2019届一轮复习人教版氨和铵盐硝酸学案 31页

第18讲　氨和铵盐　硝酸 一、氨和铵盐 ‎1．氨的分子结构与性质 ‎(1)分子结构 分子式：NH3，电子式：，空间构型：三角锥形。属于极性分子。‎ ‎(2)物理性质 无色有刺激性气味的气体，密度比空气小，易液化，可用作制冷剂，极易溶于水(1∶700)，可由喷泉实验证明。‎ ‎(3)化学性质 ‎①与水反应：NH3＋H2O??NH3·H2O??NH＋OH－，氨的水溶液叫氨水，呈弱碱性。‎ a．组成：三种分子：NH3、H2O、NH3·H2O；三种离子：NH、OH－、H＋。‎ b．性质：氨水质量分数越大，其密度越小。‎ c．NH3·H2O为可溶性一元弱碱，易挥发，不稳定，易分解：‎ NH3·H2ONH3↑＋H2O。(可用于制备少量NH3)‎ ‎②氨气与酸反应 a．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 有白烟生成，将浓盐酸改为浓硝酸，也会出现相同的现象。化学方程式为HCl＋NH3===NH4Cl、NH3＋HNO3===NH4NO3。‎ b．与CO2等酸性氧化物反应：NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3或2NH3＋CO2＋H2O===(NH4)2CO3。‎ ‎③NH3的还原性 氨的催化氧化：4NH3＋5O24NO＋6H2O；‎ 与CuO的反应：2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O；‎ 与Cl2的反应：2NH3＋3Cl2===6HCl＋N2或8NH3＋3Cl2===6NH4Cl＋N2。‎ ‎④与盐溶液反应 将氨水加入下列溶液，完成下表：‎ ‎2．氨气的制法 ‎(1)工业制法：N2＋3H22NH3。‎ ‎(2)实验室制法 实验装置 净化装置 ‎3．铵盐及NH4的检验 ‎(1)铵盐的物理性质 铵盐都是无色固体，均易溶于水。‎ ‎(2)铵盐的化学性质 ‎(3)NH的检验 未知液湿润的红色石蕊试纸变蓝色，则证明含NH。‎ 二、硝酸 ‎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 ‎(1)强酸性 与盐酸、硫酸并称三大强酸。‎ ‎(2)强氧化性 ‎①HNO3与金属反应时，不产生H2。‎ a．与除Au、Pt外大部分金属反应(如Cu)：‎ 与浓硝酸：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。‎ 与稀硝酸：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。‎ b．常温下浓硝酸使Fe、Al钝化。‎ ‎②与非金属(如木炭)反应 C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。‎ ‎③与某些还原性化合物(如Fe2＋、SO2、SO、H2S、S2－、HI、I ‎－等)反应，稀硝酸与Fe2＋反应的离子方程式为 ‎3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。‎ ‎(3)不稳定性 ‎①反应方程式：4HNO3(浓)4NO2↑＋O2↑＋2H2O。‎ ‎②硝酸保存在棕色试剂瓶中，置于冷暗处，不能用橡胶塞。‎ ‎③市售浓硝酸呈黄色的原因是浓HNO3分解生成NO2，NO2溶于浓硝酸呈黄色。‎ ‎1．正误判断，正确的画“√”，错误的画“×”。‎ ‎(1)因为NH4HCO3受热易分解，故可用作氮肥。(　　)‎ ‎(2)下列物质间的转化能够实现 N2NH3NH4Cl(aq)。(　　)‎ ‎(3)NH4Cl溶液与Ca(OH)2溶液混合的离子方程式为H＋＋OH－===H2O。(　　)‎ ‎(4)用生石灰与浓氨水制得的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，说明NH3为碱性气体。(　　)‎ ‎(5)检验溶液中是否含有NH：取少量试液于试管中，加入NaOH溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体。(　　)‎ ‎(6)加热盛有NH4Cl的试管，试管底部有固体消失，试管口有晶体凝结，说明NH4Cl固体可以升华。(　　)‎ 答案　 (1)×　(2)√　(3)×　(4)√　(5)√　(6)×‎ ‎2．