3.3 氮的循环 讲义-2026-2027学年高一上学期化学鲁科版版必修第一册【精讲精练】

资源下载
  1. 二一教育资源

3.3 氮的循环 讲义-2026-2027学年高一上学期化学鲁科版版必修第一册【精讲精练】

资源简介

教学目标 1.通过自然界中的氮循环,了解氮循环的基本过程,能列举自然固氮与人工固氮的过程,知道人工固氮对社会发展的重要意义,培养科学态度与社会责任的化学学科核心素养。 2.认识氮循环过程中重要的含有氮元素的物质,能够对含有氮元素的物质进行分类,形成宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养。 3.建立从物质类别、元素价态角度研究物质性质和实现含有氮元素的物质之间转化的思路和方法,培养科学探究与创新意识的化学学科核心素养。   4.能从物质的类别、氮元素价态的角度,预测氨、铵盐的性质与转化,掌握氨、铵盐的物理性质和化学性质。  5.能够根据氨、铵盐的性质提出探究问题,并会设计实验探究氨的制法、铵离子的检验等。 6.建立从物质类别、元素价态角度研究物质性质和实现含有氮元素的物质之间转化的思路和方法,培养变化观念与平衡思想的化学学科核心素养。  7.通过对硝酸性质的学习,认识硝酸的物理性质、化学性质以及典型实验现象,能书写主要反应的化学方程式,知道它们的主要应用;建立从物质类别、元素价态角度实现含有氮元素的物质之间转化的思想和方法。 8.通过人类对氮循环的影响,了解酸雨、光化学烟雾和富营养化等环境问题的危害以及如何减少氮氧化物的排放,树立环保意识,同时知道常见氮的化合物在实验室中的安全使用注意事项。 9.能够预测陌生的含有氮元素物质的性质、反应或实验现象,设计方案制备含有氮元素的物质和研究它们的性质。
重点和难点 重点:自然界中的氮循环,自然固氮与人工固氮的过程;氨气和铵盐的主要性质,认识其在生产中的应用;硝酸的物理性质和化学性质 难点:实现含有氮元素的物质之间转化 ;掌握NH4+的检验方法和NH3的实验室制备方法;探究含氮元素物质的性质
知识点1 自然界中氮的循环
1、自然界中的氮循环
(1)氮元素的存在
在自然界中的存在形式有游离态和化合态。
(2)自然界中氮的循环
(3)人类活动对自然界中的氮循环的影响
①氮气―→氮肥、硝酸等含氮化合物;
②氮氧化物参与氮的循环。
2、氮的价类二维图
3、氮的固定
(1)含义:将空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程叫作氮的固定。
(2)分类
氮的固定
4、氮气的性质
(1)物理性质:
颜色 状态 气味 密度 溶解性
无色 气体 无味 与空气接近 难溶于水
(2)化学性质
氮气的化学性质不活泼,通常很难与其他物质发生反应。
①还原性:与O2反应产生NO。
N2+O22NO。
②氧化性:与H2反应生成NH3;反应方程式:N2+3H22NH3
③N2与Mg的反应(表现出氧化性)
化学方程式为N2+3MgMg3N2。
【易错提醒】
氮循环中含氮物质有多种形式的转化,有的对人类生产、生活有益,有的则产生负面作用,请举例说明。
①对人类有益:人工固氮如合成氨,不仅为农作物的生长提供了必需的氮元素,而且为其他化工产品的生产提供了重要的原料;
②对人类有害:工业废气、汽车尾气中的氮氧化物会造成大气污染等;工厂废液、生活废水中的氮元素对水体造成污染。
下列关于自然界中氮循环(如图所示)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
【答案】A
【解析】合成氨反应中,氮元素的化合价降低,被还原,A项错误;硝酸盐转化为蛋白质后经动物消化,蛋白质转化为氨气和铵盐,实现了含氮无机物和含氮有机物的相互转化,并且碳、氢、氧三种元素也参加了氮循环,C、D两项正确。
氮气在大气中虽多于氧气,由于它的性质不活泼,所以人们在认识氧气之后才认识氮气的。不过它的发现却早于氧气。D·卢瑟福发现这气体不能维持生命,具有灭火性质,可以分离空气获得。氮气能大量存在于空气中的根本原因是( )
A.氮气性质稳定,即使在高温下也很难与其他物质发生反应
B.氮气比空气轻,且不溶于水
C.氮分子中两个氮原子间结合得很牢固,分子结构稳定
D.氮气无氧化性,也无还原性,不与其他物质反应
【答案】C
【解析】N2性质稳定,但在高温下可与H2等物质反应表现出氧化性,与O2在放电条件下反应表现出还原性,A、D项不正确;氮气密度与空气相近,且不是N2能大量存在于空气中的根本原因,B项不正确。
下图中能实现人工固氮的是( )
    
A.闪电       B.合成氨车间    C.豆科植物根瘤    D.绿色植物光合作用
【答案】B
【解析】 闪电时,氮气和氧气反应生成NO,属于自然固氮,A错误;合成氨车间N2与H2在一定条件下反应生成NH3,属于人工固氮,B正确;豆科植物的根瘤菌将空气中的氮气通过生物化学过程转化为含氮化合物,属于生物固氮,C错误;光合作用是将二氧化碳和水转化为有机物和氧气,不属于固氮,D错误。
大家在吃薯条等膨化食品时,会发现袋子里东西并不多却鼓鼓囊囊的,袋子里填充的是食品级的氮气而非空气。主要作用有三个方面:①延长食品的保质期;②可以抵御外界潮气的侵入;③保护食品不被压碎。
下列关于N2性质的叙述中错误的是( )
A.氢气在氮气中能燃烧
B.氮气既具有氧化性,又具有还原性
C.将空气中的氮气转变成含氮化合物属于氮的固定
D.氮气与氧气在一定条件下反应生成一氧化氮
【答案】A
【解析】N2不是助燃气体,N2与H2化合需在高温、高压、催化剂的条件下进行。
下列叙述与氮的固定无关的是( )
A.工业合成氨
B.工业上将氨转化为硝酸和其他含氮化合物
C.豆科植物的根瘤菌把空气中的氮气转化为含氮化合物
D.电闪雷鸣的雨天,空气中的氮气会与氧气发生反应并最终转化为硝酸盐被植物吸收
【答案】B
【解析】氮的固定是指把空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程。
命题点2 氮的氧化物
1、不同价态的氮的氧化物:
类别 N2O NO N2O3 NO2 N2O4 N2O5
价态 +1 +2 +3 +4 +4 +5
2、一氧化氮和二氧化氮:
(1)物理性质
物质 颜色 状态 气味 毒性 水溶性
NO 无色 气态 无味 有毒 难溶于水
NO2 红棕色 气态 刺激性 有毒 易溶于水
3、一氧化氮、二氧化氮性质探究
(1)在一支50 mL的注射器里充入20 mL NO,观察颜色:无色,然后吸入5 mL水,用乳胶管和弹簧夹封住管口,振荡注射器。现象:注射器内无明显变化,结论:NO难溶于水。
(2)打开弹簧夹,快速吸入10 mL空气后夹上弹簧夹,现象:注射器内气体变为红棕色;振荡注射器。现象:气体的红棕色消失。
结论:在一定条件下,NO和NO2可以相互转化。
(3)实验探究:
实验装置 实验操作 现象
向充满NO气体的试管中注入O2 气体颜色由无色逐渐变为红棕色
向充满NO2气体的试管中注入水 气体逐渐减少,颜色由红棕色变为无色,得到无色溶液
结论:在一定条件下,NO与NO2可以相互转化,反应的化学方程式为
①NO―→NO2:2NO+O2===2NO2;
②NO2―→NO:3NO2+H2O===2HNO3+NO。
4、人类活动对氮循环和环境的影响
(1)大气污染
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,产生了一种有毒的烟雾。
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。
(2)水体污染
水体中氮元素的含量增大,会造成水体的富营养化,导致藻类“疯长”。
(3)对人体危害
NO与血红蛋白结合使人中毒。
5、含氮物质的相关计算
(1)NO和NO2性质的对比
NO NO2
色、态、味 无色、无味 红棕色、有刺激性气味
毒性 有毒气体
水溶性 难溶 易溶且与水反应
与氧气反应 2NO+O2===2NO2 —
与水反应 — 3NO2+H2O===2HNO3+NO
与氧气、水同时作用 4NO+3O2+2H2O ===4HNO3 4NO2+O2+2H2O===4HNO3
氧化性 有氧化性,但通常情况下表现出还原性 能氧化S2-、I-、Fe2+等离子,NO2能使湿润的淀粉KI试纸变蓝
对环境的影响 有毒,大气污染物之一
(2)氮的氧化物溶于水的计算
2NO+O2===2NO2 ①
3NO2+H2O===2HNO3+NO ②
由①+②×2 得4NO2+O2+2H2O===4HNO3,
当体积比V(NO2)∶V(O2)
由①×3+②×2 得4NO+3O2+2H2O===4HNO3,
当体积比V(NO)∶V(O2)
因为水溶液中发生反应3NO2+H2O===2HNO3+NO,所以无论何种情况下水溶液中不会剩余NO2。
【易错提醒】
①某山谷经常电闪雷鸣、雷雨交加,但树木、灌木、花草等植被非常茂密,很少有人敢进入这个山谷。
你能解释该山谷的植被茂密的原因吗?
植物生长需要氮肥,N2在雷电的作用下发生一系列变化:
N2+O22NO
2NO+O2===2NO2
3NO2+H2O===2HNO3+NO
HNO3与土壤成分反应,产生硝酸盐,被植物吸收,所以经常有雷电的地方,植被生长的茂盛。
②NO、NO2均不属于酸性氧化物。酸性氧化物是能够与碱反应生成盐和水的氧化物,而且生成的盐是该氧化物同价态的含氧酸所对应的盐。NO不能与碱反应,NO2与NaOH溶液的反应为2NO2+2NaOH===NaNO2+NaNO3+H2O。但由于生成的不是相应的盐,因此二氧化氮也不是酸性氧化物。
大家在吃薯条等膨化食品时,会发现袋子里的东西并不多却鼓鼓囊囊的,袋子里填充的是食品级的氮气而非空气。主要作用有三个:①延长食品的保质期;②可以抵御外界潮气的侵入;③保护食品不被压碎。
下列关于N2性质的叙述中错误的是( )
A.氢气在氮气中能燃烧
B.氮气既具有氧化性,又具有还原性
C.将空气中的氮气转变成含氮化合物属于氮的固定
D.氮气与氧气在一定条件下反应生成一氧化氮
【答案】A
【解析】N2不是助燃气体,N2与H2化合需在高温、高压、催化剂的条件下进行。
将一支盛满NO2气体的试管倒置在水槽中,最终试管内液面的变化是( )
【答案】A
【解析】由反应3NO2+H2O2HNO3+NO可知,反应后V(NO)是反应前V(NO2)的,则液面上升到试管的处。
一定条件下,将等体积的NO和O2的混合气体置于试管中,并将试管倒立于水槽中,充分反应后剩余气体的体积为原总体积的( )
A.   B.   C.   D.
【答案】 C
【解析】选C。由于NO和O2等体积,故二者物质的量相等,当二者溶于水时,发生反应
4NO+3O2+2H2O===4HNO3
4 3
设初始时NO和O2的物质的量均为x mol,则x mol NO反应掉0.75x mol O2,还剩余0.25x mol O2,则剩余O2为原气体的0.25x÷2x=。
在标准状况下,将O2和NO2按体积之比1∶4充满干燥烧瓶,把烧瓶倒置于水中,瓶内液体逐渐上升,假设烧瓶内溶液不扩散,最终烧瓶内溶液里溶质的物质的量浓度为( )
                  
A. mol·L-1 B. mol·L-1 C. mol·L-1 D. mol·L-1
【答案】C
【解析】设烧瓶的体积为V L,由4NO2+O2+2H2O4HNO3知NO2的体积为V L。又O2和NO2的体积比为1∶4,所以最终液体充满整个烧瓶,溶液的体积为V L,NO2的物质的量为V L÷22.4 L·mol-1=V mol,所以硝酸的物质的量浓度为V mol÷V L= mol·L-1。
如图所示,向盛有3.0 mL NO的试管中缓缓通入1.5 mL O2(所有气体体积均在标准状况下测定)。
试回答下列问题:
(1)写出观察到的现象(可不写满,也可补充):
①_____________________________________________________________。
②_____________________________________________________________。
③_____________________________________________________________。
(2)最终试管中剩余的气体是________,其体积为________。
【答案】(1)①试管内的无色气体变为红棕色 ②试管内液面上升 ③试管内剩余无色气体 (2)NO 1.0 mL
【解析】(1)NO遇O2迅速反应生成NO2∶2NO+O2===2NO2,然后NO2与水反应:3NO2+H2O===2HNO3+NO,导致试管中的液面上升,最终剩余的气体是无色的NO。
(2)将(1)中两个反应合并可得:
4NO+2H2O+3O2===4HNO3
4      3
V(NO)    1.5 mL
解得V(NO)=2.0 mL,故最终试管内剩余NO气体,其体积为1.0 mL。
命题点3 氨气
1、物理性质
无色有刺激性气味的气体,密度比空气小,极易溶于水,常温、常压下1体积水能溶解约700体积氨气,易液化。
2、实验探究
实验装置
操作 打开止水夹,并挤压滴管的胶头 撤去玻璃片
现象 烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶,形成红色喷泉,瓶内液体呈红色 集气瓶内产生大量白烟
结论 氨极易溶于水,水溶液呈碱性 氨气与氯化氢气体反应生成白色固体
3、化学性质
化学(或离子)方程式 现象 说明
能与水反应 NH3+H2ONH3·H2ONH+OH- 形成喷泉 可用湿润的红色石蕊试纸检验氨气
能与酸反应 HCl (挥发性酸) HCl+NH3=== NH4Cl 产生白烟 可用浓盐酸检验氨气;氨气与不挥发性酸也反应
H2SO4 (难挥发性酸) H2SO4+2NH3===(NH4)2SO4 无现象
能与氧气反应 (催化氧化) 4NH3+5O24NO+6H2O 反应放热 是工业制HNO3的基础
能与Cl2反应 8NH3+3Cl2===6NH4Cl+N2 产生白烟 用浓氨水检验输送氯气的管道是否漏气
能与CuO反应 2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O 黑色固体变为红色 可用排水法收集产生的N2
4、氨的用途
(1)工业上:主要应用于氮肥工业和硝酸工业。
化学氮肥
(2)生活中:NH3易液化,常用作制冷剂。
【易错提醒】
①若将NH3换为NO2,能否形成喷泉?若能形成,则实验后液体能否充满烧瓶?
