備戰2024年高考化學【一輪·夯基提能】復習精講精練第23講氮及其化合物本講復習目標1．掌握氮及其氧化物重要的物理和化學性質，理解氮及其化合物的轉化關系。2．掌握硝酸的性質及應用。3．掌握NH3及銨鹽的性質與用途。4．掌握噴泉實驗、NH3的實驗室制法的原理及操作。夯基·知識精講一．氮氣及氮的氧化物1．氮元素存在形態及氮的固定（1）氮元素在周期表中的位置及氮原子結構氮元素位于元素周期表的第二周期第ⅤA族。氮原子結構示意圖為，最外電子層有5個電子，既不容易得到3個電子，也不容易失去5個電子，因此，氮原子一般通過共用電子對與其他原子相互結合構成物質。（2）氮元素在自然界中的存在形式在自然界中，氮元素主要以氮分子(N2)的形式存在于空氣中，部分氮元素存在于動植物體內的蛋白質中，還有部分氮元素存在于土壤、海洋里的硝酸鹽和銨鹽中。（3）氮的固定①將大氣中游離態的氮轉化為氮的化合物的過程叫做氮的固定。②氮的固定分為自然固氮(豆科植物的根瘤菌固氮及放電條件下氮氣與氧氣化合)和人工固氮(工業上合成氨等)。2．氮氣（1）物理性質：eq\a\vs4\al(無)色eq\a\vs4\al(無)味氣體，密度比空氣的略小，eq\a\vs4\al(難)溶于水。（2）化學性質氮分子內兩個氮原子間以共價三鍵(N≡N)結合，斷開該化學鍵需要吸收較多能量，故氮氣的化學性質很穩定，通常情況下難以與其他物質發生化學反應，無法被大多數生物體直接吸收。寫出有關化學方程式：①3Mg＋N2eq\o(=,\s\up7(點燃))Mg3N2；②N2＋3H2eq\o(,\s\up11(高溫、高壓),\s\do4(催化劑))2NH3；③N2＋O2eq\o(=,\s\up7(放電或高溫))2NO。3．氮的氧化物（1）氮有多種價態的氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等，其中屬于酸性氧化物的是N2O3、N2O5。（2）NO和NO2性質的比較NONO2物理性質顏色無色紅棕色毒性有毒(跟血紅蛋白結合)，大氣污染物之一有毒、有刺激性氣味的氣體、大氣污染物之一溶解性不溶于水易溶于水化學性質與O2反應2NO＋O2=2NO2—與H2O反應—3NO2＋H2O=2HNO3＋NO對環境的影響導致光化學煙霧和酸雨，破壞臭氧層注意：①NO只能用排水法收集，不能用排空氣法收集；而NO2只能用向上排空氣法收集，不能用排水法收集。②NO2氣體存在平衡：2NO2N2O4，故常溫時沒有純凈的NO2或N2O4氣體，實驗測得NO2的平均相對分子質量總大于46。③NO2雖然與水反應生成HNO3，但不是硝酸的酸酐。硝酸的酸酐是N2O5；NO2不是酸性氧化物。④NO2能使濕潤的淀粉－碘化鉀試紙變藍，原因是二氧化氮先與水反應生成HNO3，HNO3再將碘化鉀氧化為I2，最終淀粉遇I2變藍。⑤驗證某無色氣體為NO的方法是向該無色氣體中通入O2(或空氣)，無色氣體變為紅棕色。4．氮的氧化物和O2、H2O反應的計算方法（1）關系式法①NO2和O2混合氣體溶于水的計算：由4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3可知：②NO與O2同時通入水中：由4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3可知：V(NO)∶V(O2)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(<4∶3剩余O2,＝4∶3恰好完全反應,>4∶3剩余NO))③NO2、NO、O2三種混合氣體通入水中：a．可先將NO和O2轉化為NO2，再按上述各種情況分別處理。b．也可先將NO2和H2O反應轉化為NO，再按4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3情況處理。