第4讲 氮及其化合物-【金版教程】2025年高考化学一轮复习解决方案全书word（新教材，经典单选版）

金版教程 高考科学复习解决方案 化学 （经典 单选版 第4讲　氮及其化合物 复习目标　1.理解和辨析氮及其重要化合物的主要性质及应用。2.了解氮及其重要化合物的制备方法。3.结合实例了解氨、铵盐的性质及用途。4.掌握氨的实验室制法、工业制法和NH的检验方法。5.了解氮的化合物对大气的污染及防治措施。 考点一　氮气　氮的氧化物 1．氮元素及其在自然界中的存在形式 (1)氮元素在周期表中的位置及氮原子结构 氮元素位于元素周期表的第二周期第ⅤA族。氮原子结构示意图为，最外电子层有5个电子，既不容易得到3个电子，也不容易失去5个电子，因此，氮原子一般通过共用电子对与其他原子相互结合构成物质。 (2)自然界中氮的存在和氮的固定 注意：氮的固定是化学变化，实质是游离态的N2转化为氮的化合物。 2．氮气 (1)物理性质：无色无臭气体，密度比空气的略小，难溶于水。 (2)从氮分子结构角度认识其化学性质 氮分子内两个氮原子间以共价三键(N≡N)结合，断开该化学键需要吸收较多的能量，故氮气的化学性质很稳定，通常情况下难以与其他物质发生化学反应，无法被大多数生物体直接吸收。 写出有关的化学方程式： ①N2＋3MgMg3N2； ②N2＋3H22NH3； ③N2＋O22NO。 3．氮的氧化物 (1)氮有多种价态的氧化物，如N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等，其中属于酸性氧化物的是N2O3、N2O5。 (2)NO和NO2性质的比较 性质 NO NO2 颜色、状态、气味 无色无臭气体 红棕色有刺激性气味的气体 溶解性 不溶于水 易溶于水 毒性 有毒(跟血红蛋白结合)，大气污染物之一 有毒，大气污染物之一 与水反应 不反应 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 与氧气反应 2NO＋O2===2NO2 不反应 对环境的影响 导致光化学烟雾和酸雨，破坏臭氧层 　判断下列说法的正误，并指出错误说法的错因。 (1)N2与O2在放电条件下直接化合成NO2。(×) 错因：N2与O2在放电条件下生成NO。 (2)NO2溶于水时，NO2是氧化剂，水是还原剂。(×) 错因：NO2与H2O反应，NO2既是氧化剂又是还原剂。 (3)用向上排空气法收集铜粉与稀硝酸反应产生的气体。(×) 错因：Cu与稀硝酸反应生成的气体是NO，NO与空气中的O2反应，不能用排空气法收集。 (4)可用NO2与水反应制取硝酸，故NO2是酸性氧化物。(×) 错因：NO2与H2O反应生成HNO3和NO，所以NO2不是酸性氧化物。 (5)制NO2时，用水或NaOH溶液吸收尾气。(×) 错因：NO2与H2O反应生成HNO3和有毒气体NO，故不能用水吸收尾气。 1．氮的氧化物的性质 (1)NO只能用排水法收集，不能用排空气法收集；而NO2只能用向上排空气法收集，不能用排水法收集。验证某无色气体为NO的方法是向无色气体中通入O2(或空气)，无色气体变为红棕色。 (2)NO2气体存在平衡：2NO2N2O4，故常温时没有纯净的NO2或N2O4气体。 (3)NO2虽然与水反应生成HNO3，但不是硝酸的酸酐，硝酸的酸酐是N2O5；NO2不是酸性氧化物。 (4)NO2能使湿润的淀粉－碘化钾试纸变蓝，原因是二氧化氮先与水反应生成HNO3，HNO3再将碘化钾氧化为I2，最终淀粉遇I2变蓝。 2．氮的氧化物和O2、H2O反应的计算方法 (1)关系式法 ①NO2和O2混合气体溶于水的计算： 由4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可知： V(NO2)∶V(O2) ②NO与O2同时通入水中： 由4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3可知： V(NO)∶V(O2) ③NO2、NO、O2三种混合气体通入水中： a．可先将NO和O2反应转化为NO2，再按4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3的情况处理。 b．也可先将NO2和H2O反应转化为NO，再按4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3的情况处理。 (2)得失电子守恒法 当NOx转化为硝酸时要失去电子，如果是NOx与O2混合，则反应中O2得到的电子数与NOx失去的电子数相等。 3．常见的NOx尾气处理方法 (1)碱液吸收法 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O 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。 角度一　分析与推测氮气的性质与用途 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．在反应3Mg＋N2Mg3N2中，N2作氧化剂 答案　D 2．(2023·河北省高三阶段检测)某兴趣小组拟在实验室里通过氮气和镁粉反应制取少量氮化镁(Mg3N2)，制备装置如图所示。下列说法不正确的是(　　) A．装置A中制备氮气的离子方程式为NO＋NHN2↑＋2H2O B．Mg3N2中阳离子半径小于阴离子半径 C．装置B的作用除了可以平衡压强，还可以判断装置是否发生堵塞 D．实验时应先点燃D处的酒精喷灯，再点燃A处的酒精灯 答案　D 解析　因为Mg在加热时也可与空气中的氧气、二氧化碳发生反应，所以实验时应先点燃A处的酒精灯，让生成的氮气排尽装置中的空气，再点燃D处的酒精喷灯，D错误。 角度二　理解与辨析氮的氧化物的性质 3．下列有关氮的氧化物的说法正确的是(　　) A．因NO2与水反应可生成HNO3，故NO2是HNO3的酸酐 B．NO2为红棕色气体，因此将NO2通入水中，溶液显红棕色 C．NO、NO2都有毒，且NO是汽车尾气的有害成分之一 D．NO2与溴蒸气可用NaOH溶液鉴别，溶于NaOH溶液得到无色溶液的是NO2，得到橙色溶液的为溴蒸气 答案　C 4．在一定条件下，将NO2和O2的混合气体12 mL通入足量水中，充分反应后剩余2 mL气体(同温同压下)，则原混合气体中氧气的体积为(　　) ①1.2 mL　②2.4 mL　③3 mL　④4 mL A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 答案　D 解析　根据反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3知，若剩余的气体是O2，则V(NO2)＝×(12 mL－2 mL)＝8 mL，V(O2)＝12 mL－8 mL＝4 mL。