5.2 氮及其化合物【能力必到】化学人教版必修第二册
2026-02-25
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2份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学人教版必修第二册 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | 第二节 氮及其化合物 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 氮族元素及其化合物 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.27 MB |
| 发布时间 | 2026-02-25 |
| 更新时间 | 2026-02-25 |
| 作者 | 满红 |
| 品牌系列 | 学科专项·举一反三 |
| 审核时间 | 2026-02-25 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56554391.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
5.2 氮及其化合物
考向01 氮气和氮的氧化物
· 理解氮的固定概念,能够准确区分游离态氮转化为化合态氮(氮的固定)与化合态氮之间的转化(非氮的固定)。
· 掌握氮氧化物(NO、NO₂)的基本性质,包括颜色、溶解性、是否为酸性氧化物、是否与水或碱反应。
· 能够识别同素异形体(同种元素形成的不同单质)与化合物的区别,避免概念混淆。
· 具备从反应历程图中提取信息的能力,能够判断反应物、生成物、中间体和催化剂,理解化学键的形成与断裂。
· 判断氮的固定时,先看反应物是否为N₂,若是则属于氮的固定,否则为化合态氮之间的转化。
· 对于酸性氧化物判断,需看该氧化物是否只与碱反应生成一种盐和水,且反应为非氧化还原反应(NO₂与碱反应生成两种盐,不属于酸性氧化物)。
· 分析反应历程图时,关注每一步的反应物和生成物,找出循环使用的物质(催化剂)和中间产物。
1.(25-26高一上·安徽马鞍山·期末)氮及其化合物的部分转化关系如图所示(省略部分反应条件),下列说法正确的是
A.转化为的过程属于氮的固定
B.、互称为同素异形体
C.通过水洗可以除去中混有的
D.与碱反应生成盐和水,属于酸性氧化物
2.(25-26高一上·山西忻州·期末)下列属于氮的固定的是
A.氮氧化物转化为 B.植物的根系从土壤中吸收
C.NO转化为 D.与反应生成氮氧化物
(1)氮的固定必须为将游离态的N2转化为化合态含氮物质的过程,为氧化还原反应。
(2)氮气性质的“一惰性、两反应”。氮气化学性质很稳定,通常状况下,很难与其他物质反应,但是在一定条件下,也能与氢气、氧气等反应。
(3)氮元素是多价态元素,氮气中氮元素呈0价,处于中间价态,故氮气既有氧化性(与H2反应),又有还原性(与O2反应)。
解题规律
3.(25-26高一上·江苏镇江·月考)利用某分子筛作催化剂,可脱除废气中的和,生成两种无毒物质,其反应历程如图所示。下列说法正确的是
A.、均为酸性氧化物
B.步骤①形成了共价键
C.是反应过程中的催化剂
D.总反应的化学方程式为
(1)NO和O2反应,不能用排空气法收集,可以用排水法收集,NO2和水反应,不能用排水法收集,可用向上排空气法收集。
(2)NO不能和碱反应,NO2可以和碱反应生成硝酸盐、亚硝酸盐和水,但NO2不是酸性氧化物。
(3)NO2可以使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色,不能用湿润的淀粉碘化钾试纸鉴别NO2气体和溴蒸气。
解题规律
考向02 氮的氧化物溶于水相关计算
· 熟练掌握NO₂与H₂O、NO与O₂与H₂O的反应方程式,并能根据方程式进行气体体积、物质的量、浓度的计算。
· 理解标准状况下气体体积与物质的量的换算关系(22.4 L/mol)。
· 能够分析多步反应中气体体积的变化规律,具备逻辑推理和数学建模能力,能够建立方程组求解。
· 掌握混合气体溶于水后剩余气体体积的判断方法,考虑各组分的反应顺序和产物的溶解性。
· 先写出涉及的反应方程式,标注气体体积变化关系(如3NO₂+H₂O→2HNO₃+NO,体积减少2/3)。
· 利用气体体积比等于物质的量比的原则,逐步计算每一步反应后气体的剩余体积。
· 注意NO不溶于水,NO₂与水反应后体积减少,NO与O₂混合溶于水时按4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃计算。
· 对于混合气体,可设未知数列方程组求解,或按反应顺序逐步分析。
4.(25-26高一上·江苏·月考)在标准状况下,烧瓶内充满气体,将此烧瓶倒扣在盛水的水槽内(已知),充分反应后(NO不与水反应,也不溶于水),此时烧瓶内溶液的物质的量浓度为
A.0.067 mol/L B.0.045 mol/L C.0.030 mol/L D.0.025 mol/L
5.(24-25高一下·广东汕头·期末)如图所示,在注射器里吸入20 mL NO(标准状况下),然后吸入5 mL水。若再吸入30 mL空气(标准状况,按O2占空气总体积计算),夹住弹簧夹,让内外大气压相同,观察现象。下列叙述不正确的是
A.可观察到注射器的活塞缓缓向左移动
B.可观察到注射器内气体由无色变成红棕色,最后变成无色
C.最终剩余气体体积约为30 mL
D.所得硝酸的浓度约为0.07 mol·L-1(假设所得硝酸的体积与吸入水的体积相同)
6.(24-25高一下·山西·期末)在同温同压下,将等体积混合而成的四组气体:①;②;③;④,分别通入体积相同的试管,并立即倒立于如图所示的水槽中,待试管内液面稳定后,剩余气体体积依次为、、、,则剩余气体体积最多的是
A. B. C. D.
(1)4NO2+O2+2H2O===4HNO3 (2)4NO+3O2+2H2O===4HNO3
V(NO2)∶V(O2) V(NO)∶V(O2)
解题规律
考向03 氨气的性质
· 掌握氨气的物理性质(无色有刺激性气味、极易溶于水、密度比空气小)和化学性质(碱性、还原性、与酸反应、与金属氧化物反应)。
· 理解喷泉实验的原理(氨气极易溶于水导致烧瓶内压强减小),能够分析实验成功的关键条件(装置干燥、气密性好)。
· 能够根据实验现象推断反应本质,如红色喷泉说明氨水显碱性,白烟说明氨与氯化氢反应生成固体铵盐。
· 掌握氨气与氧化铜等金属氧化物反应的产物和现象(黑色固体变红、无水硫酸铜变蓝)。
· 分析实验装置时,先明确每一步的目的(如干燥、反应、检验、尾气吸收)。
· 结合氨气的性质判断实验现象:湿润红色石蕊试纸变蓝(碱性)、与浓盐酸靠近产生白烟(生成NH₄Cl)。
· 注意氨气与干燥剂的兼容性:不能用酸性干燥剂(如浓硫酸、CaCl₂),应用碱性干燥剂(碱石灰)。
· 对于反应装置题,需关注加热前是否排尽空气(防止爆炸或干扰产物检验)。
7.(25-26高一上·山西忻州·期末)在25℃、101kPa下,溶于水的喷泉实验装置如图所示(烧瓶内充满)。已知该条件下的气体摩尔体积约为,下列说法错误的是
A.实验所用烧瓶需事先干燥
B.挤压胶头滴管,打开弹簧夹,会在烧瓶中观察到蓝色喷泉
C.当烧瓶内充满溶液时,所得氨水的物质的量浓度约为
D.用、NaOH浓溶液在该装置中也可观察到喷泉现象
8.(25-26高一上·安徽·期末)氨气还原氧化铁的反应为Fe2O3+2NH32Fe+N2+3H2O,某学生拟用如图装置完成该实验并验证部分产物,下列说法错误的是
A.装置①中药品可以为氢氧化钙固体和氯化铵固体
B.碱石灰可用无水CaCl2替代
C.点燃②处酒精灯之前要先通入一段时间的NH3
D.装置③可以防止倒吸,同时吸收未反应的氨气
9.(24-25高一下·广东梅州·期末)按下图装置不同反应阶段的预期现象及其相应推理不合理的是
A.实验过程中,气球会先变大,后变小
B.试纸会变蓝,说明产生NH3溶于水显碱性
C.加浓盐酸后,有白雾产生,说明有生成
D.未滴加浓盐酸时烧瓶壁会变冷,说明与Ba(OH)2·8H2O 的反应是吸热反应
10.(25-26高一上·安徽蚌埠·期末)某化学实验室探究催化氧化的实验装置如图所示。实验中观察到③中无明显现象,④中收集到红棕色气体,一段时间后产生白烟。下列分析不正确的是
A.①和③中均发生氧化还原反应
B.④中白烟的主要成分是
C.一段时间后,⑤中铜粉溶解,溶液变蓝
D.可用NaOH溶液将尾气完全吸收
液氨、氨水的区别
名称
液氨
氨水
物质类别
纯净物、氢化物、非电解质
混合物、氨的水溶液、溶质为氨
粒子种类
NH3
NH3·H2O、NH3、H2O、NH、OH-、H+
主要性质
不导电、不具有碱性
能导电、具有碱性
存在条件
常温常压下不存在
常温常压下可存在
解题规律
考向04 氨气的制法
· 掌握实验室制氨气的常用方法:加热NH₄Cl与Ca(OH)₂混合物(固固加热型)、加热浓氨水(液液加热型)。
· 了解不同方法的优缺点:固固加热法原料易得但需加热,浓氨水加热法操作简便但氨气中含水蒸气较多。
· 熟悉氨气的干燥剂选择(碱石灰,不能用浓硫酸、CaCl₂等酸性或能与氨反应的干燥剂)。