（2）得失電子守恒法當NOx轉化為硝酸時要失去電子，如果是NOx與O2混合，則反應中O2得到的電子數與NOx失去的電子數相等。4．氮氧化物對環境的污染及防治（1）常見的污染類型①光化學煙霧：NOx在紫外線作用下，與碳氫化合物發生一系列光化學反應，產生一種有毒的煙霧。②酸雨：NOx排入大氣中后，與水反應生成HNO3和HNO2，隨雨雪降到地面。③破壞臭氧層：NO2可使平流層中的臭氧減少，導致地面紫外線輻射量增加。④NO與血紅蛋白結合使人中毒。（2）常見的NOx尾氣處理方法①堿液吸收法2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2ONO2＋NO＋2NaOH=2NaNO2＋H2ONO2、NO的混合氣體能被足量燒堿溶液完全吸收的條件是n(NO2)≥n(NO)，一般適合工業尾氣中NOx的處理。②催化轉化法在催化劑、加熱條件下，氨可將氮氧化物轉化為無毒氣體(N2)或NOx與CO在一定溫度下催化轉化為無毒氣體(N2和CO2，一般適用于汽車尾氣的處理)。【例題1】下列有關氮的氧化物的說法正確的是()A．NO和NO2混合氣體的尾氣可以用水吸收B．4.6gNO2和N2O4混合氣體中含有的氧原子數目小于0.2NAC．用濕潤的淀粉KI試紙鑒別Br2(g)和NO2D．除去NO中混有少量NO2氣體時，可以用水洗滌后再干燥【答案】D【解析】NO與水不反應，A錯誤；根據原子守恒，可按NO2計算，含有的氧原子數目為0.2NA，不受平衡影響，B錯誤；NO2也能使濕潤的淀粉KI試紙變藍，C錯誤；二氧化氮與水反應生成NO，用水洗滌后再干燥可除雜，D正確。【例題2】某MOFs的多孔材料剛好可將N2O4“固定”，實現了NO2與N2O4分離并制備HNO3，如圖所示：已知：2NO2(g)N2O4(g)ΔH＜0下列說法不正確的是()A．氣體溫度升高后，不利于N2O4的固定B．N2O4被固定后，平衡正移，有利于NO2的去除C．制備HNO3的原理為：2N2O4＋O2＋2H2O=4HNO3D．每制備0.4molHNO3，轉移電子數約為6.02×1022【答案】D【解析】二氧化氮轉化為四氧化二氮的反應為放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，四氧化二氮的濃度減小，所以氣體溫度升高后，不利于四氧化二氮的固定，故A正確；四氧化二氮被固定后，四氧化二氮的濃度減小，二氧化氮轉化為四氧化二氮的平衡向正反應方向移動，所以四氧化二氮被固定后，有利于二氧化氮的去除，故B正確；由題意可知，被固定后的四氧化二氮與氧氣和水反應生成硝酸，反應的化學方程式為2N2O4＋O2＋2H2O=4HNO3，故C正確；四氧化二氮轉化為硝酸時，生成1mol硝酸，反應轉移1mol電子，則每制備0.4mol硝酸，轉移電子數約為0.4mol×6.02×1023mol－1＝2.408×1023，故D錯誤。【例題3】自然界的氮循環如圖所示，下列說法正確的是()A．①中N2與O2反應生成NO2是自然固氮 B．②中合成氨屬于人工固氮C．③中的氮元素被氧化 D．氮循環過程中沒有氧元素參加【答案】B【解析】①中N2與O2反應生成NO是自然固氮，A錯誤；②中N2與H2在高溫、高壓、催化劑條件下反應產生NH3，屬于人工固氮，B正確；③中細菌還原硝酸根中正五價的氮，生成無污染的0價的N2，所以③中氮元素化合價降低，得到電子被還原，C錯誤；如N2在放電條件下與O2直接化合生成無色且不溶于水的NO氣體，氧元素參與了反應，二氧化氮易與水反應生成硝酸(HNO3)和NO，也有氧元素參加反應，D錯誤。【例題4】將盛有12mLNO2和O2的混合氣體的量筒倒立于水槽中，充分反應后，還剩余2mL無色氣體。(1)若剩余的氣體是________，則NO2、O2的體積分別是________。(2)若剩余的氣體是________，則NO2、O2的體積分別是________。