内容正文:
正确的方向+高效的学习方法=目标成绩
2027届高三一轮复习:N元素及其化合物性质
知识点回顾:
氮及其化合物
一、氮气的性质和应用
1.原子结构
(1)原子结构示意图:
(2)在周期表中位置:第二周期第VA族
(3)原子的轨道表示式:,单电子数:3
(4)第一电离能:I1(N)>I1(O)
2.氮气的结构
(1)结构式N≡N,电子式
①化学键:1个键2个键
②稳定性:键<键
(2)分子极性:非极性分子
3.氮元素的自然存在
二、氮气的性质
1.物理性质
(1)色味态:无色无味气体
(2)密度:在标准状况下ρ(N2)==1.25g•L-1,比空气的小(极为接近)
(3)溶解性:难溶于水
(4)收集方法:只能用排水法(密度与空气接近,不能用排空气法)
2.化学性质
(1)稳定性:N≡N键能很大,通常情况下很难发生反应
(2)氧化性:N2+3H22NH3(工业固氮反应)
(3)还原性
①除去中H2的N2:3Mg+N2Mg3N2
②高能固氮反应:N2+O22NO
3.氮化镁
(1)电子式:
(2)与水反应:Mg3N2+6H2O3Mg(OH)2↓+2NH3↑
(3)与过量盐酸反应:Mg3N2+8HCl3MgCl2+2NH4Cl
二、氮的氧化物的性质及应用
1.氮元素的六种氧化物
化合价
+1
+2
+3
+4
+5
化学式
N2O
NO
N2O3
NO2
N2O4
N2O5
含氧酸
HNO2
HNO3
2.NO的性质
(1)色味态:无色无味气体
(2)溶解性:难溶于水
(3)强还原性
①与O2反应:2NO+O22NO2
②与酸性H2O2反应:2NO+3H2O22H++2NO3-+2H2O
③酸性KMnO4溶液:5NO+3MnO4-+4H+5NO3-+3Mn2++2H2O
④除去NO2中的NO:NO+2HNO3(浓)3NO2↑+H2O
3.NO2的性质
(1)色味态:红棕色有刺激性气味气体
(2)溶解性:易溶于水,不溶于四氯化碳
(3)与H2O反应:3NO2+H2O2HNO3+NO
(4)双聚反应:2NO2N2O4;△H<0
①加热:红棕色变深
②加压:颜色先变深后变浅,比加压前深
(5)强氧化性:能够将某些还原性微粒氧化,自身被还原成NO
还原性微粒
氧化产物
S
SO3或SO42-
I2
Fe3+
①2NO2+2KI=2KNO2+I2(湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,可用于检验NO2)
②NO2+SO2SO3+NO
③H2S+NO2S+NO+H2O
④2Fe2++4H++NO22Fe3++2H2O+NO↑
(6)鉴别NO2和溴蒸气
方法
现象
二氧化氮
溴蒸汽
水溶解法
气体由红棕色变成无色,得到无色溶液
溶液变为橙色
AgNO3沉淀法
气体由红棕色变成无色,溶液无明显变化
产生浅黄色沉淀
CCl4溶解法
无明显现象
得到橙红色溶液
密闭加热法
颜色明显加深
无明显现象
密闭冷却法
颜色明显变浅
得到深红棕色液体
湿润的淀粉
碘化钾试纸法
变蓝
变蓝
4.氮氧化物的危害
(1)形成硝酸型酸雨
含氮物质NONO2HNO3
(2)形成光化学烟雾
NO2和O2O3有毒烟雾
(3)破坏臭氧层:NO催化O3分解为O2
NO+O3=NO2+O,NO2+O=NO+O2
(4)水体富营养化:水中含氮化合物引起水体污染
三、氨气的性质
1.物理性质
(1)色味态:无色、有刺激性气味的气体
(2)密度:比空气的小
(3)溶解性:极易溶于水,1∶700,难溶于CCl4
(4)物理特性:易液化(沸点-33.5℃)
2.碱性气体
(1)水:NH3+H2ONH3·H2O
(2)指示剂:能够使紫色石蕊试液变蓝,酚酞试液变红
(3)与酸化合成铵盐
①HCl:HClNH4Cl,产生白烟
②HNO3:HNO3NH4NO3,产生白烟,同浓硝酸
③H2SO4:H2SO4(浓)(NH4)2SO4,产生白色沉淀
3.氨气的还原性:NH3N2或NO
(1)催化氧化:4NH3+5O24NO+6H2O
(2)热的CuO:2NH3+3CuON2+3Cu+3H2O
(3)还原氯气
①少量NH3:2NH3+3Cl26HCl+N2
②过量NH3:8NH3+3Cl26NH4Cl+N2(检验输送氯气的管道是否泄漏)
4.氧化性:2Na+2NH32NaNH2+H2↑
5.氨气的用途
(1)制硝酸和硝酸铵:N2NH3NONO2HNO3NH4NO3
(2)致冷剂:液氨气化吸热,使环境温度急剧降低
(3)制化肥:制备硝铵、硫铵、氯铵、碳铵等铵态氮肥
四、氨水的性质
1.氨水的密度
比水小,浓度越大,密度越小
2.氨水的挥发性:易挥发出氨气,所以氨水应密封保存
3.氨水的组成
(1)三个可逆反应
①氨气和水的反应:NH3+H2ONH3·H2O
②一水合氨的电离:NH3·H2ONH4++OH-
③水的电离:H2OH++OH-
(2)“三分子”、“三离子”成分
①三分子:NH3、H2O、NH3·H2O
②三离子:NH4+、OH-、H+
4.氨水的化学性质
(1)不稳定性:NH3·H2ONH3↑+H2O
(2)弱碱性
①H2SO4:2NH3·H2O+H2SO4(NH4)2SO4+2H2O
②少量CO2:2NH3·H2O+CO2(NH4)2CO3+H2O
③过量CO2:NH3·H2O+CO2NH4HCO3
④AlCl3:AlCl3+3NH3·H2OAl(OH)3↓+3NH4Cl
五、铵盐的结构和性质
1.物性:都是无色,易溶于水的晶体
2.结构:NH4+的电子式
(1)所含化学键:离子键、共价键和配位键
(2)化合物类型:离子化合物
3.热不稳定性
(1)非氧化性酸铵盐氨气和相应的酸
①碳酸铵:(NH4)2CO32NH3↑+H2O↑+CO2↑
②碳酸氢铵:NH4HCO3NH3↑+H2O↑+CO2↑
③亚硫酸铵:(NH4)2SO32NH3↑+H2O↑+SO2↑
④亚硫酸氢铵:NH4HSO3NH3↑+H2O↑+SO2↑
⑤氯化铵:NH4ClNH3↑+HCl↑
(2)氧化性酸铵盐复杂的氧化还原反应,一般不放氨气
①NH4NO3N2O↑+2H2O
②5NH4NO32HNO3+4N2↑+9H2O
③2NH4NO32N2↑+O2↑+4H2O
④3(NH4)2SO44NH3↑+3SO2↑+N2↑+6H2O
4.铵盐和碱反应
