专题02 氮及其化合物 无机非金属材料（期末培优讲义）高一化学下学期人教版

专题02 氮及其化合物 无机非金属材料 重点一 氮及其氧化物 1．氮的固定 含义 将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程 分类 ①自然固氮 雷电固氮(大自然通过闪电释放能量将氮气转化为含氮的氧化物) N2+O22NO 生物固氮(通过豆科植物的根瘤菌将氮气转化为氨) ②人工固氮 工业上合成氨：N2+3H22NH3 仿生固氮(某些金属有机化合物可起到根瘤菌的作用) 2．NO和NO2的性质和制法对比 NO NO2 化学性质 毒性 有毒，与CO类似，能与血红蛋白结合，造成人体缺氧 有毒 与水 不反应 3NO2+H2O=2HNO3+NO NO2既是氧化剂，又是还原剂 与碱 不反应，但与NO2混合可被NaOH吸收： NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O 2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O 氧化性 6NO+4NH35N2+6H2O 使湿润的淀粉-KI试纸变蓝(不能用于鉴别NO2和溴蒸气)：2NO2+2KI=I2+2KNO2 与O2和H2O 4NO+3O2+2H2O=4HNO3 4NO2+O2+2H2O=4HNO3 制法 实验室制取 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 收集方法 排水法 向上排空气法 【特别提醒】 ①NO虽易与O2化合，但N2与O2反应时，不论O2是否足量，其一步反应都只能得到NO。 3．氮的氧化物溶于水的几种情况分析 NO2或NO2与N2混合气体溶于水时，3NO2+H2O=2HNO3+NO，利用气体体积变化差进行计算。 NO2与O2的混合气体溶于水，由4NO2+O2+2H2O=4HNO3，可知 V(NO2):V(O2) =4:1 >4:1 <4:1 反应情况 恰好完全反应，无气体剩余 NO2过量，只剩余NO O2过量，剩余气体为O2 NO和O2同时通入水中时，由4NO+3O2+2H2O=4HNO3，可知 V(NO):V(O2) =4:3 >4:3 <4:3 反应情况 恰好完全反应，无气体剩余 NO过量，只剩余NO O2过量，剩余气体为O2 4．氮氧化物对环境的污染及防治 (1)常见的污染类型 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，产生了一种有毒的烟雾。 ②酸雨 NOx与水反应生成HNO3和HNO2，随雨雪降到地面，pH值<5.6的雨水为酸雨。 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。 ④毒性 氮的氧化物都是有毒的，如NO与血红蛋白结合使人中毒 (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＋H2ONO2、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)。一般适合工业尾气中NOx的处理。 ②催化转化法 在催化剂、加热条件下，NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2)，化学方程式为2NO+2CO2CO2+N2，一般适用于汽车尾气的处理。 ③氨气吸收法 在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2)，化学方程式为8NH3＋6NO27N2＋12H2O，4NH3＋6NO5N2＋6H2O。 重点二 氨气性质、制备及铵盐的性质 1．喷泉实验 实验原理：氨气极易溶于水(NH3+H2ONH3·H2ONH+OH-)，导致容器内的气体压强变小，容器内外产生压强差，外界大气压将水压入从而形成喷泉。 实验现象：烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶，形成喷泉，瓶内液体呈红色。 实验结论：氨极易溶于水，水溶液呈弱碱性。 【总结归纳】喷泉实验的常见气液试剂 气体 HCl NH3 CO2、Cl2、H2S、SO2 NO2+O2 吸收剂 水或NaOH溶液 水或盐酸 NaOH溶液 水 组合时的条件 气体在溶液中的溶解度很大或者与溶液反应，使瓶内压强减小，产生足够的压强差(负压) 2．氨的化学性质 氨与酸的反应 NH3+HCl=NH4Cl(两根分别蘸取浓氨水和浓盐酸或浓硝酸的玻璃棒，靠近时，产生大量白烟) 2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4(不能用浓H2SO4干燥) 氨与氧气的反应(还原性) ①氨的催化氧化：4NH3+5O24NO+6H2O，工业上制取硝酸的第一步反应 ②氨在加热条件下和氧化铜反应生成铜和氮气，化学方程式为2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O ③与氯气反应：2NH3+3Cl2=N2+6HCl或8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl(用于检验Cl2管道泄漏) ④2xNH3+3NOxN2+3xH2O(治理氮氧化物的污染) 2．氨的实验室制法 药品选择 ①铵盐：制取NH3时，一般用NH4Cl而不用NH4NO3、(NH4)2CO3的原因：NH4NO3受热分解，产物复杂，且易发生爆炸；(NH4)2CO3受热分解会产生CO2，使收集到的氨气不纯。 ②碱：一般用熟石灰，不用NaOH或KOH，因为NaOH或KOH易吸水结块，而且加热时对玻璃仪器腐蚀性较强。 实验原理 实验室用固体氯化铵和氢氧化钙制取氨气：2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O 实验装置 制取装置：固-固反应加热装置 ①试管口略向下倾斜，防止反应产生的水蒸气冷凝回流炸裂试管； ②棉花的作用：干燥的棉花的作用是防止因空气与NH3对流而使收集的NH3不纯；若用水或稀H2SO4浸湿棉花团，可吸收多余的NH3，以避免污染空气。 验满方法 ①用湿润的红色石蕊试纸放置在试管口附近，若变蓝，说明已经收集满。 ②用蘸取浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，若有白烟生成，说明已经收集满。 净化装置 氨气是碱性气体，常用碱石灰(CaO和NaOH等的混合物)作干燥剂，不能用酸性干燥剂(浓硫酸、P2O5等)干燥，也不能用无水CaCl2(与NH3反应CaCl2+8NH3=CaCl2·8NH3)干燥。 尾气处理 可在试管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花；氨气极易溶于水，用水吸收时要防止倒吸，常用的防倒吸装置如图所示； 防倒吸原理： 氨气的其他制法 方法 化学方程式(或原理) 气体发生装置 加热浓氨水 氨水具有不稳定性和挥发性，受热易分解。 化学方程式为NH3·H2ONH3↑+H2O 将浓氨水滴入固体NaOH中 NaOH溶于水放热，促使氨水分解。且OH-浓度的增大有利于NH3的生成 将浓氨水滴入固体CaO或碱石灰中 CaO与水反应，使溶剂(水)减少；反应放热，促使氨水分解。化学方程式为NH3·H2O+CaO=NH3↑+Ca(OH)2 3．铵盐的化学性质 不稳定性 NH4Cl受热分解：NH4ClNH3↑+HCl↑(用于除去或分离铵盐) NH4HCO3受热分解：NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O； (NH4)2CO3受热分解：(NH4)2CO32NH3↑+CO2↑+H2O 与碱反应 ①在稀溶液中不加热：NH+OH-=NH3·H2O②加热时或浓溶液：NH+OH-NH3↑+H2O。 ③实验室用NH4Cl和Ca(OH)2反应制取氨气，化学方程式： 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O。 【特别提醒】①NH4Cl受热分解先发生NH4Cl的分解反应，后发生NH3与HCl的化合反应，故不能利用分解氯化铵的方法制取氨气。 4．铵盐()的检验 方法 ①NaOH溶液法：取少量固体样品或溶液于试管中，再加入浓的NaOH溶液，加热产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体(或将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近管口，有白烟产生)，证明固体样品或溶液中含有NH。 ②碱石灰法：把碱石灰与某物质的固体混合物在研钵里研磨，产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝(或将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近研钵口，有白烟产生)，则可以判断该物质是铵盐。 【特别提醒】①检验铵盐时，必须先加碱将NH转化为NH3，而不能直接加热，因为有的铵盐受热分解不一定产生NH3，如NH4NO3分解产物较复杂，且高温下分解不产生氨气。 ②检验铵盐时，必须加热且用浓碱溶液，因为碱液浓度较小或不加热时生成NH3·H2O而不能放出氨气。 重点三 硝酸的性质及相关计算 1．硝酸的化学性质 【特别提醒】 ①不稳定性：浓硝酸见光或受热易分解，化学方程式为4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O (长期存放的浓硝酸呈黄色是因为其分解生成的NO2溶于硝酸中，实验室常将浓硝酸保存在棕色试剂瓶中，并放置在阴凉处)； ②硝酸强氧化性 强氧化性 浓硝酸能使紫色石蕊试液先变红，后褪色 与非金属单质C、S、P等在加热条件下反应：C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O S+6HNO3(浓)H2SO4+6NO2↑+2H2O 与金属的反应(如浓和稀硝酸与铜的反应)3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 钝化：常温时，冷的浓硝酸、浓硫酸可使铝、铁表面生成致密的氧化膜，阻止酸与金属的进一步反应。钝化其实也是硝酸强氧化性的表现，利用金属Al和Fe的这种性质，我们可以用Al或Fe制的容器来盛装浓硫酸或浓硝酸。当加热时，铁、铝会与浓HNO3或浓H2SO4发生反应。 与还原性化合物反应硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2＋等还原性物质。如稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式：3Fe2＋＋4H＋＋NO=3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。 【特别提醒】稀硝酸可与铁、铝反应，硝酸被还原为NO。硝酸与铁反应时，产物符合以下规律： Fe的量 Fe过量 Fe不足 Fe与HNO3恰好完全反应 产物 Fe(NO3)2 Fe(NO3)3 Fe(NO3)2或Fe(NO3)3或两者的混合物 2．硝酸工业制备 制硝酸的流程 化学方程式 ①N2＋3H22NH3，N2发生还原反应。 ②4NH3＋5O24NO＋6H2O，NH3发生氧化反应。 ③2NO＋O2=2NO2，NO发生氧化反应。 ④3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，NO2既发生氧化反应，又发生还原反应。 重点四 含氮化合物的转化 1．氮气及其化合物的价类二维图 ①N2→NH3：N2＋3H2 2NH3；②N2→NO：N2＋O22NO；③NO→NO2：2NO+O2=2NO2；④NO2→NO：3NO2+H2O=2HNO3+NO；⑤NO→HNO3：4NO+3O2+2H2O=4HNO3；⑥NO2→HNO3：3NO2+H2O=2HNO3+NO、4NO2+O2+2H2O=4HNO3；⑦NH3→NO：4NH3＋5O24NO＋6H2O； ⑧HNO3→NO：3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O； ⑨HNO3→NO2：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O、C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O； ⑩NH3→NH3·H2O：NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH-； ⑪NH3→NH：2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4；⑫NH→NH3：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O； 2．氮及其化合物的转化 不同价态含氮物质转化主要发生“歧化反应”和“归中反应”。“歧化反应”——同一物质中某元素的化合价在同一反应中既升高又降低。 例如，，。 “归中反应”——不同物质中同一元素的不同化合价在同一反应中只靠拢，不交叉。例如，， 。 故以上序号表示的化学方程式为： ①；②；③； ④2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O；⑤NH3·H2ONH3↑+H2O；⑥； ⑦；⑧；⑨2NO＋O2=2NO2；⑩3NO2＋H2O=2HNO3＋NO； ⑪Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O；⑫3NO2＋H2O=2HNO3＋NO； ⑬3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。 重点五 硅及其化合物 1．硅的化学性质 （1）稳定性：常温下，除与F2、HF 和强碱溶液反应外，硅不与其他物质（如强酸和强氧化剂）反应①与氢氟酸反应的化学方程式：Si＋4HF=SiF4↑＋2H2↑； ②与NaOH溶液反应的化学方程式：Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑； ③与F2反应的化学方程式:Si＋2F2=SiF4。 2．硅的工业制法 用焦炭还原石英砂制得含有少量杂质的粗硅，反应的化学方程式为SiO2＋2CSi＋2CO↑。 工业制备高纯硅的原理示意图如图所示。 其中涉及的主要化学反应为： ①SiO2＋2CSi＋2CO↑；②Si＋3HClSiHCl3＋H2；③SiHCl3＋H2Si＋3HCl； 3．二氧化硅的化学性质 ①SiO2与碱(如NaOH)反应，生成硅酸盐与水：SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O ②在高温条件下，能够与碱性氧化物(如氧化钙)反应：SiO2＋CaOCaSiO3 ③在高温条件下可以与碳酸盐反应，如与碳酸钠、碳酸钙反应的化学方程式为SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑；SiO2＋CaCO3CaSiO3＋CO2↑(工业制玻璃)。 ④常温下与氢氟酸反应的化学方程式为：SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O 【特别提醒】 ①由于玻璃的成分中含有SiO2，故实验室盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞，因为SiO2与碱溶液反应生成具有黏性的Na2SiO3。 ②因为氢氟酸腐蚀玻璃并用于雕刻玻璃，与玻璃中的SiO2反应，所以氢氟酸不能用玻璃瓶保存，而应保存在塑料瓶或铅皿中。未进行磨砂处理的玻璃，在常温下是不易被强碱腐蚀的。 ③SiO2是H2SiO3的酸酐，虽然能与NaOH溶液、HF溶液反应，但不属于两性氧化物，属于酸性氧化物，但SiO2不与水反应，不能用SiO2直接与水作用制备H2SiO3。 ④不能依据反应2C＋SiO2Si＋2CO↑来说明C的还原性比Si强，也不能依据反应SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑来说明SiO2水化物的酸性比H2CO3强。此类反应能进行的原因是因为在高温条件下，生成物中的气体从反应体系中逸出，有利于反应向右进行。 ⑤不要混淆二氧化硅和硅的用途：用于制作光导纤维的是SiO2，用于制作半导体材料、计算机芯片的是晶体硅。 ⑥加热熔融NaOH时，不能使用陶瓷坩埚，石英坩埚和铝坩埚，只能使用铁坩埚，原因是陶瓷和石英的主要成分都含有SiO2，SiO2能与NaOH反应，铝坩埚的主要成分是氧化铝，也能与NaOH反应。 ⑦SiO2是二氧化硅的化学式（表示组成），不是分子式，二氧化硅没有分子式。 4．硅酸的制备及其用途 （1）由于SiO2不溶于水，所以硅酸是通过可溶性硅酸盐与其他酸反应制得的。 Na2SiO3+2HCl=H2SiO3↓+2NaCl，Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3(证明酸性：H2CO3>H2SiO3)。 （2）硅酸的用途：硅胶可作催化剂的载体和袋装食品、瓶装药品的干燥剂。 5．硅酸盐 （1）硅酸盐的表示方法：通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示其组成； ①书写方法：找出组成元素→写成氧化物形式→注意原子守恒→检查有无遗漏→氧化物之间以“ · ”隔开。计量数配置出现分数应化为整数，各元素的化合价保持不变，且满足化合价代数和为零，各元素原子个数比符合原来的组成。 ②书写顺序：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→SiO2→H2O。如KAlSi3O8，将K2O·Al2O3·3SiO2，要写成K2O·Al2O3·6SiO2。 （2）①硅酸钠是白色固体，可溶于水，俗称泡花碱； ②硅酸钠的化学性质稳定，不能燃烧，不易腐蚀，但能与比硅酸酸性强的一些酸反应，生成难溶于水的硅酸： a．