧化可制得NO,不直接生成NO2,B选项符合;
C.NH3具有还原性,可被Cl2氧化为N2,反应的化学方程式为2NH3+3Cl2→N2+6HCl,C选项不符合;
D.NH3具有还原性,可被Cl2氧化为N2,若NH3过量,生成的HCl可与过量的NH3反应生成NH4Cl,反应的化学方程式为8NH3+3Cl2→N2+6NH4Cl,D选项不符合;
答案选B。
浓硝酸
物理性质
无色、有刺激性气味、液体、沸点83℃(低)、易挥发
密度大于水、与水任意比混溶
浓硝酸浓度一般在69%以上,98%的硝酸又称发烟硝酸
化学性质
酸的通性
与指示剂变色、与碱反应、与碱性氧化物反应、与部分盐反应
不稳定性
强氧化性
钝化
与活泼金属钝化
与非金属
与还原物质反应
与H2S、HI、SO2、Na2SO3、Fe2+反应
例5:足量铜与一定量浓硝酸反应,得到硝酸铜溶液和NO2、NO的混合气体4.48L(气体体积均在标准状况下测定,下同),这些气体与一定体积氧气混合后通入水中,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5mol/LNaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀,消耗NaOH溶液的体积是60mL。下列说法不正确的是
A.此反应过程中转移的电子为0.6mol
B.消耗氧气的体积是1.68L
C.混合气体中含NO23.36L
D.参加反应的硝酸是0.5mol
【答案】A
【解析】n(混合气体)==0.2mol;60mL5mol/L的氢氧化钠溶液中氢氧化钠的物质的量为n(NaOH)=5mol/L×0.06L=0.3mol。
A.在反应中Cu失去电子变为Cu2+,产生的Cu2+结合OH-生成Cu(OH)2沉淀,可见反应过程中电子转移的物质的量等于反应消耗的NaOH的物质的量,因此反应转移的电子为0.3mol,A错误;
B.生成氢氧化铜的物质的量n[Cu(OH)2]=0.3mol×=0.15mol,反应消耗的铜的物质的量为0.15mol,0.15mol铜完全反应失去0.3mol电子,根据电子守恒,氧气得到的电子与铜失去的电子一定相等,则消耗氧气的物质的量n(O2)=mol=0.075mol,则消耗标况下氧气的体积V(O2)=22.4L/mol×0.075mol=1.68L,B正确;
C.设NO的物质的量为x、NO2的物质的量为y,则x+y=0.2mol,根据电子守恒可得:3x+y=0.3mol,解得:x=0.05mol、y=0.15mol,则混合气体中二氧化氮的体积V(NO2)=0.15mol×22.4L/mol=3.36L,C正确;
D.铜离子恰好沉淀时,反应后的溶质为硝酸钠,根据钠离子守恒可知硝酸钠中硝酸根离子的物质的量为0.3mol,根据氮原子守恒可得硝酸的物质的量为:0.3mol+0.2mol=0.5mol,D正确;
故答案选A。
制备
N O5+H O=2HNO
用途
制TNT、药物、硝化氮肥
王水
三盐一硝
王水能溶解铂、金等不溶于酸的稳定金属
【对点训练】
一、选择题
1.下列有关硫、氮单质及其化合物的叙述正确的是( )
A.SO2、NO2均为酸性氧化物
B.“雷雨肥庄稼”与氮的固定有关
C.硫粉在过量的纯氧中燃烧可以生成SO3
D.亚硫酸钠可长期暴露在空气中,不易变质
2.如图是产生和收集气体的实验装置,该装置适合于( )
A.用浓硝酸与Cu反应制取NO2 B.用浓盐酸和MnO2反应制取Cl2
C.用H2O2溶液和MnO2反应制取O2 D.用NH4Cl和Ca (OH)2反应制取NH3
3.在100mL混合酸的溶液中,硝酸的物质的量浓度为0.4mol/L,硫酸的物质的量浓度为0.2mol/L,向其中加入6.4g铜粉,微热,使其充分反应,生成NO的物质的量( )
A.0.02mol B.0.03mol C.0.04mol D.0.1mol
4.利用如图装置可以进行实验并能达到实验目的的是( )
选项 实验目的 X中试剂 Y中试剂
A 用KMnO4和浓盐酸制取并收集纯净干燥的Cl2 饱和食盐水 浓硫酸
B 用Cu与浓硝酸制取并收集纯净干燥的NO2 水 浓硫酸
C 用生石灰与浓氨水制取并收集纯净干燥的NH3 水 浓硫酸
D 用铜片和浓硫酸制取并收集纯净干燥的SO2 饱和NaHSO3溶液 浓硫酸
5.下列除杂质的操作方法正确的是( )
A.N2 中有少量的 CO:通过灼热的氧化铜
B.食盐中有少量的 NH4Cl:加过量的烧碱溶液后加热蒸干
C.NO 中有少量的 NO2:用水洗涤后再干燥
D.NO2 中有少量 NH3:用水洗涤后干燥
6.实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如图所示(省略夹持和净化装置)。仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验,最合理的选项是( )
选项 a 中的物质 b 中的物质 c 中收集的气体 d 中的物质
A 浓氨水 CaO NH3 H2O
B 稀硫酸 Na2SO3 SO2 NaOH 溶液
C 浓硝酸 Cu NO2 NaOH 溶液
D 浓盐酸 MnO2 Cl2 NaOH 溶液
7.设计如下装置制备硝酸(夹持装置略),每个虚线框表示一个装置单元,其中完全正确的是
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
8.在3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O的反应中,被还原的硝酸的物质的量与未被还原的硝酸的物质的量之比为( )