(1)条件不同,产物不同
①常温:NH4++OH-NH3·H2O
②加热:NH4++OH-NH3↑+H2O
(2)注意事项
①铵态氮肥不能与碱性物质混合使用,以免生成氨气,降低肥效。
②铵盐固体和碱固体反应时,不能拆写成离子形式
③酸式铵盐和碱溶液反应时,注意碱过量时,NH4+和酸式酸根离子都参与反应
5.铵盐的检验
(1)步骤:取样,加碱,加热,加湿润的红色石蕊试纸
(2)现象:湿润的红色石蕊试纸变蓝
六、硝酸的性质
1.物理性质
(1)色味态:纯硝酸是一种无色有刺激性气味的液体
(2)密度:比水的大,密度越大,浓度越越大,常见浓硝酸浓度为68%~70%
(3)溶解性:以任意比和水互溶
①主要原因:硝酸和水之间可以形成氢键
②次要原因:硝酸和水都是极性分子
(4)挥发性:易挥发,浓度为95%以上的硝酸称为发烟硝酸
2.不稳定性
(1)反应:4HNO34NO2↑+O2↑+H2O
(2)通常所见的浓硝酸因含NO2而呈黄色
①除去黄色最简单的方法:加水,3NO2+H2O2HNO3+NO
②除去黄色最环保的方法:通足量氧气,4NO2+O2+2H2O4HNO3
3.与金属单质反应
(1)Al、Fe钝化;Al、Fe剧烈反应放NO2气体
(2)Au、Pt:任何情况下都不反应
(3)其他金属与硝酸反应不生成H2,硝酸的浓度不同,还原产物不同
①浓硝酸与铜反应:Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
②稀硝酸与铜反应:3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
③3Zn+10HNO3(稀)4Zn(NO3)2+N2O↑+5H2O
④3Mg+10HNO3(极稀)4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O
(4)FeFe(NO3)3;FeFe(NO3)2
①Fe+4HNO3(稀)Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
②3Fe+8HNO3(稀)3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O
4.浓硝酸与非金属单质加热反应
(1)碳与浓硝酸加热反应:C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O
(2)碳与稀硝酸不反应
5.硝酸与还原性化合物反应:HNO3NO2或NO
(1)-2价硫:3H2S+2HNO3(稀)3S↓+2NO↑+4H2O
(2)+4价硫:3Na2SO3+2HNO3(稀)3Na2SO4+2NO↑+H2O
(3)-2价碘:6I-+8H++2NO3-3I2+2NO↑+4H2O
(4)+2价铁:3Fe2++4H++NO3-3Fe3++2H2O+NO↑
6.几种物质和湿润的蓝色石蕊试纸的反应
(1)湿润的蓝色石蕊试纸先变红,后褪色
(2)湿润的蓝色石蕊试纸只变红,不褪色
(3)湿润的蓝色石蕊试纸先变红,后变黑
(4)湿润的蓝色石蕊试纸只变红,不褪色
(5)湿润的蓝色石蕊试纸先变红,后褪色
(6)湿润的蓝色石蕊试纸只变红,不褪色
7.浓硝酸的保存
(1)易挥发:密封保存,敞口放置,质量减小,浓度降低
(2)易分解:棕色细口瓶避光、黑暗而且温度低的地方
(3)强氧化性:不能用橡胶塞,而用玻璃塞
(4)大量存放:铝制或铁制的槽车内
8.硝化反应
(1)苯:+HNO3(浓)NO2+H2O
(2)甲苯:制备黄色的TNT炸药
(3)颜色反应:含苯环的蛋白质遇到浓硝酸显黄色
例1.判断下列说法的正误
①NH3经催化氧化生成NO属于氮的固定(×)
②氮的氧化物是造成光化学烟雾的主要原因,汽车尾气大量排放会造成光化学烟雾(√)
③可以加热分解氯化铵制取氨气(×)
④浓硝酸应盛放在带有橡皮塞的棕色细口瓶里(×)
⑤铁制容器能盛装冷的浓硝酸,说明铁不能与冷的浓硝酸反应(×)
⑥所有铵盐与NaOH溶液的反应都可表示为NH+OH-===NH3↑+H2O(×)
⑦将镁条放入氯化铵溶液中有气体放出(√)
例2.已知某四种单质分别与浓硝酸混合后出现的情况依次是:①反应生成相应的硝酸盐;②反应生成最高价含氧酸;③发生钝化;④不发生反应。则符合上述情况的单质可能是 ( )
A.Cu、C、Zn、Au B.Ag、P、Al、Pt
C.Fe、C、Sb、Hg D.Cu、S、Fe、Pb
【详解】在常温下浓硝酸使铁、铝钝化,故A、C项不正确;浓硝酸能与绝大多数金属反应,但不能与Au、Pt反应,故D项不正确,因此符合上述情况的单质可能是Ag、P、Al、Pt,答案选B。
例3.氯胺(NH2Cl)是一种长效缓释有机氯消毒剂,有强氧化性,其杀菌能力是一般含氯消毒剂的 4~5 倍。下列有关氯胺的说法一定不正确的是( )
A.氯胺中氯元素的化合价为+1 价
B.氯胺的电子式为
C.氯胺的水解产物为 NH2OH(羟氨)和 HCl
D.氯胺的消毒原理与漂白粉相似
A.NH2Cl是用Cl替代了NH3中的一个H得到的,所以Cl的化合价为+1价,说法正确;
B.根据有机物的成键规则,N形成三条键,Cl和H分别形成一条键,并且电子式中的每个原子应当达到自己相对应的稳定结构,所以电子式是正确的,说法正确;
C.Cl为正一价,应当结合水电离出来的OH-形成HClO,另一个产物是NH3,说法错误;
D.根据分析,氯胺和漂白粉都是因为产生了HClO才具有杀菌消毒作用,说法正确。故选C。
例4.已知A、B、C、D四种物质中均含同种元素,且它们之间的转化关系如下。下列说法正确的是( )
A.A一定为单质
B.C一定为氧化物
C.D一定为酸
D.A、B、C的相对分子质量之差为16或16的倍数
【详解】A、A可能为Na、S、H2S、N2、NH3等,故A错误;
B、B被氧气氧化生成氧化物C,所以C是氧化物,故B正确;
C、D可能为氢氧化钠、硫酸、硝酸等,故C错误;
D、若A为NH3,B为NO,相对分子质量之差为13,故D错误;
故选:B。
例5.同温同压下,在3支相同体积的试管中分别充有等体积混合的两种气体,它们是①NO和,②和,③NO和。现将3支试管均倒置于水槽中,充分反应后,试管中剩余气体的体积分别为,则下列关系正确的是 ( )
