四川省达州市宣汉中学2023-2024学年高二下学期化学培优专题：11 氮及其化合物

第11讲 氮及其化合物 1. 学习目标： 1、 氮气和氮的含氧化物； 2、 氨、铵盐的性质和应用，含氮化合物之间的相互转化； 3、 硝酸的性质和应用 1. 思维点拨： 1、 含氮化合物之间的氧化还原反应； 2、 硝酸和金属反应的计算 1. 知识梳理和经典例题： 考点一　氮气及其氧化物 氮有多种价态的氧化物， N2O、NO、N2O3、NO2(或N2O4)、N2O5，其中属于酸性氧化物的是N2O3、N2O5。 常见的NOx尾气处理方法 氮氧化物溶于水的分析 例1：除去燃煤烟气中的有毒气体，一直是重要的科研课题。某科研小组设计如下装置模拟工业脱硫脱氮，探究SO2和NO同时氧化的吸收效果。模拟烟气由N2(90.02 ％)、SO2(4.99％)、NO(4.99％)混合而成，各气体的流量分别由流量计控制，调节三路气体相应的流量比例，充分混合后进入A。(已知:FeSO4+NO [Fe( NO)]SO4(棕色)，下列说法不正确的是 A．反应开始前应该关闭d，打开e，通入一段时间的N2 B．观察到装置A中有黑色固体生成，则A中反应为2H2O+3SO2+2MnO4-==3SO42-+2MnO2↓+4H+ C．洗气瓶A的出气管口有两个玻璃球泡，目的是为了消除可能存在的未破裂的气泡 D．实验中观察到B中红色褪去，C中变为浅棕色，说明KMnO4不能吸收NO 【答案】D 【解析】A. 反应开始前应该关闭d，打开e，通入一段时间的N2排出体系中的空气，防止氧气干扰实验，故A正确；B. 二氧化硫具有还原性，装置A中生成的黑色固体是MnO2，则A中反应可能为2H2O+3SO2+2MnO4-==3SO42-+2MnO2↓+4H+，故B正确；C. 洗气瓶A的出气管口的两个玻璃球泡可以消除可能存在的未破裂的气泡，故C正确；D. 实验中观察到B中红色褪去，C中变为浅棕色，说明NO、SO2没有完全被KMnO4吸收，故D错误。 例2：氮及其化合物的转化关系如图所示。 则下列说法不正确的是(　　) A.路线①②③是工业生产硝酸的主要途径 B.路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径 C.上述所有标号的反应都是氧化还原反应 D.氮气可在足量的氧气中通过一步反应生成NO2 【答案】D 【解析】氮气和氧气在放电或高温条件下反应生成NO，NO与O2反应生成NO2，氮气与氧气不能直接生成NO2。 例3：汽车尾气的治理是减轻空气污染的有效途径。科学家研究发现TiO2的混凝土或沥青可以适度消除汽车尾气中的氮氧化物，其原理如下。下列关于“消除”过程的叙述错误的是 A．部分光能转变为化学能 B．消除总反应为：4NOx＋（5-2x）O2＋2H2O4HNO3 C．使用纳米TiO2，产生的光生电子和空穴更多，NOx消除效率更高 D．1 mol比1 mol羟基（·OH）多9NA个电子（NA为阿伏伽德罗常数） 【答案】D 【解析】A.由图可知，在TiO2的催化作用下，紫外线提供能量，发生反应4NOx＋（5-2x）O2＋2H2O4HNO3，即有部分光能转化为化学能，故A正确；B.根据流程分析可知，消除总反应为：4NOx＋（5-2x）O2＋2H2O4HNO3，故B正确；C. 纳米TiO2与紫外线接触面积更大，将产生更多的光生电子和空穴更多，从而消除更多的NOx，故C正确；D.1molO2-含有17mol电子，1mol羟基（·OH）含有9mol电子，即1 molO2-比1 mol羟基（·OH）多8NA个电子，故D错误。 例4：N2O、NO和NO2等氮氧化物是空气污染物，含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。 （1）N2O的处理。N2O是硝酸生产中氨催化氧化的副产物，用特种催化剂能使N2O分解。NH3与O2在加热和催化剂作用下生成N2O的化学方程式为________。 （2）NO和NO2的处理。已除去N2O的硝酸尾气可用NaOH溶液吸收，主要反应为 NO+NO2+2OH−2+H2O 2NO2+2OH−++H2O ①下列措施能提高尾气中NO和NO2去除率的有________（填字母）。 