《2023届新高考新教材化学人教版一轮学案-第四章第3讲 氮及其化合物.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2023届新高考新教材化学人教版一轮学案-第四章第3讲 氮及其化合物.docx（31页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第3讲氮及其化合物复习目标核心素养1.能列举、描述、辨识氮及其化合物重要的物理和化学性质及实验现象。2能根据氮及其化合物的性质分析生产、生活及环境中的某些常见问题，说明妥善保存、合理使用化学品的常见方法。3能说明氮及其化合物的应用对社会发展的价值、对环境的影响。1.变化观念与平衡思想：认识氮及其化合物可以在一定条件下相互转化，预测氮及其化合物可能发生的化学变化。2科学探究与创新意识：发现或提出对氮及其化合物有探究价值的化学问题，能依据探究目的设计并优化实验方案，完成实验操作，能对观察记录的实验信息进行加工并获得结论。3科学态度与社会责任：关注氮及其化合物的社会热点问题，认识环境保护的重要性，具
2、有可持续发展意识和绿色化学观念。深刻理解化学和环境之间的相互关系。考点一氮及其氧化物1氮气(1)物理性质：无色无味气体，密度比空气略小，难溶于水。(2)化学性质写出有关化学方程式：3MgN2Mg3N2；N23H22NH3；N2O22NO。2氮的固定3氮的氧化物(1)氮有多种价态的氧化物，氮元素从15价都有对应的氧化物，如N2O、NO、N2O3、NO2(或N2O4)、N2O5，其中属于酸性氧化物的是N2O3、N2O5。(2)NO和NO2的比较性质NONO2色、态、味无色、无味的气体红棕色、有刺激性气味的气体溶解性难溶于水毒性有毒，大气污染物之一有毒，大气污染物之一与水反应不反应3NO2H2O=2
3、HNO3NO与氧气反应2NOO2=2NO2不反应氮元素是一种活泼非金属，但N2稳定的原因是N2分子中氮氮三键很稳定，不易断裂，难发生化学反应。4氮氧化物对环境的污染及防治(1)常见的污染类型光化学烟雾：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。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。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。NO与血红蛋白结合使人中毒。(2)常见的NOx尾气处理方法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)
4、。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。(1)食品袋中充氮气可用来防腐。()(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)NO2溶于水时，NO2是氧化剂，水是还原剂。()(7)NO2是酸性氧化物，与水反应生成硝酸。()题点一氮气的性质及氮的固定一种新型的合成氨的方法如图所示，下列说法正确的是()
5、A反应属于氮的固定B反应属于氧化还原反应C反应可通过电解LiOH溶液实现D上述三步循环的总反应为N23H2=2NH3【解析】反应为Li与N2反应生成Li3N的反应，属于氮的固定，A项正确；结合题图可知反应为Li3N3H2O=3LiOHNH3，该反应中没有化合价的变化，属于非氧化还原反应，B项错误；电解LiOH溶液不能生成单质Li，C项错误；结合题图可知，三步循环的总反应为2N26H2O=4NH33O2，D项错误。【答案】A母题变式(1)什么是氮的固定？(2)电解LiOH溶液得到的产物是什么？提示：(1)氮的固定指空气中的N2变成化合物(2)电解LiOH溶液得到H2、O2。对点训练1(2021葫
6、芦岛模拟)下列说法中正确的是()A氮气化学性质不如磷活泼，故氮元素非金属性弱于磷B氮气只有氧化性，没有还原性C“雷雨发庄稼”所包含的化学变化有N2NONO2HNO3硝酸盐DNO与O2反应生成NO2属于氮的固定解析：CNN键能大，N2比磷稳定，A错误；氮气中氮元素的化合价可以升高，也可以降低，故既具有氧化性，又具有还原性，B错误；氮的固定是将游离态的氮转化为化合态的氮的过程，D错误。题点二氮的氧化物对环境的污染及防治汽车尾气中的氮氧化合物NOx与大气中的NH3发生如下作用，形成一种雾霾。NOxN2O5HNO3烟(一种雾霾)有关该雾霾的叙述正确的是()ANOx为酸性氧化物，可形成酸雨B反应是氧化还
