


高考化学一轮复习-氮及其重要化合物(举一反三讲义)(原卷版)
展开 这是一份高考化学一轮复习-氮及其重要化合物(举一反三讲义)(原卷版),共28页。试卷主要包含了靶向突破等内容,欢迎下载使用。
一、题型精讲TOC \ "1-3" \h \u
\l "_Tc7165" 题型01 考查氮气及其性质 PAGEREF _Tc7165 \h 1
\l "_Tc1693" 题型02 考查氮的氧化物及其应用 PAGEREF _Tc1693 \h 3
\l "_Tc12518" 题型03 考查氨和铵盐的性质 PAGEREF _Tc12518 \h 6
\l "_Tc18428" 题型04 考查氨气的制备 PAGEREF _Tc18428 \h 9
\l "_Tc920" 题型05 考查喷泉实验及其拓展应用 PAGEREF _Tc920 \h 11
\l "_Tc17948" 题型06 考查硝酸的性质及其应用 PAGEREF _Tc17948 \h 14
\l "_Tc30390" 题型07 考查硝酸与金属反应的计算 PAGEREF _Tc30390 \h 17
\l "_Tc13282" 题型08 考查氮及其化合物之间的转化 PAGEREF _Tc13282 \h 19
二、靶向突破
题型01 考查氮气及其性质
1.氮在自然界中的循环
2.自然界中氮元素的存在
3.氮气的性质与氮的固定
(1)物理性质:无色、无味的气体,密度比空气略小,难溶于水。
(2)化学性质
有关化学方程式:
①3Mg+N2eq \(=====,\s\up7(点燃))Mg3N2。
②N2+3H2eq \(,\s\up11(高温、高压),\s\d4(催化剂))2NH3。
③N2+O2eq \(=====,\s\up7(放电或高温))2NO。
【例1】下列关于氮及其化合物,说法不正确的是( )
A.氮的固定是将N2转化成含氮化合物
B.氮元素在自然界中既有游离态又有化合态
C.NO和NO2都可稳定存在于空气中
D.N2既可作氧化剂又可作还原剂
【变式1-1】 自然界的氮循环包括以下过程。下列说法不正确的是( )
A.硝化过程中,含氮物质被氧化
B.氨氧化过程中,亚硝态氮元素与铵态氮元素理论物质的量之比为3∶4
C.N2→NH4+属于氮的固定,N2发生还原反应
D.土壤中Fe2+和Fe3+的存在有利于从与其接触的水体中除去氮元素
【变式1-2】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N2→NO→NO2→HNO3→硝酸盐
D.NO与O2反应生成NO2属于氮的固定
【变式1-3】 自然界的氮循环如图所示,下列说法正确的是( )
A.①中N2与O2反应生成NO2是大气固氮
B.②中合成氨属于人工固氮
C.③中的氮元素被氧化
D.氮循环过程中没有氧元素参加
题型02 考查氮的氧化物及其应用
1.氮的氧化物
(1)氮有多种价态的氧化物,如N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等,其中属于酸性氧化物的是N2O3和 N2O5。
(2)NO和NO2的比较
【易错警示】
①NO2与N2O4存在下列平衡:2NO2N2O4,因此实验测得NO2的平均相对分子质量总大于46。
②验证某无色气体为NO的方法是向该无色气体中通入O2(或空气),无色气体变为红棕色。
2.氮氧化物对环境的污染、人体的危害及防治
(1)常见的污染类型及对人体的危害
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,随雨水降到地面。
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
2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O,NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2O
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),一般适用于工业尾气中NOx的处理。
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)。