· 理解氨气的收集方法(向下排空气法,因为氨气密度小于空气)和尾气处理方法(防倒吸装置,如倒置漏斗)。
· 判断制气装置时,根据反应物状态和反应条件选择合适装置(固固加热型试管口略向下倾斜,液液加热型试管口向上)。
· 干燥剂选择:氨气为碱性气体,必须用碱性干燥剂(碱石灰)或中性干燥剂(如CaO),不能用酸性干燥剂。
· 收集装置判断:进气管应短进长出(向下排空气法),若为向上排空气法则错误。
· 尾气吸收装置:应具备防倒吸功能,如倒置漏斗、安全瓶等。
11.(26-27高一上·全国·期中)为了更简便地制取干燥的,下列方法中适合的是
A.加热,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,气体用干燥
12.(2026高一·江苏·专题练习)实验室可用下图所示的装置制备少量氨气,下列说法不正确的是
A.实验前需检查装置的气密性
B.大试管中所装药品为NH4Cl固体
C.可以用湿润的红色石蕊试纸检验氨气是否收集满
D.用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近棉花处,能观察到有大量白烟生成
13.(25-26高一上·全国·课后作业)下列装置用于实验室中制取干燥氨气的实验,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少量水蒸气
C.用装置丙收集氨气 D.用装置丁吸收多余的氨气
(1)制取氨时,不能用硝酸铵代替氯化铵。因为硝酸铵在加热过程中可能发生爆炸性的反应,发生危险。
(2)制取氨时,不能用氢氧化钠代替熟石灰。因为氢氧化钠具有吸湿性,易结块,不利于产生NH3,且在加热条件下易腐蚀试管。
(3)氨是碱性气体,不能用酸性干燥剂(浓硫酸等)干燥,也不能用无水CaCl2干燥,因为它们均能与氨发生反应,常用碱石灰做干燥剂。
解题规律
考向05 铵盐的性质
· 掌握铵盐的共性:易溶于水、受热易分解(分解产物因铵盐种类而异)、与碱反应放出氨气。
· 理解不同铵盐分解产物的判断方法:如NH₄Cl分解为NH₃和HCl,NH₄HCO₃分解为NH₃、CO₂和H₂O。
· 掌握铵根离子的检验方法:加NaOH溶液加热,用湿润红色石蕊试纸检验产生的氨气(试纸变蓝)。
· 能够正确书写铵盐相关反应的离子方程式,注意固体反应不写离子形式,弱电解质(如NH₃·H₂O)保留分子式。
· 对于铵盐分解实验题,注意分解产物的扩散速率差异(NH₃分子量小,扩散快,先使试纸变蓝;HCl扩散慢,后使试纸变红)。
· 离子检验题中,需排除其他离子的干扰:如检验NH₄⁺时,加碱加热产生使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体,结论唯一。
· 书写离子方程式时,先判断反应是否为离子反应(固体反应不拆),再考虑弱电解质、沉淀、气体等是否保留分子式。
14.(25-26高一上·北京·期末)某同学进行如下实验:
实验步骤
实验现象
Ⅰ
将固体加入试管中,并将湿润的pH试纸置于试管口,试管口略向下倾斜,对试管底部进行加热
试纸颜色变化:黄色→蓝色()→黄色→红色();试管中部有白色固体附着
Ⅱ
将饱和溶液滴在试纸上
试纸颜色变化:黄色→橙黄色()
下列说法不正确的是
A.根据Ⅰ中试纸变蓝,说明发生了分解反应
B.根据Ⅰ中试纸颜色变化,说明氨气比氯化氢气体扩散速率快
C.根据试管中部有白色固体附着,说明不宜用加热的方法制备
D.根据Ⅱ中现象,推测Ⅰ中试纸变成红色可能是由于溶于水造成的
15.(25-26高一上·江苏苏州·期中)下列有关溶液中离子检验的结论正确的是
A.向溶液中加入稀盐酸,产生无色无味的气体且该气体能使澄清石灰水变浑浊,可知原溶液中一定含
B.向溶液中加入氯化钡溶液,有白色沉淀,再加入稀硝酸,沉淀不溶解,可知原溶液中一定含
C.向溶液中加入浓氢氧化钠溶液并加热,产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,可知原溶液中一定含
D.用洁净的铂丝蘸取某溶液进行焰色反应,未观察到紫色火焰,可知原溶液中一定不含
16.(2026高一下·江苏·学业考试)下列离子方程式不正确的是
A.碳酸铵溶液中通入足量二氧化碳:+CO2+H2O=2
B.氯化铵溶液中加入稀氢氧化钠溶液:+OH-NH3·H2O
C.氯化铵固体和熟石灰共热:+OH-=NH3↑+H2O
D.硫酸铵溶液与氢氧化钡溶液共热:2+++2OH-BaSO4↓+2NH3↑+2H2O
1.不稳定,受热易分解
大部分铵盐受热分解均有NH3生成,但NH4NO3、(NH4)2SO4等铵盐受热分解不生成NH3,其分解产物较复杂且加热时可能发生爆炸。如:
NH4Cl:NH4Cl
NH4HCO3:NH4HCO3
2.铵盐与碱固体反应
(1)如NH4Cl与Ca(OH)2反应:2NH4Cl+Ca(OH)2
(2)应用
①NH4Cl与Ca(OH)2反应用于实验室制NH3。
②NH的检验:取少量固体样品与碱混合于试管中,然后加热,将湿润的红色石蕊试纸靠近管口,试纸(或将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近管口,有产生),说明样品中含有NH。
解题规律
考向06 硝酸的性质
· 掌握浓、稀硝酸氧化性强弱的差异及其与金属反应的规律:浓硝酸一般被还原为NO₂,稀硝酸一般被还原为NO。
· 理解硝酸与铜反应的实验现象:浓硝酸反应剧烈,产生红棕色气体;稀硝酸反应较缓慢,产生无色气体(在瓶口变红棕色)。
· 能够分析实验装置中气体产生、颜色变化、尾气处理等环节,具备实验设计和现象推理能力。
· 掌握启普发生器原理及其在硝酸反应中的应用,理解如何通过压强变化控制反应的发生与停止。
· 根据硝酸浓度判断反应产物:浓硝酸→NO₂(红棕色),稀硝酸→NO(无色,遇空气变红棕色)。
· 分析装置题时,关注气体流向、反应控制方式(如拉动针管改变压强)、尾气吸收装置是否合理。
· 注意NO与O₂反应生成NO₂的现象(无色→红棕色),并结合后续反应(如NO₂与水)分析气体体积和颜色变化。
· 对于实验改进题,需思考如何通过操作实现浓硝酸稀释为稀硝酸,以及如何验证浓、稀硝酸氧化性差异。
17.(25-26高一上·山西忻州·期末)如图所示为探究铜与稀硝酸反应的微型实验,下列说法正确的是
A.Ⅰ→Ⅱ的过程中发生反应
B.抽入1 mL空气后,Ⅲ中NO全部转化为
C.Ⅲ中活塞不再移动时,再抽入空气,铜屑继续溶解
D.若将过量铜屑换成铁屑,最终溶液中的金属阳离子为
18.(25-26高一上·浙江台州·期末)下图实验装置用于探究铜与浓、稀硝酸反应(夹持装置已省略),下列说法不正确的是
A.关闭止水夹1,打开止水夹2,适当向外拉动针管Ⅰ,仪器B中Cu粉与浓硝酸反应
B.仪器B中,铜与浓硝酸反应产生气体会将液体压回试管,适当拉动针管Ⅱ可以进行尾气处理
C.关闭止水夹2,打开止水夹1,拉动针管Ⅰ,然后关闭止水夹1,打开止水夹2,推动针管Ⅰ,重复上述操作多次可得到稀硝酸
D.烧杯A中使用热蒸馏水的目的是加快后续反应
(1)硝酸与金属反应不能生成氢气。硝酸浓度不同,其还原产物不同,一般情况下,浓硝酸被还原为NO2,稀硝酸被还原为NO。
(2)硝酸能与大多数金属金、铂等除外反应,将金属氧化为高价态金属的硝酸盐。但在常温下,浓硝酸能使铁、铝钝化。
(3)热的浓硝酸可将非金属单质碳、硫、磷等氧化为最高价氧化物或最高价含氧酸。
(4)硝酸的强氧化性还表现在可以氧化具有还原性的化合物或离子,如SO2、FeO、Fe2+、Br-、I-、S2-、SO等均能被硝酸氧化。
解题规律
考向07 硝酸相关的计算
· 熟练掌握金属与硝酸反应的化学方程式,能根据方程式进行物质的量、质量、气体体积的计算。
· 能够灵活运用电子守恒(金属失电子总数 = HNO₃得电子总数)和原子守恒(特别是氮原子守恒)解决复杂计算问题。
· 能够处理多步反应、过量反应、混合气体等问题,具备建立方程和解方程组的能力。
· 掌握标准状况下气体体积与物质的量的换算,以及溶液浓度、体积、物质的量之间的换算关系。
· 先写出反应方程式,明确反应物与产物的物质的量关系,标注电子转移数目。
· 利用电子转移守恒建立方程:金属失电子数 = HNO₃被还原时得电子数(根据还原产物中氮的价态计算)。
· 利用氮原子守恒:总HNO₃物质的量 = 未被还原的HNO₃(以硝酸盐形式存在)+ 被还原的HNO₃(以NO、NO₂等形式存在)。
· 对于混合气体,可设未知数,根据电子守恒和气体总体积(或总物质的量)列方程组求解。
19.(25-26高一上·安徽阜阳·期末)已知:Fe与足量稀硝酸反应的化学方程式为(稀)。
反应ⅰ:向的盐酸中逐渐加入铁粉至过量,充分反应。
反应ⅱ:向的稀硝酸中逐渐加入铁粉至过量,充分反应。
下列叙述正确的是
A.反应ⅰ中消耗铁粉的质量为2.24g
B.反应ⅱ中消耗铁粉的质量为1.68g
C.反应ⅰ为非氧化还原反应
D.反应ⅱ中生成的NO在标准状况下的体积为0.672L
20.(25-26高一上·河南南阳·期末)将一定量的铜完全溶于稀硝酸中,无固体剩余,生成的气体只有NO。向反应后的溶液中加入的NaOH溶液,铜离子恰好沉淀完全时,消耗NaOH溶液125 mL。下列说法正确的是
A.加入的铜的质量为12.8 g
