高考化学复习第十二章氮及其化合物讲练.docx
《高考化学复习第十二章氮及其化合物讲练.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考化学复习第十二章氮及其化合物讲练.docx（37页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
高考化学复习第十二章氮及其化合物讲练
第十三章氮及其的化合物
一、考纲要求
1.了解N2、NO、NO2的重要性质及NOx对大气的污染。
2.掌握NH3的重要化学性质、NH3的实验室制法及NH4+的检验。
3.能设计实验探究各种喷泉实验。
4.掌握硝酸的性质与用途，并进行简单的计算。
5.掌握推断题目中隐蔽考查NO3－（H＋）的强氧化性。
二、知识梳理
1.氮气的性质
（1）物理性质
________色、________味、________体；密度比空气________，________水。
（2）化学性质
写出Mg3N2分别与水、盐酸反应的化学方程式：
_____________________；___________________。
答案：
（1）无无气略小不溶于
（2）N2＋O2
2NO N2＋3H2
2NH3
N2＋3Mg
Mg3N2Mg3N2＋6H2O===3Mg（OH）2↓＋2NH3↑Mg3N2＋8HCl===3MgCl2＋2NH4Cl
2.氮气的存在及用途。
（1）N2在大气中的体积分数约为________；主要用作合成氨的原料气，以及填充气和保护气，液态氮可做________等。
（2）氮的固定。
①定义：
将空气中________的氮转化为________的方法。
②方式：
答案：
（1）78%冷冻剂
（2）①游离态含氮化合物②自然高能人工仿生
3.氮的常见氧化物。
NO
NO2
颜色
______色
______色
毒性
______毒
______毒
溶解性
______溶于水
______溶于水
与O2反应
____________
与H2O反应
____________
与人体、环境的关系
与________结合，使人中毒；②转化成NO2形成酸雨、光化学烟雾
形成________、________
特殊性
NO2与N2O4的相互转化
制备
工业
4NH3＋5O2
4NO＋6H2O
2NO＋O2===2NO2
实验室
________________________
________________________
答案：
无红棕有有不易2NO＋O2===2NO2
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO血红蛋白酸雨光化学烟雾
3Cu＋8HNO3（稀）===3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O
Cu＋4HNO3（浓）===Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O
4.氨气。
（1）物理性质。
______色，______气味，密度比空气____，常温常压下，1体积水中溶解________体积氨。
（2）化学性质。
（3）制法。
①实验室制法：
________________。
②工业制法：
________________。
（4）用途：
制HNO3、铵盐、纯碱、尿素、制冷剂等。
答案：
（1）无有刺激性小700
（2）NH3＋H2O
NH3·H2ONH
＋OH－产生大量白烟NH3＋HCl===NH4ClAl3＋＋3NH3＋3H2O===Al（OH）3↓＋3NH
4NH3＋5O2
4NO＋6H2O
（3）①2NH4Cl＋Ca（OH）2
CaCl2＋2H2O＋2NH3↑
②N2＋3H2
2NH3
5.硝酸
⑴物理性质。
气味
颜色
挥发性
溶解性
________
____色久置呈____色
易______
与水______
⑵化学性质。
答案：
⑴刺激性无黄挥发互溶
⑵试液变红试液先变红后褪色4HNO3
4NO2↑＋O2↑＋2H2O3Cu＋8HNO3（稀）===3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O3Fe2＋＋4H＋＋NO
===3Fe3＋＋NO↑＋2H2OCu＋4HNO3（浓）===Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O C＋4HNO3（浓）
CO2↑＋4NO2↑＋2H2O
6.铵盐。
