内容正文:
第5章 非金属元素及其化合物
第20讲 氮及其氧化物 氨和铵盐
优化探究
大单元二 物质的性质与转化
[导航·复习目标] 1.了解氮气和氮氧化物的性质,并从物质类别和元素化合价角度预测性质。2.了解氨气和铵盐的性质、氨气的实验室制法、N的检验。3.了解氮元素单质及其重要化合物在生产中的应用和对生态环境的影响。
2
考点一 氮气及氮的氧化物
考点二 氨和铵盐
练真题 明考向
课时作业20 氮及其氧化物 氨和铵盐
3
考点一 氮气及氮的氧化物
4
1.氮的固定
梳理 必备知识
游离
自然
人工
化合
存在动植物体内、
土壤和海洋中
5
2.氮气
(1)物理性质:无色、无味的气体,密度比空气略小,_______溶于水。
(2)化学性质
难
6
写出有关反应的化学方程式:
①_________________________;
②_____________________________;
③___________________________。
3Mg+N2Mg3N2
N2+3H2 2NH3
N2+O22NO
7
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___________和 ___________。
(2)NO和NO2性质的比较
N2O3
N2O5
物质 NO NO2
色、味、态 ___________的气体 _____________________的气体
溶解性 ___________溶于水 易溶于水
毒性 有毒,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
无色、无味
红棕色、有刺激性气味
难
8
4.氮氧化物对环境的污染、人体的危害及防治
(1)常见的污染类型及对人体的危害
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,随雨水降到地面。
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。
④NO与血红蛋白结合使人中毒。
9
(2)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
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),一般适用于工业尾气中NOx的处理。
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中NOx的处理)。
(1)N2分子的结构稳定,因而氮气不支持任何物质的燃烧。( )
(2)NO2与水反应生成硝酸,故NO2是酸性氧化物。( )
(3)制取二氧化氮时,用水或NaOH溶液吸收尾气。( )
(4)利用AgNO3、CCl4和蒸馏水均可鉴别NO2和溴蒸气。( )
(5)汽车尾气中的氮氧化物是由化合态氮转化来的。( )
×
×
×
√
×
11
一、氮气及氮的氧化物
1.(2025·湖南长沙高三月考)氮循环是生态系统物质循环的重要组成部分,人类活动影响了氮循环中的物质转化,如图所示。下列说法中不正
确的是( )
A.工业合成氨属于人工固氮过程
B.硝化过程中氮元素被还原
C.含氮无机物与含氮有机化合物可相互转化
D.反硝化过程有助于稳定N2在大气中的含量
提升 关键能力
B
12
解析:硝化过程中NH3、N中-3价的氮元素变为N、N中的+3价、+5价的氮元素,氮元素的化合价升高,失电子被氧化,发生氧化反应,B错误。
13
2.下列有关氮的氧化物的说法正确的是( )
A.NO和NO2混合气体的尾气可以用水吸收
B.4.6 g NO2和N2O4混合气体中含有的氧原子数目小于0.2NA
C.用湿润的淀粉-KI试纸鉴别Br2(g)和NO2
D.除去NO中混有的少量NO2气体时,可以用水洗涤后再干燥
D
解析:NO与水不反应,A错误;根据原子种类和数量守恒,可按NO2计算,含有的氧原子数目为0.2NA,不受平衡影响,B错误;Br2(g)和NO2均能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝,C错误;二氧化氮与水反应生成NO,用水洗涤后再干燥可除杂,D正确。
14
二、氮氧化物与O2、H2O反应的计算方法
3.将40 mL NO2和NO的混合气体通入倒立于水槽且盛满水的试管中,充分反应后试管中剩余20 mL气体,原混合气体中NO2和NO的体积比为____________。
3∶1
解析:3NO2+H2O====2HNO3+NO ΔV
3 1 2