根据反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO知，若剩余的气体是NO，则该反应消耗V(NO2)＝6 mL，所以V(O2)＝×(12 mL－6 mL)＝1.2 mL。 考点二　氨和铵盐 1．氨的分子结构与性质 (1)分子结构 分子式：NH3，电子式：，空间结构为三角锥形，属于极性分子。 (2)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，可用作制冷剂，极易溶于水(体积比约1∶700)，可由喷泉实验证明。 (3)化学性质 ①与水反应：NH3＋H2ONH3·H2O，氨的水溶液叫氨水，呈弱碱性：NH3·H2ONH＋OH－。 a．氨水的组成：三种分子：NH3、H2O、NH3·H2O； 三种离子：NH、OH－、H＋。 b．氨水的性质：氨水质量分数越大，其密度越小。 c．NH3·H2O为可溶性一元弱碱，易挥发，不稳定，易分解：NH3·H2ONH3↑＋H2O(可用于制备少量NH3)。 ②与酸或酸性氧化物反应 a．蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，其现象为有白烟生成，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，NH3＋HNO3===NH4NO3。 b．与CO2等酸性氧化物反应：NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3或2NH3＋CO2＋H2O===(NH4)2CO3。 ③NH3的还原性 氨的催化氧化：4NH3＋5O24NO＋6H2O； 与CuO的反应：2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O。 ④与盐溶液反应 将NH3通入下列溶液： 现象 离子方程式 FeCl3溶液 生成红褐色沉淀 Fe3＋＋3NH3＋3H2O===Fe(OH)3↓＋3NH AlCl3溶液 生成白色沉淀 Al3＋＋3NH3＋3H2O===Al(OH)3↓＋3NH 2.氨气的制法 (1)工业制法：N2＋3H22NH3。 (2)实验室制法 ①原理：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。 ②实验装置(固＋固气体) 注意：制氨时铵盐不选(NH4)2CO3、NH4HCO3、NH4NO3等，因它们受热易分解，使产生的NH3中混有较多的杂质气体，另外NH4NO3易爆炸；选碱时，用Ca(OH)2而不用NaOH或KOH，因NaOH、KOH具有吸湿性，易结块，不利于产生氨，且均能腐蚀玻璃。 ③净化装置：如图1或图2所示(不能用浓H2SO4、P2O5、无水CaCl2、无水硫酸铜作干燥剂)。 注意：①浓硫酸、P2O5不能作碱性气体的干燥剂。 ②氨气不能用无水CaCl2干燥，因为8NH3＋CaCl2===CaCl2·8NH3。 ④收集方法：向下排空气法。在集气管口塞一团干燥的棉花，目的是减少NH3与空气的对流，收集到较纯净的NH3。 ⑤验满方法：a.将湿润的红色石蕊试纸放置在试管口附近，若试纸变蓝色，说明NH3已收集满。b.将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，若有白烟产生，说明NH3已收集满。 ⑥尾气处理：氨气不能直接排放到空气中，可用水吸收，但由于氨气极易溶于水，所以吸收氨气时要注意防止倒吸。 可用于吸收氨气并能防倒吸的常用装置为 3．铵盐及NH的检验 (1)铵盐的物理性质 铵盐一般是白色晶体，绝大多数易溶于水。 (2)铵盐的化学性质 注意：不是所有的铵盐分解都能生成NH3，如2NH4NO32N2↑＋O2↑＋4H2O。 (3)NH的检验 未知液产生的气体使湿润的红色石蕊试纸变蓝色，则证明含NH。 　判断下列说法的正误，并指出错误说法的错因。 (1)NH3能使酚酞试液变红，所以NH3可用于设计喷泉实验。(×) 错因：NH3极易溶于水，所以NH3可用于设计喷泉实验。 (2)现有1 mol·L－1的氨水，则该溶液中NH3·H2O的浓度是1 mol·L－1。(×) 错因：氨水中的含氮微粒还含有NH3、NH，故c(NH3·H2O)<1__mol·L－1。 (3)能用加热法除去NaCl中的NH4Cl的原因是NH4Cl为强酸弱碱盐。(×) 错因：原因是NH4Cl受热分解生成气体挥发。 (4)收集NH3时，把一团干燥的棉花放在试管口，以防止逸出。(×) 错因：收集NH3时，把一团干燥的棉花放在试管口，以防止与空气对流。 (5)检验NH时，往试样中加入NaOH溶液，微热，用湿润的蓝色石蕊试纸检验逸出的气体。(×) 错因：应该选用湿润的红色石蕊试纸检验逸出的气体。 1．实验室制取少量NH3的两种简易方法 (1)加热浓氨水(图甲) 反应原理：NH3·H2ONH3↑＋H2O。 (2)浓氨水中加固态碱性物质(图乙) 反应原理：浓氨水中存在平衡：NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－，加入固态碱性物质(如CaO、NaOH、碱石灰等)，消耗水且使c(OH－)增大，使平衡逆向移动，同时反应放热，促进NH3·H2O的分解。 2．喷泉实验 (1)喷泉实验的原理 使烧瓶内外在短时间内产生较大的压强差，利用大气压将烧瓶下面烧杯中的液体压入烧瓶内，在尖嘴导管口形成喷泉。 (2)引发喷泉的几种方法 ①使烧瓶内的气体迅速溶于水或某种液体中。 ②使烧瓶内气体温度降低，使气压减小。 ③使烧瓶外待喷液面上的气压增大。 (3)喷泉实验的几种常见装置 说明：装置②引发喷泉的方法是打开止水夹，用热毛巾或双手捂热烧瓶，松开后片刻即形成喷泉。 (4)几种常见的能形成喷泉的气体和液体 气体 HCl NH3 CO2、Cl2、SO2、H2S 吸收剂 水、NaOH溶液 水 NaOH溶液 气体 NO2 NO、O2(4∶3) NO2、O2(4∶1) 吸收剂 水 水 水 角度一　理解与辨析氨气和氨水的性质 1．下列关于氨的说法不正确的是(　　) A．NH3易液化、易溶于水均与氢键的形成有关 B．烧瓶中溶液红色不变时，NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－达平衡 C．