（1）构成：
由________和________构成。
（2）物理性质：
都是白色或无色晶体，都______溶于水。
（3）化学性质。
①不稳定性。
写出NH4Cl、NH4HCO3受热分解的化学方程式：
____________________；
____________________。
②与强碱反应。
写出NH4Cl与NaOH反应并微热搅拌的离子方程式：
____________________________。
（4）NH
的检验。
铵盐（NH
）
无色气体（NH3）
试纸______。
答案：
（1）铵根离子酸根离子
（2）易（3）①NH4Cl
NH3↑＋
HCl↑NH4HCO3
NH3↑＋H2O＋CO2↑
②NH
＋OH－
NH3↑＋H2O（4）变蓝
三、要点精析
1.氨气的溶解性实验问题
（1）喷泉实验的基本原理
气体在液体中溶解度很大，在短时间内产生足够的压强差（负压），则打开止水夹后，大气压将烧杯内的液体压入烧瓶中，在尖嘴导管口形成喷泉。
（2）形成喷泉的气体与液体组合
a．NH3、HCl、NO2与水组合能形成喷泉。
b．酸性气体（如CO2）与NaOH溶液组合能形成喷泉。
［关键提醒］
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：
2.氨气的实验室制法
⑴加热固态铵盐和碱的混合物
⑵浓氨水中加固态碱性物质
装置
反应原理
①浓氨水中存在以下平衡：
NH3＋H2O NH3·H2O NH＋OH－，加入固态碱性物质（如CaO、NaOH、碱石灰等），消耗水且使c（OH－）增大，使平衡逆向移动。
②反应放热，促进NH3·H2O的分解
3.氨气的催化氧化实验探究
装置
作用或现象
①
提供氨气和氧气
②
使氨气被催化氧化，红热状态的铂铑合金丝更加红热
③
吸收剩余的氨气和生成的水蒸气
④
看到有红棕色的气体产生
4.NOx和O2混合型计算题的方法总结
⑴关系式法
①NO和O2混合气体通入水中
由2NO＋O2===2NO2和3NO2＋H2O===2HNO3＋NO得总反应为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3
②NO2和O2混合气体通入水中
由3NO2＋H2O===2HNO3＋NO和2NO＋O2===2NO2得总反应为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3
③NO、NO2和O2三种混合气体通入水中
先按3NO2＋H2O===2HNO3＋NO计算出生成的NO体积，再加上原来混合气体中NO体积，再按①计算。
⑵电子守恒法
当NOx转化为硝酸时要失去电子，如果是NOx与O2混合，则反应中O2得到的电子数与NOx失去的电子数相等。
5.硝酸与金属的反应
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，但硝酸与金属反应不生成H2。
⑴硝酸与铜的反应
在反应中硝酸的作用可用下图表示：
可以看出，随HNO3浓度的降低，还原产物会由NO2变NO。
但由N原子守恒可知，无论是NO2还是NO，被还原的硝酸与被还原生成气体的物质的量总是相等的，而未被还原的NO与Cu2＋构成Cu（NO3）2，NO3－的物质的量为Cu2＋物质的量的2倍，运用电子守恒、原子守恒，便可顺利求解参加反应的Cu、HNO3以及产物NO2、NO之间量的关系。
⑵稀硝酸与铁的反应
Fe＋4HNO3（稀）===Fe（NO3）3＋NO↑＋2H2O ①
3Fe（过量）＋8HNO3（稀）===3Fe（NO3）2＋2NO↑＋4H2O ②
反应物的量与生成物的关系如图所示：
上述反应首先发生反应①，若Fe剩余再发生反应③Fe＋2Fe（NO3）3===3Fe（NO3）2，合并①③即可得反应②。
所以，无论反应①还是反应②，被还原的HNO3皆占参与反应的HNO3的
。
6.NO3－的氧化性
NO3－是一种有着鲜明个性的离子，不能单独与任何离子反应，但在酸性条件下，它又能氧化多种离子，如Fe2＋、I－、SO3２－、S2－等。
四、典型例题
1.（2015·新课标Ⅰ·7）我国清代《本草纲目拾遗》中记叙无机药物335种，其中“强水”条目下写道：
“性最烈，能蚀五金……其水甚强，五金八石皆能穿第，惟玻璃可盛。
”这里的“强水”是指（ ）
A．氨水
B．硝酸
C．醋
D．卤水
【答案】B
【解析】根据所给四种物质的氧化性的强弱可判断，该强水为硝酸，硝酸具有强氧化性，可溶解大部分金属。
答案选B。