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一组是(　　)‎ 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 答案　 D 解析　硝酸与NaOH发生中和反应，则使滴有酚酞的NaOH溶液红色褪去，与酸性有关，而与强氧化性无关，故D错误。‎ 考点1　氨气的性质 典例1　如下图，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 NH3与浓盐酸挥发的HCl气体反应产生了NH4Cl固体 B 浓硫酸附近无明显现象 NH3与浓硫酸不发生反应 C 氯化物溶液变浑浊 该溶液一定是AlCl3溶液 D 干燥红色石蕊试纸不变色，湿润的红色石蕊试纸变蓝 NH3是一种可溶性碱 解析　B项，浓H2SO4可与NH3发生反应；C项，该溶液也可能是MgCl2溶液等；D项浓氨水滴到NaOH固体上，放出大量的热，使NH3挥发出来的同时，也有水蒸气产生，故干燥的红色石蕊试纸也变蓝色。NH3·H2O是碱，而NH3不属于碱。‎ 答案　 A 名师精讲 ‎1．氨气的特殊性质 ‎(1)氨是中学阶段所学的唯一的碱性气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，利用这一点，可以在推断题中作为解题的突破口。‎ ‎(2)氨水中含有三种分子(H2O、NH3·H2O、NH3)和三种离子(OH－、NH、H＋)，其中含量最多的是NH3·H2O，但计算其物质的量浓度和溶质质量分数时，氨水的溶质以NH3代替。‎ ‎(3)氨水中存在平衡：NH3＋H2O??NH3·H2O??NH＋OH－。生成的一水合氨(NH3·H2O)是一种弱碱，很不稳定，受热会分解：NH3·H2ONH3↑＋H2O。当氨水作反应物时，在离子方程式中用分子式表示。‎ ‎2．喷泉实验的原理及应用 ‎(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)形成喷泉的类型 ‎①只要气体易溶于吸收剂，均可做喷泉实验，吸收剂可以是水，也可以是酸液、碱液等。‎ 下面是几种常见的能形成喷泉的气体和液体。‎ ‎②容器内的液体由于受热挥发(如浓盐酸、浓氨水、酒精等)‎ 或由于发生化学反应产生气体。容器内产生大量气体，压强迅速增大，促使容器内液体迅速向外流动，也能形成喷泉。如喷雾器、人造喷泉、火山喷发等均是利用此原理。‎ ‎1．某同学仿照“喷泉”实验的原理，在实验室做了一个“喷烟”实验，如图所示。他在甲、乙两个烧瓶中分别充入X、Y两种无色气体，在胶头滴管中盛有含酚酞的NaOH溶液，实验时将胶头滴管内的液体挤入甲烧瓶内，然后打开止水夹，便可以看到甲烧瓶中的导管口喷出白色的烟，同时甲烧瓶中的溶液颜色逐渐变浅。若已知X、Y是HCl、NH3、Cl2、O2、CH4、SO2、NO气体中的两种，则下列判断中正确的是(　　)‎ A．X是NH3，Y是HCl B．X是Cl2，Y是NH3‎ C．X是SO2，Y是O2 D．X是NO，Y是O2‎ 答案　 A 解析　根据题中已知的气体，能产生白烟的是HCl和NH3或Cl2和NH3，再根据题中信息“甲烧瓶中的溶液颜色逐渐变浅”可知X是NH3，Y是HCl，故A项正确。‎ ‎2．某兴趣小组用如图所示装置探究氨的催化氧化。‎ ‎(1)氨催化氧化的化学方程式为__________________________。‎ ‎(2)加热玻璃管2一段时间后，挤压1中打气球鼓入空气，观察到2中物质呈红热状态；停止加热后仍能保持红热，该反应是________反应(填“吸热”或“放热”)。‎ ‎(3)为保证在装置4中观察到红棕色气体，装置3应装入________；若取消装置3，在装置4中仅观察到大量白烟，原因是____________________。‎ ‎(4)为实现氨的催化氧化，也可用装置5替换装置________(填装置代号)；化合物X为________(只写一种)，Na2O2的作用是______________________________________________________。‎ 答案　 (1)4NH3＋5O24NO＋6H2O　(2)放热 ‎(3)浓H2SO4　生成的NO与O2反应生成NO2，NO2和水反应生成HNO3，NH3与HNO3反应生成了NH4NO3　‎ ‎(4)1　NH4Cl　与HCl反应生成氧气(其他合理答案均可)‎ 解析　(1)氨催化氧化的化学方程式：4NH3＋5O24NO＋6H2O。