与盐酸反应的化学方程式：Na2SiO3＋2HCl=2NaCl＋H2SiO3↓。 b．与CO2水溶液反应的化学方程式：Na2SiO3＋H2O＋CO2(少量)=Na2CO3＋H2SiO3↓。 ③用途：黏合剂(矿物胶)、防腐剂和耐火阻燃材料。 重点六 无机非金属材料 1．传统的无机非金属材料 ①玻璃 主要原料：石灰石、纯碱、石英砂(主要成分为SiO2)、 ②水泥 主要原料：黏土、石灰石、石膏 ③陶瓷 主要原料：黏土(主要成分为含水的铝硅酸盐) 【特别提醒】硅酸盐产品中，水泥和陶瓷的共同原料是黏土，水泥和玻璃的共同原料是石灰石。 2．新型无机非金属材料 ①碳化硅(SiC)陶瓷：用作砂纸和砂轮的磨料、耐高温结构材料、耐高温半导体材料等； ②高温结构陶瓷，耐高温、抗氧化、耐腐蚀，用于火箭发动机、汽车发动机和高温电极材料等； ③压电陶瓷能实现机械能和电能的相互转化，用于滤波器、扬声器、超声波探伤器和点火器等； ④透明陶瓷具有优异的光学性能、耐高温、绝缘性好，用于高压钠灯、激光器、高温探测窗等； ⑥超导陶瓷在临界温度下具有超导性，用于电力、交通、医疗领域等； ⑦碳纳米材料：富勒烯具有超导性能，在光学、电学、磁学等方面都有重要应用；碳纳米管比表面积大，有相当高的强度和优良的电学性能，生产复合材料、电池和传感器等；石墨烯电阻率低、热导率高，具有很高的强度，在光电器件、超级电容器、电池和复合材料等方面的应用研究正在不断深入； 氮及其氧化物 【典例1】（25-26高一上·河南南阳·期末）氮氧化物是造成大气污染的主要原因之一，消除氮氧化物有多种方法。 (1)催化还原氮氧化物(SCR技术)是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。反应原理如图1所示。 ①___________(填“是”或“不是”)酸性氧化物。 ②已知“催化还原”中NO和的物质的量之比为1：1，写出该过程中与反应的化学方程式：___________。 ③不同催化剂作用下，氮氧化物去除率随温度的变化关系如图2，其中在低温下表现最好的催化剂为___________。 (2)NaClO溶液脱硝。图3为NaClO溶液吸收NO的喷淋吸收塔装置示意图。 ①脱硝过程中发生反应的离子方程式为___________。 ②反应后溶液的pH将___________(填“减小”或“增大”)。 (3)用水吸收。 室温下(气体摩尔体积设为)，若将体积为20 mL的试管充满，然后倒立于盛满水的水槽中，充分反应后，试管中剩余气体的体积为___________mL，此时，若再充入，充分反应后，试管中剩余气体的体积为___________mL，假如试管内溶液中的溶质不向水槽扩散，溶质的物质的量浓度为___________(用含的式子表示)。 【即时检测1-1】（24-25高一下·辽宁丹东·期末）氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法正确的是 A．分子内原子间以共价三键结合，化学性质稳定 B．植物吸收了作为肥料，实现了氮的固定 C．步骤①中在雷电作用下发生反应的化学方程式为 D．步骤②中在细菌作用下生成，发生氧化反应 【即时检测1-2】（25-26高一上·上海·期末）I．自然界中氮循环如图所示。 (1)上述循环中涉及到多个固氮过程，过程①是___________固氮，过程②是人工固氮，写出人工固氮的化学方程式___________。过程③中氮元素由___________态转化为___________态。 (2)自然界固氮，可将少量转化为等氮肥。请写出的化学方程式___________、___________。 (3)将20 mL 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10 mL气体，则原混合气体中与NO的体积比为___________。 A． B． C． D． (4)在细菌的作用下铵态氮()与亚硝态氮()可以转化为氮气，所涉及的离子方程式为：，反应中，每生成0.02 mol氮气时，转移电子的物质的量为___________。 (5)氮元素在海洋中的循环，是整个海洋生态系统的基础和关键。有人研究了温度对海洋硝化细菌去除氨氮效果的影响。下表为对10 L人工海水样本的监测数据。硝化细菌去除氨氮的最佳反应温度是___________℃，在最佳反应温度时，48 h内去除氨氮反应的平均速率是___________。 温度/℃ 样本氨氮含量/mg 处理24 h 处理48 h 氨氮含量/mg 氨氮含量/mg 20 1008 838 788 25 1008 757 468 30 1008 798 600 40 1008 977 910 Ⅱ．工业制硝酸时尾气中含有的NO、可用NaOH溶液吸收。发生的反应有：，。用不同浓度NaOH溶液吸收含量不同的尾气()，氮氧化物吸收率与NaOH浓度间的关系如图所示： (6)随溶液浓度的增大，氮氧化物吸收率的变化情况是___________。 (7)当a小于50%时，加入能提升氮氧化物的吸收率，原因是___________。 (8)某小组同学建议用废氨水对含NO、的废气进行吸收，请简述用废氨水吸收的优点。___________。 氨气性质、制备及铵盐的性质 【典例2】（24-25高一下·辽宁丹东·期末）某化学研究性学习小组利用下图装置制取氨气并探究氨气的性质。下列说法正确的是 A．装置A中可以用消石灰和硝酸铵制氨气 B．装置B中可以盛放碱石灰 C．装置C和D中试纸颜色都会发生改变 D．装置E中滴加浓盐酸时有白雾生成 【即时检测2-1】（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 【即时检测2-2】（24-25高一下·山西朔州·期末）依据图中氮元素及其化合物的转化关系，回答下列问题： (1)图中，X的水化物的稀溶液与足量铁粉反应的离子方程式：___________。 (2)回答下列关于NH3的问题： ①利用下列方法制取氨气，其中合理的是___________(填字母)。 A．将浓氨水滴入氢氧化钠固体中                B．将氯化铵稀溶液滴入氧化钙固体中 C．将氯化铵固体加热分解                    D．加热浓氨水 E．将浓氨水滴入碱石灰固体中 ②氨气是重要的化工原料，可以合成多种物质，写出其催化氧化的化学方程式：___________。 (3)下列关于NO、NO2的问题： ①汽车排气管上装有催化转化器可减少尾气对环境的污染，汽车尾气中的有害气体CO和NO反应可转化为无害气体排放，写出相关反应的化学方程式：___________。 ②NO和NO2按一定比例混合可以被NaOH溶液完全吸收生成一种正盐，写出相关反应的化学方程式：___________。此反应___________(填“是”或“不是”)氮的固定。 ③工业生产中利用氨水吸收SO2和NO2，原理如图所示： NO2被吸收过程的离子方程式是___________。 硝酸的性质 【典例3】（25-26高一上·山东潍坊·期末）工业制硝酸原理如图所示。下列说法错误的是 A．上述转化过程中涉及氮的固定 B．“氧化炉”中发生反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶4 C．“吸收塔”中NO与按物质的量之比4∶3通入水中能完全转化为硝酸 D．可用铁罐运输浓硝酸的原因是铁与浓硝酸不反应 【即时检测3-1】（25-26高一上·上海·期末）硝酸是一种重要的基础化工原料。历史上先后出现多种不同的制备硝酸的方法。 方法一：17世纪，人们以硝石(主要成分)为氮源制备硝酸。 8．该方法原理为：。该反应中，浓硫酸体现了酸性和_______。 A．强氧化性　　    B．脱水性　　    C．吸水性    　　D．难挥发性 该反应加热温度不能过高，原因是_______。 方法二：合成氨问世后，氨氧化法进入工业化阶段，这种方法至今依然是世界上生产硝酸的主要方法。以氮气为氮源催化氧化制备硝酸，反应原理分以下三步进行： 9．反应i属于_______固氮。 A．生物 B．大气 C．自然 D．人工 10．写出反应ⅱ的方程式：_______。实验室用下图装置可模拟反应ⅱ实验：在锥形瓶中加入浓氨水，向其中鼓入氧气并迅速将烧红的铂丝伸入锥形瓶中并接近浓氨水的液面。铂丝锥形瓶内可观察到有红棕色气体生成，甚至可能还有白烟产生，产生白烟现象的化学方程式为：_______。检验白烟中的方法是_______。 11．反应ⅲ的总反应方程式为_______。若有参与反应(标准状况)，则反应中转移的电子数为_______个(用NA表示阿伏加德罗常数)。 12．为让氨气充分转化为硝酸且减少原料浪费，流程中通入空气总体积与氨气体积之比理论最佳为_______(空气中的氧气体积占比以计)。 实验室中用圆底烧瓶收集进行如图所示喷泉实验。 13．下列对实验现象的分析正确的是_______。(不定项) A．烧瓶中形成喷泉，说明与发生了反应 B．烧瓶中剩余少量气体，能证明的溶解已达饱和 C．烧瓶中溶液为红色的原因是： D．烧瓶中溶液露置在空气中一段时间后碱性变弱，能证明氨水具有挥发性 14．氨水中含有_______等分子和_______等离子(用化学式表示)。若最终烧瓶中溶液充满，则所得溶液的物质的量浓度为_______(气体摩尔体积用表示)。 【即时检测3-2】（24-25高一下·江苏无锡·期末）亚硝酸钠(NaNO2)主要用于医药、染料和漂白等行业，也常用于食品保鲜剂。某小组拟利用氮氧化物制备亚硝酸钠并探究其性质，流程、实验装置如下图所示。 已知：NO不能单独被纯碱溶液吸收；NO2单独被纯碱吸收的反应为：2NO2 + Na2CO3 = NaNO2 + NaNO3 + CO2。 I．氮氧化物的制备 (1)可利用A装置制得NO，发生反应的离子方程式为___________。 Ⅱ．亚硝酸钠的制备 (2)NO2单独被纯碱吸收的反应产生气体的电子式为___________，除该反应外，C装置中生成NaNO2的化学方程式为___________。 (3)装置D中NaClO的作用是___________。 Ⅲ．亚硝酸钠的性质 (4)实验完毕后，从装置C中分离出NaNO2固体粗产品(已知不含Na2CO3、NaHCO3杂质)，取少量上述产品配制成样品溶液进行相关实验探究。小组成员预测NaNO2有氧化性，某同学进行如下实验，并依据现象认为可以得出结论：酸性条件下，能氧化I-，反应的离子方程式为___________。 Ⅳ．亚硝酸钠的纯度 (5)准确称取反应后的固体3.000g于烧杯中，加入蒸馏水溶解，配成250mL溶液；取出25.00mL于锥形瓶中，滴入0.1mol·L-1酸性KMnO4溶液至恰好完全反应，用去16.00mL酸性KMnO4溶液。固体中NaNO2的纯度为___________(写出计算过程)。 含氮化合物的转化 【典例4】（25-26高一上·安徽·期末）自然界中的氮元素以氮气、氮氧化物、硝酸和盐等形式存在，人类对氮元素的利用，就是实现氮元素在不同物质之间的转化。 (1)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是　　　　(填字母)。 A．NH3易溶于水，可用作制冷剂 B．HNO3具有强氧化性，可用于制NH4NO3 C．NH4HCO3受热易分解，可用作化肥 D．N2性质稳定，可用作食品保护气 (2)自然界中高能固氮的化学方程式为___。 (3)氮肥是水体中铵态氮()的主要来源之一。实验室中检验可以用浓的____(填试剂名称)，现象为产生有刺激性气味的气体。铵态氮与亚硝态氮()可以在氨氧化细菌的作用下转化为氮气，该反应中，当产生0.02 mol氮气时，转移电子的物质的量为____。 (4)NOx(氮氧化物)是大气污染物，主要包括NO、NO2。处理NOx对环境保护具有重要的意义。 ①汽车排气管上装有催化转化器，可减少尾气对环境的污染，有害气体CO和NO反应可转化为无害气体，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为___。 ②工业生产中利用氨水吸收少量SO2和NO2，原理如图。NO2被吸收过程的离子方程式是___。 (5)HNO3是极其重要的化工原料，在工业、农业、医药、军事等领域有着广泛的应用，现代工业上常用氨催化氧化制硝酸，相关流程示意图如下： ①写出“氧化炉”中氨催化氧化的化学方程式：___。 ②工业上常用碱液来吸收NOx，有关的化学方程式为； 。一定条件下0.2 mol NO2和0.1 mol NO的混合气体恰好被200 mL NaOH溶液完全吸收，则NaOH溶液的物质的量浓度为___。 【即时检测4-1】（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 【即时检测4-2】（24-25高一下·湖北省直辖县级单位·期末）元素的“价类二维图”体现了化学变化之美。部分含硫、氮物质的类别与硫元素和氮元素化合价的对应关系如图。 下列说法正确的是 A．只有、、、、属于电解质 B．a、b、c、g、i均可用排空气法收集 C．在一定条件下均可以与、发生反应 D．的浓溶液不能干燥气体a、g、i，是因为其具有强氧化性 硅及其化合物 【典例5】（24-25高一下·天津河北·期末）下列四种国宝级文物的主要成分是硅酸盐的是 A．被称为“臻于极致的青铜典范”的四羊方尊 B．被誉为“白瓷之王”的定窑孩儿枕 C．成为中国文化遗产标志的太阳神鸟金饰 D．被尊为“墨皇”的牙色麻纸本墨迹《平复帖》 A．A B．B C．C D．D 【即时检测5-1】（24-25高一下·辽宁沈阳·期末）下列离子方程式的书写正确的是 A．水玻璃中通入过量的： B．将少量通入冷氨水中： C．高温条件下用焦炭还原： D．向次氯酸钙溶液中通入少量： 【即时检测5-2】（24-25高一下·湖北襄阳·期末）信息时代，万物互联，芯片不可或缺。工业上以普通石英砂为原料制备高纯硅的工艺流程如下： 已知：SiHCl3的沸点为31.8℃，SiCl4的沸点为57.6℃。 (1)提纯石英砂：普通石英砂含有少量CaCO3、Al2O3、Fe2O3，需先后用X溶液和高纯水洗，然后再烘干。则X溶液为___________(选填下列编号)；判断高纯水是否洗净石英砂的操作是___________。 a．硫酸溶液     b．氢氧化钠溶液    c．盐酸 (2)制取粗硅：高温下制粗硅的化学方程式为___________。 (3)合成SiHCl3：300℃、0.1MPa条件下，发生的主要反应有：Si 3HCl = SiHCl3 H2；Si 4HCl = SiCl4 2H2.HCl在这两个反应中体现了___________(填“氧化性”或“还原性”)。 (4)提纯SiHCl3：将合成气先降至室温，得到的液体进行___________(填操作名称)，可得到高纯度的SiHCl3；得到的气体再进一步分离，循环利用。 (5)还原SiHCl3：高纯SiHCl3与H2在高温硅棒表面还原沉积得到高纯硅，反应方程式为 SiHCl3(g) + H2(g) = Si(s) + 3HCl(g)，此步骤需要大量电能，调控反应条件以降低耗电量有重大意义。从下表中选择直接耗电量最低的反应条件___________。 1050~1100 ℃/ 0.1 Mpa 1050~1100 ℃/ 0.6 Mpa 1050~1100 ℃/ 0.1 Mpa 1100~1150 ℃/ 0.1 Mpa 硅棒直径/mm 130 130 90 90 直接耗电量/ kWh·(kgSi) 140 73 208.5 182.2 a．1050~1100 ℃、0.6 Mpa、90 mm             b．1100~1150 ℃、0.6 Mpa、90 mm c．1100~1150 ℃、0.1 Mpa、130 mm            d．1100~1150 ℃、0.6 Mpa、130 mm (6)尾气处理：提纯SiHCl3步骤中分离出来的SiCl4可转化为SiHCl3后再利用，实现闭环生产，方法如下：2SiCl4(g) + H2(g) + Si(s) + HCl(g)3SiHCl3(g)。该方案的优点为___________(写一条即可)。 无机非金属材料 【典例6】（24-25高一下·山西·期末）化学与生产、生活、环境密切相关，下列说法错误的是 A．普通玻璃的生产以纯碱、石灰石和石英砂为主要原料 B．碳化硅具有优异的高温抗氧化性能，可用作耐高温结构材料 C．食品中添加适量的二氧化硫可以起到漂白、防腐和抗氧化等作用 D．玻璃雕刻工艺需要用到化学腐蚀试剂，可以用盐酸溶蚀玻璃生产磨砂玻璃 【即时检测6-1】（24-25高一下·广西玉林·期末）2025年，“广西三月三·鬱见美好”十字街的一系列节目别具一格，弹古琴、仿宋点茶、东方插花、篆香等活动齐聚，下列说法错误的是 A．舞蹈演员手中挥舞的丝绸，主要成分是纤维素 B．在很多铺面中售卖雕刻有名字的红色石珠，属于硅酸盐材料 C．场地铺的防滑塑料胶垫，属于有机高分子材料 D．活动现场传输信号所用的光导纤维成分为二氧化硅 【即时检测6-2】（24-25高一下·宁夏吴忠·期末）下列说法错误的是 A．水晶镜片所用原料为硅酸盐 B．硅是半导体材料 C．陶瓷餐具所用材料为硅酸盐 D．二氧化硅是光导纤维的主要原料 夯实基础 1．（24-25高一下·广东湛江·期末）化学与生产、生活密切相关，下列物质的主要成分属于硅酸盐的是 A．铁锤 B．塑料洗脸盆 C．陶瓷水壶 D．柱状石墨 A．A B．B C．C D．D 2．（24-25高一下·山西·期末）科技创造材料，材料的发展又促进科技的进步。下列有关说法错误的是 A．飞船返回舱表层材料玻璃纤维属于无机非金属材料 B．我国生产的0.015mm全球最薄手撕钢属于金属材料 C．“澎湃”火炬使用的环保材料碳纤维属于有机高分子材料 D．浮标飞机中使用的聚乙烯吊绳属于有机高分子材料 3．（24-25高一下·重庆·期末）下列说法正确的是 A．高纯硅广泛应用于制造芯片和光导纤维 B．不与任何酸反应，可用石英制造耐酸容器 C．硅酸可制备硅胶，硅胶可用作袋装食品、瓶装药品的干燥剂 D．均能一步转化 4．（24-25高一下·辽宁丹东·期末）氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法正确的是 A．分子内原子间以共价三键结合，化学性质稳定 B．植物吸收了作为肥料，实现了氮的固定 C．步骤①中在雷电作用下发生反应的化学方程式为 D．步骤②中在细菌作用下生成，发生氧化反应 5．（25-26高一上·山东潍坊·期末）工业制硝酸原理如图所示。