A.1:2 B.1:3 C.3:1 D.1:4
9.下列物质中,不能用浓硫酸干燥的是
A.NH3 B.CO2 C.Cl2 D.SO2
10.侯氏制碱原理:NH3+CO2+H2O+NaCl===NaHCO3↓+NH4Cl,需经过制取氨气、制取NaHCO3、分离及干燥NaHCO3四个步骤,下列图示装置能达到实验目的的是(  )
A.制取氨气 B.制取NaHCO3
C.分离NaHCO3 D.干燥NaHCO3
11.实验室药品必须按规定存放,下列对错误存放后出现现象的解释合理的是( )
A.石灰水敞口存放,出现白色固体:
B.浓硝酸存放于无色细口瓶中,颜色变黄:
C.酸化的硫酸亚铁溶液长时间存放,溶液变黄:
D.将氨水和浓盐酸存放在同一个药品柜中,柜壁出现白色固体:
二、非选择题
12.将红热的固体单质甲放入显黄色的浓乙溶液中,剧烈反应,产生混合气体A,A在常温下不与空气作用,发生如图所示的变化。
气体A
(1)写出下列物质的化学式:丙__,B___,C___,D___。
(2)写出甲跟乙反应的化学方程式:__。
(3)单质丙与溶液乙反应生成气体B的离子方程式:__。
13.非金属单质A经下图所示的过程可转化为含氧酸D,已知D为强酸,请回答下列问题:
(1)若A在常温下是固体,B是能使品红溶液褪色的有刺激性气味的无色气体:
①D的化学式:_________;
②在工业生产中,B气体大量排放,被雨水吸收后形成____________污染环境。
(2)若A在常温下为气体,C是红棕色气体。
①C的化学式为:_________;
②D的浓溶液在常温下可与铜反应并生成C气体,该反应的化学方程式为:___________,该反应___(填“属于”或“不属于”)氧化还原反应。
14.氨是一种重要的化工产品,也是重要的化工原料。某化学兴趣小组在实验室制备氨并完成相关性质实验。
I.实验室制取氨气通常有两种方法:①固体氢氧化钙与氯化铵共热制备氨气(装置如图 甲②在锥形瓶中加入NaOH固体,在分液漏斗中加入浓氨水制备氨气(装置如图乙)。请回答:
(1)用方法①制备并收集NH3 。装置甲中生成NH3的化学方程式为______。用圆底烧瓶收集NH3的方法为_____(填“向上排空气法”或“向下排空气法”),检验圆底烧瓶中已收集满氨气的方法是_______。
(2)利用装置乙可用方法②制取氨气,利用该装置还可制取_____(填字母)等气体。
a.H2 b.CO2 c.Cl2
II.该化学兴趣小组设计了如图所示的实验装置模拟工业生产制备少量硝酸。
(1)实验时先用酒精喷灯预热催化剂,然后通入反应气体,当催化剂红热后移走酒精喷灯,催化剂始终保持红热,温度可达到700℃以上,由此可知该反应是______反应(填“吸热”或“放热”)。
(2)B中试剂为 __________,NaOH溶液的作用是________。
(3)控制氨气和氧气的比例是制备硝酸的关键。当比例不合适时,A中不仅有红棕色气体产生,还伴有白烟,白烟的化学式是_________。欲使氨气尽可能完全转化为_______,理论上n(NH3) : n(O2)的最佳比例为______。
【参考答案】
1.【答案】B
【解析】A.二氧化氮与氢氧化钠反应生成了硝酸钠和亚硝酸钠,发生了氧化还原反应而不是复分解反应,所以不属于酸性氧化物,故A错误;
B.“雷雨肥庄稼”过程发生的主要化学反应有:N2+O22NO,2NO+O2=2NO2,3NO2+H2O=2HNO3+NO,HNO3与土壤中的弱酸盐反应生成硝酸盐,农作物吸收硝酸根中化合态的N,第一个反应是“将游离态的氮转化为化合态氮”,与氮的固定有关,故B正确;
C.硫粉在过量的纯氧中燃烧只能生成SO2,不可能生成SO3,二氧化硫与氧气在一定条件下反应生成二氧化硫,故C错误;
D.亚硫酸盐中硫为+4价,具有强的还原性,容易被空气中的氧气氧化,暴露在空气中易变质,故D错误;
综上所述答案为B。
2.【答案】C
【解析】A.铜与浓硝酸反应生成二氧化氮,实验为固体和液体常温下反应生成气体实验,且二氧化氮难溶于水,不能用排水法收集,需用向上排空气法收集,故A错误;
B.用浓盐酸和二氧化锰反应制取氯气需要加热,发生装置错误,氯气可与水反应,不可用排水法收集,需用排饱和食盐水收集,故B错误;
C.用H2O2溶液和MnO2反应制取O2属于固液常温型,氧气难溶于水,可用排水法收集,故C正确;
D.氯化铵和氢氧化钙是固体,反应需要加热,所以反应应该在试管中进行,且试管口略向下倾斜,发生装置错误;氨气极易溶于水,不可用排水法收集,故D错误;
答案选C。
3.【答案】A
【解析】在某100mL混酸中,硝酸的物质的量n(HNO3)=0.1L×0.4mol/L=0.04mol,硫酸的物质的量为:n(H2SO4)=0.1L×0.2moL/L=0.02moL,所以氢离子的物质的量:n(H+)=0.04moL+2×0.02moL=0.08mol,铜粉的物质的量为:=0.1mol,n(NO3-)=0.1L×0.4moL/L=0.04moL,依据方程式:3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O判断出H+不足,需要根据H+计算生成NO的物质的量,所以完全反应生成一氧化氮的物质的量为:。
答案选A。
4.【答案】B
【解析】
A.用KMnO4和浓盐酸制取Cl2不需要加热,用饱和食盐水除去HCl,再通过浓硫酸除去水蒸气,然后用向上排空气法收集密度大于空气的氯气,A正确;
B.铜与浓硝酸反应生成二氧化氮,二氧化氮溶于水后生成一氧化氮,一氧化氮进入集气瓶中可被空气中的氧气氧化生成二氧化氮,但空气中有氮气,不能利用此方法得到纯净的二氧化氮气体,B错误;