将盛有NH3和HCl的集气瓶位置互换，更有利于二者的反应 D．将烧瓶中的氨换成二氧化碳，也能产生明显的喷泉 答案　D 2．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 答案　D 角度二　探究与创新氨气的实验室制法 3．用如图所示装置(夹持装置已略去)进行NH3的制备及性质实验。下列说法不正确的是(　　) A．甲中制备NH3利用了NH3·H2O的分解反应 B．乙中的集气瓶内a导管短、b导管长 C．若将丙中的CCl4换成苯，仍能防止倒吸 D．向收集好的NH3中通入少量Cl2，可能观察到白烟 答案　C 4．下列装置用于实验室中制取干燥氨气的实验，其中能达到实验目的的是(　　) A．用装置甲制备氨气 B．用装置乙除去氨气中的少量水 C．用装置丙收集氨气 D．用装置丁吸收多余的氨气 答案　D 角度三　归纳与论证铵盐的性质、NH的检验 5．试管中盛有白色晶体，检验它是否是铵盐的方法中不可行的是(　　) A．加热，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，将湿润的酚酞试纸放在试管口 C．加氢氧化钠溶液，加热，将蘸有浓盐酸的玻璃棒放在试管口 D．加氢氧化钠溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口 答案　A 6．为探究氨及铵盐性质，将NH4Cl晶体装入如图所示T形三通管两端，进行微型实验。下列说法错误的是(　　) A．轻轻挤压任一乳胶头，若蒸馏水中有气泡冒出，则装置气密性良好 B．同时点燃两个酒精灯后，两端湿润的pH试纸均变蓝 C．实验过程中竖直支管上方会出现白烟 D．停止加热后可以交替挤压两边乳胶头，使气体更充分吸收，减少污染 答案　B 角度四　探究与创新喷泉实验 7．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H2SO4 D CO2 饱和NaHCO3溶液 答案　B 8．利用如图所示的装置，可以验证NH3和HCl的有关性质。实验前a、b、c活塞均关闭。 (1)若要在烧瓶Ⅱ中产生“喷泉”现象，烧瓶Ⅰ中不产生“喷泉”现象，其操作方法是________________________________。 (2)若先打开a、c活塞，再挤压胶头滴管，在烧瓶中可观察到的现象是____________________________。(3)通过挤压胶头滴管和控制活塞的开关，在烧瓶Ⅰ中产生“喷泉”现象，烧瓶Ⅱ中不产生“喷泉”现象，其操作方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 若要在该装置中产生双喷泉现象，其操作方法是_______________________________________________________________________________________________________________________________________。 答案　(1)先打开a、b活塞，再挤压胶头滴管(或先挤压胶头滴管，再打开a、b活塞) (2)烧瓶Ⅱ中产生白烟 (3)先打开a、c活塞，再挤压胶头滴管(或先打开a活塞，挤压胶头滴管，再打开c活塞)，片刻后，关闭a活塞，然后打开b活塞　先打开a、c活塞，再挤压胶头滴管(或先打开a活塞，挤压胶头滴管，再打开c活塞)，片刻后，打开b活塞 考点三　硝酸 1．物理性质 (1)纯硝酸为无色、有刺激性气味的液体。 (2)硝酸沸点较低，易挥发，在空气中遇水蒸气形成白雾。 2．化学性质 (1)强酸性 稀硝酸使紫色石蕊试液变红。 (2)不稳定性 ①见光或受热分解：4HNO32H2O＋4NO2↑＋O2↑。 ②硝酸保存在棕色试剂瓶中，置于冷暗处，不能用橡胶塞。 (3)强氧化性 ①与金属反应 常温下，铁、铝遇冷的浓HNO3能发生钝化。 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。 注意：浓硝酸和浓盐酸按体积比1∶3组成的混合物，叫做王水。王水能溶解金、铂等不溶于硝酸的金属。 ②与非金属反应 如浓硝酸与C的反应为C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。 ③与还原性物质反应 硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、FeSO4等还原性物质。 如稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式为3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。 (4)与有机物反应 ①硝化反应(与反应)： ＋HNO3 ＋H2O。 ②显色反应：含有苯环的蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。 3．用途：化工原料，用于制化肥、染料、炸药等。 　判断下列说法的正误，并指出错误说法的错因。 (1)常温下，铁、铝在浓硝酸中的钝化为物理变化。(×) 错因：钝化是金属与HNO3反应在其表面生成了致密的保护膜，阻碍了反应进一步进行，为化学变化。 (2)铜溶于稀硝酸不能体现硝酸的酸性。(×) 错因：Cu与HNO3反应生成Cu(NO3)2，体现HNO3的酸性。 (3)实验室也可用锌粒与稀硝酸制取氢气。(×) 错因：HNO3有强氧化性，与金属反应时不产生H2。 (4)可用稀硝酸与FeS固体反应制取H2S。(×) 错因：HNO3会将－2价的硫氧化。 (5)在酸性条件下，NO与I－、Fe2＋、SO等离子能大量共存。(×) 错因：NO在酸性条件下有强氧化性，会将I－、Fe2＋、SO等还原性离子氧化。 1．硝酸化学性质的有关解释 (1)硝酸能与除Au、Pt等少数金属外的所有的金属反应，但不生成氢气；与变价金属反应时，金属能够被氧化为最高价态。 (2)硝酸浓度越大，越容易分解。长期存放的浓硝酸呈黄色，原因是HNO3分解产生的NO2又溶于硝酸。 (3)浓、稀硝酸均有强氧化性，浓度越大，氧化性越强，一般对应还原产物中氮的化合价越高。 (4)加热条件下铁与浓硝酸的反应 过量铁粉加入浓硝酸中，铁先与浓硝酸反应生成Fe(NO3)3、NO2和H2O；随着反应的进行，硝酸浓度减小，铁与稀硝酸反应生成Fe(NO3)3、NO和H2O；当硝酸全部反应后，铁与Fe(NO3)3反应生成Fe(NO3)2。 (5)浓硝酸能使紫色石蕊溶液先变红后褪色。在这一反应过程中浓硝酸表现出酸性和强氧化性，可将红色物质氧化成无色物质。 (6)NO的检验 试液(浓缩后)蓝色溶液＋红棕色气体。若待测液较稀，相当于Cu与稀硝酸反应，反应较慢，现象不明显，因此可将稀溶液浓缩后再检验。 2．硝酸的制法 (1)实验室制法：NaNO3＋H2SO4(浓)===NaHSO4＋HNO3↑(利用浓硫酸难挥发，硝酸易挥发的性质，不能用强热和稀硫酸)。 (2)工业制法 ①反应原理： 4NH3＋5O24NO＋6H2O 2NO＋O2===2NO2 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO ②硝酸的浓缩：用硝酸镁固体或浓硫酸作吸水剂，再蒸馏浓缩，得到浓硝酸。 3．硝酸盐的受热分解规律 (1)钾、钙、钠的硝酸盐亚硝酸盐＋O2↑，如：2KNO32KNO2＋O2↑ (2)金属活动性顺序表中镁～铜的硝酸盐金属氧化物＋NO2↑＋O2↑，如： 4Fe(NO3)32Fe2O3＋12NO2↑＋3O2↑ 2Cu(NO3)22CuO＋4NO2↑＋O2↑ (3)汞、银的硝酸盐金属单质＋NO2↑＋O2↑，如： Hg(NO3)2Hg＋2NO2↑＋O2↑ 2AgNO32Ag＋2NO2↑＋O2↑ 角度一　归纳与论证硝酸的性质 1．硝酸被称为“国防工业之母”，是因为它是制取炸药的重要原料。下列实验事实与硝酸的性质不相对应的是(　　) A．浓硝酸使紫色石蕊溶液先变红后褪色——酸性和强氧化性 B．不能用稀硝酸与锌反应制氢气——强氧化性 C．要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性 D．能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液的红色褪去——强氧化性 答案　D 2．某化学兴趣小组进行了有关Cu、硝酸、硫酸化学性质的实验，实验过程如图所示。下列有关说法正确的是(　　) A．①中溶液呈蓝色，试管口有红棕色气体产生，稀硝酸被还原为NO2 B．③中反应的化学方程式为3Cu＋Cu(NO3)2＋4H2SO4===4CuSO4＋2NO↑＋4H2O C．③中滴加稀硫酸，铜粒继续溶解，说明稀硫酸的氧化性比稀硝酸的强 D．由上述实验可知，Cu在常温下既可与稀硝酸反应，又可与稀硫酸反应 答案　B 角度二　归纳与论证硝酸盐的性质 3．把SO2通入Fe(NO3)3溶液中，溶液由黄色变为浅绿色，但立即又变为黄色，此时若滴入BaCl2溶液，则会产生白色沉淀。在上述一系列变化过程中，最终被还原的是(　　) A．SO2 B．Fe3＋ C．Fe2＋ D．NO 答案　D 4．下列关于硝酸盐的说法中正确的是(　　) A．硝酸盐都易溶于水 B．金属的硝酸盐受热分解都能生成NO2、O2 C．实验室用硝酸钠固体与浓硫酸微热制取少量硝酸是利用了浓硫酸的强氧化性 D．硝酸盐的水溶液都具有较强的氧化性 答案　A 角度三　分析与推测氮及其化合物的相互转化 5．关于氮的转化关系如图，则下列说法不正确的是(　　) N2―→NH3NⅠONO2HNO3 A．路线①②③是工业生产硝酸的主要途径 B．路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径 C．氮气在足量的氧气中通过一步反应可生成NO2 D．上述所有反应都是氧化还原反应 答案　C 6．已知A～H均是中学化学常见物质，它们之间有下图所示转化关系(部分产物已略去)。已知：A为酸式盐，常用作化肥；常温下B、D、E、F、G均为气体，C为无色液体。 回答下列问题： (1)列举工业上D的一种具体用途：____________________。 (2)反应①的离子方程式为______________________________________。 (3)在反应②中，若生成1.6 g E，则转移电子的物质的量为________。 (4)反应③的化学方程式为______________________________。 (5)在反应④中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。 答案　(1)作制冷剂、生产氮肥、生产硝酸等(任写一种) (2)NH＋HCO＋2OH－NH3↑＋CO＋2H2O (3)0.1 mol　 (4)4NH3＋5O24NO＋6H2O　 (5)1∶2 解析　已知A是酸式盐，常用作化肥，框图中表明A既能与稀硫酸反应，又能与NaOH溶液反应，且均生成气体，结合A受热分解生成两种气体和一种液体，故可推知A是碳酸氢铵，B是CO2，C是H2O，D是NH3；CO2与Na2O2反应生成O2，可知E是O2；NH3经催化氧化生成NO，故F是NO；NO与O2反应生成NO2，故G是NO2；NO2与H2O反应生成HNO3和NO，故H是HNO3。 　硝酸与金属反应的有关计算 1．思维模型 2．“四法”突破金属与硝酸的计算 (1)氮原子守恒法：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－)存在：c(NO)＝c(H＋)＋nc(Mn＋)(Mn＋代表金属离子)。 (4)离子方程式计算法：金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO在H2SO4提供H＋的条件下能继续与金属反应，因此此类题目应用离子方程式来计算，先作过量判断，然后根据完全反应的金属、H＋或NO进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒。 1．将一定质量的镁、铜合金加入稀硝酸中，两者恰好完全反应，共产生NO气体4.48 L(标准状况)，向所得溶液中加入物质的量浓度为3 mol/L的NaOH溶液至沉淀完全。则下列有关叙述中不正确的是(　　) A．开始加入合金的物质的量之和为0.3 mol B．生成沉淀的质量与原合金的质量相比增加10.2 g C．反应中被还原和未被还原的硝酸物质的量之比为3∶1 D．沉淀完全时消耗NaOH溶液的体积为200 mL 答案　C 解析　标准状况下4.48 L NO的物质的量为0.2 mol，由HNO3生成0.2 mol NO得到电子的物质的量为0.2 mol×(5－2)＝0.6 mol，铜、镁发生反应都生成＋2价金属离子，根据得失电子守恒可知，参加反应的金属的物质的量为0.3 mol，A正确；镁、铜合金最终完全转化为Mg(OH)2、Cu(OH)2沉淀，沉淀中增加的质量即为氢氧根离子的质量，根据电荷守恒可知，0.3 mol Mg2＋和Cu2＋生成沉淀共消耗0.6 mol氢氧化钠，则含有氢氧根离子的质量为17 g·mol－1×0.6 mol＝10.2 g，B正确；根据3Mg＋8HNO3(稀)===3Mg(NO3)2＋2NO↑＋4H2O、3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O两个反应可知，被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比为2∶6＝1∶3，C错误；消耗NaOH溶液的体积为＝0.2 L＝200 mL，D正确。 