全国版2021高考化学一轮复习第14讲氮及其重要化合物课件

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全国版2021高考化学一轮复习第14讲氮及其重要化合物课件

非金属及其化合物 第四章 第 14 讲 氮及其重要化合物   1. 了解氮元素单质及其重要化合物的制备方法,掌握其主要性质及应用。  2. 了解氮的化合物对环境的影响。 栏 目 导 航 考点一 氮气及氮的氧化物  考点二 氨 铵盐 微 专题 14  全面突破喷泉实验 考点三 典型的氧化性酸 —— 硝酸 微专题 15  全面突破金属与硝酸反应的计算 探究高考 · 明确考向 1 . 氮元素在自然界中的存在形态及氮的固定 考点一 氮气及氮的氧化物 2 . 氮气的性质 写出有关反应的化学方程式: ① ___________ _ _ _ _ __ ________ (Mg 3 N 2 遇水强烈水解 ) ; ② _______ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ___ __ _______ ( 工业合成氨原理 ) ; ③ ________ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _______ ( 不能一步生成 NO 2 ) 。 3 . 氮的氧化物 氮元素有+ 1 、+ 2 、+ 3 、+ 4 、+ 5 五种正价,五种正价对应六种氧化物: N 2 O( 俗称 “ 笑气 ” ,具有麻醉作用 ) 、 NO 、 N 2 O 3 、 NO 2 、 N 2 O 4 、 N 2 O 5 ( 白色固体 ) 。其中 N 2 O 3 和 N 2 O 5 分别是 HNO 2 和 HNO 3 的酸酐。它们都是空气污染物, NO 2 是造成光化学污染的主要因素。其中 NO 和 NO 2 是中学阶段两种重要的氧化物 NO NO 2 物理 性质 颜色 无色 红棕色 毒性 有毒 ( 与血红蛋白结合 ) 有毒 溶解性 不溶 能溶 化学 性质 与 O 2 反应 ______________________ 与 H 2 O 反应 _____________________________ 主要来源 煤和石油的燃烧,汽车尾气,硝酸工厂等 2NO + O 2 ===2NO 2   3NO 2 + H 2 O===2HNO 3 + NO   [ 想一想 ] (1) 如何收集 NO 和 NO 2? 提示: ① NO 应用排水法收集,若用排空气法,则 NO 转变为 NO 2 。 ② NO 2 应用向上排空气法收集,若用排水法收集,则 NO 2 转变为 NO 。 (2) 如何鉴别 NO 2 与溴蒸气? 提示: 由于 NO 2 和 Br 2 在性质上有不少相似性: ① 均具有氧化性; ② 溶于水均有酸生成; ③ 均可与碱反应; ④ 均为红棕色等。所以不能用淀粉- KI 试纸、 pH 试纸、 NaOH 溶液来鉴别,但二者性质又有差别,可以用下列方法鉴别: ① AgNO 3 溶液; ② CCl 4 溶液; ③ 用水洗法。 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: NO x 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: NO x 排入大气中后,与水反应生成 HNO 3 和 HNO 2 ,随雨雪降到地面。 ③破坏臭氧层: NO 2 可使平流层中的臭氧减少,导致地面紫外线辐射量增加。 ④ NO 与血红蛋白结合使人中毒。 (2) 常见的 NO x 尾气处理方法 ①碱液吸收法 2NO 2 + 2NaOH===NaNO 3 + NaNO 2 + H 2 O NO 2 + NO + 2NaOH===2NaNO 2 + H 2 O NO 2 、 NO 的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是 n (NO 2 )≥ n (NO) 。一般适合工业尾气中 NO x 的处理。 ②催化转化法 在催化剂、加热条件下,氨可将氮氧化物转化为无毒气体 (N 2 ) 或 NO x 与 CO 在一定温度下催化转化为无毒气体 (N 2 和 CO 2 ) 。一般适用于汽车尾气的处理。 题组一 氮氧化物对环境的影响与治理 1 . (2019 · 辽宁大连检测 ) 汽车排放的尾气中含有 NO 2 , NO 2 是城市大气污染的主要污染物之一。