能形成喷泉,但液体不能充满烧瓶。NO2易溶于水并与水发生反应:
3NO2+H2O===2HNO3+NO,有NO气体产生,故用NO2与H2O做喷泉实验时,液体只能充满烧瓶容积的2/3。
②若利用上述氨的喷泉实验装置分别进行NH3和HCl的喷泉实验,所得溶液的物质的量浓度是否相等?
相等。气体的物质的量相等,液体均能充满烧瓶,则实验后溶液的体积相等,所以溶液的物质的量浓度也相等。
③常见能形成喷泉的组合
气体 HCl NH3 CO2、Cl2、SO2、H2S NO2 NO、O2(体积比为4∶3)
吸收剂 水、NaOH溶液 水 NaOH溶液 水 水
下列关于NH3性质的说法正确的是( )
A.其密度小,可用作制冷剂
B.和HCl气体反应产生白烟
C.能使干燥的红色石蕊试纸变蓝
D.可以用加热NH4Cl的方法制备
【答案】B
【解析】氨气易液化,液氨汽化时要吸收大量的热,可用作制冷剂,故A错误;氨气与HCl反应生成氯化铵固体,反应现象为产生白烟,故B正确;氨气与水生成弱碱NH3·H2O,才能使红色石蕊试纸变蓝,遇干燥试纸无明显变化,故C错误;加热氯化铵生成氨气和HCl,两者遇冷又重新化合成氯化铵,不能用此法制取氨气,故D错误。
喷泉是一种常见的自然现象,如图是化学教材中常用的喷泉实验装置,在烧瓶中充满干燥气体,而胶头滴管及烧杯中分别盛有液体。下列气体和液体的组合中不可能形成喷泉的是( )
A.HCl和H2O  B.O2和H2O C.NH3和H2O D.CO2和NaOH溶液
【答案】B
【解析】若能形成喷泉,则烧瓶中的气体必须在液体中易溶或与液体反应,使烧瓶中压强减小。O2在H2O中不易溶,也不发生反应,不可能形成喷泉。
实验室进行氨溶于水的喷泉实验装置如图所示,下列叙述不正确的是( )
A.该实验说明氨气是一种极易溶于水的气体
B.进入烧瓶中的液体由无色变为红色,说明氨水呈碱性
C.形成喷泉的原因是氨气溶于水后,烧瓶内的气压小于大气压
D.用氯气代替氨气,利用此装置也可进行喷泉实验
【答案】D
【解析】A项,NH3极易溶于水,可用来做喷泉实验,正确;B项,氨水呈碱性,能使酚酞溶液变红色,正确;C项,NH3极易溶于水,使烧瓶内的气压小于大气压,正确;D项,Cl2在水中的溶解度较小,不能用于做喷泉实验,错误。
如图所示,在干燥的圆底烧瓶中充满气体a,将胶头滴管中的液体b挤入圆底烧瓶内,轻轻振荡圆底烧瓶,打开弹簧夹f,烧杯中的液体b呈喷泉状喷出,最终几乎充满整个圆底烧瓶。则a和b分别是( )
a(气体) b(液体)
A NO2 水
B NO 4 mol·L-1盐酸
C Cl2 饱和氯水
D NH3 水
【答案】D
【解析】3NO2+H2O===2HNO3+NO,而NO难溶于水,故最终水不能充满圆底烧瓶,A项不符合题意;NO难溶于水,也不溶于盐酸,B项不符合题意;Cl2几乎不溶于饱和氯水,C项不符合题意;NH3极易溶于水,D项符合题意。
5.关于如图进行的实验的说法中正确的是( )
A.若甲烧瓶内是氨气,要产生喷泉,则烧杯中溶液一定呈酸性
B.若乙烧瓶内是二氧化碳,烧杯中是碱溶液,用热毛巾捂热烧瓶片刻即可产生喷泉
C.若丙装置中X为HCl,则烧瓶内可产生白雾
D.若丙装置中通入气体为Cl2,则烧瓶内一定无喷泉产生
【答案】B
【解析】因氨气极易溶于水,故烧杯中可以是水,水呈中性,A错误;通过捂热赶出烧瓶中二氧化碳而使NaOH溶液与CO2反应,导致烧瓶内压强减小,引发喷泉,B正确;NH3+HCl===NH4Cl,产生的是白烟而非白雾,C错误;发生反应:8NH3+3Cl2===6NH4Cl+N2,生成固体NH4Cl,气体体积减小,烧瓶内可能产生喷泉,D错误。
命题点4 铵盐
1、物理性质
颜色 溶解性 状态
多为白色 多易溶于水 晶体
2、化学性质
①实验探究
预期转化:铵盐(N)→氨气(NH3)
实验装置及操作 现象 结论
试管中固体逐渐减少,产生无色、有刺激性气味的气体,试纸变蓝 NH4HCO3分解产生NH3
试管中有无色、有刺激性气味的气体产生,试纸变蓝 NH4Cl和NaOH溶液反应生成NH3
②不稳定性:铵盐受热易分解,碳酸氢铵、氯化铵分解的化学方程式为
NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O、NH4ClNH3↑+HCl↑。
③与碱反应
铵盐与碱反应产生氨气,这是铵盐的通性。铵盐与碱液加热反应的离子方程式为NH+OH-NH3↑+H2O。
【易错提醒】
①教材P112“由于铵盐具有受热易分解的性质”,铵盐受热分解都生成氨气吗?
不是,有些铵盐受热分解生成氨气,如氯化铵、碳酸氢铵;有些受热分解不生成氨气,如硝酸铵受热分解生成氮气。
②碳酸铵、碳酸氢铵可以作化肥,也可以用于食品工业。当存放不当,露置于日光下时,为什么越来越少?碳酸铵、碳酸氢铵不耐热是怎么回事?
铵盐受热容易分解。
③检验NH的答题规范
取少许待测液或晶体于小试管中,加入浓氢氧化钠溶液,微热,将湿润的红色石蕊试纸(或者蘸有浓盐酸的玻璃棒)放在试管口,试纸变蓝色(或者冒白烟),说明是铵盐或待测液含有NH。
下列关于铵盐的叙述中正确的是( )
①所有铵盐中,氮元素化合价都是-3价 ②所有铵盐都能溶于水 ③铵态氮肥不宜与碱性物质混合施用 ④铵盐都能与碱反应,不能与酸反应
A.①③④ B.②③ C.①②③④ D.①②③
【答案】B
【解析】①NH4NO3中氮元素的化合价为-3、+5;④弱酸的铵盐如NH4HCO3等能与强酸反应。
试管中盛有少量白色固体,可能是铵盐,检验的方法是( )
A.加水,将湿润的红色石蕊试纸放在试管口
B.加氢氧化钠溶液,加热,将湿润的红色石蕊试纸放在试管口
C.加氢氧化钠溶液,加热,滴入酚酞溶液
D.加氢氧化钠溶液,加热,滴入石蕊溶液
【答案】B
【解析】 向固体中加入NaOH溶液,加热发生反应:NH+OH-NH3↑+H2O,产生的气体若能使湿润的红色石蕊试纸变蓝(或用蘸有浓盐酸的玻璃棒检验,冒白烟),则证明该白色固体是铵盐。
检验铵盐的一般方法是取少许待测物置于试管中,然后( )
A.加水溶解后,再滴入酚酞溶液
B.加强碱溶液加热后,用湿润的红色石蕊试纸在试管口检验
C.加入强酸溶液加热后,再滴入酚酞溶液
D.加入强碱溶液加热后,再滴入酚酞溶液
【答案】B
【解析】将固体放入试管中,加强碱溶液加热后,将湿润的红色石蕊试纸放在试管口,湿润的红色石蕊试纸变蓝,证明产生的气体是氨,则该盐中含有铵离子,B正确。
能把Na2SO4溶液、NH4NO3溶液、KCl溶液、(NH4)2SO4溶液这四种无色溶液区分开的一种试剂是(必要时可加热) ( )
A.Ba(OH)2溶液 B.NaOH溶液 C.NaCl溶液 D.Ba(NO3)2溶液
【答案】A
【解析】Na2SO4溶液与Ba(OH)2溶液反应有白色沉淀产生,NH4NO3溶液、(NH4)2SO4溶液分别与Ba(OH)2溶液混合加热,前者有氨气放出,后者既有氨气放出,又产生白色沉淀,由此可鉴别出Na2SO4溶液、NH4NO3溶液和(NH4)2SO4溶液,则剩余的一种为KCl溶液,A项正确。
5.试管中盛有少量白色固体,可能是铵盐,检验的方法是( )
A.加水,将湿润的红色石蕊试纸放在试管口
B.加氢氧化钠溶液,加热,将湿润的红色石蕊试纸放在试管口
C.加氢氧化钠溶液,加热,滴入酚酞溶液
D.加氢氧化钠溶液,加热,滴入石蕊溶液
【答案】B
【解析】检验铵盐的方法是加氢氧化钠溶液,加热,将湿润的红色石蕊试纸放在试管口,若试纸变蓝,说明是铵盐。
命题点5 氨气的实验室制法
工业制法
N2+3H22NH3。
2、实验室制法
(1)用铵盐制取。
①反应原理:
Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O。
②实验装置:
③验满方法:
a.用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口,试纸变蓝;
b.用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口,产生白烟。
④干燥方法:
⑤尾气吸收:
a.将蘸有硫酸溶液的棉球放在收集氨气的试管口处。
b.用水吸收——防倒吸
装置:
3、氨气的其他制取方法
方法 化学方程式(或原理) 气体发生装置
加热浓氨水 NH3·H2ONH3↑+H2O
浓氨水+固体NaOH NaOH溶于水放热,促使氨水分解,且OH-浓度的增大有利于NH3的逸出
浓氨水+固体CaO NH3·H2O+CaO===NH3↑+Ca(OH)2 CaO的作用:①吸水后放热促进NH3的逸出;②增大溶液中OH-的浓度,减小NH3的溶解度
【易错提醒】
①采用加热分解NH4Cl的方法不能制取NH3,因为NH4ClNH3↑+HCl↑,NH3+HCl===NH4Cl。
②不能使用NaOH、KOH代替Ca(OH)2与NH4Cl反应制取NH3,因为NaOH、KOH具有吸湿性,易结块,不利于NH3的逸出,且在加热条件下会腐蚀玻璃。
③不能用NH4NO3代替NH4Cl,因为NH4NO3加热可能发生爆炸,也不能用NH4HCO3或(NH4)2CO3代替NH4Cl,因为它们分解还产生CO2,会引入杂质气体。
1.为了更简便地制取干燥的NH3,下列方法中合适的是( )
A.NH4Cl与浓H2SO4混合共热,生成的气体用碱石灰进行干燥
B.,用烧碱进行干燥
C.加热浓氨水,气体用碱石灰干燥
D.加热NH4HCO3,气体用P2O5干燥
【答案】C
【解析】A选项中的两种物质混合不生成氨气;B选项在实验室中是不能实现的;C选项利用了浓氨水的挥发性,同时可选用碱石灰干燥;D选项中不能用NH4HCO3制氨气,且P2O5不能干燥氨气。
2.下列装置用于实验室制氨气或验证氨气的化学性质,其中能达到实验目的的是( )
甲        乙 丙        丁
A.用装置甲制取氨气 B.用装置乙除去氨气中的水蒸气
C.用装置丙验证氨气具有还原性 D.用装置丁吸收尾气
【答案】C
【解析】A项需加热;B项NH3与浓H2SO4反应;D项易倒吸。
实验室制取并收集氨。下列装置能达到实验目的的是( )
【答案】B
【解析】利用NH4Cl和Ca(OH)2固体混合加热制氨气时,大试管管口应略向下倾斜,故A不能达到实验目的;氨气是碱性气体,干燥时可用碱石灰干燥,故B能达到实验目的;氨气的密度比空气的小,用装置收集氨气时,气体应短进长出,故C不能达到实验目的;氨气极易溶于水,为防止倒吸,倒置的漏斗口应略低于液面,不能完全浸入液面下,故D不能达到实验目的。
实验室制取少量干燥的氨气涉及下列装置,其中正确的是( )
A.①是氨气发生装置 B.②是氨气吸收装置
C.③是氨气发生装置 D.④是氨气收集、检验装置
【答案】C
【解析】①中氯化铵固体受热分解生成氨气和氯化氢,而在试管口温度降低,氨气和氯化氢又重新化合成固体氯化铵,无法得到氨气;②中漏斗没入水下起不到防倒吸的作用,应使倒置漏斗的上边缘刚好没入水中;③氧化钙能与浓氨水中的水反应生成氢氧化钙,同时放出大量热,使浓氨水分解放出氨气;④中的收集装置应在试管口塞一团棉花,防止因空气对流,而使氨气逸出。
某学习兴趣小组探究氨气的制取实验:
(1)甲同学拟用下列实验方法制备氨气,其中合理的是________(填字母,下同)。
A.将氯化铵固体加热分解
B.将浓氨水滴入氢氧化钠固体中
C.将氢氧化钠固体加入浓氨水中
D.将氯化铵稀溶液滴入氢氧化钠固体中
(2)根据上述正确的原理,该同学欲用下列常见的实验室制气装置制取氨气,适宜的装置是________。
(3)气体的性质是选择气体收集方法的主要依据,下列性质与收集方法无关的是________(填标号)。
①密度 ②颜色 ③溶解性 ④热稳定性 ⑤与氧气反应
(4)下图是甲同学设计收集氨气的几种装置,其中可行的是________(填字母),集气的原理是__________________________________________________________________________________________________。
【答案】(1)B (2)C (3)②④
(4)d 利用氨气密度小于空气密度的性质,采用短管进氨气,长管出空气,即可收集氨气
【解析】(1)加热氯化铵产生的氯化氢和氨气,遇冷又转化为氯化铵固体,不能用加热氯化铵的方法制取氨气;用浓氨水与氢氧化钠固体混合制氨气时,将氨水滴入氢氧化钠固体中更方便操作,而且节约氨水的用量;氨气极易溶于水,若用氯化铵稀溶液滴入氢氧化钠固体中生成的是NH3·H2O,得不到NH3。
(2)由所给试剂可知,不需要加热条件。
(3)收集气体可采用排空气法(密度与空气有较大差别、气体不能被O2氧化等),也可采用排水法(不易溶于水),与其他性质无关。
命题点6 硝酸
1、物理性质
①纯硝酸为无色、易挥发、有刺激性气味的液体。
②硝酸沸点低,易挥发。
想一想:打开盛浓硝酸的试剂瓶有什么现象?瓶口会产生白雾
HNO3质量分数为95%以上的浓硝酸称为“发烟硝酸”。