【答案】(1)O28mL、4mL(2)NO10.8mL、1.2mL【解析】解題依據的化學方程式：4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3；3NO2＋H2O=2HNO3＋NO。設O2的體積為x，剩余的氣體有兩種可能：(1)若剩余O2，則V剩＝x－eq\f(1,4)×(12mL－x)＝2mL，解得x＝4mL，則NO2的體積是8mL；(2)若剩余NO，則V剩＝eq\f(1,3)×[(12mL－x)－4x]＝2mL，解得x＝1.2mL，則NO2的體積是10.8mL。【例題5】氮和氮的化合物與人類有密切關系。(1)下列屬于氮的固定的是________(填序號)。①工業上N2和H2合成NH3②N2和O2放電條件下生成NO③NH3催化氧化生成NO寫出反應③的化學方程式：____________________。(2)①治理NO污染通常是在氧化劑作用下，將NO氧化成溶解度高的NO2，然后用水或堿液吸收脫氮。下列物質可以用于氧化NO的是________(填字母)。A．NaCl溶液 B．K2Cr2O7溶液C．Na2CO3溶液 D．KMnO4溶液②NO也可用NaClO堿性溶液氧化并將其轉化為硝酸鹽化肥，寫出該反應的離子方程式：__________。③目前處理柴油車尾氣中NOx和PM2.5等的方法之一是用車用尿素[CO(NH2)2]溶液在選擇性催化還原系統中將NOx無害化處理，寫出該系統無害化處理NO的化學方程式：___________________。(3)CO與NO在Rh催化劑上的氧化還原反應是控制汽車尾氣對空氣污染的關鍵反應，用Rh做催化劑時該反應的過程示意圖如下：過程Ⅰ為________(填“吸熱”或“放熱”)過程。該反應中氧化產物為________，當生成1molN2時，轉移電子________mol。【答案】(1)①②4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up11(催化劑),\s\do4(△))4NO＋6H2O(2)①BD②2NO＋3ClO－＋2OH－=2NOeq\o\al(－,3)＋3Cl－＋H2O③2CO(NH2)2＋6NO=5N2＋2CO2＋4H2O(3)吸熱CO24【解析】(1)固氮是指將游離態的氮元素轉化為化合態的氮元素，N2和H2合成NH3，N2和O2放電條件下生成NO，符合固氮的定義，故選①②；反應③NH3催化氧化生成NO和水，反應的化學方程式為4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up11(催化劑),\s\do4(△))4NO＋6H2O。(2)①氧化NO需要氧化劑，NaCl溶液、Na2CO3溶液均不與NO反應，K2Cr2O7、KMnO4溶液具有強氧化性，可以氧化NO，故選BD。(3)過程Ⅰ斷裂化學鍵需要吸熱，該反應的化學方程式為2CO＋2NOeq\o(=,\s\up7(催化劑))N2＋2CO2，C元素化合價升高，氧化產物為CO2，氮元素從＋2價降低至0價，當生成1molN2時，轉移電子4mol。二．氨和銨鹽1．氨的分子結構和物理性質電子式及結構密度氣味水溶性其他空間構型為三角錐形，屬于極性分子。比空氣eq\a\vs4\al(小)刺激性氣味極易溶于水(1∶700)，可由噴泉實驗證明。易液化可用作制冷劑。NH3極易溶于水的原因：NH3、H2O均為極性分子，NH3與H2O之間可形成分子間氫鍵，并且NH3和H2O反應。2．氨的化學性質①NH3是中學化學中唯一的堿性氣體，能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍，可在推斷題中作為解題突破口。②氨水呈堿性，NH3·H2O屬于一元弱堿，計算氨水的濃度時，溶質按NH3進行計算。（1）氨氣與水的反應NH3＋H2ONH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－，氨氣溶于水得氨水。