A．加快通入尾气的速率 B．采用气、液逆流的方式吸收尾气 C．吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液 ②吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤，得到NaNO2晶体，该晶体中的主要杂质是________（填化学式）；吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是________（填化学式）。 （3）NO的氧化吸收。用NaClO溶液吸收硝酸尾气，可提高尾气中NO的去除率。其他条件相同，NO转化为的转化率随NaClO溶液初始pH（用稀盐酸调节）的变化如图所示。 ①在酸性NaClO溶液中，HClO氧化NO生成Cl−和，其离子方程式为________。 ②NaClO溶液的初始pH越小，NO转化率越高。其原因是________。 【答案】 (1). 2NH3+2O2N2O+3H2O (2). BC (3). NaNO3 (4). NO (5). 3HClO+2NO+H2O3Cl−+2+5H+ (6). 溶液pH越小，溶液中HClO的浓度越大，氧化NO的能力越强 【解析】（1）NH3与O2在加热和催化剂作用下发生氧化还原反应生成N2O，根据得失电子守恒和原子守恒可知反应有水生成，配平化学方程式为：2NH3+2O2N2O+3H2O， 故答案为：2NH3+2O2N2O+3H2O； （2）①A.加快通入尾气的速率，不能提高尾气中NO和NO2的去除率，不选A； B.采用气、液逆流的方式吸收尾气，可使气液充分接触，能提高尾气中NO和NO2的去除率，选B； C.定期补充适量的NaOH溶液可增大反应物浓度，能提高尾气中NO和NO2的去除率，选C。 故答案为：BC； ②由吸收反应：NO+NO2+2OH-=2NO2-+H2O，2NO2+2OH-=NO2-+ NO3-+H2O可知，反应后得到NaNO2和NaNO3混合溶液，经浓缩、结晶、过滤得到NaNO2和NaNO3晶体，因此得到NaNO2混有NaNO3；由吸收反应可知，若NO和NO2的物质的量之比大于1：1，NO不能被吸收，因此，吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是NO， 故答案为：NaNO3；NO； （3）①在酸性的NaClO溶液中，次氯酸根离子和氢离子结合生成HClO，HClO和NO发生氧化还原反应生成NO3-和Cl-，根据得失电子守恒及电荷守恒、原子守恒，配平离子方程式为2NO+3HClO+H2O=2 NO3-+3 Cl-+5H+， 故答案为：2NO+3HClO+H2O=2 NO3-+3 Cl-+5H+； ②在相同条件下，氧化剂的浓度越大，氧化能力越强，由反应2NO+3HClO+H2O=2NO3-+3 Cl-+5H+可知，溶液pH越小，溶液中HClO浓度越大，氧化NO的能力越强， 故答案为：溶液pH越小，溶液中HClO的浓度越大，氧化NO的能力越强。 考点二　氨、铵盐 含氮化合物之间的相互转化 例5：用下列实验装置（部分夹持装置略去）进行相应的实验，能达到实验目的的是 （ ） A．加热装置I中的烧杯分离I2和高锰酸钾固体 B．用装置II验证二氧化硫的漂白性 C．用装置III制备氢氧化亚铁沉淀 D．用装置IV检验氯化铵受热分解生成的两种气体 【答案】D 【解析】A．加热碘升华，高锰酸钾分解，加热法不能分离两者混合物，故A错误；B．二氧化硫与溴水发生氧化还原反应，与二氧化硫的还原性有关，与漂白性无关，故B错误；C．关闭止水夹，NaOH难与硫酸亚铁接触，不能制备氢氧化亚铁，故C错误；D．氯化铵分解生成氨气、HCl，氨气可使湿润的酚酞试纸变红，HCl可使蓝色石蕊试纸变红，P2O5可以吸收氨气，碱石灰可以吸收HCl,所以可检验氯化铵受热分解生成的两种气体，故D正确。 例6：氨催化氧化法是工业生产中制取硝酸的主要途径，某同学用该原理在实验室探究硝酸的制备和性质，设计了如图所示装置。 (1)甲装置不需要加热即能同时产生氨和氧气，烧瓶内固体X为____________________。 (2)乙装置的作用是______________________；写出受热时丙装置中发生反应的化学方程式：________________________________________________________________________。 (3)当戊中观察到__________________现象，则说明已制得硝酸。某同学按上图组装仪器并检验装置气密性后进行实验，没有观察到此现象，请分析实验失败的可能原因是：___________， 如何改进装置：_______________________________________________________。 (4)改进后待反应结束，将丁装置倒立在盛水的水槽中，会观察到的现象是__________。 【答案】(1)过氧化钠 (2)干燥氧气和氨的混合气体　4NH3＋5O24NO＋6H2O (3)紫色石蕊溶液变红　过量的氨致使戊中溶液不一定呈酸性　在丙和丁之间连接盛有无水氯化钙的干燥管或盛有浓硫酸的洗气瓶 (4)试管丁内水面慢慢上升，上升到一定高度不再变化，试管内气体颜色由红棕色逐渐变淡至无色 【解析】(1)甲中不需要加热即能同时产生NH3和O2，说明固体X溶于氨水既产生O2又放出大量热，则该固体为Na2O2。(2)乙装置可干燥NH3和O2；NH3和O2在加热和Cr2O3的催化作用下，发生催化氧化反应。(3)HNO3能使石蕊溶液变红；由于NH3过量，可能会与HNO3反应，致使观察不到溶液变红的现象；可在丙和丁之间连接一个能除去NH3的装置。(4)丁装置中为NO2，NO2会与H2O反应生成无色的NO。 例7：肼（N2H4）是一种重要的工业产品。资料表明，氨和次氯酸钠溶液反应能生成肼，肼有极强的还原性。可用下图装置制取肼： （1）写出肼的电子式__________，写出肼与硫酸反应可能生成的盐的化学式_______； （2）装置A中反应的化学方程式_____； （3）实验时，先点燃A处的酒精灯，一段时间后再向B的三口烧瓶中滴加NaClO溶液。滴加NaClO溶液时不能过快、过多的原因___________； （4）从实验安全性角度指出该实验装置中存在的缺陷_______。 （5）准确量取20.00mL含肼溶液，加入硫酸和碳酸氢钠，用0.1000mol/L的标准碘液进行滴定，滴定终点时，消耗V0mL（在此过程中N2H4→N2）。该实验可选择______做指示剂；该溶液中肼的浓度为______mol/L（用含V0的代数式表达，并化简）。 【答案】 N2H6SO4、(N2H5)2SO4 、N2H6(HSO4)2 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O 防止NaClO氧化肼 A、B间无防倒吸装置，易使A装置中玻璃管炸裂 淀粉溶液 V0/400 【解析】 (1)肼的分子式为N2H4，电子式为，肼可以看成氨气分子中的一个氢原子被氨基取代，氨基显碱性，肼可以看成二元碱，与硫酸反应可能生成的盐有N2H6SO4、(N2H5)2SO4 、N2H6(HSO4)2，故答案为：；N2H6SO4、(N2H5)2SO4 、N2H6(HSO4)2； (2)根据图示，装置A是生成氨气的反应，反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O，故答案为：2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O； (3)实验时，先点燃A处的酒精灯，一段时间后再向B的三口烧瓶中滴加NaClO溶液。肼有极强的还原性，而次氯酸钠具有强氧化性，因此滴加NaClO溶液时不能过快、过多，防止NaClO氧化肼，故答案为：防止NaClO氧化肼； (4)氨气极易溶于水，该装置很容易发生倒吸，应该在A、B间增加防倒吸装置，故答案为：A、B间无防倒吸装置，易使A装置中玻璃管炸裂； (5)使用标准碘液进行滴定，可以选用淀粉溶液作指示剂，当滴入最后一滴碘液，容易变成蓝色，且半分钟内不褪色，则表明达到了滴定终点；在此过程中N2H4→N2，I2→I-，根据得失电子守恒，有N2H4～2I2，消耗碘的物质的量=0.1000mol/L×V0mL，则20.00mL含肼溶液中含有肼的物质的量=×0.1000mol/L×V0mL，因此肼的浓度为=mol/L，故答案为：淀粉溶液；。 