2、实验探究
实验装置及操作 实验现象 实验结论
瓶口产生白雾,闻到刺激性气味 硝酸易挥发,有刺激性气味
将稀硝酸注入试管中,Cu和稀硝酸缓慢反应,产生无色气体,在试管口变为红棕色,溶液变蓝 铜与稀硝酸常温下缓慢反应生成    NO气体
反应剧烈,有红棕色气体产生,溶液变为蓝绿色 铜与浓硝酸常温下剧烈反应生成  NO2气体
试管中有气泡产生,试管口处看到     红棕色气体 铁与稀硝酸常温下可以反应, 生成NO气体
无明显现象 发生钝化
3、化学性质
(1)酸性:属于强酸,具有酸的通性,能和碱、碱性氧化物、某些盐发生复分解反应。
(2)不稳定性:受热或见光易分解,其化学方程式为:4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O
(3)强氧化性:
①与金属反应
能与除金、铂、钛以外的大多数金属反应,通常浓硝酸的还原产物是NO2,稀硝酸的还原产物是NO。
a. Cu与浓HNO3反应的化学方程式为:. Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。
Cu与稀HNO3反应的化学方程式为:3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。
b.与Fe、Al反应
常温下浓硝酸可使铁、铝表面形成致密的氧化膜而钝化,保护内部金属不再与酸反应,所以可以用铁容器或铝容器盛放浓硝酸。
②与非金属反应
浓硝酸在加热条件下,还能与碳等非金属单质发生氧化还原反应,如碳与浓硝酸反应的化学方程式为
C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O。
4、硝酸的用途
硝酸是一种重要的化工原料,可用于制造炸药、硝酸盐、染料等,也是实验室里重要的化学试剂。
5、硝酸的工业制备
(1)硝酸工业生产的流程
(2)写出有关化学方程式:
N2→NH3:N2+3H22NH3。
NH3→NO4:NH3+5O24NO+6H2O。
NO→NO2:2NO+O22NO2
NO2→HNO3:3NO2+H2O2HNO3+NO
(3)硝酸与金属反应的“三个守恒”
①电子守恒:金属失电子数=n(NO2)+3n(NO)。
②原子守恒:n(HNO3)=xn[M(NO3)x]+n(NO2)+n(NO)。
若向反应后溶液中加入NaOH溶液恰好使Mx+(Mx+代表金属离子)沉淀完全,此时溶质为NaNO3,则存在:
n(Na+)=n(NO)=n(HNO3)-n(NO)-n(NO2)。
③电荷守恒:HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH-)有c(NO)=c(H+)+xc(Mx+)。
【易错提醒】
①过量的铜片与一定量的浓硝酸充分反应,生成的气体的成分是什么?为什么?
生成的气体的成分为NO、NO2的混合物。铜先与浓硝酸反应生成NO2,随着反应的进行浓硝酸变成稀硝酸,得到NO气体,所以是NO和NO2的混合气体。
②向上题反应后的溶液中加入稀硫酸,铜片的质量会发生什么变化?如果有变化写出反应的离子方程式。
铜片的质量会减少,溶液中有NO,稀硫酸电离出H+,所以铜会继续和硝酸反应。3Cu+8H++2NO===3Cu2++2NO↑+4H2O。
③铜投入稀硫酸中不会溶解,再向溶液中投入KNO3固体,铜会不会溶解?为什么?
会溶解。由离子方程式8H++2NO+3Cu===3Cu2++2NO↑+4H2O可知,只要溶液中同时有H+和NO,就相当于存在HNO3,铜就会因发生反应而溶解。
④向过量的铜片与一定量的浓硝酸充分反应后的溶液中加入稀硫酸,铜片的质量会发生什么变化?如果有变化,请写出反应的离子方程式。
铜片的质量会减少。溶液中有NO,稀硫酸中有H+,所以铜会继续和硝酸发生反应:3Cu+8H++2NO===3Cu2++2NO↑+4H2O。
对于硝酸的物理性质,下列叙述不正确的是( )
A.可以与水以任意比互溶
B.不易挥发
C.有刺激性气味
D.质量分数在95%以上的浓硝酸为发烟硝酸
【答案】B
【解析】硝酸易挥发。
下列说法中,正确的是( )
A.碳与浓硝酸反应时,浓硝酸既表现氧化性又表现酸性
B.在0.1 mol·L-1的盐酸中,K+、Fe2+、SO、NO能大量共存
C.56 g Fe与硝酸发生氧化还原反应时,Fe转移的电子是3 mol
D.室温下,可用铝槽车贮存或运输浓硝酸
【答案】D
【解析】碳与浓硝酸反应时生成CO2、NO2和H2O,HNO3全部被还原为NO2,则浓硝酸只表现氧化性,A错误;在0.1 mol·L-1盐酸中存在大量H+,在H+存在下,Fe2+与NO因能发生氧化还原反应而不能大量共存,B错误;因Fe与硝酸反应的相对物质的量不知道,Fe是否完全反应或反应后是生成Fe2+还是生成Fe3+都无法确定,故Fe转移的电子数也无法确定,C错误。
将1.92 g铜粉投入到某硫酸和硝酸的混合溶液中,其中,硫酸和硝酸的浓度均为1 mol/L,溶液体积为40 mL,待充分反应后若只生成NO气体,则最多可收集到标准状况下的NO的体积为( )
A.336 mL    B.112 mL    C.448 mL    D.224 mL
【答案】C
【解析】根据3Cu+8H++2NO===3Cu2++2NO↑+4H2O
   3  8   2       2
0.03 0.12 0.04 x
可见0.03 mol铜完全反应,H+、NO3均过量,故3∶0.03=2∶x
x=0.02 mol
V(NO)=0.02×22.4 L/mol×1 000 mol/L=448 mL。
将一定质量铁粉加入装有100 mL某浓度的稀硝酸溶液中充分反应。容器中剩有m g的铁粉,收集到448 mL NO气体(标准状况)。
(1)所得溶液中溶质的化学式是________________。
(2)原硝酸溶液的物质的量浓度为________ mol·L-1。
【答案】(1)Fe(NO3)2 (2)0.8
【解析】(1)因有铁粉剩余,故反应产物为Fe(NO3)2。
(2)NO的物质的量=0.02 mol
则由方程式可得
8HNO3(稀)+3Fe===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O
8 2
n(HNO3) 0.02 mol
n(HNO3)=0.08 mol,c(HNO3)=0.8 mol·L-1。
浓硝酸正常情况下为无色透明液体。有窒息性刺激气味。浓硝酸含量为68%左右,对于稀硝酸, 一般我们认为浓稀之间的界线是6 mol·L-1,市售普通试剂级硝酸浓度约为68%左右。在盛有一定量浓硝酸的试管中加入6.4 g铜片,发生反应。请回答下列问题:
开始阶段,观察到的现象为________________________________________________,反应的化学方程式是__________________________________________________________。
(2)反应结束后,铜片有剩余,再加入少量20%的稀硫酸,这时铜片上又有气泡产生,反应的离子方程式是______________________________________。
(3)若6.4 g铜片消耗完时,共产生气体2.8 L(标准状况)。则整个反应过程中所消耗的HNO3的物质的量为________。
【答案】(1)铜片逐渐溶解,溶液由无色变为蓝色,产生红棕色的气体
Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
(2)3Cu+8H++2NO===3Cu2++2NO↑+4H2O
(3)0.325 mol
【解析】(1)因为浓硝酸的氧化性很强,可以将铜氧化,同时它本身被还原为红棕色的NO2气体,所以现象是铜片逐渐溶解,溶液由无色变为蓝色,产生红棕色的气体。
(2)反应后的溶液中有NO,加入稀硫酸后,NO会继续氧化铜单质。
(3)起酸性作用的HNO3的物质的量n(HNO3)=2n(Cu)=0.2 mol;被还原的HNO3的物质的量n(HNO3)==0.125 mol。故整个反应过程中所消耗的HNO3的物质的量为0.2 mol+0.125 mol=0.325 mol。
命题点7 人类活动对氮循环和环境的影响
1、氮元素的活化
N2NH、NO
2、人类活动对氮循环的影响——增加活化氮的量
(1))化石燃料的消耗量急剧增加;
(2)化学合成氮肥的量迅速上升;
(3)豆科植物种植面积增大。
3、人类活动对环境的影响
(1)大气污染
①光化学烟雾:汽车尾气中的氮氧化物和 碳氢化合物经紫外线照射发生反应形成的一种有毒的烟雾。
②雾霾:含氮物质的过度排放,导致它们在大气、土壤、水体中富集,在一定程度上促进了雾霾的形成。
③酸雨:氮氧化物与空气中的水反应生成的硝酸和亚硝酸是酸雨的成分。
(2)水体污染——富营养化
当进入水的氮元素增大时,会造成水体的 富营养化,导致藻类“疯长”并覆盖在水面上。
4、减少人类活动对氮循环和环境影响的措施
(1)控制进入大气、土壤和水体中含有氮元素的物质的量。
(2)增强生态系统对含有氮元素的物质的吸收能力,如保护森林、植树造林等。
5、常见的环境污染
环境污染 形成原因 主要危害
温室效应 大气中CO2含量不断增加 全球变暖,冰雪融化,释放有毒气体
酸雨 SO2和氮氧化物的排放 土壤酸化,腐蚀建筑物
光化学烟雾 氮氧化物和碳氢化合物的排放 危害人体健康和植物生长
臭氧空洞 氮氧化物和氟氯代烃的排放 地球上的生物受太阳紫外线的伤害加剧
赤潮和水华 含磷洗衣粉的大量使用及其废水的任意排放 使藻类过度繁殖,水质恶化,发生在海水中为赤潮,淡水中为水华
白色污染 聚乙烯塑料的大量使用,任意丢弃 破坏土壤结构和生态环境
【易错提醒】
绿色化学
(1)绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学,其核心思想就是改变“先污染后治理”的观念和做法,利用化学原理和技术手段,减少或消除产品在生产和应用中涉及的有害化学物质,实现从源头减少或消除环境污染。
(2)按照绿色化学的思想,最理想的“原子经济性反应”就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物,这时原子利用率(即期望产物的总质量与生成物的总质量之比)为100%。
“保护环境,就是保护人类自己。”下列环境问题与产生的主要原因不相符的是( )
①“臭氧空洞”主要是大量使用氟氯代烃等引起的
②“光化学烟雾”主要是由NO2等引起的
③“酸雨”主要是由空气中CO2浓度增大引起的
④“白色污染”主要是由聚乙烯塑料等引起的
⑤“温室效应”主要是由空气中CO2浓度增大引起的
⑥“赤潮”主要是由水体中P、N等元素过量引起的
A.①②④  B.②③⑤  C.⑤⑥  D.只有③
【答案】D
【解析】“酸雨”有硫酸型和硝酸型两种类型,造成硫酸型酸雨的气体是SO2,造成硝酸型酸雨的气体是氮氧化物。
化学与环境密切相关,下列有关说法错误的是( )
A.CO2、NO2或SO2都会导致酸雨的形成
B.对酸性物质的排放加以控制,开发新清洁能源是减少酸雨的有效措施
C.NO2、NO等氮氧化物是形成光化学烟雾的主要污染物
D.大气中CO2含量的增加会导致温室效应加剧
【答案】A
【解析】CO2是空气的成分之一,酸雨是指pH<5.6的雨水,NO2和SO2排放到空气中易形成酸雨,CO2不会导致酸雨,故A说法错误。
光化学烟雾是汽车尾气在紫外线作用下生成的有害烟雾,由氮的氧化物和烃类等一次污染物,与它们发生一系列光化学反应生成的臭氧、醛类、过氧乙酰硝酸酯(PAN)等二次污染物组成。光化学烟雾导致眼睛及黏膜受刺激,引发呼吸道疾病,严重时使人头痛、呕吐,甚至死亡。下列叙述中错误的是( )
A.光化学烟雾的分散剂为空气
B.NO2为酸性氧化物
C.O2转化成O3的反应为非氧化还原反应
D.汽车节能减排措施可以缓解光化学烟雾带来的污染
【答案】B
【解析】A项,光化学烟雾的分散剂为空气,分散质为各种污染物,正确;B项,NO2与水反应生成硝酸和一氧化氮,不属于酸性氧化物,错误;C项,O2转化成O3的反应中没有元素化合价的变化,属于非氧化还原反应,正确;D项,汽车节能减排措施可以减少空气污染物的排放,缓解光化学烟雾带来的污染,正确。
下列现象的产生与人为排放大气污染物氮氧化物无关的是( )
A.温室效应  B.光化学烟雾  C.酸雨  D.水体的富营养化
【答案】A
【解析】温室效应主要来自CO2的大量排放,和氮氧化物无关。氮氧化物是形成光化学烟雾和酸雨的一个重要原因。水体中过量的含氮元素的物质对水体会造成污染,使水体富营养化,导致藻类“疯长”。
下列关于氮及其化合物的说法正确的是( )
A.氯化铵和碘单质都可以用加热法进行提纯,且二者原理相同
B.汽车尾气中的氮氧化物是光化学烟雾形成的因素之一