7、原反应CNH3是形成该雾霾的催化剂DNH3可能来自过度施用氮肥【解析】NOx为不成盐氧化物，故A错误；五氧化二氮和硝酸中的氮的化合价相同，所以反应是非氧化还原反应，故B错误；由图示可知氨气参与反应生成铵盐，为反应物，不是催化剂，故C错误；NH3可能来自过度施用氮肥，铵盐不稳定易分解产生氨气，故D正确。【答案】D母题变式(1)N的氧化物中属于酸性氧化物的有几种？(2)形成酸雨的主要原因是什么？提示：(1)2种，N2O3，N2O5(2)SO2、氮的氧化物在空气中发生反应后的生成物溶于雨水。SO2H2OH2SO3，2H2SO3O22H2SO4，3NO2H2O=2HNO3NO对点训练2雾霾含有大量的污
8、染物SO2、NO。工业上变“废”为宝，吸收工业尾气SO2和NO，可获得Na2S2O4和NH4NO3产品的流程图如图(Ce为铈元素)：下列说法错误的是()ANa2S2O4中S元素的化合价为3B装置消耗36 g水生成4NA个H(NA代表阿伏加德罗常数的值)C装置进行电解，Ce3在阴极反应，使Ce4得到再生D装置获得粗产品NH4NO3的实验操作依次为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤等解析：C根据化合物中各元素化合价代数和等于0，由于Na呈1价，O呈2价，所以Na2S2O4中S元素的化合价为3，A正确；36 g水的物质的量是2 mol，在装置中发生反应：NO2H2O3Ce4=3Ce3NO4H，NOH2O
9、Ce4=Ce3NO2H，可见两个反应都是消耗1 mol H2O，会产生2 mol H，则反应消耗2 mol H2O，就产生 4 mol H，生成H的数目等于4NA，B正确；Ce3在阳极上发生失电子的反应使Ce4再生，C错误；由于NH4NO3高温易分解，因此从溶液中得到粗产品NH4NO3的实验操作依次为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤等，D正确。对点训练3氮氧化物进入大气后，不仅会形成硝酸型酸雨，还可能形成光化学烟雾，对含有氮氧化物的废气进行处理。NO2NO2NaOH=2NaNO2H2O()2NO22NaOH=NaNO2NaNO3H2O()(1)用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物，反应的化学方
10、程式如下：在反应()中，氧化剂是_。在反应()中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为_。由反应()判断二氧化氮是否为酸性氧化物？解释原因_。(2)汽车尾气中含有CO和NO，消除这两种物质对大气的污染的方法是安装催化转化器，使它们发生反应消除污染，试写出该反应的化学方程式_。(3)目前有一种治理方法是在一定条件下，用氨气将氮氧化物转化为无污染的物质，请写出NO2发生该反应的化学方程式_。解析：(1)在反应()中NO2中的氮元素化合价降低做氧化剂；在反应()中氧化剂和还原剂都是NO2，它们的物质的量之比为11。二氧化氮与碱反应生成两种盐，且氮元素化合价发生变化，二氧化氮不是酸性氧化物。(2)根据原子守
11、恒定律结合题目信息可知，一氧化氮与一氧化碳反应后生成的对大气无污染的物质应为氮气和二氧化碳。(3)根据原子守恒定律结合题目信息可知，氨气和二氧化氮反应后生成的无污染的物质为氮气和水。答案：(1)NO211不是，因为二氧化氮与碱反应生成两种盐，且氮元素化合价发生变化(2)2NO2CON22CO2(3)6NO28NH37N212H2O归纳总结常见的NOx尾气处理方法(1)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。(2)碱液吸收法2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2ONO2NO
12、2NaOH=2NaNO2H2ONO2、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)。一般适合工业尾气中NOx的处理。题点三氮的氧化物与水反应如图所示，将相同条件下的m体积NO和n体积O2同时通入倒立于水槽且盛满水的试管内，充分反应后，试管内残留体积的气体，该气体与空气接触后立即变为红棕色。则m与n的比值为()A32B23C83 D38【解析】该过程中涉及的反应有2NOO2=2NO2、3NO2H2O=2HNO3NO，可将两个方程式“合并”为4NO3O22H2O=4HNO3。剩余气体与空气接触立即变为红棕色，说明剩余气体为NO。则可知体积的NO气体与n体积的O2恰好完全反应