B.NO的体积为3.36 L(标准状况下)
C.与铜反应后的溶液中剩余硝酸0.2 mol
D.向与铜反应后的溶液中加入铁,最多可消耗0.175 mol Fe
21.(25-26高一上·山西·期末)将铜镁合金完全溶解于某浓度硝酸中,得到和混合气体(已换算为标准状况下的体积),向反应后的溶液A中加入溶液,金属离子恰好全部转化为沉淀,测得沉淀的质量为1.76g。下列说法正确的是
A.该合金中铜与镁的物质的量之比是2:1
B.和的混合气体中,的体积分数是
C.溶液A最多还可溶解该种合金9.72g
D.原硝酸中的物质的量浓度是
1.思维模型
2.计算方法(以Cu与硝酸反应为例)
(1)原子守恒法:反应前所有的N只存在于HNO3中,反应后含N的物质有HNO3的还原产物(假设有NO2、NO)和Cu(NO3)2,若HNO3过量,则过量HNO3中也含N,则有n(N)=n(NO2)+n(NO)+2n[Cu(NO3)2]+n(HNO3)剩。
(2)得失电子守恒法:反应中失去电子的是参加反应的Cu,Cu-2e-―→Cu2+;得到电子的是被还原的HNO3(假设还原产物为NO2、NO),NO+e-―→NO2、NO+3e-―→NO。根据得失电子守恒,则有2n(Cu)=n(NO2)+3n(NO)。若将生成的氮的氧化物气体与一定量的氧气共同通入水中,氮的氧化物完全生成硝酸,由于开始反应物为硝酸,中间生成了氮的氧化物,但最终又变回了硝酸,所以相当于铜失的电子最终由氧气得到,则有2n(Cu)=n(O2)。
(3)电荷守恒法:在Cu与HNO3反应后的溶液中,若HNO3不过量,阳离子只有Cu2+,阴离子只有NO(此类计算不考虑H2O电离出的极少量的H+、OH-);若HNO3过量,溶液中的阳离子有Cu2+和H+,阴离子只有NO。则有①若HNO3不过量:n(NO)=2n(Cu2+);②若HNO3过量:n(NO)=2n(Cu2+)+n(H+)。
(4)离子方程式计算法:金属与硫酸、硝酸的混合酸反应时,由于硝酸盐中NO在硫酸提供H+的条件下能继续与金属反应,故此类题目应用离子方程式来计算3Cu+8H++2NO===3Cu2++2NO↑+4H2O。先作过量判断,然后根据完全反应的金属或H+或NO进行相关计算,且要符合电荷守恒。
3.常见两种计算
(1)硝酸与铜反应
浓硝酸与足量的铜反应,开始浓硝酸被还原为NO2,随着反应的进行,浓硝酸变稀,稀硝酸被还原为NO,向反应后的溶液中加稀硫酸,NO又被还原为NO。
(2)稀硝酸与铁反应
Fe(少量)+4HNO3(稀)===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O;
3Fe(过量)+8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O。
①≥4,产物为Fe(NO3)3;
②≤,产物为Fe(NO3)2;
③<<4,产物为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2。
解题规律
(1)硝酸与铜反应
浓硝酸与足量的铜反应,开始浓硝酸被还原为NO2,随着反应的进行,浓硝酸变稀,稀硝酸被还原为NO,向反应后的溶液中加稀硫酸,NO又被还原为NO。
(2)稀硝酸与铁反应
Fe(少量)+4HNO3(稀)===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O;
3Fe(过量)+8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O。
①≥4,产物为Fe(NO3)3;
②≤,产物为Fe(NO3)2;
③<<4,产物为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2。
考向08 含氮物质无害化处理
· 了解氮氧化物(NOₓ)对环境的危害(酸雨、光化学烟雾)及其常见治理方法(催化转化、碱液吸收、微生物处理等)。
· 理解汽车尾气催化转化器的工作原理:CO与NOₓ反应生成无毒的CO₂和N₂。
· 能够分析反应机理图,判断催化剂、中间产物,写出总反应方程式。
· 掌握氮氧化物与碱液反应的规律(如NO₂与NaOH反应生成两种盐,NO不与NaOH反应),理解混合气体吸收的原理。
· 分析反应机理图时,找出循环出现的物质(催化剂),写出每一步反应,然后相加得到总反应。
· 判断总反应时,注意检查原子守恒和电荷守恒,确保反应物和生成物符合题意(如生成无毒气体)。
· 对于尾气吸收,需考虑气体是否与吸收剂反应:NO单独存在时不能被碱液吸收,需与NO₂混合才能被吸收。
· 注意题干信息:如“生成可参与大气生态循环的无毒气体”通常指N₂和CO₂。
22.(25-26高一下·山东·课前预习)汽车尾气(含有烃类、CO、、等)是城市空气的主要污染源,治理方法之一是在汽车排气管安装“催化转化装置”。它能使CO和反应生成可参与大气生态环境循环的无毒气体,并使烃类充分燃烧,使转化。下列说法正确的是
A.CO和反应的化学方程式为
B.上述方法的缺点是导致空气中的含量增大,从而大大提高空气的酸度
C.植树造林,增大绿化面积,可有效控制城市的各种污染源
D.汽车改用天然气或氢气作为燃料,不会减少对空气的污染
23.(25-26高一上·天津滨海新·期中)Ce3+和Ce4+可用于将烟气中的大量氮氧化物 NOx转化为无害物质。处理烟气中的NO的机理如图所示,下列说法错误的是
A.该反应中Ce4+为催化剂
B.总反应过程中消耗的NO与H2的分子个数相等
C.参加反应Ⅰ的氧化剂与还原剂的个数之比为2:1
D.反应Ⅱ的离子方程式为4Ce3++2NO+2H2O=4Ce4++N2+4OH-
酸雨的类型
(1)硫酸型
①SO2→H2SO3→H2SO4:SO2+H2OH2SO3,2H2SO3+O2===2H2SO4
②SO2→SO3→H2SO4,2SO2+O22SO3,SO3+H2O===H2SO4
(2)硝酸型
NO2→HNO3:3NO2+H2O===2HNO3+NO。
解题规律
考向09 氮及化合物综合应用
· 构建氮及其化合物的价类二维图,掌握不同价态(-3、0、+1、+2、+3、+4、+5)和不同类别(氢化物、单质、氧化物、含氧酸、盐)之间的转化关系。
· 能够综合运用氮的固定、氮氧化物性质、氨气性质、硝酸性质、铵盐性质等知识解决实际问题。
· 具备信息提取能力,能从实验装置图、流程图、反应历程图中提取关键信息进行推理。
· 能够进行实验设计、现象解释、产物推断和简单计算,体现综合分析和应用能力。
· 遇到综合题时,先根据价态和类别定位物质,判断其可能发生的反应类型(氧化还原、酸碱反应、分解反应等)。
· 对于实验题,结合装置图分析每一步的目的、现象和产物,注意气体流向和反应条件。
· 对于流程题,关注每一步转化的条件、试剂和产物,结合氧化还原反应和离子反应进行推理,注意循环物质的判断。
· 书写方程式时,注意配平、反应条件、气体符号、沉淀符号等细节,确保完整规范。
24.(25-26高一上·陕西咸阳·期末)氮及其化合物的价类二维图如图所示,下列有关说法不正确的是
A.生成的过程属于氮的固定
B.的浓溶液可检验输送氯气的管道是否泄漏
C.“雷雨发庄稼”的原理为硝酸盐
D.除去中混有的,可将气体通过盛有的洗气瓶
25.(25-26高一上·河南郑州·期末)Ⅰ.某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱,按如图所示装置进行实验(夹持仪器已略去)。实验表明,浓硝酸能将一氧化氮氧化成二氧化氮,而稀硝酸不能氧化一氧化氮。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。
可选试剂:浓硝酸,稀硝酸(),蒸馏水,浓硫酸,NaOH溶液。
已知:NaOH溶液不与一氧化氮反应,能与二氧化氮反应。
(1)装置①中所发生反应的化学方程式是: 。
(2)装置②的作用是 ,其中所发生反应的化学方程式是 。
(3)做实验时应避免将有害气体排放到空气中。装置③⑥中盛放的试剂依次是 、 。
(4)该小组得出结论所依据的实验现象是 。
Ⅱ.化肥、炼油、稀土、钢铁等工业都会排放高浓度的氨氮废水。氨氮废水是造成河流及湖泊富营养化的主要因素,人们正不断寻求处理氨氮废水的高效措施。某研究团队设计的处理流程如下:
过程I:加NaOH溶液,调节pH至9后,升温至30℃,通入空气将氨赶出并回收。
(5)过程Ⅱ:在微生物的作用下实现转化,称为硝化过程。在碱性条件下,被氧气氧化成的总反应的离子方程式为 。
(6)过程Ⅲ:在一定条件下向废水中加入甲醇(),实现转化,称为反硝化过程。完全转化成,转移的电子数是 。
26.(25-26高一上·山东德州·期末)含氮化合物在工农业生产中有重要用途。
I.制备并探究其性质。
(1)利用装置A制备的化学方程式为 ,装置B中的试剂为 。
(2)实验过程中当观察到 (填实验现象),可说明具有 (填“氧化性”或“还原性”)。
(3)为防止环境污染,以下装置可用于吸收的是 (填序号)
II.探究和的相互转化。
(4)用 法收集后,连接注射器,打开止水夹,推动活塞,使进入烧瓶,观察到的现象是 。
(5)用溶液吸收体积比为1:1的和,生成一种盐和某种温室气体,化学方程式为 。