C.NH3→NO→NO2→N2O4→HNO3的转化中氮元素均被氧化
D.铜比铁的还原性弱,因此可用铜质容器盛放浓硝酸
【答案】B
【解析】氯化铵受热分解为氨和氯化氢气体,两种气体遇冷又重新生成氯化铵,使其得以提纯,而碘单质加热提纯是利用升华的原理,二者原理不同,故A错误;汽车尾气中的氮氧化物是光化学烟雾形成的因素之一,故B正确;NO2→N2O4的转化中氮元素化合价没有变化,未被氧化,故C错误;铜可与浓硝酸反应,因此不可用铜质容器盛放浓硝酸,故D错误。
1.(25-26高二下·山东青岛·期末)实验室中,下列关于药品保存方法错误的是( )
A.氢氟酸保存在塑料瓶中
B.水玻璃保存在带橡胶塞的广口瓶中
C.硝酸保存在带玻璃塞的棕色细口瓶中
D.碘化银固体保存在棕色广口瓶中
【答案】B
【详解】A.氢氟酸可与玻璃中的主要成分发生反应,不能用玻璃瓶保存,应保存在塑料瓶中,A正确;
B.水玻璃是硅酸钠的水溶液,属于液体试剂,应保存在细口瓶中,广口瓶仅用于存放固体药品,虽然水玻璃具有粘性需用橡胶塞,但容器选择错误,B错误;
C.硝酸见光易分解,且具有强氧化性会腐蚀橡胶塞,因此保存在带玻璃塞的棕色细口瓶中,C正确;
D.碘化银为见光易分解的固体药品,需保存在棕色广口瓶中避光存放,D正确;
故选B。
2.(25-26高一下·全国·课后作业)众多元素的循环使地球上的生命生生不息,例如氮的循环、碳的循环等。下列有关说法错误的是( )
A.人工固氮均是将转化为
B.汽车尾气中排放的氮氧化物是由游离态氮转化来的
C.豆科植物通过根瘤菌吸收空气中氮气的过程是化学变化
D.植物秸秆燃烧时释放出氮氧化物,参与了氮的循环
【答案】A
【详解】A.人工固氮并不都是将N2转化为NH3,例如电弧法固氮可产生氮氧化物(如NO),因此“均”字表述不准确,A错误;
B.汽车尾气中的氮氧化物(NOx)主要来源于发动机内高温下N2与O2的反应,即由游离态氮转化而来,B正确;
C.豆科植物根瘤菌固氮是将N2转化为NH3,涉及分子结构改变,属于化学变化,C正确;
D.植物秸秆中的有机氮化合物(如蛋白质)燃烧时被氧化,释放氮氧化物(如NOx),这些物质进入大气并参与氮循环(如形成硝酸盐),D正确;
答案选A。
3.(25-26高一上·山东潍坊·期末)下列装置(省略部分夹持装置)或操作正确的是( )
A.配制100mL 的KCl溶液 B.验证易溶于水且溶液呈碱性
C.探究Na与反应 D.实验室制备
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.配制溶液应先在烧杯中溶解,冷却后进行转移,A错误;
B.喷泉实验的原理是利用氨气易溶于水,红色喷泉是氨气溶于水呈碱性,酚酞遇碱变红,B正确;
C.钠和水反应应在表面皿反应,不能在试管内,C错误;
D.固固加热制氨气试管口应向下倾斜,防止冷凝水倒流,D错误;
故答案为B。
4.(19-20高一·全国·课后作业)工业制HNO3的过程中排放的NO2和NO常用NaOH溶液吸收,反应的化学方程式为NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O、2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O,NO不能被NaOH溶液吸收。若同温同压下NO2与NO的体积之比如下,其中不能被NaOH溶液完全吸收的是( )
A.1:1 B.1:3 C.2:1 D.3:1
【答案】B
【详解】A. 根据可知,当NO2与NO的体积之比为1:1时,恰好被完全吸收,故A项不符合题意;
B. 当NO2与NO的体积之比为1:3时,一氧化氮过量,多余的一氧化氮不能被氢氧化钠溶液吸收,故B项符合题意;
C、D. 当NO2与NO的体积之比为2:1或3:1时,反应后二氧化氮有剩余,由可知,多余的二氧化氮可以直接被氢氧化钠溶液完全吸收,故C、D项不符合题意;
故答案为B。
5.(25-26高一下·山东济宁·期中)现用传感技术测定喷泉实验中的压强变化来认识喷泉实验的原理。关闭a,将单孔塞(插有吸入水的胶头滴管)塞紧颈口c,打开b,完成喷泉实验,电脑绘制三颈瓶内压强变化曲线如图,下列说法错误的是( )
A.制取氨气时圆底烧瓶中的固体可用NaOH或CaO
B.置于三颈烧瓶左侧瓶口处的沾有酚酞的棉球变红,说明已经集满
C.根据曲线可知,AC段压强骤减,说明极易溶于水,因此实验结束后水一定可以充满整个三颈烧瓶
D.工业上若出现液氨泄漏,可以使用大量雾状水(或称喷雾水)进行喷淋吸收
【答案】C
【详解】A.CaO能与水反应生成氢氧化钙或加入氢氧化钠,都能使c(OH-)增大,同时放出大量的热,有利于氨气的逸出,A正确;
B.氨气和水反应生成一水合氨,一水合氨电离出氢氧根离子而导致氨水溶液呈碱性,酚酞遇碱变红色,所以置于三颈烧瓶左侧瓶口处的沾有酚酞的棉球变红,说明已经集满,B正确;
C.根据曲线可知,AC段压强骤减,说明极易溶于水,但由于氨气制备时装置中的空气可能进入三颈烧瓶,因此实验结束后水不一定可以充满整个三颈烧瓶,C错误;
D.氨气极易溶于水,故工业上若出现液氨泄漏,可以使用大量雾状水(或称喷雾水)进行喷淋吸收,D正确;
答案选C。
6.(25-26高一下·山东济宁·期中)下列关于氮及其化合物的说法中,正确的是( )
A.NO可用排空气法收集
B.氨很容易液化,液氨可用作制冷剂
C.实验室可用加热氯化铵固体的方法制取氨气
D.常温下,将铁片放入浓硝酸中,无明显现象,说明铁与浓硝酸不反应
【答案】B
【详解】A.NO能与空气中的反应生成,且其相对分子质量与空气接近,不能用排空气法收集,A错误;
B.氨的沸点较高,易液化,液氨汽化时吸收大量的热,可用作制冷剂,B正确;
C.加热氯化铵固体时,分解生成的和在试管口遇冷会重新化合生成,无法制得氨气,应用和共热制取氨气,C错误;
D.常温下铁片放入浓硝酸中无明显现象,是因为铁遇浓硝酸发生钝化,生成致密的氧化物薄膜阻止反应继续进行,钝化属于化学变化,并非二者不反应,D错误;
故选B。
7.(25-26高一上·山东日照·期末)下列反应的离子方程式书写正确的是( )
A.向稀硝酸中加入铜片:
B.向氢氧化铜悬浊液中滴加稀硫酸:
C.向溶液中通入氯气:
D.向溶液中加入稀硫酸:
【答案】C
【详解】A.稀硝酸与铜反应生成NO气体,正确离子方程式为:,A错误;
B.氢氧化铜为难溶物,在离子方程式中应保留化学式Cu(OH)2,正确离子方程式为:,B错误;
C.氯气通入NaOH溶液发生反应:,离子方程式为Cl2+2OH =Cl +ClO +H2O,C正确;
D.Ba(OH)2与稀硫酸反应生成硫酸钡沉淀和水,正确离子方程式为:,D错误;
故答案选C。
8.(25-26高一上·山东青岛·期末)金属-有机框架材料(MOFs)的结构被喻为“分子乐高”,有高比表面积、孔径可调、高稳定性等优异性质。MOFs材料Cu-BTC能高效消除氨氮,若同时存在硝氮污染物,会发生协同反应(参与反应的Cu-BTC以表示)。涉及反应有:
①消除氨氮:,
②消除硝氮:
③协同反应:(未配平)。
下列说法错误的是( )
A.消除氨氮的总反应为
B.每消除124mg,理论上转移10mol电子
C.协同反应方程式为:
D.MOFs高效消除氨氮的原因之一为比表面积大,吸附能力强,能快速富集反应物
【答案】B
【详解】A.消除氨氮的总反应通过合并,反应Ⅰ:,反应Ⅱ:,将反应Ⅰ乘以2和反应Ⅱ乘以3相加,消去中间产物Cu+和H+,得到 ,催化剂为,A正确;
B.消除硝氮的反应为,2 mol 转移10 mol电子,124 mg 的物质的量为,转移电子数为0.002 mol ×5= 0.01 mol电子,B错误;
C.协同反应配平后,依据氧化还原得失电子平衡(中N得电子,中N失电子)和原子守恒,可得,C正确;
D.题干指出MOFs具有高比表面积、吸附能力强等性质,能快速富集反应物,这是高效消除氨氮的原因之一,D正确;
故选B。
9.(24-25高一下·山东聊城·期末)资料显示:浓硝酸能将NO氧化成,而稀硝酸不能氧化NO。某学习小组据此验证浓、稀硝酸氧化性的相对强弱,按如图装置进行实验(夹持仪器已略去)。可选试剂:浓硝酸、稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、NaOH溶液。下列说法错误的是( )
A.实验开始前及结束后皆需通一段时间氮气,其目的不同
B.②中每消耗0.1mol ,转移的电子数约为
C.装置②③④盛放的试剂依次是蒸馏水、稀硝酸、浓硝酸
D.已知溶液呈蓝色,①中反应后的溶液呈绿色,可能的原因是溶解了
【答案】B
【分析】①中发生浓硝酸与铜反应生成硝酸铜、NO2和水,通过盛有水的装置②,NO2与水反应生成NO,NO气体通过盛有稀硝酸的装置③,不发生反应,最后用排水法在⑤中收集到NO气体;NO气体通过盛有浓硝酸的装置④,浓硝酸能把NO氧化为NO2,④中气体变为红棕色,尾气被盛有NaOH溶液的吸收,据此解答。
【详解】A.一氧化氮不稳定易被氧气氧化,实验开始时,先通氮气排除装置中的空气,实验结束后,为了防止装置中残留的氮氧化物污染空气,通入氮气将氮氧化物全部赶到后续装置中,进行尾气处理,所以目的不同,A正确;
B.②中盛放的试剂是蒸馏水,发生的化学方程式为:,有3mol二氧化氮反应,转移了2mol电子,②中每消耗0.1mol ,转移的电子数约为,B错误;
C.由分析可知,装置②③④盛放的试剂依次是蒸馏水、稀硝酸、浓硝酸,C正确;
D.已知溶液呈蓝色,二氧化氮为红棕色,①中反应后的溶液呈绿色,可能的原因是溶解了,故D正确;
故选B。
10.(23-24高三·全国·一轮复习)如图是氮元素的几种化合价与物质类别的对应关系,回答下列问题:

(1)写出N2的一种用途:___________。
(2)从N元素化合价分析,N2具有氧化性和还原性,各举一例说明(用化学方程式表示)。
氧化性:___________。
还原性:___________。
(3)HNO3与图中的物质C常用于检验Cl-的存在,则C的化学式为___________。
(4)实验室制取物质B的化学方程式为___________。
(5)NO2与水反应生成物质A的化学方程式为___________。
(6)浓硝酸与木炭在加热条件下反应的化学方程式为___________。
【答案】(1)作为保护气,保存粮食(或合成氨、制硝酸等)
(2) N2+3H22NH3(或N2+3MgMg3N2) N2+O22NO
(3)AgNO3
(4)Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O
(5)3NO2+H2O=2HNO3+NO
(6)4HNO3(浓)+CCO2↑+4NO2↑+2H2O
【分析】图中N元素化合价及对应物质种类,可知B为氨气、A为NO、C为硝酸盐。
【详解】(1)氮气化学性质不活泼,可以用来做保护气,也可以用来保存粮食,也可做冷冻剂、制氨气等;
(2)氮气和氢气反应生成氨气,氮元素化合价降低发生还原反应,氮气表现氧化性,反应方程式为N2+3H22NH3(氮气和镁单质反应生成氮化镁,氮元素化合价降低发生还原反应,氮气表现氧化性,反应方程式为N2+3MgMg3N2);
氮气和氧气反应生成NO,N元素化合价升高发生氧化反应,氮气表现还原性,反应方程式为N2+O22NO;
(3)Cl-的检验方法是向待测溶液中加入硝酸酸化,再滴加AgNO3溶液,若产生不是沉淀,就证明溶液中含有Cl-,因此C为AgNO3;
(4)B是氨气,化学式为NH3,实验室制备氨气的方程式为Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2H2O+2NH3↑
(5)NO2与水反应生成物质NO和H2O,方程式为3NO2+H2O=2HNO3+NO;
(6)在加热条件下,浓硝酸和碳反应生成二氧化碳、二氧化氮和水,反应方程式为C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O。
11.(24-25高一上·山东菏泽·期末)氮是自然界中的重要元素之一,研究氮的循环和转化对生产、生活有重要的价值。回答下列问题:
Ⅰ.高浓度氨氮废水(主要含、NH3·H2O)是造成河流富营养化的主要因素。某氮肥厂处理氨氮废水的方案如图所示。
(1)“氧化池”中NaClO溶液在碱性条件下将废水中的氧化为无污染气体,该反应的离子方程式为___________。
(2)将一定量的氨氮废水与不同物质的量的NaClO混合,测得溶液中氨氮去除率、总氮(溶液中所有可溶性含氮化合物中氮元素的总量)去除率与NaClO物质的量的变化关系如图所示。
当n(NaClO)>n1时,水体中总氮去除率下降的原因可能是___________。
(3)“硝化池”是在硝化菌的作用下实现→ →转化,在碱性条件下被氧气氧化成的总反应的离子方程式为___________。
Ⅱ.