A. B. C. D.
解析:可假设试管体积为2V;则每种气体的体积为V;当倒置水槽中时;①中有反应:,则剩余气体的体积;②中有反应:,是剩余的体积;③中气体与水不反应,故试管中气体体积。综上所述,。答案:D
例6.a、b、c、X是中学化学中常见的四种物质,且a、b、c中含有同一种元素,其转化关系如图所示。下列说法不正确的是( )。
A.若a、b、c均为厨房中常用的物质,则构成c中的阳离子半径小于其阴离子半径
B.若a为一种气态氢化物,X为O2,则a分子中可能含有10个或者18个电子
C.若a是一种金属单质,X为强酸,则a可与c生成b
D.若a为固态非金属单质,X为O2,则O元素与a元素的原子序数之差可能为8
【解析】选D。若a、b、c均为厨房中常用的物质,结合图中转化可知,a应为Na2CO3,b为NaHCO3,c为NaCl,X为HCl;c中阳离子为钠离子,阴离子为氯离子,电子层越多,离子半径越大,则c中的阳离子半径小于其阴离子半径,故A正确;a为一种气态氢化物,X为O2,a可以为CH4或H2S,b为CO或S,c为CO2或SO2,符合图中转化,则分子中可能含有10个或者18个电子,故B正确;若a是一种金属单质,X为硝酸,则a可能为Fe,X为硝酸,b为Fe(NO3)2、c为Fe(NO3)3,Fe(NO3)3可以和Fe反应生成Fe(NO3)2,故C正确;若a为固态非金属单质,X为O2,a为C,b为CO,c为CO2,则O元素与a元素的原子序数之差为2,而S不能一步转化为SO3,则O元素与a元素的原子序数之差不可能为8,故D错误。
例7.根据下列实验和现象,所得实验结论正确的是 ( )
选项
实验
现象
实验结论
A
向装有溶液的试管中加入稀硫酸
在管口观察到红棕色气体
分解成了
B
和混合气体通入溶液
出现白色沉淀
得到的沉淀只有
C
向某溶液中先滴加适量稀硝酸,再滴加少量溶液
出现白色沉淀
原溶液中含有、、中的一种或几种
D
取少量固体于试管底部,加热试管底部
试管口处有晶体出现
易升华
【详解】A.向装有溶液的试管中加入稀硫酸,在管口观察到红棕色气体,发生发生反应、,故A错误;
B.通入溶液生成沉淀,酸性条件下,被氧化为,和Ba2+反应生成沉淀,所以和混合气体通入溶液得到的沉淀只有,故B正确;
C.向某溶液中先滴加适量稀硝酸,再滴加少量溶液,出现白色沉淀,原溶液可能含有Ag+,故C错误;
D.取少量固体于试管底部,加热试管底部,发生反应 ,氨气和氯化氢在试管口遇冷又生成氯化铵,所以试管口处有晶体出现,故D错误;
选B。
例8.为探究氨及铵盐的性质,将NH4Cl晶体装入如图所示的T形三通管两端,进行微型实验(注:无水CaCl2会与形成氨合物)。下列说法错误的是 ( )
A.轻轻挤压任一乳胶头,若蒸馏水中有气泡冒出,则装置气密性良好
B.同时点燃两个酒精灯后,两端湿润的pH试纸均变蓝
C.实验过程中竖直支管上方会出现白烟
D.停止加热后可以交替挤压两边乳胶头,使气体充分被吸收,减少污染
解析: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,则蒸馏水中一定会有气泡冒出,A正确;湿润的pH试纸遇酸性气体变红,遇碱性气体变蓝,受热分解生成HCl和,左侧裹的脱脂棉会吸收,剩余HCl,右侧裹NaOH的脱脂棉会吸收HCl,剩余,故同时点燃两个酒精灯后,左端pH试纸变红,右端pH试纸变蓝,B错误;竖直支管上方同时有和HCl,两者相遇会生成白色固体小颗粒,故现象是出现白烟,C正确;停止加热后,不断交替挤压两边乳胶头,将残余的气体全部赶入蒸馏水中被充分吸收,可减少污染,D正确。故选B。
例9.—种盐X与烧碱混合共热,可放出无色气体Y,Y经一系列氧化后再溶于水可得Z溶液,Y和Z反应又生成X,则X是 ( )
A. B. C. D.
解析:铵盐与烧碱共热产生,Y为,,故Z为,X为。故选B。
例10.含氮化合物对环境、生产和人类活动有很大影响。
(1)氨气具有还原性。将氨气通入灼热的氧化铜固体中,现象是_______________________;化学方程式是_______________________________。
(2)NF3为无色、无味的气体,在潮湿的环境中易变质生成HF、NO、HNO3。该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________,NF3在空气中泄漏时很容易被观察到,原因是__________________________________________________________________。
(3)利用某分子筛作催化剂,可脱除工厂废气中的NO、NO2,反应机理如图所示。请写出脱去NO的离子反应方程式:___________________________________。
(4)火箭燃料偏二甲肼C2H8N2与N2O4反应放出大量的热,生成无毒、无污染的气体和水。1 mol C2H8N2完全反应转移的电子数是___________。
【答案】黑色氧化铜变为红色 2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O 2:1 NO与氧气反应生成红棕色的二氧化氮 [(NH4)2(NO2)]2++NO=[(NH4)(HNO2)]++H++N2+H2O 16NA
巩固提升:
1.氮是动植物生长不可缺少的元素,下列关于氮及其化合物的说法不正确的是 ( )
A.谚语“雷雨发庄稼”隐含着自然“固氮”过程
B.土壤胶粒对碳铵、硫鞍等氮肥具有保肥作用
C.海水中氮含量高易引发“赤潮”
D.光化学污染是氮、硫的化合物在日光的作用下造成的污染
解析:A.谚语“雷雨发庄稼”是指在雷电和下雨的环境下,氮气可以逐步转化为硝酸盐,供农作物吸收利用,该过程属于自然“固氮”,正确。
B.土壤胶粒带负电,对具有吸附作用,正确。
C.海水中含有较多的含氮物质,容易造成水体富营养化,使藻类过度繁殖,出现“赤潮”,正确。
D.光化学污染是氮氧化物与碳氢化合物在日光的作用下形成光化学烟雾造成的污染,错误。
故选D。
2.不能用带橡胶塞的玻璃试剂瓶存放的药品是 ( )
①浓硝酸 ②稀氢氧化钠溶液 ③液溴
④纯碱溶液 ⑤水玻璃 ⑥氢氟酸
A.①③⑥ B.①④⑥ C.①⑤⑥ D.②③④⑤
解析:浓硝酸和液溴都具有强氧化性,能氧化橡胶塞,而氢氟酸会腐蚀玻璃,不能用玻璃试剂瓶存放,应保存在塑料瓶中。答案:A