13、。4NO3O22H2O=4HNO34 3 n43n，解得mn83。【答案】C母题延伸上题题干剩余气体遇到空气无变化，下列说法正确的是()A38B45C83 D54解析：B剩余气体与空气接触无变化，说明剩余气体为O2。则可知m体积的NO气体与体积的O2恰好完全反应。4NO3O22H2O=4HNO34 3m 4m3，解得mn45。对点训练4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NO和NO2，NO2和O2，NH3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()AV1V2V3BV1V3V2CV2V3V1
14、 DV3V1V2解析：B设各种气体的体积都为1体积。根据3NO2H2O=2HNO3NO，即剩余NO的体积V1体积。根据4NO2O22H2O=4HNO3，即剩余O2的体积V2体积 。剩余N2的体积V31体积，即B项符合题意。考点二氨和铵盐1氨的物理性质无色有刺激性气味的气体，密度比空气小，易液化。极易溶于水(1700)，可由喷泉实验证明。2氨的化学性质(1)与水反应反应原理为NH3H2ONH3H2ONHOH。氨气溶于水得氨水，氨水中含有的粒子有：NH3H2O、H2O、NH3、NH、OH、H。NH3H2O为可溶性一元弱碱，不稳定，易分解，化学方程式为NH3H2ONH3H2O。(2)氨气与酸的反应蘸
15、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，将浓盐酸改为硝酸，也会出现相同的现象。化学方程式为HClNH3=NH4Cl、NH3HNO3=NH4NO3。(3)与盐溶液的反应过量氨水与AlCl3溶液反应的离子方程式：Al33NH3H2O=Al(OH)33NH。(4)氨气的还原性催化氧化：4NH35O24NO6H2O被CuO氧化：2NH33CuO3CuN23H2O被氯气氧化：2NH33Cl2=N26HCl或8NH33Cl2=N26NH4Cl(5)氨的用途液氨汽化时吸收大量的热，故用作制冷剂。制氮肥、硝酸、铵盐、纯碱等。3氨气的实验室制法4铵盐及NH的检验(1)铵盐的物理性质铵盐都是
16、白色固体，均易溶于水。(2)铵盐的化学性质(3)NH的检验未知液产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体，则证明含NH。(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汽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)浓氨水可检验氯气管道是否漏气。()题点一氨、铵盐的性质(2021烟台一模)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
17、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【解析】B项，NH3与浓硫酸反应；C项，AlCl3、MgCl2等氯化物溶液均可与NH3反应使溶液变浑浊；D项，NH3H2ONH3H2ONHOH，氨水呈碱性，NH3H2O是碱，NH3不属于碱。【答案】A母题延伸(1)上题与浓氨水相遇有白烟生成的酸有哪几种？(2)NH3、NH3H2O、氨水的区别？提示：(1)浓盐酸浓硝酸(2)NH3非电解质、常温下为气体NH3H2
18、O为电解质是弱碱氨水混合物主要微粒NH3H2O、NH、OH。对点训练1(2021滨州模拟)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pH11的氨水稀释1000倍，测得pH8，说明NH3H2O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将红热的铂丝伸入如图所示的锥形瓶中，瓶口出现少量红棕色气体，说明氨气的氧化产物为NO2解析：D氨气极易溶于水生成氨水，所以将集有氨气的试管倒扣于水槽中，液体迅速充满试管，故A正确；常温下，pH11的氨水中c(OH