‎ ‎(2)停止加热后催化剂Cr2O3仍能保持红热，说明该反应放出大量的热，是一个放热反应。‎ ‎(3)经过装置2后的混合气体中含有NO、O2、水蒸气、NH3，NO与O2反应生成NO2，NO2和水反应生成HNO3，NH3和HNO3‎ 反应生成了NH4NO3，该反应有大量白烟生成。要在装置4中看到红棕色的NO2气体，必须要用一种试剂吸收掉NH3和水蒸气而浓H2SO4正好符合题意。‎ ‎(4)装置5与上面题目中的其他装置相比较，该装置要提供NH3和O2，故和装置1相类似，加热时既能提供NH3，同时又能和Na2O2反应产生O2的物质可以是NH4Cl，也可以是NH4HCO3等。‎ 考点2　氨气的制法 典例2　某同学用下列装置(固定及夹持装置、加热仪器和橡胶管略)进行有关氨制取的实验探究。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)若用装置①制取NH3，其反应的化学方程式为________________________________；若要测定生成的NH3的体积，则必须选择的装置是________(填装置序号)，装置中所盛试剂应具有的性质是________。‎ ‎(2)若用装置②制取并收集干燥的NH3，烧瓶内装的试剂是________，分液漏斗中装的试剂是________，收集装置应选择________(填装置序号)。‎ 解析　(1)装置①适用于“固＋固”加热制取气体，制取NH3时试剂选用NH4Cl和Ca(OH)2。若测定NH3的体积，必须用排液体法，而NH3极易溶于水，故不能用排水法，所用的液体必须不与NH3‎ 反应也不溶解NH3才行。‎ ‎(2)装置②是“固＋液”不需加热的制气装置，制取NH3时，可用浓氨水和碱石灰等作用。‎ 答案　 (1)2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋CaCl2＋2H2O　③⑦　氨气难溶于该试剂，且该试剂不易挥发，不与氨气反应 ‎(2)CaO(或NaOH或碱石灰)固体　浓氨水　⑥‎ 名师精讲 ‎1．实验室制备氨气的注意事项 ‎(1)制取氨气时所用的铵盐不宜用硝酸铵、碳酸铵或碳酸氢铵。因为在加热过程中，NH4NO3可能发生爆炸；而(NH4)2CO3、NH4HCO3受热易分解产生CO2，使生成的NH3中混有较多的CO2杂质。‎ ‎(2)消石灰不能用NaOH、KOH代替，一方面Ca(OH)2比NaOH便宜，另一方面NaOH、KOH具有吸湿性，易结块，不利于产生NH3，且在加热条件下易腐蚀试管。‎ ‎(3)氨是碱性气体，不能用酸性干燥剂(浓硫酸、P2O5)干燥，也不能用CaCl2干燥，因为CaCl2可以吸收NH3生成CaCl2·8NH3。‎ ‎(4)吸收氨气(或HCl)时要注意防止倒吸。‎ 可用于吸收氨气(或HCl)并能防倒吸的常用装置为：‎ ‎(5)铵盐受热都能分解，但不是都产生NH3，如NH4NO3在200 ℃时分解生成N2O和H2O。‎ ‎2．实验室快速制取氨气的方法 ‎3．实验室制取少量干燥的氨气涉及下列装置，其中正确的是(　　)‎ A．①是氨气发生装置 B．③是氨气发生装置 C．②是氨气吸收装置 D．④是氨气收集、检验装置 答案　 B 解析　装置①中NH4Cl受热易分解生成NH3和HCl，但在试管口附近两者又能结合生成NH4Cl，A错误；装置②中的漏斗放置过低，不能防止倒吸，C错误；装置④中的试管口应放一团干燥的棉花，以防氨气与空气对流，从而收集到较纯的NH3，D错误。‎ ‎4．如图所示分别是某课外活动小组设计的制取氨气的两组装置，回答下列问题：‎ ‎(1)用A图所示的装置可制备干燥的NH3：‎ 反应的化学方程式为____________________________。‎ 装置中收集NH3的试管口放置棉花团的作用是______________________________________________。‎ ‎(2)用B图所示的装置可快速制取较大量NH3：‎ ‎①用文字和化学方程式表示浓氨水滴入CaO中有大量NH3逸出的过程：__________________________________________。‎ ‎②检验NH3是否收集满的实验方法是_____________________‎ ‎________________________________________________________。