【例2】标准状况下,将一盛有等体积NO、NO2的试管倒立在水槽中,充分反应后,下列叙述不正确的是(设试管中的溶质不往试管外扩散)( )
A.溶液体积占试管容积的2/3
B.此反应中水既不作氧化剂也不作还原剂
C.试管内溶液中溶质的物质的量浓度为1/22.4 ml/L
D.若将试管中的气体改为氯化氢或氨气,则水充满试管
【变式2-1】 NO分子会污染空气。近年来,科学家发现少量的NO在生物体内许多组织中存在,它有扩张血管、提高免疫、增强记忆力的功能,而成为当前生命科学的研究热点。下列关于一氧化氮的叙述正确的是( )
A.一氧化氮是酸性氧化物,会形成酸雨
B.常温、常压下,一氧化氮只能通过人工合成
C.一氧化氮为无色气体,在与O2反应中体现还原性
D.一氧化氮易溶于水,不能用排水法收集
【变式2-2】 选择性催化还原技术是一种以NH3作为还原剂,将烟气中NOx分解成无害的N2和H2O的干法脱硝技术,反应原理为
①6NO+4NH3eq \(=====,\s\up7(催化剂))5N2+6H2O;
②6NO2+8NH3eq \(=====,\s\up7(催化剂))7N2+12H2O;
③NO+NO2+2NH3===2N2+3H2O。
下列说法正确的是( )
A.NO2为酸性氧化物
B.氮气性质不活泼,其原因是氮元素的非金属性较弱
C.反应③中标准状况下每生成22.4 L N2,转移电子数为1.5NA
D.NO→NO2→HNO3,以上各步变化均能通过一步完成
【变式2-3】 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中且盛满水的试管内,充分反应后,试管内残留eq \f(m,2)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( )
A.3∶2 B.2∶3 C.8∶3 D.3∶8
题型03 考查氨和铵盐的性质
1.氨的分子结构和物理性质
2.氨的化学性质
(1)与水反应:NH3+H2ONH3·H2O,氨的水溶液叫氨水,呈弱碱性:NH3·H2ONHeq \\al(+,4)+OH-。
a.组成:三种分子:NH3、H2O、NH3·H2O;
三种离子:NHeq \\al(+,4)、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·H2Oeq \(=====,\s\up7(△))NH3↑+H2O(可用于制备少量NH3)。
(2)与盐溶液反应
将氨水加入下列溶液,发生反应的离子方程式及现象:
(3)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。化学方程式分别为HCl+NH3===NH4Cl,NH3+HNO3===NH4NO3。
b.NH3+CO2+H2O===NH4HCO3或2NH3+CO2+H2O===(NH4)2CO3。
(4)还原性
氨的催化氧化:4NH3+5O2eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))4NO+6H2O;
与CuO的反应:2NH3+3CuOeq \(=====,\s\up7(△))3Cu+N2+3H2O。
【易错警示】
①NH3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,可在推断题中作为解题突破口。
②氨水呈碱性,NH3·H2O属于一元弱碱,计算氨水的浓度时,溶质按NH3进行计算。
3.铵盐
(1)铵盐的物理性质:铵盐通常是白色固体,绝大多数铵盐易溶于水。
(2)铵盐的不稳定性:
①NH4Cl受热容易分解:NH4Cleq \(=====,\s\up7(△))NH3↑+HCl↑
②NH4HCO3受热容易分解:NH4HCO3eq \(=====,\s\up7(△))NH3↑+H2O+CO2↑
(3)与强碱的反应:
①固体反应:NH4Cl与NaOH反应的化学方程式为NH4Cl+NaOHeq \(=====,\s\up7(△))NH3↑+NaCl+H2O。
②固体反应:NH4Cl与Ca(OH)2反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2eq \(=====,\s\up7(△))CaCl2+2NH3↑+2H2O。
③溶液中铵盐与强碱反应的离子方程式(加热)为NHeq \\al(+,4)+OH-eq \(=====,\s\up7(△))NH3↑+H2O。
