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第3节　海水中的元素　环境保护
[课标解读]　1.了解卤素的性质与卤离子的检验。　2.了解海水的综合利用。　3.了解常见元素单质及其重要化合物对环境的影响。　4.了解化学与环境的关系，了解“绿色化学”的重要性。
　卤素的性质与卤素离子的检验
知识梳理
1．卤素的性质
(1)卤素单质的相似性
卤素原子核外最外层电子数均为7，易得到电子，表现非金属性。
①都能与大多数金属反应，如2Fe＋3Br2===2FeBr3，但I2与Fe反应生成FeI2。
②都能与H2反应生成HX：X2＋H2===2HX(X代表Cl、Br、I，下同)。
③都能与水反应：X2＋H2OHX＋HXO(F2例外：2F2＋2H2O===4HF＋O2)。
④都能与碱溶液反应：X2＋2OH－===X－＋XO－＋H2O(F2例外)。
(2)卤素的递变性
卤素(从F→I)的电子层依次增多，原子半径逐渐增大，非金属性逐渐减弱。
颜色
熔、沸点
密度
水溶性
氧化性
还原性(X－或HX)
(3)卤素及其化合物的特性
氟
①F2氧化性最强，F－的还原性最弱②与H2反应在暗处即爆炸，F2与盐溶液反应时，F2先与H2O反应③HF是弱酸，能腐蚀玻璃，故应保存在铅制器皿或塑料瓶中；有毒
溴
①Br2是红棕色液体，易挥发②Br2易溶于有机溶剂，CCl4、汽油可作Br2的萃取剂③盛溴的试剂瓶中加水，进行水封，保存液溴时不能用橡胶塞④AgBr具有感光性，见光易分解，可用于制照相底片或感光纸
碘
①I2遇淀粉变蓝色②I2加热时易升华③I2易溶于有机溶剂④食用盐中加入KIO3可用于补碘，防治甲状腺肿大⑤AgI具有感光性，见光易分解，可用于人工降雨
[辨易错]
(1)F2、Cl2、Br2、I2与Fe反应均生成＋3价铁的化合物。(　　)
(2)F2、Cl2、Br2与H2O反应的原理相似。(　　)
(3)F2、Cl2、Br2、I2的熔沸点和密度均逐渐增大。(　　)
(4)F2通入NaCl溶液中可生成Cl2。(　　)
[答案]　(1)×　(2)×　(3)√　(4)×
2．卤素离子的检验
(1)AgNO3溶液——沉淀法
未知液生成
(2)置换——萃取法
未知液
有机层
(3)氧化——淀粉法检验I－
未知液
蓝色溶液，表明有
I－
注意：Br2、I2在水、有机溶剂中的颜色比较
Br2
I2
水
橙色→黄色
褐色→黄色
有机溶剂(苯、CCl4、汽油)
橙红色→橙色
紫色→紫红色
[深思考]
已知在酸性条件下，IO与I－反应生成I2，请设计实验检验食盐中是否含IO？
[答案]　将少量食用盐溶于白醋中，然后将溶液滴到淀粉?KI试纸上，若试纸变蓝色，说明此食用盐为加碘食盐(其他合理答案也可)。
知识应用
建筑工地常用的NaNO2因外观和食盐相似，又有咸味，容易使人误食中毒。已知NaNO2能发生如下反应：
NaNO2＋HI―→NO↑＋I2＋NaI＋H2O
(1)配平上述反应，将系数填入中。
(2)根据上述反应，利用试纸与生活中的常见物质①水、②淀粉?碘化钾试纸、③淀粉、④白酒、⑤食醋
鉴别NaNO2和NaCl，实验时最适合的组合为________(填序号)。
[答案]　(1)2　4　2　1　2　2
(2)②⑤
?命题点1　卤素的性质及应用
1．下列关于卤素(用X表示)的叙述，错误的是
(　　)
A．卤素单质与水反应均可用X2＋H2OHXO＋HX表示
B．HX都极易溶于水，它们的热稳定性随X的核电荷数的增加而减小
C．卤素单质的颜色由F2→I2随相对分子质量增大而变深
D．X－的还原性依次为F－A　[F2与H2O反应生成HF和O2，A项错误。]
2．CsICl2常用于化学上的分子筛技术，CaOCl2常用于漂白、消毒。下列判断正确的是(　　)
A．CsICl2、CaOCl2中的卤族元素都显－1价
B．向CaOCl2溶液中滴加稀硫酸可能产生黄绿色气体
C．CsICl2溶液不能使酸性高锰酸钾溶液退色
D．向CsICl2、CaOCl2溶液中分别滴加硫酸亚铁溶液，均无明显颜色变化
B　[A项，CsICl2中的I为＋1价，错误；B项，CaOCl2可写为CaCl2·Ca(ClO)2，加入酸Cl－与ClO－反应生成Cl2，正确；C项，CsICl2中的Cl－能使酸性KMnO4溶液退色，错误；D项，CaOCl2中的ClO－能氧化Fe2＋，错误。]
3．某化学小组用如图所示装置验证卤素单质氧化性的相对强弱。下列说法不正确的是(　　)
A．E处棉花球变成黄色，说明Cl2的氧化性比Br2强
B．F处棉花球变成蓝色，说明Br2的氧化性比I2强
C．E处发生反应的离子方程式为Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2
D．G装置中NaOH溶液与Cl2反应的离子方程式为2OH－＋Cl2===ClO－＋
Cl－＋H2O
B　[在F处，可能是未反应完的Cl2与KI发生反应置换出I2，使淀粉变蓝色，不能说明Br2的氧化性比I2强。]
?命题点2　卤素离子的检验
4．下列叙述中正确的是
(　　)
A．能使湿润的淀粉?KI试纸变成蓝色的物质一定是Cl2或Br2
B．用硝酸酸化的硝酸银溶液能一次鉴别NaCl、NaBr、KI三种失去标签的溶液
C．某溶液加入CCl4，CCl4层显紫色，证明原溶液中存在I－
D．某浅黄色的溴水，加入CCl4振荡静置后，上层显橙红色
B　[还有很多氧化剂(如HNO3、O3等)能将I－氧化为I2，A项错误；碘单质的CCl4溶液显紫色，C项错误；CCl4的密度比水大，应下层显橙红色，D项错误。]
　海水资源的开发利用
知识梳理
1．海水资源的利用
(1)海水水资源的利用
海水水资源的利用，主要包括海水的淡化和直接利用海水进行循环冷却等。
(2)海水淡化方法及原理
淡化方法
原理
蒸馏法
将海水加热蒸发汽化，然后蒸气冷凝而得到蒸馏水
电渗析法
利用阴、阳离子交换膜对水中阴离子、阳离子的选择性透过，在外加直流电场作用下，使水中的一部分离子转移到另一部分水中而达到除盐目的
离子变换法
用阳离子交换树脂和阴离子交换树脂除去海水中的阳离子和阴离子得到去离子水
2．海水化学资源的开发利用
(1)氯碱工业
海水―→粗盐
①电解NaCl溶液：(写出化学方程式，下同)
2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。
②产物制氯化氢：H2＋Cl22HCl。
③制漂白液：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。
(2)海水提溴
①工艺流程
②基本步骤及主要反应
(3)①海带中含有碘元素的检验
滴入H2O2↓
?H＋，aq?
　　　　　
　　　　　　
主反应离子方程式为2I－＋2H＋＋H2O2===I2＋2H2O。
②海带中碘的提取
a．化学原理(离子方程式)：2I－＋Cl2===I2＋2Cl－。
b．主要的物理原理：单质碘用CCl4或苯萃取，分液后用蒸馏法将碘与有机溶剂分开。
(4)海水中提镁
①工艺流程
②基本步骤及主要反应
制熟石灰
CaCO3CaO＋CO2↑，CaO＋H2O===Ca(OH)2
沉淀
Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓
酸化
Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O
蒸发结晶
析出MgCl2·6H2O
脱水
在氯化氢气流中使MgCl2·6H2O脱水制得无水氯化镁
电解
电解熔融氯化镁制得镁：MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑
③镁的主要性质
[深思考]
(1)CO2能作任何物质燃烧的灭火剂吗？为什么？
(2)Mg在空气中燃烧可生成哪几种物质？写出方程式。
[答案]　(1)不能，Na、Mg等金属着火不能用CO2灭火。
(2)MgO、Mg3N2、C。2Mg＋O22MgO、
3Mg＋N2Mg3N2、2Mg＋CO22MgO＋C。
3．海水中其他资源的开发利用
(1)从海水中提取核能开发的重要原料：铀和重水。
(2)潮汐能、波浪能等是有待开发的新型能源。
?命题点　海水资源的开发利用
1．海洋是一座巨大的化学资源宝库，如图是从海水中提取若干种化学物质的流程图，则下列说法正确的是(　　)
A．除去粗盐中的SO、Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋等杂质，①中加入试剂的顺序为Na2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2溶液→过滤后加盐酸
B．②中包含制取MgCl2溶液、无水MgCl2及电解熔融状态的MgCl2几个阶段
C．氯碱工业可直接得到H2、O2、NaOH
D．SO2水溶液吸收Br2的离子方程式为SO2＋Br2＋2H2O===2H＋＋SO＋2HBr
B　[A项中的加入顺序会导致Ba2＋无法除尽，A错误；单质镁是通过电解熔融MgCl2(无水)的方法制取的，B正确；氯碱工业的产品中不含O2，C错误；HBr为强酸，写离子方程式应拆为“H＋＋Br－”，D错误。]
2．从海带中提取碘单质，成熟的工艺流程如下。下列关于海水制碘的说法，不正确的是(　　)
干海带海带灰悬浊液滤液碘水I2的CCl4溶液I2
A．实验室在蒸发皿中灼烧干海带，并且用玻璃棒搅拌
B．含I－的滤液中加入稀硫酸和双氧水后，碘元素发生氧化反应
C．在碘水中加入几滴淀粉溶液，溶液变蓝色
D．碘水加入CCl4得到I2的CCl4溶液，该操作为“萃取”
A　[灼烧固体时应在坩埚中，A项不正确。]
3．从海水中提取镁的工艺流程可表示如下：
下列说法不正确的是(　　)
A．用此法提取镁的优点之一是原料来源丰富
B．③步骤反应的离子方程式为Mg2＋＋OH－===Mg(OH)2↓
C．步骤⑤可将晶体置于HCl气体氛围中脱水
D．上述工艺流程中涉及化合、分解和复分解反应
B　[石灰乳为浊液，写离子方程式时Ca(OH)2不可拆分。]
4．(1)采用石墨阳极、不锈钢阴极电解熔融的氯化镁，发生反应的化学方程式为________________________________________________________________；
电解时，若有少量水存在会造成产品镁的消耗，写出有关反应的化学方程式为____________________________________________________________________。
(2)从MgCl2溶液中得到MgCl2·6H2O的操作为____________，过滤、洗涤干燥。
[答案]　(1)MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑　Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑
(2)加入一定盐酸，蒸发浓缩，冷却结晶
(1)镁在空气中燃烧，可与空气中的O2、N2及CO2反应，所得固体产物可能是MgO、Mg3N2、C的混合物。
(2)Na、Mg等活泼金属着火，不能用CO2灭火。
(3)由于Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的小，故水垢的主要成分中是Mg(OH)2，而非MgCO3。
　环境保护与绿色化学
知识梳理
1．常见环境污染
(1)环境问题
主要是指由于人类不合理地开发和利用自然资源而造成的生态环境的破坏，以及工农业生产和人类生活所造成的环境污染。一般说的“三废”：主要是指废气、废水和废渣。
(2)常见环境污染及其成因
①酸雨——有关的物质为SO2和氮氧化合物。
a．硫酸型酸雨
b．硝酸型酸雨：NOx排入大气中后，与空气(O2)、水反应生成HNO3随雨雪降到地面。即NOxHNO3。
②光化学烟雾——主要是氮氧化合物和碳氢化合物造成的。
③臭氧层空洞——主要是氟氯代烃、氮氧化合物等的排放引起的。
④温室效应——主要是由于大气中CO2等的含量的不断增加造成的。CH4等烃类也能引起温室效应。
⑤白色污染——聚乙烯等难降解塑料的大量使用。
⑥水华、赤潮——含大量氮、磷的生活污水及工农业废污水的任意排放造成水体富营养化。
⑦PM2.5——大气中直径小于或等于2.5×10－6
m的颗粒物，它主要来自化石燃料的燃烧(如机动车尾气、燃煤等)。
⑧雾霾——雾和霾的统称。空气中的灰尘、硫酸、硝酸等组成的气溶胶系统造成视觉障碍的叫霾。二氧化硫、氮氧化物以及颗粒物(PM)这三项是雾霾主要污染物，前两者为气态污染物，最后一项颗粒物才是加重雾霾天气污染的罪魁祸首。
⑨居室污染——甲醛、苯、甲苯、氡对空气的污染。来源于建筑、装修材料等。
2．SO2、NOx的消除方法
(1)SO2的消除方法
①钙基固硫法：将生石灰和含硫的煤混合燃烧，S转化为CaSO4。
反应原理为CaO＋SO2CaSO3,2CaSO3＋O2===2CaSO4，总反应方程式为2CaO＋2SO2＋O22CaSO4。
②氨水脱硫法：将SO2通过氨水及氧化生成氮肥(NH4)2SO4。
反应原理为：2NH3·H2O＋SO2===(NH4)2SO3，
2(NH4)2SO3＋O2===2(NH4)2SO4。
(2)NOx的消除
①碱液吸收法
工业尾气中NOx常用碱液吸收处理，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)。
