2022年高考化学一轮复习第4章第23讲　氮及其化合物_05高考化学_新高考复习资料_2022年新高考资料_2022年一轮复习各版本_1.高考化学2022年一轮复习通用版

第 23 讲 氮及其化合物 复习目标 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。 考点一 氮及其氧化物 1．氮的固定 2．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： ①3Mg＋N=====MgN； 2 3 2 ②N＋3H2NH ； 2 2 3 ③N＋O========2NO。 2 2 3．氮的氧化物 (1)氮有多种价态的氧化物，氮元素从＋1―→＋5价都有对应的氧化物，如NO、NO、 2 NO、NO (或NO)、NO，其中属于酸性氧化物的是NO、NO。 2 3 2 2 4 2 5 2 3 2 5 (2)NO和NO 的比较 2 性质 NO NO 2 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 3NO ＋HO===2HNO＋NO 2 2 3 与氧气反应 2NO＋O===2NO 不反应 2 2 提醒 ①NO 与NO 存在下列平衡：2NO NO ，因此实验测得NO 的平均相对分子质 2 2 4 2 2 4 2 量总大于46。②验证某无色气体为NO的方法是向无色气体中通入O(或空气)，无色气体变 2 为红棕色。 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 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 x 毒的烟雾。 ②酸雨：NO 排入大气中后，与水反应生成HNO 和HNO，随雨雪降到地面。 x 3 2 ③破坏臭氧层：NO 可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。 2 ④NO与血红蛋白结合使人中毒。 (2)常见的NO 尾气处理方法 x ①碱液吸收法 工业尾气中NO 常用碱液吸收处理，NO 、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条 x 2 件是n(NO )≥n(NO)。 2 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 )，或NO 与CO在一定温度下 2 x 催化转化为无毒气体(N 和CO)。一般适用于汽车尾气的处理。 2 2(1)固氮反应一定属于氧化还原反应(√) (2)N 与O 在放电条件下直接化合成NO (×) 2 2 2 错因：N 与 O 在放电条件下生成 NO 。 2 2 (3)用向上排空气法收集铜粉与稀硝酸反应产生的气体(×) 错因： Cu 与稀硝酸生成 NO ， NO 与空气中的 O 反应，不能用排空气法收集。 2 (4)NO 溶于水时，NO 是氧化剂，水是还原剂(×) 2 2 错因：NO 与 H O 反应， NO 既是氧化剂又是还原剂。 2 2 2 (5)可用NO 与水反应制取硝酸，故NO 是酸性氧化物(×) 2 2 错因：NO 与 H O 反应生成 HNO 和 NO ，所以 NO 不是酸性氧化物。 2 2 3 2 1．结合N、NO、NO 的化学性质，用化学方程式解释“雷雨发庄稼”的科学道理。 2 2 答案 ①N＋O=====2NO 2 2 ②2NO＋O===2NO 2 2 ③3NO ＋HO===2HNO＋NO 2 2 3 2．NO 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 2 象。 方案一：试剂________________，现象______________________________________________。 方案二：试剂________________，现象______________________________________________。 方案三：试剂________________，现象______________________________________________。 答案 方案一：AgNO 溶液 NO 中AgNO 溶液无明显变化，溴蒸气中产生浅黄色沉淀 3 2 3 方案二：CCl (或汽油) NO 中CCl (或汽油)仍为无色，溴蒸气中CCl (或汽油)的颜色加深 4 2 4 4 方案三：蒸馏水 NO 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) 2 题组一 氮及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．1 mol N 可与3 mol H 完全反应生成2 mol NH 2 2 3 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 N ＋ 2 2O===2NO 2 2 D．NO、NO 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 2 答案 D 解析 A项，氮原子最外层有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和氧气反应生成NO ；NO 和水反应生成NO。 2 2 2．下列说法中错误的是( ) A．工业上利用合成氨实现人工固氮涉及氧化还原反应 B．通过灼热的铜粉，可以除去N 中的O 2 2 C．除去NO中的NO 气体的方法是将气体依次通入盛有水和浓HSO 的洗气瓶中 2 2 4 D．NO 与HO的反应中氧化剂与还原剂的质量之比为2∶1 2 2 答案 D 解析 NO 与HO的反应中氧化剂与还原剂的质量之比为1∶2。 