C.氨气为碱性气体且易溶于水,故不能用水和浓硫酸洗气,同时氨气密度比空气小,不能够用此装置收集气体,C错误;
D.铜与浓硫酸反应需要加热,D错误;
故选A。
5.【答案】C
【解析】
A. CO通过灼热的氧化铜发生反应:CO + CuO Cu + CO2,产生新的杂质气体CO2,A选项错误;
B. 食盐中有少量的 NH4Cl:加过量的烧碱溶液后加热蒸干会带入新杂质NaOH,B选项错误;
C. NO 中有少量的 NO2:用水洗涤发生反应:3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO,再干燥可得纯NO,C选项正确;
D. NO2 中有少量 NH3:用水洗涤时NO2能与水发生反应:3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO,D选项错误;
答案选C。
6.【答案】C【解析】
A.氨气的密度比空气密度小,应该采用向下排空气法收集,装置c中的导管应改为短进长出,故A错误;
B.实验室制SO2用浓硫酸和Na2SO3固体减少SO2在水中的溶解,故B错误;
C.浓硝酸与Cu反应生成二氧化氮,二氧化氮的密度比空气大,二氧化氮能用NaOH溶液吸收,所以能用该装置制备收集,故C正确;
D.用MnO2和浓盐酸制取氯气时需要加热,图示装置中没有加热装置,故D错误;
答案选C。
7.【答案】A【解析】
制备硝酸流程为NH3先进行催化氧化生成NO,NO再和氧气、水反应生成硝酸,图中装置①制取氨气和氧气,图②为NH3的催化氧化生成NO,③为除去氨气的装置,应使用浓硫酸除去气体中的NH3,④为防倒吸装置和吸收装置,进气应该是短口进,故①②正确,③④错误。故答案选:A。
8.【答案】B【解析】
8mol稀HNO3中的N原子有2mol化合价降低,即有2mol HNO3被还原,有6molN原子化合价没改变,即有6mol HNO3未被还原,故被还原的硝酸的物质的量与未被还原的硝酸的物质的量之比=2:6=1:3。
答案选B。
9.【答案】A【解析】A.NH3能与硫酸反应生成硫酸铵,所以不能用浓硫酸干燥NH3,A符合题意;
B.CO2为酸性氧化物,与浓硫酸不发生反应,B不合题意;
C.Cl2为酸性气体、且具有强氧化性,硫酸也具有强氧化性,二者不发生反应,C不合题意;
D.SO2虽然具有一定的还原性,但S显+4价,而硫酸中的S显+6价,二者不能发生氧化还原反应,D不合题意;
故选A。
10.【答案】C【解析】A.氯化铵加热分解后,温度稍低在试管口又化合生成氯化铵,则不能制备氨气,制备氨气,应用氯化铵和氢氧化钙为反应物,故A错误;
B.吸收二氧化碳时,导管应长进短出,图中进气方向不合理,故B错误;
C.由NH3+CO2+H2O+NaCl═NaHCO3↓+NH4Cl可知,碳酸氢钠沉淀与溶液分离,则选图中过滤法可分离,故C正确;
D.碳酸氢钠加热会分解,不能直接加热干燥,应选干燥器进行干燥或烘干,故D错误;
答案为C。
11.【答案】D【解析】A. 石灰水敞口存放,吸收空气中的二氧化碳,出现白色固体:,A错误;
B. 浓硝酸存放于无色细口瓶中,颜色变黄,是因为浓硝酸见光易分解产生的二氧化氮气体溶解在其中,方程式为:,B错误;
C. 酸化的硫酸亚铁溶液长时间存放,溶液变黄,是因为亚铁离子被氧化生成铁离子:,C错误;
D. 将氨水和浓盐酸存放在同一个药品柜中,氨水与浓盐酸反应生成氯化铵,出现白色固体:,D正确;
故答案为:D。
12【答案】Cu NO CaCO3 Cu(NO3)2 C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O 3Cu+8H++2NO3-=2NO↑+3Cu2++4H2O
【解析】
(1)有分析可知丙为Cu,B为NO,C为CaCO3,D为Cu(NO3)2,
故答案为:Cu ;NO ;CaCO3 ;Cu(NO3)2 ;
(2)甲为碳,乙为HNO3,反应生成二氧化碳,二氧化氮和水,反应的化学方程式是C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O ,
故答案为:C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O ;
(3)丙为铜,乙为HNO3,反应生成一氧化氮,反应的离子方程式是:3Cu+8H++2NO3-=2NO↑+3Cu2++4H2O,
故答案为:3Cu+8H++2NO3-=2NO↑+3Cu2++4H2O;
13.
【答案】H2SO4 酸雨 NO2 Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 属于
【解析】
(1)A在常温下为固体,B是能使品红溶液褪色的有刺激性气味的无色气体,则A为S单质,B为SO2,C为SO3,D为H2SO4。
①由以上分析可知D是硫酸,化学式为H2SO4,故答案为:H2SO4;
②在工业生产中大量排放的SO2气体被雨水吸收后形成了酸雨而污染了环境,故答案为:酸雨;
(2)若A在常温下为气体,C是红棕色的气体,则A应为N2,B为NO,C为NO2,D为HNO3。
①由以上分析可知C为NO2,故答案为:NO2;
②D的浓溶液在常温下可与铜反应并生成C气体,反应的化学方程式为Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,该反应中Cu的化合价升高,N的化合价降低,属于氧化还原反应,故答案为:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O;属于。
14.