3.硝酸被称为“国防工业之母”,是因为它是制取炸药的重要原料。下列实验事实与硝酸的性质不相对应的是 ( D )
A.浓硝酸使紫色石蕊溶液先变红后褪色——酸性和强氧化性
B.不能用稀硝酸与锌反应制氢气—强氧化性
C.要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性
D.能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液的红色褪去——强氧化性
4.下述实验中均有红棕色气体产生,对比分析所得结论不正确的是( )
A.由①中的红棕色气体,推断产生的气体一定是混合气体
B.红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应
C.由③说明浓硝酸具有挥发性,生成的红棕色气体为还原产物
D.③的气体产物中检测出,由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应
解析:A.①中的碎玻璃不与浓硝酸反应.但仍有红棕色气体产生,说明浓硝酸受热分解产生了二氧化氮和氧气,A正确;B.通过A分析可知,浓硝酸受热分解产生二氧化氮和氧气,所以②中红棕色气体可能来源于硝酸分解,即不能表明②中的木炭与浓硝酸发生反应,B错误;C.实验③中木炭没有与浓硝酸接触.浓硝酸没有被加热,生成的红棕色气体二氧化氮只能是挥发出的硝酸蒸汽与红热木炭反应或是挥发出的硝酸受热分解,从生成的二氧化氮看,都是来源于HNO3中+5价氮元素,所以红棕色气体是还原产物,C正确;D.由于空气中含有氧气.因此红热的木炭可能与氧气反应产生了CO2,且③中木炭和浓硝酸并没有接触.因此不能说明木炭一定与浓硝酸发生了反应.D错误。
故选D。
5.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催化制硝酸的流程示意图。下列说法不正确的是( )
A.可以利用易液化的性质分离出
B.合成氨以及氨催化制硝酸的流程中氮元素均被氧化
C.可以用进行氮氧化物的尾气处理
D.吸收塔中通入A是为了提高原料的利用率
解析:可利用易液化的性质从混合气中分离出,A正确;合成氨中氮元素化合价降低,被还原,氨催化制硝酸的流程中氮元素化合价升高,被氧化,B错误;氨气具有还原性,氮氧化物具有氧化性,二者反应可生成无毒气体氮气,C正确;A为,吸收塔中一氧化氮、氧气和水反应生成硝酸,能提高原料的利用率,D正确。故选B。
6.有a、b、c、d、e五种气体,现进行下列实验:
(1)a和b混合
气体变红棕色
(2)c和d混合
产生白烟
(3)c和e分别通入少量溴水中
溴水都变成无色透明的液体
(4)b和e分别通入氢硫酸中
都产生淡黄色浑浊
则a、b、c、d、e依次可能是( )
A.O2、NO、HCl、NH3、CO2 B.O2、NO、NH3、HCl、SO3
C.NO、O2、NH3、HCl、SO2 D.HCl、CO2、NH3、H2S、CH4
【解析】由a和b混合,气体变成红棕色,可知a和b为NO与O2的混合气;b通入氢硫酸中产生淡黄色沉淀,则b为氧气,a为NO;c和d混合产生白烟,则c和d为NH3、HCl的混合气;c通入少量溴水中溴水变成无色透明的液体,则c为NH3,d为HCl;e通入少量溴水中,溴水变成无色透明的液体,e通入氢硫酸中产生淡黄色浑浊,则e为SO2,则a为NO,b为O2,c为NH3,d为HCl,e为SO2,故合理选项是C,故选:C。
7.下列各组物质:①Cu与HNO3溶液②Cu与FeCl3溶液③Zn与H2SO4溶液④Fe与盐酸⑤Na与O2。由于条件不同而能发生不同氧化还原反应的是( )
A.只有③④ B.只有①③⑤ C.只有①② D.只有①③④⑤
【解析】解:①Cu与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水,与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,①符合;②Cu与FeCl3溶液只能生成氯化亚铁和氯化铜,②不符合;③Zn与稀H2SO4反应生成硫酸锌和氢气,与浓硫酸反应生成硫酸锌、二氧化硫和水,③符合;④Fe与盐酸反应只能生成氯化亚铁和氢气,④不符合;⑤Na与O2常温下生成氧化钠,点燃生成过氧化钠,⑤符合,答案选B。
8.1.52g铜镁合金完全溶解于50mL密度为1.40g/mL、质量分数为63%的浓硝酸中,得到NO2和N2O4的混合气体1120mL(标准状况),向反应后的溶液中加入1.0mol/LNaOH溶液,当金属离子全部沉淀时,得到2.54g沉淀.下列说法正确的是( )
A.该合金中铜与镁的物质的量之比是1:2
B.该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是12.0mol/L
C.NO2和N2O4的混合气体中,NO2的体积分数是80%
D.得到2.54g沉淀时,加入NaOH溶液的体积是600mL
【解析】解:本题考查混合物的有关计算.
A.金属离子全部沉淀时,得到2.54g沉淀为氢氧化铜、氢氧化镁,故沉淀中氢氧根的质量为2.54g﹣1.52g=1.02g,氢氧根的物质的量为=0.06mol,根据电荷守恒可知,金属提供的电子物质的量等于氢氧根的物质的量,令铜、镁合金中Cu、Mg的物质的量分别为xmol、ymol,则:,解得x=0.02,y=0.01,故合金中铜与镁的物质的量之比是0.02mol:0.01mol=2:1,故A错误;
B.该浓硝酸密度为1.40g/mL、质量分数为63%,故该浓硝酸的物质的量浓度为mol/L=14mol/L,故B错误;
C.NO2和N2O4混合气体的物质的量为=0.05mol,令二氧化氮的物质的量为amol,则四氧化二氮的物质的量为(0.05﹣a)mol,根据电子转移守恒可知,a×1+(0.05﹣a)×2×1=0.06,解得a=0.04,NO2的体积分数=×100%=80%,故C正确;
D.反应后溶质为硝酸钠,根据氮元素守恒可知,硝酸钠的物质的量为0.05L×14mol/L﹣0.04mol﹣(0.05﹣0.04)×2=0.64mol,根据钠离子守恒可知n(NaOH)=n(NaNO3)=0.64mol,故需要氢氧化钠溶液的体积为=0.64L=640mL,故D错误;
故选C.