2 2 3．如图为装有活塞的密闭容器，内盛22.4 mL一氧化氮。若通入11.2 mL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1.369 g·L－1 B．等于2.054 g·L－1 C．在1.369 g·L－1和2.054 g·L－1之间 D．大于2.054 g·L－1 答案 D 解析 一氧化氮与氧气恰好发生反应生成了二氧化氮， 2NO ＋ O === 2NO 2 2 2 1 2 22．4 mL 11.2 mL 22.4 mL 反应后生成了22.4 mL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(NO )＝≈2.054 g·L－1，因存在转化平衡：2NO NO ，则混合气体的体积小于22.4 mL， 2 2 2 4 所以容器中气体的密度应大于2.054 g·L－1。 题组二 氮氧化物对环境的污染及防治 4．(2020·湖南怀化统一考试)化学与生产、生活、环境等社会实际密切相关。下列相关叙述 正确的是( ) A．SO 、CO、NO 都是可形成酸雨的气体 2 2 2 B．75%酒精消毒原理和“84”消毒液(主要成分NaClO)消毒的原理相同 C．纳米铁粉通过物理吸附去除污水中Hg2＋、Pb2＋等重金属离子 D．汽车尾气中含有的氮氧化物，会加剧酸雨的形成 答案 D 解析 SO 和NO 都是可形成酸雨的气体，CO 不能形成酸雨，但会造成温室效应，A项错 2 2 2 误；75%的酒精消毒的原理是使蛋白质发生变性，“84”消毒液是利用其主要成分NaClO的强氧化性杀菌消毒，原理不相同，B项错误；纳米铁粉能有效地处理污水中的 Hg2＋、Pb2 ＋等重金属离子，与其还原性有关，C项错误。 5．工业上常采用生物硝化法将NH转化为NO来处理氨氮废水，工作流程如图，下列说法 错误的是( ) A．生物硝化法处理废水，会导致水体pH逐渐下降：NH＋2O===NO＋2H＋＋HO 2 2 B．长期过量使用NH Cl等铵态化肥，易导致土壤酸化，水体富营养化 4 C．检验NH所需的试剂是浓NaOH溶液、湿润的蓝色石蕊试纸 D．微生物保持活性的pH范围为7～9，可以加入石灰石来调节水体的pH 答案 C 解析 NH Cl水解呈酸性，长期过量使用会导致土壤酸化，也会导致水体富营养化，B项正 4 确；检验NH应使用红色石蕊试纸，C项错误；生物硝化法处理废水会使水体呈酸性，可以 加入石灰石与H＋反应来调节水体的pH，D项正确。 6．(1)汽车尾气中的CO、NO 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 x 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4NH ＋6NO=====5N＋6HO。 3 2 2 写出氨气转化NO 的化学方程式：_________________________________________________， 2 该反应中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。 ①NO 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 2 程式：________________________________________________________________________。 ②NO与NO 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 2 的 化 学 式 是 _______________________________________________________________________。 答案 (1)2CO＋2NO=====N＋2CO 2 2 (2)8NH ＋6NO =====7N＋12HO 4∶3 3 2 2 2 (3)①2NO ＋2NaOH===NaNO ＋NaNO ＋HO 2 3 2 2 ②NaNO 2 考点二 典型的氧化性酸——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)不稳定性 反应：4HNO(浓) =======2HO＋4NO ↑＋O↑。 3 2 2 2 (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。 按要求完成下列反应的方程式： ①与金属反应： 稀硝酸与铜反应： 3Cu＋8HNO(稀)===3Cu(NO )＋2NO↑＋4HO； 3 3 2 2 浓硝酸与铜反应： Cu＋4HNO(浓)===Cu(NO )＋2NO ↑＋2HO。 3 3 2 2 2 ②与非金属反应： 浓硝酸与C的反应： C＋4HNO(浓)=====CO↑＋4NO ↑＋2HO。 3 2 2 2 ③与还原性化合物反应： 硝酸可氧化HS、SO 、NaSO 、HI、Fe2＋等还原性物质。 2 2 2 3 稀硝酸与FeSO 溶液反应的离子方程式： 4 3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2HO。 2 (3)与有机物反应 ①硝化反应(与 反应)： ＋HNO――→ ＋HO； 3 2 ②颜色反应：含有苯基的蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。 (1)实验室也可用锌粒与稀硝酸制取氢气(×) 错因：HNO 有强氧化性，与金属反应时不放出 H 。 3 2 (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HS(×) 2 错因：HNO 会将－ 2 价的硫氧化成单质硫 。 