【答案】 向下排空气法 放湿润的红色石蕊试纸在瓶口,试纸变蓝色则说明气体已收集满 abc 放热
水 吸收尾气 硝酸 1:2
【解析】
I(1)用固体氢氧化钙与氯化铵共热制备氨气的化学方程式为:;氨气的密度比空气小,所以在收集气体时采用向下排空气法;氨气是碱性气体,所以在验证氨气是否集满时,可用湿润的红色石蕊试纸在瓶口,若试纸变蓝色,则氨气已集满; (2)利用装置乙可用方法②制取氨气,属于固液混合不加热型发生装置,制取氢气、二氧化碳、氯气(高锰酸钾与浓盐酸)也采用一样的发生装置,制备氯气需要加热;
故答案为:;向下排空气法;放湿润的红色石蕊试纸在瓶口,试纸变蓝色则说明气体已收集满;abc;
II该小组要制备硝酸,原料是氨气和氧气,实验时先用酒精喷灯预热催化剂,当催化剂红热后移走酒精喷灯,催化剂始终保持红热,温度可达到700℃以上,说明该反应放热保持温度恒定,整个过程中会发生下列反应: ;在A、B中再与氧气及水充分反应: ,氢氧化钠是吸收前面生成的酸性气体,所以最后一个是尾气处理装置;硝酸和氨气可生成硝酸铵,所以A中的白烟是硝酸铵,化学式为:,要使氨气全部转化为硝酸,则中间产物一氧化氮全部反应,由两方程叠加,可得4mol氨气参与反应会消耗氧气8mol,故n(NH3) : n(O2) 的最佳比例为1:2;
故答案为:放热;水;吸收尾气;;硝酸;1:2。2023 届一轮化学复习知识清单——氮及其化合物
氮及其化合物
【目录】
【知识点讲解】————————————————2
【对点训练】—————————————————11
【参考答案】—————————————————16
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【知识点讲解】
一、氮气
(1)性质
物理性质:无色无味的气体,占空气体积分数约 78%(氧气约 21%),氮气是难液
化的气体。氮气在极低温下会液化成无色液体,进一步降低温度时,
更会形成白色晶状固体。通常情况下,化学性质不活泼。
化学性质:
可与与活泼金属反应
N2 与金属锂在常温下就可直接反应:6Li + N === 2Li N
N2与碱土金属 Mg 、Ca 、Sr 、Ba 在炽热的温度下作用: 3Ca + N =Ca N (加热)
N2与镁条反应:3Mg+N =Mg N (氮化镁)(点燃)
(2)用途
氮主要用于合成氨,反应式为 N +3H 2NH ( 条件为高压,高温、和催化剂。
反应为可逆反应)还是合成纤维(锦纶、腈纶),合成树脂,合成橡胶等的重要原料。
氮是一种营养元素还可以用来制作化肥。
二、一氧化氮
1、物理性质
无色 、无味、有毒、不溶于水
2、化学性质
补充:红棕色的物质
Fe2O3粉末、NO2、溴蒸气
3、制备
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(1)实验室制备
用铜和稀硝酸来制备,在实验室中,通常用铜和稀硝酸反应来制备一氧化氮。
3Cu+8HNO3(稀)→3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
用亚硝酸钠和稀硫酸反应来制备
6NaNO2+3H2SO4→3Na2SO4+2H2O+4NO↑+2HNO3
干法制备
3KNO2+KNO3+Cr2O→2K2CrO4+4NO↑
注意事项
①稀 HNO3 的浓度不宜偏高,否则可能会生产二氧化氮,也不能过低,否则反应
速率过慢,以体积比 1:4 左右较为理想。
②铜片要用纯铜,因为有些合金元素可能会导致硝酸的还原产物混有二氧化氮
气体。
③用胶塞塞住注射器针头之前要确保注射器内无空气,否则生产的一氧化氮会
被氧化。
(2)工业制备
合成法,将氮与氧混合气体通过电弧,在 4000 摄氏度直接化合成一氧化氮
N2+O2→2NO
催化氧化
4NH3+5O2→4NO+6H2O
酸解法
3NaNO2+H2SO4(稀)→2NO↑+NaNO3+Na2SO4+H2O
三、二氧化氮
1、物理性质
红棕色、有刺激性气味、有毒、密度比空气大、易液化、易溶于水
2、化学性质
自身聚合
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氧化性:可使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝
(二氧化氮非酸性氧化物,因为还有一氧化氮气体生成)
3、用途
①工业制硝酸
②在化学反应和火箭燃料中作氧化剂
4、二氧化氮对大气的污染
(1)来源
主要来自于汽车尾气(发动机在高温下氮气与氧气发生发生反应)
(2)危害
直接危害人体健康、形成臭氧空洞、光化学烟雾、形成酸雨
(3)硝酸型酸雨的形成途径
(4)防治
调整能源结构、发展清洁能源、改进汽车尾气的处理技术、控制汽车尾气的排放
例 1:回答下列关于 NO、NO2的问题:
(1)汽车排气管上装有催化转化器可减少尾气对环境的污染,汽车尾气中的有害气体 CO 和
NO 反应可转化为无害气体排放,写出相关反应的化学方程式:___________________
(2)工业生产中利用氨水吸收 SO2和 NO2,原理如图所示:
NO2被吸收后生成的铵盐是____________(填化学式);为证明溶液中 NH +4 的存在,可向少量
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铵盐溶液中加入___________溶液。
【答案】2CO+2NO N2和 2CO2 (NH4)2 SO4 NaOH
【解析】(1)汽车尾气中的有害气体 CO 和 NO 反应可转化为无害气体 N2和 CO2,其化学
反应的化学方程式:2CO+2NO N2和 2CO2,故答案为:2CO+2NO N2和 2CO2;
(2)由流程图知,二氧化硫通入氨水中生成亚硫酸铵,利用亚硫酸铵中 SO 2-3 的还原性吸收
NO ,SO 2-被氧化为 SO 2-2 3 4 ,NO2被还原为 N2,离子方程式为:
2NO2+4(NH4)2 SO3= N2+4(NH4)2 SO4,NO2被吸收后生成的铵盐为(NH4)2 SO4,检验溶液中的 NH +4 ,
向溶液中滴加氢氧化钠溶液加热,并用湿润的红色石蕊试纸检证产生的气体,试纸变蓝,就
证明有 NH + +4 ,所以为证明溶液中 NH4 的存在,可向少量铵盐溶液中加入氢氧化钠溶液,故