2．向m g镁、铜合金中加入稀硝酸至合金恰好完全溶解(设硝酸的还原产物只有NO)，向所得溶液中加入物质的量浓度为2 mol·L－1的NaOH溶液至沉淀达到最大值，产生沉淀的质量为(m＋n)g，则下列有关叙述中不正确的是(　　) A．若n＝5.1，则m的值可能为9.8 B．若n＝5.1，则参加反应的硝酸的物质的量为0.4 mol C．若n＝5.1，则加入的NaOH溶液的体积为150 mL D．若n＝5.1，则被还原的硝酸的物质的量为0.1 mol 答案　A 解析　根据质量守恒定律及题意可知，n g即为Mg(OH)2和Cu(OH)2中OH－的质量，n＝5.1，即n(OH－)＝0.3 mol，则n(NaOH)＝0.3 mol，NaOH溶液体积为＝0.15 L＝150 mL，C正确；因沉淀组成都可表示为R(OH)2，则n(Mg＋Cu)＝0.15 mol，利用极值法知，3.6<m<9.6，A错误；根据得失电子守恒，n(OH－)＝0.3 mol＝n(e－)，则被还原的HNO3的物质的量为0.1 mol，D正确；参加反应的HNO3总物质的量为0.1 mol＋0.15 mol×2＝0.4 mol，B正确。 3．现有硫酸和硝酸的浓度分别为4 mol·L－1和2 mol·L－1的混合液，取10 mL加入过量铁粉，若硝酸的还原产物为NO，充分反应后产生的气体在标准状况下的体积为(　　) A．0.224 L B．0.448 L C．0.672 L D．0.896 L 答案　C 解析　根据题意知，10 mL混合液中n(H＋)＝0.1 mol，n(NO)＝0.02 mol，由反应的离子方程式3Fe＋8H＋＋2NO===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O可知，H＋过量，生成的NO为0.02 mol，剩余n(H＋)＝0.1 mol－0.08 mol＝0.02 mol；再根据Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，可得生成的H2为0.01 mol，故产生的气体在标准状况下的体积V＝(0.02 mol＋0.01 mol)×22.4 L·mol－1＝0.672 L。 4．将镁铝合金溶于100 mL稀硝酸中，产生1.12 L NO气体(标准状况)，向反应后的溶液中加入NaOH溶液，产生沉淀情况如图所示。下列说法错误的是(　　) A．合金中铝的质量为0.81 g B．沉淀的最大质量为4.08 g C．氢氧化钠溶液浓度为3 mol·L－1 D．硝酸的物质的量浓度为1.8 mol·L－1 答案　D 解析　由题给图示变化情况可知，向反应后的溶液中加入氢氧化钠溶液，开始没有沉淀，说明硝酸过量，与硝酸反应的氢氧化钠溶液是10 mL，沉淀达到最多时，消耗氢氧化钠溶液共60 mL(包括中和剩余硝酸所消耗的10 mL)，溶解氢氧化铝消耗的氢氧化钠溶液是10 mL，则生成氢氧化铝消耗的氢氧化钠溶液是30 mL，生成氢氧化镁消耗的氢氧化钠溶液是20 mL，由反应的离子方程式Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓、Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓可知，镁铝合金中镁、铝的物质的量之比为1∶1；标准状况下1.12 L NO气体的物质的量为0.05 mol。设镁、铝合金中镁、铝的物质的量均为x，由得失电子守恒可得2x＋3x＝0.05 mol×3，解得x＝0.03 mol，故合金中铝的质量为0.03 mol×27 g·mol－1＝0.81 g，A正确；沉淀的最大质量为0.03 mol×58 g·mol－1＋0.03 mol×78 g·mol－1＝4.08 g，B正确；沉淀达到最多时用于生成沉淀所消耗氢氧化钠溶液是50 mL，50 mL溶液中氢氧化钠的物质的量为0.03 mol×2＋0.03 mol×3＝0.15 mol，故氢氧化钠溶液的浓度为＝3 mol·L－1，C正确；沉淀达到最大量时所得溶液是硝酸钠溶液，由电荷守恒可知，溶液中硝酸根离子的物质的量为3 mol·L－1×0.06 L＝0.18 mol，由氮原子守恒可知100 mL稀硝酸中硝酸的物质的量为0.18 mol＋0.05 mol＝0.23 mol，物质的量浓度为＝2.3 mol·L－1，D错误。 　磷及其化合物 1．磷单质 同素异形体 白磷不溶于水，易溶于CS2，分子式为P4，为正四面体结构()，与红磷(赤磷)互为同素异形体 化学性质 ①与氧气反应：P4＋5O22P2O5(五氧化二磷)。 ②与卤素单质反应：P4＋6Cl24PCl3(白雾)，P4＋10Cl24PCl5(白烟)。 ③与稀硝酸反应：3P＋5HNO3＋2H2O3H3PO4＋5NO↑ 2.五氧化二磷和磷化氢 (1)五氧化二磷：磷酸的酸酐，有很强的吸水性，是一种干燥剂。 (2)磷化氢 分子结构 PH3的电子式为 ，结构式为，与NH3的结构类似，呈三角锥形 化学性质 弱碱性 碱性比氨气弱得多，PH3与HI反应的化学方程式：PH3＋HI===PH4I 较强 的还原性 PH3能还原某些金属盐(如Cu2＋、Ag＋等)得到金属单质，如4CuSO4＋PH3＋4H2O===H3PO4＋4Cu＋4H2SO4 3.四种磷的含氧酸 含氧酸 化学式 结构简式 酸性 磷酸 H3PO4 三元中强酸 偏磷酸 HPO3 一元弱酸 亚磷酸 H3PO3 二元弱酸 次磷酸 H3PO2 一元弱酸 1．(2023·山东省枣庄市高三期末考试)工业制备PH3的流程如图： 下列说法错误的是(　　) A．次磷酸钠是正盐 B．PH3的还原性强于NH3 C．黄磷和烧碱溶液的反应为P4＋3NaOH＋3H2O===PH3↑＋3NaH2PO2 D．若有1 mol P4参加反应，则整个工业流程中理论上能生成2 mol PH3 答案　D 解析　黄磷与过量烧碱溶液发生氧化还原反应，生成PH3和次磷酸钠，反应的化学方程式为P4＋3NaOH＋3H2O===PH3↑＋3NaH2PO2，次磷酸钠和硫酸反应生成次磷酸，次磷酸分解生成PH3和磷酸，反应的化学方程式为2H3PO2===PH3↑＋H3PO4。