2.（2013·上海高考）一定量CuS和Cu2S的混合物投入足量HNO3中，收集到气体VL（标准状况），向反应后的溶液中（存在Cu2＋和SO
）加入足量NaOH，产生蓝色沉淀，过滤，洗涤，灼烧，得到CuO12.0g，若上述气体为NO和NO2的混合物，且体积比为1∶1，则V可能为（ ）
A．9.0L
B．13.5L
C．15.7L
D．16.8L
【答案】A
【解析】若混合物全是CuS，其物质的量为12/80＝0.15（mol），电子转移数0.15×（6＋2）＝1.2（mol）。
两者体积相等，设NOxmol，NO2xmol,3x＋x＝1.2，计算得x＝0.3。
气体体积V＝0.6×22.4＝13.44（L）；若混合物全是Cu2S，其物质的量为0.075mol，转移电子数0.075×10＝0.75（mol）, 设NOxmol，NO2xmol,3x＋x＝0.75，计算得x＝0.1875，气体体积0.375×22.4＝8.4（L），因此选A。
3.下列说法正确的是（ ）
A．把少量NO2气体通入过量NaHCO3溶液中，再使逸出的气体通过盛有足量过氧化钠颗粒的干燥管，最后收集到的气体是NO2和O2的混合气体
B．并不是所有的铵盐都能与烧碱共热生成氨气
C．除去NO中混有的少量NO2，可将混合气体通过盛有水的洗气瓶，再用排空气法收集NO
D．浓硝酸不论与铜反应，还是与碳反应均体现其酸性和强氧化性
【答案】A
【解析】B项，所有铵盐均与烧碱反应；C项，NO不能用排空气法收集；D项，浓HNO3与C反应只体现强氧化性。
4.（双选）（2014·广东高考·22）下列实验操作、现象和结论均正确的是（ ）
选项
实验操作
现象
结论
A
向苏打和小苏打溶液中分别加入盐酸
均冒气泡
两者均能与盐酸反应
B
向AgNO3溶液中滴加过量氨水
溶液澄清
Ag+与NH3·H2O能大量共存
C
将可调高度的铜丝伸入到稀HNO3中
溶液变蓝
Cu与稀HNO3发生置换反应
D
将KI和FeCl3溶液在试管中混合后,加入CCl4,振荡,静置
下层溶液显紫红色
氧化性:
Fe3+>I2
【答案】AD
【解析】向苏打和小苏打溶液中分别加入盐酸,均反应产生CO2气体,A正确;向AgNO3溶液中滴加过量氨水,先生成AgOH沉淀,后生成银氨溶液,变澄清,B错误;Cu与稀HNO3发生反应,生成Cu（NO3）2、NO、H2O,不是置换反应,C错误;FeCl3将KI氧化生成I2,加入CCl4后萃取,下层呈紫红色,D正确。
5.下列说法是否正确？
（用“√”或“×”）
（1）（2013·广东高考改编）由于NH4Cl为强酸弱碱盐，因此用加热法除去NaCl中的NH4Cl（ ）
（2）（2011·安徽高考改编）用玻璃棒蘸取浓氨水点到红色石蕊试纸上，试纸变蓝色，说明浓氨水呈碱性（ ）
（3）（2013·新课标全国卷Ⅰ）可用蘸浓盐酸的棉棒检验输送氨气的管道是否漏气（ ）
（4）（2013·浙江高考改编）化合物乙在催化剂存在下可分解得到H2和另一种单质气体丙，丙在标准状况下的密度为1.25g·L－1。
乙在加热条件下与CuO反应可生成Cu和气体丙，写出该反应的化学方程式___________________。
有人提出产物Cu中可能还混有Cu2O，请设计实验方案验证之_________________________。
（已知：
Cu2O＋2H+===Cu＋Cu2＋＋H2O）
【答案】
（1）×
（2）√（3）√ （4）3CuO＋2NH3
N2＋3Cu＋3H2O取样后加稀H2SO4，如果溶液变蓝，说明产物中含有Cu2O，反之则无Cu2O
【解析】
（1）加热法可以除去氯化钠中的氯化铵，是利用了氯化铵受热易分解为氨和氯化氢气体的性质；
（4）NH3具有还原性，与CuO在加热条件下发生反应，生成Cu、N2和H2O，反应方程式为2NH3＋3CuO
3Cu＋N2＋3H2O。
由于Cu2O在酸性环境中可发生自身氧化还原反应，生成Cu2＋和Cu，可向产物中滴加稀盐酸或稀硫酸，由于Cu与非氧化性酸不发生反应，若得到蓝色溶液，则证明含有Cu2O，反之则不含Cu2O。
五、针对训练
1.（2015·上海高考·2）下列物质见光不会分解的是（ ）
A．HClO
B．NH4Cl
C．HNO3
D．AgNO3
【答案】B
【解析】A．HClO不稳定，光照发生分解反应产生HCl和O2，反应方程式是：
2HClO
2HCl+O2↑，错误。
B．NH4Cl在加热时发生分解反应，而在光照时不会分解，正确。
C．HNO3不稳定，在加热或光照时发生分解反应，方程式是：
4HNO3（浓）
4NO2↑+O2↑＋2H2O，错误。