3(4)铜溶于稀硝酸不能体现硝酸的酸性(×) 错因： Cu 与 HNO 反应，生成 Cu(NO ) ，体现 HNO 的酸性。 3 3 2 3 (5)在酸性条件下，NO与I－、Fe2＋、SO等离子能大量共存(×) 错因： NO 在酸性条件下有强氧化性，会将 I － 、 Fe 2 ＋ 、 SO 等还原性离子氧化 。 (1)HNO 与金属反应一般不能产生H。 3 2 (2)硝酸的还原产物不只有NO 和NO，很稀的硝酸还原产物也可能为NO、N 或NH NO 。 2 2 2 4 3 (3)硝酸与金属反应时既表现氧化性又表现酸性。 (4)涉及HNO 的离子反应常见的易错问题 3 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HNO 的强氧化性，将氧化还原反应简单地写成复分解反应， 3 如易错易混辨析中的(3)。 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，用化学方程式解释变黄的 原因，由此得到启示，如何保存浓硝酸？ 答案 4HNO(浓) =======2HO＋4NO ↑＋O↑，浓硝酸应保存在棕色试剂瓶中，并置于 3 2 2 2 阴凉处。 2．用动态观点理解Cu与浓HNO 的反应 3 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＋4HNO(浓)===Cu(NO )＋2NO ↑＋2HO 3 3 2 2 2 ②3Cu＋8HNO(稀)===3Cu(NO )＋2NO↑＋4HO 3 3 2 2 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 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 解析 A项，HNO 和氯水中的HClO见光都易分解，都应避光保存，正确；B项，浓HNO 3 3 和浓氨水都具有挥发性，HNO 与NH 化合生成白色固体小颗粒NH NO ，正确；C项，常 3 3 4 3 温下，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HNO 能使蛋 3 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 答案 D 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(NO ) 的量相同，浓硝酸被还原为NO ，化合价由＋5降到＋4，每个氮原子只得 3 2 2 到1个电子，稀HNO 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， 3 生成的NO 也比NO多。用排水法收集气体时，由于会发生反应：3NO ＋HO===2HNO ＋ 2 2 2 3 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NO 2 B．③中反应的离子方程式为3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4HO 2 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 答案 B 解析 Cu与稀硝酸发生反应3Cu＋8HNO(稀)===3Cu(NO )＋2NO↑＋4HO，稀硝酸被还原 3 3 2 2 为NO，NO遇空气中的O 生成NO ，故试管口有红棕色气体产生，A错误；③中溶液含有 2 2 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HNO ，继续与Cu反应，C错误；Cu是不活泼金属，在常温下， 3 可与稀硝酸反应，但不能与稀硫酸反应，D错误。 题组二 硝酸反应产物综合实验探究题 4．(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，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CO，赶走装置中的空气，防止因NO与O 反应生成NO 而产生干扰 2 2 2 (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↑＋4HO 2 (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 考点三 氨 铵盐 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.氨的化学性质提醒 ①NH 是中学化学中唯一的碱性气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，可在推断题 3 中作为解题突破口。 ②氨水呈碱性，NH ·H O属于一元弱碱，计算氨水的浓度时，溶质按NH 进行计算。 3 2 3 3．铵盐及NH的检验 (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――→使湿润的红色石蕊试纸变蓝色，则证明含NH。 4．氨的实验室制法 (1)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NH 与空气的对流速率， 3 收集到纯净的NH 3 ↓ →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 (2)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 NH ·H O=====NH ↑＋HO 3 2 3 2 NaOH溶于水放热，促使氨水分解。 