在日光照射下, NO 2 发生一系列光化学烟雾的循环反应,从而不断产生 O 3 ,加重空气污染。反应过程为① 2NO 2 ―→2NO + 2O ,② 2NO + O 2 ―→2NO 2 ,③ O + O 2 ―→O 3 。下列对该反应过程及生成物叙述正确的是 (    ) A . NO 2 起催化剂作用 B . NO 起催化剂作用 C . NO 2 只起氧化剂作用   D . O 3 与 O 2 为同分异构体 A   解析  反应过程 ① + ② 得 O 2 ―→ 2O , ③ O + O 2 ―→ O 3 , NO 2 起催化剂作用,反应过程中 NO 2 还作氧化剂, A 项正确, B 、 C 项错误; O 3 与 O 2 不是同分异构体,属同素异形体, D 项错误。 2 . (2019 · 广东广州模拟 ) 工业尾气中的 NO 2 可以用氢氧化钠溶液吸收,或在一定条件下用氨气与其反应使之转化为无污染的物质,发生反应的化学方程式分别是 2NO 2 + 2NaOH===M + NaNO 3 + H 2 O,8NH 3 + 6NO 2 ===7X + 12H 2 O 。则 M 、 X 代表的物质的化学式分别是 (    ) A . NaNO 2 、 N 2   B . HNO 2 、 N 2 C . NO 、 HNO 3   D . N 2 、 N 2 解析  根据化合价升降关系以及原子守恒,判断 M 为 NaNO 2 , X 为 N 2 。 A   3 .汽车尾气主要含有 CO 2 、 CO 、 SO 2 、 NO x 等物质,这种尾气逐渐成为城市空气污染的主要来源之一。 (1) 汽车尾气中的 CO 来自于 ____________________ , NO 来自于 ______________________________________ 。汽车尾气对环境的危害主要有 _________________________________________________( 至少填两种 ) 。 (2)NO x 能形成酸雨,写出 NO 2 转化为 HNO 3 的化学方程式: ________________________________ 。 (3) 汽车尾气中的 CO 、 NO x 在适宜温度下采用催化转化法处理,使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体。写出 NO 被 CO 还原的化学方程式: _____________________________________________ 。 汽油的不完全燃烧  N 2 与 O 2 在汽车汽缸内的高温环境下的反应  形成硝酸型酸雨、导致光化学烟雾、产生温室效应   3NO 2 + H 2 O===2HNO 3 + NO   解析  (1) 汽车汽缸内不断进行着汽油的燃烧反应,当空气不足时,汽油不完全燃烧,会产生 CO ;当空气过量时, N 2 和 O 2 在放电或高温条件下反应生成 NO 。汽车尾气对环境的危害很大,可以形成硝酸型酸雨,导致光化学烟雾,产生温室效应。 (3)CO 、 NO x 反应后生成的无毒气体为 CO 2 和 N 2 。 题组二 氮氧化物溶于水的定量计算 4 .盛有 O 2 和 NO 2 的混合气体的量筒倒立在盛有水的水槽中,过一段时间后,量筒内的气体体积减小为原来的一半。则原混合气体中 O 2 和 NO 2 的体积比是 (    ) A . 2∶1   B . 1∶2 C . 3∶2   D . 3∶1 C   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 2 种气体,它们是① NO 和 NO 2 ,② NO 2 和 O 2 ,③ NH 3 和 N 2 。将 3 支试管均倒置于盛水的水槽中,充分反应后,试管中剩余气体的体积分别为 V 1 、 V 2 、 V 3 ,则下列的关系正确的是 (    ) A . V 1 > V 2 > V 3   B . V 1 > V 3 > V 2 C . V 2 > V 3 > V 1   D . V 3 > V 1 > V 2 B   有关氮氧化物溶于水计算的两种方法 无论是单一气体 (NO 2 ) ,还是 NO 、 NO 2 、 O 2 中的两者或三者的混合气体,反应的实质是 3NO 2 + H 2 O===2HNO 3 + NO,2NO + O 2 ===2NO 2 ,故若有气体剩余只能是 NO 或 O 2 ,不可能是 NO 2 。 (1) 关系式法:①若 NO 和 O 2 通入水中,总关系式为 4NO + 3O 2 + 2H 2 O=== 4HNO 3 。 ②若 NO 2 和 O 2 通入水中,总关系式为 4NO 2 + O 2 + 2H 2 O===4HNO 3 。 (2) 电子守恒法 当 NO x 转化为硝酸时要失去电子,如果是 NO x 与 O 2 混合,则反应中 O 2 得到的电子数与 NO x 失去的电子数相等。 1 . 氨 (1) 物理性质 考点二 氨 铵盐 颜色 密度 气味 水溶性 无色 比空气小 强烈刺激性气味 极易溶于水 (1 ∶ 700) (2) 化学性质 ①氨气与水的反应 ② 氨气与酸的反应 蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近,其现象为 ______________ ,将浓盐酸改为 __________ ,也会出现相同的现象。 化学方程式: ____________________________________________________ 。 ③与盐溶液的反应 如过量氨水与 AlCl 3 反应的离子方程式: ___________________________ __ __ 。 ④氨气的还原性 —— 氨的催化氧化 化学方程式: ____________ __ ______________ 。 提醒: NH 3 是中学化学中唯一的碱性气体,可在推断题中作为解题的突破口,确定 NH 3 的存在。 有白烟生成  浓硝酸  HCl + NH 3 ===NH 4 Cl 、 NH 3 + HNO 3 ===NH 4 NO 3   (3) 实验室制法 实验室制取 NH 3 方法的多维探究 2 . 铵盐 (1) 物理性质:都是无色或白色晶体,易溶于水。 (2) 化学性质 —— “ 三解 ” ①不稳定性 ( 热解 ) a . NH 4 Cl 受热分解: __________ __ __________________ 。 b . NH 4 HCO 3 受热分解: ____________ __ ______________________ 。 蓝  题组一 氨气、铵盐的性质实验探究 1 .如图,利用培养皿探究氨气的性质。实验时向 NaOH 固体上滴几滴浓氨水,立即用另一表面皿扣在上面。下表中对实验现象所做的解释正确的是 (    ) 选项 实验现象 解释 A 浓盐酸附近产生白烟 NH 3 与浓盐酸反应产生了 NH 4 Cl 固体 B 浓硫酸附近无明显现象 NH 3 与浓硫酸不发生反应 C 氯化物溶液变浑浊 该溶液一定是 AlCl 3 溶液 D 干燥红色石蕊试纸不变色,湿润红色石蕊试纸变蓝 NH 3 是一种可溶性碱 A   解析  NH 3 能与 HCl 发生化合反应,生成 NH 4 Cl 白色固体, NH 3 也能与 H 2 SO 4 发生化合反应,生成 (NH 4 ) 2 SO 4 ; NH 3 与氯化物溶液反应生成氢氧化物沉淀,该氯化物可以是氯化铝、氯化镁等; NH 3 溶于水生成 NH 3 · H 2 O , NH 3 · H 2 O 属于碱, NH 3 不属于碱。 2 .某研究性学习小组同学设计如图所示装置探究氨气的还原性。 (1) 氨催化氧化的化学方程式为 ____________ __ ______________ 。 (2) 若实验时通入氨气的速率过快,在烧瓶中会出现白烟,该物质的化学式为 ____________ 。 (3) 该小组同学以氨气和二氧化碳为原料制备碳酸氢铵。甲同学先将二氧化碳通入水中,充分溶解后,再通入氨气;乙同学先将氨气通入水中,充分溶解后,再通入二氧化碳。请选择合适的方案并说明原因。 ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 。 NH 4 NO 3   乙同学方案合适。 CO 2 在水中溶解度小,先通 CO 2 再通 NH 3 生成的 NH 4 HCO 3 的量少,而且易生成 (NH 4 ) 2 CO 3 ;先通 NH 3 至饱和再通 CO 2 至过量,保证产物量大,且生成的全部是 NH 4 HCO 3 溶液  题组二 氨气实验室制法的多维探究 3 .某学习兴趣小组探究氨气的制取实验: (1) 甲同学拟用下列实验方法制备氨气,其中合理的是 ________( 填字母 ) 。 A .将氯化铵固体加热分解收集产生的气体 B .将浓氨水滴入氢氧化钠固体中,收集产生的气体 C .将碳酸氢铵加热分解产生的气体用碱石灰干燥 D .