②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。
3．环境保护
(1)空气质量日报
主要包括“空气污染指数”“空气质量级别”“首要污染物”。目前计入的污染物主要是SO2、NOx、固体小颗粒。
(2)环境保护的措施
①对工业携带的废气颗粒物进行回收利用。
②工业、生活污水经处理达标后再排放，限制使用含N、P的洗涤剂。
③回收废弃塑料，研制可降解塑料。
4．绿色化学
(1)核心：利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境造成的污染。又称为“环境无害化学”“环境友好化学”“清洁化学”。
(2)特征
①采用无毒、无害的原料；
②在无毒、无害的条件(包括催化剂、溶剂)下进行；
③产品应该是环境友好的；
④具有“原子经济性”，即反应具有高选择性、极少副产物，甚至实现“零排放”。此外，它还应当满足“物美价廉”的传统标准。
(3)原子经济性
①原子经济性可用原子利用率来衡量，其定义式可表示为：原子利用率＝×100%。
②经济性的反应有两个显著优点：一是最大限度地利用了原料，二是最大限度地减少了废物的排放。
③最高目标：原子利用率为100%，如化合反应和加成反应。
[辨易错]
(1)化石燃料大量燃烧产生大量的CO2导致酸雨的形成。(　　)
(2)CO2能够产生温室效应，故CO2为大气污染气体。(　　)
(3)汽车尾气污染是城市空气污染的重要来源，如果将汽油标准由“国Ⅲ”提到“国Ⅳ”这意味着汽车不再排放氮氧化物。
(　　)
(4)植树造林可以减少大气污染物，属于绿色化学的理念。(　　)
[答案]　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×
知识应用
原子经济性是绿色化学的重要特征，可以利用反应的原子利用率进行判断，请计算下列制备环氧乙烷()的原子利用率。
(1)CH2===CH2＋
(过氧乙酸)―→
＋CH3COOH：________。
(2)CH2===CH2＋Cl2＋Ca(OH)2―→＋CaCl2＋H2O：________。
(3)2CH2===CH2＋O2
：________。
(4)
HOCH2CH2—O—CH2CH2OH＋＋2H2O：________。
[解析]　(1)原子利用率：×100%≈42.3%。(2)原子利用率：×100%≈25.4%。(3)原子利用率：×100%＝100%。(4)原子利用率：×100%≈23.7%。
[答案]　(1)42.3%　(2)25.4%　(3)100%　(4)23.7%
?命题点　环境污染、保护与绿色化学
1．汽车尾气含氮氧化物(NOx)、碳氢化合物(CxHy)、一氧化碳等，直接排放容易造成“雾霾”。因此，不少汽车都安装尾气净化装置(净化处理过程如图)。下列有关叙述，错误的是(　　)
A．尾气造成“雾霾”与汽油未充分燃烧有关
B．尾气处理过程，氮氧化物(NOx)被还原
C．Pt?Rh催化剂可提高尾气净化反应的平衡转化率
D．使用氢氧燃料电池作汽车动力能有效控制雾霾
C　[催化剂不能改变平衡转化率，只能改变反应的速率，C项错误。]
2．化学在生产和日常生活中有着重要的应用。
下列说法正确的是(　　)
A．汽车的排气管上装有“催化转换器”，使有毒的CO和NO反应生成N2和CO2
B．向煤中加入适量石灰石，使煤燃烧产生的SO2最终生成CaSO3，可减少对大气的污染
C．在厂区大量植树绿化，净化污染的空气，符合“绿色化学”的理念
D．大量燃烧化石燃料排放的废气中含有CO2、SO2，从而使雨水的pH＝5.6，形成酸雨
A　[向燃煤中加入石灰石，SO2与CaCO3先反应生成CaSO3，进一步被空气氧化为CaSO4，B项错误；净化空气属于治理污染，不符合绿色化学理念，C项错误；化石燃料燃烧排放的废气中的CO2不是产生酸雨的原因，且酸雨的pH<5.6，D项错误。]
3．汽车尾气中的氮氧化合物(NOx)与大气中的NH3发生如下作用，形成一种雾霾。
NOxN2O5HNO3烟(一种雾霾)
有关该雾霾的叙述错误的是(　　)
A．该雾霾中含硝酸铵固体
B．反应②是非氧化还原反应
C．NH3是形成该雾霾的催化剂
D．NH3可能来自过度施用氮肥
C　[HNO3遇NH3生成NH4NO3，因此该雾霾中含硝酸铵固体，A项正确；反应②为N2O5＋H2O===2HNO3，为非氧化还原反应，B项正确；氨气是形成该雾霾的反应物，而不是催化剂，C项错误；氮肥中的NH可转化为氨气，故大气中的NH3可能来自过度施用氮肥，D项正确。
]
4．工业上常采用生物硝化法将NH转化为NO来处理氨氮废水，工作流程如图，下列说法错误的是(　　)
A．生物硝化法处理废水，会导致水体pH逐渐下降：NH＋2O2===NO＋
2H＋＋H2O
B．长期过量使用NH4Cl等铵态化肥，易导致土壤酸化，水体富营养化
C．检验NH所需的试剂是浓NaOH溶液、湿润的蓝色石蕊试纸
D．微生物保持活性的pH范围为7～9，可以加入石灰石来调节水体的pH
C　[NH4Cl水解呈酸性，长期过量使用会导致土壤酸化，也会导致水体富营养化，B项正确；检验NH应使用红色石蕊试纸，C项错误；生物硝化法处理废水会使水体呈酸性，可以加入石灰石与H＋反应来调节水体的pH，A、D项正确。]
[真题验收]
1．(2020·全国卷Ⅱ，T9)二氧化碳的过量排放可对海洋生物的生存环境造成很大影响，其原理如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A．海水酸化能引起HCO浓度增大、CO浓度减小
B．海水酸化能促进CaCO3的溶解，导致珊瑚礁减少
C．CO2能引起海水酸化，其原理为HCOH＋＋CO
D．使用太阳能、氢能等新能源可改善珊瑚的生存环境
C　[根据图示可知CO2的过量排放，能导致海水中CO2＋H2O
H2CO3H＋＋HCO平衡右移；H＋又能与珊瑚礁溶解生成的CO结合生成HCO，促使CaCO3Ca2＋＋CO平衡右移，从而使珊瑚礁减少。
结合上述分析可知海水酸化，海水中H＋和HCO的浓度均增大，使海水中CO的浓度减小，A项正确；H＋可结合珊瑚礁溶解产生的CO，故能促进CaCO3的溶解，使珊瑚礁减少，B项正确；CO2引起海水酸化的原理为CO2＋H2OH2CO3H＋＋HCO，C项错误；使用太阳能、氢能等新能源，能有效减少CO2的排放，利于改善珊瑚的生存环境，D项正确。]
2．(2020·江苏高考，T9)下列关于Na、Mg、Cl、Br元素及其化合物的说法正确的是(　　)
A．NaOH的碱性比Mg(OH)2的强
B．Cl2得到电子的能力比Br2的弱
C．原子半径r：r(Br)>r(Cl)>r(Mg)>r(Na)
D．原子的最外层电子数n：n(Na)A　[元素的金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的碱性越强，A项正确；Cl的非金属性强于Br，则Cl2得到电子的能力比Br2强，B项错误；同周期元素从左到右原子半径逐渐减小，则原子半径大小顺序为r(Na)>r(Mg)>r(Cl)，C项错误；Na、Mg、Cl、Br原子的最外层电子数分别为1、2、7、7，D项错误。]
3．(2018·全国卷Ⅱ)研究表明，氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关
(如图所示)。下列叙述错误的是
(　　)
A．雾和霾的分散剂相同
B．雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵
C．NH3是形成无机颗粒物的催化剂
D．雾霾的形成与过度施用氮肥有关
C　[雾和霾的分散剂均为空气，A项正确；结合图示可知形成雾霾的无机颗粒物中含有NH4NO3和(NH4)2SO4，B项正确；根据图示可知空气中NOx、SO2分别转化为HNO3、H2SO4后，吸收空气中的NH3生成NH4NO3和(NH4)2SO4，即NH3是形成无机颗粒物的反应物，C项错误；过度施用氮肥，会导致空气中挥发的NH3浓度增大，与雾霾的形成有关，D项正确。]
4．(2016·全国卷Ⅱ)下列有关燃料的说法错误的是(　　)
A．燃料燃烧产物CO2是温室气体之一
B．化石燃料完全燃烧不会造成大气污染
C．以液化石油气代替燃油可减少大气污染
D．燃料不完全燃烧排放的CO是大气污染物之一
B　[A项，燃料燃烧产生的CO2是造成温室效应的主要气体之一，正确；B项，化石燃料完全燃烧时产生的气体有CO2、SO2等，会造成大气污染，错误；C项，液化石油气的主要成分是丙烷等含碳原子数目较少的烃，燃油的主要成分是含碳原子数目较多的烃，液化石油气燃烧更充分，可减少大气污染，正确；D项，燃料不完全燃烧产生的CO是造成大气污染的主要污染物之一，正确。]
[新题预测]
1．化学与科技、生产、生活、社会密切相关。下列有关说法不正确的是(　　)
A．2022年冬奥会聚氨酯速滑服，是新型无机非金属材料
B．“加热不燃烧烟草制品(电子烟)”风靡全球，但实际吸电子烟也会产生有害物质危害健康
C．因制作口红时，添加天然矿物云母等着色剂，其中含Pb、Na、Mg、Al、Mn等元素，吃饭前应擦拭干净
D．人们洗发时使用的护发素，其主要功能是调节头发的pH使之达到适宜的酸碱度
A　[聚氨酯全名为聚氨基甲酸酯，属于高分子化合物，是有机材料，A错误；电子烟的烟油中含有尼古丁，吸电子烟时，也会产生有害物质，B正确；在制作口红时，为了增加口红的亮度，会添加天然矿物着色，着色剂中含Pb、Na、Mg、Al、Mn等元素，其中铅元素对身体有害，吃饭前应擦拭干净，C正确；人们洗发时使用的护发素，其主要功能是调节头发的pH使之达到适宜的酸碱度，D正确。]
2．燃煤工业锅炉烟气中含有1%～3%的CO和0.02%～0.04%的NO，在新型催化剂作用下可消除CO和NO两种有害气体，反应机理如图所示，在反应过程中CO可被O2氧化。下列说法正确的是(　　)
A．温度越高越有利于有害气体的消除
B．O2浓度越大催化除杂效果越好
C．催化反应的速率由氧化吸附过程决定
D．总反应方程式为2NO＋2CO===N2＋2CO2
C　[催化剂有活性温度，温度过高时催化剂有可能失去催化活性，因此温度过高不利于有害气体的消除，A项错误；反应过程中CO可被O2氧化，因此O2浓度过大，催化除杂效果会降低，B项错误；催化反应的反应速率由分步反应中的慢反应决定，即由氧化吸附过程决定，C项正确；反应Ⅰ为2NO＋O22NO2，反应Ⅱ为4CO＋2NO2N2＋4CO2，故总反应方程式为2NO＋O2＋4CON2＋4CO2，D项错误。]
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-第2节　硫的转化
[课标解读]　1.掌握O3和H2O2的主要性质及其应用。　2.掌握硫元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。　3.了解硫、氧及其重要化合物的制备方法。　4.了解硫元素单质及其重要化合物对环境的影响。
　绿色氧化剂——O3和H2O2
知识梳理
1．臭氧——氧元素的一种单质
(1)组成与物理性质
臭氧的分子式为O3，与O2互为同素异形体，是一种有特殊臭味的淡蓝色气体。O3在空气中含量很少，使人们感到清爽，但超过一定浓度，则会影响人体的健康。
(2)化学性质
①不稳定性：O3不稳定，容易分解，反应的化学方程式为2O3===3O2。
②强氧化性
a．能氧化具有还原性的物质，如KI、FeCl2等。
O3＋2KI＋H2O===I2＋2KOH＋O2
b．漂白性：因O3有强氧化性，所以它能使有色物质退色，并被用来杀菌消毒。
(3)用途
①可用作漂白剂、脱色剂和消毒剂。
②臭氧层可以吸收来自太阳的紫外线，是人类和其他生物的保护伞。
(4)生成
在放电条件下空气中的O2可以转化为O3，3O22O3。　
2．过氧化氢——其水溶液俗称双氧水
(1)结构：电子式为，结构式为H—O—O—H，含有的共价键有极性键、非极性键，为共价化合物，为无色液体。
(2)化学性质及应用
①不稳定性：加热、加催化剂都能使其分解速率加快。
2H2O22H2O＋O2↑(实验室制O2)。常见H2O2的催化剂有MnO2、Fe3＋和Cu2＋等。
②弱酸性：相当于二元弱酸。
H2O2H＋＋HO，HO
H＋＋O。
③强氧化性
a．用10%的双氧水漂白羽毛及丝织品(漂白剂)。
b．氧化Fe2＋等还原性粒子，其离子方程式为H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。
c．使湿润的淀粉?KI试纸变蓝，其离子方程式为H2O2＋2I－＋2H＋===I2＋2H2O。
d．杀菌、消毒。
④弱还原性：遇强氧化剂时作还原剂。
2KMnO4＋5H2O2＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋5O2↑＋8H2O。
[辨易错]
(1)O3与H2O2可以杀死细菌，是一种绿色消毒剂。其消毒原理与次氯酸的相似。(　　)
(2)O2与O3的转化是氧化还原反应。(　　)
(3)H2O2是一种强氧化剂，在反应时只能作氧化剂。(　　)
(4)O3能杀菌，故空气中浓度越大越好。(　　)
(5)雷电天气的空气中O3的含量会增大。(　　)
(6)NO、氟里昂可破坏臭氧层。(　　)
[答案]　(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√　(6)√
[深思考]
向FeSO4溶液中逐滴滴加双氧水溶液至过量，在滴加过程中可能观察到的现象有什么？用有关离子方程式解释原因？