浓氨水＋固体NaOH 且OH－浓度的增大有利于NH 的生成 3 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 浓氨水＋固体CaO 为NH ·H O＋CaO===NH ↑＋ 3 2 3 Ca(OH) 2 (3)实验装置的创新 (1)液氨制冷、碘的升华、NH Cl气化都不涉及化学变化(×) 4 错因：NH Cl 气化是 NH Cl 分解生成 NH 与 HC l ，是化学变化 。 4 4 3 (2)能用加热法除去NaCl中的NH Cl的原因是NH Cl为强酸弱碱盐(×) 4 4 错因： 原因是 NH Cl 受热分解生成气体挥发 。 4 (3)现有1 mol·L－1的氨水，则该溶液中NH ·H O的浓度是1 mol·L－1(×) 3 2 错因： 氨水中还含有 NH 、 NH ，故 c (NH ·H O)<1_ mol·L － 1 。 3 3 2 (4)浓氨水可检验氯气管道是否漏气(√) (1)氨水含有哪些微粒？ 答案 HO、NH ·H O、NH 、NH、OH－、H＋。 2 3 2 3(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 HNO 与NH 相遇生成白色固体小颗粒 3 3 NH NO 。 4 3 不会。 (3)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 题组一 氨、铵盐的性质 1．下列说法错误的是( ) A．检验溶液中是否含有NH的实验操作是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 B．加热NH Cl和Ca(OH) 混合物，并将产生的气体通入酚酞溶液中，酚酞溶液变成红色 4 2 C．施肥时，草木灰(有效成分为KCO)不能与NH Cl混合使用的原因是KCO 与NH Cl反 2 3 4 2 3 4 应生成氨气会降低肥效 D．因为NH HCO 受热易分解，所以可用作氮肥 4 3 答案 D 解析 NH与NaOH溶液共热生成氨气，氨气是碱性气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝， A正确；NH Cl与Ca(OH) 混合加热生成氨气，氨气是碱性气体，通入酚酞溶液中，酚酞溶 4 2 液变成红色，B正确；KCO 溶于水显碱性，与NH Cl反应生成氨气会降低肥效，C正确； 2 3 4 NH HCO 中含有氮元素，可用作氮肥，与受热易分解无关，D错误。 4 3 2．NH 是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图所示)，下列说法正确的是( ) 3 A．NH Cl和NaHCO 都是常用的化肥 4 3 B．NH Cl、HNO 和NaCO 受热时都易分解 4 3 2 3 C．NH 和NO 在一定条件下可发生氧化还原反应 3 2 D．图中所涉及的O 都要用纯氧 2 答案 C 解析 化肥主要是含农作物生长所需的氮、磷、钾营养元素的一些物质，NaHCO 不是常用 3 的化肥，A项不正确；NaCO 受热不易分解，B项不正确；NH 和NO 在一定条件下可以发 2 3 3 2生氧化还原反应，如生成氮气，C项正确；氨的催化氧化用空气就可以，不一定要用纯氧， D项不正确。 题组二 氨、铵盐的性质实验 3．(2019·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NH HCO 固体，观察到固体逐渐减少，试管口有液滴产生，说明NH HCO 具有热 4 3 4 3 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 答案 B 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，4NH ＋5O=====4NO＋6HO， 3 2 2 2NO＋O===2NO ，NH 的氧化产物应为NO，正确。 2 2 3 4．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 NH 与浓盐酸挥发出的HCl气体反应产生了 3 A 浓盐酸附近产生白烟 NH Cl固体 4 B 浓硫酸附近无明显现象 NH 与浓硫酸不发生反应 3 C 氯化物溶液变浑浊 该溶液一定是AlCl 溶液 3 干燥红色石蕊试纸不变色， D NH 是一种可溶性碱 3 湿润红色石蕊试纸变蓝 答案 A 解析 NH 能与HCl发生化合反应，生成NH Cl白色固体，A正确；NH 能与HSO 发生化 3 4 3 2 4 合反应，生成(NH )SO ，B错误；NH 与氯化物溶液反应生成氢氧化物沉淀，该氯化物可以 4 2 4 3 是氯化铝、氯化镁等，C错误；NH 溶于水生成NH ·H O，NH ·H O属于碱，NH 不属于碱， 3 3 2 3 2 3D错误。 5．按要求回答问题。 (1)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__________________。 (2)在饱和NH Cl溶液中滴加NaAlO ，产生刺激性气味的气体和白色沉淀，用离子方程式解 4 2 释其现象：_________________________________，体现______________________________。 (3)实验室常用饱和氯化铵(NH Cl)与亚硝酸钠(NaNO )加热来制取氮气，写出发生反应的化 4 2 学方程式________________________，体现__________________________________________。 