19、)103 molL1，稀释1000倍，测得pH8，c(OH)106 molL1，说明稀释时电离平衡正向移动，所以NH3H2O为弱碱，故B正确；碳酸氢铵加热分解为氨气、二氧化碳和水，故C正确；氨气的氧化产物为NO，NO在锥形瓶口与氧气反应生成NO2，所以瓶口出现少量红棕色气体，故D错误。题点二氨气的实验室制法(2021咸阳模拟)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_。A将氯化铵固体加热分解B将浓氨水滴入氢氧化钠固体中C将氢氧化钠固体加入浓氨水中D将氯化铵稀溶液滴入氢氧化钠固体中(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
20、宜的装置是_。(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_。密度颜色溶解性热稳定性与氧气反应(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_。【解析】(1)A.加热氯化铵产生氯化氢和氨气，遇冷又转化为氯化铵固体，得不到氨气，故A错误；B.氢氧化钠固体具有吸水性，溶于水放出大量的热量，而氨气易挥发，则浓氨水滴入氢氧化钠固体中可制得氨气，并且能够节约氨水的用量，可以制取氨气，故B正确；C.浓氨水中存在平衡NH3H2ONH3H2ONHOH，加入氢氧化钠固体时，平衡会逆向移动，能够制得氨气，但是因为氨气极易溶于水，这样操作消耗的氢氧化钠和浓氨水更多
21、，故C错误；D.氨气极易溶于水，氯化铵稀溶液滴入氢氧化钠固体中生成一水合氨得不到氨气，故D错误；(2)浓氨水滴入氢氧化钠固体中，反应物的状态为液体固体，反应条件不需要加热，所以应选择C；(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，故选：；(4)氨气极易溶于水，不能用排水法收集，氨气密度小于空气，应选择向下排空气法，选用d收集，采用短管进氨气，长管出空气。【答案】(1)B(2)C(3)(4)d利用氨气密度小于空气，采用短管进氨气，长管出空气，即可收集氨气母题延伸(1)干燥氨气时可以使用什么装置？(2)NH3是一种污染性气体，为避免污染
22、空气，实验中多余的NH3应如何进行吸收处理？试画出相应装置图。(3)上题(4)中C装置如果在标况下，试管中氨水的物质的量浓度是多少？提示：(1)干燥氨气时使用固体干燥剂，如碱石灰、氢氧化钠固体等，故仪器为干燥管或U形管。(2)NH3是有刺激性气味的气体，多余的NH3要吸收掉以避免污染空气。可采用在导管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球吸收等方法，但多余气体在尾气吸收时要防止倒吸。常采用的装置有(3) mol/L对点训练2干燥的二氧化碳和氨气反应可生成氨基甲酸铵固体，化学方程式为2NH3(g)CO2(g)NH2COONH4(s)H0，在四氯化碳中通入二氧化碳和氨气制备氨基甲酸铵的实验装置如图所示，
23、回答下列问题：(1)装置1用来制备二氧化碳气体：将块状石灰石放置在试管中的带孔塑料板上，漏斗中所加试剂为_；装置2中所加试剂为_。(2)装置4中试剂为固体NH4Cl和Ca(OH)2，发生反应的化学方程式为_；试管口不能向上倾斜的原因是_。装置3中试剂为KOH，其作用为_。(3)反应时三颈瓶需用冷水浴冷却，其目的是_。解析：(1)装置1是制备二氧化碳的装置。由二氧化碳的实验室制法可知所用试剂为碳酸钙和稀盐酸。已知可由干燥的二氧化碳和氨气反应制备氨基甲酸铵。故二氧化碳和氨气分别都需要干燥。所以装置2和3的作用分别为干燥二氧化碳气体和氨气，装置2所加试剂为浓硫酸。(2)制取氨发生反应的化学方程式：2
24、NH4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2O。制取NH3采用固体与固体加热反应的装置，需考虑产生的水蒸气对实验的影响，防止冷凝水倒流到试管底部使试管破裂。(3)已知制备氨基甲酸铵的反应为放热反应，冷水浴可降低温度，使平衡正向移动提高产量。答案：(1)稀盐酸浓H2SO4(2)2NH4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2O防止冷凝水倒流到试管底部使试管破裂干燥剂(干燥氨气)(3)降低温度，使平衡正向移动提高产量考点三硝酸1物理性质纯净的硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体，与H2O以任意比互溶。2化学性质(1)不稳定性反应：4HNO32H2O4NO2O2。市售浓硝酸呈黄色的原因是HN