稀溶液中铵盐与强碱反应的离子方程式(不加热)为NHeq \\al(+,4)+OH-===NH3·H2O。
【例3】下列说法中正确的是( )
A.所有铵盐受热均可以分解,但产物不一定有NH3
B.加热可除去NH4Cl中的少量NaHCO3
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.铵盐易溶于水,其水溶液只能与碱反应,不能与酸反应
【变式3-1】如图所示,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。表中对应的实验现象及解释正确的是( )
【变式3-2】下列装置适用于实验室制氨气并验证氨气的性质,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.丙的原理为NH3+HCl===NH4Cl
D.装置丁中,干燥烧瓶内盛有氨气,烧杯和胶头滴管内盛有水(含酚酞),挤压胶头滴管的胶头,会出现蓝色喷泉
【变式3-3】下列有关氨和铵盐的叙述正确的是( )
A.NH3易液化,常用作制冷剂
B.NH4Cl中含有少量的I2可通过加热的方法除去
C.将蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒相互靠近,有白烟产生
D.某气体通入紫色石蕊溶液后溶液变红,据此可推断该气体为NH3
题型04 考查氨气的制备
1.氨气的实验室制法
2.其他简易方法
【例4】实验室采用如图装置制取氨气,正确的是( )
【变式4-1】某实验小组利用如图装置制备NH3并探究其性质。下列说法正确的是( )
A.①中固体可换为只有NH4Cl
B.反应一段时间后,③中黑色固体变为红色
C.②中药品为无水CaCl2
D.反应一段时间后,④中锥形瓶收集到液氨
【变式4-2】某实验小组用下图装置制取氨气,有关制取氨气的说法正确的是( )
A.甲装置中的试剂可以换为氯化铵固体
B.乙中的试剂可以是氨水和氧化钙固体
C.可以用排饱和氯化铵溶液收集氨气
D.甲中的棉花可以换为橡胶塞塞住烧瓶口
【变式4-3】某同学进行如下实验:
下列说法不正确的是( )
A.根据Ⅰ中试纸变蓝,说明NH4Cl发生了分解反应
B.根据Ⅰ中试纸颜色变化,说明氨气比氯化氢气体扩散速率快
C.Ⅰ中试纸变成红色,是由于NH4Cl水解造成的
D.根据试管中部有白色固体附着,说明不宜用加热NH4Cl的方法制备NH3
题型05 考查喷泉实验及其拓展应用
1.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液体。
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、使气体发生反应等)来形成喷泉。
设计说明:
(Ⅰ)装置改变了胶头滴管的位置,将胶头滴管中的水挤入试剂瓶中,试剂瓶内压强增大,即可使少量溶液沿导管进入烧瓶中,导致大量的NH3溶解,烧瓶内形成负压而产生喷泉。
(Ⅱ)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(或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶,使水进入烧瓶中,氨溶于水),即发生喷泉。
(Ⅲ)装置在水槽中加入能使水温升高的物质,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。
(Ⅳ)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。
(Ⅴ)装置打开①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②处的止水夹,观察到先有白烟产生,后产生喷泉。
(Ⅵ)装置中,挤压胶头滴管,然后打开导管上部的两个旋塞,则在右面烧瓶出现喷烟现象,再打开导管下部的止水夹,则可产生双喷泉。
【例5】如图是某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
【变式5-1】1827年,英国科学家法拉第进行了NH3喷泉实验。在此启发下,兴趣小组利用以下装置,进行如下实验。其中,难以达到预期目的的是( )