考点三　典型的氧化性酸——硝酸 例8：常温下，将一定量的铁粉加入50 mL 10 mol·L-1硝酸(①)中，待其充分反应后，收集到的气体换算成标准状况下的体积为4.2 L(②)，所得溶液能够使淀粉碘化钾溶液变蓝(③)，该溶液也能使酸性高锰酸钾溶液褪色(④)。下列说法中正确的是(　　) A.①中数据表明，硝酸是浓硝酸，因此Fe已经钝化 B.②中数据表明，生成的气体中只有NO2 C.③中现象表明，硝酸一定有剩余 D.④中现象表明，溶液中一定含有Fe2+ 【答案】D 【解析】硝酸具有强氧化性，与Fe反应生成的气体为氮的氧化物，所得溶液能使淀粉碘化钾溶液变蓝，则说明溶液中含Fe3+，也可能存在过量的硝酸，溶液能使酸性高锰酸钾溶液褪色，则说明含Fe2+，D项正确；由上述分析可知硝酸与铁发生了氧化还原反应，未发生钝化，A项错误；因反应中生成了Fe3+、Fe2+，说明铁过量，则硝酸先还原生成NO2，后生成NO，B、C项错误。 例9：某稀溶液中含有4molKNO3和2.5molH2SO4，向其中加入1.5molFe，充分反应（已知NO3-被还原为NO）。下列说法正确的是（　　） A.反应后生成NO的体积为28L B.所得溶液中c（Fe2+）：c（Fe3+）=1:1 C.所得溶液中c（NO3-）=2.75mol/L D.所得溶液中的溶质只有FeSO4 【答案】B 【解析】A.分析可知，反应后生成NO的物质的量为1.25mol，标况下的体积为28L，但题目未说明是否为标准状况，故A错误；B.所得溶液中c（Fe2+）:c（Fe3+）=0.75mol:0.75mol=1:1，故B正确；C.未给定溶液体积，无法计算所得溶液中c（NO3-），故C错误；D.所得溶液中含有Fe2+、Fe3+、SO42-、NO3-，故D错误。 例10：亚硝酸钠(NaNO2)是一种肉制品生产中常见的食品添加剂，使用时必须严格控制其用量。某兴趣小组设计了如下图所示的装置制备NaNO2(A中加热装置已略去，NO可与过氧化钠粉末发生化合反应，也能被酸性KMnO4氧化成NO3－)。 (1)仪器a的名称是___________。 (2)A中实验现象为___________。 (3)为保证制得的亚硝酸钠的纯度，C装置中盛放的试剂可能是___________(填字母序号)。 A．P2O5 B．无水CaCl2 C．碱石灰 D．浓硫酸 (4)E中发生反应的离子方程式为___________。 (5)从提高氮原子利用率的角度出发，其中B装置设计存在一定缺陷，如何改进?_______。 (6)已知：2NO2－+2I－+4H+=2NO↑+I2+2H2O；2S2O32－+I2=2I－+S4O62－ 为测定得到产品中NaNO2的纯度，采取如下实验步骤：准确称取质量为1.00g的NaNO2样品放入锥形瓶中，加适量水溶解后，加入过量的0.800mol·L－1KI溶液、淀粉溶液；然后滴加稀硫酸充分反应后，用0.500mol·L－1Na2S2O3溶液滴定至终点，读数，重复以上操作，3次所消耗Na2S2O3溶液的体积分别为20.02mL、19.98mL、20.25 mL。滴定终点时的实验现象____，该样品中NaNO2纯度为_____(保留一位小数)。 【答案】分液漏斗 剧烈反应，产生大量红棕色气体 C 3MnO4-+4H++5NO=3Mn2++5NO3-+2H2O 在B装置中加入一定的稀硫酸，使NO2全部转化为NO 溶液由蓝色恰好变为无色，且半分钟内不变色 69.0% 