‎ 答案　 (1)2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O　减少空气对流，收集到较纯净的NH3‎ ‎(2)①CaO＋H2O===Ca(OH)2，反应放热，NH3·H2ONH3↑＋H2O ‎②用蘸有少许浓盐酸的玻璃棒靠近收集NH3的容器口，若产生白烟，说明容器内已收集满NH3，反之，则没有收集满(或用湿润的红色石蕊试纸靠近收集NH3的容器口，若湿润的红色石蕊试纸变蓝，则说明NH3已收集满，反之，则没有收集满)(其他合理答案也可)‎ 解析　(1)A图所示的装置中发生的反应为2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O；为了防止氨气与空气对流，确保收集满纯净的氨气，故用棉花团堵住试管口。‎ ‎(2)虽然一水合氨与生石灰不反应，但是生石灰与水反应剧烈且放热，使大量氨气逸出：NH3·H2ONH3↑＋H2O。‎ 考点3　铵盐　NH的检验 典例3　(2017·郑州模拟)下列说法中正确的是(　　)‎ A．所有铵盐受热均可以分解，产物均有NH3‎ B．硝酸铵受热易分解爆炸，实验室常用加热氯化铵与氢氧化钙的固体混合物制备氨气 C．在盛有硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]溶液的试管中，滴加少量NaOH溶液，在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验，试纸变蓝 D．铵盐都易溶于水，其水溶液均呈酸性 解析　铵盐分解不一定产生NH3，如NH4NO3在400 ℃以上分解生成N2、NO2和H2O，A项错误；Fe2＋比NH更易结合OH－，因而加入少量NaOH溶液，不会产生NH3，C项错误；NH4HCO3、(NH4)2S溶液等均呈碱性，D项错误。‎ 答案　 B 名师精讲 ‎1．铵盐特例 ‎(1)铵盐分解不一定产生NH3，如NH4NO3加热到一定温度时会发生爆炸，生成多种气体。‎ ‎(2)铵盐遇碱性物质能发生反应产生氨，因此铵态氮肥不宜和碱性物质(如含K2CO3的草木灰)混合施用。‎ ‎2．NH的检验 ‎5．(1)氢化铵(NH4H)与氯化铵的结构相似，写出NH4H与H2O反应的化学方程式：_________________________________________。‎ ‎(2)用浓NH4Cl溶液处理过的舞台幕布不易着火，其原因是_______________________________________________________。‎ 答案　 (1)NH4H＋H2O===NH3·H2O＋H2↑‎ ‎(2)NH4Cl分解吸热，使温度降低且产生的气体隔绝了空气 ‎6．碳铵是一种较常使用的化肥，它在常温下易分解。某化学兴趣小组对碳铵的成分存在疑问，进行了如下探究。‎ ‎【定性实验】检验溶液中的阴、阳离子。‎ 取少量固体放入试管中，加入盐酸，把生成的气体通入澄清石灰水中，有白色沉淀生成。再另取少量碳铵放入试管中，加入浓NaOH溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸检验生成的气体，石蕊试纸变蓝色。‎ ‎(1)根据实验现象，推测碳铵中含有的阴离子可能是________或________。‎ ‎(2)根据实验现象，碳铵与足量NaOH溶液加热反应的离子方程式可能是____________________________________(任写一种)。‎ ‎【定量实验】测定碳铵中C元素和N元素质量比。‎ 该兴趣小组准确称取a g碳铵，加热使之分解，并把产物通入碱石灰中，如下图所示。‎ ‎(3)碳铵固体应放在________(填字母)中进行加热。‎ A．大试管 B．蒸发皿 C．烧瓶 D．坩埚 ‎(4)从安全的角度考虑，尾气处理的装置可以选用________(填字母)。‎ ‎(5)若灼烧后没有固体残余，称量U形管在实验前后的质量差为b g。由此测得N元素的质量是________g。‎ 答案　 (1)HCO　CO ‎(2)NH＋OH－NH3↑＋H2O(或NH＋HCO＋2OH－NH3↑＋2H2O＋CO)‎ ‎(3)A　(4)A　(5) 解析　(1)气体为二氧化碳，碳铵中的阴离子为HCO或CO。‎ ‎(2)碳铵中如果含有碳酸铵，离子方程式为NH＋OH－NH3↑＋H2O；碳铵中如果含有碳酸氢铵，离子方程式为NH＋HCO＋2OH－NH3↑＋2H2O＋CO。