答案为:(NH4)2 SO4;NaOH;
四、氨
1、性质
物理性质:无色、有刺激性气味、密度比空气大、有毒、易液化、极易溶于水(1:700)
化学性质:有碱性与还原性
2、喷泉实验
(1)原理
氨气极易溶于水,水溶解大量的氨气使压强减少,造成压强差,从而水被压入烧
瓶中
(2)成功的关键
装置的气密性良好
气体的纯度高
烧瓶必须干燥
(3)常见的形成喷泉的气体与吸收剂
HCI 水或碱液
NH3 水或盐酸
NO2与 O2 水
CO2、CI2、SO2、H2S 碱液
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SO2 氯水
乙烯 溴水
例 2:下列四种气体中,与水无法做“喷泉”实验的是( )
A.HCl B.NH3 C.SO2 D.NO
【答案】D
【解析】能溶于水或与能水反应的气体,可与水做“喷泉”实验;难溶于水的气体,与水无法
做“喷泉”实验。HCl、 NH3 、SO2都易溶于水,可与水做“喷泉”实验;NO 难溶于水,与
水无法做“喷泉”实验,故选 D。
3、氨的化学性质
与水反应
NH3+H2O NH3·H2O
氨水中的微粒
NH3·H2O、NH3、H2O、NH +4 、OH-、H+(极少)
补充:液氨与一水合氨为纯净物
弱碱性
与指示剂:酚酞变红、红色石蕊溶液变蓝
与酸反应: (产生白烟)
与 MgCl2等生成沉淀
催化氧化
(工业制硝酸、反应放热)
氨水:有刺激性气味、具有挥发性
补充:可用挥发性酸检验氨气(如 HCI、HNO3)
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可用挥发性酸尾气吸收氨气
例 3:下列关于氨气的说法正确的是( )
A.氨可以用浓硫酸干燥
B.氨溶于水显弱碱性,因此氨气可使湿润的酚酞试纸变蓝
C.氨本身没有毒,故发生液氨大量泄漏时,人们也不必采取任何防范措施
D.吸收 NH3可用如图所示的装置防止倒吸
【答案】D
【解析】A.氨属于碱性气体,不能用酸性干燥剂干燥,A 不正确;
B.氨溶于水生成氨水,湿润的酚酞试纸遇 NH3会变红,B 不正确;
C.虽然氨气并不能称为有毒气体,但浓度大时具有很强的腐蚀性,常被吸附在皮肤黏膜和
眼黏膜上,从而产生刺激和炎症,C 不正确;
D.四氯化碳是一种油状液体,氨气不能溶解在其中,从而防止了倒吸,D 正确;
故选 D。
4、用途
制氨水、铵盐(氮肥)、制硝酸
5、氨气的合成
实验制法:
原理:
装置:固固加热制气体型
干燥:碱石灰(等碱性干燥剂)
收集:向下排空气法
检验:用湿润的红色石蕊试纸(变蓝)
用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近瓶口(白烟)
尾气:用酸性溶液吸收
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实验室快速制法:
加热浓氨水
CaO 或 NaOH 与浓氨水加热
6、氮的固定
(1)定义
定义空气中游离的氮转化为氮的化合物
(2)方法
生物:豆科植物根瘤菌固氮
自然:打雷放电
人工:
例 4:氨不可能发生的反应是( )
A. 4NH 催化剂3 5O2 4NO 6H2O
B. 4NH 催化剂3 7O2 4NO2 6H2O
C.2NH3+3Cl2→N2+6HCl
D.8NH3+3Cl2→N2+6NH4Cl
【答案】B
【解析】A.氨气催化氧化可制得 NO,反应方程式为 4NH3 5O
催 化2
剂 4NO 6H2O,
A 选项不符合;
B.氨气催化氧化可制得 NO,不直接生成 NO2,B 选项符合;
C.NH3具有还原性,可被 Cl2氧化为 N2,反应的化学方程式为 2NH3+3Cl2→N2+6HCl,C 选项
不符合;
D.NH3具有还原性,可被 Cl2氧化为 N2,若 NH3过量,生成的 HCl 可与过量的 NH3反应生成
NH4Cl,反应的化学方程式为 8NH3+3Cl2→N2+6NH4Cl,D选项不符合;
答案选 B。
五、浓硝酸
1、物理性质
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无色、有刺激性气味、液体、沸点 83℃(低)、易挥发
密度大于水、与水任意比混溶
浓硝酸浓度一般在 69%以上,98%的硝酸又称发烟硝酸
2、化学性质
(1)酸的通性
与指示剂变色、与碱反应、与碱性氧化物反应、与部分盐反应
(2)不稳定性
(3)强氧化性
(4)钝化
与活泼金属钝化
(5)与非金属
(6)与还原物质反应
与 H2S、HI、SO2、Na2SO3、Fe
2+反应
例 5:足量铜与一定量浓硝酸反应,得到硝酸铜溶液和 NO2、NO 的混合气体 4.48L(气体体积
均在标准状况下测定,下同),这些气体与一定体积氧气混合后通入水中,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 5mol/LNaOH 溶液至 Cu2+恰好完全沉淀,消耗
NaOH 溶液的体积是 60mL。下列说法不正确的是 ( )
A.此反应过程中转移的电子为 0.6mol
B.消耗氧气的体积是 1.68L
C.混合气体中含 NO23.36L
D.参加反应的硝酸是 0.5mol
【答案】A
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4.48L
【解析】n(混合气体)= =0.2mol;60mL5mol/L 的氢氧化钠溶液中氢氧化钠的
22.4L / mol
物质的量为 n(NaOH)=5mol/L×0.06L=0.3mol。
A.在反应中 Cu 失去电子变为 Cu2+,产生的 Cu2+结合 OH-生成 Cu(OH)2沉淀,可见反应过程中
电子转移的物质的量等于反应消耗的 NaOH 的物质的量,因此反应转移的电子为 0.3mol,A
错误;
1
B.生成氢氧化铜的物质的量 n[Cu(OH)2]=0.3mol× =0.15mol,反应消耗的铜的物质的量为
2
0.15mol,0.15mol 铜完全反应失去 0.3mol 电子,根据电子守恒,氧气得到的电子与铜失去
0.3
的电子一定相等,则消耗氧气的物质的量 n(O2)= mol=0.075mol,则消耗标况下氧气的体
4