下列说法错误的是 A．上述转化过程中涉及氮的固定 B．“氧化炉”中发生反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶4 C．“吸收塔”中NO与按物质的量之比4∶3通入水中能完全转化为硝酸 D．可用铁罐运输浓硝酸的原因是铁与浓硝酸不反应 6．（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 7．（25-26高一上·福建龙岩·期末）合成氨催化氧化制硝酸的流程示意图如下，下列说法错误的是 A．合成塔中发生的反应属于氮的固定 B．氧化炉中发生的反应为 C．吸收塔中发生反应，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比4:1 D．尾气处理可以选用NaOH溶液 （24-25高一下·重庆·期末）下列实验装置能达到实验目的的是 A．用图Ⅰ收集NO B．用图Ⅱ验证易溶于水 C．用图Ⅲ进行的尾气处理 D．用图Ⅳ测定中和热 9．（25-26高一上·上海·期末）自然界中，陆地、海洋、大气中的氮元素，通过各种相互转换建立起生态系统的物质循环。以下为氮元素的循环图： （1）以上自然界氮循环过程中，说法正确的是_______。 A．过程②③表示的是反硝化作用 B．过程④⑤均为还原反应 C．为 D．过程⑥称为固氮 农业生产离不开氮肥，几乎所有的氮肥都以氨为原料。旦旦化学兴趣小组设计如图1所示装置制备氨气并探究其性质。 （2）装置甲中发生反应的化学方程式为_______。 （3）把装置丙中的浓盐酸挤入广口瓶中，可观察到的现象为_______。 （4）图2中可代替装置丁用于吸收多余氨气的是_______。 （5）该兴趣小组利用压强传感器测定氨气喷泉实验中的压强变化情况，实验装置如图3所示。待三颈烧瓶充满后，将单孔塞(插有吸入水的胶头滴管)塞紧瓶口，关闭，将胶头滴管中的水挤入三颈烧瓶中，打开，完成喷泉实验，三颈烧瓶内压强变化曲线如图4所示。下列说法错误的是_______。 A．制取氨气时烧瓶中的可以换成 B．烧杯中若滴加紫色石蕊试液，可以看到蓝色喷泉 C．实验进行到点时喷泉最剧烈 D．喷泉实验结束后，发现水未充满三颈烧瓶，可能是因为收集的氨气不纯 硝酸是一种重要的基础化工原料。历史上先后出现多种不同的制备硝酸的方法。 方法一：17世纪，人们以硝石(主要成分)为氮源制备硝酸。 （6）化学方程式为：，该反应中，浓硫酸体现了酸性和_______。 A．强氧化性 B．脱水性 C．吸水性 D．难挥发性 （7）该反应加热温度不能过高，原因是_______。 方法二：合成氨问世后，氨氧化法进入工业化阶段，这种方法至今依然是世界上生产硝酸的主要方法。以氨气为氮源催化氧化制备硝酸，反应原理分以下三步进行： （8）“氧化炉”中反应ii的化学方程式为_______。 “吸收塔”排出的尾气中仍会含有少量氮氧化物，为消除它们对环境的影响，可采用(储存还原)进行处理，储存和还原在不同时段交替进行，如图5所示。 （9）通过和的相互转化实现的储存和还原。储存的物质是_______。 （10）储存转化为过程中，和恰好完全反应生成，则参加反应的和的物质的量之比为_______。 （11）溶液也可用于吸收尾气(含、)，获得副产品，等物质的量的与被溶液吸收，反应的离子方程式为_______。 综合运用 10．（24-25高一下·辽宁丹东·期末）某化学研究性学习小组利用下图装置制取氨气并探究氨气的性质。下列说法正确的是 A．装置A中可以用消石灰和硝酸铵制氨气 B．装置B中可以盛放碱石灰 C．装置C和D中试纸颜色都会发生改变 D．装置E中滴加浓盐酸时有白雾生成 11．（24-25高一下·辽宁丹东·期末）硝酸是重要的化工原料，用于制化肥、农药、炸药、染料等。工业上制硝酸的原理是将氨经过一系列反应得到硝酸，如图所示，下列说法正确的是 A．转化①中加入足量的，可以使转化率达100% B．转化②中加入，则反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为 C．转化④必须加入氧化剂才能实现 D．转化④的尾气中含有和，可利用溶液吸收 12．（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 13．（23-24高一下·福建福州·期末）由实验操作和现象，可得出相应正确结论的是 选项 实验操作 现象 结论 A 向某盐溶液中加入NaOH溶液 湿润的红色石蕊试纸不变蓝 原溶液中一定不含有 B 向淀粉溶液中滴加稀硫酸，水浴加热，加入新制悬浊液 无砖红色沉淀 淀粉未发生水解 C 石蜡油加强热，将产生的气体通入的溶液 溶液橙红色变无色 气体中含有不饱和烃 D 加热试管中的聚氯乙烯薄膜碎片 试管口湿润的蓝色石蕊试纸变红 氯乙烯的加聚反应是可逆反应 A．A B．B C．C D．D 14．（24-25高一下·四川巴中·期末）下列实验操作、现象和结论均正确的是 选项 实验操作 现象 结论 A 将的KI溶液与溶液混合充分反应后滴加KSCN溶液 溶液颜色变红 KI与反应存在限度 B 向溶液中加入醋酸，将反应后的气体通入硅酸钠溶液中 产生白色浑浊 酸性：醋酸碳酸硅酸 C 向酸性高锰酸钾溶液中加入葡萄酒 红色褪去 葡萄酒中含有 D 向某溶液中加入稀NaOH溶液，将湿润的红色石蕊试纸置于试管口 试纸不变色 原溶液中一定不含有 A．A B．B C．C D．D 15．（25-26高一上·江苏镇江·期末）氮、硫元素的“价-类”二维图如图所示。 下列有关叙述正确的是 A．a与氧化铜反应生成b，该过程属于氮的固定 B．反应：a′+c′→b′中，m（氧化产物）:m（还原产物） C．d、d′均可与水反应生成酸，且都属于酸性氧化物 D．e的稀溶液中通入c′反应的离子方程式为： 16．（24-25高一下·湖北省直辖县级单位·期末）元素的“价类二维图”体现了化学变化之美。部分含硫、氮物质的类别与硫元素和氮元素化合价的对应关系如图。 下列说法正确的是 A．只有、、、、属于电解质 B．a、b、c、g、i均可用排空气法收集 C．在一定条件下均可以与、发生反应 D．的浓溶液不能干燥气体a、g、i，是因为其具有强氧化性 17．（24-25高一下·辽宁丹东·期末）某小组同学对与浓、稀硝酸反应进行探究，实验现象如下表所示，下列说法正确的是 实验 现象 试管Ⅰ中开始无明显现象，逐渐有微小气泡生成，越来越剧烈，液面上方出现浅红棕色气体，溶液呈蓝色 试管Ⅱ中剧烈反应，迅速生成大量红棕色气体，溶液呈绿色；之后向绿色溶液中持续通入，溶液变为蓝色 试管Ⅰ反应停止后，向其中注入稀硫酸，铜片继续溶解，产生无色气体 A．试管Ⅰ中浅红棕色气体为，是硝酸被还原生成的 B．试管Ⅱ中溶液显绿色可能是溶解在硝酸铜中所致 C．等质量的完全溶解时，试管Ⅱ中消耗的少 D．试管Ⅰ反应停止后，向其中注入稀硫酸，铜片继续溶解，说明此时铜被硫酸氧化 18．（25-26高一上·安徽·期末）自然界中的氮元素以氮气、氮氧化物、硝酸和盐等形式存在，人类对氮元素的利用，就是实现氮元素在不同物质之间的转化。 (1)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是　　　　(填字母)。 A．NH3易溶于水，可用作制冷剂 B．HNO3具有强氧化性，可用于制NH4NO3 C．NH4HCO3受热易分解，可用作化肥 D．N2性质稳定，可用作食品保护气 (2)自然界中高能固氮的化学方程式为___。 (3)氮肥是水体中铵态氮()的主要来源之一。实验室中检验可以用浓的____(填试剂名称)，现象为产生有刺激性气味的气体。铵态氮与亚硝态氮()可以在氨氧化细菌的作用下转化为氮气，该反应中，当产生0.02 mol氮气时，转移电子的物质的量为____。 (4)NOx(氮氧化物)是大气污染物，主要包括NO、NO2。处理NOx对环境保护具有重要的意义。 ①汽车排气管上装有催化转化器，可减少尾气对环境的污染，有害气体CO和NO反应可转化为无害气体，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为___。 ②工业生产中利用氨水吸收少量SO2和NO2，原理如图。NO2被吸收过程的离子方程式是___。 (5)HNO3是极其重要的化工原料，在工业、农业、医药、军事等领域有着广泛的应用，现代工业上常用氨催化氧化制硝酸，相关流程示意图如下： ①写出“氧化炉”中氨催化氧化的化学方程式：___。 ②工业上常用碱液来吸收NOx，有关的化学方程式为； 。一定条件下0.2 mol NO2和0.1 mol NO的混合气体恰好被200 mL NaOH溶液完全吸收，则NaOH溶液的物质的量浓度为___。 19．（25-26高一上·河南南阳·期末）氮氧化物是造成大气污染的主要原因之一，消除氮氧化物有多种方法。 (1)催化还原氮氧化物(SCR技术)是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。反应原理如图1所示。 ①___________(填“是”或“不是”)酸性氧化物。 ②已知“催化还原”中NO和的物质的量之比为1：1，写出该过程中与反应的化学方程式：___________。 ③不同催化剂作用下，氮氧化物去除率随温度的变化关系如图2，其中在低温下表现最好的催化剂为___________。 (2)NaClO溶液脱硝。图3为NaClO溶液吸收NO的喷淋吸收塔装置示意图。 ①脱硝过程中发生反应的离子方程式为___________。 ②反应后溶液的pH将___________(填“减小”或“增大”)。 (3)用水吸收。 室温下(气体摩尔体积设为)，若将体积为20 mL的试管充满，然后倒立于盛满水的水槽中，充分反应后，试管中剩余气体的体积为___________mL，此时，若再充入，充分反应后，试管中剩余气体的体积为___________mL，假如试管内溶液中的溶质不向水槽扩散，溶质的物质的量浓度为___________(用含的式子表示)。 20．（25-26高一上·云南昭通·期末）是一种重要的工业原料，也是化学实验室里必备的重要试剂。在工业上可用于制化肥、农药、炸药、染料等，可采用不同的氮源制备。回答下列问题： (1)方法一：早期以硝石(含)为氮源制备，反应的化学方程式为。该反应利用了硝酸的___________(填“挥发性”或“氧化性”)。实验室里，硝酸一般盛放在棕色试剂瓶中，请用化学方程式说明其原因：___________。 (2)方法二：如图，以为氮源催化氧化制备，反应原理分三步进行。 第Ⅰ步反应的化学方程式为___________。 (3)铜与浓硝酸反应的装置如图。 ①仪器A的名称为___________，装置B的作用为___________。某同学推测反应后溶液呈绿色的原因是在溶液中达到饱和，的饱和溶液呈黄色，硝酸铜溶液呈蓝色，两者混合后呈绿色。他取少量该绿色溶液，向其中加入适量水后溶液变为蓝色，可能的原因是___________(用化学方程式表示)。 ②为避免污染环境，装置用溶液吸收，发生的反应如下：    若本实验产生和的混合气体恰好被溶液完全吸收，则溶液的物质的量浓度为___________。 (4)某化学小组在实验室用的浓(密度为)，配制稀。 ①配制溶液需要用量筒量取的浓的体积为___________(计算结果保留至小数点后第一位)。 ②下列操作会使所配溶液浓度小于的是___________(填序号)。 a．用量筒量取浓硝酸时视线仰视刻度线 b．将烧杯中的溶液转移到容量瓶时不慎洒到容量瓶外 c．烧杯中的溶液转移到容量瓶后，没有用蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒 d．定容时视线俯视刻度线 21．（24-25高一下·江苏淮安·期末）氮氧化物能引发酸雨、雾霾等，需处理后才能排放。研究含氮物质的转化是工业、农业、医药、环保等领域的重要课题。 (1)碱液吸收。将硝酸工业的尾气(主要为NO和NO2)通入NaOH溶液中充分吸收，所得溶液经浓缩、结晶、过滤，可以得到NaNO2晶体。 ①NO和NO2混合气体与NaOH溶液反应生成NaNO2的离子方程式为___________。 ②若用Na2SO3溶液代替NaOH溶液，所得晶体中除含有NaNO2、NaNO3外，还有___________(填化学式)。 (2)“纳米零价铁-H2O2”体系可将烟气中难溶的NO氧化为可溶的。在一定温度下，将H2O2溶液和HCl溶液雾化后与烟气按一定比例混合，以一定流速通过装有纳米零价铁的反应装置，可将烟气中的NO氧化。 ①Fe2+催化H2O2分解产生，将NO氧化为的机理如图所示，Y的化学式为___________。 ②纳米零价铁的作用是___________。 ③NO与H2O2反应生成HNO3的化学方程式为___________。 ④NO脱除率随温度的变化如图所示。温度高于120 ℃时，NO脱除率随温度升高呈现下降趋势的主要原因是___________。 (3)电化学还原。利用如图所示原电池的装置使NH3与NO2均转化为N2，既能实现有效清除氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能。 ①电极A上发生的电极反应为___________。 ②为使电池持续放电，离子交换膜应为___________离子交换膜(填“阳”或“阴”)。 思维拔高 22．（24-25高一下·贵州黔南·期末）在生活中亚硝酸钠应用十分广泛，可用作食品防腐剂和护色剂；也可用作织物的媒染剂、漂白剂等。过量摄入亚硝酸钠会对人体健康造成损害。某小组拟利用制备亚硝酸钠并探究其性质。 Ⅰ．亚硝酸钠的制备(实验装置如图所示) 已知：①。 (1)装有浓硝酸的仪器名称_______。 (2)装置B中发生的离子反应方程式为_______。 (3)装置C的作用是_______。 Ⅱ．亚硝酸钠的性质探究 (4)实验完毕后，取装置D中溶液并分成两份进行下列实验探究。 实验操作 现象 结论 滴入几滴酸性溶液 溶液颜色褪去 _______ 滴入适量 _______ 具有氧化性 (5)摄入过量亚硝酸钠会导致人体的血红蛋白被氧化成高铁血红蛋白，使之不能与氧气结合，进而导致组织器官缺氧。若误食可用下列_______(填序号)药物解毒。 A．高锰酸钾 B．过氧化氢 C．维生素C D．纯碱 Ⅲ．亚硝酸钠的纯度测定 (6)将装置D中反应液经相关分离操作得到亚硝酸钠固体。某同学依据实验Ⅱ设计测定产品中含量的实验如下：称取产品3.0g配制成100mL的溶液，取20.00mL与的酸性溶液反应，恰好反应时消耗25.00mL的酸性溶液，则产品中亚硝酸钠的质量分数为_______(保留两位有效数字)。(已知：) 23．（25-26高一上·浙江杭州·期末）完成下列问题。 (1)图中能反映出氮元素及其化合物的转化关系。 ①X的化学式为___________，X转化为硝酸___________(填“是”或“不是”)氧化还原反应。 ②关于和的相互转化，下列说法正确的是___________(填标号)。 A．由转化为，实现了氮的固定 B．工业上利用与反应制取 C．不加入还原剂，也可实现转化为 D．由硝酸转化成等物质的量的时，消耗碳单质和铜单质的物质的量相同 (2)纳米铁粉可用于处理含氧酸性废水中的，反应原理如图所示。 ①反应I中体现了纳米铁粉的___________(填“氧化性”或“还原性”)。 ②反应Ⅱ中生成的离子方程式为___________。在铁粉总量一定的条件下，废水中的溶解氧过多不利于的去除，原因是___________。 (3)用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物，反应的化学方程式如下：；。现有V L某NaOH溶液能完全吸收和组成的大气污染物，则NaOH溶液的物质的量浓度至少为___________。若所得溶液中，则原混合气体中和NO物质的量之比___________。 24．（25-26高一上·江苏南通·期末）氮是生态系统中最活跃元素之一，它的转化运移与环境问题密切相关。 (1)一种用、脱除烟气中的原理如图-1所示，该原理中最终转化为和______（填化学式），当消耗和时，除去的在标准状况下的体积为______L。 (2)氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐是废水中无机氮元素的主要存在形式。 ①氨氮废水中的检验方法是______。 ②取氨氮废水加热沸腾后放置5天，测得沸水放置时间对三种无机氮含量影响的曲线如图-2。亚硝酸盐含量随放置时间先上升后降低，其主要原因是______；放置5天后，废水中总的含氮量降低的原因可能是______。 (3)高铁酸钾（）是一种高效氧化剂，可用于氨氮处理。在干燥空气中和强碱性溶液中能稳定存在。氧化剂的氧化性受溶液中的浓度影响较大。 ①碱性条件下可将水中的转化为除去，该反应的离子方程式为______。 ②用氧化含氨氮废水，其它条件相同时，废水对氨氮去除率及氧化时间的影响如图-3所示。当小于9时，随着的增大，氨氮去除率增大，氧化时间明显增长的原因是______。 13 / 62 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题02 氮及其化合物 无机非金属材料 重点一 氮及其氧化物 1．氮的固定 含义 将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程 分类 ①自然固氮 雷电固氮(大自然通过闪电释放能量将氮气转化为含氮的氧化物) N2+O22NO 生物固氮(通过豆科植物的根瘤菌将氮气转化为氨) ②人工固氮 工业上合成氨：N2+3H22NH3 仿生固氮(某些金属有机化合物可起到根瘤菌的作用) 2．NO和NO2的性质和制法对比 NO NO2 化学性质 毒性 有毒，与CO类似，能与血红蛋白结合，造成人体缺氧 有毒 与水 不反应 3NO2+H2O=2HNO3+NO NO2既是氧化剂，又是还原剂 与碱 不反应，但与NO2混合可被NaOH吸收： NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O 2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O 氧化性 6NO+4NH35N2+6H2O 使湿润的淀粉-KI试纸变蓝(不能用于鉴别NO2和溴蒸气)：2NO2+2KI=I2+2KNO2 与O2和H2O 4NO+3O2+2H2O=4HNO3 4NO2+O2+2H2O=4HNO3 制法 实验室制取 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 收集方法 排水法 向上排空气法 【特别提醒】 ①NO虽易与O2化合，但N2与O2反应时，不论O2是否足量，其一步反应都只能得到NO。 