30 mL 20 mL
V(NO)=40 mL-30 mL=10 mL, V(NO2)∶V(NO)=30 mL∶10 mL=3∶1。
15
4.将盛有12 mL NO2和O2的混合气体的量筒倒立于水槽中,充分反应后,还剩余2 mL无色气体。
(1)若剩余的气体是______,则NO2、O2的体积分别是____________。
O2
8 mL、4 mL
解析:解题依据的化学方程式:4NO2+O2+2H2O====4HNO3;3NO2+H2O====2HNO3+NO。
设O2的体积为x,剩余的气体有两种可能:
(1)若剩余O2,则V剩=x-×(12 mL-x)=2 mL,解得x=4 mL,则NO2的体积是8 mL。
16
(2)若剩余的气体是____________,则NO2、O2的体积分别是________________。
NO
10.8 mL、1.2 mL
解析:若剩余NO,则V剩=×[(12 mL-x)-4x]=2 mL,解得x=1.2 mL,则NO2的体积是10.8 mL。
17
三、氮氧化物对环境的污染及防治
5.(1)汽车尾气中的CO、NOx在适宜温度下采用催化转化法处理,使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体。写出NO被CO还原的化学方程
式:______________________________。
2CO+2NON2+2CO2
(2)用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。如4NH3+6NO5N2+
6H2O,写出氨气转化NO2的化学方程式:_______________________
____________, 该反应中氧化产物与还原产物的质量之比为________。
8NH3+6NO2
7N2+12H2O
4∶3
18
(3)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_________。
2NO2+2NaOH====NaNO3+NaNO2+H2O
NaNO2
考点二 氨和铵盐
20
1.氨的分子结构和物理性质
梳理 必备知识
电子式 空间结构 密度 气味 水溶性
H︰︰H 三角锥形 比空气________ 有__________
气味 极易溶于水(常温常压下,1∶700)
小
刺激性
21
2.氨的化学性质
3
Al(OH)3↓+3N
4NH3+5O24NO+6H2O
22
3.铵盐及N的检验
(1)铵盐的物理性质
铵盐通常是___________色固体,绝大多数铵盐易溶于水。
(2)铵盐的化学性质
白
NH4ClNH3↑+HCl↑
NH4HCO3NH3↑+
CO2↑+H2O
N+OH-NH3↑+H2O
23
(3)N的检验
24
4.氨的实验室制法
(1)固态铵碱混合加热法
简易
装置
干燥 用___________
验满 ①将湿润的红色石蕊试纸置于试管口,试纸变_________;
②将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口,有白烟产生
碱石灰
蓝
25
(2)实验室制取NH3的其他简易方法
方法 化学方程式(或原理) 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NH3·H2O分解,且OH-浓度的增大有利于NH3的生成
浓氨水+
固体CaO CaO与水反应生成OH-,使溶剂(水)减少;且反应放热,促使NH3·H2O分解。化学方程式为NH3·H2O+CaO====NH3↑+Ca(OH)2
(1)NH3易溶于水,故可用作制冷剂。( )
(2)浓氨水可检验氯气管道是否漏气。( )
(3)用浓NH4Cl溶液处理过的舞台幕布不易着火是因为NH4Cl隔绝了空
气。( )
(4)向某无色溶液中加入稀NaOH溶液,把湿润的红色石蕊试纸放在试管
口,不变蓝,则原溶液中不含N。( )
(5)可用无水CaCl2、碱石灰等干燥NH3。( )
×
√
×
×
×
27
一、氨、铵盐的性质
1.下列有关氨和铵盐的叙述正确的是( )
A.NH3易液化,常用作制冷剂
B.NH4Cl中含有少量的I2,可通过加热的方法除去
C.将蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒相互靠近,有白烟产生
D.某气体通入紫色石蕊溶液后溶液变红,据此可推断该气体为NH3
提升 关键能力
A
28