答案 (1)2NH ＋3Cl===N＋6HCl，NH ＋HCl===NH Cl 3 2 2 3 4 (2)NH＋AlO＋HO===Al(OH) ↓＋NH ↑ NH水解呈酸性 2 3 3 (3)NH Cl＋NaNO =====NaCl＋N↑＋2HO NH的还原性 4 2 2 2 题组三 氨气性质与制备实验综合 6．(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Ⅰ所示装置。 (1)某同学想用图Ⅱ装置及试剂方便快速地制取少量氨气。 化学试剂：①NH Cl固体、②浓氨水、③NaOH固体。 4 应选择的装置是____________(填字母)，选用的试剂是____________(填序号)。选用上述试 剂 制 氨 气 的 理 由 是 _________________________________________________________________。 实验过程中，制气时的实验操作是________________________________________________。 (2)乙装置的作用是______________________；写出受热时丙装置中发生反应的化学方程式： _____________________________________________________________________________。 (3)当戊中观察到__________________现象，则说明已制得硝酸。某同学按图Ⅰ组装仪器并 检验装置气密性后进行实验，没有观察到此现象，请分析实验失败的可能原因是 ___________________________________________________________________________________________ 。 如何改进装置：__________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________。 (4)改进后待反应结束，将丁装置倒立在盛水的水槽中，会观察到的现象是 _________________ _______________________________________________________________________________ 。 答案 (1)B ②③ NaOH固体遇水放热，使氨气的溶解度降低，同时可使溶液中c(OH－)增 大，促使NH＋OH－NH ·H ONH ＋HO平衡向右移动，从而使氨气逸出 将浓氨水 3 2 3 2 逐滴滴加到NaOH固体上 (2)干燥氧气和氨的混合气体 4NH ＋5O=====4NO＋6HO 3 2 2 (3)紫色石蕊溶液变红 过量的氨致使戊中溶液不一定呈酸性 在丙和丁之间连接盛有无水 氯化钙的干燥管或盛有浓硫酸的洗气瓶 (4)试管丁内水面慢慢上升，上升到一定高度不再变化，试管内气体颜色由红棕色逐渐变淡 至无色 解析 (1)不加热制取NH 是快速制取少量NH 的措施，具体操作方法是把浓氨水滴到 3 3 NaOH固体上。(2)乙装置可干燥NH 和O；NH 和O 在加热和Cr O 的催化作用下发生催化 3 2 3 2 2 3 氧化反应。(3)HNO 能使紫色石蕊溶液变红；由于NH 过量，可能会与HNO 反应，致使观 3 3 3 察不到溶液变红的现象，故可在丙和丁之间连接一个能除去NH 的装置。 3 1．(2020·天津，6)检验下列物质所选用的试剂正确的是( ) 待检验物质 所用试剂 A 海水中的碘元素 淀粉溶液 B SO 气体 澄清石灰水 2 C 溶液中的Cu2＋ 氨水 D 溶液中的NH NaOH溶液，湿润的蓝色石蕊试纸 答案 C 解析 淀粉遇碘单质才会变蓝，海水中的碘元素主要是以离子的形式存在，无法检验，A错 误；SO 气体和CO 气体均可使澄清石灰水变浑浊，B错误；铜离子可以和氨水先形成氢氧 2 2 化铜蓝色沉淀，再与氨水结合生成铜氨络合离子[Cu(NH )]2＋，可以检验，C正确；氨气可 3 4 使湿润的红色石蕊试纸变蓝，D错误。 2．下列有关说法正确的是( ) A．加热盛有少量NH HCO 固体的试管，并在试管口放置湿润的红色石蕊试纸，石蕊试纸 4 3变蓝，说明NH HCO 显碱性(2017·全国卷Ⅱ，13C) 4 3 B．用烧碱处理含高浓度NH的废水并回收利用氨(2017·天津，1D) C．NH HCO 受热易分解，因而可用作化肥(2019·江苏，3A) 4 3 D．氨气使AlCl 溶液产生白色沉淀，反应中氨气被还原(2017·北京，8D) 3 答案 B 解析 碳酸氢铵受热分解产生的氨气使湿润的红色石蕊试纸变蓝，说明氨气是碱性气体，而 不是NH HCO 显碱性，A项错误；烧碱可以与NH反应产生氨气，B项正确；NH HCO 受 4 3 4 3 热易分解和用作化肥无关，C项错误；D项为复分解反应。 3．(2017·北京，12)下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论不正确的是( ) ① ② ③ A.由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定是混合气体 B．红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸产生了反应 C．由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物 D．