将氯化铵稀溶液滴入氢氧化钠固体中,收集产生的气体 BC   (2) 根据上述正确的原理,该同学欲用下列常见的实验室制气装置制取氨气,适宜的装置是 ________ 。 CD   (3) 气体的性质是气体收集方法选择的主要依据。下列性质与收集方法无关的是 ________( 填序号 ) 。 ①密度 ②颜色 ③溶解性 ④热稳定性 ⑤与氧气反应 (4) 下图是甲同学设计收集氨气的几种装置,其中可行的是 ________ ,集气的原理是 __________________________________________________________________ 。 ②④   d   利用氨气密度小于空气,采用短管进氨气,长管出空气,即可收集氨气 解析  (1) 加热氯化铵产生氯化氢和氨气,遇冷又转化为氯化铵固体,不能制取氨气,用浓氨水与氢氧化钠固体混合制氨气时,将氨水滴入氢氧化钠固体中更方便操作,而且节约氨水的用量。 (2) 将浓氨水滴入氢氧化钠固体制氨气用 C 装置,将碳酸氢铵加热分解,产生的气体用碱石灰干燥制氨气选用 D 装置。 (3) 收集气体可采用排空气法 ( 密度、气体不能被氧气氧化等 ) ,也可采用排水法 ( 不易溶于水 ) ,与其他性质无关。 (4) 氨气极易溶于水,故采用向下排空气法收集。 1 . 喷泉实验的原理 由于容器内外产生压强差而形成喷泉。气体迅速溶于水或某种溶液中,容器内压强小于容器外压强,从而产生喷泉,依据这一原理,只要能够造成容器内气体大量溶于液体,就可以形成喷泉。 2 . 引发喷泉的几种方法 (1) 使烧瓶内的气体迅速溶于水或某种液体中。 (2) 使烧瓶内气体温度降低,从而使气压减小。 (3) 使烧瓶外待喷液面上的气压增大。 全面突破喷泉实验   3 . 形成喷泉的条件 ①气体易溶于液体,②烧瓶内要充满气体,③气体和仪器要干燥,④装置要有良好的气密性。 4 . 中学化学中常见的能形成喷泉实验的气体和吸收剂如下表: 气体 HCl NH 3 CO 2 、 Cl 2 、 SO 2 、 H 2 S NO 2 NO 、 O 2 、 (4 ∶ 3) NO 2 、 O 2 (4 ∶ 1) 吸收剂 水、 NaOH 溶液 水或 盐酸 浓 NaOH 溶液 水 水 水 1 . (2019 · 贵州遵义调研 ) 如图装置中,干燥烧瓶内盛有某种气体,烧杯和滴管内盛放某种溶液。挤压滴管的胶头,下列与实验事实不相符的是 (    ) A . CO 2 (NaHCO 3 溶液 )/ 无色喷泉 B . NH 3 (H 2 O 中含酚酞 )/ 红色喷泉 C . H 2 S(CuSO 4 溶液 )/ 黑色喷泉 D . HCl(AgNO 3 溶液 )/ 白色喷泉 解析  二氧化碳难溶于碳酸氢钠溶液,不能产生压强差,无法形成喷泉, A 项与实验事实不相符。 A   2 . (2018 · 黑龙江六校联考 ) 下图是课外活动小组的同学设计的 4 个喷泉实验方案,下列有关操作不可能引发喷泉的是 (    ) A .挤压装置①的胶头滴管使 CCl 4 全部进入烧瓶,片刻后打开止水夹 B .挤压装置②的胶头滴管使 NaOH 溶液全部进入烧瓶,片刻后打开止水夹 C .用鼓气装置从装置③的 a 处不断鼓入空气并打开止水夹 D .在装置④的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开止水夹 答案  B 3 . (2019 · 河南周口检测 ) 利用如图所示的装置,可以验证 NH 3 和 HCl 的有关性质。实验前 a 、 b 、 c 活塞均关闭。 (1) 若要在烧瓶 Ⅱ 中产生 “ 喷泉 ” 现象,烧瓶 Ⅰ 中不产生 “ 喷泉 ” 现象,其操作方法是 ________________________________________________________________ 。 (2) 若先打开 a 、 c 活塞,再挤压胶头滴管,在烧瓶中可观察到的现象是 _________________________________ 。 (3) 通过挤压胶头滴管和控制活塞的开关,在烧瓶 Ⅰ 中产生 “ 喷泉 ” 现象,烧瓶 Ⅱ 中不产生 “ 喷泉 ” 现象,其操作方法是 ____________________________________ ______________________________________________________________________ 。 