(4)“NH3-CaSO4”法可用于吸收燃煤发电厂的CO2,并获得产品(NH4)2SO4,反应原理为CO2+CaSO4+2NH3+H2O=CaCO3↓+(NH4)2SO4;反应物NH3常用两种固体物质进行实验室制备,化学反应方程式为___________。
(5)实验室中搭建如图所示装置,应用上述原理模拟生产硫酸铵,操作时应先从___________(填“a”或“b”)通入气体___________(填化学式)至饱和,然后通入另一种气体,当液体由红色变为浅红色时,立即停止通入,不继续通至过量的原因可能是___________(用离子方程式表示)。
【答案】(1)3ClO-+2+2OH-=3Cl-+N2↑+5H2O
(2)有部分NH3被氧化成或
(3)+2O2+2OH-=+3H2O
(4)
(5) a NH3 CaCO3+H2O +CO2=Ca2++2
【分析】氧化法使用次氯酸钠氧化氮元素为氮气,溶液进入排放池加入活性炭吸附后得到低浓度氨氮废水;低浓度氨氮废水硝化后进入反硝化池得到氮气,最后得到达标废水。
【详解】(1)NaClO溶液在碱性条件下将废水中的氧化为无污染气体,反应中氯化合价由+1变为-1、氮化合价由-3变为0,结合电子守恒,该反应的离子方程式为:3ClO-+2+2OH-=3Cl-+N2↑+5H2O;
(2)当n(NaClO)>n1时,次氯酸钠使得部分NH3被氧化成或,导致水体中总氮去除率下降;
(3)在碱性条件下被氧气氧化成,反应中氮化合价由-3变为+5、氧分子中氧化合价由0变为-2,结合电子守恒,总反应的离子方程式为:+2O2+2OH-=+3H2O;
(4)氯化铵和氢氧化钙加热生成氯化钙、水和氨气,;
(5)氨气极易溶于水,需要存在防倒吸装置,则氨气从a处通入至饱和使得溶液显碱性,碱性溶液能吸收更多二氧化碳,然后通入另一种气体二氧化碳,当液体由红色变为浅红色时,立即停止通入,不继续通至过量的原因可能是碳酸钙和过量二氧化碳生成可溶性碳酸氢钙引入杂质:CaCO3+H2O +CO2=Ca2++2。
12.(25-26高一下·山东青岛·期末)研究小组开展性质实验探究,并用下图装置制备。回答下列问题:
Ⅰ.探究的性质
取11.7 g 与水充分反应,加蒸馏水稀释至约300 mL得溶液M。向M中滴加酸性溶液,紫色褪去并放出无色气体。
(1)“稀释”所需玻璃仪器有___________,所得溶液M中Na+的物质的量浓度约为___________。
(2)甲同学取2.0 mL M,滴加两滴酚酞溶液,溶液先变红后褪色,根据该现象推测M中存在,生成的化学方程式为___________。乙同学认为需补做实验:___________(填写具体实验方案),以判断是否是酚酞褪色的唯一原因。
(3)酸性溶液褪色的原因为___________(用离子方程式表示)。
Ⅱ.制备(夹持装置略)
已知:易潮解;与反应生成;NO与反应生成。
(4)B中盛放的试剂为___________。盛放浓硫酸的装置为___________(填标号)。
(5)D中反应的化学方程式为___________。
(6)反应结束后通入N2的目的是___________。
【答案】(1) 烧杯、玻璃棒 1 mol/L
(2) 取少量M溶液,加入少量MnO2粉末,充分反应后静置,向上层清液中滴加酚酞溶液,若溶液变红且不褪色,说明H2O2是酚酞褪色的唯一原因;若溶液变红后又褪色,说明H2O2不是酚酞褪色的唯一原因;
(3)
(4) 水 C
(5)
(6)将装置中残留的NO全部赶入后续装置中反应吸收,防止有毒的NO排放到空气中污染环境,同时提高产率
【分析】在制备的流程中,铜和浓硝酸在A装置中发生反应生成,进入B装置和水反应生成NO,经过浓硫酸干燥的NO进入D装置和反应生成。
【详解】(1)稀释时需要将溶液转移到烧杯中搅拌,故“稀释”时所需的玻璃仪器有:烧杯、玻璃棒;
由题意可知,,与水反应后,溶液中,加水稀释300 mL得溶液M,故该溶液中;
(2)与水反应生成和,反应的化学方程式为:;
要验证是否是酚酞褪色的唯一原因,可加入分解,再观察酚酞是否变红,实验方案为:取少量M溶液,加入适量粉末,充分反应后静置,向上层清液中滴加酚酞溶液,若溶液变红且不褪色,说明H2O2是酚酞褪色的唯一原因;若溶液变红后又褪色,说明H2O2不是酚酞褪色的唯一原因;
(3)酸性条件下,氧化,自身被还原为,被氧化为,离子方程式为:;
(4)A装置中和浓硝酸反应生成(),和水反应生成(),因此B中盛放的试剂是水,目的是将转化为;
因为易潮解,反应前需要干燥,装置C中盛放的试剂是浓硫酸,防止水蒸气进入D装置与Na2O2反应,故盛放浓硫酸的装置为C;
(5)D装置中NO和反应,生成,反应的化学方程式为:;
(6)反应结束后通入的目的是将装置中残留的全部赶入后续装置中反应吸收,防止有毒的NO排放到空气中污染环境,同时提高产率。
13.(25-26高一上·山东菏泽·期末)氨气的用途非常广泛,部分转化关系如下:
已知:具有很强的还原性。回答下列问题:
(1)上述转化关系中体现氧化性的化学方程式为_______。
(2)氧化炉中发生催化氧化的化学方程式为_______;向吸收塔中通入的作用_______。
(3)用制备时,要控制的用量,其主要目的是_______。
(4)磷酸氢二铵可作干粉灭火剂,其制备装置(夹持和搅拌装置略)如图所示。
①实验过程中若出现倒吸现象,应进行的操作为_______。
②当溶液为时停止通,即可制得溶液。若继续通入会发现产物的量明显减少,原因是_______(用离子方程式表示)。
③组装尾气处理装置,需选择的试剂和主要仪器有_______(填标号)。
A.碱石灰  B.稀硫酸  C.氧化钙  D.  E.  F.
【答案】(1)
(2) 促使和(或氮的氧化物)全部转化为
(3)防止被氧化
(4) 及时关闭,打开 或 BDE或BDF
【分析】NH3被Na还原生成H2和NaNH2,与磷酸中和生成(NH4)2HPO4,被NaClO氧化生成N2H4,被O2催化氧化为NO,再通入O2进一步氧化,通入水中,生成HNO3,据此解答。
【详解】(1)由分析,体现NH3氧化性,即NH3被还原的方程式为。
(2)NH3被催化氧化生成NO,方程式为,吸收塔中O2的作用促使和(或氮的氧化物)全部转化为。
(3)N2H4中的N仍为较低价态(-2价),具有还原性,所以需要控制NaClO的用量防止被氧化。
(4)①由于氨气在水中的溶解度较大,所以易产生倒吸现象,将氨气的进口K1及时关闭,打开K2连通大气即可防止倒吸;
②由于磷酸为三元弱酸,所以需要控制氨气的量,若继续通入,发生反应:或;
③尾气为氨气,应使用稀硫酸(烧杯盛装)吸收,且需要使用漏斗或球形干燥管(E或F)防止倒吸,故答案为BDE或BDF。
14.(25-26高一上·山东青岛·期末)某试样溶液可能含下列离子中的几种:,,,,,,,,,溶液中阴离子的物质的量浓度相等。用该试样溶液进行实验:
下列说法正确的是( )
A.白色沉淀B的成分一定为和
B.溶液中一定存在
C.溶液中
D.溶液中
【答案】C
【分析】由题,加入过量并加热产生气体A,该气体为,,证明溶液中存在 ,且 。加入产生的沉淀,加过量稀盐酸后部分溶解。不溶的白色沉淀D为,质量为11.65g,,证明溶液中存在 ,且 。溶解产生的气体C为,体积为1.12L (标况)。,证明沉淀B中含有碳酸盐,即溶液中存在 或 中的至少一种。由于、与不能共存,故原溶液中一定不含、。滤液F中加入铜和足量稀盐酸产生气体,该气体为。证明溶液中存在 。
根据题意,溶液中阴离子的物质的量浓度相等。已知 ,则溶液体积 ,可得:
因此,其他阴离子 、、、 的浓度也均为 ,对应的物质的量均为 。若 和 共存,总物质的量为 ,则负电荷总量,为使电荷守恒,溶液中必须存在阳离子来平衡负电荷。已知存在 (),还需存在,则。
【详解】A.由分析可知,原溶液中可能含有、(与共存),加入过量后,会生成或沉淀,故沉淀B不一定只含和,A错误;
B.由分析可知,溶液中可能存在,也可能只存在,B错误;
C.由分析可知,,C正确;
D.根据电荷守恒,当溶液中阴离子为、、(不含)时,有最小值。由,即,解得,存在的情况,D错误;
故答案选C。
15.(25-26高一上·山东烟台·期末)氮及其化合物在生产、生活中有着重要作用。
回答下列问题:
(1)氮及其化合物间的转化关系如图,必须加入氧化剂且一步反应能完成的是___________(填标号),雷电固氮生成硝酸的主要途径依次为___________(填标号)。
(2)向100 mL 1.2 稀中逐渐加入Fe粉至过量,溶液中金属阳离子与所加Fe粉物质的量的关系如图(稀的还原产物只有NO)。表示变化的是曲线___________(填“a”或“b”),___________mol,Q点溶液中加入Cu粉,最多可溶解Cu粉的质量为___________g。
(3)亚硝酸钠()是一种白色固体,在生活中应用广泛。实验小组制备干燥(夹持及加热装置略)并测定其纯度。
已知:①,②NO能被酸性氧化。
①装置按气流方向连接顺序为甲→丙→___________(装置可重复使用)。
②装置丙的作用之一是将转化为NO,其化学方程式为___________,另一作用是___________。
③反应结束后打开止水夹a,通入过量,其目的是___________。
④测定固体中纯度(杂质不参与反应):称取装置丁中反应后的固体1.500 g于烧杯中,加蒸馏水溶解配成250 mL溶液。取25 mL溶液于锥形瓶中,滴入0.1 酸性溶液至恰好完全反应,共消耗8 mL酸性溶液。固体中的纯度为___________%。
【答案】(1) ②③⑤ ⑤③④
(2) a 0.036mol 0.576g
(3) 乙→丁→乙→戊 除去挥发出的硝酸 将装置中残留的氮氧化物(NO)全部排入后续装置中吸收,防止污染空气 92
【分析】(3)根据制备原理可知,反应开始前通入氮气排除装置内的空气,然后浓硝酸与Cu反应制取NO2,用盛水的洗气瓶将二氧化氮转化为NO,为防止水蒸气与过氧化钠反应产生氧气进而影响产品纯度,丁两端的导管应该连接盛有浓硫酸的洗气瓶干燥,最后用酸性高锰酸钾溶液除去过量的NO防止污染环境。
【详解】(1)过程①是N2的还原,需要加入还原剂,过程②是NH3的催化氧化,需要加入氧化剂,过程③是NO被氧气氧化成NO2,需要氧化剂,过程④是NO2与水反应生成HNO3和NO,不需额外加入氧化剂,过程⑤雷电固氮将N2氧化成NO,需要加入氧化剂;雷电固氮生成硝酸的过程为,N2→NO→NO2→HNO3,主要途径为⑤③④;
(2)依题意,反应过程分成两部分进行,第一步Fe与硝酸反应(),第二步过量的Fe与Fe3+反应生成Fe2+,反应为,故溶液中Fe3+的物质的量先增后减,故曲线a表示Fe3+的物质的量的变化;第一步生成的物质的量为,Q点时,溶液中的Fe2+与Fe3+物质的量相等,设第二步参与反应的Fe粉物质的量为xmol,则有,x=0.006mol,根据Fe元素守恒,n2=0.03-2x+3x=0.03+x=0.036mol;加入Cu与Fe3+反应方程式为,则最多可溶解Cu的质量为;
(3)①由上述分析可知,连接顺序应该为甲→丙→乙→丁→乙→戊;
②装置丙是为了将NO2转化为NO,反应的化学方程式为;同时吸收挥发出来的硝酸;
③反应结束后打开止水夹a,继续通入过量氮气,则是将整个装置中残留的NO全部排入酸性高锰酸钾溶液中吸收,防止氮氧化合物污染空气;
④依题反应的离子方程式为,故存在如下计量关系:,则样品中NaNO2的质量为,故样品中NaNO2的纯度为。
第1页,共2页
第1页,共2页教学目标 1.通过自然界中的氮循环,了解氮循环的基本过程,能列举自然固氮与人工固氮的过程,知道人工固氮对社会发展的重要意义,培养科学态度与社会责任的化学学科核心素养。 2.认识氮循环过程中重要的含有氮元素的物质,能够对含有氮元素的物质进行分类,形成宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养。 3.建立从物质类别、元素价态角度研究物质性质和实现含有氮元素的物质之间转化的思路和方法,培养科学探究与创新意识的化学学科核心素养。   4.能从物质的类别、氮元素价态的角度,预测氨、铵盐的性质与转化,掌握氨、铵盐的物理性质和化学性质。  5.能够根据氨、铵盐的性质提出探究问题,并会设计实验探究氨的制法、铵离子的检验等。 6.建立从物质类别、元素价态角度研究物质性质和实现含有氮元素的物质之间转化的思路和方法,培养变化观念与平衡思想的化学学科核心素养。  7.通过对硝酸性质的学习,认识硝酸的物理性质、化学性质以及典型实验现象,能书写主要反应的化学方程式,知道它们的主要应用;建立从物质类别、元素价态角度实现含有氮元素的物质之间转化的思想和方法。 8.通过人类对氮循环的影响,了解酸雨、光化学烟雾和富营养化等环境问题的危害以及如何减少氮氧化物的排放,树立环保意识,同时知道常见氮的化合物在实验室中的安全使用注意事项。 9.能够预测陌生的含有氮元素物质的性质、反应或实验现象,设计方案制备含有氮元素的物质和研究它们的性质。