‎ ‎(3)蒸发皿用于液体加热；坩埚属于开放容器不利于收集；烧瓶太大；试管最合适。‎ ‎(4)B、C装置容易倒吸，D装置密封不科学，尾气中含有氨气，应该用向下排空气法收集，A装置符合，同时可以防止倒吸。‎ ‎(5)‎ 碳铵分解生成二氧化碳、水、氨气，被碱石灰吸收的是二氧化碳和水，所以产生氨气的质量为(a－b)g，其中N元素的质量为 g。‎ 考点4　硝酸的性质 典例4　下列说法正确的是(　　)‎ A．常温下将浓HNO3滴入铁粉中无明显现象，故浓HNO3与铁不反应 B．用如图装置进行实验，将装置①中的浓硝酸滴入装置②用砂纸打磨过的铝条中可观察到产生红棕色气体 C．HNO3见光会分解 D．向稀HNO3中滴加Na2SO3溶液：SO＋2H＋===SO2↑＋H2O 解析　常温下浓HNO3使Fe钝化，不是不反应，A错误；B项中在常温下铝遇浓硝酸会发生钝化，不会产生二氧化氮，错误；C项中，硝酸见光和受热均会分解，正确；D项中，HNO3与Na2SO3发生氧化还原反应，生成SO与NO，错误。‎ 答案　 C 名师精讲 ‎1．硝酸的性质 ‎(1)硝酸与非金属单质反应 硝酸与非金属单质反应时，非金属单质被氧化成最高价氧化物或其对应的含氧酸，硝酸只表现氧化性，完全转化为还原产物。如：‎ C＋4HNO3(浓)2H2O＋CO2↑＋4NO2↑‎ S＋6HNO3(浓)2H2O＋H2SO4＋6NO2↑‎ ‎(2)硝酸与金属反应 ‎①硝酸与金属单质反应一般不产生氢气。‎ ‎②硝酸与金属单质反应时一部分被还原，一部分生成硝酸盐，故硝酸既表现了酸性又表现了氧化性。‎ ‎③浓硝酸与金属反应时，若金属过量，开始反应时浓硝酸被还原为NO2，随着反应的进行，HNO3浓度降低，还原产物会变为NO。‎ ‎④硝酸在氧化还原反应中，其还原产物可能有多种价态的物质：NO2、HNO2、NO、N2O、N2、NH4NO3等，这取决于硝酸的浓度和还原剂还原性的强弱，一般情况下，硝酸的浓度越小，其还原产物的价态越低。‎ 实验证明，硝酸浓度越大，得电子的能力越强，因而其氧化能力越强。‎ ‎2．NO在酸性条件下的强氧化性 NO在酸性条件下具有强氧化性，往往作为隐含条件出现在试题中，在解题中往往被忽视而形成易错点。常见的隐含形式有 ‎(1)在离子共存问题中，NO在酸性条件下不与具有较强还原性的离子如S2－、I－、Fe2＋等大量共存。‎ ‎(2)SO的检验中不能用HNO3酸化、不能用Ba(NO3)2作沉淀剂，以防止SO的干扰。‎ ‎(3)向Ba(NO3)2溶液中通入还原性气体SO2可得到BaSO4沉淀。‎ ‎(4)向Fe(NO3)2溶液中加入非氧化性酸，如盐酸，Fe2＋能被氧化为Fe3＋。‎ ‎(5)向过量铜与一定量硝酸反应后的混合物中加入非氧化性酸，铜能继续溶解。‎ ‎(6)向含还原性离子的酸性溶液中加入硝酸盐，还原性离子可被氧化。‎ ‎7．在通风橱中进行下列实验：‎ 步骤 现象 Fe表面产生大量无色气泡，液面上方变为红棕色 Fe表面产生少量红棕色气泡后，迅速停止 Fe、Cu接触后，其表面均产生红棕色气泡 下列说法不正确的是(　　)‎ A．Ⅰ中气体由无色变红棕色的化学方程式：2NO＋O2===2NO2‎ B．Ⅱ中的现象说明Fe表面形成致密的氧化层，阻止Fe进一步反应 C．对比Ⅰ、Ⅱ中现象，说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3‎ D．针对Ⅲ中现象，在Fe、Cu之间连接电流计，可判断Fe是否被氧化 答案　 C 解析　铁放入稀HNO3中发生反应Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，NO逸出，遇到O2生成NO2，气体由无色变为红棕色，A正确；铁放入浓HNO3中，在常温下会钝化，即在Fe表面形成致密的氧化膜，阻止Fe进一步反应，B正确；浓HNO3的氧化性强于稀HNO3，C错误；在铁、铜之间加一个电流计，根据电子的流向，可判断铁是否被氧化。若电子由铁移动到铜，则铁被氧化，D正确。‎ ‎8．如图所示，向一定量的铁粉中加入一定体积12 mol·L－1的硝酸，加热充分反应后，下列微粒在体系中一定大量存在的是(　　)‎ ‎①NO　②Fe3＋　③H＋　④NO　⑤NO2‎ A．① B．①⑤ C．②④⑤ D．①②③⑤‎ 答案　 B 解析　Fe与浓HNO3反应可能生成Fe(NO3)2(Fe过量)或Fe(NO3)3(Fe不足)和NO2。故一定存在NO和NO2。‎ 微专题 金属与硝酸反应计算的方法技巧 ‎1．思维模型 ‎2．