3．氮的氧化物溶于水的几种情况分析 NO2或NO2与N2混合气体溶于水时，3NO2+H2O=2HNO3+NO，利用气体体积变化差进行计算。 NO2与O2的混合气体溶于水，由4NO2+O2+2H2O=4HNO3，可知 V(NO2):V(O2) =4:1 >4:1 <4:1 反应情况 恰好完全反应，无气体剩余 NO2过量，只剩余NO O2过量，剩余气体为O2 NO和O2同时通入水中时，由4NO+3O2+2H2O=4HNO3，可知 V(NO):V(O2) =4:3 >4:3 <4:3 反应情况 恰好完全反应，无气体剩余 NO过量，只剩余NO O2过量，剩余气体为O2 4．氮氧化物对环境的污染及防治 (1)常见的污染类型 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，产生了一种有毒的烟雾。 ②酸雨 NOx与水反应生成HNO3和HNO2，随雨雪降到地面，pH值<5.6的雨水为酸雨。 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。 ④毒性 氮的氧化物都是有毒的，如NO与血红蛋白结合使人中毒 (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＋H2ONO2、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)。一般适合工业尾气中NOx的处理。 ②催化转化法 在催化剂、加热条件下，NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2)，化学方程式为2NO+2CO2CO2+N2，一般适用于汽车尾气的处理。 ③氨气吸收法 在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2)，化学方程式为8NH3＋6NO27N2＋12H2O，4NH3＋6NO5N2＋6H2O。 重点二 氨气性质、制备及铵盐的性质 1．喷泉实验 实验原理：氨气极易溶于水(NH3+H2ONH3·H2ONH+OH-)，导致容器内的气体压强变小，容器内外产生压强差，外界大气压将水压入从而形成喷泉。 实验现象：烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶，形成喷泉，瓶内液体呈红色。 实验结论：氨极易溶于水，水溶液呈弱碱性。 【总结归纳】喷泉实验的常见气液试剂 气体 HCl NH3 CO2、Cl2、H2S、SO2 NO2+O2 吸收剂 水或NaOH溶液 水或盐酸 NaOH溶液 水 组合时的条件 气体在溶液中的溶解度很大或者与溶液反应，使瓶内压强减小，产生足够的压强差(负压) 2．氨的化学性质 氨与酸的反应 NH3+HCl=NH4Cl(两根分别蘸取浓氨水和浓盐酸或浓硝酸的玻璃棒，靠近时，产生大量白烟) 2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4(不能用浓H2SO4干燥) 氨与氧气的反应(还原性) ①氨的催化氧化：4NH3+5O24NO+6H2O，工业上制取硝酸的第一步反应 ②氨在加热条件下和氧化铜反应生成铜和氮气，化学方程式为2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O ③与氯气反应：2NH3+3Cl2=N2+6HCl或8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl(用于检验Cl2管道泄漏) ④2xNH3+3NOxN2+3xH2O(治理氮氧化物的污染) 2．氨的实验室制法 药品选择 ①铵盐：制取NH3时，一般用NH4Cl而不用NH4NO3、(NH4)2CO3的原因：NH4NO3受热分解，产物复杂，且易发生爆炸；(NH4)2CO3受热分解会产生CO2，使收集到的氨气不纯。 ②碱：一般用熟石灰，不用NaOH或KOH，因为NaOH或KOH易吸水结块，而且加热时对玻璃仪器腐蚀性较强。 实验原理 实验室用固体氯化铵和氢氧化钙制取氨气：2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O 实验装置 制取装置：固-固反应加热装置 ①试管口略向下倾斜，防止反应产生的水蒸气冷凝回流炸裂试管； ②棉花的作用：干燥的棉花的作用是防止因空气与NH3对流而使收集的NH3不纯；若用水或稀H2SO4浸湿棉花团，可吸收多余的NH3，以避免污染空气。 验满方法 ①用湿润的红色石蕊试纸放置在试管口附近，若变蓝，说明已经收集满。 ②用蘸取浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，若有白烟生成，说明已经收集满。 净化装置 氨气是碱性气体，常用碱石灰(CaO和NaOH等的混合物)作干燥剂，不能用酸性干燥剂(浓硫酸、P2O5等)干燥，也不能用无水CaCl2(与NH3反应CaCl2+8NH3=CaCl2·8NH3)干燥。 尾气处理 可在试管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花；氨气极易溶于水，用水吸收时要防止倒吸，常用的防倒吸装置如图所示； 防倒吸原理： 氨气的其他制法 方法 化学方程式(或原理) 气体发生装置 加热浓氨水 氨水具有不稳定性和挥发性，受热易分解。 化学方程式为NH3·H2ONH3↑+H2O 将浓氨水滴入固体NaOH中 NaOH溶于水放热，促使氨水分解。且OH-浓度的增大有利于NH3的生成 将浓氨水滴入固体CaO或碱石灰中 CaO与水反应，使溶剂(水)减少；反应放热，促使氨水分解。化学方程式为NH3·H2O+CaO=NH3↑+Ca(OH)2 3．铵盐的化学性质 不稳定性 NH4Cl受热分解：NH4ClNH3↑+HCl↑(用于除去或分离铵盐) NH4HCO3受热分解：NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O； (NH4)2CO3受热分解：(NH4)2CO32NH3↑+CO2↑+H2O 与碱反应 ①在稀溶液中不加热：NH+OH-=NH3·H2O②加热时或浓溶液：NH+OH-NH3↑+H2O。 ③实验室用NH4Cl和Ca(OH)2反应制取氨气，化学方程式： 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O。 【特别提醒】①NH4Cl受热分解先发生NH4Cl的分解反应，后发生NH3与HCl的化合反应，故不能利用分解氯化铵的方法制取氨气。 4．铵盐()的检验 方法 ①NaOH溶液法：取少量固体样品或溶液于试管中，再加入浓的NaOH溶液，加热产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体(或将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近管口，有白烟产生)，证明固体样品或溶液中含有NH。 ②碱石灰法：把碱石灰与某物质的固体混合物在研钵里研磨，产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝(或将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近研钵口，有白烟产生)，则可以判断该物质是铵盐。 【特别提醒】①检验铵盐时，必须先加碱将NH转化为NH3，而不能直接加热，因为有的铵盐受热分解不一定产生NH3，如NH4NO3分解产物较复杂，且高温下分解不产生氨气。 ②检验铵盐时，必须加热且用浓碱溶液，因为碱液浓度较小或不加热时生成NH3·H2O而不能放出氨气。 重点三 硝酸的性质及相关计算 1．硝酸的化学性质 【特别提醒】 ①不稳定性：浓硝酸见光或受热易分解，化学方程式为4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O (长期存放的浓硝酸呈黄色是因为其分解生成的NO2溶于硝酸中，实验室常将浓硝酸保存在棕色试剂瓶中，并放置在阴凉处)； ②硝酸强氧化性 强氧化性 浓硝酸能使紫色石蕊试液先变红，后褪色 与非金属单质C、S、P等在加热条件下反应：C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O S+6HNO3(浓)H2SO4+6NO2↑+2H2O 与金属的反应(如浓和稀硝酸与铜的反应)3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 钝化：常温时，冷的浓硝酸、浓硫酸可使铝、铁表面生成致密的氧化膜，阻止酸与金属的进一步反应。钝化其实也是硝酸强氧化性的表现，利用金属Al和Fe的这种性质，我们可以用Al或Fe制的容器来盛装浓硫酸或浓硝酸。当加热时，铁、铝会与浓HNO3或浓H2SO4发生反应。 与还原性化合物反应硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2＋等还原性物质。如稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式：3Fe2＋＋4H＋＋NO=3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。 【特别提醒】稀硝酸可与铁、铝反应，硝酸被还原为NO。硝酸与铁反应时，产物符合以下规律： Fe的量 Fe过量 Fe不足 Fe与HNO3恰好完全反应 产物 Fe(NO3)2 Fe(NO3)3 Fe(NO3)2或Fe(NO3)3或两者的混合物 2．硝酸工业制备 制硝酸的流程 化学方程式 ①N2＋3H22NH3，N2发生还原反应。 ②4NH3＋5O24NO＋6H2O，NH3发生氧化反应。 ③2NO＋O2=2NO2，NO发生氧化反应。 ④3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，NO2既发生氧化反应，又发生还原反应。 重点四 含氮化合物的转化 1．氮气及其化合物的价类二维图 ①N2→NH3：N2＋3H2 2NH3；②N2→NO：N2＋O22NO；③NO→NO2：2NO+O2=2NO2；④NO2→NO：3NO2+H2O=2HNO3+NO；⑤NO→HNO3：4NO+3O2+2H2O=4HNO3；⑥NO2→HNO3：3NO2+H2O=2HNO3+NO、4NO2+O2+2H2O=4HNO3；⑦NH3→NO：4NH3＋5O24NO＋6H2O； ⑧HNO3→NO：3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O； ⑨HNO3→NO2：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O、C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O； ⑩NH3→NH3·H2O：NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH-； ⑪NH3→NH：2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4；⑫NH→NH3：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O； 2．氮及其化合物的转化 不同价态含氮物质转化主要发生“歧化反应”和“归中反应”。“歧化反应”——同一物质中某元素的化合价在同一反应中既升高又降低。 例如，，。 “归中反应”——不同物质中同一元素的不同化合价在同一反应中只靠拢，不交叉。例如，， 。 故以上序号表示的化学方程式为： ①；②；③； ④2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O；⑤NH3·H2ONH3↑+H2O；⑥； ⑦；⑧；⑨2NO＋O2=2NO2；⑩3NO2＋H2O=2HNO3＋NO； ⑪Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O；⑫3NO2＋H2O=2HNO3＋NO； ⑬3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。 重点五 硅及其化合物 1．硅的化学性质 （1）稳定性：常温下，除与F2、HF 和强碱溶液反应外，硅不与其他物质（如强酸和强氧化剂）反应①与氢氟酸反应的化学方程式：Si＋4HF=SiF4↑＋2H2↑； ②与NaOH溶液反应的化学方程式：Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑； ③与F2反应的化学方程式:Si＋2F2=SiF4。 2．硅的工业制法 用焦炭还原石英砂制得含有少量杂质的粗硅，反应的化学方程式为SiO2＋2CSi＋2CO↑。 工业制备高纯硅的原理示意图如图所示。 其中涉及的主要化学反应为： ①SiO2＋2CSi＋2CO↑；②Si＋3HClSiHCl3＋H2；③SiHCl3＋H2Si＋3HCl； 3．二氧化硅的化学性质 ①SiO2与碱(如NaOH)反应，生成硅酸盐与水：SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O ②在高温条件下，能够与碱性氧化物(如氧化钙)反应：SiO2＋CaOCaSiO3 ③在高温条件下可以与碳酸盐反应，如与碳酸钠、碳酸钙反应的化学方程式为SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑；SiO2＋CaCO3CaSiO3＋CO2↑(工业制玻璃)。 ④常温下与氢氟酸反应的化学方程式为：SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O 【特别提醒】 ①由于玻璃的成分中含有SiO2，故实验室盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞，因为SiO2与碱溶液反应生成具有黏性的Na2SiO3。 ②因为氢氟酸腐蚀玻璃并用于雕刻玻璃，与玻璃中的SiO2反应，所以氢氟酸不能用玻璃瓶保存，而应保存在塑料瓶或铅皿中。未进行磨砂处理的玻璃，在常温下是不易被强碱腐蚀的。 ③SiO2是H2SiO3的酸酐，虽然能与NaOH溶液、HF溶液反应，但不属于两性氧化物，属于酸性氧化物，但SiO2不与水反应，不能用SiO2直接与水作用制备H2SiO3。 ④不能依据反应2C＋SiO2Si＋2CO↑来说明C的还原性比Si强，也不能依据反应SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑来说明SiO2水化物的酸性比H2CO3强。此类反应能进行的原因是因为在高温条件下，生成物中的气体从反应体系中逸出，有利于反应向右进行。 ⑤不要混淆二氧化硅和硅的用途：用于制作光导纤维的是SiO2，用于制作半导体材料、计算机芯片的是晶体硅。 ⑥加热熔融NaOH时，不能使用陶瓷坩埚，石英坩埚和铝坩埚，只能使用铁坩埚，原因是陶瓷和石英的主要成分都含有SiO2，SiO2能与NaOH反应，铝坩埚的主要成分是氧化铝，也能与NaOH反应。 ⑦SiO2是二氧化硅的化学式（表示组成），不是分子式，二氧化硅没有分子式。 4．硅酸的制备及其用途 （1）由于SiO2不溶于水，所以硅酸是通过可溶性硅酸盐与其他酸反应制得的。 Na2SiO3+2HCl=H2SiO3↓+2NaCl，Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3(证明酸性：H2CO3>H2SiO3)。 （2）硅酸的用途：硅胶可作催化剂的载体和袋装食品、瓶装药品的干燥剂。 5．硅酸盐 （1）硅酸盐的表示方法：通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示其组成； ①书写方法：找出组成元素→写成氧化物形式→注意原子守恒→检查有无遗漏→氧化物之间以“ · ”隔开。计量数配置出现分数应化为整数，各元素的化合价保持不变，且满足化合价代数和为零，各元素原子个数比符合原来的组成。 ②书写顺序：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→SiO2→H2O。如KAlSi3O8，将K2O·Al2O3·3SiO2，要写成K2O·Al2O3·6SiO2。 （2）①硅酸钠是白色固体，可溶于水，俗称泡花碱； ②硅酸钠的化学性质稳定，不能燃烧，不易腐蚀，但能与比硅酸酸性强的一些酸反应，生成难溶于水的硅酸： a．与盐酸反应的化学方程式：Na2SiO3＋2HCl=2NaCl＋H2SiO3↓。 b．与CO2水溶液反应的化学方程式：Na2SiO3＋H2O＋CO2(少量)=Na2CO3＋H2SiO3↓。 ③用途：黏合剂(矿物胶)、防腐剂和耐火阻燃材料。 重点六 无机非金属材料 1．传统的无机非金属材料 ①玻璃 主要原料：石灰石、纯碱、石英砂(主要成分为SiO2)、 ②水泥 主要原料：黏土、石灰石、石膏 ③陶瓷 主要原料：黏土(主要成分为含水的铝硅酸盐) 【特别提醒】硅酸盐产品中，水泥和陶瓷的共同原料是黏土，水泥和玻璃的共同原料是石灰石。 2．新型无机非金属材料 ①碳化硅(SiC)陶瓷：用作砂纸和砂轮的磨料、耐高温结构材料、耐高温半导体材料等； ②高温结构陶瓷，耐高温、抗氧化、耐腐蚀，用于火箭发动机、汽车发动机和高温电极材料等； ③压电陶瓷能实现机械能和电能的相互转化，用于滤波器、扬声器、超声波探伤器和点火器等； ④透明陶瓷具有优异的光学性能、耐高温、绝缘性好，用于高压钠灯、激光器、高温探测窗等； ⑥超导陶瓷在临界温度下具有超导性，用于电力、交通、医疗领域等； ⑦碳纳米材料：富勒烯具有超导性能，在光学、电学、磁学等方面都有重要应用；碳纳米管比表面积大，有相当高的强度和优良的电学性能，生产复合材料、电池和传感器等；石墨烯电阻率低、热导率高，具有很高的强度，在光电器件、超级电容器、电池和复合材料等方面的应用研究正在不断深入； 氮及其氧化物 【典例1】（25-26高一上·河南南阳·期末）氮氧化物是造成大气污染的主要原因之一，消除氮氧化物有多种方法。 (1)催化还原氮氧化物(SCR技术)是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。反应原理如图1所示。 ①___________(填“是”或“不是”)酸性氧化物。 ②已知“催化还原”中NO和的物质的量之比为1：1，写出该过程中与反应的化学方程式：___________。 ③不同催化剂作用下，氮氧化物去除率随温度的变化关系如图2，其中在低温下表现最好的催化剂为___________。 (2)NaClO溶液脱硝。图3为NaClO溶液吸收NO的喷淋吸收塔装置示意图。 ①脱硝过程中发生反应的离子方程式为___________。 ②反应后溶液的pH将___________(填“减小”或“增大”)。 (3)用水吸收。 室温下(气体摩尔体积设为)，若将体积为20 mL的试管充满，然后倒立于盛满水的水槽中，充分反应后，试管中剩余气体的体积为___________mL，此时，若再充入，充分反应后，试管中剩余气体的体积为___________mL，假如试管内溶液中的溶质不向水槽扩散，溶质的物质的量浓度为___________(用含的式子表示)。 【答案】(1) 不是 (2) 减小 (3) (或6.7、6.67等合理答案) 0 【详解】（1）①NO2不是酸性氧化物，酸性氧化物概念：与碱反应只生成盐和水的氧化物。 ②因NO与NO2物质的量之比为1∶1，化学方程式：。 ③由图2可见，在较低温度下表现最优的催化剂是Mn/W0.5/TiO2。 （2）①NaClO溶液吸收NO的离子方程式：。         ②因产物中生成H+，溶液pH将减小。 （3）①将20 mL试管充满NO2并倒立于水中，NO2按 反应，最终剩余气体为NO。由体积比知，原有20 mL NO2全部反应后可生成20/3 mL NO；故试管中剩余气体体积为 20/3 mL。     ②加入5 mL O2后，发生总反应4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3，V(NO)/V(O2) = (20/3)/5 = 4/3，恰好完全反应，剩余气体体积为0 mL； ③整个过程相当于20 mL NO2与5 mL O2反应生成硝酸，总反应为4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3；n(HNO3) = n(NO2) = ，c(HNO3) = = mol/L。 【即时检测1-1】（24-25高一下·辽宁丹东·期末）氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法正确的是 A．分子内原子间以共价三键结合，化学性质稳定 B．植物吸收了作为肥料，实现了氮的固定 C．步骤①中在雷电作用下发生反应的化学方程式为 D．步骤②中在细菌作用下生成，发生氧化反应 【答案】A 【详解】A．分子内两个N原子以共价三键结合，三键键能大，因此化学性质稳定，A正确； B．氮的固定是将游离态（单质）的氮转化为化合态氮的过程，本身已经是化合态氮，植物吸收不属于氮的固定，B错误； C．在雷电放电条件下与反应生成，正确化学方程式为，不生成，C错误； D．中N元素为价，生成0价的时，N元素化合价降低，得到电子，发生还原反应，不是氧化反应，D错误； 故选A。 【即时检测1-2】（25-26高一上·上海·期末）I．自然界中氮循环如图所示。 (1)上述循环中涉及到多个固氮过程，过程①是___________固氮，过程②是人工固氮，写出人工固氮的化学方程式___________。过程③中氮元素由___________态转化为___________态。 (2)自然界固氮，可将少量转化为等氮肥。请写出的化学方程式___________、___________。 (3)将20 mL 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10 mL气体，则原混合气体中与NO的体积比为___________。 A． B． C． D． (4)在细菌的作用下铵态氮()与亚硝态氮()可以转化为氮气，所涉及的离子方程式为：，反应中，每生成0.02 mol氮气时，转移电子的物质的量为___________。 (5)氮元素在海洋中的循环，是整个海洋生态系统的基础和关键。有人研究了温度对海洋硝化细菌去除氨氮效果的影响。下表为对10 L人工海水样本的监测数据。硝化细菌去除氨氮的最佳反应温度是___________℃，在最佳反应温度时，48 h内去除氨氮反应的平均速率是___________。 温度/℃ 样本氨氮含量/mg 处理24 h 处理48 h 氨氮含量/mg 氨氮含量/mg 20 1008 838 788 25 1008 757 468 30 1008 798 600 40 1008 977 910 Ⅱ．工业制硝酸时尾气中含有的NO、可用NaOH溶液吸收。发生的反应有：，。用不同浓度NaOH溶液吸收含量不同的尾气()，氮氧化物吸收率与NaOH浓度间的关系如图所示： (6)随溶液浓度的增大，氮氧化物吸收率的变化情况是___________。 (7)当a小于50%时，加入能提升氮氧化物的吸收率，原因是___________。 (8)某小组同学建议用废氨水对含NO、的废气进行吸收，请简述用废氨水吸收的优点。___________。 【答案】(1) 自然 化合 游离 (2) (3)C (4)0.06 mol (5) 25℃ 1.125 (6)先增大后减少 (7)当a小于50%时，尾气中的含量相对较高，加入，会将氧化成，使的含量增大，从而使氮氧化物的吸收率增大。 (8)废物利用、可生产氮肥 【详解】（1）过程①为，为自然固氮，故答案为自然固氮；过程②是人工固氮，化学方程式为，故答案为；由图可知，过程③中氮元素由化合态转为游离态，故答案为过程③中氮元素由化合态转为游离态。 （2）的过程是与反应生成，与反应生成，其化学方程式为、。 （3）由题意得，充分反应前后体积差为10 mL，设原混合气体中有x mL，即消耗了x mL ，得 ，所以，，则原混合气体中体积为15 mL，体积为5 mL，体积比为，故答案选C。 （4）中，中氮元素化合价由-3价上升至0价，中氮元素化合价由+3价下降至0价，得出每生成1 mol，转移3 mol ，因此每生成0.02 mol氮气时转移电子的物质的量为0.06 mol。 （5）当温度为25℃时，样本氨氮含量1008 mg，处理48 h后，剩余氨氮含量468 mg，处理了氨氮含量540 mg，除氨氮最多，因此硝化细菌去除氨氮的最佳反应温度是25℃；25℃，48 h内去除氨氮540 mg，样本体积为10 L，所以。 （6）由图可知，随溶液浓度的增大，氮氧化物吸收率先增大后减小。 （7）由公式得，a表示尾气中的物质的量分数，当a小于50%时，尾气中的含量相对较高，加入，会将氧化成，使的含量增大，从而使氮氧化物的吸收率增大。 （8）用废氨水对含、的废气进行吸收生成硝酸铵和亚硝酸铵，硝酸铵和亚硝酸铵可以用做化肥和化工原料，故用废氨水吸收的优点是可以废物利用、可生产氮肥等。 氨气性质、制备及铵盐的性质 【典例2】（24-25高一下·辽宁丹东·期末）某化学研究性学习小组利用下图装置制取氨气并探究氨气的性质。下列说法正确的是 A．装置A中可以用消石灰和硝酸铵制氨气 B．装置B中可以盛放碱石灰 C．装置C和D中试纸颜色都会发生改变 D．装置E中滴加浓盐酸时有白雾生成 【答案】B 【分析】A为氨气的制备装置，B用于干燥氨气，通过C、D装置检验氨气的性质，E中滴入浓盐酸，与氨气反应生成氯化铵，有白烟现象。 【详解】A．硝酸铵受热易分解，甚至会发生爆炸，不能用消石灰和硝酸铵加热制氨气，实验室制氨气使用的是氯化铵和消石灰，A错误； B．氨气是碱性气体，碱石灰是碱性干燥剂，不与氨气反应，可以干燥氨气，因此装置B中可以盛放碱石灰，B正确； C．干燥的氨气不能电离出，无法使干燥的红色石蕊试纸变色，只有D中湿润的红色石蕊试纸，因氨气溶于水生成碱性的一水合氨才会变蓝，C错误； D．氨气与浓盐酸挥发出来的反应生成氯化铵固体小颗粒，现象是生成白烟，白雾是小液滴，D错误； 故选B。 【即时检测2-1】（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 【分析】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）。 【详解】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。 【即时检测2-2】（24-25高一下·山西朔州·期末）依据图中氮元素及其化合物的转化关系，回答下列问题： (1)图中，X的水化物的稀溶液与足量铁粉反应的离子方程式：___________。 (2)回答下列关于NH3的问题： ①利用下列方法制取氨气，其中合理的是___________(填字母)。 A．将浓氨水滴入氢氧化钠固体中                B．将氯化铵稀溶液滴入氧化钙固体中 C．将氯化铵固体加热分解                    D．加热浓氨水 E．将浓氨水滴入碱石灰固体中 ②氨气是重要的化工原料，可以合成多种物质，写出其催化氧化的化学方程式：___________。 (3)下列关于NO、NO2的问题： ①汽车排气管上装有催化转化器可减少尾气对环境的污染，汽车尾气中的有害气体CO和NO反应可转化为无害气体排放，写出相关反应的化学方程式：___________。 ②NO和NO2按一定比例混合可以被NaOH溶液完全吸收生成一种正盐，写出相关反应的化学方程式：___________。此反应___________(填“是”或“不是”)氮的固定。 ③工业生产中利用氨水吸收SO2和NO2，原理如图所示： NO2被吸收过程的离子方程式是___________。 【答案】(1)3Fe+8H++2NO=3Fe2+ +2NO↑+ 4H2O (2) ADE 4NH3+5O24NO+6H2O (3) 2NO+2CON2+2CO2 NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O 不是 2NO2+4SO=N2+4SO 【分析】由题干价类二维图可知，X为+5价的氮的氧化物即N2O5，其水化物是HNO3，据此分析解题。 【详解】（1）由分析可知，图中X为N2O5，则X的水化物的稀溶液即稀HNO3与足量铁粉反应生成Fe(NO3)2、NO和H2O，该反应的离子方程式为：3Fe+8H++2NO=3Fe2+ +2NO↑+ 4H2O； （2）① A．氢氧化钠固体具有吸水性，溶于水放出大量的热量，而氨气易挥发，则浓氨水滴入氢氧化钠固体里可制得氨气，并且能够节约氨水的用量，可以制取氨气，A符合题意； B．氨气极易溶于水，氯化铵稀溶液滴入氢氧化钠固体中生成一水合氨得不到氨气，B不合题意； C．加热氯化铵产生氯化氢和氨气，遇冷又转化为氯化铵固体，得不到氨气，C不合题意； D．加热浓氨水，减小了氨气的溶解度，可以获得少量的氨气，D符合题意； E．碱石灰为NaOH和CaO的混合物，则将浓氨水滴到碱石灰上，其中生石灰与水反应、NaOH溶于水均放热，且生石灰与水反应生成氢氧化钙，增大了氢氧根离子浓度，可以获得氨气，E符合题意； 故答案为：ADE； ②氨气是重要的化工原料，可以合成多种物质，其催化氧化生成NO和H2O，该反应的化学方程式为：4NH3+5O24NO+6H2O； （3）下列关于NO、NO2的问题： ①汽车排气管上装有催化转化器可减少尾气对环境的污染，汽车尾气中的有害气体CO和NO反应可转化为无害气体排放即产生CO2和N2，该相关反应的化学方程式为：2NO+2CON2+2CO2； ②NO和NO2按一定比例混合可以被NaOH溶液完全吸收生成一种正盐，结合氧化还原反应中“有升必有降”规律可知，该正盐为NaNO2，则相关反应的化学方程式为：NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O，氮的固定是指由游离态的氮转化为化合态的氮，则此反应不是氮的固定，故答案为：NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O；不是； ③ NO2被吸收过程即NO2转化为N2，N的化合价降低，必有元素的化合价升高，即S的化合价升高，则另一生成物为(NH4)2SO4，根据氧化还原反应配平可得，该反应的离子方程式是2NO2+4SO=N2+4SO。 硝酸的性质 【典例3】（25-26高一上·山东潍坊·期末）工业制硝酸原理如图所示。下列说法错误的是 A．上述转化过程中涉及氮的固定 B．“氧化炉”中发生反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶4 C．“吸收塔”中NO与按物质的量之比4∶3通入水中能完全转化为硝酸 D．可用铁罐运输浓硝酸的原因是铁与浓硝酸不反应 【答案】D 【分析】本流程为工业制硝酸：①在氨合成塔中，氮气与氢气在高温高压、催化剂条件下合成氨气，将游离态氮转化为化合态氮，属于氮的固定；②在氧化炉中，氨气在催化剂、加热条件下被氧气氧化为一氧化氮，反应为；③在吸收塔中，一氧化氮、氧气与水反应生成硝酸，当NO与O2按物质的量之比4:3通入时，可发生总反应，完全转化为硝酸；据此作答。 【详解】A．氨合成塔中发生反应，该过程将游离态的氮转化为化合态的氮（NH3），属于氮的固定，A正确； B．氧化炉中发生反应，NH3中N元素从-3价升高到+2价，作还原剂，O2中O元素从0价降低到-2价，作氧化剂；则氧化剂与还原剂的物质的量之比为5:4，B正确； C．吸收塔中，当NO与O2按物质的量之比4:3通入水中时，发生总反应，反应物可完全转化为硝酸，C正确； D．可用铁罐运输浓硝酸的原因是：铁在冷的浓硝酸中发生钝化，在表面生成一层致密的氧化膜，阻止内部金属继续反应，并非铁与浓硝酸不反应，D错误； 故答案选D。 【即时检测3-1】（25-26高一上·上海·期末）硝酸是一种重要的基础化工原料。历史上先后出现多种不同的制备硝酸的方法。 方法一：17世纪，人们以硝石(主要成分)为氮源制备硝酸。 8．该方法原理为：。该反应中，浓硫酸体现了酸性和_______。 A．强氧化性　　    B．脱水性　　    C．吸水性    　　D．难挥发性 该反应加热温度不能过高，原因是_______。 方法二：合成氨问世后，氨氧化法进入工业化阶段，这种方法至今依然是世界上生产硝酸的主要方法。以氮气为氮源催化氧化制备硝酸，反应原理分以下三步进行： 9．反应i属于_______固氮。 A．生物 B．大气 C．自然 D．人工 10．写出反应ⅱ的方程式：_______。实验室用下图装置可模拟反应ⅱ实验：在锥形瓶中加入浓氨水，向其中鼓入氧气并迅速将烧红的铂丝伸入锥形瓶中并接近浓氨水的液面。铂丝锥形瓶内可观察到有红棕色气体生成，甚至可能还有白烟产生，产生白烟现象的化学方程式为：_______。检验白烟中的方法是_______。 11．反应ⅲ的总反应方程式为_______。若有参与反应(标准状况)，则反应中转移的电子数为_______个(用NA表示阿伏加德罗常数)。 12．为让氨气充分转化为硝酸且减少原料浪费，流程中通入空气总体积与氨气体积之比理论最佳为_______(空气中的氧气体积占比以计)。 实验室中用圆底烧瓶收集进行如图所示喷泉实验。 13．下列对实验现象的分析正确的是_______。(不定项) A．烧瓶中形成喷泉，说明与发生了反应 B．烧瓶中剩余少量气体，能证明的溶解已达饱和 C．烧瓶中溶液为红色的原因是： D．烧瓶中溶液露置在空气中一段时间后碱性变弱，能证明氨水具有挥发性 14．氨水中含有_______等分子和_______等离子(用化学式表示)。若最终烧瓶中溶液充满，则所得溶液的物质的量浓度为_______(气体摩尔体积用表示)。 【答案】8． D 温度过高会导致硝酸分解 9．D 10． 取少量白烟于试管中，加入适量浓溶液并加热，将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，若试纸变蓝，证明含有 11． 12． 13．CD 14． 、、 、、 【解析】8．反应中，浓硫酸提供体现酸性，利用其难挥发性将挥发性的蒸出，体现了酸性和难挥发性，D符合题意； 故选D； 加热温度不能过高，原因是：温度过高会导致硝酸分解； 9．合成氨反应是人工将氮气转化为含氮化合物的过程，属于人工固氮，D符合题意； 故选D； 10．反应ⅱ为氨的催化氧化，方程式为：；白烟是与过量反应生成的固体，化学方程式为：；检验白烟中的方法：取少量白烟于试管中，加入适量浓溶液并加热，将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，若试纸变蓝，证明含有； 11．反应ⅲ为NO与、反应生成，总反应方程式为：4NO+3O2+2H2O=4HNO3，标准状况下的物质的量为，中N元素从价升至价，每转移电子，故转移电子数为； 12．氨气转化为硝酸的总反应为：，需，空气中体积占比为，故需空气体积为，因此空气总体积与氨气体积之比理论最佳为； 13．A．烧瓶中形成喷泉，主要是因为极易溶于水，使烧瓶内压强骤降，而非与发生反应，A不符合题意； B．烧瓶中剩余少量气体，可能是收集的不纯，不能证明的溶解已达饱和，B不符合题意； C．烧瓶中溶液为红色的原因是，溶液呈碱性，C符合题意； D．烧瓶中溶液露置在空气中一段时间后碱性减弱，是因为氨水具有挥发性，逸出使溶液浓度降低，D符合题意； 故选CD； 14．氨水中含有的分子为、、；离子为、、；设烧瓶体积为，溶液充满，则的物质的量为，溶液浓度为：。 【即时检测3-2】（24-25高一下·江苏无锡·期末）亚硝酸钠(NaNO2)主要用于医药、染料和漂白等行业，也常用于食品保鲜剂。某小组拟利用氮氧化物制备亚硝酸钠并探究其性质，流程、实验装置如下图所示。 已知：NO不能单独被纯碱溶液吸收；NO2单独被纯碱吸收的反应为：2NO2 + Na2CO3 = NaNO2 + NaNO3 + CO2。 I．氮氧化物的制备 (1)可利用A装置制得NO，发生反应的离子方程式为___________。 Ⅱ．亚硝酸钠的制备 (2)NO2单独被纯碱吸收的反应产生气体的电子式为___________，除该反应外，C装置中生成NaNO2的化学方程式为___________。 (3)装置D中NaClO的作用是___________。 Ⅲ．亚硝酸钠的性质 (4)实验完毕后，从装置C中分离出NaNO2固体粗产品(已知不含Na2CO3、NaHCO3杂质)，取少量上述产品配制成样品溶液进行相关实验探究。小组成员预测NaNO2有氧化性，某同学进行如下实验，并依据现象认为可以得出结论：酸性条件下，能氧化I-，反应的离子方程式为___________。 Ⅳ．亚硝酸钠的纯度 (5)准确称取反应后的固体3.000g于烧杯中，加入蒸馏水溶解，配成250mL溶液；取出25.00mL于锥形瓶中，滴入0.1mol·L-1酸性KMnO4溶液至恰好完全反应，用去16.00mL酸性KMnO4溶液。固体中NaNO2的纯度为___________(写出计算过程)。 【答案】(1) (2) (3)吸收NO尾气，防止污染环境 (4) (5)92% 【分析】制备亚硝酸钠的流程为：按照图中所示装置连接好后检查装置气密性，通入氮气排除装置中的空气，再利用装置A中Cu和稀反应产生NO气体，通入装置B中与氧气混合部分转化为，再进入装置C 中与饱和溶液接触反应生成，剩余尾气被NaClO溶液吸收，据此分析解答。 【详解】（1）Cu和稀反应产生NO气体，则反应的离子方程式为：。 （2） NO2单独被纯碱吸收的反应方程式为：，产生气体的为，则的电子式为：，在装置C除了NO2单独被纯碱吸收外，还存在和共同被纯碱吸收转化为，则反应的化学方程式为：。 （3）反应结束后的尾气中含有NO会污染环境，所以NaClO的作用为：吸收NO尾气，防止污染环境。 （4）根据实验现象可知在酸性环境中能把氧化为，则反应的离子方程式为：。 （5）酸性溶液与的离子反应方程式为：，根据滴定操作可知使用的酸性的物质的量为：，则样品中的物质的量为，可计算出样品中的纯度为：。 含氮化合物的转化 【典例4】（25-26高一上·安徽·期末）自然界中的氮元素以氮气、氮氧化物、硝酸和盐等形式存在，人类对氮元素的利用，就是实现氮元素在不同物质之间的转化。 (1)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是　　　　(填字母)。 A．NH3易溶于水，可用作制冷剂 B．HNO3具有强氧化性，可用于制NH4NO3 C．NH4HCO3受热易分解，可用作化肥 D．N2性质稳定，可用作食品保护气 (2)自然界中高能固氮的化学方程式为___。 (3)氮肥是水体中铵态氮()的主要来源之一。实验室中检验可以用浓的____(填试剂名称)，现象为产生有刺激性气味的气体。铵态氮与亚硝态氮()可以在氨氧化细菌的作用下转化为氮气，该反应中，当产生0.02 mol氮气时，转移电子的物质的量为____。 (4)NOx(氮氧化物)是大气污染物，主要包括NO、NO2。处理NOx对环境保护具有重要的意义。 ①汽车排气管上装有催化转化器，可减少尾气对环境的污染，有害气体CO和NO反应可转化为无害气体，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为___。 ②工业生产中利用氨水吸收少量SO2和NO2，原理如图。NO2被吸收过程的离子方程式是___。 (5)HNO3是极其重要的化工原料，在工业、农业、医药、军事等领域有着广泛的应用，现代工业上常用氨催化氧化制硝酸，相关流程示意图如下： ①写出“氧化炉”中氨催化氧化的化学方程式：___。 ②工业上常用碱液来吸收NOx，有关的化学方程式为； 。一定条件下0.2 mol NO2和0.1 mol NO的混合气体恰好被200 mL NaOH溶液完全吸收，则NaOH溶液的物质的量浓度为___。 【答案】(1)D (2) (3) 氢氧化钠溶液（或其他合理答案） 0.06 mol (4) 1:1 (5) 1.5 mol·L-1 【详解】（1）A．NH3作制冷剂是由于液氨汽化吸热，A错误； B．用HNO3制备NH4NO3与HNO3具有强氧化性无关，B错误； C．NH4HCO3受热易分解，应保存在阴凉处，用作氮肥的原因是它是含氮元素的盐，C错误； D．N2的化学性质稳定，可用作食品保护气，D正确； 故选D。 （2）自然界中高能固氮的化学方程式为 （3）实验室中检验时可以用浓的NaOH溶液（或其他合理答案）并加热，现象为产生有刺激性气味的气体；与反应生成氮气，中N元素的化合价由-3升高为0， 中N元素的化合价由+3降低为0，根据得失电子守恒，该反应的离子方程式为，生成1 mol氮气转移3 mol电子，当产生0.02 mol氮气时，转移电子的物质的量为0.06 mol。 （4）汽车排气管上装有催化转化器，有害气体CO和NO反应可转化为无害气体氮气和二氧化碳，反应的化学方程式为，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1。 （5）①“氧化炉”中氨发生催化氧化生成NO和水，化学方程式为； ②一定条件下0.2 mol NO2和0.1 mol NO的混合气体恰好被200 mL NaOH溶液完全吸收，根据N原子守恒可知，参加反应的NaOH的物质的量为0.1 mol + 0.2 mol = 0.3 mol，则NaOH溶液的物质的量浓度为=1.5 mol·L-1。 【即时检测4-1】（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 【详解】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。 【即时检测4-2】（24-25高一下·湖北省直辖县级单位·期末）元素的“价类二维图”体现了化学变化之美。部分含硫、氮物质的类别与硫元素和氮元素化合价的对应关系如图。 下列说法正确的是 A．只有、、、、属于电解质 B．a、b、c、g、i均可用排空气法收集 C．在一定条件下均可以与、发生反应 D．的浓溶液不能干燥气体a、g、i，是因为其具有强氧化性 【答案】C 【分析】根据化合价和物质的类别可依次分析出a-k的物质分别为：，据此分析。 【详解】A．、、、、属于电解质，但g（H2S）也是电解质，“只有”二字错误，A错误； B．b（NO）能与空气中的氧气反应，不能用排空气法收集，B错误； C．d（HNO3）具有强氧化性，在一定条件下均可以与g（H2S）（还原性）、h（S）（还原性）发生反应，C正确； D．j的浓溶液（浓硫酸）不能干燥气体a（NH3）是因为浓硫酸会与碱性气体氨气反应；不能干燥g（H2S）是因为浓硫酸的强氧化性；浓硫酸可以用来干燥i（SO2）气体，D错误； 故选C。 硅及其化合物 【典例5】（24-25高一下·天津河北·期末）下列四种国宝级文物的主要成分是硅酸盐的是 A．被称为“臻于极致的青铜典范”的四羊方尊 B．被誉为“白瓷之王”的定窑孩儿枕 C．成为中国文化遗产标志的太阳神鸟金饰 D．被尊为“墨皇”的牙色麻纸本墨迹《平复帖》 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．被称为“臻于极致的青铜典范”的四羊方尊是合金不属于硅酸盐成分，A不符合题意； B．被誉为“白瓷之王”的定窑孩儿枕属于陶瓷，是硅酸盐成分，B符合题意； C．成为中国文化遗产标志的太阳神鸟金饰是合金不属于硅酸盐成分，C不符合题意； D．被尊为“墨皇”的牙色麻纸本墨迹《平复帖》是纤维素，D不符合题意。 故选B。 【即时检测5-1】（24-25高一下·辽宁沈阳·期末）下列离子方程式的书写正确的是 A．水玻璃中通入过量的： B．将少量通入冷氨水中： C．高温条件下用焦炭还原： D．向次氯酸钙溶液中通入少量： 【答案】A 【详解】A．水玻璃（硅酸钠溶液）中通入过量CO2，与CO2反应生成H2SiO3沉淀和。由于CO2过量，酸性足够将进一步转化为，方程式为，A正确； B．将少量通入冷氨水中，因氨水为弱碱但足量，SO2与NH3·H2O反应应生成，方程式为，B错误； C．高温下焦炭还原SiO2时，产物应为CO而非CO2。方程式为，C错误； D．次氯酸钙溶液中通入SO2，ClO-具有强氧化性，会将SO2氧化为，自身被还原为Cl⁻。方程式为，D错误； 故选A。 【即时检测5-2】（24-25高一下·湖北襄阳·期末）信息时代，万物互联，芯片不可或缺。工业上以普通石英砂为原料制备高纯硅的工艺流程如下： 已知：SiHCl3的沸点为31.8℃，SiCl4的沸点为57.6℃。 (1)提纯石英砂：普通石英砂含有少量CaCO3、Al2O3、Fe2O3，需先后用X溶液和高纯水洗，然后再烘干。则X溶液为___________(选填下列编号)；判断高纯水是否洗净石英砂的操作是___________。 a．硫酸溶液     b．氢氧化钠溶液    c．盐酸 (2)制取粗硅：高温下制粗硅的化学方程式为___________。 (3)合成SiHCl3：300℃、0.1MPa条件下，发生的主要反应有：Si 3HCl = SiHCl3 H2；Si 4HCl = SiCl4 2H2.HCl在这两个反应中体现了___________(填“氧化性”或“还原性”)。 (4)提纯SiHCl3：将合成气先降至室温，得到的液体进行___________(填操作名称)，可得到高纯度的SiHCl3；得到的气体再进一步分离，循环利用。 (5)还原SiHCl3：高纯SiHCl3与H2在高温硅棒表面还原沉积得到高纯硅，反应方程式为 SiHCl3(g) + H2(g) = Si(s) + 3HCl(g)，此步骤需要大量电能，调控反应条件以降低耗电量有重大意义。从下表中选择直接耗电量最低的反应条件___________。 1050~1100 ℃/ 0.1 Mpa 1050~1100 ℃/ 0.6 Mpa 1050~1100 ℃/ 0.1 Mpa 1100~1150 ℃/ 0.1 Mpa 硅棒直径/mm 130 130 90 90 直接耗电量/ kWh·(kgSi) 140 73 208.5 182.2 a．1050~1100 ℃、0.6 Mpa、90 mm             b．1100~1150 ℃、0.6 Mpa、90 mm c．1100~1150 ℃、0.1 Mpa、130 mm            d．1100~1150 ℃、0.6 Mpa、130 mm (6)尾气处理：提纯SiHCl3步骤中分离出来的SiCl4可转化为SiHCl3后再利用，实现闭环生产，方法如下：2SiCl4(g) + H2(g) + Si(s) + HCl(g)3SiHCl3(g)。该方案的优点为___________(写一条即可)。 【答案】(1) c 取少量最后一次的洗涤液于试管中，向其中滴加AgNO3溶液，若无白色沉淀现象，则表明石英砂已洗净，否则，表明石英砂未洗净 (2)SiO2 + 2CSi + 2CO↑ (3)氧化性 (4)蒸馏(或分馏) (5)d (6)SiCl4、HCl和H2均循环利用，除了补充硅粉，几乎可以不用补充H2和HCl；完全闭环生产，SiCl4、HCl和H2不排放，对环境友好 【分析】普通石英砂含有少量CaCO3、Al2O3、Fe2O3，先后用盐酸和高纯水洗，然后再烘干得到较纯石英砂，较纯石英砂中加入焦炭得到粗硅和CO，粗硅制得工业级硅粉，再通入HCl合成SiHCl3，将合成气先降至室温，得到的液体进行蒸馏(或分馏)，得到高纯度的SiHCl3，高纯SiHCl3与H2在高温硅棒表面还原沉积得到高纯硅，提纯SiHCl3步骤中分离出来的SiCl4可转化为SiHCl3后再利用，实现闭环生产，据此分析回答。 【详解】（1）硫酸钙微溶，故硫酸不能很好溶解碳酸钙；氢氧化钠会同时溶解SiO2和Al2O3，盐酸可以溶解Fe2O3和Al2O3，不能溶解SiO2，故X选盐酸最合适，选c；高纯水洗后检验滤液中是否有氯离子最为合适，取少量最后的洗涤液于试管中，向其中滴加AgNO3溶液，若无白色沉淀现象，则表明残留物已洗净，否则，表明残留物未洗净； （2）较纯石英砂中加入焦炭得到粗硅和CO (可燃性气体)，化学方程式为：； （3）Si + 3HCl = SiHCl3 + H2；Si + 4HCl = SiCl4 + 2H2.HCl中氯元素化合价没变化，氢元素化合价降低，体现氧化性； （4）根据SiHCl3的沸点为31.8℃，SiCl4的沸点为57.6℃可知，可以通过蒸馏(或分馏)方法，得到高纯度的SiHCl3； （5）从表中我们可以得知，其它条件相同时，升高温度，耗电量减少，选择较高温度范围；压强和温度相同时，硅棒直径越大，耗电量越低，故选最大直径硅棒；温度和硅棒直径相同时，压强大，耗电量低，故选高压，故答案为：d； （6）从物料平衡看，SiCl4、HCl和H2均循环利用；如果没有不考虑其它损耗，只需补充硅粉，几乎可以不用补充H2和HCl；从环境保护角度看，完全闭环生产，不用排放氯硅烷、H2和HCl等有毒或易燃易爆易水解产生酸性腐蚀液体的物质，对环境相对友好。 无机非金属材料 【典例6】（24-25高一下·山西·期末）化学与生产、生活、环境密切相关，下列说法错误的是 A．普通玻璃的生产以纯碱、石灰石和石英砂为主要原料 B．碳化硅具有优异的高温抗氧化性能，可用作耐高温结构材料 C．食品中添加适量的二氧化硫可以起到漂白、防腐和抗氧化等作用 D．玻璃雕刻工艺需要用到化学腐蚀试剂，可以用盐酸溶蚀玻璃生产磨砂玻璃 【答案】D 【详解】A．普通玻璃的主要原料是纯碱、石灰石和石英砂，高温下反应生成硅酸盐，A正确； B．碳化硅(SiC)结构稳定，高温抗氧化性强，常用于耐高温材料，B正确； C．二氧化硫具有漂白、防腐和抗氧化作用，食品中允许适量添加，C正确； D．玻璃主要成分为SiO2，盐酸无法与SiO2反应，需用氢氟酸(HF)腐蚀玻璃，D错误； 答案选D。 【即时检测6-1】（24-25高一下·广西玉林·期末）2025年，“广西三月三·鬱见美好”十字街的一系列节目别具一格，弹古琴、仿宋点茶、东方插花、篆香等活动齐聚，下列说法错误的是 A．舞蹈演员手中挥舞的丝绸，主要成分是纤维素 B．在很多铺面中售卖雕刻有名字的红色石珠，属于硅酸盐材料 C．场地铺的防滑塑料胶垫，属于有机高分子材料 D．活动现场传输信号所用的光导纤维成分为二氧化硅 【答案】A 【详解】A．丝绸的主要成分是蛋白质(如丝蛋白)，而纤维素是植物纤维的主要成分，A错误； B．红色石珠属于天然矿物材料，通常为硅酸盐类，B正确； C．塑料胶垫由高分子聚合物制成，属于有机高分子材料，C正确； D．光导纤维的主要成分是二氧化硅，D正确； 答案选A。 【即时检测6-2】（24-25高一下·宁夏吴忠·期末）下列说法错误的是 A．水晶镜片所用原料为硅酸盐 B．硅是半导体材料 C．陶瓷餐具所用材料为硅酸盐 D．二氧化硅是光导纤维的主要原料 【答案】A 【详解】A．水晶镜片所用原料为二氧化硅，而非硅酸盐，A错误； B．硅是常用的半导体材料，B正确； C．陶瓷餐具由黏土等硅酸盐材料烧制而成，C正确； D．光导纤维的主要原料是二氧化硅，D正确； 故选A。 夯实基础 1．（24-25高一下·广东湛江·期末）化学与生产、生活密切相关，下列物质的主要成分属于硅酸盐的是 A．铁锤 B．塑料洗脸盆 C．陶瓷水壶 D．柱状石墨 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．铁锤的主要成分为铁，为无机物，A不符合题意； B．塑料的主要成分为高分子化合物，为有机物，B不符合题意； C．陶瓷的主要成分为硅酸盐，C符合题意； D．石墨为碳单质，为无机物，D不符合题意； 故选C。 2．（24-25高一下·山西·期末）科技创造材料，材料的发展又促进科技的进步。下列有关说法错误的是 A．飞船返回舱表层材料玻璃纤维属于无机非金属材料 B．我国生产的0.015mm全球最薄手撕钢属于金属材料 C．“澎湃”火炬使用的环保材料碳纤维属于有机高分子材料 D．浮标飞机中使用的聚乙烯吊绳属于有机高分子材料 【答案】C 【详解】A．玻璃纤维是玻璃(硅酸盐)的增强材料，属于无机非金属材料，故A正确； B．手撕钢为超薄不锈钢，属于金属材料，故B正确； C．碳纤维由碳元素组成，结构与石墨类似，属于无机非金属材料，而非有机高分子，故C错误； D．聚乙烯是高分子聚合物，属于有机高分子材料，故D正确； 答案选C。 3．（24-25高一下·重庆·期末）下列说法正确的是 A．高纯硅广泛应用于制造芯片和光导纤维 B．不与任何酸反应，可用石英制造耐酸容器 C．硅酸可制备硅胶，硅胶可用作袋装食品、瓶装药品的干燥剂 D．均能一步转化 【答案】C 【详解】A．高纯硅用于制造芯片，光导纤维主要成分是SiO2，A错误； B．SiO2可与氢氟酸反应，因此不能用石英制造容器来耐HF，B错误； C．硅酸制备的硅胶无毒且吸水性好，可用作食品和药品干燥剂，C正确； D．SiO2不能直接与水反应生成H2SiO3，需通过可溶性硅酸盐与酸反应，无法一步转化，D错误； 故选C。 4．（24-25高一下·辽宁丹东·期末）氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法正确的是 A．分子内原子间以共价三键结合，化学性质稳定 B．植物吸收了作为肥料，实现了氮的固定 C．步骤①中在雷电作用下发生反应的化学方程式为 D．步骤②中在细菌作用下生成，发生氧化反应 【答案】A 【详解】A．分子内两个N原子以共价三键结合，三键键能大，因此化学性质稳定，A正确； B．氮的固定是将游离态（单质）的氮转化为化合态氮的过程，本身已经是化合态氮，植物吸收不属于氮的固定，B错误； C．在雷电放电条件下与反应生成，正确化学方程式为，不生成，C错误； D．中N元素为价，生成0价的时，N元素化合价降低，得到电子，发生还原反应，不是氧化反应，D错误； 故选A。 5．（25-26高一上·山东潍坊·期末）工业制硝酸原理如图所示。下列说法错误的是 A．上述转化过程中涉及氮的固定 B．“氧化炉”中发生反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶4 C．“吸收塔”中NO与按物质的量之比4∶3通入水中能完全转化为硝酸 D．可用铁罐运输浓硝酸的原因是铁与浓硝酸不反应 【答案】D 【分析】本流程为工业制硝酸：①在氨合成塔中，氮气与氢气在高温高压、催化剂条件下合成氨气，将游离态氮转化为化合态氮，属于氮的固定；②在氧化炉中，氨气在催化剂、加热条件下被氧气氧化为一氧化氮，反应为；③在吸收塔中，一氧化氮、氧气与水反应生成硝酸，当NO与O2按物质的量之比4:3通入时，可发生总反应，完全转化为硝酸；据此作答。 【详解】A．氨合成塔中发生反应，该过程将游离态的氮转化为化合态的氮（NH3），属于氮的固定，A正确； B．