高届高级高三化学一轮复习步步高第四章第16讲Word格式文档下载.docx

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③3NO2＋H2O===2HNO3＋NO

（2）NO2和溴蒸气均为红棕色气体,你用哪些实验方法鉴别二者,写出所用试剂和区别的现象。

方案一：

试剂,现象。

方案二：

方案三：

答案　方案一：

AgNO3溶液　NO2中AgNO3溶液无明显变化,溴蒸气中产生浅黄色沉淀

CCl4（或汽油）　NO2中CCl4（或汽油）仍为无色,溴蒸气中CCl4（或汽油）的颜色加深

蒸馏水　NO2中蒸馏水不变色,溴蒸气中水的颜色加深（其他合理的答案均正确）

【本题解析】NO2和Br2在性质上有不少相似性,例如：

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。

因此不能用淀粉-KI试纸、pH试纸、NaOH溶液来鉴别,但二者性质又有差别,可以用下列方法或试剂鉴别：

①AgNO3溶液；

②CCl4溶液；

③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：

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排入大气中后,与水反应生成HNO3和HNO2,随雨雪降到地面。

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。

④NO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

工业尾气中NOx常用碱液吸收处理,NO2、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）。

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（N2）,或NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体（N2和CO2）。

一般适用于汽车尾气的处理。

问题思考

（1）汽车尾气中的CO、NOx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：

。

（2）用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。

如,4NH3＋6NO

5N2＋6H2O,

写出氨气转化NO2的化学方程式：

氧化产物与还原产物的质量之比为。

（3）工业尾气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理。

①NO2被烧碱溶液吸收时,生成两种钠盐,其物质的量之比为1∶1,写出该反应的化学方程式：

②NO与NO2按物质的量之比1∶1被足量NaOH溶液完全吸收后只得到一种钠盐,该钠盐的化学式是。

答案　

（1）2CO＋2NO

N2＋2CO2

（2）8NH3＋6NO2

7N2＋12H2O　4∶3

（3）①2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O

②NaNO2

（1）固氮反应一定属于氧化还原反应（　　）

（2）通过灼热的镁粉,可除N2中的少量氧气（　　）

（3）NO中的NO2杂质气体,可通过盛有水的洗气瓶除去（　　）

（4）CO、NO、NO2都是大气污染气体,在空气中都稳定存在（　　）

（5）N2与O2在放电条件下直接化合成NO2（　　）

（6）NO既可以用排水法收集,又可以用排空气法收集（　　）

（7）NO2溶于水时,NO2是氧化剂,水是还原剂（　　）

（8）可用NO2与水反应制取硝酸,故NO2是酸性氧化物（　　）

答案　

（1）√　

（2）×

　（3）√　（4）×

　（5）×

　（6）×

　（7）×

　（8）×

题组一　氮及其氧化物的性质和应用

1.（2020·

通化高三月考）下列有关氮气的说法正确的是（　　）

A.氮气是由氮原子构成的双原子分子,所以化学性质不活泼