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5.2 氮及其化合物
考向01 氮气和氮的氧化物
· 理解氮的固定概念,能够准确区分游离态氮转化为化合态氮(氮的固定)与化合态氮之间的转化(非氮的固定)。
· 掌握氮氧化物(NO、NO₂)的基本性质,包括颜色、溶解性、是否为酸性氧化物、是否与水或碱反应。
· 能够识别同素异形体(同种元素形成的不同单质)与化合物的区别,避免概念混淆。
· 具备从反应历程图中提取信息的能力,能够判断反应物、生成物、中间体和催化剂,理解化学键的形成与断裂。
· 判断氮的固定时,先看反应物是否为N₂,若是则属于氮的固定,否则为化合态氮之间的转化。
· 对于酸性氧化物判断,需看该氧化物是否只与碱反应生成一种盐和水,且反应为非氧化还原反应(NO₂与碱反应生成两种盐,不属于酸性氧化物)。
· 分析反应历程图时,关注每一步的反应物和生成物,找出循环使用的物质(催化剂)和中间产物。
1.(25-26高一上·安徽马鞍山·期末)氮及其化合物的部分转化关系如图所示(省略部分反应条件),下列说法正确的是
A.转化为的过程属于氮的固定
B.、互称为同素异形体
C.通过水洗可以除去中混有的
D.与碱反应生成盐和水,属于酸性氧化物
【答案】C
【解析】A.游离态氮转化为化合态氮的过程称为氮的固定,A项错误;B.同素异形体是指同种元素形成的不同单质,而、都是化合物,B项错误;C.与水反应生成和,所以通过水洗可以除去中混有的,C项正确;D.酸性氧化物是指能跟碱反应生成一种盐和水的氧化物,而与碱反应生成和,是氧化还原反应,不是酸性氧化物,D项错误;答案选C。
2.(25-26高一上·山西忻州·期末)下列属于氮的固定的是
A.氮氧化物转化为 B.植物的根系从土壤中吸收
C.NO转化为 D.与反应生成氮氧化物
【答案】D
【解析】氮的固定是指将游离态的氮(如N2)转化为化合态氮的过程。A.氮氧化物转化为N2属于化合态氮转变为游离态氮,是氮的还原,不属于氮的固定,A错误;B.植物根系吸收是生物对化合态氮的利用,未涉及游离态氮的转化,B错误;C.NO转化为NO2是化合态氮之间的转化(如大气中的氧化反应),未涉及N2的固定,C错误;D.N2与O2反应生成氮氧化物(如闪电固氮),是将游离态氮转化为化合态氮,属于氮的固定,D正确;故答案为D。
(1)氮的固定必须为将游离态的N2转化为化合态含氮物质的过程,为氧化还原反应。
(2)氮气性质的“一惰性、两反应”。氮气化学性质很稳定,通常状况下,很难与其他物质反应,但是在一定条件下,也能与氢气、氧气等反应。
(3)氮元素是多价态元素,氮气中氮元素呈0价,处于中间价态,故氮气既有氧化性(与H2反应),又有还原性(与O2反应)。
解题规律
3.(25-26高一上·江苏镇江·月考)利用某分子筛作催化剂,可脱除废气中的和,生成两种无毒物质,其反应历程如图所示。下列说法正确的是
A.、均为酸性氧化物
B.步骤①形成了共价键
C.是反应过程中的催化剂
D.总反应的化学方程式为
【答案】B
【解析】NH3可脱除废气中的NO和NO2,生成两种无毒物质 分别为N2和H2O,据此分析作答。A.NO为不成盐氧化物,不是酸性氧化物,A错误;B. NH3 与 H+ 生成的过程中,新生成的 N—H 键实为配位键(本质上亦属于共价键的一种),因此该步骤形成了共价键,B正确;C. [ (NH4)(HNO2)]+ 是反应过程中的中间产物,不是催化剂,C错误;D.正确的总反应化学方程式应为,D错误;故选B。
(1)NO和O2反应,不能用排空气法收集,可以用排水法收集,NO2和水反应,不能用排水法收集,可用向上排空气法收集。
(2)NO不能和碱反应,NO2可以和碱反应生成硝酸盐、亚硝酸盐和水,但NO2不是酸性氧化物。
(3)NO2可以使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色,不能用湿润的淀粉碘化钾试纸鉴别NO2气体和溴蒸气。
解题规律
考向02 氮的氧化物溶于水相关计算
· 熟练掌握NO₂与H₂O、NO与O₂与H₂O的反应方程式,并能根据方程式进行气体体积、物质的量、浓度的计算。
· 理解标准状况下气体体积与物质的量的换算关系(22.4 L/mol)。
· 能够分析多步反应中气体体积的变化规律,具备逻辑推理和数学建模能力,能够建立方程组求解。
· 掌握混合气体溶于水后剩余气体体积的判断方法,考虑各组分的反应顺序和产物的溶解性。
· 先写出涉及的反应方程式,标注气体体积变化关系(如3NO₂+H₂O→2HNO₃+NO,体积减少2/3)。
· 利用气体体积比等于物质的量比的原则,逐步计算每一步反应后气体的剩余体积。
· 注意NO不溶于水,NO₂与水反应后体积减少,NO与O₂混合溶于水时按4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃计算。
· 对于混合气体,可设未知数列方程组求解,或按反应顺序逐步分析。
4.(25-26高一上·江苏·月考)在标准状况下,烧瓶内充满气体,将此烧瓶倒扣在盛水的水槽内(已知),充分反应后(NO不与水反应,也不溶于水),此时烧瓶内溶液的物质的量浓度为
A.0.067 mol/L B.0.045 mol/L C.0.030 mol/L D.0.025 mol/L
【答案】B
【解析】设烧瓶体积为 L。标准状况下,物质的量 mol。根据反应,反应后生成物质的量,NO物质的量。NO不溶于水,占据体积 L。溶液体积 L。溶液的物质的量浓度。故答案选B。
5.(24-25高一下·广东汕头·期末)如图所示,在注射器里吸入20 mL NO(标准状况下),然后吸入5 mL水。若再吸入30 mL空气(标准状况,按O2占空气总体积计算),夹住弹簧夹,让内外大气压相同,观察现象。下列叙述不正确的是
A.可观察到注射器的活塞缓缓向左移动
B.可观察到注射器内气体由无色变成红棕色,最后变成无色
C.最终剩余气体体积约为30 mL
D.所得硝酸的浓度约为0.07 mol·L-1(假设所得硝酸的体积与吸入水的体积相同)
【答案】C
【解析】A.在注射器中发生的反应为和,可以看出均为气体分子数减小反应,故活塞缓缓向左移动,A项正确; B.一氧化氮与氧气发生反应生成二氧化氮,二氧化氮与水发生反应生成硝酸和一氧化氮,标准状况下,气体体积之比等于其物质的量之比,根据可以列出,消耗的氧气为,参与反应的一氧化氮为12mL,生成了12mL二氧化氮,此反应中气体体积减小6mL, 根据(5mL水过量)可以列出,12mL的二氧化氮参与反应生成了4mL的一氧化氮,最终剩余的气体为NO,故可观察到注射器内气体由无色变成红棕色,最后变成无色,B项正确; C.标准状况下,气体体积之比等于其物质的量之比,根据可以列出,消耗的氧气为,参与反应的一氧化氮为12mL,生成了12mL二氧化氮,此反应中气体体积减小6mL, 根据(5mL水过量)可以列出,12mL的二氧化氮参与反应生成了4mL的一氧化氮,故此反应中气体体积减小了8mL,最终剩余体积约为20mL+30mL-6mL-8mL=36mL,C项错误;D.根据C选项中分析可得,参与反应的二氧化氮体积为12mL,根据方程式,可以列出,硝酸的浓度,D项正确;故选C。
6.(24-25高一下·山西·期末)在同温同压下,将等体积混合而成的四组气体:①;②;③;④,分别通入体积相同的试管,并立即倒立于如图所示的水槽中,待试管内液面稳定后,剩余气体体积依次为、、、,则剩余气体体积最多的是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】在同温同压下,将①②③④等体积混合而成的气体分别通入体积相同的试管,并立即倒立于水槽中。①和能反应:,一氧化氮和水不反应,根据方程式知,气体减少的体积是二氧化氮的,二氧化氮占混合气体的,则试管内气体减少的体积为试管体积的,故水面上升的高度为试管的,剩余气体体积为试管高度的;②二氧化氮和氧气、水能反应生成硝酸,根据方程式知,氧气剩余,参加反应的氧气的体积为氧气总体积的,二氧化氮全部参加反应,则混合气体减少的体积为试管体积的,故水面上升的高度为试管的,剩余气体体积为试管高度的;③氯化氢全部溶于水,氮气不溶,则试管内气体减少的体积为试管体积的,故水面上升的高度为试管的,剩余气体体积为试管高度的;④SO3与水反应生成H2SO4,试管内气体减少的体积为试管体积的,故水面上升的高度为试管的,剩余气体体积为试管高度的;综上①中剩余气体体积最多,最大,A符合题意。
(1)4NO2+O2+2H2O===4HNO3 (2)4NO+3O2+2H2O===4HNO3
V(NO2)∶V(O2) V(NO)∶V(O2)
解题规律
考向03 氨气的性质
· 掌握氨气的物理性质(无色有刺激性气味、极易溶于水、密度比空气小)和化学性质(碱性、还原性、与酸反应、与金属氧化物反应)。
· 理解喷泉实验的原理(氨气极易溶于水导致烧瓶内压强减小),能够分析实验成功的关键条件(装置干燥、气密性好)。
· 能够根据实验现象推断反应本质,如红色喷泉说明氨水显碱性,白烟说明氨与氯化氢反应生成固体铵盐。
· 掌握氨气与氧化铜等金属氧化物反应的产物和现象(黑色固体变红、无水硫酸铜变蓝)。
· 分析实验装置时,先明确每一步的目的(如干燥、反应、检验、尾气吸收)。