积 V(O2)=22.4L/mol×0.075mol=1.68L,B 正确;
C.设 NO的物质的量为 x、NO2的物质的量为 y,则 x+y=0.2mol,根据电子守恒可得:3x+y=0.3mol,
解得:x=0.05mol、y=0.15mol,则混合气体中二氧化氮的体积 V(NO2)=0.15mol×22.4L/mol=3.36L,
C 正确;
D.铜离子恰好沉淀时,反应后的溶质为硝酸钠,根据钠离子守恒可知硝酸钠中硝酸根离子的
物质的量为 0.3mol,根据氮原子守恒可得硝酸的物质的量为:0.3mol+0.2mol=0.5mol,D 正
确;
故答案选 A。
3、制备
N O5+H O=2HNO
4、用途
制 TNT、药物、硝化氮肥
5、王水
三盐一硝
王水能溶解铂、金等不溶于酸的稳定金属
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【对点训练】
一、选择题
1.下列有关硫、氮单质及其化合物的叙述正确的是( )
A.SO2、NO2均为酸性氧化物
B.“雷雨肥庄稼”与氮的固定有关
C.硫粉在过量的纯氧中燃烧可以生成 SO3
D.亚硫酸钠可长期暴露在空气中,不易变质
2.如图是产生和收集气体的实验装置,该装置适合于( )
A.用浓硝酸与 Cu 反应制取 NO2 B.用浓盐酸和 MnO2反应制取 Cl2
C.用 H2O2溶液和 MnO2反应制取 O2 D.用 NH4Cl 和 Ca (OH)2反应制取 NH3
3.在 100mL 混合酸的溶液中,硝酸的物质的量浓度为 0.4mol/L,硫酸的物质的量浓度为
0.2mol/L,向其中加入 6.4g 铜粉,微热,使其充分反应,生成 NO 的物质的量( )
A.0.02mol B.0.03mol C.0.04mol D.0.1mol
4.利用如图装置可以进行实验并能达到实验目的的是( )
选项 实验目的 X 中试剂 Y 中试剂
A 用 KMnO4和浓盐酸制取并收集纯净干燥的 Cl2 饱和食盐水 浓硫酸
B 用 Cu 与浓硝酸制取并收集纯净干燥的 NO2 水 浓硫酸
C 用生石灰与浓氨水制取并收集纯净干燥的 NH3 水 浓硫酸
D 用铜片和浓硫酸制取并收集纯净干燥的 SO2 饱和 NaHSO3溶液 浓硫酸
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5.下列除杂质的操作方法正确的是( )
A.N2 中有少量的 CO:通过灼热的氧化铜
B.食盐中有少量的 NH4Cl:加过量的烧碱溶液后加热蒸干
C.NO 中有少量的 NO2:用水洗涤后再干燥
D.NO2 中有少量 NH3:用水洗涤后干燥
6.实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如图所示(省略夹持和净化装置)。仅
用此装置和表中提供的物质完成相关实验,最合理的选项是( )
选项 a 中的物质 b 中的物质 c 中收集的气体 d 中的物质
A 浓氨水 CaO NH3 H2O
B 稀硫酸 Na2SO3 SO2 NaOH 溶液
C 浓硝酸 Cu NO2 NaOH 溶液
D 浓盐酸 MnO2 Cl2 NaOH 溶液
7.设计如下装置制备硝酸(夹持装置略),每个虚线框表示一个装置单元,其中完全正确
的是
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
8.在 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 的反应中,被还原的硝酸的物质的量与未被
还原的硝酸的物质的量之比为( )
A.1:2 B.1:3 C.3:1 D.1:4
9.下列物质中,不.能.用浓硫酸干燥的是
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A.NH3 B.CO2 C.Cl2 D.SO2
10.侯氏制碱原理:NH3+CO2+H2O+NaCl===NaHCO3↓+NH4Cl,需经过制取氨气、制取
NaHCO3、分离及干燥 NaHCO3四个步骤,下列图示装置能达到实验目的的是( )
A.制取氨气 B.制取 NaHCO3
C.分离 NaHCO3 D.干燥 NaHCO3
11.实验室药品必须按规定存放,下列对错误存放后出现现象的解释合理的是( )
A 2 .石灰水敞口存放,出现白色固体:2OH CO2 CO3 H2O
光照
B.浓硝酸存放于无色细口瓶中,颜色变黄: 2HNO3 === 2NO +O2 +H2O
C.酸化的硫酸亚铁溶液长时间存放,溶液变
黄: 4H 2Fe2 SO2 3 4 2Fe SO2 2H2O
D.将氨水和浓盐酸存放在同一个药品柜中,柜壁出现白色固体:NH3 HCl NH4Cl
二、非选择题
12.将红热的固体单质甲放入显黄色的浓乙溶液中,剧烈反应,产生混合气体 A,A 在常温
下不与空气作用,发生如图所示的变化。
气体 A
(1)写出下列物质的化学式:丙__,B___,C___,D___。
(2)写出甲跟乙反应的化学方程式:__。
(3)单质丙与溶液乙反应生成气体 B 的离子方程式:__。
13.非金属单质 A 经下图所示的过程可转化为含氧酸 D,已知 D 为强酸,请回答下列问题:
(1)若 A 在常温下是固体,B 是能使品红溶液褪色的有刺激性气味的无色气体:
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①D 的化学式:_________;
②在工业生产中,B 气体大量排放,被雨水吸收后形成____________污染环境。
(2)若 A 在常温下为气体,C 是红棕色气体。
①C 的化学式为:_________;
②D 的浓溶液在常温下可与铜反应并生成 C 气体,该反应的化学方程式为:___________,
该反应___(填“属于”或“不属于”)氧化还原反应。
14.氨是一种重要的化工产品,也是重要的化工原料。某化学兴趣小组在实验室制备氨并完
成相关性质实验。
I.实验室制取氨气通常有两种方法:①固体氢氧化钙与氯化铵共热制备氨气(装置如图 甲②
在锥形瓶中加入 NaOH 固体,在分液漏斗中加入浓氨水制备氨气(装置如图乙)。请回答:
(1)用方法①制备并收集 NH3 。装置甲中生成 NH3的化学方程式为______。用圆底烧瓶收集