【解析】(1)根据图示，仪器a为分液漏斗，故答案为：分液漏斗； (2)A中浓硝酸与碳在加热时发生反应：C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O，可以看到的实验现象为碳与浓硝酸剧烈反应，三颈烧瓶内充满红棕色气体，故答案为：碳与浓硝酸剧烈反应，三颈烧瓶内充满红棕色气体； (3)为保证制得的亚硝酸钠的纯度，生成的一氧化氮需要在C装置中净化，主要是除去水蒸气和可能出现的酸雾，因此盛放的试剂可能是碱石灰，其他几种均不能除去酸雾，故答案为：C； (4)根据题意，E中NO被高锰酸钾氧化生成NO3-，反应的离子方程式为3MnO4- +4H++5NO=3Mn2++5NO3-+2H2O，故答案为：3MnO4- +4H++5NO=3Mn2++5NO3-+2H2O； (5)浓硝酸易挥发，A中生成的二氧化氮中一定有少量硝酸蒸气逸出，二氧化氮与水反应也会生成硝酸，B中铜与硝酸反应仍有硝酸根离子剩余，从提高氮原子利用率的角度出发，可以在B装置中加入一定的稀硫酸，使NO2全部转化为NO，故答案为：B装置中加入一定的稀硫酸，使NO2全部转化为NO； (6)利用NaNO2的氧化性来测定其纯度，在酸性条件下，NaNO2能将I-氧化为I2，碘和淀粉显示蓝色，所以加适量水溶解，加入过量的0.800mol•L-1 KI溶液、淀粉溶液，然后滴加稀硫酸，溶液由蓝色恰好变为无色，且半分钟内不变色说明达到滴定终点；3次所消耗Na2S2O3溶液的体积分别为20.02mL、19.98mL、20.25 mL，很明显20.25 mL误差较大，删除，平均消耗的Na2S2O3溶液的体积==20.00mL，由S2O32-能将I2还原为I-可知，2NO2-～I2～2S2O32-；消耗NaS2O3的物质的量为0.500mol•L-1×20.00×10-3L=0.01mol，则NaNO2的物质的量为0.01mol，此NaNO2的纯度为×100%=69.0%，故答案为：溶液由蓝色恰好变为无色，且半分钟内不变色；69.0%。 1. 总结反思： 1. 利用氧化还原的知识理解含氮化合物不同价态之间的转化； 2. 注意两个守恒在计算中的应用； 1. 训练提高： 1．成语是中国文化的魂宝。下列成语涉及的金属在常温下不溶于浓硝酸的是 A．铜壳滴漏 B．化铁为金 C．火树银花 D．书香铜臭 2．下列离子方程式书写正确的是（ ） A．氢氧化钡溶液中加入硫酸铵：Ba2+＋OH-＋NH4+＋SO42-=BaSO4↓＋NH3·H2O B．用惰性电极电解CuCl2溶液：Cu2+＋2Cl-＋2H2OCu(OH)2↓＋H2↑＋Cl2↑ C．向漂白粉溶液中通入少量二氧化硫：Ca2+＋2ClO-＋SO2＋H2O=CaSO3↓＋2HClO D．向苯酚钠溶液中通入少量的CO2：C6H5O-＋CO2＋H2O→C6H5OH＋HCO3- 3．下列反应的离子方程式书写正确的是 A．少量的CO2通入到“84”消毒液中：CO2+H2O+2ClO-=HClO+CO32- B．用酸化的硝酸铁溶液腐蚀铜箔：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ C．FeO和稀硝酸反应：FeO+2H+ =Fe2++2H2O D．向0.5mol·L-1KAl(SO4)2溶液中滴入0.5mol·L-1Ba(OH)2溶液使SO42-恰好完全沉淀：2Ba2++4OH-+Al3+ +2SO42-=2BaSO4↓+AlO2-+2H2O 4．用下列实验方案不能达到实验目的的是（ ） A．图A装置——Cu和稀硝酸制取NO B．图B装置——检验乙炔的还原性 C．图C装置——实验室制取溴苯 D．图D装置——实验室分离CO和CO2 5. 下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论不正确的是(　　) ① ② ③ A.由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定是混合气体 B.红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸产生了反应 C.由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物 D.③的气体产物中检测出CO2，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应 6. 下列事实可依据金属活动性顺序进行解释的是 A．镀锌铁比镀锡铁更耐腐蚀 B．铝箔在加热时，熔化的铝不滴落 C．铁在氧气中燃烧所得氧化物中，铁有两种化合价 D．常温时浓硝酸可用铁制容器盛放，而不能用铜制容器盛放 7. 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 8.