· 结合氨气的性质判断实验现象:湿润红色石蕊试纸变蓝(碱性)、与浓盐酸靠近产生白烟(生成NH₄Cl)。
· 注意氨气与干燥剂的兼容性:不能用酸性干燥剂(如浓硫酸、CaCl₂),应用碱性干燥剂(碱石灰)。
· 对于反应装置题,需关注加热前是否排尽空气(防止爆炸或干扰产物检验)。
7.(25-26高一上·山西忻州·期末)在25℃、101kPa下,溶于水的喷泉实验装置如图所示(烧瓶内充满)。已知该条件下的气体摩尔体积约为,下列说法错误的是
A.实验所用烧瓶需事先干燥
B.挤压胶头滴管,打开弹簧夹,会在烧瓶中观察到蓝色喷泉
C.当烧瓶内充满溶液时,所得氨水的物质的量浓度约为
D.用、NaOH浓溶液在该装置中也可观察到喷泉现象
【答案】B
【解析】A.氨气极易溶于水,故实验所用烧瓶需事先干燥,A正确; B.氨气水溶液显碱性,故挤压胶头滴管,打开弹簧夹,会在烧瓶中观察到红色喷泉,B错误;C.假设烧瓶体积为VL,当烧瓶内充满溶液时,所得氨水的物质的量浓度约为,C正确;D.二氧化硫和氢氧化钠发生反应生成亚硫酸钠,导致装置中压强减小,也会观察到喷泉现象,D正确;故选B。
8.(25-26高一上·安徽·期末)氨气还原氧化铁的反应为Fe2O3+2NH32Fe+N2+3H2O,某学生拟用如图装置完成该实验并验证部分产物,下列说法错误的是
A.装置①中药品可以为氢氧化钙固体和氯化铵固体
B.碱石灰可用无水CaCl2替代
C.点燃②处酒精灯之前要先通入一段时间的NH3
D.装置③可以防止倒吸,同时吸收未反应的氨气
【答案】B
【解析】装置①是氢氧化钙与氯化铵固体加热反应制取氨气,生成的氨气经装有碱石灰的干燥管干燥后进入装置②中,在加热条件下与氧化铁反应,U形管装无水硫酸铜,可用来检验生成的水,装置③可吸收多余的氨气,同时起到防倒吸的作用,最后可以收集生成的氮气。A.装置①制备NH3,在加热条件下选用的试剂可以为氢氧化钙固体和氯化铵固体,A项正确;B.碱石灰的作用是干燥NH3,若用CaCl2替代,NH3会与之反应,B项错误;C.点燃②处酒精灯之前要先通入一段时间的NH3的目的是排尽装置内的空气,防止空气中的氮气、水蒸气干扰反应产物的检验,C项正确;D.由于反应后的气体中含有NH3,NH3易溶于水,不溶于CCl4,装置③可用来防止倒吸并吸收未反应的NH3,D项正确;故选择B。
9.(24-25高一下·广东梅州·期末)按下图装置不同反应阶段的预期现象及其相应推理不合理的是
A.实验过程中,气球会先变大,后变小
B.试纸会变蓝,说明产生NH3溶于水显碱性
C.加浓盐酸后,有白雾产生,说明有生成
D.未滴加浓盐酸时烧瓶壁会变冷,说明与Ba(OH)2·8H2O 的反应是吸热反应
【答案】C
【解析】与Ba(OH)2·8H2O 混合搅拌后发生反应:2NH4Cl+Ba(OH)2∙8H2O=BaCl2+2NH3↑+10H2O;滴加浓盐酸后发生反应:NH3+HCl=NH4Cl,可能发生反应:Ba(OH)2∙8H2O+2HCl=BaCl2+10H2O。A.与Ba(OH)2·8H2O发生反应:2NH4Cl+Ba(OH)2∙8H2O=BaCl2+2NH3↑+10H2O,反应产生的氨气使烧瓶中气压增大,气球会变大;与Ba(OH)2·8H2O的反应为吸热反应,反应后烧瓶内温度降低,气压减小,且滴入浓盐酸后,浓盐酸挥发出的氯化氢气体与氨气生成了固体氯化铵,也导致烧瓶内气压变小,所以气球变小;故实验过程中气球先变大,后变小,A不符合题意;B.试纸会变蓝,说明反应产生的气体显碱性,说明产生的NH3溶于水显碱性(),B不符合题意;C.滴加浓盐酸后,浓盐酸挥发出的HCl气体与烧瓶内的NH3结合为NH4Cl固体,产生白烟,不是白雾,C符合题意;D.未滴加浓盐酸前只有与Ba(OH)2·8H2O发生了反应,烧瓶壁会变冷可以说明与Ba(OH)2·8H2O 的反应是吸热反应,D不符合题意;故选C。
10.(25-26高一上·安徽蚌埠·期末)某化学实验室探究催化氧化的实验装置如图所示。实验中观察到③中无明显现象,④中收集到红棕色气体,一段时间后产生白烟。下列分析不正确的是
A.①和③中均发生氧化还原反应
B.④中白烟的主要成分是
C.一段时间后,⑤中铜粉溶解,溶液变蓝
D.可用NaOH溶液将尾气完全吸收
【答案】D
【解析】由图可知,①中高锰酸钾受热分解制备氧气,装置②中氯化铵与氢氧化钙共热反应制备氨气,装置③中氨气在催化剂作用下与氧气发生催化氧化反应生成一氧化氮,装置④中反应生成的一氧化氮与过量的氧气反应生成二氧化氮,二氧化氮与水蒸气反应生成硝酸,硝酸与氨气反应生成硝酸铵,会有白烟产生,装置⑤中氮的氧化物溶于水生成硝酸,硝酸与铜反应生成硝酸铜,溶液为蓝色,据此分析。A.由分析知,①中发生反应,③中发生反应,两者均为氧化还原反应,A正确;B.由分析知,④中白烟的主要成分是, B正确;C.⑤中氮的氧化物溶于水生成硝酸,硝酸与铜反应生成硝酸铜,使铜粉溶解,溶液呈蓝色,C正确;D.尾气的主要成分是NO,单独的NO不与NaOH溶液反应,D错误;故选D。
液氨、氨水的区别
名称
液氨
氨水
物质类别
纯净物、氢化物、非电解质
混合物、氨的水溶液、溶质为氨
粒子种类
NH3
NH3·H2O、NH3、H2O、NH、OH-、H+
主要性质
不导电、不具有碱性
能导电、具有碱性
存在条件
常温常压下不存在
常温常压下可存在
解题规律
考向04 氨气的制法
· 掌握实验室制氨气的常用方法:加热NH₄Cl与Ca(OH)₂混合物(固固加热型)、加热浓氨水(液液加热型)。
· 了解不同方法的优缺点:固固加热法原料易得但需加热,浓氨水加热法操作简便但氨气中含水蒸气较多。
· 熟悉氨气的干燥剂选择(碱石灰,不能用浓硫酸、CaCl₂等酸性或能与氨反应的干燥剂)。
· 理解氨气的收集方法(向下排空气法,因为氨气密度小于空气)和尾气处理方法(防倒吸装置,如倒置漏斗)。
· 判断制气装置时,根据反应物状态和反应条件选择合适装置(固固加热型试管口略向下倾斜,液液加热型试管口向上)。
· 干燥剂选择:氨气为碱性气体,必须用碱性干燥剂(碱石灰)或中性干燥剂(如CaO),不能用酸性干燥剂。
· 收集装置判断:进气管应短进长出(向下排空气法),若为向上排空气法则错误。
· 尾气吸收装置:应具备防倒吸功能,如倒置漏斗、安全瓶等。
11.(26-27高一上·全国·期中)为了更简便地制取干燥的,下列方法中适合的是
A.加热,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,气体用干燥
【答案】C
【解析】A.加热不能直接产生大量纯净的,因为加热分解生成的和会重新结合;碱石灰干燥可行,但制取方法本身不适用。A错误。B.工业合成氨法()需要高温、高压和催化剂,操作复杂,不符合简便要求;烧碱()虽可干燥碱性气体,但方法整体不简便。B错误。C.加热浓氨水可快速分解产生,操作简单;碱石灰为碱性干燥剂,适合干燥,不会吸收或反应。C正确。D.加热分解生成、和,气体不纯;为酸性干燥剂,会吸收碱性气体,无法得到干燥。D错误。故答案为C。
12.(2026高一·江苏·专题练习)实验室可用下图所示的装置制备少量氨气,下列说法不正确的是
A.实验前需检查装置的气密性
B.大试管中所装药品为NH4Cl固体
C.可以用湿润的红色石蕊试纸检验氨气是否收集满
D.用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近棉花处,能观察到有大量白烟生成
【答案】B
【解析】A.制备任何气体时均要检查装置的气密性,A正确;B.NH4Cl和Ca(OH)2在加热条件下反应生成NH3,NH4Cl固体受热分解生成NH3与HCl,NH3与HCl遇冷又生成NH4Cl,B错误;C.NH3是一种碱性气体,可以使湿润的红色石蕊试纸变蓝,C正确;D.浓盐酸具有挥发性,挥发出的HCl遇NH3反应生成NH4Cl固体,产生白烟,D正确;故选B。
13.(25-26高一上·全国·课后作业)下列装置用于实验室中制取干燥氨气的实验,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少量水蒸气
C.用装置丙收集氨气 D.用装置丁吸收多余的氨气
【答案】D
【解析】A.装置甲为固固加热制备氨气,试管口应略向下倾斜以防止冷凝水回流炸裂试管,A错误;B.装置乙用浓硫酸干燥氨气,氨气为碱性气体,会与浓硫酸(酸性干燥剂)反应,不能用浓硫酸干燥氨气,应使用碱石灰,B错误;C.装置丙收集氨气,氨气密度比空气小(M=17<29),需用向下排空气法,丙装置无法排气,则无法收集氨气,C错误;D.装置丁吸收多余氨气,氨气极易溶于水,直接通入水中会倒吸,丁装置用球形干燥管接触水面,可防止倒吸,符合吸收要求,D正确;答案选D。
(1)制取氨时,不能用硝酸铵代替氯化铵。因为硝酸铵在加热过程中可能发生爆炸性的反应,发生危险。
(2)制取氨时,不能用氢氧化钠代替熟石灰。因为氢氧化钠具有吸湿性,易结块,不利于产生NH3,且在加热条件下易腐蚀试管。
(3)氨是碱性气体,不能用酸性干燥剂(浓硫酸等)干燥,也不能用无水CaCl2干燥,因为它们均能与氨发生反应,常用碱石灰做干燥剂。
解题规律
考向05 铵盐的性质
· 掌握铵盐的共性:易溶于水、受热易分解(分解产物因铵盐种类而异)、与碱反应放出氨气。
· 理解不同铵盐分解产物的判断方法:如NH₄Cl分解为NH₃和HCl,NH₄HCO₃分解为NH₃、CO₂和H₂O。