25、O3分解生成的NO2溶于硝酸中。浓硝酸的保存方法是保存在棕色带有玻璃塞的细口试剂瓶中，置于冷暗处。(2)强氧化性与不活泼金属反应稀硝酸与铜反应：3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O。浓硝酸与铜反应：Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O常温下，浓硝酸使Fe、Al钝化。与非金属反应如浓硝酸与C的反应：C4HNO3(浓)CO24NO22H2O与还原性化合物反应硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2、FeO等还原性物质。写出稀硝酸与SO2、 Fe2反应的离子方程式分别为3SO22NO2H2O=3SO2NO4H3Fe2NO4H=3Fe3NO2H2O。(
26、3)与有机化合物反应硝化反应(与苯反应)：显色反应：含苯基的蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。3硝酸工业制法的反应原理(1)NH3在催化剂作用下与O2反应生成NO：4NH35O24NO6H2O。(2)NO进一步氧化生成NO2：2NOO2=2NO2。(3)用水吸收NO2生成HNO3：3NO2H2O=2HNO3NO。(1)常温下，铁、铝在浓硝酸中的钝化为化学变化。()(2)过量的铜与浓硝酸反应，产物中一定有NO。()(3)浓硝酸在光照下久置，会变黄。()(4)硝酸具有强氧化性，硝酸与Fe反应一定生成Fe3。()(5)硝酸与Na2CO3反应生成CO2气体，与Na2S反应也生成H2S。()(6)在1.0 mo
27、lL1的KNO3溶液中可以存在H、Fe2、Cl、SO。()题点一硝酸的性质及实验探究(2021调研题)某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，按下图装置进行试验(夹持仪器已略去)。实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO，由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。可选药品：浓硝酸、3 mol/L稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳。已知：氢氧化钠溶液不与NO反应，能与NO2反应：2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2O(1)实验应避免有害气体排放到空气中，装置、中盛放的药品依次是_；(2)滴加浓硝酸之前的操作是：检验装置的气密性，加入药品，打开弹簧夹后，继续进
28、行的操作是_；(3)装置中发生反应的离子方程式是_；(4)装置的作用是_，发生反应的化学方程式是_；(5)该小组得出结论依据的实验现象是_；(6)实验结束后，同学们发现装置中溶液呈绿色，而不显蓝色。甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致，而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。同学们分别设计了以下4个试验来判断两种看法是否正确。这些方案中可行的是_(填字母)。a加热该绿色溶液，观察颜色变化b加水稀释绿色溶液，观察颜色变化c向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化d向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体，观察颜色变化【解析】(1)根据装置的特点和实验目的，NO不溶于水，装置是收集NO，