依据分析可得关系式：P4～PH3～3NaH2PO2～3H3PO2～1.5PH3，则理论上1 mol P4可生成1 mol＋1.5 mol＝2.5 mol PH3，D错误。 2．磷酸(H3PO4)、亚磷酸(H3PO3)和次磷酸(H3PO2)都是重要的化工产品。已知：1 mol磷酸、亚磷酸、次磷酸最多消耗NaOH的物质的量依次为3 mol、2 mol、1 mol。下列推断正确的是(　　) A．磷酸与氢氧化钠反应能生成2种盐 B．NaH2PO4、NaH2PO3、NaH2PO2都是酸式盐 C．H3PO4、H3PO3、H3PO2都是含氧酸 D．H3PO3是三元酸，又是还原性酸 答案　C 3．(2023·开封市高三一模)磷精矿[主要成分为Ca5(PO4)3OH，还含有Ca5(PO4)3F和有机碳等]湿法制备磷酸的一种工艺流程如图： 回答下列问题。 (1)“酸浸”之前，需要把磷精矿进行研磨，目的是____________________________________。 (2)SO浓度在一定范围内，石膏存在形式与温度、H3PO4浓度(以P2O5%计)的关系如图所示。 “酸浸”后，在所得100 ℃、P2O5%为45的混合体系中，石膏存在形式为______________(填化学式)，此条件下，磷精矿中Ca5(PO4)3F所含氟元素转化为HF的化学方程式为________________________________________________；“洗涤”时，使用一定浓度的硫酸溶液而不使用水的原因是________________________________________。 (3)H2O2将粗磷酸中的有机碳氧化为CO2脱除，同时自身也会发生分解。相同投料比、相同反应时间、不同温度下的有机碳脱除率如图所示。80 ℃后脱除率变化的原因是__________________________________。 (4)脱硫时，CaCO3稍过量。充分反应后SO仍有残留，原因是______________________；加入BaCO3可进一步提高硫的脱除率，其离子方程式为______________________________________________________。 (5)取a g所得精制磷酸，加适量水稀释，以百里香酚酞作指示剂，用b mol·L－1 NaOH溶液滴定至终点时生成NaH2PO4，消耗NaOH溶液c mL。精制磷酸中H3PO4的质量分数是__________。 答案　(1)增大接触面积，使浸取更充分，提高浸取率 (2)CaSO4·0.5H2O　2Ca5(PO4)3F＋5H2O＋10H2SO410CaSO4·0.5H2O＋6H3PO4＋2HF　减少CaSO4的溶解损失，提高产品石膏的产率 (3)80 ℃后，H2O2分解速率大，浓度显著降低 (4)CaSO4微溶　BaCO3＋SO＋2H3PO4===BaSO4＋CO2↑＋2H2PO＋H2O (5)% 解析　(5)滴定过程中磷酸与氢氧化钠溶液反应生成磷酸二氢钠，反应的方程式为H3PO4＋NaOH===NaH2PO4＋H2O，由滴定消耗c mL b mol·L－1氢氧化钠溶液可知，精制磷酸中磷酸的质量分数为×100%＝%。 高考真题演练 1．(2023·浙江1月选考)下列关于元素及其化合物的性质说法不正确的是(　　) A．Na和乙醇反应可生成H2 B．工业上煅烧黄铁矿(FeS2)生产SO2 C．工业上用氨的催化氧化制备NO D．常温下铁与浓硝酸反应可制备NO2 答案　D 解析　常温下铁遇浓硝酸发生钝化，不能用于制备NO2，D错误。 2．(2022·北京高考)利用如图所示装置(夹持装置略)进行实验，b中现象不能证明a中产物生成的是(　　) a中反应 b中检测试剂及现象 A 浓HNO3分解生成NO2 淀粉­KI溶液变蓝 B Cu与浓H2SO4生成SO2 品红溶液褪色 C 浓NaOH与NH4Cl溶液生成NH3 酚酞溶液变红 D CH3CHBrCH3与NaOH乙醇溶液生成丙烯 溴水褪色 答案　A 解析　浓硝酸具有挥发性，挥发出的硝酸也能与碘化钾溶液反应生成遇淀粉溶液变蓝色的碘，故A项b中现象不能证明a中产物生成。 3．(2022·北京高考)某MOFs多孔材料孔径大小和形状恰好将N2O4“固定”，能高选择性吸附NO2。废气中的NO2被吸附后，经处理能全部转化为HNO3。原理示意图如下。 已知：2NO2(g)N2O4(g)　ΔH<0 下列说法不正确的是(　　) A．温度升高时不利于NO2吸附 B．多孔材料“固定”N2O4，促进2NO2N2O4平衡正向移动 C．转化为HNO3的反应是2N2O4＋O2＋2H2O===4HNO3 D．每获得0.4 mol HNO3时，转移电子的数目为6.02×1022 答案　D 4．(2022·江苏高考)氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是(　　) A．自然固氮、人工固氮都是将N2转化为NH3 B．侯氏制碱法以H2O、NH3、CO2、NaCl为原料制备NaHCO3和NH4Cl C．工业上通过NH3催化氧化等反应过程生产HNO3 D．多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环” 答案　A 解析　固氮是将N2转化为含氮化合物，不一定是转化为NH3，A错误。 5．(2022·湖南高考)科学家发现某些生物酶体系可以促进H＋和e－的转移(如a、b和c)，能将海洋中的NO转化为N2进入大气层，反应过程如图所示。 下列说法正确的是(　　) A．过程Ⅰ中NO发生氧化反应 B．a和b中转移的e－数目相等 C．过程Ⅱ中参与反应的n(NO)∶n(NH)＝1∶4 D．过程Ⅰ→Ⅲ的总反应为NO＋NH===N2↑＋2H2O 答案　D 解析　 过程Ⅰ发生的是还原反应，A错误；由分析知，a、b中转移电子数目不相等，B错误；过程Ⅱ中参加反应的n(NO)与n(NH)之比为1∶1，C错误；由题图知，总反应为NH＋NO===N2↑＋2H2O，D正确。 6．(2022·海南高考)磷酸氢二铵[(NH4)2HPO4]常用于干粉灭火剂。某研究小组用磷酸吸收氨气制备(NH4)2HPO4，装置如图所示(夹持和搅拌装置已省略)。 回答问题： (1)实验室用NH4Cl(s)和Ca(OH)2(s)制备氨气的化学方程式为______________________________________。 (2)现有浓H3PO4质量分数为85%，密度为1.7 g·mL－1。若实验需100 mL 1.7 mol·L－1的H3PO4溶液，则需浓H3PO4________mL(保留一位小数)。 (3)装置中活塞K2的作用为______________。实验过程中，当出现________现象时，应及时关闭K1，打开K2。 (4)当溶液pH为8.0～9.0时，停止通NH3，即可制得(NH4)2HPO4溶液。若继续通入NH3，当pH＞10.0时，溶液中OH－、________和________(填离子符号)浓度明显增加。 (5)若本实验不选用pH传感器，还可选用________作指示剂，当溶液颜色由________变为________时，停止通NH3。 答案　(1)2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2H2O＋2NH3↑ (2)11.5　(3)平衡气压防倒吸　倒吸　 (4)NH　PO　(5)酚酞　无色　浅红色 课时作业 [建议用时：40分钟] 一、选择题(每小题只有1个选项符合题意) 1．下列说法正确的是(　　) A．NH3的电子式为 B．往Fe(NO3)3溶液中加入少量HI溶液，发生反应2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2 C．工业制硝酸时尾气吸收的反应原理为4NO2＋2Na2CO3===4NaNO3＋2CO2 D．汽车尾气处理的化学反应原理2CO＋2NON2＋2CO2属于置换反应 答案　A 2．下列关于氮及其化合物的说法正确的是(　　) A．氮气能大量存在于空气中的根本原因是其分子中的氮氮三键非常牢固、分子结构稳定 B．久置于空气中的浓硝酸，因被氧化而呈黄色 C．NO只能通过人工合成 D．NO2与O2按4∶3体积比混合后与足量水反应可完全转化为硝酸 答案　A 3．(2023·湖南邵阳高三二模)实验室制取少量NH3，下列方法不能达到目的的是(　　) A．加热分解氯化铵固体 B．加热分解浓氨水 C．将浓氨水滴入盛放生石灰固体的烧瓶中 D．加热氯化铵和氢氧化钙的固体混合物 答案　A 4．研究发现，人体内自身产生的NO能促进全身血液循环，预防动脉粥样硬化，恢复血管柔软性和弹性。下列有关NO的叙述中，正确的是(　　) A．NO能溶于水，不能用排水法收集 B．NO暴露在空气中，气体由无色变为红棕色，发生的是物理变化 C．由信息知人可吸入大量NO，有利于身体健康 D．“雷雨发庄稼”的谚语涉及NO，生成NO的过程属于自然固氮 答案　D 5．硝酸是化学实验室中最常用的试剂之一，下列有关硝酸的说法不正确的是(　　) A．浓硝酸和氯水用棕色试剂瓶保存，原理相同 B．将分别蘸有浓硝酸和浓氨水的玻璃棒相互靠近时，有白烟生成 C．常温下铁和铂都不溶于浓硝酸，原理相同 D．浓硝酸溅到皮肤上，皮肤会变黄 答案　C 6．NH3是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图所示)，下列说法正确的是(　　) A．NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥 B．NH4Cl、HNO3和Na2CO3受热时都易分解 C．NH3和NO2在一定条件下可发生氧化还原反应 D．图中所涉及的反应均为氧化还原反应 答案　C 7．(2023·广东省六校联考)氨广泛应用于化工、化肥、制药等领域，一种新型合成方法如下。下列说法错误的是(　　) A．反应①属于人工固氮 B．反应③可利用电解MgCl2溶液的方法实现 C．该转化过程总反应为2N2＋6H2O===4NH3＋3O2 D．反应⑤在无水环境中进行时有白烟产生 答案　B 解析　反应③是电解熔融的MgCl2，B错误。 8．已知HNO2在低温下较稳定，酸性比醋酸略强，既有还原性又有氧化性，其氧化产物、还原产物与溶液pH的关系如下表。下列有关说法错误的是(　　) pH范围 >7 <7 产物 NO NO、N2O、N2中的一种 A.碱性条件下，NaNO2与NaClO反应的离子方程式为NO＋ClO－===NO＋Cl－ B．向冷的NaNO2溶液中加入滴有淀粉的氢碘酸，若溶液变蓝色，则证明氧化性：HNO2>I2 C．向冷的NaNO2溶液中通入SO2最终可得到HNO2 D．低温时不用其他试剂即可区分HNO2溶液与Na2CO3溶液 答案　C 解析　SO2具有还原性，酸性条件下，HNO2以氧化性为主，SO2被氧化为SO，HNO2被还原为NO、N2O和N2中的一种，得不到HNO2，C错误。 9．合成氨及其衍生工业是化工生产的重要门类，请结合图示判断下列说法正确的是(　　) A．合成氨采用400～500 ℃是为了提高原料转化率和反应速率 B．湿润的淀粉KI试纸可以鉴别气体2和溴蒸气 C．在饱和NaCl溶液中先通入过量CO2再通入过量NH3，可得到固体1 D．1 L气体1、2的混合气体与1 L NH3在一定条件下反应转化为对环境无害的物质，则混合气体中二者的体积之比为1∶1 答案　D 解析　由题图知，气体1为NO，气体2为NO2，NO2与水反应生成硝酸；固体1为NaHCO3，NaHCO3受热分解生成的固体2为Na2CO3。合成氨采用400～500 ℃是为了保持催化剂活性和提高反应速率，A错误；NO2和溴蒸气均能使淀粉KI试纸变蓝，B错误；在饱和NaCl溶液中先通入NH3再通入过量CO2得到NaHCO3固体，C错误；1 L NO、NO2的混合气体与1 L NH3在一定条件下反应转化为对环境无害的物质，反应的化学方程式为2NH3＋NO＋NO22N2＋3H2O，则混合气体中二者的体积之比为1∶1，D正确。 10．(2023·河南许昌高级中学高三一模)下列关系图中，A是一种正盐，B是气态氢化物，C是单质，F是强酸。A确定时，当X无论是强酸还是强碱时都有如下转化关系(其他反应产物及反应所需条件均已略去)。当X是强碱时，过量的B跟Cl2反应除生成C外，另一产物是盐酸盐。下列说法中不正确的是(　　) A．当X是强酸时，A、B、C、D、E、F中均含同一种元素，F是H2SO4 B．当X是强碱时，A、B、C、D、E、F中均含同一种元素，F是HNO3 C．B和Cl2的反应是氧化还原反应 D．A可能为亚硫酸铵 答案　D 解析　X无论是强酸还是强碱，都能与正盐A反应生成气态氢化物，则A是(NH4)2S，当X是强酸时，气态氢化物B为H2S，则C、D、E、F分别是S、SO2、SO3、H2SO4，A正确；当X是强碱时，气态氢化物为NH3，则C、D、E、F分别是N2、NO、NO2、HNO3，B正确；B为H2S或NH3，H2S与Cl2反应生成S和HCl，过量的NH3与Cl2反应生成N2和NH4Cl，均属于氧化还原反应，C正确；亚硫酸铵与酸反应生成SO2，SO2不属于气态氢化物，D错误。 11．