下列有关化学实验的描述错误的是 A．用加热方法分离NaCl(s)和I2(s)的混合物 B．将分别蘸有浓氨水和浓硝酸的玻璃棒靠近，有白烟产生 C．酸碱中和滴定实验中，用待滴定溶液润洗锥形瓶以减小实验误差 D．用饱和氯化钠溶液可以洗涤除去氯化钠固体表面少量氯化钾杂质 9. 某学习小组在实验室模拟工业制备硫氰化钾（KSCN）。实验装置如图： 已知：①CS2不溶于水，比水重；NH3 不溶于CS2；②三颈烧瓶内盛放有CS2、水和催化剂。 实验步骤如下： （1）制备NH4SCN溶液：CS2+3NH3NH4SCN+ NH4HS（该反应比较缓慢） ①实验前，经检验装置的气密性良好。三颈烧瓶的下层CS2液体必须浸没导气管口，目的是_____。 ②实验开始时打开K1，加热装置A、D，使A中产生的气体缓缓通入D中，至CS2消失。 则：装置A中反应的化学方程式是_____；装置C的作用是______。 （2）制备KSCN溶液：熄灭A处的酒精灯，关闭K1，移开水浴，将装置D继续加热至105℃，当NH4HS完全分解后（NH4HS= H2S↑ + 3NH3↑），打开K2，再缓缓滴加入适量的KOH溶液，发生反应：NH4SCN + KOH= KSCN + NH3↑ +H2O。 小组讨论后认为：实验中滴加入相同浓度的K2CO3溶液比KOH溶液更好，理由是_____。 （3）制备硫氰化钾晶体：先滤去三颈烧瓶中的固体催化剂，再减压蒸发浓缩，冷却结晶______，干燥，得到硫氰化钾晶体。 （4）测定晶体中KSCN的含量：称取10.0g样品配成1000mL溶液量取20.00mL于锥形瓶中，加入适量稀硝酸，再加入几滴Fe(NO3)3溶液做指示剂，用0.1000mol/LAgNO3标准溶液滴定，达到滴定终点时消耗AgNO3标准溶液20.00mL。 ①滴定时发生的反应：SCN- + Ag+= AgSCN↓（白色）。则判断达到终点时的方法是____。 ②晶体中KSCN的质量分数为____。 10. 亚硝酸钠(NaNO2)是一种肉制品生产中常见的食品添加剂，使用时必须严格控制其用量。某兴趣小组设计了如下图所示的装置制备NaNO2(A中加热装置已略去，NO可与过氧化钠粉末发生化合反应，也能被酸性KMnO4氧化成NO3－)。 (1)仪器a的名称是___________。 (2)A中实验现象为___________。 (3)为保证制得的亚硝酸钠的纯度，C装置中盛放的试剂可能是___________(填字母序号)。 A．P2O5 B．无水CaCl2 C．碱石灰 D．浓硫酸 (4)E中发生反应的离子方程式为___________。 (5)从提高氮原子利用率的角度出发，其中B装置设计存在一定缺陷，如何改进?_______。 (6)已知：2NO2-+2I-+4H+=2NO↑+I2+2H2O；2S2O32-+I2=2I-+S4O62－ 为测定得到产品中NaNO2的纯度，采取如下实验步骤：准确称取质量为1.00g的NaNO2样品放入锥形瓶中，加适量水溶解后，加入过量的0.800mol·L-1KI溶液、淀粉溶液；然后滴加稀硫酸充分反应后，用0.500mol·L-1Na2S2O3溶液滴定至终点，读数，重复以上操作，3次所消耗Na2S2O3溶液的体积分别为20.02mL、19.98mL、20.25 mL。滴定终点时的实验现象____，该样品中NaNO2纯度为_____(保留一位小数)。 训练提高答案 1.【答案】B 【解析】A、铜壶滴漏，铜壶滴漏即漏壶，中国古代的自动化计时（测量时间）装置，又称刻漏或漏刻。铜能溶于浓硝酸，故A错误；B、化铁为金，比喻修改文章，化腐朽为神奇。金不活泼，金在常温下不溶于浓硝酸，铁常温下在浓硝酸中钝化，故B正确；C、火树银花，大多用来形容张灯结彩或大放焰火的灿烂夜景。银不活泼，但能溶于浓硝酸，故C错误；D、书香铜臭，书香，读书的家风；铜臭，铜钱上的臭味。指集书香和铜臭于一体的书商。铜能溶于浓硝酸，故D错误。 2.【答案】D 【解析】A．该反应不符合正确配比，离子方程式为Ba2++2OH-+2NH4++SO42-=BaSO4↓+2NH3•H2O，故A错误；B．