29、所以装置中应该盛放稀硝酸，达到验证稀HNO3不能氧化NO的目的，装置中盛放NaOH溶液吸收NO2，防止污染空气，装置中应该盛放浓硝酸，达到验证浓HNO3能氧化NO的目的；(2)由于装置中残存的空气能氧化NO，对实验产生干扰，所以滴加浓HNO3之前需要通入一段时间CO2赶走装置中的空气，同时也需将装置中导管末端伸入倒置的烧瓶内防止反应产生的NO气体逸出；(3)装置中Cu与浓HNO3反应的离子方程式为Cu4H2NO= Cu22NO22H2O；(4)装置中盛放H2O，使NO2与H2O反应生成NO，3NO2H2O=2HNO3NO；(5)NO通过稀HNO3溶液后，若无红棕色NO2产生，说明稀HNO3不能
30、氧化NO，所以盛放稀HNO3装置的液面上方没有颜色变化即可说明；装置中盛放的是浓HNO3，若浓HNO3能氧化NO，则装置液面的上方会产生红棕色气体；(6)要证明是Cu(NO3)2浓度过高或是溶解了NO2导致装置中溶液呈绿色，一是可设计将溶解的NO2赶走(a、c方案)再观察颜色变化，二是增大溶液中NO2浓度(d方案)，通过观察颜色变化可以判断。【答案】(1)3 mol/L稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液(2)通入CO2一段时间，关闭弹簧夹，将装置中导管末端伸入倒置的烧瓶内(3)Cu4H2NO=Cu22NO22H2O(4)将NO2转化为NO3NO2H2O=2HNO3NO(5)装置中液面上方气体仍为无色
31、，装置中液面上方气体由无色变为红棕色(6)acd母题变式相等质量的铜分别与等体积足量的浓HNO3和稀HNO3反应得到Cu(NO3)2的物质的量浓度是否相等？答案：相等对点训练1(2021枣庄一模)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表面产生少量红综色气泡后，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中气体由无色变红棕色的化学方程式：2NOO2=2NO2B中的现象说明Fe表面形成致密的氧化膜，阻止Fe进一步反应C对比、中现象，说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3D针对中现象，在Fe、Cu之间连接电流计，可判断Fe是否被氧化
32、解析：CA铁放入稀HNO3中发生反应Fe4HNO3(稀)=Fe(NO3)3NO2H2O，NO逸出，遇到O2生成NO2，气体由无色变为红棕色；B.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；C.浓HNO3的氧化性强于稀HNO3；D.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。名师指导(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忽
33、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。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。题点二金属与硝酸反应的计算将11.2 g的Mg、Cu混合物完全溶解于足量的硝酸中，收集反应产生的气体X(假定产生的气体全部逸出)。再向所得溶液中加入足量的NaOH溶液，产生21.4 g沉淀。根据题意推断气体X的成分可能是()A0.3 mol NO2和0.3 mol NOB0.2 mol NO2和0.1 mol N2O4C0.6 mol NOD0.1 mol NO、0.2 mol NO2和0.05 mol N2O4【
34、解析】向Mg、Cu混合物与足量的硝酸反应所得溶液中加入足量的NaOH溶液，产生21.4 g沉淀为氢氧化镁、氢氧化铜，所以沉淀中氢氧根的质量为21.4 g11.2 g10.2 g，物质的量为0.6 mol，根据电子守恒可知反应过程中共转移0.6 mol e，确定D项符合。【答案】D母题延伸在气体X中通入一定量的氧气，加入足量的NaOH变成NaNO3溶液，计算通入氧气的物质的量？提示：根据电子守恒n(O2)40.6 mol，n(O2)0.15 mol。对点训练2某稀溶液中含有4 mol KNO3和2.5 mol H2SO4，向其中加入1.5 mol Fe，充分反应(已知NO被还原为NO)。下列说法