[答案]　溶液逐渐变为黄色，后期又有气体放出。
2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O，
2H2O22H2O＋O2↑。
知识应用
1．家用消毒柜常用O3消毒，消毒过程中通过放电产生O3，其化学方程式为____________________，O3消毒利用了O3的什么性质？________。
[答案]　3O22O3　强氧化性
2．H2O2被称为绿色消毒剂的原因是__________________________________
____________________________________________________________________。
[答案]　H2O2作消毒剂的还原产物为水，对环境无污染
?命题点　O3、H2O2的主要性质及应用
1．(2020·张家界模拟)某商品的广告词是“臭氧，世界上最强大的消毒剂”。下列有关叙述正确的是(　　)
A．臭氧与氧气是同分异构体，二者的转化属于化学变化
B．大气平流层中的臭氧吸收紫外线，保护地球上的生物
C．臭氧有毒，所以不能用于水的净化
D．因为臭氧分解生成氧气，所以空气中臭氧的含量越高越好
B　[A项，O3与O2是同素异形体，不是同分异构体；C项，O3可用于水的杀菌净化；D项，O3的含量很高时，对生物是有害的。]
2．向CuSO4溶液中加入H2O2溶液，很快有大量气体逸出，同时放热，一段时间后，蓝色溶液变为红色浑浊(Cu2O)，继续加入H2O2溶液，红色浑浊又变为蓝色溶液，这个反应可以反复多次。下列关于上述过程的说法不正确的是
(　　)
A．Cu2＋是H2O2分解反应的催化剂
B．H2O2只表现了氧化性
C．H2O2的电子式为：
D．发生了反应Cu2O＋H2O2＋4H＋===2Cu2＋＋3H2O
B　[反应过程涉及反应2H2O22H2O＋O2，Cu2＋Cu2O，Cu2OCu2＋，故反应过程中H2O2既表现了氧化性又表现了还原性，B项不正确。]
3．(1)H2O2还有一定的还原性，能使酸性KMnO4溶液退色。
①写出反应的离子方程式：_________________________________________。
②实验室常用酸性KMnO4标准液测定溶液中H2O2的浓度，酸性KMnO4溶液应盛放在________(填“酸式”或“碱式”)滴定管中，判断到达滴定终点的现象是_______________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)H2O2是一种二元弱酸，写出其第一步电离的方程式：
____________________________________________________________________，
它与过量的Ba(OH)2反应的化学方程式为________________________________
___________________________________________________________________。
(3)H2O2氧化SO2的化学方程式为___________________________________
____________________________________________________________________。
(4)H2O2可将碱性工业废水中的CN－氧化为碳酸盐和氨，相应的离子方程式为__________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
[答案]　(1)①5H2O2＋2MnO＋6H＋===5O2↑＋2Mn2＋＋8H2O
②酸式　滴入最后一滴酸性KMnO4溶液后变浅紫色，且30
s内不退色
(2)H2O2H＋＋HO　H2O2＋Ba(OH)2===BaO2＋2H2O
(3)H2O2＋SO2===H2SO4
(4)H2O2＋CN－＋OH－===CO＋NH3↑
　硫及其氧化物、氢化物
知识梳理
1．硫的存在和性质
(1)自然界中硫元素的存在
(2)硫单质的物理性质
硫单质俗称硫黄，是一种黄色或淡黄色的固体；不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2；有多种同素异形体，如单斜硫、斜方硫等。
(3)从化合价的角度认识硫单质的化学性质
①S的氧化性——与变价金属化合为低价硫化物
a．S与Fe、Cu、Hg反应的化学方程式依次为S＋FeFeS、S＋2CuCu2S、S＋Hg===HgS(此反应适用于除去室内洒落的Hg)。
b．S与H2化合的反应为S＋H2H2S。
②S的还原性
a．S与O2反应的化学方程式为S＋O2SO2，在空气中燃烧火焰为淡蓝色。
b．与强氧化剂反应(如浓硫酸)的化学方程式为S＋2H2SO4(浓)3SO2↑＋2H2O。
③S与碱反应——表现氧化性和还原性
3S＋6NaOH2Na2S＋Na2SO3＋3H2O。
[辨易错]
(1)硫在自然界中主要以化合态存在。(　　)
(2)硫在空气中燃烧的产物是二氧化硫，在纯氧中燃烧的产物是三氧化硫。
(　　)
(3)根据Cl2、S与Fe反应的产物不同，确定Cl2、S的氧化性强弱。(　　)
(4)蘸附S的试管可以用CS2洗涤，也可以用酒精洗涤。(　　)
[答案]　(1)√　(2)×　(3)√　(4)×
2．SO2的性质及应用
(1)物理性质：SO2是无色有刺激性气味的气体，有毒，密度比空气的大，易溶于水。是一种大气污染物。
(2)化学性质
①酸性氧化物(写化学方程式)
②
O2O3、SO
a．弱氧化性(如与H2S溶液反应)
SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O
b．强还原性(写离子方程式)
③漂白性
3．三氧化硫的性质
(1)物理性质：熔点16.8
℃，沸点44.8
℃，在常温下为液体，在标准状况下为固体。
(2)化学性质
4．硫化氢(H2S)——水溶液为氢硫酸、为二元弱酸
H2S是一种无色、有臭鸡蛋气味的气体，有剧毒，是一种大气污染物。
(1)与足量NaOH溶液，CuSO4溶液反应的离子方程式分别为H2S＋2OH－===S2－＋2H2O，H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋。
(2)ZnS(或FeS)投入稀硫酸中能生成H2S气体：ZnS＋2H＋===Zn2＋＋H2S↑。
(3)可燃性：2H2S＋3O22SO2＋2H2O。
[辨易错]
(1)SO2的水溶液导电，是因为SO2为电解质。(　　)
(2)SO2、H2O2、O3、氯水都能使红墨水退色，其原理相同。(　　)
(3)SO2使紫色KMnO4溶液退色，表现了SO2的漂白性。(　　)
(4)在标准状况下，2.24
L
SO3中含原子总数为0.4NA。(　　)
(5)氢硫酸为二元弱酸，具有还原性。(　　)
[答案]　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√
知识应用
将SO2分别通入下列四种溶液中
回答下列问题：
(1)试管a中的实验现象是：KMnO4溶液________，证明SO2具有________性，写出反应的离子方程式_____________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)试管b中的实验现象是：品红溶液________，证明SO2具有________性。
(3)试管c中能产生白色沉淀，该沉淀是________，证明SO2具有________性。
(4)试管d中能产生白色沉淀，该沉淀是________。
[答案]　(1)退色　还原
5SO2＋2MnO＋2H2O===5SO＋2Mn2＋＋4H＋
(2)退色　漂白　(3)BaSO4　还原　(4)BaSO3
?命题点1　硫及其氧化物的性质及应用
1．下列说法不正确的是(　　)
A．硫是一种微溶于酒精，易溶于CS2的黄色晶体
B．硫单质与变价金属反应时一般生成低价态金属硫化物
C．单质硫在足量O2中燃烧可生成SO3
D．3S＋6NaOH2Na2S＋Na2SO3＋3H2O反应中，氧化剂与还原剂的质量比为2∶1
[答案]　C
2．如图所示是研究二氧化硫性质的微型实验装置。现用60%的硫酸溶液和亚硫酸钠晶体反应制取SO2气体，实验现象明显，且不易污染空气。下列说法中错误的是(　　)
A．紫色石蕊溶液变红
B．品红溶液退色，说明SO2具有漂白性
C．溴水退色，说明SO2具有还原性
D．含酚酞的NaOH溶液红色变浅或退去，说明SO2具有漂白性
D　[SO2通入含酚酞的NaOH溶液中，溶液红色变浅或退去是因为SO2与NaOH反应，碱性变弱或消失，D项错误。]
3．下列说法正确的是
(　　)
A．因为SO2具有漂白性，所以它能使品红溶液、酸性高锰酸钾溶液、石蕊溶液退色
B．Cl2、SO2通入品红溶液均退色，微热后又均恢复红色
C．SO2漂白原理是SO2与有色物质化合成无色物质，而漂白液、H2O2等漂白原理是利用其强氧化性
D．SO2和Cl2等物质的量混合后通入装有湿润的有色布条的集气瓶中，漂白效果更好
C　[A项，SO2使酸性KMnO4溶液退色是因为SO2具有还原性，同时SO2只能使石蕊溶液变红而不退色，错误；B项，Cl2的漂白，加热后也不复原，错误；D项，SO2与Cl2在溶液反应生成无漂白作用的HCl和H2SO4，错误。]
三类漂白剂的比较
类型
原理
举例
特点
备注
氧化型
将有机色质内部“生色团”破坏掉
HClO、NaClO、Ca(ClO)2、Na2O2、H2O2、O3等
不可逆、持久
无选择性
化合型
与有机色质内部“生色团”化合成无色物质
SO2
可逆、不持久
有选择性
吸附型
将有色物质吸附而退色
活性炭
物理变化
吸附色素
注意：SO2的漂白性与还原性(使溴水、酸性KMnO4溶液、碘水退色)的区别。
?命题点2　SO2、CO2的检验及其实验设计
4．为确定某纯净的气体X的成分，进行了如下几种实验，其中不正确的是
(　　)
选项
操作(现象)
结论
A
闻X气味(有刺激性)酸性KMnO4溶液(退色)
X一定是SO2
B
闻X气味(有刺激性)澄清石灰水(变浑浊)
X一定是SO2
C
X品红溶液(退色)变红色
X一定是SO2
D
X紫色石蕊溶液(先变红色后退色)
X一定不是SO2
A　[硫化氢、二氧化硫等均能被酸性高锰酸钾氧化，由现象可知X不一定是SO2，故A错误。]
5．(1)检验SO2的常选试剂为________，现象为_________________________
____________________________________________________________________。
(2)下列实验中能证明某气体为SO2的是________。
①使澄清石灰水变浑浊
②使品红溶液退色
③通入溴水中，能使溴水退色，再滴加BaCl2溶液有白色沉淀产生
(3)气体A是SO2与CO2的混合气体，用下图装置进行检验，按要求回答下列问题。
①B、C、D加入的试剂分别为_______________________________________。
②实验时，C中应观察到的现象是___________________________________。
③为了更充分说明含有CO2，上述装置改进措施为____________________，目的是______________________________________________________________
____________________________________________________________________。
[答案]　(1)品红溶液　溶液退色，加热又恢复红色
(2)③　(3)①品红溶液、酸性KMnO4溶液、澄清石灰水　②酸性KMnO4溶液的颜色变浅但不退成无色
③在C、D间加装盛有品红溶液的洗气瓶　检验SO2是否除尽
检验SO2和CO2同时存在的一般流程
流程设计
检验SO2?除去SO2?检验SO2是否除尽?检验CO2
选用试剂
品红溶液
酸性KMnO4溶液
品红溶液
澄清石灰水
预期现象
退色
退色
不退色
变浑浊
注意：有时为简化装置，可将除去SO2和检验SO2是否除尽合并为一个装置，用较浓的酸性KMnO4溶液，现象是酸性KMnO4溶液颜色变浅，但不退成无色。
?命题点3　SO2的实验室制法与性质探究
6．(2020·威海模拟)连二亚硫酸钠(Na2S2O4)俗称保险粉，易被氧气氧化。利用如图装置，在锥形瓶中加入HCOONa、NaOH、CH3OH(溶剂)和水形成的混合液，通入SO2时发生反应生成保险粉和一种常见气体，下列说法错误的是
(　　)
A．制备保险粉的离子方程式为：HCOO－＋OH－＋2SO2===S2O＋CO2＋H2O
B．NaOH溶液的主要作用是吸收逸出的CO2
C．多孔玻璃球泡的作用是增大气体与溶液的接触面积，使SO2能被充分吸收
D．为避免产生的Na2S2O4被O2氧化，使硫酸与亚硫酸钠先反应，产生的SO2排出装置中残留的O2
B　[A项，SO2气体通入甲酸钠的碱性溶液可以生成Na2S2O4，根据元素守恒和电子得失守恒写化学方程式；C项，增大接触面积能够加快反应速率；D项，Na2S2O4具有还原性，容易被氧气氧化。]
SO2的实验室制法
(1)反应原理
①Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O
②Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O
③Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O
(2)除去SO2中的HCl、H2O(g)的常用试剂依次为饱和NaHSO3溶液、浓硫酸或P2O5。
(3)向上排空气法或排饱和NaHSO3溶液法收集SO2。
(4)可用NaOH溶液或氨水吸收SO2尾气。
　硫酸、硫及其化合物的转化
知识梳理
1．硫酸
(1)硫酸的物理性质
①纯硫酸是一种无色油状液体，沸点高，难挥发。
②溶解性：H2SO4与水以任意比互溶，溶解时放出大量热，浓硫酸稀释的方法是将浓硫酸沿器壁缓缓注入水中，并用玻璃棒不断搅拌。
(2)浓硫酸的三特性
①吸水性
浓硫酸能吸收物质中的水分。
H2SO4(浓)＋nH2O===H2SO4·nH2O，
a．利用此性质可用浓硫酸作干燥剂。干燥一些不与浓硫酸反应的气体，通常用洗气装置。如可用浓硫酸干燥O2、H2、CO2、Cl2、HCl、SO2、CO、CH4、C2H2等气体。
b．利用此性质，可吸收结晶水，使蓝矾CuSO4·5H2O变为白色粉末。
②脱水性
指浓硫酸将有机物里的氢、氧原子按2∶1的个数比例脱去，生成水的性质。
如CH3CH2OHCH2===CH2↑＋H2O，
C12H22O1112C＋11H2O，
HCOOHCO↑＋H2O。
③强氧化性
a．常温下，Fe、Al遇浓硫酸钝化，但加热可以持续反应。
b．加热可以氧化不活泼金属(如Cu)，化学方程式为Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O。
c．加热可以氧化非金属单质(如C、S)，化学方程式为C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O，S＋2H2SO4(浓)3SO2↑＋2H2O。
d．可以氧化还原性化合物如H2S，HI等。
2．硫酸盐及SO的检验
(1)常见的硫酸盐及其化学式
①皓矾：ZnSO4·7H2O
②钡餐，重晶石：BaSO4
③绿矾，皂矾，青矾：FeSO4·7H2O
④芒硝，朴硝，皮硝：Na2SO4·10H2O
⑤明矾：KAl(SO4)2·12H2O
⑥生石膏：CaSO4·2H2O　熟石膏：2CaSO4·H2O
⑦胆矾、蓝矾：CuSO4·5H2O
⑧莫尔盐：(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O
(2)SO的检验
检验SO的正确操作方法：被检液取清液有无白色沉淀产生(判断有无SO)。
先加稀盐酸的目的是排除CO、SO、Ag＋、SiO等离子干扰，再加BaCl2溶液，有白色沉淀产生。
[辨易错]
(1)浓硫酸使蓝矾变白、使纸张变黑均体现了浓硫酸的脱水性。(　　)
(2)浓硫酸在常温下使Fe、Al钝化，说明浓硫酸在常温下与Fe、Al不反应。
(　　)
(3)含2
mol
H2SO4的浓硫酸与足量Cu共热，可生成1
mol
SO2。(　　)
(4)浓硫酸是酸性干燥剂，可以干燥SO2、Cl2、HCl和HI。(　　)
(5)足量Zn与浓硫酸反应生成的气体中含有SO2和H2。(　　)
(6)某溶液中加入盐酸酸化的BaCl2溶液，有白色沉淀，说明该溶液中一定含SO。(　　)
[答案]　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√　(6)×
3．硫及其化合物的转化
注意：当硫元素的化合价升高或降低时，一般升高或降低到其相邻的价态，即台阶式升降，可用下图表示
①同种元素相邻价态的粒子间不发生氧化还原反应，如S和H2S、S和SO2、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。
②当硫元素的高价态粒子与低价态粒子反应时，一般生成中间价态的粒子，如2Na2S＋Na2SO3＋3H2SO4===3Na2SO4＋3S↓＋3H2O。
[深思考]
写出以H2S为起始反应物，生成H2SO4的系列转化关系与条件：____________________________________________________________________。
[答案]　
知识应用
1．有一瓶Na2SO3溶液，可能已氧化变质，请根据要求设计实验验证以下情况：
(1)Na2SO3溶液未变质______________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)Na2SO3溶液已完全变质__________________________________________
____________________________________________________________________。
(3)Na2SO3部分变质_______________________________________________
___________________________________________________________________。
[答案]　(1)取溶液少许置于试管中，加入盐酸酸化后再加BaCl2溶液，不生成白色沉淀，说明未变质
(2)取溶液少许置于试管中，加入盐酸酸化，不产生气泡，滴入品红溶液，不退色，说明已完全变质
(3)取溶液少许置于试管中，加入盐酸酸化后，向所得溶液中滴入品红溶液，退色，向所得溶液中滴入BaCl2溶液，生成白色沉淀，说明Na2SO3溶液部分变质
2．从化合价的变化规律，下列各组物质能反应的是______(填序号)。
①S与SO2　②S与H2S　③S与浓硫酸　④SO2与浓硫酸　⑤H2S与浓硫酸　⑥SO2与H2SO3　⑦H2S与H2SO3　⑧SO2与H2S
[答案]　③⑤⑦⑧　
?命题点1　硫酸的性质和SO的检验
1．下列叙述正确的是(　　)
A．浓硫酸是一种干燥剂，能够干燥氢气、氧气、氨气等气体，但不能干燥有较强还原性的HI、H2S等气体
B．浓硫酸与单质硫反应的方程式为S＋2H2SO4(浓)3SO2↑＋2H2O，在此反应中，浓硫酸既表现了其强氧化性又表现了其酸性
C．常温下，含2
mol
H2SO4的浓硫酸与足量Zn充分反应，生成SO2的体积在标况下为22.4
L
D．浓硫酸与Cu反应，H2SO4表现了强氧化性和酸性
[答案]　D
2．某同学设想用如图装置来验证浓硫酸的某些性质，其中不能达到目的的是
(　　)
A
B
C
D
实验目的
吸水性
脱水性
稀释放热
强氧化性
实验装置
D　[铜常温下与浓硫酸不反应，无法说明浓硫酸具有强氧化性，D项不能达到目的。]
3．下列过程中，最终的白色沉淀物不一定是BaSO4的是(　　)
A．Fe(NO3)2溶液白色沉淀
B．Ba(NO3)2溶液白色沉淀
C．无色溶液白色沉淀
D．无色溶液无色溶液白色沉淀
C　[A项，二氧化硫被硝酸氧化为硫酸，加氯化钡一定生成硫酸钡沉淀；B项，亚硫酸根被硝酸氧化为硫酸根，沉淀也是硫酸钡；C项，所得沉淀可能是氯化银；D项，先加过量盐酸无沉淀，再加氯化钡产生的白色沉淀一定是硫酸钡。]
(1)三种浓酸的“量变”引起的“质变”
①浓硫酸：金属(如Cu、Zn等)与浓硫酸反应时，要注意H2SO4浓度对反应产物的影响。开始阶段产生SO2气体，随着反应的进行，H2SO4的浓度变小，最后变为稀硫酸，Cu与稀硫酸不反应，Zn与稀硫酸反应生成H2而不是SO2。
②浓硝酸：金属(如Cu、Zn等)与浓硝酸反应时，要注意硝酸浓度对反应产物的影响。开始阶段产生NO2气体，随着反应的进行，硝酸的浓度变小，最后变为稀硝酸，反应均生成NO。
③浓盐酸：二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯气，随着反应的进行，盐酸变稀，反应停止。
(2)SO检验的易错点
①忽视盐酸的滴加
未滴加盐酸将导致CO、PO、SO等干扰离子判断成SO。
②误将Ag＋、Pb2＋判断成SO。如向待测液中滴加BaCl2溶液，再加稀盐酸有白色沉淀便断定含SO。
③误将SO判断成SO。如向待测液中滴加用稀盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀，便误以为有SO。
?命题点2　浓硫酸强氧化性的性质探究
4．将一定量的生铁(假设仅含Fe和C)与浓硫酸加热时，观察到固体完全溶解，并产生大量气体，某化学兴趣小组用如图装置(夹持仪器省略)对反应产生的气体成分进行探究。
(1)A中发生的反应方程式为_________________________________________
_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)装置中E的作用是______________________________________________。
(3)甲同学认为该气体中含有SO2、CO2、H2，将以上装置进行连接以完成验证(填接口字母代号)：c→(　　)→(　　)→(　　)→(　　)→(　　)→
(　　)→(　　)→(　　)→(　　)→(　　)→(　　)→(　　)。
(4)实验中可以证明产生的气体中含有H2的实验现象是
_______________________________________________________________
______________________________________________________________。
[解析]　(1)生铁中的Fe、C在加热时均与浓硫酸发生反应，反应产物气体中可能含有SO2、CO2、H2等。
(3)由题给装置及试剂可知，检验CO2的试剂为氢氧化钡溶液，但SO2会对CO2的检验产生干扰，所以应先检验SO2并将SO2除去后再检验CO2，最后用装置J、F、G检验产生的气体中是否有H2，其中干燥后的H2在J装置中与CuO反应生成Cu和水，用F装置可以检验生成的水，G装置用于防止空气中的水蒸气进入F装置产生干扰，因此装置接口的连接顺序为c→f→g→d→e→m→n→
o→p(或p→o)→h→i→j→k(或k→j)。(4)氢气还原装置J中的氧化铜生成的水蒸气能使F装置中的白色的无水硫酸铜变蓝色，同时装置J中有红色的铜单质生成。
[答案]　(1)2Fe＋6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O、C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O、Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
(2)检验SO2是否除尽
(3)f　g　d　e　m　n　o　p(或p　o)　h　i　j　k(或k　j)
(4)装置J中固体由黑变红，且装置F中固体由白变蓝
?命题点3　硫及其化合物的转化
5．如图是某元素的价类二维图。其中A是一种酸式盐，E的相对分子质量比D的相对分子质量大16，当x为一种强酸时，有如图转化关系。下列说法不正确的是(　　)
A．物质A、B、C、D、E、F中均含有硫元素
B．物质D可以使石蕊溶液先变红后退色
C．物质C可在纯氧中燃烧，火焰呈蓝紫色
D．物质F的浓溶液可以用铁制容器盛放
B　[根据题意可知A为硫氢化物，B为H2S，C为S，D为SO2，E为SO3，F为H2SO4，y为O2，z为H2O。]
6．如图所示是一系列含硫化合物的转化关系(反应中生成的水已略去)，其中说法正确的是(　　)
A．反应①说明SO2具有氧化性
B．反应②中生成物n(Na2SO3)∶n(NaHSO3)＝1∶1时，则反应物n(SO2)∶n(NaOH)＝1∶2
C．反应③④⑤均属于氧化还原反应
D．工业上可利用反应②和反应④回收SO2
D　[A项，反应①中先变蓝后退色，说明KIO3先转化为I2后转化为I－，SO2体现还原性，错误；B项，根据原子个数守恒，当n(Na2SO3)∶n(NaHSO3)＝1∶1时，n(SO2)∶n(NaOH)＝2∶3，错误；C项，反应④不是氧化还原反应，错误；D项，利用反应②和④，可以吸收SO2并回收利用，正确。]
　多硫含氧酸及其盐
多硫含氧酸及其盐多种多样，性质各有各的特性，应用非常广泛，已成为高考命题者的关注点。命题时，以生活、生产实际出发，提问一些具有探究性的问题进行考查。很好地体现了“科学探究与创新意识，科学态度与社会责任”的核心素养。
1．硫的含氧酸
正酸系列：次硫酸H2SO2、亚硫酸H2SO3、硫酸H2SO4。
过酸系列：过硫酸H2SO5、过二硫酸H2S2O8()。
焦酸系列：焦亚硫酸H2S2O5、焦硫酸H2S2O7。
硫代硫酸系列：硫代亚硫酸H2S2O2、硫代硫酸H2S2O3。
连酸系列：连二亚硫酸H2S2O4、连多硫酸H2SxO6[2≤x≤6]。
2．硫代硫酸钠(Na2S2O3)
(1)制备
①硫化碱法，即将Na2S和Na2CO3以物质的量之比为2∶1
配成溶液，然后通入SO2，发生的反应为2Na2S＋Na2CO3＋4SO2===3Na2S2O3＋CO2。
②亚硫酸钠法，使沸腾的Na2SO3溶液同硫粉反应，其反应的方程式为Na2SO3＋SNa2S2O3。
(2)性质
①中等强度还原剂，可被碘氧化成连四硫酸钠(Na2S4O6)，该反应常用来定量测定碘的含量，反应的离子方程式为I2＋2S2O===2I－＋S4O。
②可被氯、溴等氧化为SO，如Na2S2O3＋4Cl2＋5H2O===Na2SO4＋H2SO4＋8HCl。
③可与酸反应，离子方程式为2H＋＋S2O===S↓＋SO2↑＋H2O。