9.将铜丝伸入盛有浓硝酸的具支试管中(如图所示,夹持装置已略去)进行实验。下列说法错误的是( D )
A. 反应进行一段时间后,具支试管中的气体可能为和
B. 铜丝绕成螺旋状的目的是增大反应物接触面积
C. 反应进行一段时间后,烧杯中的溶质可能含和
D. 该实验中浓硝酸主要体现强氧化性和脱水性
10.下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是( D )
序号
实验操作
现象
解释或结论
①
过量的铁粉中加入稀硝酸,充分反应后,滴入溶液
溶液呈红色
稀硝酸将Fe氧化为
②
浓硝酸久置或光照
变黄色
不稳定易分解
③
铝箔插入稀硝酸中
无现象
铝箔表面被氧化,形成致密的氧化膜
④
用玻璃棒蘸取浓硝酸点到蓝色石蕊试纸上
试纸先变红后褪色
浓硝酸具有酸性和强氧化性
A. ①② B. ③④ C. ②③④ D. ②④
11.铁与不同密度的溶液反应时产生的含氮产物的百分含量分布如图所示。下列有关说法错误的是( D )
A. 一般来说,不同密度的硝酸与铁反应的还原产物不是单一的
B. 、、、都既有氧化性又有还原性
C. 硝酸的密度越大,其还原产物中高价态的成分所占比例越多
D. P点处氧化剂与还原剂的物质的量之比一定为3∶2
12.合成氨及其衍生工业是化工生产的重要门类,请结合图示判断下列说法正确的是( )
A.合成氨采用400~500 ℃是为了提高原料转化率和反应速率
B.湿润的淀粉KI试纸可以鉴别气体2和溴蒸气
C.生成固体1的化学方程式为NaCl+NH3+CO2+H2ONaHCO3↓+NH4Cl
D.1 L气体1、2的混合气与1 L NH3在一定条件下转化为对环境无害的物质,混合气中二者的体积比为2∶1
解析 由图可知,气体1为NO,气体2为NO2,NO2与水反应生成硝酸,也能将I-氧化为I2,不能用湿润的淀粉KI试纸鉴别气体2和溴蒸气,B错误;固体1为NaHCO3,NaHCO3受热分解生成固体2为Na2CO3,C正确;1LNO、NO2的混合气体与1LNH3在一定条件下转化为对环境无害的物质,反应方程式为2NH3+NO+NO22N2+3H2O,NO、NO2的体积比等于化学计量数之比(1∶1),D错误。故选C
13.亚硝酸钠(NaNO2)是一种具有咸味、有毒,且价格比食盐(NaCl)便宜的工业用盐,常被误作食盐使用,导致多起中毒事故发生,它的部分性质如图,下列说法错误的是( )
A.可用淀粉碘化钾试纸和食醋鉴别食盐(NaCl)与亚硝酸钠(NaNO2)
B.亚硝酸钠可以加到食品中,但添加量要符合规定
C.NaNO2与N2H4反应生成NaN3的化学方程式为NaNO2+N2H4NaN3+2H2O
D.上图所涉及的化学反应都是氧化还原反应
解析 亚硝酸钠能和酸化的KI反应生成碘单质,淀粉遇碘变蓝色,A正确;NaNO2具有防腐性,但有毒,所以亚硝酸钠可以加到食品中,但添加量要符合规定,B正确;亚硝酸钠和肼反应生成叠氮化钠和水,该反应中N元素化合价由+3、-2变为-,C正确;有电子转移的化学反应为氧化还原反应,其特征是有元素化合价的升降,NaNO2与NH4Cl反应生成NH4NO2的反应中没有元素化合价的变化,D错误。故选D。
14.无色的混合气体甲中可能含有NO、CO2、NO2、NH3、N2中的几种,将100 mL气体甲经过如图实验处理,结果得到酸性溶液,还有少量气体剩余,则气体甲的组成可能为( )
A.NH3、NO、CO2 B.NH3、NO2、N2 C.NH3、NO2、CO2 D.NO、CO2、N2
解析 NO2是红棕色气体,无色的混合气体甲中一定不含有NO2;H2SO4能与碱性气体反应,所以100mL混合气体甲通过足量浓硫酸,剩余气体80mL,说明混合气体甲中一定含有NH3且体积为20mL;CO2能与Na2O2反应生成Na2CO3和O2,NO是无色气体,与O2反应生成红棕色的NO2,故余气通过足量Na2O2后气体显红棕色,说明混合气体甲中一定含NO和CO2;排水法收集气体,得到酸性溶液为二氧化氮与水反应生成的硝酸,气体还剩余一氧化氮等,还有少量气体剩余,无法确定混合气体甲中是否含有N2,气体甲的组成可能为NH3、NO、CO2。故选A。
15.氨既是一种重要的化工产品,又是一种重要的化工原料。下图为合成氨以及氨氧化制硝酸的流程示意图。
(1)写出合成塔和氧化炉中发生反应的化学方程式 ,并指出其中的氧化剂和还原剂 。
(2)请思考A是什么物质 ,以及向吸收塔中通入A的作用 。
(3)工业生产中为了盛装大量浓硝酸,可选择 作为罐体材料。
a.铜 b.铂 c.铝 d.镁
(4)为避免硝酸生产尾气中的氮氧化物污染环境,人们开发了溶液吸收、催化还原等尾气处理方法。前者使用具有碱性的溶液等吸收尾气,后者使用或其他物质将氮氧化物还原为。请以尾气中的处理为例,写出相关反应的化学方程式 ,并查阅资料,了解还有哪些尾气处理方法 。
15.(1) 氧化炉:4NH3+5O24NO+6H2O 合成塔:氧化剂为:N2、还原剂为H2、氧化炉:氧化剂为O2、还原剂为NH3
(2) 氧气或空气 促使NO2和NO全部转化为HNO3
(3)c
(4) 2NO2+Na2CO3=NaNO3+NaNO2+CO2、 NaOH溶液吸收
1
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2027届高三一轮复习:N元素及其化合物性质
知识点回顾:
氮及其化合物
一、氮气的性质和应用
1.原子结构
(1)原子结构示意图:
(2)在周期表中位置:第二周期第VA族
(3)原子的轨道表示式:,单电子数:3
(4)第一电离能:I1(N)>I1(O)
2.氮气的结构
(1)结构式N≡N,电子式
①化学键:1个键2个键
②稳定性:键<键
(2)分子极性:非极性分子
3.氮元素的自然存在
二、氮气的性质
1.物理性质
(1)色味态:无色无味气体
(2)密度:在标准状况下ρ(N2)==1.25g•L-1,比空气的小(极为接近)
(3)溶解性:难溶于水
(4)收集方法:只能用排水法(密度与空气接近,不能用排空气法)
2.化学性质
(1)稳定性:N≡N键能很大,通常情况下很难发生反应