35、正确的是()A反应后生成NO的体积为28 LB所得溶液中c(Fe2)c(Fe3)11C所得溶液中c(NO)2.75 molL1D所得溶液中的溶质只有FeSO4解析：BA项，未指明标准状况，无法计算NO的体积；C项，未指明溶液的体积，无法计算浓度；D项，K不会参与反应，因而溶质必定有K2SO4；B项，首先考虑酸性条件Fe被氧化为Fe3，进行过程计算，H不足，按H完全反应计算消耗Fe和NO的物质的量：FeNO4H=Fe3NO2H2O125 mol 1.25 mol 5 mol 1.25 mol剩余的Fe再被Fe3氧化Fe2Fe3=3Fe2025 mol 0.5 mol 0.75 mol则剩余n(F
36、e3)1.25 mol0.5 mol0.75 mol则反应后溶液中n(Fe2)n(Fe3)0.75 mol，故B正确。归纳总结金属与硝酸反应计算问题的思维模型对点训练3将32.64 g铜与140 mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2 L。请回答下列问题：(1)NO的体积为_L，NO2的体积为_ L。(2)参加反应的HNO3的物质的量是_。(3)待产生的气体全部释放后，向溶液中加入V mL a molL1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为_molL1。(4)欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转
37、化为NaNO3，至少需要30%的双氧水_g。解析：(1)n(Cu)0.51 mol，设混合气体中NO的物质的量为x，NO2的物质的量为y。根据气体的总体积为11.2 L，有：xy0.5 mol。根据得失电子守恒，有：3xy0.512 mol。解方程组得：x0.26 mol，y0.24 mol。则：V(NO)0.26 mol 22.4 Lmol15.824 L，V(NO2)11.2 L5.824 L5.376 L。(2)参加反应的HNO3分两部分：一部分没有被还原，显酸性，生成Cu(NO3)2；另一部分被还原成NO2和NO，所以参加反应的HNO3的物质的量为0.51 mol20.5 mol1.5
38、2 mol。(3)HNO3在反应中一部分变成气体，一部分以NO的形式留在溶液中。变成气体的HNO3的物质的量为0.5 mol。加入NaOH溶液至正好使溶液中Cu2全部转化为沉淀，则溶液中只有NaNO3，其物质的量为103 aV mol，也就是以NO形式留在溶液中的HNO3的物质的量为103 aV mol。所以，c(HNO3)molL1。(4)由得失电子守恒得：2n(Cu)2n(H2O2)，2n(H2O2)2，n(H2O2)0.51 mol，则m(H2O2)17.34 g。需30%的双氧水：17.34 g30%57.8 g。答案：(1)5.8245.376(2)1.52 mol(3)(4)57.
39、81喷泉实验的原理使烧瓶内外在短时间内产生较大的压强差，利用大气压将烧瓶下面烧杯中的液体压入烧瓶内，在尖嘴导管口形成喷泉。2形成喷泉的类型下面是几种常见的能形成喷泉的气体和吸收剂。气体HClNH3CO2、Cl2、SO2、H2SNO2NO、O2(43)NO2、O2(41)吸收剂水、NaOH溶液水NaOH溶液水水水3.喷泉实验的发散装置及操作方法喷泉实验是中学化学的重要实验，其本质是形成压强差而引发液体上喷，以教材中的装置(发散源)可设计如图所示的多种不同的装置和采用不同的操作(如使气体溶于水、热敷或冷敷、生成气体等)来形成喷泉。设计说明：装置()向锥形瓶通入少量空气，将少量水压入烧瓶，导致大量氨
40、溶解，形成喷泉。装置()省去了胶头滴管，用手(或热毛巾等)捂热烧瓶，氨受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气，氨与水接触，即发生喷泉(或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶，使水进入烧瓶中，瓶内氨溶于水)。装置()在水槽中加入能使水温升高的物质致使锥形瓶内酒精因升温而挥发，锥形瓶内气体压强增大而产生喷泉。装置()向烧瓶中通入一定量的H2S和SO2，现象为有淡黄色粉末状物质生成，瓶内壁附有水珠，NaOH溶液上喷形成喷泉。装置()打开处的止水夹并向烧瓶中缓慢通入等体积的HCl气体后关闭该止水夹，等充分反应后再打开处的止水夹，观察到先有白烟产生，后产生喷泉。装置()中，挤压胶头滴管，然后打开导管上部的两个活塞，则在右面烧瓶出现喷烟现象，再打开导管下部活塞，则可产生双喷泉。4喷泉实验产物的浓度计算关键是确定所得溶液中溶质的物质的量和溶液的体积，标准状况下的气体进行喷泉实验后所得溶