· 掌握铵根离子的检验方法:加NaOH溶液加热,用湿润红色石蕊试纸检验产生的氨气(试纸变蓝)。
· 能够正确书写铵盐相关反应的离子方程式,注意固体反应不写离子形式,弱电解质(如NH₃·H₂O)保留分子式。
· 对于铵盐分解实验题,注意分解产物的扩散速率差异(NH₃分子量小,扩散快,先使试纸变蓝;HCl扩散慢,后使试纸变红)。
· 离子检验题中,需排除其他离子的干扰:如检验NH₄⁺时,加碱加热产生使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体,结论唯一。
· 书写离子方程式时,先判断反应是否为离子反应(固体反应不拆),再考虑弱电解质、沉淀、气体等是否保留分子式。
14.(25-26高一上·北京·期末)某同学进行如下实验:
实验步骤
实验现象
Ⅰ
将固体加入试管中,并将湿润的pH试纸置于试管口,试管口略向下倾斜,对试管底部进行加热
试纸颜色变化:黄色→蓝色()→黄色→红色();试管中部有白色固体附着
Ⅱ
将饱和溶液滴在试纸上
试纸颜色变化:黄色→橙黄色()
下列说法不正确的是
A.根据Ⅰ中试纸变蓝,说明发生了分解反应
B.根据Ⅰ中试纸颜色变化,说明氨气比氯化氢气体扩散速率快
C.根据试管中部有白色固体附着,说明不宜用加热的方法制备
D.根据Ⅱ中现象,推测Ⅰ中试纸变成红色可能是由于溶于水造成的
【答案】D
【解析】由实验Ⅰ的实验现象可知,湿润的pH试纸颜色先变蓝后变红,说明氯化铵受热分解生成氨气和氯化氢,相对分子质量小的氨气的扩散速率快;试管中部有白色固体附着,说明氯化铵分解产生的氨气和氯化氢在扩散过程中又化合生成氯化铵;由实验Ⅱ的实验现象可知,饱和氯化铵溶液显弱酸性(证明氯化铵是强酸弱碱盐,在溶液中水解使溶液呈弱酸性)。A.由分析可知,实验Ⅰ中湿润的pH试纸变蓝说明氯化铵受热分解有碱性气体氨气生成,证明氯化铵发生了分解反应,A正确;B.由分析可知,实验Ⅰ中湿润的pH试纸颜色先变蓝后变红,说明氯化铵受热分解生成氨气和氯化氢,相对分子质量小的氨气的扩散速率快,B正确;C.由分析可知,试管中部有白色固体附着,说明氯化铵分解产生的氨气和氯化氢在扩散过程中又化合生成氯化铵,所以不宜用加热氯化铵的方法制备NH3,C正确;D.实验Ⅰ中湿润的pH试纸变为红色,而实验Ⅱ中pH试纸由黄色变为橙黄色,实验Ⅰ中溶液的酸性远强于实验Ⅱ中氯化铵溶液的酸性,说明实验Ⅰ中的红色是氯化铵分解生成的氯化氢气体所致,D错误;故选D。
15.(25-26高一上·江苏苏州·期中)下列有关溶液中离子检验的结论正确的是
A.向溶液中加入稀盐酸,产生无色无味的气体且该气体能使澄清石灰水变浑浊,可知原溶液中一定含
B.向溶液中加入氯化钡溶液,有白色沉淀,再加入稀硝酸,沉淀不溶解,可知原溶液中一定含
C.向溶液中加入浓氢氧化钠溶液并加热,产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,可知原溶液中一定含
D.用洁净的铂丝蘸取某溶液进行焰色反应,未观察到紫色火焰,可知原溶液中一定不含
【答案】C
【解析】A.向溶液中加入稀盐酸,产生无色无味的气体且该气体能使澄清石灰水变浑浊,该气体是CO2,原溶液中可能含有、等,A错误;B.向溶液中加入氯化钡溶液,生成白色沉淀可能为AgCl或BaSO4,未排除Ag+干扰,无法确定存在,B错误;C.产生使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体为NH3,说明溶液中含,结论唯一,C正确;D.焰色反应未用钴玻璃观察,可能无法检测K+的紫色火焰,无法确定K+不存在,D错误;故选C。
16.(2026高一下·江苏·学业考试)下列离子方程式不正确的是
A.碳酸铵溶液中通入足量二氧化碳:+CO2+H2O=2
B.氯化铵溶液中加入稀氢氧化钠溶液:+OH-NH3·H2O
C.氯化铵固体和熟石灰共热:+OH-=NH3↑+H2O
D.硫酸铵溶液与氢氧化钡溶液共热:2+++2OH-BaSO4↓+2NH3↑+2H2O
【答案】C
【解析】A.碳酸铵溶液中通入足量二氧化碳的离子方程式正确,反应实质是碳酸根离子与二氧化碳和水反应生成碳酸氢根离子,符合反应事实,A正确;B.氯化铵溶液中加入稀氢氧化钠溶液的离子方程式正确,表示铵根离子与氢氧根离子可逆反应生成一水合氨,符合弱电解质反应特点,B正确;C.氯化铵固体和熟石灰共热不是离子反应,因为固体状态下的反应不能写成离子方程式,正确方程式为,C错误;D.硫酸铵溶液与氢氧化钡溶液共热的离子方程式正确,反应生成硫酸钡沉淀、氨气和水,符合复分解反应和离子反应的本质,D正确;故选C。
1.不稳定,受热易分解
大部分铵盐受热分解均有NH3生成,但NH4NO3、(NH4)2SO4等铵盐受热分解不生成NH3,其分解产物较复杂且加热时可能发生爆炸。如:
NH4Cl:NH4ClNH3↑+HCl↑
NH4HCO3:NH4HCO3NH3↑+H2O+CO2↑
2.铵盐与碱固体反应
(1)如NH4Cl与Ca(OH)2反应:2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O
(2)应用
①NH4Cl与Ca(OH)2反应用于实验室制NH3。
②NH的检验:取少量固体样品与碱混合于试管中,然后加热,将湿润的红色石蕊试纸靠近管口,试纸变蓝(或将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近管口,有白烟产生),说明样品中含有NH。
解题规律
考向06 硝酸的性质
· 掌握浓、稀硝酸氧化性强弱的差异及其与金属反应的规律:浓硝酸一般被还原为NO₂,稀硝酸一般被还原为NO。
· 理解硝酸与铜反应的实验现象:浓硝酸反应剧烈,产生红棕色气体;稀硝酸反应较缓慢,产生无色气体(在瓶口变红棕色)。
· 能够分析实验装置中气体产生、颜色变化、尾气处理等环节,具备实验设计和现象推理能力。
· 掌握启普发生器原理及其在硝酸反应中的应用,理解如何通过压强变化控制反应的发生与停止。
· 根据硝酸浓度判断反应产物:浓硝酸→NO₂(红棕色),稀硝酸→NO(无色,遇空气变红棕色)。
· 分析装置题时,关注气体流向、反应控制方式(如拉动针管改变压强)、尾气吸收装置是否合理。
· 注意NO与O₂反应生成NO₂的现象(无色→红棕色),并结合后续反应(如NO₂与水)分析气体体积和颜色变化。
· 对于实验改进题,需思考如何通过操作实现浓硝酸稀释为稀硝酸,以及如何验证浓、稀硝酸氧化性差异。
17.(25-26高一上·山西忻州·期末)如图所示为探究铜与稀硝酸反应的微型实验,下列说法正确的是
A.Ⅰ→Ⅱ的过程中发生反应
B.抽入1 mL空气后,Ⅲ中NO全部转化为
C.Ⅲ中活塞不再移动时,再抽入空气,铜屑继续溶解
D.若将过量铜屑换成铁屑,最终溶液中的金属阳离子为
【答案】C
【解析】铜和稀硝酸生成NO气体:,NO和空气中氧气会生成红棕色二氧化氮气体,二氧化氮和水生成硝酸和NO,硝酸又会和铜单质反应;A.Ⅰ→Ⅱ的过程中发生反应为铜和稀硝酸生成NO气体:,A错误;B.NO和空气中氧气会生成红棕色二氧化氮气体,二氧化氮会和水反应又转化为NO,故抽入1 mL空气后,Ⅲ中NO不会全部转化为, B错误;C.由于NO、O2和H2O能够继续反应生成HNO3,反应原理为:4NO+3O2+2H2O=4HNO3,故金属铜屑能继续溶解,C正确;D.过量的铁会将铁离子还原为亚铁离子,故最终溶液中的金属阳离子为亚铁离子, D错误;故选C。
18.(25-26高一上·浙江台州·期末)下图实验装置用于探究铜与浓、稀硝酸反应(夹持装置已省略),下列说法不正确的是
A.关闭止水夹1,打开止水夹2,适当向外拉动针管Ⅰ,仪器B中Cu粉与浓硝酸反应
B.仪器B中,铜与浓硝酸反应产生气体会将液体压回试管,适当拉动针管Ⅱ可以进行尾气处理
C.关闭止水夹2,打开止水夹1,拉动针管Ⅰ,然后关闭止水夹1,打开止水夹2,推动针管Ⅰ,重复上述操作多次可得到稀硝酸
D.烧杯A中使用热蒸馏水的目的是加快后续反应
【答案】A
【解析】该装置为一简易的启普发生器,实验时,关闭止水夹1,打开止水夹2,向外拉动针管Ⅰ,仪器B中气压减小,可将浓硝酸吸入长颈漏斗中与铜单质反应。若要终止反应,可关闭止水夹2,装置B中Cu单质与浓硝酸反应生成,气压增加,将浓硝酸从长颈漏斗中压回试管下部,Cu单质与浓硝酸不再接触,反应停止。若打开止水夹1,关闭止水夹2,拉动针管Ⅰ,烧杯A中的热蒸馏水被抽入针管,之后关闭止水夹1,打开止水夹2,将蒸馏水推入试管B中,重复上述操作可得到稀硝酸。之后再关闭止水夹1,打开止水夹2,向外拉动针管Ⅰ,可将试管中的稀硝酸吸入长颈漏斗中与铜单质反应,据此作答。A.由分析可知,该装置为启普发生器,若使用铜粉可能会从长颈漏斗漏入试管中,会使反应失控,造成危险,应使用直径大于漏斗颈的铜粒进行实验,A错误;B.拉动针管Ⅱ,仪器B中气压减小,反应生成的被抽入针管Ⅱ,与NaOH溶液发生反应:,可以实现尾气处理,B正确;C.由分析可知,重复“关闭止水夹2,打开止水夹1,拉动针管Ⅰ,然后关闭止水夹1,打开止水夹2,推动针管Ⅰ”的操作,可以将热蒸馏水转移进试管中,将浓硝酸稀释为稀硝酸,C正确;D.烧杯A中使用热蒸馏水稀释浓硝酸可得到热的稀硝酸,可以有效加快与Cu单质的反应速率,D正确;故答案选A。