(2)氧化性:N2+3H22NH3(工业固氮反应)
(3)还原性
①除去中H2的N2:3Mg+N2Mg3N2
②高能固氮反应:N2+O22NO
3.氮化镁
(1)电子式:
(2)与水反应:Mg3N2+6H2O3Mg(OH)2↓+2NH3↑
(3)与过量盐酸反应:Mg3N2+8HCl3MgCl2+2NH4Cl
二、氮的氧化物的性质及应用
1.氮元素的六种氧化物
化合价
+1
+2
+3
+4
+5
化学式
N2O
NO
N2O3
NO2
N2O4
N2O5
含氧酸
HNO2
HNO3
2.NO的性质
(1)色味态:无色无味气体
(2)溶解性:难溶于水
(3)强还原性
①与O2反应:2NO+O22NO2
②与酸性H2O2反应:2NO+3H2O22H++2NO3-+2H2O
③酸性KMnO4溶液:5NO+3MnO4-+4H+5NO3-+3Mn2++2H2O
④除去NO2中的NO:NO+2HNO3(浓)3NO2↑+H2O
3.NO2的性质
(1)色味态:红棕色有刺激性气味气体
(2)溶解性:易溶于水,不溶于四氯化碳
(3)与H2O反应:3NO2+H2O2HNO3+NO
(4)双聚反应:2NO2N2O4;△H<0
①加热:红棕色变深
②加压:颜色先变深后变浅,比加压前深
(5)强氧化性:能够将某些还原性微粒氧化,自身被还原成NO
还原性微粒
氧化产物
S
SO3或SO42-
I2
Fe3+
①2NO2+2KI=2KNO2+I2(湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,可用于检验NO2)
②NO2+SO2SO3+NO
③H2S+NO2S+NO+H2O
④2Fe2++4H++NO22Fe3++2H2O+NO↑
(6)鉴别NO2和溴蒸气
方法
现象
二氧化氮
溴蒸汽
水溶解法
气体由红棕色变成无色,得到无色溶液
溶液变为橙色
AgNO3沉淀法
气体由红棕色变成无色,溶液无明显变化
产生浅黄色沉淀
CCl4溶解法
无明显现象
得到橙红色溶液
密闭加热法
颜色明显加深
无明显现象
密闭冷却法
颜色明显变浅
得到深红棕色液体
湿润的淀粉
碘化钾试纸法
变蓝
变蓝
4.氮氧化物的危害
(1)形成硝酸型酸雨
含氮物质NONO2HNO3
(2)形成光化学烟雾
NO2和O2O3有毒烟雾
(3)破坏臭氧层:NO催化O3分解为O2
NO+O3=NO2+O,NO2+O=NO+O2
(4)水体富营养化:水中含氮化合物引起水体污染
三、氨气的性质
1.物理性质
(1)色味态:无色、有刺激性气味的气体
(2)密度:比空气的小
(3)溶解性:极易溶于水,1∶700,难溶于CCl4
(4)物理特性:易液化(沸点-33.5℃)
2.碱性气体
(1)水:NH3+H2ONH3·H2O
(2)指示剂:能够使紫色石蕊试液变蓝,酚酞试液变红
(3)与酸化合成铵盐
①HCl:HClNH4Cl,产生白烟
②HNO3:HNO3NH4NO3,产生白烟,同浓硝酸
③H2SO4:H2SO4(浓)(NH4)2SO4,产生白色沉淀
3.氨气的还原性:NH3N2或NO
(1)催化氧化:4NH3+5O24NO+6H2O
(2)热的CuO:2NH3+3CuON2+3Cu+3H2O
(3)还原氯气
①少量NH3:2NH3+3Cl26HCl+N2
②过量NH3:8NH3+3Cl26NH4Cl+N2(检验输送氯气的管道是否泄漏)
4.氧化性:2Na+2NH32NaNH2+H2↑
5.氨气的用途
(1)制硝酸和硝酸铵:N2NH3NONO2HNO3NH4NO3
(2)致冷剂:液氨气化吸热,使环境温度急剧降低
(3)制化肥:制备硝铵、硫铵、氯铵、碳铵等铵态氮肥
四、氨水的性质
1.氨水的密度
比水小,浓度越大,密度越小
2.氨水的挥发性:易挥发出氨气,所以氨水应密封保存
3.氨水的组成
(1)三个可逆反应
①氨气和水的反应:NH3+H2ONH3·H2O
②一水合氨的电离:NH3·H2ONH4++OH-
③水的电离:H2OH++OH-
(2)“三分子”、“三离子”成分
①三分子:NH3、H2O、NH3·H2O
②三离子:NH4+、OH-、H+
4.氨水的化学性质
(1)不稳定性:NH3·H2ONH3↑+H2O
(2)弱碱性
①H2SO4:2NH3·H2O+H2SO4(NH4)2SO4+2H2O
②少量CO2:2NH3·H2O+CO2(NH4)2CO3+H2O
③过量CO2:NH3·H2O+CO2NH4HCO3
④AlCl3:AlCl3+3NH3·H2OAl(OH)3↓+3NH4Cl
五、铵盐的结构和性质
1.物性:都是无色,易溶于水的晶体
2.结构:NH4+的电子式
(1)所含化学键:离子键、共价键和配位键
(2)化合物类型:离子化合物
3.热不稳定性
(1)非氧化性酸铵盐氨气和相应的酸
①碳酸铵:(NH4)2CO32NH3↑+H2O↑+CO2↑
②碳酸氢铵:NH4HCO3NH3↑+H2O↑+CO2↑
③亚硫酸铵:(NH4)2SO32NH3↑+H2O↑+SO2↑
④亚硫酸氢铵:NH4HSO3NH3↑+H2O↑+SO2↑
⑤氯化铵:NH4ClNH3↑+HCl↑
(2)氧化性酸铵盐复杂的氧化还原反应,一般不放氨气
①NH4NO3N2O↑+2H2O
②5NH4NO32HNO3+4N2↑+9H2O
③2NH4NO32N2↑+O2↑+4H2O
④3(NH4)2SO44NH3↑+3SO2↑+N2↑+6H2O
4.铵盐和碱反应
(1)条件不同,产物不同
①常温:NH4++OH-NH3·H2O
②加热:NH4++OH-NH3↑+H2O
(2)注意事项
①铵态氮肥不能与碱性物质混合使用,以免生成氨气,降低肥效。
②铵盐固体和碱固体反应时,不能拆写成离子形式
③酸式铵盐和碱溶液反应时,注意碱过量时,NH4+和酸式酸根离子都参与反应
5.铵盐的检验
(1)步骤:取样,加碱,加热,加湿润的红色石蕊试纸
(2)现象:湿润的红色石蕊试纸变蓝
六、硝酸的性质
1.物理性质
(1)色味态:纯硝酸是一种无色有刺激性气味的液体
(2)密度:比水的大,密度越大,浓度越越大,常见浓硝酸浓度为68%~70%
(3)溶解性:以任意比和水互溶