计算技巧 原子守恒法 HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用，以NO的形式存在于溶液中；一部分作为氧化剂转化为还原产物，这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量 得失电子守恒法 HNO3与金属的反应属于氧化还原反应，HNO3中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量 电荷守恒法 HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH－)，c(NO)＝c(H＋)＋nc(Mn＋)(Mn＋代表金属离子)‎ 离子方程式计算法 金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO在H2SO4提供H＋的条件下能继续与金属反应，因此此类题目应用离子方程式来计算，先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H＋或NO进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒 ‎(建议用时：40分钟)‎ 一、选择题(每题7分，共84分)‎ ‎1．下列说法不正确的是(　　)‎ A．氨气溶于水能导电，所以氨气是电解质 B．实验室用浓氨水与NaOH固体制取氨气 C．氨与酸反应生成铵盐，与挥发性酸相遇时能形成白烟 D．某晶体与NaOH共热放出一种使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，该晶体中含有NH 答案　 A 解析　NH3本身不导电，溶于水，与水反应生成电解质NH3·H2O，故NH3不是电解质，A不正确。‎ ‎2．下列说法正确的是(　　)‎ A．氨水中含氮微粒中最多的微粒是NH B．把NH3通入稀硝酸中，当溶液的pH等于7时，是NH3和HNO3等物质的量反应 C．在1 mol·L－1氨水中，NH3·H2O、NH、NH3的物质的量浓度之和为1 mol·L－1‎ D．氨气可以做喷泉实验，这是利用氨气能跟水起反应 答案　 C 解析　氨水中存在大量的NH3·H2O和少量的NH，A不正确；NH3和HNO3等物质的量反应时，得到NH4NO3溶液，NH水解使溶液显酸性，pH<7，B不正确；氨气可以做喷泉实验的原因是氨气极易溶于水，D不正确。‎ ‎3．下列装置用于实验室制取氨气并检验氨气的某一化学性质，其中能达到实验目的的是(　　)‎ A．用装置甲制取氨气 B．用装置乙除去氨气中的水蒸气 C．用装置丙验证氨气具有还原性 D．用装置丁吸收氨气 答案　 C 解析　氨气极易溶于水，氢氧化钠溶液与氯化铵溶液反应生成氯化钠、一水合氨，得不到氨气，A错误；氨气为碱性气体，不能用浓硫酸干燥，B错误；氨气与氧化铜反应生成铜、氮气和水，观察试管中固体颜色变化，即可验证氨气具有还原性，C正确；水的密度大于苯，氨气极易溶于水，不能防止倒吸的发生，应将苯换成四氯化碳，D错误。‎ ‎4．为了简便地制取干燥、纯净的氨气，下列说法正确的是(　　)‎ A．氯化铵与氢氧化钠溶液共热，生成的气体用碱石灰干燥 B．N2与H2化合生成NH3，用烧碱干燥 C．加热浓氨水，气体用碱石灰干燥 D．加热分解NH4Cl 答案　 C 解析　制取氨气的实验室制法一般是用氯化铵与氢氧化钙固体粉末共热，不能使用氢氧化钠溶液，因氨气极易溶于水，A错；N2与H2反应是工业上合成氨，条件是高温、高压、催化剂，B错；NH4Cl受热分解后，遇冷又会重新化合生成氯化铵，D错。‎ ‎5．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现象的是(　　)‎ A．挤压装置①的胶头滴管使CCl4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．向装置④的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开止水夹 答案　 B 解析　H2难溶于NaOH溶液，不能形成较大压强差，不能引发喷泉现象。‎ ‎6．将相同质量的铜分别与足量的浓硝酸、稀硝酸反应，下列叙述正确的是(　　)‎ A．硝酸浓度越大消耗的硝酸越少，产生的有毒气体也越少 B．反应中转移的电子总数稀硝酸少 C．试管内壁上的铜用浓硝酸除好，因反应速率快 D．