3．焦亚硫酸钠(Na2S2O5)
(1)制备：NaHSO3过饱和溶液结晶脱水而成，2NaHSO3Na2S2O5＋H2O。
(2)性质
①与酸反应放出二氧化硫，如Na2S2O5＋2HCl===2NaCl＋2SO2↑＋H2O。
②强还原性，如Na2S2O5＋2I2＋3H2O===2NaHSO4＋4HI。
4．过二硫酸钠(Na2S2O8)、连二亚硫酸钠(Na2S2O4)
(1)过二硫酸钠中S为＋6价，含有1个过氧键(—O—O—)，性质与过氧化氢相似，具有氧化性。作为氧化剂参与反应时，过氧键断裂，过氧键中的氧原子由－1价变为－2价，硫原子化合价不变。如S2O＋2I－2SO＋I2,5S2O＋2Mn2＋＋8H2O10SO＋2MnO＋16H＋。过二硫酸钠不稳定，受热分解生成Na2SO4、SO3和O2。
(2)连二亚硫酸钠中S为＋3价，是强还原剂，能将I2、Cu2＋、Ag＋还原，能被空气中的氧气氧化。在无氧条件下，用锌粉还原亚硫酸氢钠可制得连二亚硫酸钠。
1．Na2S2O5可用作防腐剂、脱氯剂等；遇酸放出SO2并生成相应的盐。其制备工艺流程如图所示：
下列说法不正确的是(　　)
A．反应Ⅰ中应先通入的气体是NH3
B．反应Ⅱ的离子方程式为CO＋SO2===SO＋CO2
C．Na2S2O5中含有Na2SO3杂质的原因可能是反应Ⅱ中通入SO2的量不足
D．理论上1
mol
Na2S2O5作脱氯剂时能脱去2
mol
Cl2
B　[反应Ⅰ进行时应先通入NH3，利于CO2的吸收，增大HCO的浓度，便于NaHCO3析出，A项正确；反应Ⅱ中生成的物质应为Na2SO3或NaHSO3，Na2S2O5中的Na与S的物质的量之比为1∶1，根据物料守恒，推断出反应Ⅱ主要生成NaHSO3，离子方程式是CO＋2SO2＋H2O===2HSO＋CO2，B项错误；Na2S2O5中含有Na2SO3杂质的原因可能是反应Ⅱ中通入SO2的量不足，C项正确；Na2S2O5与Cl2反应的离子方程式为S2O＋2Cl2＋3H2O===2SO＋4Cl－＋6H＋，1
mol
Na2S2O5作脱氯剂时，理论上能脱去2
mol
Cl2，D项正确。]
2．硫代硫酸钠(Na2S2O3)可用作分析试剂及鞣革还原剂。它受热、遇酸易分解。工业上可用反应：2Na2S＋Na2CO3＋4SO2===3Na2S2O3＋CO2制得。实验室模拟该工业过程的装置如图所示。
回答下列问题：
(1)b中反应的离子方程式为______________________________________
___________________________________________________________________，c中试剂为________。
(2)反应开始后，c中先有浑浊产生，后又变澄清。此浑浊物是________。
(3)d中的试剂为________。
(4)实验中要控制SO2生成速率，可以采取的措施有_____________________
_________________________________________________________(写出两条)。
(5)为了保证硫代硫酸钠的产量，实验中通入的SO2不能过量，原因是____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
[解析]　(1)根据反应原理，可知b中生成SO2，c中含Na2S和Na2CO3的混合液。
(2)SO2通入溶液中，在一定酸性条件下，SO2与S2－反应生成S，然后S又与Na2SO3反应生成Na2S2O3。
(3)SO2有毒，用NaOH溶液吸收。
(4)控温，改变溶液浓度或调节滴加速率。
(5)根据题意，Na2S2O3在酸性条件下易分解。
[答案]　(1)SO＋2H＋===SO2↑＋H2O或HSO＋H＋===SO2↑＋H2O　硫化钠和碳酸钠混合溶液
(2)硫(或S)　(3)NaOH溶液　(4)控制反应温度、调节酸的滴加速率(或调节酸的浓度等)　(5)若SO2过量，溶液显酸性，产物分解
[真题验收]
1．下列叙述正确的是______________(填序号)。
①(2020·全国卷Ⅰ)SO2中混有H2S气体，可以通过酸性高锰酸钾溶液除去H2S
②(2020·江苏高考)室温下，Fe与浓硫酸反应生成FeSO4
③(2020·7月浙江选考)FeS2在沸腾炉中与O2反应主要生成SO3
④(2020·7月浙江选考)H2O2溶液中加入少量MnO2粉末生成H2和O2
⑤(2019·4月浙江选考)向二氧化硫水溶液中滴加氯化钡溶液，再滴加双氧水，产生白色沉淀
⑥(2019·4月浙江选考)硫元素在自然界的存在形式有硫单质、硫化物和硫酸盐等
[答案]　⑤⑥
2．(2019·全国卷Ⅱ，改编)在潮湿空气中长期放置的“还原料”(含BaS)，会逸出臭鸡蛋气味的气体，且水溶性变差，其原因是“还原物”表面生成了难溶于水的________(填化学式)，反应方程式为_________________________________
___________________________________________________________________。
[答案]　BaCO3　BaS＋CO2＋H2O===BaCO3＋H2S
3．(2018·全国卷Ⅰ，节选)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问题：
(1)生产Na2S2O5，通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化学方程式_______________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5的工艺为：
①pH＝4.1时，Ⅰ中为________溶液(写化学式)。
②工艺中加入Na2CO3固体、并再次通入SO2的目的是
_______________________________________________________________。
[解析]　(1)NaHSO3过饱和溶液结晶脱水生成Na2S2O5。(2)①向Na2CO3饱和溶液中通入SO2，可能生成Na2SO3、NaHSO3，因Na2SO3溶液呈碱性，Ⅰ中溶液呈弱酸性，所以生成的是NaHSO3。②审题时抓住“生产Na2S2O5，通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得”，则工艺中加入Na2CO3固体，并再次通入SO2的目的是得到NaHSO3的过饱和溶液。
[答案]　(1)2NaHSO3Na2S2O5＋H2O
(2)①NaHSO3　②得到NaHSO3的过饱和溶液
4．(2018·全国卷Ⅲ，节选)已知：Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10，Ksp(BaS2O3)＝4.1×
10－5。市售硫代硫酸钠中常含有硫酸根杂质，选用下列试剂设计实验方案进行检验：
试剂：稀盐酸、稀硫酸、BaCl2溶液、Na2CO3溶液、H2O2溶液
实验步骤
现象
①取少量样品，加入除氧蒸馏水
②固体完全溶解得无色澄清溶液
③____________
④__________，有刺激性气体产生
⑤静置，________
⑥_______________________________
[解析]　欲检验市售Na2S2O3中是否含有SO，应先取少量样品，加入除氧蒸馏水，固体完全溶解得无色澄清溶液，向其中加入过量稀盐酸，使S2O完全反应(S2O＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O)，以避免生成BaS2O3沉淀，对检验产生干扰，产生的现象是出现乳黄色浑浊，并有刺激性气味的气体产生，静置后，取上层清液，向其中滴入BaCl2溶液，产生白色沉淀即可说明市售Na2S2O3中含有SO。
[答案]　③加入过量稀盐酸　④出现乳黄色浑浊　⑤取上层清液，滴入BaCl2溶液　⑥产生白色沉淀
[新题预测]
资料显示：Fe2＋呈淡绿色、Fe3＋呈棕黄色、FeSO3是墨绿色沉淀、Fe(OH)3胶体是红褐色液体。某高三老师在讲授“Fe3＋的氧化性”时，组织学生进行探究实验。
(1)在课堂教学探究Na2SO3溶液与FeCl3溶液的实际反应时，同学们有以下猜想，请补充完整：
猜想一：Na2SO3溶液与FeCl3溶液发生氧化还原反应；
猜想二：Na2SO3溶液与FeCl3溶液发生相互促进的水解反应，产生了Fe(OH)3胶体；
猜想三：_________________________________________________________
________________________________________________________________。
(2)甲同学认可猜想一，他预测的实验现象是__________________________
____________________________________________________________________，
反应的离子方程式为__________________________________________________。
老师安排甲同学做了如下实验：
装置
操作
现象
向2
mL
1
mol·L－1的FeCl3溶液中逐滴滴加2
mL
1
mol·L－1的Na2SO3溶液
溶液黄色逐渐加深，最终得到红褐色液体W
(3)乙同学观察实验现象后认为猜想二合理，并想用激光笔照射该红褐色液体以验证自己的猜想，他预测的现象是______________________。实验发现，乙同学的猜想成立，反应的离子方程式为____________________________。
(4)针对“氧化还原反应有没有发生”，老师组织同学们讨论，同学们思考得出以下检验方案：
方案①：取少量W液体，加铁氰化钾溶液，检验是否有Fe2＋；
方案②：取少量W液体，加酸性高锰酸钾溶液，检验是否有Fe2＋；
方案③：取少量W液体，加盐酸酸化，再加氯化钡溶液，检验是否有SO。
你认为方案②________(填“合理”或“不合理”)，你的理由是__________
____________________________________________________________________。
[解析]　(1)亚硫酸钠为强碱弱酸盐、氯化铁为强酸弱碱盐，二者都能水解，亚硫酸钠有还原性，氯化铁有氧化性，二者能发生氧化还原反应，所以猜想三为Na2SO3溶液与FeCl3溶液既发生氧化还原反应，又发生相互促进的水解反应。(2)亚硫酸钠与氯化铁发生氧化还原反应，亚硫酸根离子被氧化为硫酸根离子，铁离子被还原为亚铁离子，实验现象为溶液由棕黄色变成淡绿色，离子方程式为
2Fe3＋＋SO＋H2O===2Fe2＋＋SO＋2H＋或2Fe3＋＋3SO＋H2O===2Fe2＋＋SO＋2HSO。(3)猜想二合理说明生成了氢氧化铁胶体，则用激光笔照射该红褐色液体可以形成一条光亮的“通路”，即可产生丁达尔效应，发生的反应为3SO＋2Fe3＋＋6H2O===2Fe(OH)3(胶体)
＋3H2SO3或3SO＋2Fe3＋＋3H2O===
2Fe(OH)3(胶体)＋3SO2↑或3SO＋Fe3＋＋3H2O===Fe(OH)3(胶体)＋3HSO。
(4)溶液中的SO(或HSO或H2SO3)也能使酸性高锰酸钾溶液退色，方案②不合理。
[答案]　(1)Na2SO3溶液与FeCl3溶液既发生氧化还原反应，又发生相互促进的水解反应
(2)溶液由棕黄色变成淡绿色　2Fe3＋＋SO＋H2O===2Fe2＋＋SO＋2H＋(或2Fe3＋＋3SO＋H2O===2Fe2＋＋SO＋2HSO)
(3)产生丁达尔现象(或效应)(或有光亮的“通路”)
3SO＋2Fe3＋＋6H2O===2Fe(OH)3(胶体)＋3H2SO3[或3SO＋2Fe3＋＋3H2O===2Fe(OH)3(胶体)＋3SO2↑或3SO＋Fe3＋＋3H2O===Fe(OH)3(胶体)＋3HSO]
(4)不合理　溶液中的SO(或HSO或H2SO3)也能使酸性高锰酸钾溶液退色
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-第1节　氮的循环
[课标解读]　1.掌握氮元素单质及其重要化合物的主要性质和应用。　2.掌握氨气的实验室制法(包括所用试剂、仪器、反应原理和收集方法)。　3.了解氮及其重要化合物的制备方法。
　氮及其氧化物　硝酸
知识梳理
1．氮及其氧化物
(1)自然界中氮的存在和氮的固定
(2)N2的性质及应用
N2是一种无色无味的气体，密度比空气略小，难溶于水，熔点、沸点比O2的低。N2的电子式为，结构式为N≡N。分子结构稳定，化学性质稳定，可用作保护气。
①与Mg反应的化学方程式：N2＋3MgMg3N2，N2表现氧化性。
②与H2反应的化学方程式：N2＋3H22NH3，N2表现氧化性。
③与O2反应的化学方程式：N2＋O22NO，N2表现还原性。
注意：氮的固定是化学变化，实质是游离态的N2转化为化合态的化合物。
(3)氮的氧化物
①氮有多种价态氧化物，氮元素从＋1价至＋5都有相应的氧化物，依次为N2O、NO、N2O3、NO2(或N2O4)、N2O5，其中属于酸性氧化物的有N2O3和N2O5。
②NO、NO2性质比较
NO
NO2
颜色
无色
红棕色
毒性
有毒
有毒
溶解性
难溶于水
易溶于水
与O2或与H2O反应
2NO＋O2===2NO2