解析:氨很容易液化,液氨汽化时要吸收大量的热,使周围温度急剧降低,所以液氨可用作制冷剂,故A正确;加热氯化铵会分解为NH3和HCl,遇冷又生成NH4Cl,所以不能用加热的方法除去NH4Cl中的I2,故B错误;将蘸有浓氨水和挥发性酸(如盐酸和硝酸)的玻璃棒相互靠近,有白烟产生,而硫酸是难挥发性的酸,故C错误;NH3通入紫色石蕊溶液后溶液应变蓝,故D错误。
29
2.探究氨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.将集有氨的试管倒扣于盛有水的水槽中,液体迅速充满试管,说明氨极易溶于水
B.将湿润的红色石蕊试纸放入集有氨的集气瓶中,试纸由红色变为蓝色,说明氨水呈碱性
C.将蘸有浓氨水和浓硝酸的玻璃棒靠近,观察到白烟,说明氨具有碱性且易与酸化合生成铵盐
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,说明氨的直接氧化产物为NO2
D
30
解析:氨极易溶于水,将集有氨的试管倒扣于盛有水的水槽中,液体迅速充满试管,故A正确;氨水呈碱性:NH3+H2O⥫⥬NH3·H2O⥫⥬N+OH-,故B正确;浓氨水和浓硝酸均易挥发,挥发出的NH3与HNO3反应产生固体小颗粒NH4NO3,从而形成白烟,故C正确;氨被氧气直接氧化为NO,NO被O2氧化为红棕色的NO2,故D错误。
31
二、氨的制备及实验探究
3.(2025·全国模拟)如图的“微型”实验装置(夹持装置已略去)可用于氨
气的制取和检验。下列分析错误的是( )
A.可分别向装置A、B处加入药品浓氨水与生石灰制取氨气
B.装置C处的干燥剂可用无水氯化钙
C.装置D处湿润的红色石蕊试纸变蓝,说明氨气遇水产生的物质呈碱性
D.装置E处有白烟生成,说明氨气与氯化氢发生化合反应生成氯化铵
B
32
解析:A.微型塑料滴管可以控制反应的速率,得到平稳的气流,相当于分液漏斗,由题意可知,题给装置可制取和检验氨气,故可分别向装置A、B处加入药品浓氨水与生石灰,二者反应生成氢氧化钙和氨气,A正确;B.装置C处的作用是干燥氨气,不能用无水氯化钙来干燥,因为氨气和无水氯化钙会反应生成配合物,B错误;C.氨气遇水时发生反应NH3+H2O⥫⥬NH3·H2O⥫⥬N+OH-,NH3·H2O呈碱性,可以使湿润的红色石蕊试纸变蓝,C正确;D.氨气可以与酸反应,加入浓盐酸后,挥发出的HCl与NH3发生化合反应生成NH4Cl,D正确。
33
4.某化学兴趣小组为了制取并探究氨的性质,用下列装置(部分夹持装置已略去)进行实验[制取氨的反应原理:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O]。
(1)利用上述原理,实验室制取氨应选用____________(填字母)发生装置进行实验。
a
(2)B装置中的干燥剂可选用____________。
碱石灰
(3)气体通过C、D装置时,试纸颜色会发生变化的是____________(填“C”或“D”)装置。
D
(4)当实验进行一段时间后,挤压E装置中的胶头滴管,滴入1~2滴浓盐
酸,可观察到的现象是____________。
产生白烟
(5)F装置中倒置漏斗的作用是_____________。
防止倒吸
(6)氨的用途很广,如可用氨处理二氧化氮:8NH3+6NO2
7N2+12H2O,该反应中氨体现____________(填“氧化性”或“还原
性”)。请你列举出氨的另一种用途:__________________________ _____________________________________。
还原性
用作制冷剂、制氮肥、制硝
酸等(任答一点,其他合理答案也可)
练真题 明考向
1.(2023·湖北卷)2023年5月10日,天舟六号货运飞船成功发射,标志着我国航天事业进入高质量发展新阶段。下列不能作为火箭推进剂的是
( )
A.液氮—液氢
B.液氧—液氢
C.液态NO2—肼
D.液氧—煤油
A
解析:A项,虽然氮气在一定的条件下可以与氢气反应,而且是放热反应,但是,由于N≡N键能很大,该反应的速率很慢,氢气不能在氮气中燃烧,在短时间内不能产生大量的热量和大量的气体,因此,液氮—液氢不能作为火箭推进剂,A符合题意;B项,氢气可以在氧气中燃烧,反应速率很快且放出大量的热、生成大量气体,因此,液氧—液氢能作为火箭推进剂,B不符合题意;C项,肼和NO2在一定的条件下可以发生剧烈反应,该反应放出大量的热,且生成大量气体,因此,液态NO2-肼能作为火箭推进剂,C不符合题意;D项,煤油可以在氧气中燃烧,反应速率很快且放出大量的热、生成大量气体,因此,液氧—煤油能作为火箭推进剂,D不符合题意。