若要在该装置中产生双喷泉现象,其操作方法是 _______________________ ___________________________________________________________________ 。 先打开 a 、 b 活塞,再挤压胶头滴管 ( 或先挤压胶头滴管,再打开 a 、 b 活塞 )   烧瓶 Ⅱ 中导管口处产生白烟   先打开 a 、 c 活塞,再挤压胶头滴管 ( 或先打开 a 活塞,挤压胶头滴管,再打开 c 活塞 ) ,片刻后,关闭 a 活塞,然后打开 b 活塞   先打开 a 、 c 活塞,再挤压胶头滴管 ( 或先打开 a 活塞,挤压胶头滴管,再打开 c 活塞 ) ,片刻后,打开 b 活塞 解析  (1) 打开 a 、 b 活塞,再将胶头滴管中的水挤入烧瓶 Ⅱ 中,由于 NH 3 极易溶于水,使烧瓶内气体压强迅速减小,烧杯中的水迅速进入烧瓶 Ⅱ 中,形成喷泉。 (2) 先打开 a 、 c 活塞,再将胶头滴管中的水挤入烧瓶 Ⅱ 中,烧瓶 Ⅱ 中的气压迅速减小,烧瓶 Ⅰ 中的 HCl 气体会流向烧瓶 Ⅱ 中,且与 NH 3 化合生成 NH 4 Cl 而产生白烟。 (3) 在 (2) 基础上,若关闭 a 活塞,打开 b 活塞,烧杯中的水会迅速进入烧瓶 Ⅰ 中,形成喷泉;若打开 b 活塞,不关闭 a 活塞,烧瓶中的水便会同时进入烧瓶 Ⅰ 和 Ⅱ 中,形成双喷泉。 4 .如图为化学教学中所用的喷泉实验装置。 某同学用烧瓶中盛不同成分的气体进行喷泉实验,请帮助分析实验后烧瓶中所得溶液的浓度。 ( 假设是在标准状况下完成实验,且溶质不扩散 ) (1) 若用 HCl 气体,则 c (HCl) = ____________________ 。 (2) 若用 NO 2 气体,则 c (HNO 3 ) = ____________________ 。 (3) 若用 n (NO 2 )∶ n (O 2 ) = 4∶1 的混合气体,则 c (HNO 3 ) = __________________ 。 (4) 若用 n (NO 2 )∶ n (O 2 ) = 2∶1 的混合气体,则 c (HNO 3 ) = _________________ 。 1 . 物理性质 硝酸是无色易挥发的液体,有刺激性气味。 2 . 化学性质 考点三 典型的氧化性酸 —— 硝酸 (1) 不稳定性 反应: _______________ __ ____________ __ ____ ____ 。 [ 想一想 ]  久置的硝酸呈黄色,如何除去?怎样保存硝酸? 提示: 硝酸显黄色是由于硝酸见光或受热发生分解,生成的 NO 2 溶于浓硝酸所致,所以消除的方法是通入 O 2 ( 或空气 ) ,使其发生反应 4NO 2 + O 2 + 2H 2 O===4HNO 3 。保存时应保存在棕色试剂瓶中,并置于阴凉处。 (2) 强氧化性 硝酸无论浓、稀都有强氧化性,而且浓度越大,氧化性越强。 ①与金属反应: 稀硝酸与铜反应: ________________________________________________ __ _________ ; 浓硝酸与铜反应: ______________________________________________ __ _________ 。 3Cu + 8HNO 3 ( 稀 )===3Cu(NO 3 ) 2 + 2NO ↑ + 4H 2 O   Cu + 4HNO 3 ( 浓 )===Cu(NO 3 ) 2 + 2NO 2 ↑ + 2H 2 O   硝酸与金属反应的规律 (1)HNO 3 与金属反应一般不能产生 H 2 。 (2) 还原产物一般为 HNO 3 ( 浓 ) → NO 2 , HNO 3 ( 稀 ) → NO ;很稀的硝酸还原产物也可能为 N 2 O 、 N 2 或 NH 4 NO 3 。 (3) 硝酸与金属反应时既表现氧化性又表现酸性。 ② 与非金属反应: 浓硝酸与 C 的反应: ___________________ __ ____ __ _______ __ _________ ; ③与还原性化合物反应:硝酸可氧化 H 2 S 、 SO 2 、 Na 2 SO 3 、 HI 、 Fe 2 + 等还原性物质。 稀硝酸与 FeSO 4 溶液反应的离子方程式: __________________ __ ____________________________ 。 1 . (2019 · 山东泰安段考 ) 下列关于硝酸的叙述正确的是 (    ) A .常温下,浓硝酸可以使金属镁钝化 B .