A.图1:喷泉实验 B.图2:干燥NH3
C.图3:收集NH3 D.图4:制备NH3
【变式5-2】)利用压强传感器测定氨气的喷泉实验中压强变化的装置如图1所示(夹持仪器略)。下列说法错误的是( )
A.取下a处胶头滴管,用湿润的红色石蕊试纸在瓶口验满
B.打开弹簧夹b,挤压a处胶头滴管,使少量水进入三颈瓶引发喷泉
C.喷泉实验时三颈瓶内压强变化曲线如图2,C点时喷泉最剧烈
D.常温常压下,实验结束后所得溶液的物质的量浓度为eq \f(1,22.4) ml·L-1
【变式5-3】喷泉实验装置如图所示。应用下列各组气体—溶液,能出现喷泉现象的是( )
题型06 考查硝酸的性质及其应用
1.硝酸的物理性质
硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体。
2.硝酸的化学性质
(1)不稳定性
化学方程式:4HNO3(浓)eq \(=====,\s\up7(△或光照))2H2O+4NO2↑+O2↑。
(2)强氧化性
硝酸无论浓、稀都具有强氧化性,而且浓度越大,氧化性越强。
①与金属反应(填化学方程式,下同)
稀硝酸与铜反应:3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O;
浓硝酸与铜反应:Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。
②常温下,浓硝酸遇铁、铝发生钝化。
③与非金属反应
浓硝酸与木炭反应:C+4HNO3(浓)eq \(=====,\s\up7(△))CO2↑+4NO2↑+2H2O。
④与还原性化合物反应
硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2+等还原性物质。
稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式:3Fe2++4H++NOeq \\al(-,3)===3Fe3++NO↑+2H2O。
3.硝酸的工业制法
(1)NH3在催化剂作用下与O2反应生成NO:4NH3+5O2 eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(△)) 4NO+6H2O。
(2)NO进一步氧化生成NO2:2NO+O2===2NO2。
(3)用水吸收NO2生成HNO3:3NO2+H2O===2HNO3+NO。
【例6】下列有关硝酸化学性质的叙述中,正确的是( )
A.浓、稀硝酸都能使蓝色石蕊试纸最终变为红色
B.硝酸能与FeO反应,只表现氧化性
C.硝酸可与Na2S反应制得H2S气体
D.浓硝酸因分解放出的NO2又溶解于硝酸而呈黄色
【变式6-1】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
【变式6-2】某兴趣小组探究金属与硝酸的还原产物,进行了下列三组实验,下列说法正确的是( )
A.实验①②反应后溶液颜色不同,说明氧化产物不同
B.实验②中产生的气体可用向上排空气法收集
C.实验③中铁发生了钝化
D.以上实验说明硝酸的还原产物与硝酸的浓度及金属的活泼性有关
【变式6-3】将铜丝伸入盛有浓硝酸的具支试管中(如图所示,夹持装置已略去)进行实验,下列说法错误的是( )
A.反应进行一段时间后,具支试管中的气体可能为NO2和NO
B.铜丝绕成螺旋状的目的是增大反应物接触面积
C.反应进行一段时间后,烧杯中的溶质可能含NaNO3和NaNO2
D.该实验中浓硝酸主要体现强氧化性和脱水性
题型07 考查硝酸与金属反应的计算
1.原子守恒法:HNO3与金属反应时,一部分HNO3起酸的作用,反应后以NO3-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的物质的量。
2.得失电子守恒法:HNO3与金属的反应属于氧化还原反应,HNO3中氮元素得到的电子的物质的量等于金属失去的电子的物质的量。
3.电荷守恒法:HNO3过量时反应后的溶液(不考虑OH-)中有c(NO3-)=c(H+)+nc(Mn+)(Mn+代表金属离子)。
4.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NO3-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NO3-进行相关计算。