氧化炉中发生反应，NH3中N元素从-3价升高到+2价，作还原剂，O2中O元素从0价降低到-2价，作氧化剂；则氧化剂与还原剂的物质的量之比为5:4，B正确； C．吸收塔中，当NO与O2按物质的量之比4:3通入水中时，发生总反应，反应物可完全转化为硝酸，C正确； D．可用铁罐运输浓硝酸的原因是：铁在冷的浓硝酸中发生钝化，在表面生成一层致密的氧化膜，阻止内部金属继续反应，并非铁与浓硝酸不反应，D错误； 故答案选D。 6．（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 【详解】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。 7．（25-26高一上·福建龙岩·期末）合成氨催化氧化制硝酸的流程示意图如下，下列说法错误的是 A．合成塔中发生的反应属于氮的固定 B．氧化炉中发生的反应为 C．吸收塔中发生反应，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比4:1 D．尾气处理可以选用NaOH溶液 【答案】C 【详解】A．在合成塔内N2与H2发生反应产生NH3，是氮元素的单质转化为氮元素的化合物，因此属于人工固氮，A正确； B．在氧化炉中NH3被O2氧化反应产生NO、H2O，根据电子守恒、原子守恒，可知发生反应的化学方程式为，B正确； C．在吸收塔中NO2发生反应:，在该反应中，O2作氧化剂，NO2作还原剂，根据N元素的化合价升降变化，可知氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:4，C错误； D．尾气中含有NO2，可用NaOH溶液吸收处理，D正确； 故选C。 （24-25高一下·重庆·期末）下列实验装置能达到实验目的的是 A．用图Ⅰ收集NO B．用图Ⅱ验证易溶于水 C．用图Ⅲ进行的尾气处理 D．用图Ⅳ测定中和热 【答案】B 【详解】A．NO能和空气中的氧气发生反应，不能用排空气法收集，A错误； B．向烧瓶中滴入少量水，如果氨气极易溶于水，则烧瓶内气体压强减小，小于大气压，会形成喷泉，可以达到实验目的，B正确； C．应该用NaOH溶液处理尾气，C错误； D．铜制搅拌棒易导热，导致热量散失，且温度计应放入内筒中，D错误； 故选B。 9．（25-26高一上·上海·期末）自然界中，陆地、海洋、大气中的氮元素，通过各种相互转换建立起生态系统的物质循环。以下为氮元素的循环图： （1）以上自然界氮循环过程中，说法正确的是_______。 A．过程②③表示的是反硝化作用 B．过程④⑤均为还原反应 C．为 D．过程⑥称为固氮 农业生产离不开氮肥，几乎所有的氮肥都以氨为原料。旦旦化学兴趣小组设计如图1所示装置制备氨气并探究其性质。 （2）装置甲中发生反应的化学方程式为_______。 （3）把装置丙中的浓盐酸挤入广口瓶中，可观察到的现象为_______。 （4）图2中可代替装置丁用于吸收多余氨气的是_______。 （5）该兴趣小组利用压强传感器测定氨气喷泉实验中的压强变化情况，实验装置如图3所示。待三颈烧瓶充满后，将单孔塞(插有吸入水的胶头滴管)塞紧瓶口，关闭，将胶头滴管中的水挤入三颈烧瓶中，打开，完成喷泉实验，三颈烧瓶内压强变化曲线如图4所示。下列说法错误的是_______。 A．制取氨气时烧瓶中的可以换成 B．烧杯中若滴加紫色石蕊试液，可以看到蓝色喷泉 C．实验进行到点时喷泉最剧烈 D．喷泉实验结束后，发现水未充满三颈烧瓶，可能是因为收集的氨气不纯 硝酸是一种重要的基础化工原料。历史上先后出现多种不同的制备硝酸的方法。 方法一：17世纪，人们以硝石(主要成分)为氮源制备硝酸。 （6）化学方程式为：，该反应中，浓硫酸体现了酸性和_______。 A．强氧化性 B．脱水性 C．吸水性 D．难挥发性 （7）该反应加热温度不能过高，原因是_______。 方法二：合成氨问世后，氨氧化法进入工业化阶段，这种方法至今依然是世界上生产硝酸的主要方法。以氨气为氮源催化氧化制备硝酸，反应原理分以下三步进行： （8）“氧化炉”中反应ii的化学方程式为_______。 “吸收塔”排出的尾气中仍会含有少量氮氧化物，为消除它们对环境的影响，可采用(储存还原)进行处理，储存和还原在不同时段交替进行，如图5所示。 （9）通过和的相互转化实现的储存和还原。储存的物质是_______。 （10）储存转化为过程中，和恰好完全反应生成，则参加反应的和的物质的量之比为_______。 （11）溶液也可用于吸收尾气(含、)，获得副产品，等物质的量的与被溶液吸收，反应的离子方程式为_______。 【答案】 （1）B （2） （3）有大量白烟 （4）CD （5）A （6）D （7）温度过高，会使硝酸分解 （8） （9）BaO （10）4:3 （11） 【解析】（1）A．氨氮被硝化细菌氧化为亚硝酸盐和硝酸盐属于硝化过程，②③表示硝化过程，A错误； B．④⑤过程中，N元素化合价均降低，属于还原过程，B正确； C．N2在放电过程中与氧气反应生成NO，NO在空气中会迅速被氧化为NO2，所以大气中的NOx通常是NO和NO2的混合物，C错误； D．固氮是指氮气转化成含氮化合物的过程，D错误； 故答案选B。 （2）氯化铵与氢氧化钙在加热条件下生成氯化钙、氨气和水，反应的化学方程式为； （3）装置丙中的浓盐酸挤入广口瓶中，浓盐酸和NH3反应产生大量白烟（生成NH4Cl）； （4）A．该装置为封闭环境，不能进行尾气处理，A不符合题意； B．NH3极易溶于水，导管插入水中会发生倒吸，不能进行尾气处理，B不符合题意； C．氨气不溶于四氯化碳，逸出的氨气被上层的水充分吸收，同时可以防止发生倒吸，C符合题意； D．可以充分吸收NH3，同时球形干燥管可以防止发生倒吸，D符合题意； 故答案选CD； （5）A．CaCl2能与氨气反应，因此制取氨气时烧瓶中的CaO不可以换成CaCl2，A错误； B．氨气极易溶于水形成氨水，且氨水呈碱性遇紫色石蕊溶液变蓝，故形成的喷泉是蓝色的，B正确； C．由三颈烧瓶内压强变化曲线可知，O点时瓶内压强最小，瓶内外压强差最大，喷泉最剧烈，C正确； D．喷泉实验结束后，发现水未充满三颈烧瓶，说明三颈烧瓶内存在未溶解的气体，由于三颈烧瓶内的氨气是用排空气法收集的，则可能是因为收集的氨气不纯，D正确； 故答案选A； （6）浓硫酸难挥发，避免加热过程中与硝酸一起挥发掉，体现了浓硫酸的难挥发性，故选D； （7）温度过高，会使硝酸分解产生NO2、氧气和水； （8）氧化炉中，氨气与氧气在催化剂、加热条件下生成NO和水，反应的化学方程式为； （9）由图5可知，NO与O2生成NO2，NO2与BaO反应生成Ba(NO3)2，故储存NOx的物质是BaO； （10）反应过程中，N元素化合价由+2升为+5，O元素化合价由0降为-2，根据化合价升降相等可知，n(NO):n(O2)=4:3； （11）等物质的量的NO、NO2与氢氧化钠溶液反应生成NaNO2，反应的离子方程式为。 综合运用 10．（24-25高一下·辽宁丹东·期末）某化学研究性学习小组利用下图装置制取氨气并探究氨气的性质。下列说法正确的是 A．装置A中可以用消石灰和硝酸铵制氨气 B．装置B中可以盛放碱石灰 C．装置C和D中试纸颜色都会发生改变 D．装置E中滴加浓盐酸时有白雾生成 【答案】B 【分析】A为氨气的制备装置，B用于干燥氨气，通过C、D装置检验氨气的性质，E中滴入浓盐酸，与氨气反应生成氯化铵，有白烟现象。 【详解】A．硝酸铵受热易分解，甚至会发生爆炸，不能用消石灰和硝酸铵加热制氨气，实验室制氨气使用的是氯化铵和消石灰，A错误； B．氨气是碱性气体，碱石灰是碱性干燥剂，不与氨气反应，可以干燥氨气，因此装置B中可以盛放碱石灰，B正确； C．干燥的氨气不能电离出，无法使干燥的红色石蕊试纸变色，只有D中湿润的红色石蕊试纸，因氨气溶于水生成碱性的一水合氨才会变蓝，C错误； D．氨气与浓盐酸挥发出来的反应生成氯化铵固体小颗粒，现象是生成白烟，白雾是小液滴，D错误； 故选B。 11．（24-25高一下·辽宁丹东·期末）硝酸是重要的化工原料，用于制化肥、农药、炸药、染料等。工业上制硝酸的原理是将氨经过一系列反应得到硝酸，如图所示，下列说法正确的是 A．转化①中加入足量的，可以使转化率达100% B．转化②中加入，则反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为 C．转化④必须加入氧化剂才能实现 D．转化④的尾气中含有和，可利用溶液吸收 【答案】D 【详解】A．转化①是可逆反应，即使加入足量，转化率也不可能达到100%，A错误； B．转化②的反应为，还原剂为，氧化剂为，二者物质的量之比为，B错误； C．转化④可发生反应，反应中既作氧化剂又作还原剂，无需额外加入氧化剂即可实现，C错误； D．和的混合气体可与溶液反应，生成硝酸钠，亚硝酸钠与，如果按照1：1的比例混合的气体与碳酸钠反应，会生成亚硝酸钠与二氧化碳，因此可用溶液吸收尾气，D正确； 故答案选D。 12．（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 【分析】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）。 【详解】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。 13．（23-24高一下·福建福州·期末）由实验操作和现象，可得出相应正确结论的是 选项 实验操作 现象 结论 A 向某盐溶液中加入NaOH溶液 湿润的红色石蕊试纸不变蓝 原溶液中一定不含有 B 向淀粉溶液中滴加稀硫酸，水浴加热，加入新制悬浊液 无砖红色沉淀 淀粉未发生水解 C 石蜡油加强热，将产生的气体通入的溶液 溶液橙红色变无色 气体中含有不饱和烃 D 加热试管中的聚氯乙烯薄膜碎片 试管口湿润的蓝色石蕊试纸变红 氯乙烯的加聚反应是可逆反应 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．未加热条件下无法确定是否存在，湿润红色石蕊试纸不变蓝不能排除，A错误； B．未中和酸性环境，无法检验葡萄糖，不能说明淀粉未水解，B错误； C．石蜡油分解生成不饱和烃，与的溶液发生加成反应使溶液褪色，C正确； D．聚氯乙烯分解产生HCl使试纸变红，但无法证明加聚反应可逆，D错误； 故选C。 14．（24-25高一下·四川巴中·期末）下列实验操作、现象和结论均正确的是 选项 实验操作 现象 结论 A 将的KI溶液与溶液混合充分反应后滴加KSCN溶液 溶液颜色变红 KI与反应存在限度 B 向溶液中加入醋酸，将反应后的气体通入硅酸钠溶液中 产生白色浑浊 酸性：醋酸碳酸硅酸 C 向酸性高锰酸钾溶液中加入葡萄酒 红色褪去 葡萄酒中含有 D 向某溶液中加入稀NaOH溶液，将湿润的红色石蕊试纸置于试管口 试纸不变色 原溶液中一定不含有 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．FeCl3与过量KI反应后，滴加KSCN溶液显红色，说明仍有Fe3+存在，表明反应未彻底进行，存在可逆反应，结论正确，A正确； B．醋酸与Na2CO3反应生成CO2，但醋酸具有挥发性，挥发出的醋酸与硅酸钠溶液反应液生成硅酸沉淀，干扰实验，故不能说明酸性：醋酸>碳酸>硅酸，B错误； C．葡萄酒中可能含其他还原性成分（如维生素C）也能使酸性高锰酸钾溶液褪色，不能证明葡萄酒中含有SO2，C错误； D．向某溶液中加入稀NaOH溶液中，需要加热才会产生氨气，才能证明该溶液中含有铵根，D错误； 故选A。 15．（25-26高一上·江苏镇江·期末）氮、硫元素的“价-类”二维图如图所示。 下列有关叙述正确的是 A．a与氧化铜反应生成b，该过程属于氮的固定 B．反应：a′+c′→b′中，m（氧化产物）:m（还原产物） C．d、d′均可与水反应生成酸，且都属于酸性氧化物 D．e的稀溶液中通入c′反应的离子方程式为： 【答案】B 【分析】从氢化物的价态可确定a为NH3、b为N2、c为NO、d为NO2、e为HNO3，a′、b′、c′、d′、e′、f′分别为H2S、S、SO2、SO3、H2SO3、H2SO4，据此解答。 【详解】A．将游离态的氮转化为化合态的氮，称为氮的固定，将N2转化为NH3为氮的固定，NH3转化为N2不属于氮的固定，A错误； B．反应为2H2S+SO2=3S↓+2H2O，2 mol S为氧化产物，1 mol S为还原产物，m(氧化产物):m(还原产物)=n(氧化产物):n(还原产物)=2:1，B正确； C．NO2与H2O反应生成HNO3和NO，NO2不属于酸性氧化物，SO3与H2O反应生成H2SO4，SO3为酸性氧化物，C错误； D．二氧化硫与稀硝酸反应中，硫元素由SO2氧化为，N元素由还原为NO，反应的离子方程式为：，D错误； 故答案为B。 16．（24-25高一下·湖北省直辖县级单位·期末）元素的“价类二维图”体现了化学变化之美。部分含硫、氮物质的类别与硫元素和氮元素化合价的对应关系如图。 下列说法正确的是 A．只有、、、、属于电解质 B．a、b、c、g、i均可用排空气法收集 C．在一定条件下均可以与、发生反应 D．的浓溶液不能干燥气体a、g、i，是因为其具有强氧化性 【答案】C 【分析】根据化合价和物质的类别可依次分析出a-k的物质分别为：，据此分析。 【详解】A．、、、、属于电解质，但g（H2S）也是电解质，“只有”二字错误，A错误； B．b（NO）能与空气中的氧气反应，不能用排空气法收集，B错误； C．d（HNO3）具有强氧化性，在一定条件下均可以与g（H2S）（还原性）、h（S）（还原性）发生反应，C正确； D．j的浓溶液（浓硫酸）不能干燥气体a（NH3）是因为浓硫酸会与碱性气体氨气反应；不能干燥g（H2S）是因为浓硫酸的强氧化性；浓硫酸可以用来干燥i（SO2）气体，D错误； 故选C。 17．（24-25高一下·辽宁丹东·期末）某小组同学对与浓、稀硝酸反应进行探究，实验现象如下表所示，下列说法正确的是 实验 现象 试管Ⅰ中开始无明显现象，逐渐有微小气泡生成，越来越剧烈，液面上方出现浅红棕色气体，溶液呈蓝色 试管Ⅱ中剧烈反应，迅速生成大量红棕色气体，溶液呈绿色；之后向绿色溶液中持续通入，溶液变为蓝色 试管Ⅰ反应停止后，向其中注入稀硫酸，铜片继续溶解，产生无色气体 A．试管Ⅰ中浅红棕色气体为，是硝酸被还原生成的 B．试管Ⅱ中溶液显绿色可能是溶解在硝酸铜中所致 C．等质量的完全溶解时，试管Ⅱ中消耗的少 D．试管Ⅰ反应停止后，向其中注入稀硫酸，铜片继续溶解，说明此时铜被硫酸氧化 【答案】B 【分析】Cu与稀HNO3、浓HNO3反应时，稀HNO3被还原生成NO气体，浓HNO3被还原生成NO2气体，据此分析。 【详解】A．试管Ⅰ中浅红棕色气体为NO和NO2的混合物，Cu与稀硝酸反应，硝酸被还原为NO，部分NO遇到空气中的氧气被氧化为红棕色的NO2，A错误； B．由试管I可知Cu(NO3)2溶液呈蓝色，试管Ⅱ呈绿色可能是溶解了红棕色的NO2气体所致，B正确； C．等质量的Cu 完全溶解时，由3Cu~8HNO3(稀)、Cu~4HNO3(浓)可知试管Ⅰ中消耗的HNO3少，C错误； D．向试管Ⅰ中继续注入稀硫酸，铜片继续溶解，原因是试管Ⅰ中的在酸性条件下继续氧化铜，D错误； 故选B。 18．（25-26高一上·安徽·期末）自然界中的氮元素以氮气、氮氧化物、硝酸和盐等形式存在，人类对氮元素的利用，就是实现氮元素在不同物质之间的转化。 (1)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是　　　　(填字母)。 A．NH3易溶于水，可用作制冷剂 B．HNO3具有强氧化性，可用于制NH4NO3 C．NH4HCO3受热易分解，可用作化肥 D．N2性质稳定，可用作食品保护气 (2)自然界中高能固氮的化学方程式为___。 (3)氮肥是水体中铵态氮()的主要来源之一。实验室中检验可以用浓的____(填试剂名称)，现象为产生有刺激性气味的气体。铵态氮与亚硝态氮()可以在氨氧化细菌的作用下转化为氮气，该反应中，当产生0.02 mol氮气时，转移电子的物质的量为____。 (4)NOx(氮氧化物)是大气污染物，主要包括NO、NO2。处理NOx对环境保护具有重要的意义。 ①汽车排气管上装有催化转化器，可减少尾气对环境的污染，有害气体CO和NO反应可转化为无害气体，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为___。 ②工业生产中利用氨水吸收少量SO2和NO2，原理如图。NO2被吸收过程的离子方程式是___。 (5)HNO3是极其重要的化工原料，在工业、农业、医药、军事等领域有着广泛的应用，现代工业上常用氨催化氧化制硝酸，相关流程示意图如下： ①写出“氧化炉”中氨催化氧化的化学方程式：___。 ②工业上常用碱液来吸收NOx，有关的化学方程式为； 。一定条件下0.2 mol NO2和0.1 mol NO的混合气体恰好被200 mL NaOH溶液完全吸收，则NaOH溶液的物质的量浓度为___。 【答案】(1)D (2) (3) 氢氧化钠溶液（或其他合理答案） 0.06 mol (4) 1:1 (5) 1.5 mol·L-1 【详解】（1）A．NH3作制冷剂是由于液氨汽化吸热，A错误； B．用HNO3制备NH4NO3与HNO3具有强氧化性无关，B错误； C．NH4HCO3受热易分解，应保存在阴凉处，用作氮肥的原因是它是含氮元素的盐，C错误； D．N2的化学性质稳定，可用作食品保护气，D正确； 故选D。 （2）自然界中高能固氮的化学方程式为 （3）实验室中检验时可以用浓的NaOH溶液（或其他合理答案）并加热，现象为产生有刺激性气味的气体；与反应生成氮气，中N元素的化合价由-3升高为0， 中N元素的化合价由+3降低为0，根据得失电子守恒，该反应的离子方程式为，生成1 mol氮气转移3 mol电子，当产生0.02 mol氮气时，转移电子的物质的量为0.06 mol。 （4）汽车排气管上装有催化转化器，有害气体CO和NO反应可转化为无害气体氮气和二氧化碳，反应的化学方程式为，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1。 （5）①“氧化炉”中氨发生催化氧化生成NO和水，化学方程式为； ②一定条件下0.2 mol NO2和0.1 mol NO的混合气体恰好被200 mL NaOH溶液完全吸收，根据N原子守恒可知，参加反应的NaOH的物质的量为0.1 mol + 0.2 mol = 0.3 mol，则NaOH溶液的物质的量浓度为=1.5 mol·L-1。 