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
收集方法
排水法
向上排空气法
与NaOH反应
不反应
2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O
与人体、环境的关系
①与血红蛋白结合，使人中毒；②转化成NO2，形成酸雨、光化学烟雾
形成酸雨、光化学烟雾
注意：①NO2与NO按物质的量比1∶1混合与NaOH反应：NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O。
②在催化剂、加热条件下，NOx与NH3反应生成N2与H2O，此方法可用于处理汽车尾气中的NOx。
[辨易错]
(1)NO的氧化和N2的氧化均为氮的固定。(　　)
(2)1
mol
NO与足量O2充分反应，生成NO2的分子数为NA。(　　)
(3)NO2与H2O反应可以生成HNO3，故NO2为酸性氧化物。(　　)
(4)NO2与H2O的反应中，氧化剂与还原剂均为NO2。(　　)
(5)N2性质稳定是因为氮的非金属性较弱。(　　)
[答案]　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×
2．硝酸的性质与应用
纯净的硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体，与H2O以任意比互溶。
注意：实验室常用浓硝酸质量分数为69%，物质的量浓度约为16
mol·L－1。质量分数为95%以上的硝酸称为“发烟硝酸”。
(1)不稳定性
①反应：4HNO32H2O＋4NO2↑＋O2↑。
②市售浓硝酸呈黄色的原因是HNO3分解生成的NO2溶于硝酸中。
③浓硝酸的保存方法是保存在棕色带有玻璃塞的细口瓶中，置于冷暗处。
(2)强氧化性
①与不活泼金属反应
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常温下，浓硝酸使Fe、Al钝化，金属表面形成一层致密的氧化物保护膜。
③与非金属反应
如浓硝酸与C的反应：C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。
④与还原性化合物反应
硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2＋、FeO等还原性物质。写出稀硝酸与SO2、Fe2＋反应的离子方程式分别为3SO2＋2NO＋2H2O===3SO＋2NO↑＋4H＋、3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。
(3)与有机物反应
①硝化反应(与C6H6反应)：
C6H6＋HNO3C6H5—NO2＋H2O；
②显色反应：含苯环的蛋白质遇到浓硝酸变黄色。
注意：硝酸与金属反应时，HNO3的还原产物一般为HNO3(浓)→NO2，HNO3(稀)→NO；很稀的硝酸还原产物也可能为N2O、N2或NH4NO3。对于Cu与少量浓硝酸反应时，还原产物有NO2、N2O4、NO。
[辨易错]
(1)硝酸具有酸的通性，与活泼金属可以生成H2。(　　)
(2)浓硝酸与Cu、C反应中，HNO3均只表现强氧化性。(　　)
(3)含4
mol
HNO3的浓硝酸与足量Cu充分反应，生成NO2
2
mol。(　　)
(4)稀硝酸与Fe反应可以生成Fe(NO3)2也可以生成Fe(NO3)3。(　　)
(5)pH＝2的溶液中NO、Fe2＋、Na＋可以大量共存。(　　)
[答案]　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×
知识应用
1．用化学方程式表示“雷雨发庄稼”这句谚语的化学原理。
[答案]　N2＋O22NO,2NO＋O2===2NO2,3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。
2．制备Cu(NO3)2有三种方案：
方案1：Cu＋HNO3(浓)―→Cu(NO3)2
方案2：Cu＋HNO3(稀)―→Cu(NO3)2
方案3：Cu＋O2CuOCu(NO3)2
从利用率和环境污染方面评价，哪种方案最佳？为什么？
[答案]　方案3最佳，因为反应过程中没有污染气体生成，且HNO3的利用率最高。
?命题点1　N2、NOx、HNO3的性质及应用
1．下列有关氮气的说法正确的是(　　)
A．氮气是由氮原子构成的双原子分子，所以化学性质不活泼
B．1
mol
N2可与3
mol
H2完全反应生成2
mol
NH3
C．电闪雷鸣的雨天，雨水中会含有一定量的硝酸，其中发生的反应之一是N2＋2O2===2NO2
D．NO、NO2在一定条件下可相互转化，且二者都是引起光化学烟雾的大气污染物
D　[A项，N2的化学性质不活泼是因为N2分子中氮氮叁键不易断裂，错误；B项，N2与H2的反应为可逆反应，错误；C项，N2在放电条件下生成NO，错误。]
2．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，则两个试管内溶液物质的量浓度之比为
(　　)
A．1∶1　　　B．5∶7　　　C．7∶5　　　D．4∶3
A　[NO2、NO装满试管，则体积相同，根据阿伏加德罗定律：n(NO2)＝n(NO)，根据氮原子守恒所得硝酸的物质的量相同，溶液的体积相同，所以两个试管中溶液物质的量浓度之比为1∶1。]
3．下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是(　　)
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
溶液不呈红色
稀硝酸不能将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
试纸先变红色后退色
浓硝酸具有酸性和强氧化性
A.①②
B．③④
C．②③④
D．②④
D　[①中，过量的Fe又把Fe3＋还原为Fe2＋，错误；③中，Al与稀硝酸可以反应，不发生钝化，错误。]
4．氮氧化合物(用NOx表示)是大气污染的重要因素，根据NOx的性质特点，开发出多种化学治理氮氧化合物污染的方法。
(1)用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。已知：4NH3＋6NO5N2＋6H2O,8NH3＋6NO27N2＋12H2O。同温同压下，3.5
L
NH3恰好将3.0
L
NO和NO2的混合气体完全转化为N2，则原混合气体中NO和NO2的体积之比是________。
(2)工业尾气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理。
①NO2被烧碱溶液吸收时，生成两种钠盐，其物质的量之比为1∶1，写出该反应的化学方程式：____________________________________________________
____________________________________________________________________。
②NO与NO2按物质的量之比1∶1被足量NaOH溶液完全吸收后只得到一种钠盐，该钠盐的化学式是__________________。
[解析]　(1)利用电子守恒可得
3．5
L×3＝V(NO)×2＋[3.0
L－V(NO)]×4
V(NO)＝0.75
L，V(NO2)＝2.25
L，
故V(NO)∶V(NO2)＝1∶3。
[答案]　(1)1∶3
(2)①2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O
②NaNO2
氮氧化物与HNO3的认识
(1)NO2与H2O反应生成HNO3，但NO2不是酸性氧化物。
(2)NO不用排空气法收集的理由是NO易被O2氧化。
(3)在一定条件下，NO2与N2O4共存。
(4)HNO3与金属反应不生成H2。
(5)HNO3与足量金属反应时生成的气体可能含NO2、N2O4、NO、N2等气体。
?命题点2　涉及HNO3和NOx的实验探究
5．某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的气体主要是NO而设计了下列实验，装置如图所示(加热装置和固定装置均已略去)。图中K为止水夹(处于关闭状态)，F是一半空的注射器。请回答有关问题：
(1)设计装置A的目的是___________________________________________。
(2)在完成(1)中的“操作”后，将装置B中的铜丝插入稀硝酸，并加热试管，观察到装置B中的现象是_______________________________________________
____________________________________________________________________；
B中反应的离子方程式为___________________________________________
___________________________________________________________________。
(3)装置E和F的作用是___________________________________________；
为实现此作用，其操作方法是__________________________________________
____________________________________________________________________。
(4)装置D的作用是_______________________________________________。
[解析]　(1)因烧瓶中有空气，则生成的NO能与氧气反应生成二氧化氮，利用A装置反应生成的二氧化碳气体赶走装置中的空气避免对一氧化氮气体检验产生干扰。
(2)因铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、NO和水，现象是铜丝表面产生气泡，稀硝酸液面上方仍为无色，溶液变蓝，其离子方程式为3Cu＋2NO＋8H＋===
3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。
(3)NO与氧气能迅速反应生成二氧化氮，故用空气验证NO的生成，将注射器中的空气推入E中，若气体变为红棕色则说明生成了NO。
(4)NO、NO2都有毒，能污染环境，氮的氧化物可用NaOH溶液吸收。
[答案]　(1)产生CO2赶走装置中的空气，防止因NO与O2反应生成NO2而产生干扰
(2)铜丝表面产生气泡，稀硝酸液面上方仍为无色，溶液变蓝　3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
(3)验证NO的生成　将注射器中的空气推入E中，若气体变为红棕色则说明生成了NO
(4)吸收多余的氮氧化物，防止污染空气；防止倒吸
?命题点3　硝酸与金属的有关计算
[典例导航]　将32.64
g铜与140
mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2
L。请回答下列问题：
(1)NO的体积为________
L，NO2的体积为________L。
(2)参加反应的HNO3的物质的量是________。
(3)待产生的气体全部释放后，向溶液中加入V
mL
a
mol·L－1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2＋全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为________mol·L－1。
[思路点拨]　(1)根据电子守恒可知
可求n(NO)＝0.26
mol，n(NO2)＝0.24
mol。
(2)根据原子(N)守恒可知：n(HNO3)＝n(NO)＋n(NO2)＋2n(Cu2＋)＝1.52
mol。
(3)根据电荷守恒可知：反应后剩余的HNO3
n(HNO3)＝n(H＋)＝aV×10－3
mol－0.51×2
mol
可求原有HNO3：n＝(1.52＋aV×10－3－0.51×2)mol＝(aV×10－3＋0.5)mol。
[答案]　(1)5.824　5.376　(2)1.52
mol　
(3)
守恒思想突破HNO3与金属反应的计算
(1)原子守恒法
HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用，以NO的形式存在于溶液中；一部分作为氧化剂转化为还原产物，这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量。
(2)得失电子守恒法
HNO3与金属的反应属于氧化还原反应，HNO3中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量。
(3)电荷守恒法
HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH－)有：
c(NO)＝c(H＋)＋nc(Mn＋)(Mn＋代表金属离子)。
6．将11.2
g的Mg?Cu混合物完全溶解于足量的硝酸中，收集反应产生的气体x(假定产生的气体全部逸出)。再向所得溶液中加入足量的NaOH溶液，产生21.4