重点和难点 重点:自然界中的氮循环,自然固氮与人工固氮的过程;氨气和铵盐的主要性质,认识其在生产中的应用;硝酸的物理性质和化学性质 难点:实现含有氮元素的物质之间转化 ;掌握NH4+的检验方法和NH3的实验室制备方法;探究含氮元素物质的性质
知识点1 自然界中氮的循环
1、自然界中的氮循环
(1)氮元素的存在
在自然界中的存在形式有游离态和化合态。
(2)自然界中氮的循环
(3)人类活动对自然界中的氮循环的影响
①氮气―→氮肥、硝酸等含氮化合物;
②氮氧化物参与氮的循环。
2、氮的价类二维图
3、氮的固定
(1)含义:将空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程叫作氮的固定。
(2)分类
氮的固定
4、氮气的性质
(1)物理性质:
颜色 状态 气味 密度 溶解性
无色 气体 无味 与空气接近 难溶于水
(2)化学性质
氮气的化学性质不活泼,通常很难与其他物质发生反应。
①还原性:与O2反应产生NO。
N2+O22NO。
②氧化性:与H2反应生成NH3;反应方程式:N2+3H22NH3
③N2与Mg的反应(表现出氧化性)
化学方程式为N2+3MgMg3N2。
【易错提醒】
氮循环中含氮物质有多种形式的转化,有的对人类生产、生活有益,有的则产生负面作用,请举例说明。
①对人类有益:人工固氮如合成氨,不仅为农作物的生长提供了必需的氮元素,而且为其他化工产品的生产提供了重要的原料;
②对人类有害:工业废气、汽车尾气中的氮氧化物会造成大气污染等;工厂废液、生活废水中的氮元素对水体造成污染。
下列关于自然界中氮循环(如图所示)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
氮气在大气中虽多于氧气,由于它的性质不活泼,所以人们在认识氧气之后才认识氮气的。不过它的发现却早于氧气。D·卢瑟福发现这气体不能维持生命,具有灭火性质,可以分离空气获得。氮气能大量存在于空气中的根本原因是( )
A.氮气性质稳定,即使在高温下也很难与其他物质发生反应
B.氮气比空气轻,且不溶于水
C.氮分子中两个氮原子间结合得很牢固,分子结构稳定
D.氮气无氧化性,也无还原性,不与其他物质反应
下图中能实现人工固氮的是( )
    
A.闪电       B.合成氨车间    C.豆科植物根瘤    D.绿色植物光合作用
大家在吃薯条等膨化食品时,会发现袋子里东西并不多却鼓鼓囊囊的,袋子里填充的是食品级的氮气而非空气。主要作用有三个方面:①延长食品的保质期;②可以抵御外界潮气的侵入;③保护食品不被压碎。
下列关于N2性质的叙述中错误的是( )
A.氢气在氮气中能燃烧
B.氮气既具有氧化性,又具有还原性
C.将空气中的氮气转变成含氮化合物属于氮的固定
D.氮气与氧气在一定条件下反应生成一氧化氮
下列叙述与氮的固定无关的是( )
A.工业合成氨
B.工业上将氨转化为硝酸和其他含氮化合物
C.豆科植物的根瘤菌把空气中的氮气转化为含氮化合物
D.电闪雷鸣的雨天,空气中的氮气会与氧气发生反应并最终转化为硝酸盐被植物吸收
命题点2 氮的氧化物
1、不同价态的氮的氧化物:
类别 N2O NO N2O3 NO2 N2O4 N2O5
价态 +1 +2 +3 +4 +4 +5
2、一氧化氮和二氧化氮:
(1)物理性质
物质 颜色 状态 气味 毒性 水溶性
NO 无色 气态 无味 有毒 难溶于水
NO2 红棕色 气态 刺激性 有毒 易溶于水
3、一氧化氮、二氧化氮性质探究
(1)在一支50 mL的注射器里充入20 mL NO,观察颜色:无色,然后吸入5 mL水,用乳胶管和弹簧夹封住管口,振荡注射器。现象:注射器内无明显变化,结论:NO难溶于水。
(2)打开弹簧夹,快速吸入10 mL空气后夹上弹簧夹,现象:注射器内气体变为红棕色;振荡注射器。现象:气体的红棕色消失。
结论:在一定条件下,NO和NO2可以相互转化。
(3)实验探究:
实验装置 实验操作 现象
向充满NO气体的试管中注入O2 气体颜色由无色逐渐变为红棕色
向充满NO2气体的试管中注入水 气体逐渐减少,颜色由红棕色变为无色,得到无色溶液
结论:在一定条件下,NO与NO2可以相互转化,反应的化学方程式为
①NO―→NO2:2NO+O2===2NO2;
②NO2―→NO:3NO2+H2O===2HNO3+NO。
4、人类活动对氮循环和环境的影响
(1)大气污染
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,产生了一种有毒的烟雾。
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。
(2)水体污染
水体中氮元素的含量增大,会造成水体的富营养化,导致藻类“疯长”。
(3)对人体危害
NO与血红蛋白结合使人中毒。
5、含氮物质的相关计算
(1)NO和NO2性质的对比
NO NO2
色、态、味 无色、无味 红棕色、有刺激性气味
毒性 有毒气体
水溶性 难溶 易溶且与水反应
与氧气反应 2NO+O2===2NO2 —
与水反应 — 3NO2+H2O===2HNO3+NO
与氧气、水同时作用 4NO+3O2+2H2O ===4HNO3 4NO2+O2+2H2O===4HNO3
氧化性 有氧化性,但通常情况下表现出还原性 能氧化S2-、I-、Fe2+等离子,NO2能使湿润的淀粉KI试纸变蓝
对环境的影响 有毒,大气污染物之一
(2)氮的氧化物溶于水的计算
2NO+O2===2NO2 ①
3NO2+H2O===2HNO3+NO ②
由①+②×2 得4NO2+O2+2H2O===4HNO3,
当体积比V(NO2)∶V(O2)
由①×3+②×2 得4NO+3O2+2H2O===4HNO3,
当体积比V(NO)∶V(O2)
因为水溶液中发生反应3NO2+H2O===2HNO3+NO,所以无论何种情况下水溶液中不会剩余NO2。
【易错提醒】
①某山谷经常电闪雷鸣、雷雨交加,但树木、灌木、花草等植被非常茂密,很少有人敢进入这个山谷。
你能解释该山谷的植被茂密的原因吗?
植物生长需要氮肥,N2在雷电的作用下发生一系列变化:
N2+O22NO
2NO+O2===2NO2
3NO2+H2O===2HNO3+NO
HNO3与土壤成分反应,产生硝酸盐,被植物吸收,所以经常有雷电的地方,植被生长的茂盛。
②NO、NO2均不属于酸性氧化物。酸性氧化物是能够与碱反应生成盐和水的氧化物,而且生成的盐是该氧化物同价态的含氧酸所对应的盐。NO不能与碱反应,NO2与NaOH溶液的反应为2NO2+2NaOH===NaNO2+NaNO3+H2O。但由于生成的不是相应的盐,因此二氧化氮也不是酸性氧化物。
大家在吃薯条等膨化食品时,会发现袋子里的东西并不多却鼓鼓囊囊的,袋子里填充的是食品级的氮气而非空气。主要作用有三个:①延长食品的保质期;②可以抵御外界潮气的侵入;③保护食品不被压碎。
下列关于N2性质的叙述中错误的是( )
A.氢气在氮气中能燃烧
B.氮气既具有氧化性,又具有还原性
C.将空气中的氮气转变成含氮化合物属于氮的固定
D.氮气与氧气在一定条件下反应生成一氧化氮
将一支盛满NO2气体的试管倒置在水槽中,最终试管内液面的变化是( )
一定条件下,将等体积的NO和O2的混合气体置于试管中,并将试管倒立于水槽中,充分反应后剩余气体的体积为原总体积的( )
A.   B.   C.   D.
在标准状况下,将O2和NO2按体积之比1∶4充满干燥烧瓶,把烧瓶倒置于水中,瓶内液体逐渐上升,假设烧瓶内溶液不扩散,最终烧瓶内溶液里溶质的物质的量浓度为( )
                  
A. mol·L-1 B. mol·L-1 C. mol·L-1 D. mol·L-1
如图所示,向盛有3.0 mL NO的试管中缓缓通入1.5 mL O2(所有气体体积均在标准状况下测定)。
试回答下列问题:
(1)写出观察到的现象(可不写满,也可补充):
①_____________________________________________________________。
②_____________________________________________________________。
③_____________________________________________________________。
(2)最终试管中剩余的气体是________,其体积为________。
命题点3 氨气
1、物理性质
无色有刺激性气味的气体,密度比空气小,极易溶于水,常温、常压下1体积水能溶解约700体积氨气,易液化。
2、实验探究
实验装置
操作 打开止水夹,并挤压滴管的胶头 撤去玻璃片
现象 烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶,形成红色喷泉,瓶内液体呈红色 集气瓶内产生大量白烟
结论 氨极易溶于水,水溶液呈碱性 氨气与氯化氢气体反应生成白色固体
3、化学性质
化学(或离子)方程式 现象 说明
能与水反应 NH3+H2ONH3·H2ONH+OH- 形成喷泉 可用湿润的红色石蕊试纸检验氨气
能与酸反应 HCl (挥发性酸) HCl+NH3=== NH4Cl 产生白烟 可用浓盐酸检验氨气;氨气与不挥发性酸也反应
H2SO4 (难挥发性酸) H2SO4+2NH3===(NH4)2SO4 无现象
能与氧气反应 (催化氧化) 4NH3+5O24NO+6H2O 反应放热 是工业制HNO3的基础
能与Cl2反应 8NH3+3Cl2===6NH4Cl+N2 产生白烟 用浓氨水检验输送氯气的管道是否漏气
能与CuO反应 2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O 黑色固体变为红色 可用排水法收集产生的N2
4、氨的用途
(1)工业上:主要应用于氮肥工业和硝酸工业。
化学氮肥
(2)生活中:NH3易液化,常用作制冷剂。
【易错提醒】
①若将NH3换为NO2,能否形成喷泉?若能形成,则实验后液体能否充满烧瓶?
能形成喷泉,但液体不能充满烧瓶。NO2易溶于水并与水发生反应:
3NO2+H2O===2HNO3+NO,有NO气体产生,故用NO2与H2O做喷泉实验时,液体只能充满烧瓶容积的2/3。
②若利用上述氨的喷泉实验装置分别进行NH3和HCl的喷泉实验,所得溶液的物质的量浓度是否相等?
相等。气体的物质的量相等,液体均能充满烧瓶,则实验后溶液的体积相等,所以溶液的物质的量浓度也相等。
③常见能形成喷泉的组合
气体 HCl NH3 CO2、Cl2、SO2、H2S NO2 NO、O2(体积比为4∶3)
吸收剂 水、NaOH溶液 水 NaOH溶液 水 水
下列关于NH3性质的说法正确的是( )
A.其密度小,可用作制冷剂
B.和HCl气体反应产生白烟
C.能使干燥的红色石蕊试纸变蓝
D.可以用加热NH4Cl的方法制备
喷泉是一种常见的自然现象,如图是化学教材中常用的喷泉实验装置,在烧瓶中充满干燥气体,而胶头滴管及烧杯中分别盛有液体。下列气体和液体的组合中不可能形成喷泉的是( )
A.HCl和H2O  B.O2和H2O C.NH3和H2O D.CO2和NaOH溶液
实验室进行氨溶于水的喷泉实验装置如图所示,下列叙述不正确的是( )
A.该实验说明氨气是一种极易溶于水的气体
B.进入烧瓶中的液体由无色变为红色,说明氨水呈碱性
C.形成喷泉的原因是氨气溶于水后,烧瓶内的气压小于大气压
D.用氯气代替氨气,利用此装置也可进行喷泉实验
如图所示,在干燥的圆底烧瓶中充满气体a,将胶头滴管中的液体b挤入圆底烧瓶内,轻轻振荡圆底烧瓶,打开弹簧夹f,烧杯中的液体b呈喷泉状喷出,最终几乎充满整个圆底烧瓶。则a和b分别是( )
a(气体) b(液体)
A NO2 水
B NO 4 mol·L-1盐酸
C Cl2 饱和氯水
D NH3 水
5.关于如图进行的实验的说法中正确的是( )
A.若甲烧瓶内是氨气,要产生喷泉,则烧杯中溶液一定呈酸性
B.若乙烧瓶内是二氧化碳,烧杯中是碱溶液,用热毛巾捂热烧瓶片刻即可产生喷泉
C.若丙装置中X为HCl,则烧瓶内可产生白雾
D.若丙装置中通入气体为Cl2,则烧瓶内一定无喷泉产生
命题点4 铵盐
1、物理性质
颜色 溶解性 状态
多为白色 多易溶于水 晶体
2、化学性质
①实验探究
预期转化:铵盐(N)→氨气(NH3)
实验装置及操作 现象 结论
试管中固体逐渐减少,产生无色、有刺激性气味的气体,试纸变蓝 NH4HCO3分解产生NH3
试管中有无色、有刺激性气味的气体产生,试纸变蓝 NH4Cl和NaOH溶液反应生成NH3
②不稳定性:铵盐受热易分解,碳酸氢铵、氯化铵分解的化学方程式为
NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O、NH4ClNH3↑+HCl↑。
③与碱反应
铵盐与碱反应产生氨气,这是铵盐的通性。铵盐与碱液加热反应的离子方程式为NH+OH-NH3↑+H2O。
【易错提醒】
①教材P112“由于铵盐具有受热易分解的性质”,铵盐受热分解都生成氨气吗?