2.(2023·广东卷)1827年,英国科学家法拉第进行了NH3喷泉实验。在此启发下,兴趣小组利用以下装置,进行如下实验。其中,难以达到预
期目的的是( )
B
解析:P2O5为酸性氧化物,NH3具有碱性,两者可以发生反应,故不可以用P2O5干燥NH3,故B难以达到预期目的。
3.(2022·天津卷)燃油汽车行驶中会产生CO、NO等多种污染物。如图为汽车发动机及催化转化器中发生的部分化学反应。以下判断错误的
是( )
A.甲是空气中体积分数最大的成分
B.乙是引起温室效应的气体之一
C.反应(Ⅰ)在常温下容易发生
D.反应(Ⅱ)中NO是氧化剂
C
解析:甲和氧气反应生成一氧化氮,一氧化氮和一氧化碳反应生成甲和二氧化碳,再根据元素守恒,则甲为氮气。A.甲是氮气,氮气是空气中体积分数最大的成分,故A正确;B.乙是二氧化碳,则乙是引起温室效应的气体之一,故B正确;C.由于氮气含有氮氮三键,因此反应(Ⅰ)在常温下不容易发生,在高温或放电条件下发生,故C错误;D.一氧化碳和一氧化氮反应生成氮气和二氧化碳,一氧化氮中氮元素化合价降低,因此反应(Ⅱ)中NO是氧化剂,故D正确。
课时作业20
氮及其氧化物 氨和铵盐
46
一、选择题
1.下列含氮物质的性质与用途具有对应关系的是( )
A.NH3具有还原性,可用作制冷剂
B.N2具有氧化性,可用作工业合成氨
C.NH3具有碱性,可用于制备硝酸铵
D.NH4Cl易溶于水,可用作化肥
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
B
解析:NH3的沸点低,易液化,液氨汽化时吸热,故可用作制冷剂,A错误;N2具有氧化性,与H2发生反应生成NH3,B正确;NH3和水生成的一水合氨具有碱性,可用于制备硝酸铵,C错误;NH4Cl含有植物所需的氮元素,可用作化肥,D错误。
47
2.下列离子方程式书写正确的是( )
A.实验室用氯化铵和熟石灰制氨:N+OH-NH3↑+H2O
B.NaOH溶液与NH4Cl溶液混合加热:N+OH-NH3·H2O
C.氨水中加盐酸:NH3·H2O+H+====N+H2O
D.氨水中加入氯化铁溶液:Fe2++2NH3·H2O====2N+Fe(OH)2↓
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
C
48
解析:A项,该反应属于固体间的加热反应,不能书写相应的离子方程式;B项,加热条件下NH3·H2O分解为NH3和H2O,离子方程式应为N+OH-NH3↑+H2O;D项,氨水中加入FeCl3溶液应生成Fe(OH)3沉淀,离子方程式为Fe3++3NH3·H2O====Fe(OH)3↓+3N。
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
49
3.标准状况下,将一盛有等体积NO、NO2的试管倒立在水槽中,充分反
应后,下列叙述不正确的是(设试管中的溶质不往试管外扩散)( )
A.溶液体积占试管容积的
B.此反应中水既不是氧化剂也不是还原剂
C.试管内溶液中溶质的物质的量浓度为 mol·L-1
D.若将试管中的气体换为氯化氢或氨,则水充满试管
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
A
50
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
解析:A项,将一盛有等体积NO、NO2的试管倒立在水槽中,发生的反应为3NO2+H2O ===2HNO3+NO,溶液体积占试管容积的×=,A错误;B项,由反应的化学方程式可知,水既不是氧化剂也不是还原剂,B正确;C项,试管内溶液中的溶质是硝酸,设试管容积为V L,浓度为= mol·L-1,C正确;D项,若将试管中的气体换为氯化氢或氨,二者均易溶于水,因此水充满试管,D正确。
4.(2025·广东惠州模拟)氨既是一种重要的化工产品,又是一种重要的化工原料。如图为合成氨以及氨氧化制硝酸的流程示意图。下列说法不
正确的是( )
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
A.合成塔内发生的反应中有非极性键的断裂和极性键的形成
B.氧化炉内发生的反应氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶4
C.使用NaOH溶液吸收尾气中的氮氧化物,NO和NO2是酸性氧化物
D.向吸收塔中通入O2的作用是氧化NO
C
52
