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 91页

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