③的气体产物中检测出CO，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应 2 答案 D 解析 ①中浓HNO 受热分解，发生反应4HNO(浓)=====4NO ↑＋O↑＋2HO，产生的气 3 3 2 2 2 体为混合气体，故选项A正确；由①可知，浓硝酸受热分解可生成红棕色气体NO ，所以 2 “产生红棕色气体”不能说明②中木炭能与浓硝酸发生反应，故选项B正确；根据①和②， 浓硝酸反应产生红棕色NO 时需要加热，所以浓硝酸具有挥发性才可与上方红热木炭接触， 2 同时，N元素化合价降低，所以生成的NO 为还原产物，故选项C正确；红热的木炭可与 2 空气中的O 反应生成CO，故选项D错误。 2 2 4．(2019·海南，17)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： 2NH (g)＋CO(g)NH COONH(s) ΔH<0，在四氯化碳中通入二氧化碳和氨制备氨基甲酸 3 2 2 4 铵的实验装置如下图所示，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 NH Cl 和 Ca(OH) ， 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 为 4 2 _______________________________________________________________________________； 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)反应时三颈烧瓶需用冷水浴冷却，其目的是_______________________________________ ______________________________________________________________________________。 答案 (1)稀盐酸 浓HSO 2 4 (2)2NH Cl＋Ca(OH) =====2NH ↑＋2HO＋CaCl 4 2 3 2 2 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 1．下列有关氮元素的单质及其化合物的说法错误的是( ) ①氮气与氧气在放电条件下可直接生成NO 2 ②铵盐都不稳定，受热分解都生成氨气 ③向Fe(NO ) 溶液中滴加稀盐酸，无明显变化 3 2 ④实验室采用加热氯化铵固体，用碱石灰除去氯化氢的方法制备氨气 A．①③④ B．①③ C．①④ D．①②③④ 答案 D 解析 在放电条件下，氮气与氧气反应生成的是一氧化氮而不是二氧化氮，一氧化氮不稳定， 易被氧气氧化生成二氧化氮，①错误；硝酸铵加强热时剧烈分解发生爆炸生成氮气、二氧化 氮和水，②错误；向硝酸亚铁溶液中加入稀盐酸，酸性条件下，硝酸根离子具有强氧化性， 能把亚铁离子氧化成铁离子，同时自身被还原成一氧化氮，③错误；氯化铵受热易分解，冷 却时又生成氯化铵，所以得不到氨气，④错误。 2．下列关于氨水的说法中，不正确的是( ) A．氨水和液氨不同，氨水是混合物，液氨是纯净物 B．氨水中物质的量浓度最大的粒子是NH ·H O(水除外) 3 2 C．氨水显弱碱性，是弱电解质 D．在1 mol·L－1氨水中，NH ·H O、NH、NH 的物质的量浓度之和为1 mol·L－1 3 2 3 答案 C 解析 氨极易溶于水，发生如下反应：NH ＋HONH ·H ONH＋OH－；生成的氨水是 3 2 3 2混合物，其中的NH ·H O是弱电解质，电离程度小，且NH 分子极易与HO结合，故其中 3 2 3 2 浓度最大的粒子是NH ·H O(H O除外)。 3 2 2 3．通过一步反应不能直接完成的是( ) ①N―→NO ② NO ―→NO ③ NH ―→NO ④ NH ―→N ⑤ Cu―→Cu(NO ) 2 2 2 3 3 2 3 2 ⑥HNO―→NO 3 2 A．①④ B．②⑤ C．③④⑥ D．① 答案 D 解析 ①N 与氧气反应生成NO，再与氧气反应生成NO ，需两步完成；②NO 与水反应生 2 2 2 成NO，一步完成；③NH 与氧气反应生成NO，一步完成；④NH 与氯气反应生成N ，一 3 3 2 步完成；⑤Cu与硝酸反应生成Cu(NO ) ，一步完成；⑥浓HNO 与铜反应生成NO ，一步 3 2 3 2 完成。 4．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 5．下列与碳、氮、氧、硫、硅等非金属元素及其化合物有关的说法不正确的是( ) A．工业上，用焦炭在电炉中还原二氧化硅可得到含杂质的粗硅 B．氮的氧化物是形成光化学烟雾的主要物质，硫的氧化物是形成酸雨的主要物质 C．NO 、CO 和SO 溶于水均可导电，它们都是电解质 2 2 2 D．将SO 通入酸化的Ba(NO ) 溶液中会出现白色沉淀 2 3 2 答案 C 解析 NO 、CO 和SO 溶于水均可导电，但都不是它们自身发生电离，故它们都不是电解 2 2 2 质，C项错误。 6．下列是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是( )答案 A 解析 NH Cl加热生成的NH 和HCl，冷却后又生成NH Cl，不能得到NH 。 4 3 4 3 7．(2020·北京模拟)全氮类物质具有高密度、超高能量及爆炸产物无污染等优点。中国科学 家成功合成全氮阴离子N，N是制备全氮类物质NN的重要中间体，下列说法中不正确的是 ( ) A．全氮类物质属于绿色能源 B．每个N中含有35个质子 C．每个N中含有35个电子 D．NN结构中含共价键 答案 C 解析 根据全氮类物质具有高密度、超高能量及爆炸产物无污染等优点可知A正确；N的 质子数为7×5＝35，B正确；N含有的电子数为5×7＋1＝36，C错误；N、N中均含有5 个氮原子，氮原子间以共价键结合，D正确。 8．(2020·安徽皖江名校联考)某兴趣小组设计用铁粉将NO还原为N(同时生成FeO)。