B.1molN2可与3molH2完全反应生成2molNH3

C.电闪雷鸣的雨天,雨水中会含有一定量的硝酸,其中发生的反应之一是N2＋2O2===2NO2

D.NO、NO2在一定条件下可相互转化,且二者都是引起光化学烟雾的大气污染物

答案　D

【本题解析】A项,氮原子最外层5个电子,氮与氮形成三对共用电子对,达8电子的稳定结构；

B项,氮气与氢气反应生成氨气是可逆反应；

C项,氮气与氧气在放电的条件下生成一氧化氮；

D项,NO和氧气能反应生成NO2；

NO2和水反应生成NO。

2.下图为装有活塞的密闭容器,内盛22.4mL一氧化氮。

若通入11.2mL氧气（气体体积均在标准状况下测定）,保持温度、压强不变,则容器内物质的密度为（　　）

A.等于1.369g·

L－1

B.等于2.054g·

C.在1.369g·

L－1和2.054g·

L－1之间

D.大于2.054g·

【本题解析】一氧化氮与氧气恰好发生反应生成了二氧化氮,

2NO　　＋　　O2　　===　　2NO2

2　　　　　　1　　　　　　2

22.4mL　　11.2mL　　　22.4mL

反应后生成了22.4mL二氧化氮,假设二氧化氮的体积不变,则容器中气体的密度为

ρ（NO2）＝

≈2.054g·

L－1,因存在转化平衡：

2NO2N2O4,则混合气体的体积小于22.4mL,所以容器中气体的密度应大于2.054g·

L－1。

题组二　NOx与水或碱反应的理解应用

3.如图所示,相同条件下,两个容积相同的试管分别装满NO2和NO气体,分别倒置于水槽中,然后通过导管缓慢通入氧气,边通边慢慢摇动试管,直到两个试管内充满液体。

假设试管内的溶质不向水槽中扩散,则两个试管内溶液物质的量浓度之比为（　　）

A.1∶1B.5∶7

C.7∶5D.4∶3

答案　A

【本题解析】NO2、NO装满试管,则体积相同,根据阿伏加德罗定律：

n（NO2）＝n（NO）,根据氮原子守恒所得硝酸的物质的量相同,溶液的体积相同,所以两个试管中溶液物质的量浓度之比为1∶1。

4.NO2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2NO2＋2NaOH===M＋NaNO3＋H2O,8NH3＋6NO2===7X＋12H2O。

则M、X代表的物质的化学式分别是（　　）

A.NaNO2、N2B.HNO2、N2

C.NO、HNO3D.N2、N2

5.（2020·

贵阳模拟）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①NO和NO2,②NO2和O2,③NH3和N2。

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V1、V2、V3,则下列的关系正确的是（　　）

A.V1＞V2＞V3B.V1＞V3＞V2

C.V2＞V3＞V1D.V3＞V1＞V2

答案　B

【本题解析】设各种气体的体积都为1体积。

①根据3NO2＋H2O===2HNO3＋NO,即剩余NO的体积V1＝（1＋

）体积。

②根据4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3,即剩余O2的体积V2＝（1－

③剩余N2的体积V3＝1体积,即B项符合题意。

氮氧化物溶于水的问题分析

无论是单一气体（NO2）,还是NO、NO2、O2中的两者的混合气体,反应的实质是3NO2＋H2O===2HNO3＋NO,2NO＋O2===2NO2,故若有气体剩余只能是NO或O2,不可能是NO2。

（1）若NO和O2通入水中,总关系式为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3（4∶3）。

（2）若NO2和O2通入水中,总关系式为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3（4∶1）。

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）硝酸浓度不同,其还原产物不同,一般为HNO3（浓）→NO2,HNO3（稀）→NO。