①主要原因:硝酸和水之间可以形成氢键
②次要原因:硝酸和水都是极性分子
(4)挥发性:易挥发,浓度为95%以上的硝酸称为发烟硝酸
2.不稳定性
(1)反应:4HNO34NO2↑+O2↑+H2O
(2)通常所见的浓硝酸因含NO2而呈黄色
①除去黄色最简单的方法:加水,3NO2+H2O2HNO3+NO
②除去黄色最环保的方法:通足量氧气,4NO2+O2+2H2O4HNO3
3.与金属单质反应
(1)Al、Fe钝化;Al、Fe剧烈反应放NO2气体
(2)Au、Pt:任何情况下都不反应
(3)其他金属与硝酸反应不生成H2,硝酸的浓度不同,还原产物不同
①浓硝酸与铜反应:Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
②稀硝酸与铜反应:3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
③3Zn+10HNO3(稀)4Zn(NO3)2+N2O↑+5H2O
④3Mg+10HNO3(极稀)4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O
(4)FeFe(NO3)3;FeFe(NO3)2
①Fe+4HNO3(稀)Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
②3Fe+8HNO3(稀)3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O
4.浓硝酸与非金属单质加热反应
(1)碳与浓硝酸加热反应:C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O
(2)碳与稀硝酸不反应
5.硝酸与还原性化合物反应:HNO3NO2或NO
(1)-2价硫:3H2S+2HNO3(稀)3S↓+2NO↑+4H2O
(2)+4价硫:3Na2SO3+2HNO3(稀)3Na2SO4+2NO↑+H2O
(3)-2价碘:6I-+8H++2NO3-3I2+2NO↑+4H2O
(4)+2价铁:3Fe2++4H++NO3-3Fe3++2H2O+NO↑
6.几种物质和湿润的蓝色石蕊试纸的反应
(1)湿润的蓝色石蕊试纸先变红,后褪色
(2)湿润的蓝色石蕊试纸只变红,不褪色
(3)湿润的蓝色石蕊试纸先变红,后变黑
(4)湿润的蓝色石蕊试纸只变红,不褪色
(5)湿润的蓝色石蕊试纸先变红,后褪色
(6)湿润的蓝色石蕊试纸只变红,不褪色
7.浓硝酸的保存
(1)易挥发:密封保存,敞口放置,质量减小,浓度降低
(2)易分解:棕色细口瓶避光、黑暗而且温度低的地方
(3)强氧化性:不能用橡胶塞,而用玻璃塞
(4)大量存放:铝制或铁制的槽车内
8.硝化反应
(1)苯:+HNO3(浓)NO2+H2O
(2)甲苯:制备黄色的TNT炸药
(3)颜色反应:含苯环的蛋白质遇到浓硝酸显黄色
典型例题:
例1.判断下列说法的正误
①NH3经催化氧化生成NO属于氮的固定 ( )
②氮的氧化物是造成光化学烟雾的主要原因,汽车尾气大量排放会造成光化学烟雾 ( )
③可以加热分解氯化铵制取氨气 ( )
④浓硝酸应盛放在带有橡皮塞的棕色细口瓶里 ( )
⑤铁制容器能盛装冷的浓硝酸,说明铁不能与冷的浓硝酸反应 ( )
⑥所有铵盐与NaOH溶液的反应都可表示为NH+OH-===NH3↑+H2O ( )
⑦将镁条放入氯化铵溶液中有气体放出 ( )
例2.已知某四种单质分别与浓硝酸混合后出现的情况依次是:①反应生成相应的硝酸盐;②反应生成最高价含氧酸;③发生钝化;④不发生反应。则符合上述情况的单质可能是 ( )
A.Cu、C、Zn、Au B.Ag、P、Al、Pt
C.Fe、C、Sb、Hg D.Cu、S、Fe、Pb
例3.氯胺(NH2Cl)是一种长效缓释有机氯消毒剂,有强氧化性,其杀菌能力是一般含氯消毒剂的 4~5 倍。下列有关氯胺的说法一定不正确的是( )
A.氯胺中氯元素的化合价为+1 价
B.氯胺的电子式为
C.氯胺的水解产物为 NH2OH(羟氨)和 HCl
D.氯胺的消毒原理与漂白粉相似
例4.已知A、B、C、D四种物质中均含同种元素,且它们之间的转化关系如下。下列说法正确的是( )
A.A一定为单质
B.C一定为氧化物
C.D一定为酸
D.A、B、C的相对分子质量之差为16或16的倍数
例5.同温同压下,在3支相同体积的试管中分别充有等体积混合的两种气体,它们是①NO和,②和,③NO和。现将3支试管均倒置于水槽中,充分反应后,试管中剩余气体的体积分别为,则下列关系正确的是 ( )
A. B. C. D.
例6.a、b、c、X是中学化学中常见的四种物质,且a、b、c中含有同一种元素,其转化关系如图所示。下列说法不正确的是 ( )
A.若a、b、c均为厨房中常用的物质,则构成c中的阳离子半径小于其阴离子半径
B.若a为一种气态氢化物,X为O2,则a分子中可能含有10个或者18个电子
C.若a是一种金属单质,X为强酸,则a可与c生成b
D.若a为固态非金属单质,X为O2,则O元素与a元素的原子序数之差可能为8
例7.根据下列实验和现象,所得实验结论正确的是 ( )
选项
实验
现象
实验结论
A
向装有溶液的试管中加入稀硫酸
在管口观察到红棕色气体
分解成了
B
和混合气体通入溶液
出现白色沉淀
得到的沉淀只有
C
向某溶液中先滴加适量稀硝酸,再滴加少量溶液
出现白色沉淀
原溶液中含有、、中的一种或几种
D
取少量固体于试管底部,加热试管底部
试管口处有晶体出现
易升华
例8.为探究氨及铵盐的性质,将NH4Cl晶体装入如图所示的T形三通管两端,进行微型实验(注:无水CaCl2会与形成氨合物)。下列说法错误的是 ( )
A.轻轻挤压任一乳胶头,若蒸馏水中有气泡冒出,则装置气密性良好
B.同时点燃两个酒精灯后,两端湿润的pH试纸均变蓝
C.实验过程中竖直支管上方会出现白烟
D.停止加热后可以交替挤压两边乳胶头,使气体充分被吸收,减少污染
例9.—种盐X与烧碱混合共热,可放出无色气体Y,Y经一系列氧化后再溶于水可得Z溶液,Y和Z反应又生成X,则X是 ( )