【例7】将一定质量的镁、铜合金加入到稀硝酸中,合金完全溶解,假设反应过程中还原产物全部是NO,向所得溶液中加入物质的量浓度为3 ml/L的NaOH溶液至沉淀完全,测得生成沉淀的质量比原合金的质量增加5.1 g,则下列有关叙述正确的是( )
A.反应中转移电子的总数为0.2ml
B.反应过程中,消耗硝酸的物质的量为0.3ml
C.沉淀完全时消耗NaOH溶液的体积为100 mL
D.开始加入合金的质量可能为6.4 g
【变式7-1】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,下列说法中错误的是( )
A.NO的体积为5.824 L,NO2的体积为5.376 L
B.参加氧化还原反应的HNO3的物质的量是1.52 ml
C.待产生的气体全部释放后,向溶液中加入V mL a ml/L的NaOH溶液,恰好使溶液的Cu2+全部转化成沉淀,则原硝酸溶液的浓度为eq \f(aV×10-3+0.5,0.14) ml·L-1
D.欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3,至少需要30%的双氧水57.8 g
【变式7-2】公元八世纪,阿拉伯炼金术士贾比尔·伊本·哈扬在干馏硝石的时候发现并制得了硝酸,这是人类关于硝酸最早的记录,反应方程式:4KNO3eq \(=====,\s\up7(高温))2K2O+4NO↑+3O2↑。下列关于硝酸的叙述正确的是( )
A.常温下,浓硝酸与铁反应生成红棕色气体NO2
B.上述反应方程式中生成3 ml O2,转移12 ml电子
C.浓硝酸与木炭反应表现出酸性和强氧化性
D.实验室可用NaNO3与浓硫酸反应制备少量HNO3,利用的是浓硫酸的氧化性
【变式7-3】探究铜与硝酸反应生成NO时的硝酸浓度。如下图所示,先通入N2一段时间后关闭活塞K,将铜丝伸入溶液中,当A中气体变为无色时,上提铜丝,再将B中溶液稀释至200 mL,取20.00 mL,用0.20 ml·L-1的NaOH溶液滴定至终点时消耗15.00 mL(忽略硝酸的挥发、分解及溶液体积变化)。下列说法正确的是( )
A.可用盛有NaOH溶液的洗气瓶进行尾气吸收
B.铜与硝酸反应主要生成NO时的硝酸浓度不大于8 ml·L-1
C.若不通入N2,可能导致所得实验结果偏高
D.若通过直接滴定A中剩余酸的量(掩蔽掉Cu2+的干扰)进行求算,所得实验结果偏低
题型08 考查氮及其化合物之间的转化
1.氮元素的“价-类”二维图
氮元素有多种可变化合价,物质的种类较多,在复习时要从物质类别和价态变化理解这些物质之间的转化关系。
2.含氮元素物质之间的转化关系
【例8】“价—类”二维图是学习元素化合物的工具,图中a~g分别表示不同价态的氮元素所对应的物质,下列说法正确的是( )
A.液态a可用作制冷剂
B.a与c不能发生化学反应
C.常温下,稀的e溶液可以用铁罐车运输
D.f属于强电解质
【变式8-1】部分含氮物质的分类与相关化合价的关系如图所示。下列推断不合理的是( )
A.图中a、b、c、d、e之间的转化均表示一步反应
B.c的颜色一定是红棕色
C.c与NaOH溶液反应可同时生成d和e
D.b、c在一定条件下均可被氮的氢化物还原为a
【变式8-2】氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是( )
A.实验室探究稀硝酸与铜反应的气态产物:
HNO3(稀)eq \(――→,\s\up7(Cu))NOeq \(――→,\s\up7(O2))NO2
B.工业制硝酸过程中的物质转化:N2eq \(――→,\s\up11(O2),\s\d4(放电或高温))NOeq \(――→,\s\up7(H2O))HNO3
C.汽车尾气催化转化器中发生的主要反应:2NO+2COeq \(=====,\s\up7(催化剂))N2+2CO2
D.实验室制备少量NH3的原理:2NH4Cl+Ca(OH)2eq \(=====,\s\up7(△))CaCl2+2NH3↑+2H2O
【变式8-3】如图是氮元素的价类图。下列有关说法正确的是( )
A.甲可以用浓硫酸干燥
B.乙合成NO2的过程属于氮的固定
C.丙转化为丁的反应是氧化还原反应
D.常温下可用铁制容器盛装丁的浓溶液