D．AgNO3不稳定，光照发生分解反应，方程式是：
2AgNO3
2Ag+2NO2↑+O2↑，错误。
2.（2014·湖北荆州中学月考）一定量Fe和Fe2O3的混合物投入250mL2mol/L的硝酸中，反应共生成1.12LNO（标准状况下），再向反应后的溶液中加入1mol/L的NaOH溶液，当沉淀完全时所加NaOH溶液的体积最少是（ ）
A．450mL
B．500mL
C．400mL
D．不能确定
【答案】A
【解析】生成NO的物质的量是0.05mol，则此时NO的物质的量为0.5mol－0.05mol＝0.45mol。
当沉淀量最大时，溶液中的溶质是硝酸钠，硝酸钠的物质的量是0.45mol，根据钠原子守恒可知，氢氧化钠的物质的量就是0.45mol，则氢氧化钠的体积是450mL，答案选A。
3.（2014·湖北武汉调研）一定质量的铁和足量的稀硝酸或浓硝酸完全反应，在相同条件下，用排水集气法收集产生的气体。
下列叙述一定正确的是（ ）
①硝酸浓度越大，消耗的硝酸越少
②硝酸浓度不同，生成的Fe（NO3）3的物质的量相同
③硝酸浓度越大，产生的气体越少④用排水集气法收集到的气体在相同状况下体积相同
A．只有②
B．②④
C．③④
D．①②③
【答案】B
【解析】依据Fe＋4HNO3（稀）===Fe（NO3）3＋NO↑＋2H2O及Fe＋6HNO3（浓）===Fe（NO3）3＋3NO2↑＋3H2O可知，硝酸浓度越大，消耗的硝酸越多，①错；根据铁元素守恒，最后生成的Fe（NO3）3的物质的量相同，②正确；③硝酸浓度越大，产生的气体越多，③错；因3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，故用排水法收集到的气体均为NO，且在相同状况下体积相同，④正确。
4.为了促进社会可持续发展，化工生产过程应尽量减少对环境的副作用。
“绿色化学”是当今社会提出的一个新概念，它要求从经济、环保和技术上设计可行的化学反应。
据此，由单质铜制取硝酸铜的下列衍变关系可行且符合“绿色化学”要求的是（ ）
A．Cu
Cu（NO3）2
B．Cu
CuO
Cu（NO3）2
C．Cu
CuO
Cu（OH）2
Cu（NO3）2
D．Cu
CuSO4
Cu（NO3）2
【答案】B
【解析】A、D项均产生污染气体NOx和SO2，对环境污染；C项，CuO与H2O不反应。
5.下列对硝酸的认识不正确的是（ ）
A．浓硝酸和稀硝酸都具有氧化性
B．铜和稀硝酸的反应属于置换反应
C．金属与硝酸反应一般不产生氢气
D．常温下可用铝或铁制品盛装浓硝酸
【答案】B
【解析】硝酸是强氧化性酸，且浓硝酸的氧化性强于稀硝酸，A正确。
由铜与浓、稀硝酸反应的方程式知，均不属于置换反应，B错误。
因为硝酸是强氧化性酸，金属与硝酸反应均不生成H2，而生成水，C正确。
D之所以正确，是由于浓硝酸可使铝和铁的表面生成一层致密的氧化膜，阻止反应进一步进行，但是在加热情况下，铝和铁都可以与浓硝酸反应。
6.无色混合气体甲，可能含NO、CO2、NO2、NH3、N2中的几种，将100mL甲气体依次经过如图实验的处理，结果得到酸性溶液且最终无剩余气体。
则甲气体的组成为（ ）
足量浓硫酸
A．NH3、NO2、N2
B．NH3、NO、CO2
C．NH3、NO、CO2、N2
D．NO、CO2、N2
【答案】B
【解析】最终无剩余气体，说明不含N2。
7.下列反应必须加入氧化剂且一步反应就能完成的是（ ）
①N2→NO2②NO2→HNO3③NO2→NO④N2→NH3⑤N2→NO⑥NO2→N2O4⑦NH3→NO2⑧NO→NO2
A．②⑤⑦
B．①③④
C．⑤⑧
D．⑤⑥⑧
【答案】C
【解析】①、⑦不能一步完成；由NO2与水反应可知②、③不需要加氧化剂；④应该加入还原剂、⑥是非氧化还原反应。
8.（2015·江苏省南通市一模）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．将集有氨气的试管倒扣于水槽中，液体迅速充满试管，说明氨气极易溶于水
B．将pH=11的氨水稀释1000倍，测得pH>8，说明NH3·H2O为弱碱
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受热不稳定
D．将红热的Pt丝伸入右图所示的锥形瓶中，瓶口出现少量红棕色气体，说明氨气的氧化产物为NO2
【答案】D
【解析】氨的催化氧化生成的是NO，在锥形瓶口NO接触空气中的氧气生成红棕色的NO2，D项错误。
9.（2014·湘潭模拟）NH3是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质（如图）。