用惰性电极电解饱和CuCl2溶液时，阴极上Cu2+放电能力大于H+，阳极上氯离子放电，所以电解氯化铜本身，电解反应的离子方程式为Cu2++2Cl- Cu+Cl2↑，故B错误；C．向漂白粉溶液中通入少量二氧化硫，发生氧化还原反应，离子方程式为SO2+Ca2++3ClO-+H2O=CaSO4↓+2HClO+Cl-，故C错误；D．苯酚钠溶液中通入少量CO2，反应生成苯酚和碳酸氢钠，反应的离子方程式为C6H5O-+CO2+H2O→C6H5OH+ HCO3-，故D正确。 3.【答案】D 【解析】A.酸性强弱的顺序是H2CO3>HClO>HCO3-，所以少量的CO2通入到84消毒液中，生成的是HCO3-，A项错误；B.酸化的硝酸铁溶液中，相当于有了HNO3，由于HNO3的氧化性强于Fe3+，所以首先发生反应：3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O，B项错误；C.生成的Fe2+还会被稀硝酸氧化为Fe3+，C项错误；D.设KAl(SO4)2为1mol，则沉淀2molSO42-需要Ba(OH)22mol，同时带来4molOH-，而4molOH-与溶液中的1molAl3+恰好完全反应生成AlO2-，D项正确。 4.【答案】B 【解析】A.铜和稀硝酸反应生成一氧化氮，一氧化氮不与水反应，所以可以用此装置制取一氧化氮，故A正确；B.用此法制取的乙炔气体中常混有硫化氢等，硫化氢具有还原性，也能使高锰酸钾溶液褪色，故B错误；C. 图C装置，有分液漏斗，可以通过控制液溴的量控制反应，装有四氯化碳的试管可用于除液溴，烧杯中的液体用于吸收溴化氢，倒置漏斗可防倒吸，此装置用于实验室制取溴苯，故C正确；D.二氧化碳可以先被碱液吸收，在球胆中收集一氧化碳气体，再通过分液漏斗向试剂瓶中加入酸液，二氧化碳即可放出，可以用于分离一氧化碳和二氧化碳，故D正确。 5.【答案】D 【解析】①中浓HNO3受热分解，发生反应4HNO3(浓)4NO2↑＋O2↑＋2H2O，产生的气体为混合气体，故选项A正确；由①可知，浓硝酸受热分解可生成红棕色气体NO2，所以“产生红棕色气体”不能说明②中木炭能与浓硝酸发生反应，故选项B正确；根据①和②，浓硝酸反应产生红棕色NO2时需要加热，所以浓硝酸具有挥发性才可与上方红热木炭接触，同时，N元素化合价降低，所以生成的NO2为还原产物，故选项C正确；红热的木炭可与空气中的O2反应生成CO2，故选项D错误。 6.【答案】A 【解析】A、镀锌铁因Zn比Fe活泼，Zn被腐蚀，镀锡铁因Fe比Sn活泼，因而是铁被腐蚀，所以镀锌铁比镀锡铁更耐腐蚀可利用金属活动性顺序解释，故A正确；B、氧化铝的熔点高，包裹在Al的外面，所以加热铝箔时熔化的铝不滴落，与金属活动性顺序无关，故B错误；C、铁在氧气中燃烧所得氧化物是四氧化三铁，四氧化三铁中铁的化合价有两种：+2价和+3价，其中+2价一个+3价两个，与金属活动性顺序无关，故C错误；D、常温下，铁在浓硝酸中发生钝化现象，故铁制品容器可以盛放浓硝酸；常温下，浓硝酸能和铜反应生成二氧化氮、硝酸铜和水，不能用铜制品容器盛放浓硝酸，不能用金属活动性顺序解释，故D错误。 7.【答案】C 【解析】A项中HNO3和氯水中的HClO见光都易分解，都应避光保存，正确；B项，浓HNO3和浓氨水都具有挥发性，HNO3与NH3化合生成白色固体小颗粒NH4NO3，正确；C项，铁在浓硝酸中钝化，而Pt与浓硝酸不反应，原理不同；D项，浓HNO3能使蛋白质显黄色。 8.【答案】C 【解析】A.加热碘易升华，NaCl仍然为固体形式，因此可通过加热进行分离，A正确； B.二者反应生成硝酸铵固体，因此会产生白烟现象，B正确；C.润洗锥形瓶，导致消耗标准液体积偏大，会增大实验误差，不能润洗锥形瓶，C错误；D.饱和氯化钠溶液可抑制NaCl溶解，而KCl易溶于水，用饱和氯化钠溶液可除去氯化钠固体表面少量氯化钾杂质，D正确。 9.