（2）常温下,铁、铝遇浓硝酸能发生“钝化”,并非不反应,故浓硝酸可以用铁桶盛放。

理解应用

（1）将浓硝酸存放在无色试剂瓶中,一段时间后观察到溶液变黄,用方程式解释变黄的原因,由此得到启示,如何保存浓硝酸？

答案　4HNO3（浓）

2H2O＋4NO2↑＋O2↑,浓硝酸应保存在棕色试剂瓶中,并置于阴凉处。

（2）用动态观点理解Cu与浓HNO3的反应

向一定量的浓硝酸中加入过量的铜片。

①反应开始阶段产生色气体,化学方程式为

②反应进行一段时间后又产生无色气体,此时的化学方程式为

③待反应停止后,再加入少量的稀硫酸,这时Cu片上又有气泡产生,原因是

答案　①红棕　Cu＋4HNO3（浓）===Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O

②3Cu＋8HNO3（稀）===3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O

③加入稀硫酸后,氢离子与原溶液中硝酸根离子构成强氧化性酸,又能与过量的铜反应

（3）将FeO溶于足量稀硝酸中,固体完全溶解,写出该反应的离子方程式,指出HNO3表现的性质。

答案　3FeO＋10H＋＋NO

===3Fe3＋＋NO↑＋5H2O,酸性和强氧化性。

（1）实验室也可用锌粒与稀硝酸制取氢气（　　）

（2）常温下,铁、铝在浓硝酸中的钝化为化学变化（　　）

（3）可用稀硝酸与FeS固体反应制取H2S（　　）

（4）过量的铜与浓硝酸反应,产物中一定有NO（　　）

（5）浓硝酸在光照下久置,会变黄（　　）

（6）铜溶于稀硝酸不能体现硝酸的酸性（　　）

（7）炽热的炭在浓硝酸中反应的化学方程式为：

C＋4HNO3（浓）

CO2↑＋4NO2↑＋2H2O（　　）

（8）将石蕊溶液滴入浓硝酸中,溶液先变红后褪色（　　）

答案　

（1）×

（2）√　（3）×

　（4）√　（5）√　（6）×

　（7）√　（8）√

（1）HNO3与金属反应一般不能产生H2。

（2）硝酸的还原产物不只有NO2和NO,很稀的硝酸还原产物也可能为N2O、N2或NH4NO3。

（3）硝酸与金属反应时既表现氧化性又表现酸性。

（4）涉及HNO3的离子反应常见的易错问题

①忽视NO

在酸性条件下的强氧化性。

在酸性条件下NO

不能与Fe2＋、I－、SO

、S2－等还原性较强的离子大量共存。

②在书写离子方程式时,忽视HNO3的强氧化性,将氧化还原反应简单地写成复分解反应,如正误判断中的（3）。

题组一　硝酸的性质及应用

1.（2019·

潍坊期末）硝酸是化学实验室中最常用的试剂之一,下列有关硝酸的说法不正确的是（　　）

A.浓硝酸和氯水用棕色试剂瓶保存,原理相同

B.将分别蘸有浓硝酸和浓氨水的玻璃棒相互靠近时,有白烟生成

C.常温下铁和铂都不溶于浓硝酸,原理相同

D.浓硝酸溅到皮肤上,皮肤会变黄

答案　C

【本题解析】A项,HNO3和氯水中的HClO见光都易分解,都应避光保存,正确；

B项,浓HNO3和浓氨水都具有挥发性,HNO3与NH3化合生成白色固体小颗粒NH4NO3,正确；

C项,铁在浓硝酸中钝化,而Pt与浓硝酸不反应,原理不同,错误；

D项,浓HNO3能使蛋白质显黄色,正确。

2.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：

稀硝酸少于浓硝酸

C.试管内壁上的铜用浓硝酸除去比用稀硝酸好,因为反应速率快

D.两者用排水法收集的气体的体积相同

【本题解析】铜完全反应,在进行相关计算时以铜为标准,等质量的铜在反应中失去的电子数相同,生成的Cu（NO3）2的量相同,浓硝酸被还原为NO2,化合价由＋5价降到＋4价,每个氮原子只得到1个电子,稀HNO3被还原时每个氮原子得到3个电子,故被还原的浓硝酸多、稀硝酸少,生成的NO2也比NO多。

用排水法收集气体时,由于会发生反应：

3NO2＋H2O===2HNO3＋NO,故两种情况收集到的气体一样多。

3.某化学兴趣小组进行了有关Cu、硝酸、硫酸化学性质的实验,实验过程如图所示。

下列有关说法正确的是（　　）

A.①中溶液呈蓝色,试管口有红棕色气体产生,稀硝酸被还原为NO2

B.③中反应的离子方程式为3Cu＋2NO

＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O

C.③中滴加稀硫酸,铜片继续溶解,说明稀硫酸的氧化性比稀硝酸的强

D.由上述实验可知,Cu在常温下既可与稀硝酸反应,又可与稀硫酸反应

【本题解析】Cu与稀硝酸发生反应3Cu＋8HNO3（稀）===3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O,稀硝酸被还原为NO,NO遇空气中的O2生成NO2,故试管口有红棕色气体产生,A错误；

③中溶液含有NO

滴加稀硫酸后,Cu、NO

、H＋继续反应生成NO,B正确；

③中铜片继续溶解,是因为稀硫酸提供H＋,与NO

形成HNO3,HNO3继续与Cu反应,C错误；

Cu是不活泼金属,在常温下,可与稀硝酸反应,但不能与稀硫酸反应,D错误。

题组二　金属与硝酸反应的计算

4.（2019·

湖北鄂东南市级示范高中学校联考）铜和镁的合金4.6g完全溶于浓硝酸,若反应中硝酸被还原只产生4480mL的NO2气体和336mL的N2O4气体（都已折算成标准状况）,在反应后的溶液中,加入足量的氢氧化钠溶液,生成沉淀的质量为（　　）