A. B. C. D.
例10.含氮化合物对环境、生产和人类活动有很大影响。
(1)氨气具有还原性。将氨气通入灼热的氧化铜固体中,现象是_______________________;化学方程式是_______________________________。
(2)NF3为无色、无味的气体,在潮湿的环境中易变质生成HF、NO、HNO3。该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________,NF3在空气中泄漏时很容易被观察到,原因是__________________________________________________________________。
(3)利用某分子筛作催化剂,可脱除工厂废气中的NO、NO2,反应机理如图所示。请写出脱去NO的离子反应方程式:___________________________________。
(4)火箭燃料偏二甲肼C2H8N2与N2O4反应放出大量的热,生成无毒、无污染的气体和水。1 mol C2H8N2完全反应转移的电子数是___________。
巩固提升:
1.氮是动植物生长不可缺少的元素,下列关于氮及其化合物的说法不正确的是 ( )
A.谚语“雷雨发庄稼”隐含着自然“固氮”过程
B.土壤胶粒对碳铵、硫鞍等氮肥具有保肥作用
C.海水中氮含量高易引发“赤潮”
D.光化学污染是氮、硫的化合物在日光的作用下造成的污染
2.不能用带橡胶塞的玻璃试剂瓶存放的药品是 ( )
①浓硝酸 ②稀氢氧化钠溶液 ③液溴
④纯碱溶液 ⑤水玻璃 ⑥氢氟酸
A.①③⑥ B.①④⑥ C.①⑤⑥ D.②③④⑤
3.硝酸被称为“国防工业之母”,是因为它是制取炸药的重要原料。下列实验事实与硝酸的性质不相对应的是 ( )
A.浓硝酸使紫色石蕊溶液先变红后褪色——酸性和强氧化性
B.不能用稀硝酸与锌反应制氢气—强氧化性
C.要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性
D.能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液的红色褪去——强氧化性
4.下述实验中均有红棕色气体产生,对比分析所得结论不正确的是( )
A.由①中的红棕色气体,推断产生的气体一定是混合气体
B.红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应
C.由③说明浓硝酸具有挥发性,生成的红棕色气体为还原产物
D.③的气体产物中检测出,由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应
5.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催化制硝酸的流程示意图。下列说法不正确的是( )
A.可以利用易液化的性质分离出
B.合成氨以及氨催化制硝酸的流程中氮元素均被氧化
C.可以用进行氮氧化物的尾气处理
D.吸收塔中通入A是为了提高原料的利用率
6.有a、b、c、d、e五种气体,现进行下列实验:
(1)a和b混合
气体变红棕色
(2)c和d混合
产生白烟
(3)c和e分别通入少量溴水中
溴水都变成无色透明的液体
(4)b和e分别通入氢硫酸中
都产生淡黄色浑浊
则a、b、c、d、e依次可能是( )
A.O2、NO、HCl、NH3、CO2 B.O2、NO、NH3、HCl、SO3
C.NO、O2、NH3、HCl、SO2 D.HCl、CO2、NH3、H2S、CH4
7.下列各组物质:①Cu与HNO3溶液②Cu与FeCl3溶液③Zn与H2SO4溶液④Fe与盐酸⑤Na与O2。由于条件不同而能发生不同氧化还原反应的是( )
A.只有③④ B.只有①③⑤ C.只有①② D.只有①③④⑤
8.1.52g铜镁合金完全溶解于50mL密度为1.40g/mL、质量分数为63%的浓硝酸中,得到NO2和N2O4的混合气体1120mL(标准状况),向反应后的溶液中加入1.0mol/LNaOH溶液,当金属离子全部沉淀时,得到2.54g沉淀.下列说法正确的是( )
A.该合金中铜与镁的物质的量之比是1:2
B.该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是12.0mol/L
C.NO2和N2O4的混合气体中,NO2的体积分数是80%
D.得到2.54g沉淀时,加入NaOH溶液的体积是600mL
9.将铜丝伸入盛有浓硝酸的具支试管中(如图所示,夹持装置已略去)进行实验。下列说法错误的是( )
A. 反应进行一段时间后,具支试管中的气体可能为和
B. 铜丝绕成螺旋状的目的是增大反应物接触面积
C. 反应进行一段时间后,烧杯中的溶质可能含和
D. 该实验中浓硝酸主要体现强氧化性和脱水性
10.下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是( )
序号
实验操作
现象
解释或结论
①
过量的铁粉中加入稀硝酸,充分反应后,滴入溶液
溶液呈红色
稀硝酸将Fe氧化为
②
浓硝酸久置或光照
变黄色
不稳定易分解
③
铝箔插入稀硝酸中
无现象
铝箔表面被氧化,形成致密的氧化膜
④
用玻璃棒蘸取浓硝酸点到蓝色石蕊试纸上
试纸先变红后褪色
浓硝酸具有酸性和强氧化性
A. ①② B. ③④ C. ②③④ D. ②④
11.铁与不同密度的溶液反应时产生的含氮产物的百分含量分布如图所示。下列有关说法错误的是( )
A. 一般来说,不同密度的硝酸与铁反应的还原产物不是单一的
B. 、、、都既有氧化性又有还原性
C. 硝酸的密度越大,其还原产物中高价态的成分所占比例越多
D. P点处氧化剂与还原剂的物质的量之比一定为3∶2
12.合成氨及其衍生工业是化工生产的重要门类,请结合图示判断下列说法正确的是( )
A.合成氨采用400~500 ℃是为了提高原料转化率和反应速率
B.湿润的淀粉KI试纸可以鉴别气体2和溴蒸气
C.生成固体1的化学方程式为NaCl+NH3+CO2+H2ONaHCO3↓+NH4Cl
D.1 L气体1、2的混合气与1 L NH3在一定条件下转化为对环境无害的物质,混合气中二者的体积比为2∶1
13.亚硝酸钠(NaNO2)是一种具有咸味、有毒,且价格比食盐(NaCl)便宜的工业用盐,常被误作食盐使用,导致多起中毒事故发生,它的部分性质如图,下列说法错误的是( )
A.可用淀粉碘化钾试纸和食醋鉴别食盐(NaCl)与亚硝酸钠(NaNO2)
B.亚硝酸钠可以加到食品中,但添加量要符合规定
C.NaNO2与N2H4反应生成NaN3的化学方程式为NaNO2+N2H4NaN3+2H2O
D.上图所涉及的化学反应都是氧化还原反应
14.无色的混合气体甲中可能含有NO、CO2、NO2、NH3、N2中的几种,将100 mL气体甲经过如图实验处理,结果得到酸性溶液,还有少量气体剩余,则气体甲的组成可能为( )
A.NH3、NO、CO2 B.NH3、NO2、N2 C.NH3、NO2、CO2 D.NO、CO2、N2
15.氨既是一种重要的化工产品,又是一种重要的化工原料。下图为合成氨以及氨氧化制硝酸的流程示意图。
(1)写出合成塔和氧化炉中发生反应的化学方程式 ,并指出其中的氧化剂和还原剂 。
(2)请思考A是什么物质 ,以及向吸收塔中通入A的作用 。
(3)工业生产中为了盛装大量浓硝酸,可选择 作为罐体材料。
a.铜 b.铂 c.铝 d.镁
(4)为避免硝酸生产尾气中的氮氧化物污染环境,人们开发了溶液吸收、催化还原等尾气处理方法。前者使用具有碱性的溶液等吸收尾气,后者使用或其他物质将氮氧化物还原为。请以尾气中的处理为例,写出相关反应的化学方程式 ,并查阅资料,了解还有哪些尾气处理方法 。
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