(1)硝酸与金属反应不能生成氢气。硝酸浓度不同,其还原产物不同,一般情况下,浓硝酸被还原为NO2,稀硝酸被还原为NO。
(2)硝酸能与大多数金属金、铂等除外反应,将金属氧化为高价态金属的硝酸盐。但在常温下,浓硝酸能使铁、铝钝化。
(3)热的浓硝酸可将非金属单质碳、硫、磷等氧化为最高价氧化物或最高价含氧酸。
(4)硝酸的强氧化性还表现在可以氧化具有还原性的化合物或离子,如SO2、FeO、Fe2+、Br-、I-、S2-、SO等均能被硝酸氧化。
解题规律
考向07 硝酸相关的计算
· 熟练掌握金属与硝酸反应的化学方程式,能根据方程式进行物质的量、质量、气体体积的计算。
· 能够灵活运用电子守恒(金属失电子总数 = HNO₃得电子总数)和原子守恒(特别是氮原子守恒)解决复杂计算问题。
· 能够处理多步反应、过量反应、混合气体等问题,具备建立方程和解方程组的能力。
· 掌握标准状况下气体体积与物质的量的换算,以及溶液浓度、体积、物质的量之间的换算关系。
· 先写出反应方程式,明确反应物与产物的物质的量关系,标注电子转移数目。
· 利用电子转移守恒建立方程:金属失电子数 = HNO₃被还原时得电子数(根据还原产物中氮的价态计算)。
· 利用氮原子守恒:总HNO₃物质的量 = 未被还原的HNO₃(以硝酸盐形式存在)+ 被还原的HNO₃(以NO、NO₂等形式存在)。
· 对于混合气体,可设未知数,根据电子守恒和气体总体积(或总物质的量)列方程组求解。
19.(25-26高一上·安徽阜阳·期末)已知:Fe与足量稀硝酸反应的化学方程式为(稀)。
反应ⅰ:向的盐酸中逐渐加入铁粉至过量,充分反应。
反应ⅱ:向的稀硝酸中逐渐加入铁粉至过量,充分反应。
下列叙述正确的是
A.反应ⅰ中消耗铁粉的质量为2.24g
B.反应ⅱ中消耗铁粉的质量为1.68g
C.反应ⅰ为非氧化还原反应
D.反应ⅱ中生成的NO在标准状况下的体积为0.672L
【答案】D
【解析】A.反应ⅰ中盐酸的物质的量为0.06 L × 2.0 mol/L = 0.12 mol,反应为Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑,消耗铁粉的物质的量为0.12 mol / 2 = 0.06 mol,质量为0.06 mol × 56 g/mol = 3.36 g,不是2.24 g,A错误;B.反应ⅱ中稀硝酸的物质的量为0.06 L × 2.0 mol/L = 0.12 mol,铁粉过量时反应为3Fe + 8HNO3 =3Fe(NO3)2+ 2NO↑ + 4H2O,消耗铁粉的物质的量为(3/8) × 0.12 mol = 0.045 mol,质量为0.045 mol × 56 g/mol = 2.52 g,不是1.68 g,B错误;C.反应ⅰ为铁与盐酸反应:Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑,存在元素化合价变化(Fe从0升至+2,H从+1降至0),属于氧化还原反应,C错误;D.反应ⅱ中稀硝酸的物质的量为0.12 mol,无论铁是否过量,生成NO的物质的量均为0.12 mol / 4 = 0.03 mol(因HNO3与NO的化学计量数比为4:1),标准状况下体积为0.03 mol × 22.4 L/mol = 0.672 L,D正确;故选D。
20.(25-26高一上·河南南阳·期末)将一定量的铜完全溶于稀硝酸中,无固体剩余,生成的气体只有NO。向反应后的溶液中加入的NaOH溶液,铜离子恰好沉淀完全时,消耗NaOH溶液125 mL。下列说法正确的是
A.加入的铜的质量为12.8 g
B.NO的体积为3.36 L(标准状况下)
C.与铜反应后的溶液中剩余硝酸0.2 mol
D.向与铜反应后的溶液中加入铁,最多可消耗0.175 mol Fe
【答案】C
【解析】铜与稀硝酸反应:;当加入溶液使完全沉淀时,溶液中溶质仅为,由钠离子守恒可得;再根据氮原子守恒,;接着由电子转移守恒,解得,据此分析。A.,其质量为,A不符合题意;B.标准状况下的体积为,B不符合题意;C.参加反应的硝酸转化为和,由氮、铜原子守恒得,剩余硝酸为,C符合题意;D.若加入足量铁粉,与、剩余反应等效于和原硝酸反应,由得,质量为,D不符合题意;故选C。
21.(25-26高一上·山西·期末)将铜镁合金完全溶解于某浓度硝酸中,得到和混合气体(已换算为标准状况下的体积),向反应后的溶液A中加入溶液,金属离子恰好全部转化为沉淀,测得沉淀的质量为1.76g。下列说法正确的是
A.该合金中铜与镁的物质的量之比是2:1
B.和的混合气体中,的体积分数是
C.溶液A最多还可溶解该种合金9.72g
D.原硝酸中的物质的量浓度是
【答案】D
【解析】A.根据合金质量和沉淀质量计算,设铜的物质的量为 ,镁的物质的量为,金属离子恰好全部转化为沉淀时,沉淀为 ,沉淀质量与合金质量的差值为氢氧根离子的质量,,,铜和镁均在反应中失去两个电子,可得,得方程组:和。解得,,物质的量之比为,A错误;B.混合气体总物质的量,设的物质的量为,的物质的量为,由得失电子守恒得方程组:和,解得,,体积分数为,B错误;C.溶液A中剩余。根据反应,(代表单质铜或镁),为限制反应物,可溶解合金的物质的量为,合金平均摩尔质量为:,最多还可溶解合金的质量为,C错误;D.原硝酸总物质的量 ,溶液体积是,原硝酸浓度为 ,D正确;故选D。
1.思维模型
2.计算方法(以Cu与硝酸反应为例)
(1)原子守恒法:反应前所有的N只存在于HNO3中,反应后含N的物质有HNO3的还原产物(假设有NO2、NO)和Cu(NO3)2,若HNO3过量,则过量HNO3中也含N,则有n(N)=n(NO2)+n(NO)+2n[Cu(NO3)2]+n(HNO3)剩。
(2)得失电子守恒法:反应中失去电子的是参加反应的Cu,Cu-2e-―→Cu2+;得到电子的是被还原的HNO3(假设还原产物为NO2、NO),NO+e-―→NO2、NO+3e-―→NO。根据得失电子守恒,则有2n(Cu)=n(NO2)+3n(NO)。若将生成的氮的氧化物气体与一定量的氧气共同通入水中,氮的氧化物完全生成硝酸,由于开始反应物为硝酸,中间生成了氮的氧化物,但最终又变回了硝酸,所以相当于铜失的电子最终由氧气得到,则有2n(Cu)=n(O2)。
(3)电荷守恒法:在Cu与HNO3反应后的溶液中,若HNO3不过量,阳离子只有Cu2+,阴离子只有NO(此类计算不考虑H2O电离出的极少量的H+、OH-);若HNO3过量,溶液中的阳离子有Cu2+和H+,阴离子只有NO。则有①若HNO3不过量:n(NO)=2n(Cu2+);②若HNO3过量:n(NO)=2n(Cu2+)+n(H+)。
(4)离子方程式计算法:金属与硫酸、硝酸的混合酸反应时,由于硝酸盐中NO在硫酸提供H+的条件下能继续与金属反应,故此类题目应用离子方程式来计算3Cu+8H++2NO===3Cu2++2NO↑+4H2O。先作过量判断,然后根据完全反应的金属或H+或NO进行相关计算,且要符合电荷守恒。
3.常见两种计算
(1)硝酸与铜反应
浓硝酸与足量的铜反应,开始浓硝酸被还原为NO2,随着反应的进行,浓硝酸变稀,稀硝酸被还原为NO,向反应后的溶液中加稀硫酸,NO又被还原为NO。
(2)稀硝酸与铁反应
Fe(少量)+4HNO3(稀)===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O;
3Fe(过量)+8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O。
①≥4,产物为Fe(NO3)3;
②≤,产物为Fe(NO3)2;
③<<4,产物为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2。
解题规律
(1)硝酸与铜反应
浓硝酸与足量的铜反应,开始浓硝酸被还原为NO2,随着反应的进行,浓硝酸变稀,稀硝酸被还原为NO,向反应后的溶液中加稀硫酸,NO又被还原为NO。
(2)稀硝酸与铁反应
Fe(少量)+4HNO3(稀)===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O;
3Fe(过量)+8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O。
①≥4,产物为Fe(NO3)3;
②≤,产物为Fe(NO3)2;
③<<4,产物为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2。
考向08 含氮物质无害化处理
· 了解氮氧化物(NOₓ)对环境的危害(酸雨、光化学烟雾)及其常见治理方法(催化转化、碱液吸收、微生物处理等)。
· 理解汽车尾气催化转化器的工作原理:CO与NOₓ反应生成无毒的CO₂和N₂。
· 能够分析反应机理图,判断催化剂、中间产物,写出总反应方程式。
· 掌握氮氧化物与碱液反应的规律(如NO₂与NaOH反应生成两种盐,NO不与NaOH反应),理解混合气体吸收的原理。
· 分析反应机理图时,找出循环出现的物质(催化剂),写出每一步反应,然后相加得到总反应。
· 判断总反应时,注意检查原子守恒和电荷守恒,确保反应物和生成物符合题意(如生成无毒气体)。