A.9.02gB.8.51g

C.8.26gD.7.04g

【本题解析】最终生成的沉淀是氢氧化镁和氢氧化铜,所以沉淀增加的质量就是和金属阳离子结合的OH－的质量。

由于金属阳离子结合的OH－的物质的量就是金属失去电子的物质的量,所以根据得失电子守恒可知,金属失去电子的物质的量是

＋

×

2＝0.23mol,所以和金属阳离子结合的OH－的物质的量也是0.23mol,质量是3.91g,则沉淀的质量是8.51g,B项正确。

5.某稀溶液中含有4molKNO3和2.5molH2SO4,向其中加入1.5molFe,充分反应（已知NO

被还原为NO）。

下列说法正确的是（　　）

A.反应后生成NO的体积为28L

B.所得溶液中c（Fe2＋）∶c（Fe3＋）＝1∶1

C.所得溶液中c（NO

）＝2.75mol·

D.所得溶液中的溶质只有FeSO4

【本题解析】铁若生成Fe3＋,应消耗6molH＋,若生成Fe2＋消耗4molH＋,根据题给物质的量关系可知应同时生成Fe2＋、Fe3＋,则有：

解得n（Fe2＋）＝0.75mol,n（Fe3＋）＝0.75mol,

则生成NO的物质的量为0.75mol＋

0.75mol＝1.25mol。

A项中未给出是在标准状况下,无法计算NO气体的体积；

C项中不知道溶液的体积,无法计算NO

的浓度；

D项中根据原子守恒,溶液中的溶质肯定还有K2SO4,所以A、C、D均不正确。

6.向200mL2mol·

L－1HNO3溶液中,逐渐加入铁粉至过量（假设生成的气体只有一种）,在此过程中,n（Fe2＋）随n（Fe）变化如图所示。

A.该过程中产生标准状况下的氢气4.48L

B.向c点处的反应液中加入稀盐酸后无明显现象

C.图中a＝1.5、b＝1.5

D.当加入铁粉nmol时（0.1<

n<

0.15）,溶液中n（Fe3＋）＝（0.3－2n）mol

【本题解析】硝酸与铁反应生成硝酸铁、NO和水,不生成氢气,A错误；

c点处的溶液是硝酸亚铁,若加入盐酸,H＋、NO

和Fe2＋发生氧化还原反应生成Fe3＋,溶液变为黄色,B错误；

向硝酸中加入铁粉发生的反应为Fe＋4HNO3===Fe（NO3）3＋NO↑＋2H2O,硝酸的物质的量为0.4mol,则消耗铁的物质的量为0.1mol,b＝0.1,生成硝酸铁0.1mol,随后发生反应2Fe（NO3）3＋Fe===3Fe（NO3）2,生成硝酸亚铁为0.15mol,则a＝0.15,C错误；

根据上述分析,当加入铁粉nmol时（0.1<

0.15）,参加反应2Fe（NO3）3＋Fe===3Fe（NO3）2的铁为（n－0.1）mol,消耗硝酸铁为2（n－0.1）mol,则溶液中n（Fe3＋）＝0.1mol－2（n－0.1）mol＝（0.3－2n）mol,D正确。

金属与硝酸反应的思维模型

题组三　硝酸反应产物综合实验探究题

7.（2020·

桂林高三测试）某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的气体主要是NO而设计了下列实验,装置如图所示（加热装置和固定装置均已略去）。