1.(2025·广东深圳·二模)下列有关NO制备及性质验证的实验装置不正确的是
2.(2025·浙江·一模)关于氮的性质,下列说法不正确的是
A.与反应的还原产物为
B.34g 气体中s-p σ键数目为
C.,说明氧化性:
D.足量NaOH溶液和等物质的量的NO和反应,生成
3.(2025·浙江温州·三模)下列关于的叙述中不正确的是
A.雷雨天,空气中的与可反应生成NO
B.与在一定条件下合成氨属于氮的固定
C.分子中键与键的比值为
D.既可作氧化剂又可作还原剂
4.(2025·广东汕头·三模)按下图装置进行实验(夹持装置省略),下列判断正确的是
A.甲装置试管中的固体是
B.乙中a处比b处先变蓝
C.由于与酸产生铵盐,丙中有白烟
D.因为极易溶于水,所以丁中会产生倒吸
5.(24-25高三上·广东广州·一模)实验室利用以下装置进行制备、干燥、收集及尾气处理的顺序进行实验。下列装置能达到预期目的的是
6.(2025·江苏盐城·一模)实验室以新制的氨水配制银氨溶液并进行银镜反应。下列有关实验原理、装置和操作的说法不正确的是
A.制氨气B.制氨水
C.制银氨溶液D.银镜反应
7.(24-25高三下·河北石家庄·期中)下列关于自然界中氮的循环的说法错误的是
A.将气态含氮物质转化为固态含氮物质的过程叫做氮的固定
B.闪电释放的能量和汽车发动机中的高温条件都可将转化为NO
C.豆科植物的根瘤菌可将转化为
D.人体蛋白质中的氮元素主要来源于食物
8.(24-25高三下·北京·期中)从印刷电路板的腐蚀废液(主要含等)中回收、制备的流程如下。下列说法正确的是
A.用三氯化铁溶液刻制覆铜电路板的原理是:
B.试剂X可能是稀硝酸或酸性高锰酸钾
C.由粗铜制得粗液发生的反应:
D.粗品的主要成分是硫酸铜晶体的可能原因是硝酸根作了氧化剂
9.(2025·辽宁抚顺·三模)含氮化合物的部分转化关系如图,设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.反应①每消耗32g,生成NO分子的数目为
B.标准状况下,22.4L中含有原子的数目为
C.1L1ml·L-1溶液中,含有的数目为
D.反应③中每生成1ml氧化产物,转移电子的数目为
10.(2025高三·山东济南·一模)用充有的烧瓶进行“喷泉实验”,装置及现象如下图。下列关于该实验的分析错误的是
A.该实验证明氨气极易溶于水且氨水呈碱性
B.选用合适的溶液,也能做喷泉实验
C.烧杯中换成其他液体无法形成喷泉
D.若烧瓶内充满氨气,实验后烧瓶中所得氨水的浓度是(标准状况下)
11.(2025高三·河北武汉·一模)元素化合物知识可以从化合价和物质类别两个维度学习。氮元素的价类二维图如下,有关说法不正确的是
A.液氨可用作制冷剂B.性质稳定,可作保护气
C.可以用铝制容器盛装浓硝酸D.与水反应生成不是氧化还原反应
12.(24-25高三上·云南丽江·一模)物质类别和元素价态,是学习元素及其化合物性质的重要认识视角。含氮的物质分类与相应化合价关系如图所示,下列说法正确的是
A.物质A转化为NO是工业制备的第一步
B.标准状况下,3.36L物质B与水完全反应,转移0.3ml电子
C.实验室常将C的浓溶液保存在用橡胶塞密封的棕色试剂瓶里
D.的检验方法是取少量待测液于试管中,加入NaOH溶液并加热,用镊子夹住一片湿润的蓝色石蕊试纸放在试管口,观察试纸是否变红
13.(2025高三·河南洛阳·一模)向含有和的混合稀溶液中缓慢加入铁粉,其氧化产物与所加铁粉的物质的量的关系如图所示。下列说法错误的是
A.Oa段发生反应的离子方程式:
B.向b点所得溶液中加入Cu粉,最多可溶解1.92g
C.,
D.反应至c点时,可收集到气体4.48L(标准状况)
14.(2025·山西·三模)部分含及物质的分类与相应化合价关系如图所示,下列推断不合理的是
A.图中、e′对应含氧酸均为强电解质B.工业上通过来制备
C.利用a还原c或者d可以消除氮氧化物的污染D.久置的b′水溶液酸性会增强
15.(2025·北京昌平·二模)合成氨及其相关工业中,部分物质间的转化关系如下,下列说法不正确的是
A.甲、乙、丙三种物质中都含有氮元素B.甲、乙、丙在反应中均做还原剂
C.反应Ⅳ的另一种产物可循环使用D.反应V,N元素化合价未发生改变