g沉淀。根据题意推断气体x的成分可能是
(　　)
A．0.3
mol
NO2和0.3
mol
NO
B．0.2
mol
NO2和0.1
mol
N2O4
C．0.6
mol
NO
D．0.1
mol
NO、0.2
mol
NO2和0.05
mol
N2O4
D　[向Mg?Cu混合物与足量的硝酸反应所得溶液中加入足量的NaOH溶液，产生21.4
g沉淀为氢氧化镁、氢氧化铜，所以沉淀中m(OH－)为21.4
g－11.2
g＝10.2
g，物质的量为＝0.6
mol，根据电荷守恒可知，11.2
g的Mg?Cu提供的电子为0.6
mol。生成0.3
mol
NO2和0.3
mol
NO，N元素获得电子为0.3
mol×(5－4)＋0.3
mol×(5－2)＝1.2
mol，得失电子不相等，A错误；生成0.2
mol
NO2和0.1
mol
N2O4，N元素获得电子为0.2
mol×(5－4)＋0.1
mol×2×(5－4)＝0.4
mol，得失电子不相等，B错误；生成0.6
mol
NO，N元素获得电子为0.6
mol×(5－2)＝1.8
mol，C错误；生成0.1
mol
NO、0.2
mol
NO2和0.05
mol
N2O4，N元素获得电子为0.1
mol×(5－2)＋0.2
mol×(5－4)＋0.05
mol×2×(5－4)＝0.6
mol，得失电子相等，D正确。]
　氨和铵盐
知识梳理
1．氨的性质
(1)氨的物理性质
无色、有刺激性气味的气体，密度比空气的小，易液化，液氨常作制冷剂，极易溶于水(1∶700)，可由喷泉实验证明。
(2)氨的化学性质
①与水的反应——氨水
a．氨气溶于水呈碱性原因的方程式为NH3＋H2ONH3·H2ONH＋
OH－。
b．氨水的粒子成分：H2O、NH3·H2O、OH－、NH、NH3、H＋，以溶解的NH3总量为溶质进行浓度计算。
②氨气与酸的反应
a．蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，其现象为产生白烟，将浓盐酸改为浓硝酸，也会出现相同的现象。化学方程式分别为HCl＋NH3===NH4Cl，HNO3＋NH3===NH4NO3。
b．氨气通入酸的本质反应为NH3＋H＋===NH。
③NH3的还原性——氨的催化氧化
化学方程式为4NH3＋5O24NO＋6H2O。该反应是工业制HNO3的基础反应。
(3)氨水的化学性质
①不稳定性：NH3·H2ONH3↑＋H2O。
②碱的通性
a．氨水使酚酞试剂变红，使紫色石蕊试液变蓝。
b．中和反应：与盐酸反应的离子方程式为NH3·H2O＋H＋===NH＋H2O。
c．与盐反应：与AlCl3反应的离子方程式为
3NH3·H2O＋Al3＋===Al(OH)3↓＋3NH。
[辨易错]
(1)氨易液化，且液氨汽化时要吸收大量热，故可作制冷剂。(　　)
(2)氨水是一种弱碱，为弱电解质。(　　)
(3)将17
g
NH3通入83
g水中形成35%的氨水溶液。(　　)
(4)当O2足量时，NH3与O2反应直接生成NO2。(　　)
(5)NH3通入盐酸和氨水与盐酸混合，二者的反应均为NH3·H2O＋HCl===NH4Cl＋H2O。(　　)
[答案]　(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×
2．铵盐的性质与应用
(1)铵盐的性质
铵盐均为离子化合物，无色晶体，易溶于水。
①不稳定性——受热易分解
a．NH4Cl受热分解：NH4ClNH3↑＋HCl↑。
b．NH4HCO3受热分解：NH4HCO3NH3↑＋H2O＋CO2↑。
②与碱反应：铵盐都可与碱溶液反应生成NH3·H2O(弱碱)，但加热生成NH3和H2O。
写出铵盐与强碱溶液反应的离子方程式：
a．稀溶液不加热：NH＋OH－===NH3·H2O。
b．浓溶液或稀溶液加热：NH＋OH－NH3↑＋H2O。
③“水解”——铵盐溶于水易水解，离子方程式：NH＋H2ONH3·H2O＋H＋，溶液水解呈酸性。
(2)铵盐性质的两应用——NH检验与NH3制备
①NH的检验模板
待测物(溶液或固体)产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体，则证明含NH。
注意：为了检验的准确性，检验过程要加热。
②NH3的实验室制备
a．原理：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。
b．实验装置
固体＋固体气体(注意加热时试管管口低于管底)
用碱石灰干燥(可用球形干燥管或U形干燥管)
[辨易错]
(1)任何铵盐均易溶于水，溶液呈酸性。(　　)
(2)任何铵盐受热分解均生成NH3。(　　)
(3)稀(NH4)2SO4溶液与稀NaOH溶液混合加热时反应的离子方程式为NH＋OH－NH3·H2O。(　　)
(4)实验室可直接利用NH4Cl受热分解制备NH3。(　　)
(5)干燥NH3可以选用浓硫酸或CaCl2或碱石灰作干燥剂。(　　)
[答案]　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×
知识应用
氨既是一种重要的化工产品，又是一种重要的化工原料。下图为合成氨以及氨催化氧化制硝酸的流程示意图。请回答下列问题。
(1)N2、H2循环利用的目的是________________________________________。
(2)氧化炉中发生反应的方程式为_____________________________________
____________________________________________________________________。
(3)A为________(填化学式)，向吸收塔中通入A的作用为____________________________________________________________________。
[答案]　(1)提高N2、H2的利用率
(2)4NH3＋5O24NO＋6H2O,2NO＋O2===2NO2
(3)O2　氧化NO，提高氮元素的利用率
?命题点1　氨、氨水与铵盐的性质及应用
1．探究氨气及铵盐性质的过程中，下列根据实验现象得出的结论不正确的是(　　)
A．将集有氨气的试管倒扣于水槽中，液体迅速充满试管，说明氨气极易溶于水
B．将湿润的红色石蕊试纸放入集有氨气的集气瓶中，试纸由红色变为蓝色，说明氨水呈碱性
C．加热NH4HCO3固体，观察到固体逐渐减少，试管口有液滴产生，说明NH4HCO3受热不稳定
D．将红热的Pt丝伸入盛有浓氨水的锥形瓶中，瓶口出现少量红棕色气体，说明氨气的直接氧化产物为NO2
D　[NH3催化氧化直接产物为NO，不是NO2，红棕色气体是生成的NO又与O2反应生成的NO2。]
2．氨气在工农业生产中有重要应用。
(1)如下图所示，向培养皿中NaOH固体上滴少量浓氯化铵溶液，迅速盖上另一个培养皿，观察现象。
①NaOH固体上滴NH4Cl浓溶液的化学方程式为_______________________
____________________________________________________________________。
②浓盐酸液滴附近会出现白烟，发生反应的化学方程式为____________________________________________________________________。
③浓硫酸液滴上方没有明显现象，一段时间后浓硫酸的液滴中有白色固体，该固体可能是________(写化学式，一种即可)。
④FeSO4液滴中先出现灰绿色沉淀，过一段时间后变成红褐色，发生的反应包括Fe2＋＋2NH3·H2O===Fe(OH)2↓＋2NH和____________________________。
(2)空气吹脱法是目前消除NH3对水体污染的重要方法。在一定条件下，向水体中加入适量NaOH可使NH3脱除率增大，解释其原因__________________
___________________________________________________________________。
(3)在微生物作用下，蛋白质在水中分解产生的氨能够被氧气氧化生成亚硝酸(HNO2)，反应的化学方程式为____________________________________。
[答案]　(1)①NH4Cl＋NaOH===NaCl＋NH3↑＋H2O
②NH3＋HCl===NH4Cl
③(NH4)2SO4或NH4HSO4
④4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
(2)NaOH溶于水，c(OH－)增大，NH3＋H2ONH＋OH－平衡左移，NH3逸出，从而增大NH3的脱除率
(3)2NH3＋3O22HNO2＋2H2O
?命题点2　NH3的制取及其性质探究
3．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．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
B　[加热条件下，氯化铵分解生成氨气与氯化氢，但氨气和氯化氢遇冷很快生成氯化铵，所以不能得到NH3，A错误；可用NaOH固体或生石灰或碱石灰与浓氨水制备NH3，B正确；倒置的漏斗插入液面太深无法防止倒吸，C错误；应在试管口堵一团棉花，防止形成对流，D错误。]
4．某化学自主实验小组通过实验探究NH3、NO2的性质。
探究Ⅰ：利用如图所示装置探究NO2能否被NH3还原(K1、K2为止水夹，夹持固定装置略去)。
(1)A装置中制取NH3的化学方程式是________________________________
____________________________________________________________________。
(2)甲、乙分别是________(填字母)。
a．浓硫酸、碱石灰
b．碱石灰、碱石灰
c．碱石灰、无水氯化钙
d．五氧化二磷、五氧化二磷
(3)若NO2能够被NH3还原，预期C装置中能观察到的现象是____________
____________________________________________________________________。
(4)此实验装置存在一个明显的缺陷是________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
[答案]　(1)NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2
(2)c
(3)混合气体颜色逐渐变浅，瓶壁有液体生成
(4)缺少尾气吸收装置
实验制取NH3时的注意事项
(1)用“固＋固气”时
①不能用NH4NO3，因NH4NO3受热爆炸；
②Ca(OH)2不能用KOH或NaOH代替，因两者易吸湿，易结块，不利于产生NH3，且高温下腐蚀试管；
③不能只用NH4Cl固体加热制取NH3，因为NH4Cl受热分解生成的NH3和HCl遇冷又化合成NH4Cl。
(2)制取NH3还可以用以下方法制取
①浓氨水加热法：NH3·H2ONH3↑＋H2O；
②浓氨水中加固体碱性物质
浓氨水中存在以下平衡：NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－，加入固态碱性物质(如CaO、NaOH、碱石灰等)，使平衡逆向移动，同时反应放热，促进NH3·H2O的分解。加CaO的化学方程式为NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2。
(3)干燥NH3不能选用CaCl2作干燥剂，因为CaCl2＋8NH3===CaCl2·8NH3。
(4)NH3被水或溶液吸收时常使用以下防倒吸装置：
　“气压差”在化学实验中的应用
近几年，高考试题中涉及气体压强变化引起的现象经常出现。这类试题，综合性较强，对“科学探究与创新意识”的化学素养要求高。
1．引起“气压差”的原因
(1)加热或降温引起气压的增大或减小。
(2)气体液化或气化引起气压的减小或增大。
(3)气体的溶解或生成引起气压的减小或增大。
(4)反应前后气体分子数的改变引起气压的改变。
2．“气压差”在化学实验中的应用
(1)通过压强的变化，检查装置的气密性；
(2)防止压强减小，出现倒吸现象；
(3)通过增大或减小压强，产生喷泉；
(4)消除压强差，以防产生堵塞现象；
(5)通过压强的改变引起溶液的流动。
3．喷泉实验装置及其创新
设计说明：(1)装置(Ⅰ)改变了胶头滴管的位置，胶头滴管挤入少量水于试剂瓶中，即可使少量溶液沿导管进入烧瓶中，导致大量的NH3溶解，烧瓶内形成负压而产生喷泉。
(2)装置(Ⅱ)省去了胶头滴管，用手(或热毛巾等)捂热烧瓶，氨气受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气，氨气与水接触，即发生喷泉(或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶，使水进入烧瓶中，瓶内氨气溶于水)。
(3)装置(Ⅲ)在水槽中加入能使水温升高的物质致使锥形瓶内酒精因升温而挥发，锥形瓶内气体压强增大而产生喷泉。