19．（25-26高一上·河南南阳·期末）氮氧化物是造成大气污染的主要原因之一，消除氮氧化物有多种方法。 (1)催化还原氮氧化物(SCR技术)是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。反应原理如图1所示。 ①___________(填“是”或“不是”)酸性氧化物。 ②已知“催化还原”中NO和的物质的量之比为1：1，写出该过程中与反应的化学方程式：___________。 ③不同催化剂作用下，氮氧化物去除率随温度的变化关系如图2，其中在低温下表现最好的催化剂为___________。 (2)NaClO溶液脱硝。图3为NaClO溶液吸收NO的喷淋吸收塔装置示意图。 ①脱硝过程中发生反应的离子方程式为___________。 ②反应后溶液的pH将___________(填“减小”或“增大”)。 (3)用水吸收。 室温下(气体摩尔体积设为)，若将体积为20 mL的试管充满，然后倒立于盛满水的水槽中，充分反应后，试管中剩余气体的体积为___________mL，此时，若再充入，充分反应后，试管中剩余气体的体积为___________mL，假如试管内溶液中的溶质不向水槽扩散，溶质的物质的量浓度为___________(用含的式子表示)。 【答案】(1) 不是 (2) 减小 (3) (或6.7、6.67等合理答案) 0 【详解】（1）①NO2不是酸性氧化物，酸性氧化物概念：与碱反应只生成盐和水的氧化物。 ②因NO与NO2物质的量之比为1∶1，化学方程式：。 ③由图2可见，在较低温度下表现最优的催化剂是Mn/W0.5/TiO2。 （2）①NaClO溶液吸收NO的离子方程式：。         ②因产物中生成H+，溶液pH将减小。 （3）①将20 mL试管充满NO2并倒立于水中，NO2按 反应，最终剩余气体为NO。由体积比知，原有20 mL NO2全部反应后可生成20/3 mL NO；故试管中剩余气体体积为 20/3 mL。     ②加入5 mL O2后，发生总反应4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3，V(NO)/V(O2) = (20/3)/5 = 4/3，恰好完全反应，剩余气体体积为0 mL； ③整个过程相当于20 mL NO2与5 mL O2反应生成硝酸，总反应为4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3；n(HNO3) = n(NO2) = ，c(HNO3) = = mol/L。 20．（25-26高一上·云南昭通·期末）是一种重要的工业原料，也是化学实验室里必备的重要试剂。在工业上可用于制化肥、农药、炸药、染料等，可采用不同的氮源制备。回答下列问题： (1)方法一：早期以硝石(含)为氮源制备，反应的化学方程式为。该反应利用了硝酸的___________(填“挥发性”或“氧化性”)。实验室里，硝酸一般盛放在棕色试剂瓶中，请用化学方程式说明其原因：___________。 (2)方法二：如图，以为氮源催化氧化制备，反应原理分三步进行。 第Ⅰ步反应的化学方程式为___________。 (3)铜与浓硝酸反应的装置如图。 ①仪器A的名称为___________，装置B的作用为___________。某同学推测反应后溶液呈绿色的原因是在溶液中达到饱和，的饱和溶液呈黄色，硝酸铜溶液呈蓝色，两者混合后呈绿色。他取少量该绿色溶液，向其中加入适量水后溶液变为蓝色，可能的原因是___________(用化学方程式表示)。 ②为避免污染环境，装置用溶液吸收，发生的反应如下：    若本实验产生和的混合气体恰好被溶液完全吸收，则溶液的物质的量浓度为___________。 (4)某化学小组在实验室用的浓(密度为)，配制稀。 ①配制溶液需要用量筒量取的浓的体积为___________(计算结果保留至小数点后第一位)。 ②下列操作会使所配溶液浓度小于的是___________(填序号)。 a．用量筒量取浓硝酸时视线仰视刻度线 b．将烧杯中的溶液转移到容量瓶时不慎洒到容量瓶外 c．烧杯中的溶液转移到容量瓶后，没有用蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒 d．定容时视线俯视刻度线 【答案】(1) 挥发性 (或) (2) (3) 具支试管 防止倒吸 1.5 (4) 9.0 bc 【详解】（1）浓硫酸难挥发，产物为气体，有利于复分解反应进行，体现了浓硫酸的难挥发性和硝酸的挥发性； 硝酸不稳定，见光或受热易分解，方程式为，故需保存在棕色瓶中。 （2）第Ⅰ步反应为氨气的催化氧化，化学方程式为。 （3）仪器的名称为具支试管； 装置的作用为防止倒吸； 某同学猜测反应后溶液呈绿色的原因是在溶液中达到饱和，的饱和溶液呈黄色，硝酸铜溶液呈蓝色，两者混合后呈绿色，取少量该绿色溶液，向其中加入适量水后，溶液变为蓝色，可能的原因是二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮，一氧化氮无色，所以溶液会显蓝色，方程式为； 由题干反应方程式，可知，若有和的混合气体恰好被溶液完全吸收，生成和的混合物共，产物中钠离子和氮原子的物质的量相等，参加反应的的物质的量为，则溶液的物质的量浓度为； （4）根据稀释前后溶质的物质的量不变，设需要的浓硝酸，，得出； 根据公式来分析： a．用量筒量取浓硝酸时视线仰视刻度线，所量取浓硝酸体积偏多，溶质的物质的量偏大，所配溶液浓度偏大，a不符合条件； b．如果将烧杯中的溶液转移到容量瓶时不慎洒到容量瓶外，洒出的溶液中含有溶质，转移到容量瓶内的溶质减少，所配溶液浓度偏小，b符合条件； c．烧杯中的溶液转移到容量瓶后，没有用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒，造成溶质残留在烧杯内壁和玻璃棒上，容量瓶内溶质的物质的量减少，所配溶液浓度偏小，c符合条件； d．定容时视线俯视刻度线，导致所配溶液体积偏小，所配溶液浓度偏大，d不符合条件； 故答案选bc。 21．（24-25高一下·江苏淮安·期末）氮氧化物能引发酸雨、雾霾等，需处理后才能排放。研究含氮物质的转化是工业、农业、医药、环保等领域的重要课题。 (1)碱液吸收。将硝酸工业的尾气(主要为NO和NO2)通入NaOH溶液中充分吸收，所得溶液经浓缩、结晶、过滤，可以得到NaNO2晶体。 ①NO和NO2混合气体与NaOH溶液反应生成NaNO2的离子方程式为___________。 ②若用Na2SO3溶液代替NaOH溶液，所得晶体中除含有NaNO2、NaNO3外，还有___________(填化学式)。 (2)“纳米零价铁-H2O2”体系可将烟气中难溶的NO氧化为可溶的。在一定温度下，将H2O2溶液和HCl溶液雾化后与烟气按一定比例混合，以一定流速通过装有纳米零价铁的反应装置，可将烟气中的NO氧化。 ①Fe2+催化H2O2分解产生，将NO氧化为的机理如图所示，Y的化学式为___________。 ②纳米零价铁的作用是___________。 ③NO与H2O2反应生成HNO3的化学方程式为___________。 ④NO脱除率随温度的变化如图所示。温度高于120 ℃时，NO脱除率随温度升高呈现下降趋势的主要原因是___________。 (3)电化学还原。利用如图所示原电池的装置使NH3与NO2均转化为N2，既能实现有效清除氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能。 ①电极A上发生的电极反应为___________。 ②为使电池持续放电，离子交换膜应为___________离子交换膜(填“阳”或“阴”)。 【答案】(1) NO+NO2+2OH-=2NO+H2O Na2SO4 (2) Fe3+ (或FeCl3) 与盐酸反应产生FeCl2 2NO+3H2O2=2HNO3+2H2O 温度升高H2O2分解，HO·减少，导致NO脱除率降低 (3) 2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O 阴 【详解】（1）①NO和NO2混合气体与NaOH溶液反应生成NaNO2，N元素化合价由+2价上升到+3价，又由+4价下降到+3价，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：NO+NO2+2OH-=2+H2O； ②Na2SO3具有还原性，可将NO2还原为NO，同时自身被氧化为，最终溶液中除NaNO2、NaNO3外，还含有Na2SO4。 （2）① 根据图示，Fe2+催化H2O2分解生成HO·，反应为：、，结合图示，X为Fe2+，Y为Fe3+； ② 纳米零价铁（Fe）与HCl反应生成Fe2+：，Fe2+作为催化剂，促进H2O2分解生成HO·，从而氧化NO。因此，纳米零价铁的作用是与盐酸反应产生FeCl2，提供Fe2+； ③ NO被H2O2氧化为HNO3，H2O2被还原为H2O，根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为：； ④ H2O2在高温下分解速率加快，H2O2浓度降低，导致HO·生成减少，NO氧化不完全，脱除率下降。 （3）①利用如图所示原电池的装置使NH3与NO2均转化为N2，由图可知，NH3在电极A失去电子后生成N2，电极A为负极，根据得失电子守恒和原子守恒配平电极方程式为： ，电极B为正极； ②电极A（负极）消耗了OH⁻，而电极B（正极）需要生成OH-以维持电荷平衡。正极反应式为：，为了使电池持续放电，OH⁻需要从正极区（电极B侧）通过离子交换膜迁移到负极区，因此离子交换膜应允许阴离子（OH-）通过，即为阴离子交换膜。 思维拔高 22．（24-25高一下·贵州黔南·期末）在生活中亚硝酸钠应用十分广泛，可用作食品防腐剂和护色剂；也可用作织物的媒染剂、漂白剂等。过量摄入亚硝酸钠会对人体健康造成损害。某小组拟利用制备亚硝酸钠并探究其性质。 Ⅰ．亚硝酸钠的制备(实验装置如图所示) 已知：①。 (1)装有浓硝酸的仪器名称_______。 (2)装置B中发生的离子反应方程式为_______。 (3)装置C的作用是_______。 Ⅱ．亚硝酸钠的性质探究 (4)实验完毕后，取装置D中溶液并分成两份进行下列实验探究。 实验操作 现象 结论 滴入几滴酸性溶液 溶液颜色褪去 _______ 滴入适量 _______ 具有氧化性 (5)摄入过量亚硝酸钠会导致人体的血红蛋白被氧化成高铁血红蛋白，使之不能与氧气结合，进而导致组织器官缺氧。若误食可用下列_______(填序号)药物解毒。 A．高锰酸钾 B．过氧化氢 C．维生素C D．纯碱 Ⅲ．亚硝酸钠的纯度测定 (6)将装置D中反应液经相关分离操作得到亚硝酸钠固体。某同学依据实验Ⅱ设计测定产品中含量的实验如下：称取产品3.0g配制成100mL的溶液，取20.00mL与的酸性溶液反应，恰好反应时消耗25.00mL的酸性溶液，则产品中亚硝酸钠的质量分数为_______(保留两位有效数字)。(已知：) 【答案】(1)球形分液漏斗 (2) (3)干燥NO、NO2，观察气泡，便于调节气体的流速 (4) 具有还原性 产生气泡 (5)C (6)72% 【分析】装置A中Cu与浓硝酸反应生成NO2，装置B中Cu与稀硝酸反应生成NO，使用浓硫酸进行干燥，将NO与NO2混合气体通入NaOH溶液中发生反应生成NaNO2和H2O，最后进行尾气处理。 【详解】（1）根据仪器特点可知，装有浓硝酸的仪器名称球形分液漏斗。 （2）装置B中Cu与稀硝酸反应生成NO，发生的离子反应方程式为：。 （3）NO与NO2混合气体能与NaOH溶液反应，反应方程式为NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O，由反应方程式可知，当NO与NO2的物质的量之比为1：1时，NaNO2含量最高，若NO2通入过量，NO2直接与NaOH溶液反应生成NaNO3、NaNO2，NaNO2含量将降低，若NO过量，NO不与NaOH溶液反应，且NO2与H2O反应生成HNO3和NO，因此装置C的作用：干燥NO、NO2，观察气泡，便于调节气体的流速。 （4）装置D中溶液滴加几滴酸性溶液，溶液颜色褪去，说明锰元素化合价降低生成Mn2+，根据氧化还原可知，NaNO2中N元素化合价升高，因此说明具有还原性； 装置D中滴入适量，该实验结论是具有氧化性，说明N元素化合价降低，则中为O元素化合价升高，产生O2，现象为：产生气泡。 （5）将人体的血红蛋白被氧化成高铁血红蛋白，使之不能与氧气结合，即作为氧化剂，因此食用的应该作为还原剂， A．高锰酸钾作为强氧化剂且不能食用，故A不符合题意； B．过氧化氢可以作为还原剂，但是误服会对口腔、食道、胃肠道黏膜造成腐蚀，引起疼痛、呕吐、出血等症状，严重时可能导致消化道穿孔，危及生命，故B不符合题意； C．维生素C作为抗氧化剂，具有还原性，可以服用，适合用作误服亚硝酸钠解毒，故C符合题意； D．碳酸钠具有碱性，且碱性较强，不适合服用，且并不能作为还原剂，故D不符合题意； 故答案选C。 （6）滴定过程中消耗高锰酸钾的物质的量是0.1mol/L×0.025L=0.0025mol，由可知，根据化合价升降守恒可知关系式：，则原样品中NaNO2的质量为0.0025mol×××69g/mol，因此样品中NaNO2的质量分数为。 23．（25-26高一上·浙江杭州·期末）完成下列问题。 (1)图中能反映出氮元素及其化合物的转化关系。 ①X的化学式为___________，X转化为硝酸___________(填“是”或“不是”)氧化还原反应。 ②关于和的相互转化，下列说法正确的是___________(填标号)。 A．由转化为，实现了氮的固定 B．工业上利用与反应制取 C．不加入还原剂，也可实现转化为 D．由硝酸转化成等物质的量的时，消耗碳单质和铜单质的物质的量相同 (2)纳米铁粉可用于处理含氧酸性废水中的，反应原理如图所示。 ①反应I中体现了纳米铁粉的___________(填“氧化性”或“还原性”)。 ②反应Ⅱ中生成的离子方程式为___________。在铁粉总量一定的条件下，废水中的溶解氧过多不利于的去除，原因是___________。 (3)用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物，反应的化学方程式如下：；。现有V L某NaOH溶液能完全吸收和组成的大气污染物，则NaOH溶液的物质的量浓度至少为___________。若所得溶液中，则原混合气体中和NO物质的量之比___________。 【答案】(1) 不是 BC (2) 还原性 溶解氧具有氧化性，会提前氧化纳米铁粉和，消耗了原本用于还原的还原剂 (3) 【详解】（1）①根据价类图，X为+5价氮的氧化物，化学式为；转化为的反应为，反应中无元素化合价变化，因此不是氧化还原反应。 ②A．氮的固定是游离态氮转化为化合态氮，本身为化合态氮，该转化不属于氮的固定，A错误； B．工业制硝酸的流程中，利用与水反应得到，，B正确； C．浓硝酸自身歧化分解，即可得到，不需要额外加入还原剂，C正确； D．生成 时，得1 mol电子，Cu失2 mol电子需要0.5 mol Cu，C失4 mol电子只需要0.25 mol C，消耗二者物质的量不同，D错误； 因此选BC。 （2）①反应I中纳米铁粉转化为，Fe化合价从0升高到+2，失电子，体现还原性。 ②酸性条件下还原生成，自身被氧化为，配平后离子方程式为； 溶解氧具有氧化性，会提前氧化纳米铁粉和，消耗了原本用于还原的还原剂，因此不利于的去除。 （3）根据钠元素守恒，产物中所有钠盐中，1个N对应1个Na，总氮的物质的量为，因此，。 设生成为，则为：全部参与第一个反应，消耗，生成；剩余的为发生第二个反应，生成和，因此 ，解得，即。 24．（25-26高一上·江苏南通·期末）氮是生态系统中最活跃元素之一，它的转化运移与环境问题密切相关。 (1)一种用、脱除烟气中的原理如图-1所示，该原理中最终转化为和______（填化学式），当消耗和时，除去的在标准状况下的体积为______L。 (2)氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐是废水中无机氮元素的主要存在形式。 ①氨氮废水中的检验方法是______。 ②取氨氮废水加热沸腾后放置5天，测得沸水放置时间对三种无机氮含量影响的曲线如图-2。亚硝酸盐含量随放置时间先上升后降低，其主要原因是______；放置5天后，废水中总的含氮量降低的原因可能是______。 (3)高铁酸钾（）是一种高效氧化剂，可用于氨氮处理。在干燥空气中和强碱性溶液中能稳定存在。氧化剂的氧化性受溶液中的浓度影响较大。 ①碱性条件下可将水中的转化为除去，该反应的离子方程式为______。 ②用氧化含氨氮废水，其它条件相同时，废水对氨氮去除率及氧化时间的影响如图-3所示。当小于9时，随着的增大，氨氮去除率增大，氧化时间明显增长的原因是______。 【答案】(1) (2) 取少量氨氮废水于试管中，加入溶液，加热，产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝 0~1天，氨氮转变为亚硝酸盐为主，导致亚硝酸盐含量增加；1~5天，亚硝酸盐转化为硝酸盐为主，导致亚硝酸盐含量减少 部分氮元素转化为氮气或氨气挥发逸出 (3) 随着的增大的稳定性增强，利用率提高，氨氮去除率高；但浓度减小，氧化性减弱，氧化时间增长 【详解】（1）在与脱除的反应中，最终被还原为，也被氧化为，作为氧化剂参与反应，根据电子守恒，消耗，失去电子和，得到电子，则得到的电子为，每个分子得到个电子，故，标准状况下体积为； （2）①氨氮废水中的检验方法为：取少量氨氮废水于试管中，加入溶液，加热，产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝； ②亚硝酸盐含量先上升后降低的主要原因是：0~1天，氨氮转变为亚硝酸盐为主，导致亚硝酸盐含量增加；1~5天，亚硝酸盐转化为硝酸盐为主，导致亚硝酸盐含量减少； （3）①碱性条件下将氧化为，自身被还原为沉淀，配平后的离子方程式为：； ②随着的增大的稳定性增强，利用率提高，氨氮去除率高；但浓度减小，氧化性减弱，氧化时间增长。 13 / 62 学科网（北京）股份有限公司 $