解析:氮气和氢气反应生成氨气,氨气和氧气反应生成一氧化氮和水,一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮,二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮。A项,合成塔内为氮气和氢气反应生成氨气,有氮气和氢气中的非极性键的断裂和氨气中的极性键的形成,A正确;B项,氧化炉内的反应为4NH3+5O24NO+6H2O,氨气为还原剂,氧气为氧化剂,则氧化剂和还原剂的物质的量之比为5∶4,B正确;C项,一氧化氮和二氧化氮都不是酸性氧化物,C错误;D项,吸收塔中通入氧气是为了使一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮,促进氮的氧化物转化为硝酸,D正确。
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
5.(2025·山东潍坊联考)含氮物质种类繁多,例如N2、NH3、N2H4、
HN3(酸性与醋酸相当)等。下列有关物质的说法中正确的是( )
A.N2H4中两个氮原子之间有一个共用电子对,故其6个原子可能共平面
B.N2性质不活泼,可作为焊接镁条的保护气
C.N2H4具有还原性,可用于将AgNO3还原为单质Ag
D.可向NaN3溶液中通CO2来制备HN3
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
C
54
解析:A.N2H4中氮原子是sp3杂化,呈双三角锥形,六个原子不可能共平面,A错误;B.N2和镁条在点燃时会发生反应3Mg+N2Mg3N2,N2不能作为焊接镁条的保护气,B错误;C.N2H4具有还原性,可以和AgNO3反应生成单质Ag:4AgNO3+N2H4====4Ag+N2↑+4HNO3,C正确;D.已知HN3酸性与醋酸相当,其酸性大于碳酸,无法制取,D错误。
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
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( )
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
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
B
56
解析:A项,整套装置是密闭体系,若装置气密性良好,轻轻挤压任一乳胶头,则蒸馏水中有气泡冒出,故A正确;B项,pH试纸遇酸变红,遇碱变蓝,氯化铵受热分解生成氨气和HCl,左边氯化钙会吸收氨气,右边NaOH会吸收HCl,因此同时点燃两个酒精灯后,左端pH试纸变红,右边pH试纸变蓝,故B错误;C项,竖直支管上方同时有氨气和HCl,两者相遇变为氯化铵,因此实验过程中竖直支管上方会出现白烟,故C正确;D项,停止加热后,不断交替挤压两边乳胶头,增大压强,将残余的气体全部赶入蒸馏水中被吸收,减少污染,故D正确。
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
7.在一定温度和催化剂作用下,NO跟NH3可以发生反应生成N2和H2O。现有NO和NH3的混合物1 mol,充分反应后所得产物中,经还原得到的N2比经氧化得到的N2多1.4 g。已知反应的化学方程式:4NH3+6NO5N2
+6H2O,则下列说法正确的是( )
A.当转移的电子数约为3.612×1023时,则标准状况下有4.48 L氨气被还原
B.氧化产物和还原产物的物质的量之比为3∶2
C.若以上反应进行完全,原混合物中NO与NH3的物质的量之比可能为
3∶7
D.若混合物中有0.2 mol NH3,则参与反应的NO为0.8 mol
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
C
58
解析:6 mol NO被还原得到3 mol N2,4 mol NH3被氧化得到2 mol N2,二者相差1 mol N2,现相差0.05 mol N2,相当于0.3 mol NO和0.2 mol NH3反应,NO和NH3的混合物共1 mol,证明其中有一种过量,所以有两种情况:0.3 mol NO和0.7 mol NH3或0.2 mol NH3和0.8 mol NO,据此分析。A项,当转移的电子数约为3.612×1023时,电子的物质的量为