NH3的方法为_____(填“向上排空气法”或“向下排空气法”),检验圆底烧瓶中已收集满氨气
的方法是_______。
(2)利用装置乙可用方法②制取氨气,利用该装置还可制取_____(填字母)等气体。
a.H2 b.CO2 c.Cl2
II.该化学兴趣小组设计了如图所示的实验装置模拟工业生产制备少量硝酸。
(1)实验时先用酒精喷灯预热催化剂,然后通入反应气体,当催化剂红热后移走酒精喷灯,
催化剂始终保持红热,温度可达到 700℃以上,由此可知该反应是______反应(填“吸热”或“放
热”)。
(2)B 中试剂为 __________,NaOH 溶液的作用是________。
(3)控制氨气和氧气的比例是制备硝酸的关键。当比例不合适时,A 中不仅有红棕色气体产生,
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还伴有白烟,白烟的化学式是_________。欲使氨气尽可能完全转化为_______,理论上
n(NH3) : n(O2)的最佳比例为______。
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【参考答案】
1.【答案】B
【解析】A.二氧化氮与氢氧化钠反应生成了硝酸钠和亚硝酸钠,发生了氧化还原反应而不
是复分解反应,所以不属于酸性氧化物,故 A 错误;
雷电
B.“雷雨肥庄稼”过程发生的主要化学反应有:N2+O2 2NO,2NO+O2=2NO2,
3NO2+H2O=2HNO3+NO,HNO3与土壤中的弱酸盐反应生成硝酸盐,农作物吸收硝酸根中化合
态的 N,第一个反应是“将游离态的氮转化为化合态氮”,与氮的固定有关,故 B 正确;
C.硫粉在过量的纯氧中燃烧只能生成 SO2,不可能生成 SO3,二氧化硫与氧气在一定条件下
反应生成二氧化硫,故 C 错误;
D.亚硫酸盐中硫为+4 价,具有强的还原性,容易被空气中的氧气氧化,暴露在空气中易变
质,故 D 错误;
综上所述答案为 B。
2.【答案】C
【解析】A.铜与浓硝酸反应生成二氧化氮,实验为固体和液体常温下反应生成气体实验,
且二氧化氮难溶于水,不能用排水法收集,需用向上排空气法收集,故 A 错误;
B.用浓盐酸和二氧化锰反应制取氯气需要加热,发生装置错误,氯气可与水反应,不可用
排水法收集,需用排饱和食盐水收集,故 B 错误;
C.用 H2O2溶液和 MnO2反应制取 O2属于固液常温型,氧气难溶于水,可用排水法收集,
故 C 正确;
D.氯化铵和氢氧化钙是固体,反应需要加热,所以反应应该在试管中进行,且试管口略向
下倾斜,发生装置错误;氨气极易溶于水,不可用排水法收集,故 D 错误;
答案选 C。
3.【答案】A
【解析】在某 100mL 混酸中,硝酸的物质的量 n(HNO3)=0.1L×0.4mol/L=0.04mol,硫酸的物质
的量为:n(H2SO4)=0.1L×0.2moL/L=0.02moL,所以氢离子的物质的量:
6.4g
n(H+)=0.04moL+2×0.02moL=0.08mol,铜粉的物质的量为: =0.1mol,
64g / mol
n(NO -3 )=0.1L×0.4moL/L=0.04moL,依据方程式:3Cu+2NO - +3 +8H =3Cu2++2NO↑+4H2O判断出 H+
不足,需要根据 H+计算生成 NO 的物质的量,所以完全反应生成一氧化氮的物质的量为:
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2
0.08mol 0.02mol 。
8
答案选 A。
4.【答案】B
【解析】
A.用 KMnO4和浓盐酸制取 Cl2不需要加热,用饱和食盐水除去 HCl,再通过浓硫酸除去水蒸
气,然后用向上排空气法收集密度大于空气的氯气,A 正确;
B.铜与浓硝酸反应生成二氧化氮,二氧化氮溶于水后生成一氧化氮,一氧化氮进入集气瓶
中可被空气中的氧气氧化生成二氧化氮,但空气中有氮气,不能利用此方法得到纯净的二氧
化氮气体,B 错误;
C.氨气为碱性气体且易溶于水,故不能用水和浓硫酸洗气,同时氨气密度比空气小,不能
够用此装置收集气体,C 错误;
D.铜与浓硫酸反应需要加热,D 错误;
故选 A。
5.【答案】C
【解析】
A. CO通过灼热的氧化铜发生反应:CO + CuO Cu + CO2,产生新的杂质气体 CO2,A 选
项错误;
B. 食盐中有少量的 NH4Cl:加过量的烧碱溶液后加热蒸干会带入新杂质 NaOH,B 选项错误;
C. NO 中有少量的 NO2:用水洗涤发生反应:3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO,再干燥可得纯 NO,
C 选项正确;
D. NO2 中有少量 NH3:用水洗涤时 NO2能与水发生反应:3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO,D选项
错误;
答案选 C。
6.【答案】C【解析】
A.氨气的密度比空气密度小,应该采用向下排空气法收集,装置 c 中的导管应改为短进长出,
故 A 错误;
B.实验室制 SO2用浓硫酸和 Na2SO3固体减少 SO2在水中的溶解,故 B 错误;
C.浓硝酸与 Cu 反应生成二氧化氮,二氧化氮的密度比空气大,二氧化氮能用 NaOH 溶液吸
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收,所以能用该装置制备收集,故 C 正确;
D.用 MnO2和浓盐酸制取氯气时需要加热,图示装置中没有加热装置,故 D 错误;
答案选 C。
7.【答案】A【解析】
制备硝酸流程为 NH3先进行催化氧化生成 NO,NO 再和氧气、水反应生成硝酸,图中装置
①制取氨气和氧气,图②为 NH3的催化氧化生成 NO,③为除去氨气的装置,应使用浓硫
酸除去气体中的 NH3,④为防倒吸装置和吸收装置,进气应该是短口进,故①②正确,
③④错误。故答案选:A。
8.【答案】B【解析】
8mol 稀 HNO3中的 N 原子有 2mol 化合价降低,即有 2mol HNO3被还原,有 6molN 原子化合
价没改变,即有 6mol HNO3未被还原,故被还原的硝酸的物质的量与未被还原的硝酸的物质
的量之比=2:6=1:3。
答案选 B。