(4)装置(Ⅳ)向导管中通入一定量的H2S和SO2，现象为有淡黄色粉末状物质生成，瓶内壁附有水珠，NaOH溶液上喷形成喷泉。
(5)装置(Ⅴ)打开①处的止水夹并向烧瓶中缓慢通入等体积的HCl气体后关闭该止水夹，等充分反应后再打开②处的止水夹，观察到先有白烟产生，后产生喷泉。
(6)装置(Ⅵ)中，挤压胶头滴管，然后打开导管上部的两个活塞，则在右面烧瓶出现喷烟现象，再打开导管下部活塞，则可产生双喷泉。
4．喷泉实验产物的浓度计算
关键是确定所得溶液中溶质的物质的量和溶液的体积，标准状况下的气体进行喷泉实验后所得溶液的物质的量浓度：
(1)HCl、NH3、NO2气体或它们与其他不溶于水的气体混合时：所得溶液的物质的量浓度为
mol·L－1。
(2)当是NO2和O2的混合气体且体积比为4∶1时，c(HNO3)＝
mol·L－1。
1．下列装置中不能用来防堵塞的是(　　)
D　[A装置中的橡胶管是对气体发生装置的一微小改进，这一改进的优点就是平衡烧瓶和分液漏斗内的气压，便于分液漏斗内的液体顺利流下，可以起到防止堵塞的作用；C装置中将b和c管连通，其原理与a同，也能防堵塞；B装置中有一根导气管通大气，当气体产生速率过快而气压增大，或导气管堵塞而气压增大时，均可将瓶内的液体压入导气管而使液面上升，甚至冲出以平衡气压，防止堵塞。]
2．根据下列实验装置回答问题
图Ⅰ　
　图Ⅱ　　
图Ⅲ　　　图Ⅳ
(1)按图Ⅰ引发喷泉实验的操作为_________________________________。
(2)图Ⅰ、图Ⅱ(同温同压下)喷泉实验后，烧瓶内溶液物质的量浓度的关系为________(填“相等”或“不相等”)。
(3)如用图Ⅲ、图Ⅳ做喷泉实验，操作为_______________________________
___________________________________________________________________。
[答案]　(1)打开止水夹，挤压胶头滴管　(2)相等
(3)图Ⅲ：打开止水夹后用热毛巾捂住烧瓶，一段时间后松开即可；图Ⅳ：打开止水夹后向水槽中加入浓硫酸或碱石灰等
　氮及其化合物的转化　含磷化合物
氮的化合物种类很多，化合价有－3、＋1、＋2、＋3、＋4、＋5多种价态。化合物间的转化关系很重要，如NH3的催化氧化制NO、N2与H2化合制NH3等。含磷化合物在生活、生产中应用广泛，高考命题时也特别关注。体现了“变化观念与平衡思想、科学探究与创新意识”的核心素养。
1．氮及其化合物的转化
如图是氮元素的各种价态与物质类别的对应关系：
2．含磷化合物
(1)磷的氢化物(PH3)
磷的氢化物PH3(磷化氢)又称为膦，膦分子与氨分子的结构相似，也呈三角锥形。膦是一种较强的还原剂，稳定性较差，在水中的溶解度很小。
(2)磷的含氧酸
①亚磷酸(H3PO3)性质和结构：纯净的亚磷酸是一种无色固体，在水中有较大溶解度；亚磷酸是一种中强二元酸。结构式为
②次磷酸(H3PO2)性质和结构：次磷酸是一种无色的晶体，熔点26.5
℃，易溶解，它是中强酸，也是一元酸。其结构式：
③磷酸(H3PO4)性质和结构：磷酸为三元中强酸，结构式为
④磷的氯化物：PCl3、PCl5易水解分别生成H3PO3和H3PO4。
1．(2021·广东选择考适应性测试)部分含氮物质的分类与相应氮元素的化合价关系如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．a可经催化氧化生成b
B．b为红棕色，可转化为c
C．密闭体系中，c存在2NO2N2O4
D．d的溶液与Cu反应可生成b或c
B　[A.根据题图，a为NH3，b为NO，NH3可经催化氧化生成NO，A说法正确；B.b为NO，为无色气体，与氧气反应可转化为c，即NO2，B说法错误；C.＋4价的含氮氧化物有NO2、N2O4，密闭体系中，c存在2NO2N2O4，C说法正确；D.d为硝酸，Cu与稀硝酸溶液反应生成NO，与浓硝酸反应生成NO2，D说法正确；答案为B。]
2．次磷酸(H3PO2)是一元中强酸，具有较强还原性。下列有关说法正确的是
(　　)
A．次磷酸的电离方程式为H3PO2===H＋＋H2PO
B．NaH2PO2是次磷酸的正盐，其水溶液呈中性
C．次磷酸与足量NaOH溶液反应可生成Na3PO2
D．利用(H3PO2)进行化学镀银反应中，1
mol
H3PO2最多还原4
mol
Ag＋
D　[中强酸的电离方程式应用可逆符号，则次磷酸的电离方程式为H3PO2H＋＋H2PO，故A错误；NaH2PO2属于强碱弱酸盐，其水溶液显碱性，故B错误；次磷酸为一元酸，只能生成NaH2PO2，故C错误；次磷酸(H3PO2)中O为－2价，H为＋1价，则P为＋1价，其氧化产物为H3PO4，磷酸中P的化合价为＋5价，故1
mol
H3PO2最多还原4
mol
Ag＋，故D正确。]
3．一定条件下，含氮元素的物质可发生如图所示的循环转化。
(1)上述转化关系中含氮化合物发生氧化反应的是________(填字母，下同)，发生非氧化还原反应的是______________________________________________。
(2)若“反应b”是与NO反应，其化学方程式为_______________________
____________________________________________________________________。
(3)若“反应i”是在酸性条件下由NO与Zn发生化学反应实现，则该反应的离子方程式为_____________________________________________________
____________________________________________________________________。
[答案]　(1)b、c、d、g、h　a、l
(2)4NH3＋6NO5N2＋6H2O
(3)4Zn＋2NO＋10H＋===4Zn2＋＋N2O↑＋5H2O
[真题验收]
1．(2020·全国卷Ⅲ，T10)喷泉实验装置如图所示。应用下列各组气体?溶液，能出现喷泉现象的是(　　)
气体
溶液
A
H2S
稀盐酸
B
HCl
稀氨水
C
NO
稀硫酸
D
CO2
饱和NaHCO3溶液
B　[H2S与稀盐酸不反应，且在稀盐酸中的溶解度较小，向圆底烧瓶中挤入少量稀盐酸，不能造成圆底烧瓶内气压明显减小，不能形成喷泉，A项错误；HCl能与稀氨水反应，向圆底烧瓶中挤入少量稀氨水会造成圆底烧瓶内气压明显减小，能形成喷泉，B项正确；NO与稀硫酸不反应，且在稀硫酸中溶解度非常小，向圆底烧瓶中挤入稀硫酸，不能造成圆底烧瓶内气压明显减小，不能形成喷泉，C项错误；CO2在饱和NaHCO3溶液中的溶解度较小，向圆底烧瓶中挤入饱和NaHCO3溶液，不能造成圆底烧瓶内气压明显减小，不能形成喷泉，D项错误。]
2．下列叙述正确的是______________(填序号)。
(1)(2020·全国卷Ⅰ)N2中混有O2，可通过灼热的铜丝网除去O2
(2)(2020·全国卷Ⅰ)NO中混有NO2，可通过氢氧化钠溶液除去NO2
(3)(2020·江苏高考)室温下，Cu与浓硝酸反应放出NO气体
(4)(2017·全国卷Ⅱ)加热盛有少量NH4HCO3固体的试管，并在试管口放置湿润的红色石蕊试纸，若石蕊试纸变蓝可得出NH4HCO3显碱性
(5)(2016·全国卷Ⅰ)用向上排空气法收集铜粉与稀硝酸反应产生的NO
(6)(2015·全国卷Ⅰ)密闭容器中2
mol
NO与1
mol
O2充分反应，产物的分子数为2NA
(7)(2014·全国卷Ⅰ)施肥时，草木灰(有效成分为K2CO3)不能与NH4Cl混合使用，是因为K2CO3与NH4Cl反应生成氨气会降低肥效
(8)(2013·全国卷Ⅰ)可用蘸浓盐酸的棉棒检验输送氨气的管道是否漏气
[答案]　
(1)(2)(7)(8)
3．(2016·全国卷Ⅰ)氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。某同学在实验室中对NH3与NO2反应进行了探究。回答下列问题：
(1)氨气的制备
①氨气的发生装置可以选择上图中的_______，反应的化学方程式为_______
____________________________________________________________________。
②欲收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接顺序为：发生装置→______(按气流方向，用小写字母表示)。
(2)氨气与二氧化氮的反应
将上述收集到的NH3充入注射器X中，硬质玻璃管Y中加入少量催化剂，充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。
操作步骤
实验现象
解释原因
打开K1，推动注射器活塞，使X中的气体缓慢充入Y管中
①Y管中________
②反应的化学方程式为____________________________________________
将注射器活塞退回原处并固定，待装置恢复到室温
Y管中有少量水珠
生成的气态水凝聚
打开K2
③______________________________
④__________________________________________
[解析]　(1)①图中给出了两种气体制备装置，一种是固固加热制气装置，一种是固液加热制气装置。如果选择A装置制取氨气，则反应的化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O；如果选择B装置制取氨气，则反应的化学方程式为NH3·H2ONH3↑＋H2O。②欲收集一瓶干燥的氨气，首先要除去杂质，制备氨气的杂质只有水蒸气，由于氨气溶于水显碱性，因此要选用碱石灰作干燥剂，干燥管的进出口方向为粗进细出，因此先接d后接c；其次要收集氨气，由于氨气的密度小于空气，要从短管进气，因此先接f再接e；最后要进行尾气处理，由于氨气极易溶于水，因此可以选择水吸收尾气，还要注意防倒吸，所以接i。
(2)由题干内容“工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2”，结合实验条件可知反应为8NH3＋6NO27N2＋12H2O，NO2为红棕色气体，发生反应后变成无色气体，因此现象为红棕色气体逐渐变浅。反应后气体分子数减少，Y管中的压强小于外界压强，因此出现倒吸现象。
[答案]　(1)①A　2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋CaCl2＋2H2O(或B　NH3·H2ONH3↑＋H2O)　②dcfei　(2)①红棕色气体慢慢变浅
②8NH3＋6NO27N2＋12H2O　③Z中NaOH溶液产生倒吸现象　④反应后气体分子数减少，Y管中压强小于外压
[新题预测]
草酸铁铵[(NH4)3Fe(C2O4)3]是一种常用的金属着色剂，易溶于水，常温下其水溶液的pH介于4.0～5.0之间。某兴趣小组设计实验制备草酸铁铵。
(1)甲组设计由硝酸氧化葡萄糖制取草酸，其实验装置(夹持及加热装置略去)如图所示。
①仪器a的名称是________________。
②55～60
℃下
，装置A中生成H2C2O4，同时生成NO2和NO且物质的量之比为3∶1，该反应的化学方程式为_____________________________________
_______________________________________________________________。
③装置B的作用是________________；装置C中盛装的试剂是________________。
(2)乙组利用甲组提纯后的草酸溶液制备草酸铁铵。
将Fe2O3在搅拌条件下溶于热的草酸溶液；滴加氨水至__________________，然后将溶液____________________、过滤、洗涤并干燥，制得草酸铁铵产品。
[解析]　(1)①图示仪器a的名称为球形冷凝管。②由题意55～60
℃下，硝酸氧化葡萄糖可得H2C2O4，同时生成NO2和NO且物质的量之比为3∶1，根据电子得失守恒、原子守恒，反应方程式为12HNO3＋C6H12O63H2C2O4＋9NO2↑＋3NO↑＋9H2O。③NO2和NO均为大气污染气体，需要尾气吸收，装置B的作用是作安全瓶，防止倒吸，装置C中盛装的试剂是NaOH溶液，用于吸收NO2和NO，反应方程式为NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O、2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O。(2)由题意草酸铁铵易溶于水，常温下其水溶液的pH介于4.0～5.0之间，所以将Fe2O3在搅拌条件下溶于热的草酸溶液，滴加氨水至pH介于4.0～5.0之间；铵盐温度过高易分解，且温度过高促进铵根离子和铁离子水解，不能直接加热蒸干，可将溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤并干燥，制得草酸铁铵产品。
[答案]　(1)①球形冷凝管　②12HNO3＋C6H12O63H2C2O4＋9NO2↑＋3NO↑＋9H2O
③安全瓶，防倒吸　NaOH溶液
(2)溶液pH介于4.0～5.0之间　加热浓缩、冷却结晶
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