图中K为止水夹（处于关闭状态）,F是一半空的注射器。

请回答有关问题：

（1）设计装置A的目的是

（2）在完成

（1）中的“操作”后,将装置B中铜丝插入稀硝酸并微热之,观察到装置B中的现象是

；

B中反应的离子方程式为。

（3）装置E和F的作用是；

为实现此作用,其操作方法是。

（4）装置D的作用是吸收多余的氮氧化物,防止污染空气,兼有的功能。

答案　

（1）产生CO2,赶走装置中的空气,防止因NO与O2反应生成NO2而产生干扰

（2）Cu丝表面产生气泡,稀硝酸液面上方仍为无色,溶液变蓝　3Cu＋8H＋＋2NO

===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O

（3）验证NO的生成　将注射器中的空气推入E中,若气体变为红棕色则说明生成了NO

（4）防止倒吸

1.氨的分子结构和物理性质

电子式

密度

气味

水溶性

比空气小

刺激性气味

极易溶于水（1∶700）

2.氨的化学性质

（1）氨水含有哪些微粒？

答案　H2O、NH3·

H2O、NH3、NH

、OH－、H＋。

（2）蘸有浓硝酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近,能产生白烟现象吗？

简述原因。

若将浓硝酸改为浓硫酸也会出现相同的现象吗？

答案　能,浓硝酸、浓氨水均有挥发性,挥发的HNO3与NH3相遇生成白色固体小颗粒NH4NO3。

不会。

（3）将氨与氯气混合也会产生白烟,用化学方程式解释产生白烟的过程。

答案　2NH3＋3Cl2===N2＋6HCl,NH3＋HCl===NH4Cl（白烟）。

3.铵盐及NH

检验

（1）铵盐的物理性质

铵盐都是白色固体,均易溶于水。

（2）铵盐的化学性质

（3）NH

的检验步骤

未知液

呈碱性

湿润的红色石蕊试纸变蓝色,则证明含NH

。

（1）用浓氯化铵溶液处理过的舞台幕布不易着火,其原因是①；

②。

答案　氯化铵分解吸收热量,降低了温度　氯化铵分解产生的气体隔绝了空气

（2）完成下列方程式,思考NH

的性质

①在饱和NH4Cl溶液中滴加NaAlO2,产生刺激性气味的气体和白色沉淀：

体现。

②实验室常用饱和氯化铵（NH4Cl）与亚硝酸钠（NaNO2）加热来制取氮气：

答案　①NH

＋AlO

＋H2O===Al（OH）3↓＋NH3↑

NH

水解呈酸性

②NH4Cl＋NaNO2

NaCl＋N2↑＋2H2O　NH

的还原性

4.氨的实验室制法——加热固态铵盐和碱的混合物

→

↓

→用碱石灰干燥

→用向下排空气法。

收集时,一般在管口塞一团棉花球,可减小NH3与空气的对流速率,收集到纯净的NH3

→①将湿润的红色石蕊试纸置于试管口,试纸变蓝；

②将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口,有白烟产生

实验室制取氨的其他方法

方法

化学方程式（或原理）

气体发生装置

加热

浓氨水

NH3·

H2O

NH3↑＋H2O

浓氨水＋固体NaOH

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

浓氨水＋固体CaO

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

（1）液氨汽化时要吸收大量的热,可用作制冷剂（　　）

（2）液氨制冷、碘的升华、NH4Cl气化都不涉及化学变化（　　）

（3）能用加热法除去NaCl中的NH4Cl的原因是NH4Cl为强酸弱碱盐（　　）

（4）氨水具有弱碱性,说明氨水是弱电解质（　　）

（5）铵盐都易溶于水,其水溶液均呈酸性（　　）

（6）现有1mol·

L－1的氨水,则该溶液中NH3·

H2O的浓度是1mol·

L－1（　　）

（7）浓氨水可检验氯气管道是否漏气（　　）

　（3）×

　（4）×

　（7）√

题组一　氨、铵盐的性质实验

重庆高三模拟）探究氨气及铵盐性质的过程中,下列根据实验现象得出的结论不正确的是（　　）

A.将集有氨的试管倒扣于水槽中,液体迅速充满试管,说明氨极易溶于水

B.向氨水中加入浓氢氧化钠溶液,加热产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,说明氨水中含有NH

C.加热NH4HCO3固体,观察到固体逐渐减少,试管口有液滴产生,说明NH4HCO3具有热不稳定性

D.将红热的Pt丝伸入上图所示的锥形瓶中,瓶口出现少量的红棕色气体,说明氨催化氧化的产物中有NO

【本题解析】B项,因为氨水中存在氨分子,加热氨逸出,也能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,不能证明是铵根离子与氢氧化钠反应产生的氨,错误；

D项,4NH3＋5O2

4NO＋6H2O,2NO＋O2===2NO2,NH3的氧化产物应为NO,正确。

2.如下图,利用培养皿探究氨的性质。

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与浓盐酸挥发出的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,湿润红色石蕊试纸变蓝

NH3是一种可溶性碱

【本题解析】NH3能与HCl发生化合反应,生成NH4Cl白色固体,NH3也能与H2SO4发生化合反应,生成（NH4）2SO4；

NH3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；

NH3溶于水生成NH3·

H2O,NH3·

H2O属于碱,NH3不属于碱。

题组二　氨气制备与性质实验综合

3.（2020·

西安模拟）氨催化氧化法是工业生产中制取硝酸的主要途径,某同学用该原理在实验室探究硝酸的制备和性质,设计了如图所示装置。

（1）某同学想用下列装置及试剂方便快速地制取少量氨气。

化学试剂：

①NH4Cl固体、②浓氨水、③NaOH固体。

应选