9.【答案】A【解析】A.NH3能与硫酸反应生成硫酸铵,所以不能用浓硫酸干燥 NH3,A
符合题意;
B.CO2为酸性氧化物,与浓硫酸不发生反应,B 不合题意;
C.Cl2为酸性气体、且具有强氧化性,硫酸也具有强氧化性,二者不发生反应,C 不合题意;
D.SO2虽然具有一定的还原性,但 S 显+4 价,而硫酸中的 S 显+6 价,二者不能发生氧化还
原反应,D不合题意;
故选 A。
10.【答案】C【解析】A.氯化铵加热分解后,温度稍低在试管口又化合生成氯化铵,则
不能制备氨气,制备氨气,应用氯化铵和氢氧化钙为反应物,故 A 错误;
B.吸收二氧化碳时,导管应长进短出,图中进气方向不合理,故 B 错误;
C.由 NH3+CO2+H2O+NaCl═NaHCO3↓+NH4Cl 可知,碳酸氢钠沉淀与溶液分离,则选图中过
滤法可分离,故 C 正确;
D.碳酸氢钠加热会分解,不能直接加热干燥,应选干燥器进行干燥或烘干,故 D 错误;
答案为 C。
11.【答案】D【解析】A. 石灰水敞口存放,吸收空气中的二氧化碳,出现白色固体:
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Ca2++2OH-+CO2=H2O+CaCO3 ,A 错误;
B. 浓硝酸存放于无色细口瓶中,颜色变黄,是因为浓硝酸见光易分解产生的二氧化氮气体
光照
溶解在其中,方程式为: 4HNO3 = 4NO +O2 +2H2O,B 错误;2
C. 酸化的硫酸亚铁溶液长时间存放,溶液变黄,是因为亚铁离子被氧化生成铁离子:
4Fe2++4H++O2=4Fe
3++2H2O,C 错误;
D. 将氨水和浓盐酸存放在同一个药品柜中,氨水与浓盐酸反应生成氯化铵,出现白色固体:
NH3 HCl NH4Cl,D正确;
故答案为:D。
12【答案】Cu NO CaCO3 Cu(NO3)2 C+4HNO3(浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O
3Cu+8H++2NO -3 =2NO↑+3Cu2++4H2O
【解析】
(1)有分析可知丙为 Cu,B 为 NO,C 为 CaCO3,D 为 Cu(NO3)2,
故答案为:Cu ;NO ;CaCO3 ;Cu(NO3)2 ;
(2)甲为碳,乙为 HNO3,反应生成二氧化碳,二氧化氮和水,反应的化学方程式是 C+
4HNO3(浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O ,
故答案为:C+4HNO3(浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O ;
(3)丙为铜,乙为 HNO3,反应生成一氧化氮,反应的离子方程式是:3Cu+8H++2NO -3 =2NO↑
+3Cu2++4H2O,
故答案为:3Cu+8H++2NO -3 =2NO↑+3Cu2++4H2O;
13.
【答案】H2SO4 酸雨 NO2 Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 属于
【解析】
(1)A 在常温下为固体,B 是能使品红溶液褪色的有刺激性气味的无色气体,则 A 为 S 单质,
B 为 SO2,C 为 SO3,D 为 H2SO4。
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①由以上分析可知 D 是硫酸,化学式为 H2SO4,故答案为:H2SO4;
②在工业生产中大量排放的 SO2气体被雨水吸收后形成了酸雨而污染了环境,故答案为:
酸雨;
(2)若 A 在常温下为气体,C 是红棕色的气体,则 A 应为 N2,B 为 NO,C 为 NO2,D 为 HNO3。
①由以上分析可知 C 为 NO2,故答案为:NO2;
②D 的浓溶液在常温下可与铜反应并生成 C 气体,反应的化学方程式为
Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,该反应中 Cu 的化合价升高,N 的化合价降低,属于
氧化还原反应,故答案为:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O;属于。
14.
【答案】2NH4Cl Ca OH 2 2NH3 CaCl2 2H2O 向下排空气法 放湿润的
红色石蕊试纸在瓶口,试纸变蓝色则说明气体已收集满 abc 放热
水 吸收尾气 NH4NO3 硝酸 1:2
【解析】
I(1)用固体氢氧化钙与氯化铵共热制备氨气的化学方程式为:
2NH4Cl Ca OH 2 2NH3 CaCl2 2H2O;氨气的密度比空气小,所以在收集气体
时采用向下排空气法;氨气是碱性气体,所以在验证氨气是否集满时,可用湿润的红色石蕊
试纸在瓶口,若试纸变蓝色,则氨气已集满; (2)利用装置乙可用方法②制取氨气,属于固
液混合不加热型发生装置,制取氢气、二氧化碳、氯气(高锰酸钾与浓盐酸)也采用一样的
发生装置,制备氯气需要加热;
故答案为:2NH4Cl Ca OH 2 2NH3 CaCl2 2H2O;向下排空气法;放湿润的红
色石蕊试纸在瓶口,试纸变蓝色则说明气体已收集满;abc;
II 该小组要制备硝酸,原料是氨气和氧气,实验时先用酒精喷灯预热催化剂,当催化剂红热
后移走酒精喷灯,催化剂始终保持红热,温度可达到 700℃以上,说明该反应放热保持温度
高温高压
恒定,整个过程中会发生下列反应: 4NH3 5O 2 4NO 6H2O ;在 A、B 中催化剂
再与氧气及水充分反应: 4NO 3O2 2H 2O 4HNO3 ,氢氧化钠是吸收前面生成的酸
性气体,所以最后一个是尾气处理装置;硝酸和氨气可生成硝酸铵,所以 A 中的白烟是硝
酸铵,化学式为:NH4NO3 ,要使氨气全部转化为硝酸,则中间产物一氧化氮全部反应,
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由两方程叠加,可得 4mol 氨气参与反应会消耗氧气 8mol,故 n(NH3) : n(O2) 的最佳比例为 1:
2;
故答案为:放热;水;吸收尾气;NH4NO3;硝酸;1:2。
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