【答案】使反应物充分接触，防止发生倒吸 2NH4Cl+ Ca(OH)2CaCl2+ 2NH3↑+ 2H2O 观察气泡流速，以便控制加热温度 K2CO3溶液碱性弱于KOH，且与NH4SCN反应产生更多气体（或K2CO3 + 2NH4SCN2KSCN + 2NH3↑ + CO2↑+ H2O），有利于溶液中残留的H2S逸出 过滤，洗涤 滴入一滴AgNO3溶液时，红色恰好褪去，且半分钟内颜色不恢复 97.0% 【解析】 （1）①导气管口在液面下，可以使反应物充分接触，防止发生倒吸，故答案为：使反应物充分接触，防止发生倒吸； ②实验室用氯化铵与氢氧化钙来制备氨气，其化学方程式为：2NH4Cl+ Ca(OH)2CaCl2+ 2NH3↑+ 2H2O，装置C是为了观察气泡的速率、控制A装置的加热温度，来控制气体的产生速度。故答案为：2NH4Cl+ Ca(OH)2CaCl2+ 2NH3↑+ 2H2O；观察气泡流速，以便控制加热温度 （2）K2CO3溶液碱性弱于KOH，且与NH4SCN反应产生更多气体（或K2CO3 + 2NH4SCN2KSCN + 2NH3↑ + CO2↑+ H2O），有利于溶液中残留的H2S逸出，故答案为：K2CO3溶液碱性弱于KOH，且与NH4SCN反应产生更多气体（或K2CO3 + 2NH4SCN2KSCN + 2NH3↑ + CO2↑+ H2O），有利于溶液中残留的H2S逸出； （3）实验室制备晶体的操作：减压蒸发浓缩，冷却结晶，过滤、洗涤，干燥，故答案为：过滤，洗涤； （4）①Fe3+与SCN-发生络合反应，显红色，因此当最后一滴AgNO3溶液滴入时，SCN-反应完，红色褪去，并且半分钟内颜色不恢复； ②样品溶解后配成1000mL，只取了20.00mL溶液，相当于稀释了50倍，且KSCN的物质的量为：n(KSCN)=n(AgNO3)=0.1000mol/L×20.00×10-3L=0.002 mol，又KSCN的摩尔质量为：97g/mol，所以KSCN的质量为：m(KSCN)=×97g/mol×0.002mol=9.7g，故KSCN的质量分数为：，故答案为：滴入一滴AgNO3溶液时，红色恰好褪去，且半分钟内颜色不恢复；97.0%。 10.【答案】分液漏斗 剧烈反应，产生大量红棕色气体 C 3MnO4-+4H++5NO=3Mn2++5NO3-+2H2O 在B装置中加入一定的稀硫酸，使NO2全部转化为NO 溶液由蓝色恰好变为无色，且半分钟内不变色 69.0% 【解析】 (1)根据图示，仪器a为分液漏斗，故答案为：分液漏斗； (2)A中浓硝酸与碳在加热时发生反应：C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O，可以看到的实验现象为碳与浓硝酸剧烈反应，三颈烧瓶内充满红棕色气体，故答案为：碳与浓硝酸剧烈反应，三颈烧瓶内充满红棕色气体； (3)为保证制得的亚硝酸钠的纯度，生成的一氧化氮需要在C装置中净化，主要是除去水蒸气和可能出现的酸雾，因此盛放的试剂可能是碱石灰，其他几种均不能除去酸雾，故答案为：C； (4)根据题意，E中NO被高锰酸钾氧化生成NO3-，反应的离子方程式为3MnO4- +4H++5NO=3Mn2++5NO3-+2H2O，故答案为：3MnO4- +4H++5NO=3Mn2++5NO3-+2H2O； (5)浓硝酸易挥发，A中生成的二氧化氮中一定有少量硝酸蒸气逸出，二氧化氮与水反应也会生成硝酸，B中铜与硝酸反应仍有硝酸根离子剩余，从提高氮原子利用率的角度出发，可以在B装置中加入一定的稀硫酸，使NO2全部转化为NO，故答案为：B装置中加入一定的稀硫酸，使NO2全部转化为NO； (6)利用NaNO2的氧化性来测定其纯度，在酸性条件下，NaNO2能将I-氧化为I2，碘和淀粉显示蓝色，所以加适量水溶解，加入过量的0.800mol•L-1 KI溶液、淀粉溶液，然后滴加稀硫酸，溶液由蓝色恰好变为无色，且半分钟内不变色说明达到滴定终点；3次所消耗Na2S2O3溶液的体积分别为20.02mL、19.98mL、20.25 mL，很明显20.25 mL误差较大，删除，平均消耗的Na2S2O3溶液的体积==20.00mL，由S2O32-能将I2还原为I-可知，2NO2-～I2～2S2O32-；消耗NaS2O3的物质的量为0.500mol•L-1×20.00×10-3L=0.01mol，则NaNO2的物质的量为0.01mol，此NaNO2的纯度为×100%=69.0%，故答案为：溶液由蓝色恰好变为无色，且半分钟内不变色；69.0%。 16 / 16 学科网（北京）股份有限公司 $$