不是,有些铵盐受热分解生成氨气,如氯化铵、碳酸氢铵;有些受热分解不生成氨气,如硝酸铵受热分解生成氮气。
②碳酸铵、碳酸氢铵可以作化肥,也可以用于食品工业。当存放不当,露置于日光下时,为什么越来越少?碳酸铵、碳酸氢铵不耐热是怎么回事?
铵盐受热容易分解。
③检验NH的答题规范
取少许待测液或晶体于小试管中,加入浓氢氧化钠溶液,微热,将湿润的红色石蕊试纸(或者蘸有浓盐酸的玻璃棒)放在试管口,试纸变蓝色(或者冒白烟),说明是铵盐或待测液含有NH。
下列关于铵盐的叙述中正确的是( )
①所有铵盐中,氮元素化合价都是-3价 ②所有铵盐都能溶于水 ③铵态氮肥不宜与碱性物质混合施用 ④铵盐都能与碱反应,不能与酸反应
A.①③④ B.②③ C.①②③④ D.①②③
试管中盛有少量白色固体,可能是铵盐,检验的方法是( )
A.加水,将湿润的红色石蕊试纸放在试管口
B.加氢氧化钠溶液,加热,将湿润的红色石蕊试纸放在试管口
C.加氢氧化钠溶液,加热,滴入酚酞溶液
D.加氢氧化钠溶液,加热,滴入石蕊溶液
检验铵盐的一般方法是取少许待测物置于试管中,然后( )
A.加水溶解后,再滴入酚酞溶液
B.加强碱溶液加热后,用湿润的红色石蕊试纸在试管口检验
C.加入强酸溶液加热后,再滴入酚酞溶液
D.加入强碱溶液加热后,再滴入酚酞溶液
能把Na2SO4溶液、NH4NO3溶液、KCl溶液、(NH4)2SO4溶液这四种无色溶液区分开的一种试剂是(必要时可加热) ( )
A.Ba(OH)2溶液 B.NaOH溶液 C.NaCl溶液 D.Ba(NO3)2溶液
5.试管中盛有少量白色固体,可能是铵盐,检验的方法是( )
A.加水,将湿润的红色石蕊试纸放在试管口
B.加氢氧化钠溶液,加热,将湿润的红色石蕊试纸放在试管口
C.加氢氧化钠溶液,加热,滴入酚酞溶液
D.加氢氧化钠溶液,加热,滴入石蕊溶液
命题点5 氨气的实验室制法
工业制法
N2+3H22NH3。
2、实验室制法
(1)用铵盐制取。
①反应原理:
Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O。
②实验装置:
③验满方法:
a.用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口,试纸变蓝;
b.用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口,产生白烟。
④干燥方法:
⑤尾气吸收:
a.将蘸有硫酸溶液的棉球放在收集氨气的试管口处。
b.用水吸收——防倒吸
装置:
3、氨气的其他制取方法
方法 化学方程式(或原理) 气体发生装置
加热浓氨水 NH3·H2ONH3↑+H2O
浓氨水+固体NaOH NaOH溶于水放热,促使氨水分解,且OH-浓度的增大有利于NH3的逸出
浓氨水+固体CaO NH3·H2O+CaO===NH3↑+Ca(OH)2 CaO的作用:①吸水后放热促进NH3的逸出;②增大溶液中OH-的浓度,减小NH3的溶解度
【易错提醒】
①采用加热分解NH4Cl的方法不能制取NH3,因为NH4ClNH3↑+HCl↑,NH3+HCl===NH4Cl。
②不能使用NaOH、KOH代替Ca(OH)2与NH4Cl反应制取NH3,因为NaOH、KOH具有吸湿性,易结块,不利于NH3的逸出,且在加热条件下会腐蚀玻璃。
③不能用NH4NO3代替NH4Cl,因为NH4NO3加热可能发生爆炸,也不能用NH4HCO3或(NH4)2CO3代替NH4Cl,因为它们分解还产生CO2,会引入杂质气体。
1.为了更简便地制取干燥的NH3,下列方法中合适的是( )
A.NH4Cl与浓H2SO4混合共热,生成的气体用碱石灰进行干燥
B.,用烧碱进行干燥
C.加热浓氨水,气体用碱石灰干燥
D.加热NH4HCO3,气体用P2O5干燥
2.下列装置用于实验室制氨气或验证氨气的化学性质,其中能达到实验目的的是( )
甲          乙 丙         丁
A.用装置甲制取氨气 B.用装置乙除去氨气中的水蒸气
C.用装置丙验证氨气具有还原性 D.用装置丁吸收尾气
实验室制取并收集氨。下列装置能达到实验目的的是( )
实验室制取少量干燥的氨气涉及下列装置,其中正确的是( )
A.①是氨气发生装置 B.②是氨气吸收装置
C.③是氨气发生装置 D.④是氨气收集、检验装置
某学习兴趣小组探究氨气的制取实验:
(1)甲同学拟用下列实验方法制备氨气,其中合理的是________(填字母,下同)。
A.将氯化铵固体加热分解
B.将浓氨水滴入氢氧化钠固体中
C.将氢氧化钠固体加入浓氨水中
D.将氯化铵稀溶液滴入氢氧化钠固体中
(2)根据上述正确的原理,该同学欲用下列常见的实验室制气装置制取氨气,适宜的装置是________。
(3)气体的性质是选择气体收集方法的主要依据,下列性质与收集方法无关的是________(填标号)。
①密度 ②颜色 ③溶解性 ④热稳定性 ⑤与氧气反应
(4)下图是甲同学设计收集氨气的几种装置,其中可行的是________(填字母),集气的原理是__________________________________________________________________________________________________。
命题点6 硝酸
1、物理性质
①纯硝酸为无色、易挥发、有刺激性气味的液体。
②硝酸沸点低,易挥发。
想一想:打开盛浓硝酸的试剂瓶有什么现象?瓶口会产生白雾
HNO3质量分数为95%以上的浓硝酸称为“发烟硝酸”。
2、实验探究
实验装置及操作 实验现象 实验结论
瓶口产生白雾,闻到刺激性气味 硝酸易挥发,有刺激性气味
将稀硝酸注入试管中,Cu和稀硝酸缓慢反应,产生无色气体,在试管口变为红棕色,溶液变蓝 铜与稀硝酸常温下缓慢反应生成    NO气体
反应剧烈,有红棕色气体产生,溶液变为蓝绿色 铜与浓硝酸常温下剧烈反应生成  NO2气体
试管中有气泡产生,试管口处看到     红棕色气体 铁与稀硝酸常温下可以反应, 生成NO气体
无明显现象 发生钝化
3、化学性质
(1)酸性:属于强酸,具有酸的通性,能和碱、碱性氧化物、某些盐发生复分解反应。
(2)不稳定性:受热或见光易分解,其化学方程式为:4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O
(3)强氧化性:
①与金属反应
能与除金、铂、钛以外的大多数金属反应,通常浓硝酸的还原产物是NO2,稀硝酸的还原产物是NO。
a. Cu与浓HNO3反应的化学方程式为:. Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。
Cu与稀HNO3反应的化学方程式为:3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。
b.与Fe、Al反应
常温下浓硝酸可使铁、铝表面形成致密的氧化膜而钝化,保护内部金属不再与酸反应,所以可以用铁容器或铝容器盛放浓硝酸。
②与非金属反应
浓硝酸在加热条件下,还能与碳等非金属单质发生氧化还原反应,如碳与浓硝酸反应的化学方程式为
C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O。
4、硝酸的用途
硝酸是一种重要的化工原料,可用于制造炸药、硝酸盐、染料等,也是实验室里重要的化学试剂。
5、硝酸的工业制备
(1)硝酸工业生产的流程
(2)写出有关化学方程式:
N2→NH3:N2+3H22NH3。
NH3→NO4:NH3+5O24NO+6H2O。
NO→NO2:2NO+O22NO2
NO2→HNO3:3NO2+H2O2HNO3+NO
(3)硝酸与金属反应的“三个守恒”
①电子守恒:金属失电子数=n(NO2)+3n(NO)。
②原子守恒:n(HNO3)=xn[M(NO3)x]+n(NO2)+n(NO)。
若向反应后溶液中加入NaOH溶液恰好使Mx+(Mx+代表金属离子)沉淀完全,此时溶质为NaNO3,则存在:
n(Na+)=n(NO)=n(HNO3)-n(NO)-n(NO2)。
③电荷守恒:HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH-)有c(NO)=c(H+)+xc(Mx+)。
【易错提醒】
①过量的铜片与一定量的浓硝酸充分反应,生成的气体的成分是什么?为什么?
生成的气体的成分为NO、NO2的混合物。铜先与浓硝酸反应生成NO2,随着反应的进行浓硝酸变成稀硝酸,得到NO气体,所以是NO和NO2的混合气体。
②向上题反应后的溶液中加入稀硫酸,铜片的质量会发生什么变化?如果有变化写出反应的离子方程式。
铜片的质量会减少,溶液中有NO,稀硫酸电离出H+,所以铜会继续和硝酸反应。3Cu+8H++2NO===3Cu2++2NO↑+4H2O。
③铜投入稀硫酸中不会溶解,再向溶液中投入KNO3固体,铜会不会溶解?为什么?