16.(24-25高三上·山东济南·一模)某溶液中含有中的若干种,且各离子浓度均相等,为确定其组成,某实验小组将该溶液平均分成两等份,进行了如下实验:下列说法错误的是
A.气体X为混合物B.沉淀A和沉淀C为同种物质
C.沉淀B的质量一定大于D.无法确定原溶液中是否含有和
17.(24-25高三下·江苏苏州·期末)用石灰乳吸收硝酸工业的尾气(含、)可获得,其部分工艺流程如下:
下列说法不正确的是
A.吸收时主要反应的化学方程式为:
B.采用气液逆流接触有利于尾气中、的充分吸收
C.将石灰乳改为澄清石灰水吸收效率将会增大
D.若尾气中,吸收后排放的气体中含量升高
18.(2025高三·辽宁沈阳·一模)向Cu、Cu2O和CuO组成的混合物中加入1 L 0.6 ml·L-1 HNO3溶液恰好使混合物溶解,同时收集到2 240 mL NO气体(标准状况)。已知:Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O。下列说法不正确的是
A.上述体现酸性的硝酸与体现氧化性的硝酸的物质的量之比为5∶1
B.若将上述混合物用足量的H2加热还原,所得到固体的质量为32 g
C.Cu2O跟稀硝酸反应的离子方程式为3Cu2O+14H++2=6Cu2++2NO↑+7H2O
D.若混合物中含0.1 ml Cu,将该混合物与稀硫酸充分反应,消耗H2SO4的物质的量为0.1 ml
19.(24-25高三上·北京·一模)为探究Cu和浓反应后溶液呈绿色的原因完成下列实验,下列说法正确的是
已知:ⅰ:溶于水部分发生歧化反应:。
ⅱ:能与络合:(蓝色)(绿色)。
ⅲ:是弱酸,加热或遇强酸发生分解:。
A.为与②中实验进行比较,③中溶液浓度应为0.5ml/L
B.对比②和③可知,②中溶液呈绿色是因为形成了绿色的
C.若将通入8ml/L溶液时应该得到无色溶液
D.①中Cu和浓反应后溶液呈绿色可能是因为形成了绿色的
20.(24-25高三上·湖南·一模)将5.6g铁粉加入一定体积的某浓度的硝酸中,加热充分反应后,铁粉完全溶解,将生成的气体和0.06ml混合通入足量水中,气体完全被水吸收并生成。下列说法错误的是
A.铁粉反应后溶液中剩余的的物质的量为0.24ml
B.生成的气体在标准状况下的体积一定为1.792L
C.铁粉反应后溶液中既有又有
D.若向铁粉反应后溶液加入足量氢氧化钠溶液,过滤、洗涤、灼烧沉淀得到8g固体【解题通法】
1.氮的非金属性很强,但N2非常稳定,其原因是氮氮三键很强。
2.氮的固定是指将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程,可简单表示为N2→含氮化合物。
性质
NO
NO2
色、味、态
无色、无味的气体
红棕色、有刺激性气味的气体
溶解性
不溶于水
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
3NO2+H2O===2HNO3+NO
与氧气反应
2NO+O2===2NO2
不反应
【解题通法】氮氧化物溶于水的计算
无论是单一气体(NO2),还是NO、NO2、O2中的两者或三者的混合气体,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。
(2)若NO2和O2通入水中,总关系式为4NO2+O2+2H2O===4HNO3。
电子式
密度
气味
水溶性
比空气小
有刺激性气味
极易溶于水(1∶700)
现象
离子方程式
FeCl3溶液
生成红褐色沉淀
Fe3++3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3NHeq \\al(+,4)
AlCl3溶液
生成白色沉淀
Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NHeq \\al(+,4)
【解题通法】NHeq \\al(+,4)的检验
①NaOH溶液法
取少量固体样品或溶液于试管中,再加入浓的NaOH溶液,加热产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体(或将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近管口,有白烟产生),证明固体样品或溶液中含有NHeq \\al(+,4)。
②碱石灰法