(2023·渭南市高三一模)部分含N及Cl物质的分类与相应化合价关系如图所示，下列推断不合理的是(　　) A．对应含氧酸的酸性强弱为e′>e B．工业上通过a→b→c→d→e来制备HNO3 C．久置的b′水溶液pH会变小 D．利用a还原c或者d可以消除氮氧化物的污染 答案　B 解析　根据元素的化合价和物质类别可推出a、b、c、d、e分别为NH3、N2、NO、NO2和HNO3或硝酸盐；a′、b′、c′、d′、e′分别为HCl、Cl2、HClO或次氯酸盐、HClO3或氯酸盐、HClO4或高氯酸盐。工业上制备硝酸，首先发生的是氨的催化氧化，即氨被氧气氧化为NO，然后NO再被氧化为NO2，最后NO2和水反应生成HNO3和NO，NO可以循环使用，即工业上是通过a→c→d→e制备硝酸，B不合理。 12．(2023·辽宁实验中学高三期中)向59.2 g Fe2O3和FeO的混合物中加入某浓度的稀硝酸1.0 L，固体物质完全反应，生成NO和Fe(NO3)3。在所得溶液中加入1.0 mol/L的NaOH溶液2.8 L，此时溶液呈中性，金属离子已完全沉淀，沉淀质量为85.6 g。下列有关说法错误的是(　　) A．Fe2O3与FeO的物质的量之比为1∶6 B．硝酸的物质的量浓度为3.0 mol/L C．产生的NO在标准状况下的体积为4.48 L D．Fe2O3、FeO与硝酸反应后剩余HNO3为0.2 mol 答案　D 解析　在所得溶液中加入NaOH溶液后，溶液呈中性，金属离子已完全沉淀，则溶液中溶质为NaNO3，n(NaNO3)＝n(NaOH)＝1.0 mol/L×2.8 L＝2.8 mol，沉淀为Fe(OH)3，质量为85.6 g，物质的量为85.6 g÷107 g/mol＝0.8 mol，根据铁原子守恒有n(FeO)＋2n(Fe2O3)＝n[Fe(OH)3]，则n[Fe(NO3)3]＝n[Fe(OH)3]＝0.8 mol，设Fe2O3和FeO的物质的量分别为x mol、y mol，根据二者质量有：160x＋72y＝59.2，根据铁原子守恒有：2x＋y＝0.8，联立方程解得x＝0.1、y＝0.6，故A正确；根据得失电子守恒，生成NO的物质的量为＝0.2 mol，根据氮原子守恒可知，n(HNO3)＝n(NO)＋n(NaNO3)＝0.2 mol＋2.8 mol＝3 mol，故B、C正确；根据氮原子守恒可知，n余(HNO3)＋3n[Fe(NO3)3]＝n(NaNO3)，所以n余(HNO3)＝2.8 mol－3×0.8 mol＝0.4 mol，故D错误。 二、非选择题 13．某化学兴趣小组利用下列装置制取氨气并探究氨气的有关性质。 (1)图1是实验室制取氨气的发生装置，试管中反应的化学方程式为________________________________________________________。 (2)图2可用于实验室快速制取氨气，烧瓶内试剂可选用________(填字母)。 a．碱石灰 b．浓硫酸 c．生石灰 d．五氧化二磷 (3)为探究氨气的溶解性，先利用图3装置收集氨气，氨气的进气口为________(填“a”或“b”)，在实验过程中观察到图3中的烧瓶内产生了红色喷泉，则说明氨气具有的物理性质是____________。 (4)用上面装置制得的NH3进行如下实验(实验前旋塞1、2均关闭)。 ①先打开旋塞1，D瓶中的现象是__________，原因是________________________(用化学方程式表示)。 ②稳定后，关闭旋塞1，再打开旋塞2，观察到的现象是____________。 (5)为防止环境污染，以下装置(除⑤标明外，其余盛放的液体均为水)可用于吸收多余氨气的是________(填序号)。 答案　(1)Ca(OH)2＋2NH4ClCaCl2＋2H2O＋2NH3↑ (2)ac　(3)a　极易溶于水 (4)①出现白烟　NH3＋HCl===NH4Cl ②水倒流入D中 (5)②④⑤ 14．亚硝酸钙[Ca(NO2)2]是水泥混凝土外加剂的主要原料，可配制成混凝土防冻剂、钢筋阻锈剂等。某学习小组用如图所示实验装置及药品来制备亚硝酸钙(夹持装置略去)。 已知：①2NO＋CaO2Ca(NO2)2；2NO2＋CaO2Ca(NO3)2； ②酸性条件下，NO能与KMnO4溶液反应生成NO和Mn2＋。 回答下列问题： (1)上述装置按气流方向连接的顺序为____________(填字母)。 (2)检查装置的气密性，装入药品，实验开始前通入一段时间N2，然后关闭弹簧夹，再滴加稀硝酸，通入N2的作用是____________________________。 (3)A装置中反应的化学方程式为________________________________。E装置的作用是______________________。 (4)C装置中反应的离子方程式为____________________________。 (5)工业上可用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO2)反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca(NO2)2，反应原理为：Ca(OH)2＋NO＋NO2===Ca(NO2)2＋H2O。若n(NO)∶n(NO2)＜1∶1，则会导致______________________________________。 (6)将2.88 g CaO2完全转化为Ca(NO2)2，理论上需要铜的物质的量至少为________。 答案　(1)AEBDC　 (2)排尽空气，防止生成的NO被O2氧化 (3)3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O　吸收NO中的HNO3 (4)3MnO＋4H＋＋5NO===3Mn2＋＋5NO＋2H2O (5)NO2过量，产品中混有Ca(NO3)2杂质　(6)0.12 mol 解析　通过信息可知，反应基本过程为向装置中通入氮气，吹出装置中的氧气，然后向三颈烧瓶中滴加稀硝酸，铜和稀硝酸反应生成一氧化氮气体，通过装置E中的水除去气体中的硝酸，通过B中无水氯化钙干燥气体，再与D中过氧化钙反应生成亚硝酸钙，最后通入C中高锰酸钾溶液中进行尾气处理。 (6)将2.88 g CaO2(物质的量为0.04 mol)完全转化为Ca(NO2)2，理论上需要一氧化氮的物质的量至少为0.08 mol，根据3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O分析，理论上需要铜的物质的量至少为0.12 mol。 39 学科网（北京）股份有限公司 $$