稀硝酸与活泼金属反应主要放出氢气 C .浓硝酸和稀硝酸都是强氧化剂 D .室温下,铜能与浓硝酸反应,不能与稀硝酸反应 解析  常温下,浓硝酸不能使金属镁发生钝化, A 错误;稀硝酸是强氧化剂,与活泼金属反应是硝酸根得电子,而不是氢离子得电子,所以无氢气产生, B 错误;浓、稀硝酸都具有强氧化性,都是强氧化剂, C 正确;室温下,铜能与浓、稀硝酸都反应,只不过与稀硝酸反应速率慢, D 错误。 C   下列说法正确的是 (    ) A .试管 Ⅰ 中浅红棕色气体为 NO 2 ,由硝酸还原生成 B .等质量的 Cu 完全溶解时, Ⅰ 中消耗的 HNO 3 更多 C .换成 Fe 之后重复实验,依然是试管 Ⅱ 中反应更剧烈 D .试管 Ⅱ 中反应后溶液颜色与试管 Ⅰ 中的不同,是由于溶有 NO 2 D   解析  A .试管 Ⅰ 中浅红棕色气体为 NO 2 ,是由硝酸还原生成一氧化氮与空气中氧气反应生成,故 A 错误; B .依据 Cu + 4HNO 3 ( 浓 ) = Cu(NO 3 ) 2 + 2NO 2 ↑ + 2H 2 O 、 3Cu + 8HNO 3 ( 稀 ) = 3Cu(NO 3 ) 2 + 2NO ↑ + 4H 2 O ,可知等质量的 Cu 完全溶解时, Ⅰ 中消耗的 HNO 3 更少,故 B 错误; C .换成 Fe 之后重复实验,铁与浓硝酸发生钝化生成致密氧化膜,阻止反应进行,故 C 错误; D .铜与浓硝酸反应生成红棕色二氧化氮,试管 Ⅱ 中反应后溶液颜色与试管 Ⅰ 中的不同,是由于溶有 NO 2 ,故 D 正确。 3 . (2019 · 江西临川模拟 ) 常温下,将一定量的铁粉加入到 50mL10 mol/L 硝酸 (①) 中,待其充分反应后,收集到的气体换算成标准状况下的体积为 4.2L(②) ,所得溶液能够使淀粉碘化钾溶液变蓝 (③) ,该溶液也能使酸性高锰酸钾褪色 (④) 。下列说法正确的是 (    ) A .①中数据表明,硝酸是浓硝酸,因此 Fe 已经钝化 B .②中数据表明,生成的气体中只有 NO 2 C .③中现象表明,硝酸一定有剩余 D .④中现象表明,溶液中一定含有 Fe 2 + D   解析  硝酸与 Fe 反应生成的溶液能使淀粉 KI 溶液变蓝,则溶液中含铁离子,溶液又能使高锰酸钾褪色,则一定含亚铁离子。由上述分析可知,硝酸与 Fe 发生氧化还原反应生成亚铁离子和铁离子,则铁没有发生钝化, A 错误;由于有亚铁离子生成,故硝酸完全反应,该过程中硝酸浓度逐渐减小,则产生的气体为 NO 2 和 NO 的混合物,故 ② 中数据不能表明气体的成分, B 错误;由 B 项分析可知硝酸完全反应, C 错误; ④ 中现象表明,存在还原性亚铁离子, D 正确。 4 .在如图所示的实验装置中,盛有足量水的水槽里放两个烧杯,小烧杯里放有适量铜片和过量浓硝酸,小烧杯外面倒扣一大烧杯,请回答下列问题: (1) 实验过程中,观察到的主要现象是 ① ____________________________________________ ; ② __________________________________ ; ③ ______________________________________________ ; ④ ____________________________________ 。 (2) 用该装置做铜与浓硝酸反应的实验,最突出的优点是 ______________________________________________ 。 (3) 若要验证最终得到的气体生成物,最简便的操作及现象是 ______________ ______________________________________________________________________________ 。   铜片表面产生气泡,铜片慢慢溶解并逐渐消失   小烧杯中溶液的颜色逐渐变成蓝色   大烧杯中有红棕色气体生成,后来慢慢变成无色   大烧杯内液面上升,水槽中液面下降  反应体系封闭,无氮氧化合物逸出,不污染环境  轻轻掀起倒扣的大烧杯,通入适量的空气,若有红棕色气体生成,则证明最终气体生成物为 NO 气体  现象描述答题模板 (1) 全面描述现象的程序 —— “ 海、陆、空 ” “ 海 ” —— 溶液有什么变化; “ 陆 ” —— 固体有什么变化; “ 空 ” —— 气体有什么变化。 (2) 规范描述现象的答题模板 如 ① 颜色: …… 由 …… ( 具体颜色 ) 变为 …… ( 具体颜色 ) ; ② 气体:溶液中产生 …… ( 颜色 ) 的气泡, ( 或 ) 在固体表面产生 …… ( 颜色 ) 气泡; ③ 沉淀:在 …… ( 颜色 ) 溶液中产生 …… ( 颜色 ) 的沉淀 ( 浑浊 ) 。 5 . (2019 · 山东青岛调研 ) 研究金属与硝酸的反应,实验如下。 (1)Ⅰ 中的无色气体是 ________________ 。 (2)Ⅱ 中生成 H 2 的离子方程式是 ________________________ 。 实验 (20 ℃ ) 现象 Ⅰ . 过量铜粉、 2mL 0.5 mol/L HNO 3 无色气体 ( 遇空气变红棕色 ) ,溶液变为蓝色 Ⅱ . 过量铁粉、 2mL 0.5 mol/L HNO 3 6mL 无色气体 ( 经检测为 H 2 ) ,溶液几乎无色 NO 或一氧化氮  Fe + 2H + ===Fe 2 + + H 2 ↑   硝酸浓度相同,   铜的还原性弱于铁,但 Ⅰ 中溶液变蓝,同时没有氢气放出  为最高价,具有氧化性  金属的种 类、硝酸的浓度   温度   取 Ⅱ 中反应后的溶液,加入足量 NaOH 溶液并加热,产生有刺激性气味并能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体  1 . 金属与硝酸反应的思维模型 全面突破金属与硝酸反应的计算 1 . (2019 · 四川南充模拟 ) 将镁铝合金溶于 100mL 稀硝酸中,产生 1.12L NO 气体 ( 标准状况 ) ,向反应后的溶液中加入 NaOH 溶液,产生沉淀情况如图所示。下列说法不正确的是 (    ) A .可以求出合金中镁的质量 B .氢氧化钠溶液浓度为 3 mol/L C .可以求出沉淀的最大质量 D .不能求出硝酸的物质的量浓度 D   解析  向反应后的溶液中加入 NaOH 溶液,开始没有沉淀,说明硝酸过量,与硝酸反应的氢氧化钠是 10mL ,沉淀达到最大值时消耗氢氧化钠是 50mL ,溶解氢氧化铝消耗氢氧化钠是 10mL ,则生成氢氧化铝消耗氢氧化钠是 30mL ,因此生成氢氧化镁消耗氢氧化钠是 20mL ,所以根据方程式 Al 3 + + 3OH - ===Al(OH) 3 ↓ 、 Mg 2 + + 2OH - ===Mg(OH) 2 ↓ 可知金属镁铝的物质的量之比为 1 ∶ 1 。生成的 NO 是 0.05 mol ,转移 0.15 mol 电子,根据电子得失守恒可知金属镁铝的物质的量均是 0.15 mol÷5 = 0.03 mol 。根据以上分析可知可以求出合金中镁的质量, A 正确;溶解 0.03 mol 氢氧化铝消耗氢氧化钠是 0.03 mol ,氢氧化钠溶液浓度为 0.03 mol÷0.01L = 3 mol/L , B 正确; 根据以上分析可知可以求出沉淀的最大质量, C 正确; 沉淀达到最大值时所得溶液是硝酸钠,根据钠离子守恒和硝酸根守恒可知能求出硝酸的物质的量浓度, D 错误。 2 . (2019 · 辽宁葫芦岛模拟 ) 在 15.2 g 铁和铜组成的合金中加入过量的硝酸溶液,合金完全溶解,同时生成气体 X ,再向所得溶液中加入足量的 NaOH 溶液,生成 25.4 g 沉淀,则下列表示气体 X 组成的选项中合理的是 (    ) A . 0.3 mol NO 、 0.1 mol NO 2 B . 0.3 mol NO 2 、 0.1 mol NO C . 0.6 mol NO D . 0.3 mol NO 2 B   解析  由题意知 15.2 g 铁和铜组成的合金转化生成 25.4 g 氢氧化铁、氢氧化铜沉淀,利用质量守恒则沉淀中 m (OH - ) = 25.4 g - 15.2 g = 10.2 g , n (OH - ) = 10.2 g÷17 g/ mol = 0.6 mol ,根据电荷守恒可知,金属提供电子的物质的量等于氢氧根的物质的量,即金属提供电子的物质的量为 0.6 mol 。若生成 0.3 mol NO 、 0.1 mol NO 2 ,则转移电子为 0.3 mol × (5 - 2) + 0.1 mol × (5 - 4) = 1 mol , A 错误;若生成 0.3 mol NO 2 、 0.1 mol NO ,则转移电子为 0.3 mol × (5 - 4) + 0.1 mol × (5 - 2) = 0.6 mol , B 正确;若生成 0.6 mol NO ,则转移电子为 0.6 mol × (5 - 2) = 1.8 mol , C 错误;若生成 0.3 mol NO 2 ,则转移电子为 0.3 mol × (5 - 4) = 0.3 mol , D 错误。 