把碱石灰与某物质的固体混合物在研钵里研磨,产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝(或将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近研钵口,有白烟产生),则可以判断该物质是铵盐。
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
氯化铝溶液先浑浊再澄清
氢氧化铝沉淀溶解
D
干燥红色石蕊试纸不变色,湿润红色石蕊试纸变蓝
氨气属于碱
方法
化学方程式(或原理)
发生装置
加热浓氨水
NH3·H2Oeq \(=====,\s\up7(△))NH3↑+H2O
浓氨水+固体NaOH
NaOH溶于水放热,促使NH3·H2O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NH3·H2O分解。化学方程式为NH3·H2O+CaO===NH3↑+Ca(OH)2
【特别提醒】
(1)干燥氨气不能用无水CaCl2,因:8NH3+CaCl2===CaCl2·8NH3,通常用碱石灰干燥。
(2)吸收氨气时要注意防止倒吸,常用装置为
A
B
C
D
生成NH3
干燥NH3
收集NH3并验满
吸收多余NH3
实验步骤
实验现象
Ⅰ
将NH4Cl固体加入试管中,并将湿润的pH试纸置于试管口,试管口略向下倾斜,对试管底部进行加热
试纸颜色变化:黄色→蓝色(pH≈10)→黄色→红色(pH≈2);试管中部有白色固体附着
Ⅱ
将饱和NH4Cl溶液滴在pH试纸上
试纸颜色变化:黄色→橙黄色(pH≈5)
气体
HCl
NH3
CO2、Cl2、
SO2、H2S
NO2
NO、O2、
(4∶3)
NO2、O2
(4∶1)
吸收剂
水、NaOH溶液
水
NaOH溶液
水
水
水
【解题通法】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液的物质的量浓度:
①HCl、NH3、NO2气体或它们与其他不参与反应的气体混合时,所得溶液的物质的量浓度为eq \f(1,22.4) ml·L-1。
②当是NO2和O2的混合气体且体积比为4∶1时,c(HNO3)=eq \f(1,28) ml·L-1。
气体
溶液
A
H2S
稀盐酸
B
HCl
稀氨水
C
NO
稀H2SO4
D
CO2
饱和NaHCO3溶液
【特别提醒】
(1)浓、稀硝酸均有强氧化性,浓度越大,氧化性越强,一般对应还原产物中氮的化合价越高。
(2)加热条件下铁与浓硝酸的反应
过量铁粉加入浓硝酸中,铁先与浓硝酸反应生成Fe(NO3)3、NO2和H2O;随着反应的进行,硝酸浓度减小,铁与稀硝酸反应生成Fe(NO3)3、NO和H2O;当硝酸全部反应后,铁与Fe(NO3)3反应生成Fe(NO3)2。
实验操作(室温)及实验现象
①
将足量的铜粉加入1 mL 10 ml/L HNO3中,溶液呈绿色,产生红棕色气体
②
将足量的铜粉加入100 mL 0.1 ml/L HNO3中,溶液呈蓝色,产生无色气体
③
将足量的铁粉加入1 mL 0.1 ml/L HNO3中,溶液呈浅绿色,无气体产生
【解题通法】解题模型
【解题通法】
(1)歧化——同一物质中某元素的化合价在同一反应中既升高又降低。
如:3NO2+H2O===2HNO3+NO
2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O
(2)归中——不同物质中同一元素的不同化合价在同一反应中只靠拢。
如:6NO+4NH3eq \(=====,\s\up7(△))5N2+6H2O
NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2O
A.制备NO
B.提纯NO
C.验证NO和氧气反应
D.收集NO
A.制备
B.干燥
C.收集
D.尾气处理
装置
序号
气体
溶液
现象
①
0.01mlCu和20mL10ml/L反应后溶液
溶液由绿色变为蓝色,有红棕色气体逸出
②
20mL0.5ml/L溶液
溶液由蓝色变为绿色,若继续加浓硫酸至为8ml/L,液面上方出现红棕色,溶液变回蓝色
③
与②中等量
20mL_______溶液
溶液始终无色
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