下列有关表述正确的是（ ）
A．NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥
B．NH4Cl、HNO3和Na2CO3受热时都易分解
C．NH3和NO2在一定条件下可发生氧化还原反应
D．图中所涉及的盐类物质均可以水解
【答案】C
【解析】A项，NaHCO3不是化肥；B项，Na2CO3受热不易分解；D项，NaCl不水解。
10.（2014·河北保定联考）下列离子方程式正确的是（ ）
A．硫酸铵溶液与氢氧化钡溶液共热：
NH
＋SO
＋Ba2＋＋OH－
BaSO4↓＋NH3↑＋H2O
B．氯化铵溶液中加入稀氢氧化钠溶液：
NH
＋OH－===NH3↑＋H2O
C．氯化铵固体和熟石灰共热：
NH
＋OH－
NH3↑＋H2O
D．碳酸铵溶液中通入足量二氧化碳：
CO
＋CO2＋H2O===2HCO
【答案】D
【解析】A项，NH
与SO
计量数之比和OH－与Ba2＋计量数之比均为2∶1；B项，NH3·H2O不写分解形式；C项，固体间反应不能写离子方程式。
11.无色的混合气体甲，可能含NO、CO2、NO2、NH3、N2中的几种，将100mL甲气体经过下图实验的处理，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】开始时混合气体为无色，故混合气体中无NO2，通过浓硫酸后气体体积减小，说明含有NH3，通过足量过氧化钠后气体显红棕色，说明混合气体中含有CO2和NO，而最后将剩余气体通入水中得到酸性溶液且几乎无气体剩余，说明原混合气体中无N2。
12.已知NH3难溶于有机溶剂，如下图所示，下列装置中，不宜用于吸收氨气的是（ ）
【答案】B
【解析】NH3极易溶于水，所以导管直接插入水中吸收NH3时易产生倒吸现象，A项、D项有效地防止倒吸现象的产生；NH3难溶于CCl4，所以C项也避免了倒吸现象的产生；而B项易产生倒吸现象，故B项不宜用于NH3的吸收。
13.（12分）在如下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）欲使反应现象更明显，应向小烧杯中加入________。
a．粗铜片 b．纯铜片
如果反应中加入的是含少量铝的粗铜，则反应中形成无数微电池。
请写出微电池中正极上的电极反应方程式：
______。
（3）用该装置做铜与浓硝酸反应的实验，最突出的优点是_______________________。
（4）若要验证最终得到的气体生成物，最简便的方法是__________________________。
（5）工业上吸收NO和NO2的混合气体，常使用NaOH溶液。
欲使NO和NO2被充分吸收，则NO和NO2的体积应满足______。
（注：
NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O）
a．V（NO）>V（NO2） b．V（NO）c．V（NO）≤V（NO2）
【答案】
（1）①铜片表面产生气泡②铜片慢慢溶解并逐渐消失③小烧杯中溶液的颜色逐渐变成蓝色
④大烧杯中有红棕色气体生成，后来慢慢变成无色
（2）a2H＋＋NO＋e－===NO2↑＋H2O
（3）反应体系封闭，无氮氧化物逸出，不污染环境
（4）轻轻掀起倒扣的大烧杯，放入适量空气，若有红棕色气体生成，则证明最终气体生成物为NO气体
（5）c
【解析】
（2）加入粗铜可以形成原电池，加快反应速率；由电池反应Cu＋4H＋＋2NO===2NO2↑＋2H2O＋Cu2＋可知正极NO得电子生成NO2；（5）因为NO2与水反应生成NO，所以NO2过量也可以完全被吸收。
14.（14分）（2014·湖南师大附中月考）亚硝酸钠（NaNO2）在纤维纺织品的染色和漂白、照相、生产橡胶、制药等领域有广泛应用，也常用于鱼类、肉类等食品的染色和防腐。
但因其有毒，所以在食品行业用量有严格限制。
现用下图所示仪器（夹持装置已省略）及药品，探究亚硝酸钠与硫酸反应及气体产物的成分。
已知：
①NO＋NO2＋2OH－===2NO＋H2O
②气体液化的温度：
NO2为21℃，NO为－152℃
（1）为了检验装置A中生成的气体产物，仪器的连接顺序（按左→右连接）为A、C、______、______、________。
（2）反应前应打开弹簧夹，先通入一段时间氮气，排除装置中的空气，目的是______________________。
（3）在关闭弹簧夹、打开分液漏斗
升级会员 