两者用排水法收集的气体的体积相同 答案　 D 解析　由3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，等量的Cu与硝酸反应，浓硝酸消耗的多，生成的有毒气体多，故A错误；等量的铜与硝酸反应，生成的Cu(NO3)2的物质的量相同，由Cu元素的化合价变化可知，转移电子数相同，故B错误；等量的Cu与硝酸反应，消耗的稀硝酸少，则试管内壁上的铜用稀硝酸除好，故C错误；因3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，最终收集气体均为NO，由电子守恒可知，收集NO的体积相等，所以D项正确，故选D。‎ ‎7．下列说法正确的是(　　)‎ A．向盛有Fe(NO3)2溶液的试管中加入稀硫酸，在管口观察到红棕色气体，是HNO3分解生成了NO2‎ B．可用浓硝酸除去铁表面的镀层银或铜 C．1.0 mol·L－1的KNO3溶液中可大量存在H＋、Fe2＋、I－、Cl－、SO D．硫化铜溶于硝酸的离子方程式为CuS＋2H＋===H2S↑＋Cu2＋‎ 答案　 B 解析　Fe2＋与NO、H＋反应生成NO，NO与空气中的O2反应生成NO2，A项错误；常温下，银、铜可与浓硝酸反应，铁遇浓硝酸钝化，B项正确；Fe2＋、I－具有还原性，与NO、H＋不能大量共存，C项错误；CuS与HNO3发生氧化还原反应不会生成H2S，D项错误。‎ ‎8．无色的混合气体甲，可能含NO、CO2、NO2、NH3、N2中的几种，将100 mL甲气体经过如图所示实验的处理，结果得到酸性溶液，而几乎无气体剩余，则甲气体的组成为(　　 )‎ A．NH3、NO2、N2 B．NH3、NO、CO2‎ C．NH3、NO2、CO2 D．NO、CO2、N2‎ 答案　 B 解析　因是无色混合气体，证明没有NO2的存在，故A、C错误，100 mL气体甲经过浓H2SO4后剩余80 mL说明含有NH3被吸收，又经过一系列实验的处理得酸性溶液且通过足量Na2O2后显红棕色，应存在NH3、NO、CO2气体，故B正确。‎ ‎9．(双选)下列反应中的氨与反应4NH3＋5O2―→4NO＋6H2O中的氨作用相同的是(　　)‎ A．2Na＋2NH3―→2NaNH2＋H2‎ B．2NH3＋3CuO―→3Cu＋N2＋3H2O C．4NH3＋6NO―→5N2＋6H2O D．3SiH4＋4NH3―→Si3N4＋12H2‎ 答案　 BC 解析　分析题干给出的方程式可知，在该反应中NH3作还原剂，所以应找出A、B、C、D四个选项中NH3作还原剂的。A中NH3作氧化剂；B中NH3作还原剂；C中NH3作还原剂；D中NH3作氧化剂。‎ ‎10．用内置有螺旋状铜丝的胶头滴管小心吸取一滴管浓硝酸后迅速插入细口瓶中(如图所示)，滴管与瓶口接触处垫一小块滤纸使滴管与瓶口留少量空隙，依次观察到如下现象：①滴管内产生红棕色气体，液面下降；②随后滴管内的液面上升，气体变成无色；③滴管内的液面再次下降。下列说法中不正确的是(　　)‎ A．现象①中产生的红棕色气体为NO2‎ B．产生现象②的原因是NO2与水反应 C．产生现象③的原因是铜与稀硝酸反应 D．最终瓶内溶液中的溶质一定只有Cu(NO3)2‎ 答案　 D 解析　铜和浓硝酸发生反应Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，生成的二氧化氮为红棕色气体，A项正确；现象①中产生的二氧化氮能和水发生反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，从方程式可知，3 mol红棕色的二氧化氮与水反应，生成1 mol无色一氧化氮气体，气体的体积减小，滴管内的压强减小，所以滴管内的液面上升，气体变成无色，B项正确；现象②中生成的稀硝酸与内置的螺旋状铜丝发生反应3Cu＋8HNO3===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，因滴管内有气体生成，压强增大，所以滴管内的液面再次下降，C项正确；滴管与瓶口接触处垫一小块滤纸使滴管与瓶口留少量空隙，生成的一氧化氮气体与氧气、水反应生成硝酸，硝酸继续与铜反应，最终可能有硝酸剩余，所以最终瓶内溶液中的溶质有Cu(NO3)2，也可能有硝酸，D项错误。‎ ‎11．用下列实验装置进行相应实验，不能达到实验目的的是(　　)‎ A．图1：少量氨气的尾气吸收装置 B．图2：二氧化碳的喷泉实验 C．