0.6 mol,参加反应的NH3的物质的量为0.2 mol,标准状况下体积为4.48 L,但是氨气化合价升高被氧化,A错误;B项,根据分析过程可知氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶3,B错误;C项,原混合物中NO与NH3的物质的量之比可能为3∶7或4∶1,C正确;D项,分析反应方程式可知,有0.2 mol NH3参加反应,需要NO 0.3 mol,此时还有0.5 mol NO剩余,D错误。
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
8.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。下列说法错误的
是( )
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
A.甲装置中的固体可以是NaOH或CaO
B.乙装置中的干燥剂可以是碱石灰
C.丙中发生的反应是4NH3+5O2
4NO+6H2O
D.若戊中观察到紫色石蕊溶液变红,则说明已制得HNO3
A
60
解析:甲装置需要提供氨气和氧气,如果甲装置中的固体是NaOH或CaO ,只能提供氨气,不能提供氧气,X应为过氧化钠等,故A错误。
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
二、非选择题
9.某化学小组通过实验探究NH3、NO2的性质。
探究Ⅰ:利用如图装置探究NO2能否被NH3还原(K1、K2为止水夹,夹持固定装置略去)。
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
62
(1)A装置中制取NH3的化学方程式是_____________________________ ____________。
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
CaO+NH3·H2O====NH3↑+
Ca(OH)2
解析:将浓氨水滴入生石灰中,发生反应:CaO+NH3·H2O====NH3↑+Ca(OH)2,放出NH3。
63
(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
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
C
解析:干燥NH3只能用碱石灰,干燥NO2可用五氧化二磷或无水氯化钙。
64
(3)若NO2能够被NH3还原,预期C装置中能观察到的现象是_____________________。
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
混合气体颜色变浅
解析:若NO2能与NH3反应,则C装置中混合气体颜色变浅。
65
(4)此实验装置存在一个明显的缺陷是______________________。
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
缺少尾气吸收装置
解析:由于NH3、NO2均能污染空气,因此与它们相关的实验均应有尾气吸收装置。
66
探究Ⅱ:探究NO2、O2混合气体的喷泉实验。
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
67
(5)请在G装置中的虚线上画出导管实线图。
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
解析:O2、NO2的密度均比空气大,故应进气管短,出气管长。
68
(6)G装置中浓硫酸有三种作用:混合NO2、O2气体;干燥NO2、O2;__________________________________________。
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
观察气泡的生成速率,控制混合气体的比例
69
(7)将G装置上面的圆底烧瓶收集满气体后进行喷泉实验,若混合气体全部被吸收,则所得溶液的物质的量浓度为____________mol·L-1(保留两位有效数字)(假设为标准状况下)。
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
0.036
70
解析:烧瓶中充满溶液,发生反应4NO2+O2
+2H2O====4HNO3,HNO3的物质的量是恰
好完全反应的NO2和O2(体积比4∶1)总物质的
量的,溶液体积等于恰好完全反应的NO2和