3 . (2019 · 安徽阜阳检测 ) 2.8 g Fe 全部溶于一定浓度、 100 mL 的 HNO 3 溶液中,得到标准状况下的气体 1.12 L ,测得反应后溶液的 pH 为 1 。若反应前后溶液体积变化忽略不计,则下列有关判断不正确的是 (    ) A .反应前 HNO 3 溶液的浓度为 2.0 mol · L - 1 B . 1.12 L 的气体全部为 NO C .反应后溶液中 c (NO) = 1.6 mol · L - 1 D .反应后的溶液最多还能溶解 1.61 g Fe A   5.824   5.376   1.52 mol   57.8   1 .判断正误,正确的划 “ √ ” ,错误的划 “ × ” 。 (1) (2018 · 江苏卷, 6C) NH 4 Cl 与 Ca(OH) 2 混合加热可生成 NH 3 (    ) (2) [2018 · 全国卷 Ⅰ , 28(1) 改编 ] 干燥的氯气通过干燥的硝酸银,得到 N 2 O 5 ,该反应的氧化产物为氧气 (    ) (3) (2018 · 海南卷, 7) 通过盛有 P 2 O 5 的干燥管可除去氨气中的水蒸气 (    ) 探究高考 · 明确考向 √   √   ×   ×   √   ×   ×   2 . (2018 · 全国卷 Ⅱ , 8) 研究表明,氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关 ( 如下图所示 ) 。下列叙述错误的是 (    ) A .雾和霾的分散剂相同 B .雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵 C . NH 3 是形成无机颗粒物的催化剂 D .雾霾的形成与过度施用氮肥有关 C   解析  C 错: NH 3 参与反应生成铵盐,是反应物,不是催化剂。 A 对:雾和霾的分散剂都是空气。 B 对:雾霾中的无机颗粒物含有硝酸铵和硫酸铵。 D 对:过度施用氮肥会增加大气中氨的含量。 D   4 . (2018 · 天津卷, 9) 烟道气中的 NO x 是主要的大气污染物之一,为了监测其含量,选用如下采样和检测方法。回答下列问题: Ⅰ . 采样 采样系统简图 采样步骤: ①检验系统气密性;②加热器将烟道气加热至 140 ℃ ;③打开抽气泵置换系统内空气;④采集无尘、干燥的气样;⑤关闭系统,停止采样。 (1)A 中装有无碱玻璃棉,其作用为 ___________ 。 (2)C 中填充的干燥剂是 ( 填序号 )________ 。 a .碱石灰       b .无水 CuSO 4       c . P 2 O 5 除尘   c   (3) 用实验室常用仪器组装一套装置,其作用与 D( 装有碱液 ) 相同,在虚线框中画出该装置的示意图,标明气体的流向及试剂。 (4) 采样步骤②加热烟道气的目的是 ________________________________ 。 防止 NO x 溶于冷凝水 Ⅱ.NO x 含量的测定 将 v L 气样通入适量酸化的 H 2 O 2 溶液中,使 NO x 完全被氧化成 NO ,加水稀释至 100.00 mL 。量取 20.00 mL 该溶液,加入 v 1 mL c 1 mol · L - 1 FeSO 4 标准溶液 ( 过量 ) ,充分反应后,用 c 2 mol · L - 1 K 2 Cr 2 O 7 标准溶液滴定剩余的 Fe 2 + ,终点时消耗 v 2 mL 。 (5)NO 被 H 2 O 2 氧化为 NO 的离子方程式为 _______________________________ 。 (6) 滴定操作使用的玻璃仪器主要有 ______________________________ 。 锥形瓶、酸式滴定管   则气样中 NO x 折合成 NO 2 的含量为 ________________________mg · m - 3 。 (8) 判断下列情况对 NO x 含量测定结果的影响 ( 填 “ 偏高 ”“ 偏低 ” 或 “ 无影响 ” ) 。 若缺少采样步骤③,会使测定结果 ________ 。 若 FeSO 4 标准溶液部分变质,会使测定结果 ________ 。 偏低  偏高 
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