会溶解。由离子方程式8H++2NO+3Cu===3Cu2++2NO↑+4H2O可知,只要溶液中同时有H+和NO,就相当于存在HNO3,铜就会因发生反应而溶解。
④向过量的铜片与一定量的浓硝酸充分反应后的溶液中加入稀硫酸,铜片的质量会发生什么变化?如果有变化,请写出反应的离子方程式。
铜片的质量会减少。溶液中有NO,稀硫酸中有H+,所以铜会继续和硝酸发生反应:3Cu+8H++2NO===3Cu2++2NO↑+4H2O。
对于硝酸的物理性质,下列叙述不正确的是( )
A.可以与水以任意比互溶
B.不易挥发
C.有刺激性气味
D.质量分数在95%以上的浓硝酸为发烟硝酸
下列说法中,正确的是( )
A.碳与浓硝酸反应时,浓硝酸既表现氧化性又表现酸性
B.在0.1 mol·L-1的盐酸中,K+、Fe2+、SO、NO能大量共存
C.56 g Fe与硝酸发生氧化还原反应时,Fe转移的电子是3 mol
D.室温下,可用铝槽车贮存或运输浓硝酸
将1.92 g铜粉投入到某硫酸和硝酸的混合溶液中,其中,硫酸和硝酸的浓度均为1 mol/L,溶液体积为40 mL,待充分反应后若只生成NO气体,则最多可收集到标准状况下的NO的体积为( )
A.336 mL    B.112 mL    C.448 mL    D.224 mL
将一定质量铁粉加入装有100 mL某浓度的稀硝酸溶液中充分反应。容器中剩有m g的铁粉,收集到448 mL NO气体(标准状况)。
(1)所得溶液中溶质的化学式是________________。
(2)原硝酸溶液的物质的量浓度为________ mol·L-1。
5. 浓硝酸正常情况下为无色透明液体。有窒息性刺激气味。浓硝酸含量为68%左右,对于稀硝酸, 一般我们认为浓稀之间的界线是6 mol·L-1,市售普通试剂级硝酸浓度约为68%左右。在盛有一定量浓硝酸的试管中加入6.4 g铜片,发生反应。请回答下列问题:
开始阶段,观察到的现象为________________________________________________,反应的化学方程式是__________________________________________________________。
(2)反应结束后,铜片有剩余,再加入少量20%的稀硫酸,这时铜片上又有气泡产生,反应的离子方程式是______________________________________。
(3)若6.4 g铜片消耗完时,共产生气体2.8 L(标准状况)。则整个反应过程中所消耗的HNO3的物质的量为________。
命题点7 人类活动对氮循环和环境的影响
1、氮元素的活化
N2NH、NO
2、人类活动对氮循环的影响——增加活化氮的量
(1))化石燃料的消耗量急剧增加;
(2)化学合成氮肥的量迅速上升;
(3)豆科植物种植面积增大。
3、人类活动对环境的影响
(1)大气污染
①光化学烟雾:汽车尾气中的氮氧化物和 碳氢化合物经紫外线照射发生反应形成的一种有毒的烟雾。
②雾霾:含氮物质的过度排放,导致它们在大气、土壤、水体中富集,在一定程度上促进了雾霾的形成。
③酸雨:氮氧化物与空气中的水反应生成的硝酸和亚硝酸是酸雨的成分。
(2)水体污染——富营养化
当进入水的氮元素增大时,会造成水体的 富营养化,导致藻类“疯长”并覆盖在水面上。
4、减少人类活动对氮循环和环境影响的措施
(1)控制进入大气、土壤和水体中含有氮元素的物质的量。
(2)增强生态系统对含有氮元素的物质的吸收能力,如保护森林、植树造林等。
5、常见的环境污染
环境污染 形成原因 主要危害
温室效应 大气中CO2含量不断增加 全球变暖,冰雪融化,释放有毒气体
酸雨 SO2和氮氧化物的排放 土壤酸化,腐蚀建筑物
光化学烟雾 氮氧化物和碳氢化合物的排放 危害人体健康和植物生长
臭氧空洞 氮氧化物和氟氯代烃的排放 地球上的生物受太阳紫外线的伤害加剧
赤潮和水华 含磷洗衣粉的大量使用及其废水的任意排放 使藻类过度繁殖,水质恶化,发生在海水中为赤潮,淡水中为水华
白色污染 聚乙烯塑料的大量使用,任意丢弃 破坏土壤结构和生态环境
【易错提醒】
绿色化学
(1)绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学,其核心思想就是改变“先污染后治理”的观念和做法,利用化学原理和技术手段,减少或消除产品在生产和应用中涉及的有害化学物质,实现从源头减少或消除环境污染。
(2)按照绿色化学的思想,最理想的“原子经济性反应”就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物,这时原子利用率(即期望产物的总质量与生成物的总质量之比)为100%。
“保护环境,就是保护人类自己。”下列环境问题与产生的主要原因不相符的是( )
①“臭氧空洞”主要是大量使用氟氯代烃等引起的
②“光化学烟雾”主要是由NO2等引起的
③“酸雨”主要是由空气中CO2浓度增大引起的
④“白色污染”主要是由聚乙烯塑料等引起的
⑤“温室效应”主要是由空气中CO2浓度增大引起的
⑥“赤潮”主要是由水体中P、N等元素过量引起的
A.①②④  B.②③⑤  C.⑤⑥  D.只有③
化学与环境密切相关,下列有关说法错误的是( )
A.CO2、NO2或SO2都会导致酸雨的形成
B.对酸性物质的排放加以控制,开发新清洁能源是减少酸雨的有效措施
C.NO2、NO等氮氧化物是形成光化学烟雾的主要污染物
D.大气中CO2含量的增加会导致温室效应加剧
光化学烟雾是汽车尾气在紫外线作用下生成的有害烟雾,由氮的氧化物和烃类等一次污染物,与它们发生一系列光化学反应生成的臭氧、醛类、过氧乙酰硝酸酯(PAN)等二次污染物组成。光化学烟雾导致眼睛及黏膜受刺激,引发呼吸道疾病,严重时使人头痛、呕吐,甚至死亡。下列叙述中错误的是( )
A.光化学烟雾的分散剂为空气
B.NO2为酸性氧化物
C.O2转化成O3的反应为非氧化还原反应
D.汽车节能减排措施可以缓解光化学烟雾带来的污染
下列现象的产生与人为排放大气污染物氮氧化物无关的是( )
A.温室效应  B.光化学烟雾  C.酸雨  D.水体的富营养化
下列关于氮及其化合物的说法正确的是( )
A.氯化铵和碘单质都可以用加热法进行提纯,且二者原理相同
B.汽车尾气中的氮氧化物是光化学烟雾形成的因素之一
C.NH3→NO→NO2→N2O4→HNO3的转化中氮元素均被氧化
D.铜比铁的还原性弱,因此可用铜质容器盛放浓硝酸
1.(25-26高二下·山东青岛·期末)实验室中,下列关于药品保存方法错误的是( )
A.氢氟酸保存在塑料瓶中
B.水玻璃保存在带橡胶塞的广口瓶中
C.硝酸保存在带玻璃塞的棕色细口瓶中
D.碘化银固体保存在棕色广口瓶中
2.(25-26高一下·全国·课后作业)众多元素的循环使地球上的生命生生不息,例如氮的循环、碳的循环等。下列有关说法错误的是( )
A.人工固氮均是将转化为
B.汽车尾气中排放的氮氧化物是由游离态氮转化来的
C.豆科植物通过根瘤菌吸收空气中氮气的过程是化学变化
D.植物秸秆燃烧时释放出氮氧化物,参与了氮的循环
3.(25-26高一上·山东潍坊·期末)下列装置(省略部分夹持装置)或操作正确的是( )
A.配制100mL 的KCl溶液 B.验证易溶于水且溶液呈碱性 C.探究Na与反应 D.实验室制备
4.(19-20高一·全国·课后作业)工业制HNO3的过程中排放的NO2和NO常用NaOH溶液吸收,反应的化学方程式为NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O、2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O,NO不能被NaOH溶液吸收。若同温同压下NO2与NO的体积之比如下,其中不能被NaOH溶液完全吸收的是( )
A.1:1 B.1:3 C.2:1 D.3:1
5.(25-26高一下·山东济宁·期中)现用传感技术测定喷泉实验中的压强变化来认识喷泉实验的原理。关闭a,将单孔塞(插有吸入水的胶头滴管)塞紧颈口c,打开b,完成喷泉实验,电脑绘制三颈瓶内压强变化曲线如图,下列说法错误的是( )
A.制取氨气时圆底烧瓶中的固体可用NaOH或CaO
B.置于三颈烧瓶左侧瓶口处的沾有酚酞的棉球变红,说明已经集满
C.根据曲线可知,AC段压强骤减,说明极易溶于水,因此实验结束后水一定可以充满整个三颈烧瓶
D.工业上若出现液氨泄漏,可以使用大量雾状水(或称喷雾水)进行喷淋吸收
6.(25-26高一下·山东济宁·期中)下列关于氮及其化合物的说法中,正确的是( )
A.NO可用排空气法收集
B.氨很容易液化,液氨可用作制冷剂
C.实验室可用加热氯化铵固体的方法制取氨气
D.常温下,将铁片放入浓硝酸中,无明显现象,说明铁与浓硝酸不反应
7.(25-26高一上·山东日照·期末)下列反应的离子方程式书写正确的是( )
A.向稀硝酸中加入铜片:
B.向氢氧化铜悬浊液中滴加稀硫酸:
C.向溶液中通入氯气:
D.向溶液中加入稀硫酸:
8.(25-26高一上·山东青岛·期末)金属-有机框架材料(MOFs)的结构被喻为“分子乐高”,有高比表面积、孔径可调、高稳定性等优异性质。MOFs材料Cu-BTC能高效消除氨氮,若同时存在硝氮污染物,会发生协同反应(参与反应的Cu-BTC以表示)。涉及反应有:
①消除氨氮:,
②消除硝氮:
③协同反应:(未配平)。
下列说法错误的是( )
A.消除氨氮的总反应为
B.每消除124mg,理论上转移10mol电子
C.协同反应方程式为:
D.MOFs高效消除氨氮的原因之一为比表面积大,吸附能力强,能快速富集反应物
9.(24-25高一下·山东聊城·期末)资料显示:浓硝酸能将NO氧化成,而稀硝酸不能氧化NO。某学习小组据此验证浓、稀硝酸氧化性的相对强弱,按如图装置进行实验(夹持仪器已略去)。可选试剂:浓硝酸、稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、NaOH溶液。下列说法错误的是( )
A.实验开始前及结束后皆需通一段时间氮气,其目的不同
B.②中每消耗0.1mol ,转移的电子数约为
C.装置②③④盛放的试剂依次是蒸馏水、稀硝酸、浓硝酸
D.已知溶液呈蓝色,①中反应后的溶液呈绿色,可能的原因是溶解了
10.(23-24高三·全国·一轮复习)如图是氮元素的几种化合价与物质类别的对应关系,回答下列问题:

(1)写出N2的一种用途:_______________________________。
(2)从N元素化合价分析,N2具有氧化性和还原性,各举一例说明(用化学方程式表示)。
氧化性:___________________________________________________。
还原性:___________________________________________________。
(3)HNO3与图中的物质C常用于检验Cl-的存在,则C的化学式为___________。
(4)实验室制取物质B的化学方程式为_____________________________________________________________。
(5)NO2与水反应生成物质A的化学方程式为________________________________________________________。
(6)浓硝酸与木炭在加热条件下反应的化学方程式为___________________________________________________。
11.(24-25高一上·山东菏泽·期末)氮是自然界中的重要元素之一,研究氮的循环和转化对生产、生活有重要的价值。回答下列问题:
Ⅰ.高浓度氨氮废水(主要含、NH3·H2O)是造成河流富营养化的主要因素。某氮肥厂处理氨氮废水的方案如图所示。
(1)“氧化池”中NaClO溶液在碱性条件下将废水中的氧化为无污染气体,该反应的离子方程式为________________________________________________________。
(2)将一定量的氨氮废水与不同物质的量的NaClO混合,测得溶液中氨氮去除率、总氮(溶液中所有可溶性含氮化合物中氮元素的总量)去除率与NaClO物质的量的变化关系如图所示。
当n(NaClO)>n1时,水体中总氮去除率下降的原因可能是_________________________________________。
(3)“硝化池”是在硝化菌的作用下实现→ →转化,在碱性条件下被氧气氧化成的总反应的离子方程式为__________________________________________________________________。
Ⅱ.
(4)“NH3-CaSO4”法可用于吸收燃煤发电厂的CO2,并获得产品(NH4)2SO4,反应原理为CO2+CaSO4+2NH3+H2O=CaCO3↓+(NH4)2SO4;反应物NH3常用两种固体物质进行实验室制备,化学反应方程式为_____________________________________________________________。
(5)实验室中搭建如图所示装置,应用上述原理模拟生产硫酸铵,操作时应先从___________(填“a”或“b”)通入气体___________(填化学式)至饱和,然后通入另一种气体,当液体由红色变为浅红色时,立即停止通入,不继续通至过量的原因可能是____________________________________________________________________(用离子方程式表示)。
12.(25-26高一下·山东青岛·期末)研究小组开展性质实验探究,并用下图装置制备。回答下列问题:
Ⅰ.探究的性质
取11.7 g 与水充分反应,加蒸馏水稀释至约300 mL得溶液M。向M中滴加酸性溶液,紫色褪去并放出无色气体。
(1)“稀释”所需玻璃仪器有________________,所得溶液M中Na+的物质的量浓度约为___________。
(2)甲同学取2.0 mL M,滴加两滴酚酞溶液,溶液先变红后褪色,根据该现象推测M中存在,生成的化学方程式为___________________________________________________。乙同学认为需补做实验:_________________________________________________________________________________________________________________________________________________(填写具体实验方案),以判断是否是酚酞褪色的唯一原因。
(3)酸性溶液褪色的原因为_____________________________________________________(用离子方程式表示)。
Ⅱ.制备(夹持装置略)
已知:易潮解;与反应生成;NO与反应生成。
(4)B中盛放的试剂为___________。盛放浓硫酸的装置为___________(填标号)。
(5)D中反应的化学方程式为______________________________________________。
(6)反应结束后通入N2的目的是_______________________________________________________________________。
13.(25-26高一上·山东菏泽·期末)氨气的用途非常广泛,部分转化关系如下:
已知:具有很强的还原性。回答下列问题:
(1)上述转化关系中体现氧化性的化学方程式为_______________________________________________。
(2)氧化炉中发生催化氧化的化学方程式为_______________________________________________;向吸收塔中通入的作用__________________________________________。
(3)用制备时,要控制的用量,其主要目的是__________________________________________。
(4)磷酸氢二铵可作干粉灭火剂,其制备装置(夹持和搅拌装置略)如图所示。
①实验过程中若出现倒吸现象,应进行的操作为________________________________。
②当溶液为时停止通,即可制得溶液。若继续通入会发现产物的量明显减少,原因是____________________________________________________________________________(用离子方程式表示)。
③组装尾气处理装置,需选择的试剂和主要仪器有__________(填标号)。
A.碱石灰  B.稀硫酸  C.氧化钙  D.  E.  F.
14.(25-26高一上·山东青岛·期末)某试样溶液可能含下列离子中的几种:,,,,,,,,,溶液中阴离子的物质的量浓度相等。用该试样溶液进行实验:
下列说法正确的是( )
A.白色沉淀B的成分一定为和
B.溶液中一定存在
C.溶液中
D.溶液中
15.(25-26高一上·山东烟台·期末)氮及其化合物在生产、生活中有着重要作用。
回答下列问题:
(1)氮及其化合物间的转化关系如图,必须加入氧化剂且一步反应能完成的是___________(填标号),雷电固氮生成硝酸的主要途径依次为___________(填标号)。
(2)向100 mL 1.2 稀中逐渐加入Fe粉至过量,溶液中金属阳离子与所加Fe粉物质的量的关系如图(稀的还原产物只有NO)。表示变化的是曲线___________(填“a”或“b”),___________mol,Q点溶液中加入Cu粉,最多可溶解Cu粉的质量为___________g。
(3)亚硝酸钠()是一种白色固体,在生活中应用广泛。实验小组制备干燥(夹持及加热装置略)并测定其纯度。
已知:①,②NO能被酸性氧化。
①装置按气流方向连接顺序为甲→丙→____________________________________(装置可重复使用)。
②装置丙的作用之一是将转化为NO,其化学方程式为_________________________________________________,另一作用是_______________________________。
③反应结束后打开止水夹a,通入过量,其目的是_______________________________________________________。
④测定固体中纯度(杂质不参与反应):称取装置丁中反应后的固体1.500 g于烧杯中,加蒸馏水溶解配成250 mL溶液。取25 mL溶液于锥形瓶中,滴入0.1 酸性溶液至恰好完全反应,共消耗8 mL酸性溶液。固体中的纯度为___________%。
第1页,共2页
第1页,共2页

展开更多......

收起↑

资源列表