O2的总体积,设烧瓶中恰好完全反应的NO2
和O2的总体积为V,所得溶液的物质的量浓度为×
mol·L-1≈0.036 mol·L-1。
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
10.(2025·重庆高三月考)熔盐级硝酸钠大量应用于太阳能储热介质,一种以工业纯碱(纯度为98%,杂质为NaCl)和生产硝酸产生的NOx废气(含NO、NO2)为原料分离亚硝酸钠并制取熔盐级硝酸钠的工艺流程如下:
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
72
回答下列问题:
(1)纯碱“吸收”NO、NO2反应的化学方程式为___________________ _____________________。“中和液”所含溶质除NaCl及少量Na2CO3
外,还有________________(填化学式)。
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
Na2CO3+NO+NO2
====2NaNO2+CO2
NaNO2、NaNO3
73
解析:根据工艺流程图,用纯碱溶液吸收氮氧化物,反应生成CO2和NaNO2,中和液经步骤1得到NaNO2晶体和含有NaNO2的母液A,加入稀硝酸并通入空气进行转化生成NO和NaNO3,再加入适量的纯碱中和稀硝酸,经步骤2得到含有NaNO3的母液B和NaNO3晶体,母液B经步骤3高温分离出NaCl和热母液C,再经步骤4得到含NaNO3的冷母液D和NaNO3晶体,最终经洗涤、纯化得到熔盐级硝酸钠。
(1)根据上述分析,纯碱“吸收”NO、NO2反应的化学方程式为Na2CO3+NO+NO2====2NaNO2+CO2,“中和液”所含溶质除NaCl及少量Na2CO3外,还含有生成的NaNO2及部分NaNO3。
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
(2)母液A加入稀硝酸生成NO。写出“转化”时加入稀硝酸反应的离子
方程式:__________________________________。
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
3N+2H+====N+2NO↑+H2O
解析:“转化”过程中,含有NaNO2的母液A中加入稀硝酸生成NO和NaNO3,反应的离子方程式为3N+2H+====N+2NO↑+H2O。
75
(3)“洗涤”时可以使用母液_________(填“A”或“B”),晶体“纯
化”的方法为____________(填操作名称)。
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
B
重结晶
解析:母液B含有大量的NaNO3,因此在“洗涤”时可使用母液B,“纯化”NaNO3晶体时,可采用重结晶的方法,提高晶体的纯度。
76
(4)“步骤3”需要高温分离NaCl固体,原因是_______________,母液D
可返回步骤____________(填“2”或“3”)循环使用。
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
防止NaNO3析出
3
解析:NaNO3的溶解度随温度的升高而升高,而NaCl的溶解度随温度变化较小,因此为了防止NaNO3析出,需要在高温条件下分离NaCl固体,母液D中含有NaNO3,可返回步骤3循环使用。
77
(5)若得到NaNO2、NaNO3两种产品的物质的量之比为2∶1,假定Na2CO3恰好完全反应,则生产1.38 t NaNO2时,工业纯碱的理论用量为
____________(保留三位有效数字)t。
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
1.62
78
解析:生产1.38 t NaNO2时,n(NaNO2)==2×104 mol,已知NaNO2、NaNO3两种产品的物质的量之比为2∶1,n(NaNO3)=1×
104 mol,由Na原子种类和数量守恒可知,n(Na2CO3)=[n(NaNO2)+n(NaNO3)]=1.5×104 mol,m(Na2CO3)=1.5×104 mol×106 g/mol=1.59×106 g,工业纯碱的理论用量为1.59×106 g÷98%≈1.62×106g=1.62 t。
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
$$