· 对于尾气吸收,需考虑气体是否与吸收剂反应:NO单独存在时不能被碱液吸收,需与NO₂混合才能被吸收。
· 注意题干信息:如“生成可参与大气生态循环的无毒气体”通常指N₂和CO₂。
22.(25-26高一下·山东·课前预习)汽车尾气(含有烃类、CO、、等)是城市空气的主要污染源,治理方法之一是在汽车排气管安装“催化转化装置”。它能使CO和反应生成可参与大气生态环境循环的无毒气体,并使烃类充分燃烧,使转化。下列说法正确的是
A.CO和反应的化学方程式为
B.上述方法的缺点是导致空气中的含量增大,从而大大提高空气的酸度
C.植树造林,增大绿化面积,可有效控制城市的各种污染源
D.汽车改用天然气或氢气作为燃料,不会减少对空气的污染
【答案】A
【解析】A.该化学方程式 正确表示了催化转化装置中CO和NOx反应生成无毒气体CO2和N2的过程,符合题干描述的反应原理,A正确;B.CO2含量增加主要加剧温室效应,对空气酸度影响甚微(因CO2形成的碳酸为弱酸),且装置通过转化SO2和NOx可能降低酸雨风险,B错误;C.植树造林可吸收部分污染物并改善环境,但不能直接控制或减少污染源(如汽车尾气排放),C错误;D.天然气和氢气燃烧产生的污染物(如CO、NOx、SO2)显著少于传统燃料,能有效减少空气污染,D错误;故该题选A。
23.(25-26高一上·天津滨海新·期中)Ce3+和Ce4+可用于将烟气中的大量氮氧化物 NOx转化为无害物质。处理烟气中的NO的机理如图所示,下列说法错误的是
A.该反应中Ce4+为催化剂
B.总反应过程中消耗的NO与H2的分子个数相等
C.参加反应Ⅰ的氧化剂与还原剂的个数之比为2:1
D.反应Ⅱ的离子方程式为4Ce3++2NO+2H2O=4Ce4++N2+4OH-
【答案】D
【解析】A.反应Ⅰ消耗,反应Ⅱ生成,整个反应过程是催化剂,A正确;B.反应I:,反应Ⅱ:,两过程反应整理得总反应:,则反应过程中消耗的与NO的分子个数相等,B正确;C.反应Ⅰ:,是氧化剂,是还原剂,氧化剂与还原剂的个数之比为2∶1,C正确;D.反应Ⅱ:,D错误;故选D。
酸雨的类型
(1)硫酸型
①SO2→H2SO3→H2SO4:SO2+H2OH2SO3,2H2SO3+O2===2H2SO4
②SO2→SO3→H2SO4,2SO2+O22SO3,SO3+H2O===H2SO4
(2)硝酸型
NO2→HNO3:3NO2+H2O===2HNO3+NO。
解题规律
考向09 氮及化合物综合应用
· 构建氮及其化合物的价类二维图,掌握不同价态(-3、0、+1、+2、+3、+4、+5)和不同类别(氢化物、单质、氧化物、含氧酸、盐)之间的转化关系。
· 能够综合运用氮的固定、氮氧化物性质、氨气性质、硝酸性质、铵盐性质等知识解决实际问题。
· 具备信息提取能力,能从实验装置图、流程图、反应历程图中提取关键信息进行推理。
· 能够进行实验设计、现象解释、产物推断和简单计算,体现综合分析和应用能力。
· 遇到综合题时,先根据价态和类别定位物质,判断其可能发生的反应类型(氧化还原、酸碱反应、分解反应等)。
· 对于实验题,结合装置图分析每一步的目的、现象和产物,注意气体流向和反应条件。
· 对于流程题,关注每一步转化的条件、试剂和产物,结合氧化还原反应和离子反应进行推理,注意循环物质的判断。
· 书写方程式时,注意配平、反应条件、气体符号、沉淀符号等细节,确保完整规范。
24.(25-26高一上·陕西咸阳·期末)氮及其化合物的价类二维图如图所示,下列有关说法不正确的是
A.生成的过程属于氮的固定
B.的浓溶液可检验输送氯气的管道是否泄漏
C.“雷雨发庄稼”的原理为硝酸盐
D.除去中混有的,可将气体通过盛有的洗气瓶
【答案】D
【解析】A.氮的固定是指将空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程。N2生成NH3,是从游离态到化合态,属于氮的固定,A正确;B.浓氨水挥发出的NH3与泄漏的Cl2反应,会生成白烟(NH4Cl 固体小颗粒),因此可以检验管道是否泄漏,B正确;C.雷雨发庄稼的原理是在放电条件下,N2与O2反应生成NO;NO被O2氧化为NO2;NO2与水反应生成HNO3;HNO3随雨水落下与土壤中的矿物质反应,生成可被植物吸收的硝酸盐,C正确;D.NO2与水反应为,若将混合气体通过盛有水的洗气瓶,NO2会被消耗,同时生成NO,不仅无法除去NO,还会消耗目标物质NO2,D错误;故选D。
25.(25-26高一上·河南郑州·期末)Ⅰ.某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱,按如图所示装置进行实验(夹持仪器已略去)。实验表明,浓硝酸能将一氧化氮氧化成二氧化氮,而稀硝酸不能氧化一氧化氮。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。
可选试剂:浓硝酸,稀硝酸(),蒸馏水,浓硫酸,NaOH溶液。
已知:NaOH溶液不与一氧化氮反应,能与二氧化氮反应。
(1)装置①中所发生反应的化学方程式是: 。
(2)装置②的作用是 ,其中所发生反应的化学方程式是 。
(3)做实验时应避免将有害气体排放到空气中。装置③⑥中盛放的试剂依次是 、 。
(4)该小组得出结论所依据的实验现象是 。
Ⅱ.化肥、炼油、稀土、钢铁等工业都会排放高浓度的氨氮废水。氨氮废水是造成河流及湖泊富营养化的主要因素,人们正不断寻求处理氨氮废水的高效措施。某研究团队设计的处理流程如下:
过程I:加NaOH溶液,调节pH至9后,升温至30℃,通入空气将氨赶出并回收。
(5)过程Ⅱ:在微生物的作用下实现转化,称为硝化过程。在碱性条件下,被氧气氧化成的总反应的离子方程式为 。
(6)过程Ⅲ:在一定条件下向废水中加入甲醇(),实现转化,称为反硝化过程。完全转化成,转移的电子数是 。
【答案】(1)
(2) 将NO2转化为NO
(3) 稀硝酸 NaOH溶液
(4)装置③中液面上方气体仍为无色,装置④中液面上方气体由无色变为红棕色
(5)
(6)
【解析】装置①中是铜片与浓硝酸反应,其反应原理为;装置②中装有蒸馏水,与水反应,得到NO气体;装置③中装有稀硝酸,若NO不被氧化,说明稀硝酸不能氧化NO;装置⑤用排水法收集气体,若仍为NO,可进一步验证;装置④中装有浓硝酸,通入NO,若NO被氧化为红棕色,说明浓硝酸能氧化NO;装置⑥中装有NaOH溶液,其作用是吸收、NO等氮氧化物,防止污染空气。
实验过程:打开弹簧夹,先让装置①产生的通入装置②,与水反应生成NO,其现象为装置②中气体由红棕色变为无色,液面上升;将NO通入装置③(下排右侧的洗气装置),现象为气体颜色无变化,圆底烧瓶内收集到无色气体,说明稀硝酸不能氧化NO;将NO通入装置④(上排右侧的洗气装置)中,无色NO变为红棕色,说明浓硝酸能将NO氧化为;烧杯中NaOH溶液吸收,,也能吸收NO与混合气体,。由此解题。
(1)铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水,化学方程式为:
(2)装置②的作用是将NO2转化为NO,为后续对比浓、稀硝酸氧化性做准备;
NO2与水反应生成硝酸和NO,其反应的化学方程式为
(3)装置③中盛放稀硝酸,用于验证稀硝酸不能氧化NO;
装置⑥中盛放NaOH溶液,用于吸收尾气,防止污染空气。
(4)实验表明,浓硝酸能将一氧化氮氧化成二氧化氮,而稀硝酸不能氧化一氧化氮,其现象可得出装置③(下排右侧的洗气装置)中液面上方气体仍为无色,装置④(上排右侧的洗气装置)中液面上方气体由无色变为红棕色。
(5)在碱性条件下,被氧气氧化为的总反应离子方程式为:。
(6)中N为+5价,中N为0价,转化时,每个N原子得到5个电子,1 mol完全转化为时,转移的电子数为或。
26.(25-26高一上·山东德州·期末)含氮化合物在工农业生产中有重要用途。
I.制备并探究其性质。
(1)利用装置A制备的化学方程式为 ,装置B中的试剂为 。
(2)实验过程中当观察到 (填实验现象),可说明具有 (填“氧化性”或“还原性”)。
(3)为防止环境污染,以下装置可用于吸收的是 (填序号)
II.探究和的相互转化。
(4)用 法收集后,连接注射器,打开止水夹,推动活塞,使进入烧瓶,观察到的现象是 。
(5)用溶液吸收体积比为1:1的和,生成一种盐和某种温室气体,化学方程式为 。
【答案】(1) 碱石灰
(2) C中固体由黑色变红色,D中固体变为蓝色 还原性
(3)②④⑤
(4) 排水 气体由无色变为红棕色
(5)
【解析】A装置制备,B装置干燥,C装置验证的性质,是将通入氧化铜加热验证产物,D中的无水检验产物水,E装置吸收水,F排水量气;
(1)装置A利用固固加热制备,方程式为;B装置用来干燥为碱石灰;
(2)具有还原性,与灼热的氧化铜反应生成铜单质、水和氮气,故实验现象为C中固体由黑色变红色,D中固体变为蓝色证明具有还原性;
(3)极易溶于水,用水吸收即可,但注意用水吸收时要防倒吸需用防倒吸装置,为②④⑤;
(4)不溶于水用排水法收集;与反应生成,故现象为气体由无色变为红棕色;
(5)用溶液吸收生成的温室气体为,体积比为1:1吸收,根据得失电子相等可知生成的产物为+3价,方程式为;
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