下列 2 说法不正确的是( ) 已知：①浓硝酸可氧化NO；②NaOH溶液能吸收NO ，不吸收NO。 2 A．装置的连接顺序为a→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d B．装置E中发生反应的化学方程式为2NO＋2Fe=====2FeO＋N 2 C．装置D的作用是吸收挥发出来的硝酸和产生的NO 2 D．装置B的作用是干燥，防止水蒸气进入E中干扰反应 答案 D 解析 根据实验原理“NO被灼热的铁粉还原为N ，同时生成FeO”，所以首先应制备纯净 2干燥的NO。利用铜与稀硝酸反应生成NO，由于硝酸具有挥发性，所以制得的NO中会混 有硝酸蒸气和产生的NO ，故先通过装置D除去挥发出的HNO 和产生的NO ，再通过F干 2 3 2 燥，得到纯净干燥的NO，然后进入E中与铁粉反应，最后处理多余的NO，由于NaOH溶 液不与NO反应，而浓硝酸可氧化NO生成NO ，所以先通过B氧化NO，再通过C吸收， 2 故上述装置的连接顺序为a→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d，A项正确；装置E中NO 被灼热的铁粉还原为N ，同时生成FeO，反应的化学方程式为2NO＋2Fe=====2FeO＋N ， 2 2 B项正确；装置D盛放的是水，其作用是除去挥发出的HNO 和产生的NO ，C项正确；装 3 2 置B盛放的是浓硝酸，可以将NO氧化为NO ，便于氢氧化钠溶液充分吸收，D项错误。 2 9．已知饱和氯化铵溶液与亚硝酸钠晶体混合加热可制备氮气。利用如图装置制取氮气，并 用氮气制备Ca N，Ca N 遇水发生水解反应。下列说法错误的是( ) 3 2 3 2 A．①中发生的化学反应为NaNO ＋NH Cl=====NaCl＋N↑＋2HO 2 4 2 2 B．④、⑥中依次盛装的试剂可以是浓HSO 、碱石灰 2 4 C．③中盛放的试剂是NaOH溶液 D．实验结束，取⑤中的少量产物于试管中，加适量蒸馏水，可以使试管口湿润的红色石蕊 试纸变蓝 答案 C 解析 由题干可知，装置①为制备氮气的装置，饱和氯化铵溶液与亚硝酸钠晶体混合加热生 成氮气、氯化钠和水，反应的化学方程式为NaNO ＋NH Cl=====NaCl＋N↑＋2HO，故A 2 4 2 2 正确；Ca N 遇水发生水解，所以产生的氮气需要干燥才能进入玻璃管中反应，装置④应为 3 2 干燥装置，可选用浓硫酸作干燥剂；装置⑥中也应装有干燥剂，防止空气中的水蒸气进入， 装置⑥中可盛放碱石灰，故B正确；装置中含有氧气，可利用装置③除去装置中的氧气， NaOH溶液不能除去氧气，可改成酸性氯化亚铁溶液，故C错误；实验结束后，装置⑤中有 生成的Ca N ，Ca N 遇水发生水解反应生成NH 和Ca(OH) ，NH 可以使湿润的红色石蕊试 3 2 3 2 3 2 3 纸变蓝，故D正确。 10．(2020·莱芜模拟)在如图所示装置中进行氨的催化氧化实验：向三颈烧瓶内的浓氨水中不 断通入空气，将红热的铂丝插入瓶中并接近液面。反应过程中，可观察到瓶中有红棕色气体 产生，铂丝始终保持红热。下列有关说法错误的是( )A．反应后溶液中含有NO B．反应后溶液中c(H＋)增大 C．实验过程中有化合反应发生 D．实验过程中NH ·H O的电离常数不可能发生变化 3 2 答案 D 解析 反应过程生成硝酸，3NO ＋HO===2HNO＋NO，硝酸电离产生硝酸根离子，A正确； 2 2 3 反应生成硝酸，硝酸是强酸，所以反应后溶液中 c(H＋)增大，pH变小，B正确；2NO＋ O===2NO ，为化合反应，C正确；氨的氧化反应为放热反应，溶液温度升高，实验过程中 2 2 NH ·H O的电离常数发生变化，D错误。 3 2 11．某学习小组为研究铜与浓、稀HNO 反应的差异，设计了如图所示的实验装置。 3 下列说法不正确的是( ) A．反应开始前通入过量的CO 气体，目的是排除装置内的空气 2 B．A中的离子方程式为Cu＋2NO＋4H＋===Cu2＋＋2NO ↑＋2HO 2 2 C．当B中0.03 mol铜粉被氧化时，B中产生的NO气体大于0.02 mol D．C装置中装入一定量的水进行尾气处理 答案 D 解析 为便于观察B中生成无色气体，防止NO被氧化，则开始前通入过量的CO 气体，目 2 的是排除装置内的空气，故A正确；A中Cu与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，则 离子反应为Cu＋2NO＋4H＋===Cu2＋＋2HO＋2NO ↑，故B正确；B中0.03 mol Cu被氧化 2 2 时，由电子守恒可知生成NO为＝0.02 mol，且二氧化氮与水反应生成NO，即B中产生的 NO气体大于0.02 mol，故C正确；NO与水不反应，不能用水进行尾气处理，C中应装入 NaOH溶液，故D错误。 12．某化学研究性学习小组的同学根据理论分析推测出 NO具有氧化性，他们设想利用如图 所示装置验证NO的氧化性(已知NO ＋OH－―→NO＋NO＋HO，夹持装置已省略)。 2 2(1)判断NO有氧化性的理论依据是________________，本套装置气密性检查较简便的操作 是 _______________________________________________________________________________， 装置A中反应的离子方程式为_____________________________________________________ _______________________________________________________________________________ 。 (2) 装 置 C 中 试 剂 X 是 ________ ， 装 置 B 的 作 用 是 ______________________________________ _______________________________________________________________________________ 。 (3)本套装置有一个明显的错误，下列分析中正确的是________(填字母)。 A．装置B中导管不应插入液面以下 B．装置E无法吸收NO C．实验开始后，应不断地向装置E中通入空气 (4)本实验结束时装置D中试管内得到黑色粉末，对黑色粉末的成分，小组的同学提出了不 同的看法： a．是FeO b．是Fe O c．是FeO与Fe O 3 4 3 4 ①甲同学认为仅用磁铁就可以确定黑色粉末的成分到底是哪种情况，他判断的依据与结论是 ______________________________________________________________________________。 ②若用化学方法分析 a 组和 c 组中的黑色粉末，则需要使用三种试剂，这三种试剂是 ____________________________________________________________________________。 答案 (1)NO中氮为＋2价，不是氮元素的最低价 关闭分液漏斗活塞，在 E中加水没过导 管微热烧瓶，如果E中出现气泡且停止加热后导管中形成一段液柱，则说明气密性良好 3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4HO 2 (2)无水CaCl (或其他合理试剂) 吸收装置A中挥发出的HNO(或其他合理答案) 2 3 (3)BC (4)①若粉末能全部被磁铁吸引，则b对；若完全不能被吸引，则a对；若部分能被吸引， 则c对 ②HCl、KSCN、K[Fe(CN) ](或稀硫酸、酸性KMnO 溶液、KSCN) 3 6 4 解析 (2)装置C是干燥装置，可用无水CaCl 、PO 等试剂干燥NO。硝酸是挥发性酸，对 2 2 5 后续反应会产生干扰，故装置B的作用是用于吸收装置A中挥发出的HNO 。(3)因要吸收 3 HNO(g)，故装置B中导管应插入液面下，A项错误；NO是不成盐氧化物，不能与碱反应， 3 B项正确；通入空气后NO被O 氧化为NO ，NO 可被NaOH溶液吸收(或者在O 存在的条 2 2 2 2 件下，NO、O 、OH－反应生成盐)，C项正确。(4)①可根据Fe O 能被磁铁吸引，FeO不能 2 3 4被磁铁吸引的性质判断。②用化学方法分析时，先用非氧化性酸将固体溶解，然后用 KSCN 检验有无Fe3＋，用K[Fe(CN) ](或酸性KMnO 溶液)检验有无Fe2＋，但由于酸性KMnO 溶液 3 6 4 4 能氧化Cl－，故当用盐酸溶解固体时，不能使用KMnO 溶液。 4 13．甲、乙两同学用下图所示装置进行实验，探究硝酸与铁反应的产物(加热装置省略)。 文献记载：ⅰ.在浓硝酸和活泼金属反应过程中，随着硝酸浓度的降低，其生成的产物有＋ 4、＋2、－3价等氮的化合物。 ⅱ.FeSO＋NOFe(NO)SO (棕色)(ΔH<0)。 4 4 ⅲ.NO 和NO都能被KMnO 氧化吸收。 2 4 甲的实验操作和现象记录如下： 实验操作 实验现象 打开弹簧夹，通入一段时间 － CO，关闭弹簧夹 2 打开分液漏斗活塞，将浓硝酸 无明显现象 缓慢滴入烧瓶中，关闭活塞 ①A中有红棕色气体产生，一段时间后，气体颜色 加热三颈烧瓶，反应开始后停 逐渐变浅；B中溶液变棕色；C中溶液紫色变浅； 止加热 ②反应停止后，A中无固体剩余 请回答下列问题： (1)滴入浓硝酸加热前没有明显现象的原因是______________________________________。 (2)检验是否生成－3价氮的化合物，应进行的实验操作是___________________________。 (3)甲取少量B中溶液，加热，实验现象是________________________________________。 请用平衡移动原理解释原因：___________________________________________________。 甲依据该现象得出的结论是A中有NO生成。 (4)乙认为甲得出A中有NO生成的证据不足。为获取充足的证据，乙仍采用该装置和操作 进行对照实验，乙作出的改变是________________________________，证明有NO生成的实 验现象是________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________。 答案 (1)常温时，铁遇浓硝酸形成致密氧化膜，阻止反应进一步发生(答“钝化”也可) (2)取少量反应后A中溶液于试管中，向其中加入足量浓NaOH溶液，加热，用湿润的红色 石蕊试纸接近试管口，若试纸变蓝，则A中生成NH (3)棕色溶液颜色变浅(或浅绿色)，有无色气体逸出，且在空气中变为红棕色 FeSO ＋ 4NOFe(NO)SO (棕色)的正反应为放热反应，加热后，平衡向逆反应方向移动 4 (4)浓硝酸换成稀硝酸 A中没有红棕色气体生成，B中溶液变为棕色 解析 (1)常温下，铁遇浓硝酸发生“钝化”。(2)－3价氮的化合物是NH 或铵盐，而此反 3 应的环境呈酸性，故－3价氮的化合物应是硝酸铵，可利用NH与OH－共热产生NH 的性质 3 检验。(3)B中发生反应FeSO ＋NOFe(NO)SO (棕色)，加热后，上述平衡逆向移动，无 4 4 色气体NO逸出，在空气中变为红棕色，而溶液颜色变浅或变成浅绿色。(4)NO 与水反应生 2 成NO，故可把浓硝酸换成稀硝酸，若A中无红棕色气体生成，但B中溶液变为棕色，可证 明A中有NO生成。