图3：制备和收集氨气 D．图4：收集NO气体 答案　 C 解析　C项中收集氨气的导管应该插到试管的底部。‎ ‎12．在标准状况下将1.92 g铜粉投入一定量浓HNO3中，随着铜粉的溶解，反应生成的气体颜色逐渐变浅，当铜粉完全溶解后共收集到由NO2和NO组成的混合气体1.12 L，则反应消耗HNO3的物质的量为(　　)‎ A．0.8 mol B．0.6 mol C．0.11 mol D．无法计算 答案　 C 解析　依据原子守恒法，①被还原的硝酸物质的量即为气体NO2与NO物质的量的总和，n(HNO3)被还原＝＝0.05 mol，②未被还原的HNO3的物质的量等于Cu(NO3)2中NO的物质的量，n ‎(Cu)＝＝0.03 mol，所以n[Cu(NO3)2]＝0.03 mol，③消耗的HNO3的物质的量为0.03 mol×2＋0.05 mol＝0.11 mol，故C项正确。‎ 二、非选择题(共16分)‎ ‎13．(16分)某小组的同学欲探究NH3经一系列反应得到HNO3和NH4NO3的过程。NH3的转化过程如图1所示。‎ 甲、乙两同学分别按图2所示装置进行实验。‎ 用于A、B装置中的可选药品：浓氨水、30%H2O2溶液、蒸馏水、NaOH固体、MnO2。‎ ‎(1)装置A的圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为___________。装置E有多种作用，下列关于装置E的作用或其中所盛液体的说法中，不正确的是________(填字母)。‎ a．使氨气和氧气充分混合 b．控制通入氨气和氧气的体积比 c．平衡装置内的压强 d．锥形瓶内液体是饱和食盐水 ‎(2)甲同学先点燃酒精灯，再打开K1、K2、K3、K4，反应一段时间后，成功模拟了反应过程，并将实验中产生的 气体持续通入装置H一段时间后，装置H中的溶液变成蓝色，则其中铜片所参与反应的离子方程式为______________________，若制得的氨气仅按Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ的顺序完全转化为硝酸，欲使装置H中所得溶液为纯净的CuSO4溶液(忽略Cu2＋的水解)，理论上所需氨气在标准状况下的体积为________L(假设硝酸与铜反应产生的还原产物全部排出反应装置)。‎ ‎(3)乙同学为模拟过程Ⅳ的反应，在甲同学操作的基础上对该装置进行了下列各项中的一项操作，使G处圆底烧瓶中产生大量白烟，你认为这项操作是________(填字母)。‎ a．关闭K3并熄灭酒精灯 b．关闭K4并熄灭酒精灯 c．关闭K3、K4并熄灭酒精灯 ‎(4)丙同学认为该系列实验装置存在一处明显的设计缺陷，你认为该设计缺陷是________________。‎ 答案　 (1)2H2O22H2O＋O2↑　d ‎(2)3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O　2.24　(3)a　(4)缺少尾气处理装置 解析　(1)由题给条件和实验装置图可知，装置A是制备氧气的装置，装置B是制备氨气的装置，装置A的圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为2H2O22H2O＋O2↑；装置E可以使氨气和氧气充分混合，观察装置E中气泡的速度可以控制通入氨气和氧气的体积比，装置E还可以平衡装置内的压强。因为氨气极易溶于水，所以锥形瓶中液体不能用饱和食盐水，选d。(2)铜与稀硫酸不反应，溶液呈蓝色，说明铜与硝酸发生了反应：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋‎ ‎2NO↑＋4H2O。n(H2SO4)＝0.15 L×1 mol·L－1＝0.15 mol，n(H＋)＝0.15 mol×2＝0.3 mol，n(SO)＝0.15 mol，根据反应3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O和题目要求，可知SO～Cu2＋～HNO3，故需要HNO3的物质的量为0.1 mol，根据NH3～NO～NO2～HNO3，可知需要NH3的物质的量为0.1 mol，在标准状况下的体积为2.24 L。‎ ‎(3)过程Ⅳ的反应是NH3与HNO3的反应，则应停止供O2，关闭K3，熄灭酒精灯，使氨气进入G发生反应，选a。‎ ‎(4)整套装置没有尾气处理装置。‎