①氨水中含有的粒子：NH3·H2O、NH3、H2O、NHeq\o\al(＋,4)、OH－、H＋。②NH3·H2O為可溶性一元弱堿，易揮發，不穩定，易分解：NH3·H2ONH3↑＋H2O。（2）氨氣與酸的反應a．蘸有濃鹽酸的玻璃棒與蘸有濃氨水的玻璃棒靠近，其現象為有白煙生成，將濃鹽酸改為濃硝酸，也會出現相同的現象。化學方程式：HCl＋NH3=NH4Cl、NH3＋HNO3=NH4NO3。（魔棒生煙）b．與CO2等酸性氧化物反應：NH3＋CO2＋H2O=NH4HCO3或2NH3＋CO2＋H2O=(NH4)2CO3。（3）氨氣與鹽溶液的反應現象離子方程式FeCl3溶液生成紅褐色沉淀Fe3＋＋3NH3·H2O=Fe(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)AlCl3溶液生成白色沉淀Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)（4）氨氣的還原性①催化氧化：4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up11(催化劑),\s\do4(△))4NO＋6H2O②被CuO氧化：2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O③被氯氣氧化：2NH3＋3Cl2=N2＋6HCl或8NH3＋3Cl2=N2＋6NH4Cl（5）氨的用途①液氨汽化時吸收大量的熱，故用作制冷劑。②制氮肥、硝酸、銨鹽、純堿等。3．噴泉實驗（1）噴泉實驗的原理使燒瓶內外在短時間內產生較大的壓強差，利用大氣壓將燒瓶下面燒杯中的液體壓入燒瓶內，在尖嘴導管口形成噴泉。（2）形成噴泉的類型下面是幾種常見的能形成噴泉的氣體和吸收劑。氣體HClNH3CO2、Cl2、SO2、H2SNO2NO、O2(4∶3)NO2、O2(4∶1)吸收劑水、NaOH溶液水NaOH溶液水水水（3）噴泉實驗的發散裝置及操作方法噴泉實驗是中學化學的重要實驗，其本質是形成壓強差而引發液體上噴，以教材中的裝置(發散源)可設計如圖所示的多種不同的裝置和采用不同的操作(如使氣體溶于水、熱敷或冷敷、生成氣體等)來形成噴泉。設計說明：裝置(Ⅰ)向錐形瓶通入少量空氣，將少量水壓入燒瓶，導致大量氨溶解，形成噴泉。裝置(Ⅱ)省去了膠頭滴管，用手(或熱毛巾等)捂熱燒瓶，氨受熱膨脹，趕出玻璃導管內的空氣，氨與水接觸，即發生噴泉(或用浸冰水的毛巾“冷敷”燒瓶，使水進入燒瓶中，瓶內氨溶于水)。裝置(Ⅲ)在水槽中加入能使水溫升高的物質致使錐形瓶內酒精因升溫而揮發，錐形瓶內氣體壓強增大而產生噴泉。裝置(Ⅳ)向燒瓶中通入一定量的H2S和SO2，現象為有淡黃色粉末狀物質生成，瓶內壁附有水珠，NaOH溶液上噴形成噴泉。裝置(Ⅴ)打開①處的止水夾并向燒瓶中緩慢通入等體積的HCl氣體后關閉該止水夾，等充分反應后再打開②處的止水夾，觀察到先有白煙產生，后產生噴泉。裝置(Ⅵ)中，擠壓膠頭滴管，然后打開導管上部的兩個活塞，則在右面燒瓶出現噴煙現象，再打開導管下部活塞，則可產生雙噴泉。（4）噴泉實驗產物的濃度計算關鍵是確定所得溶液中溶質的物質的量和溶液的體積，標準狀況下的氣體進行噴泉實驗后所得溶液的物質的量濃度：(1)HCl、NH3、NO2氣體或它們與其他不溶于水的氣體混合時：所得溶液的物質的量濃度為eq\f(1,22.4)mol·L－1。(2)當是NO2和O2的混合氣體且體積比為4∶1時，c(HNO3)＝eq\f(1,28)mol·L－1。4．銨鹽及NHeq\o\al(＋,4)的檢驗（1）銨鹽的物理性質銨鹽都是白色固體，絕大多數銨鹽都易溶于水。（2）銨鹽的化學性質注意：①銨鹽受熱都能分解，但不是所有的銨鹽分解都能生成NH3，如2NH4NO3O2↑＋2N2↑＋4H2O。②制氨時銨鹽不選(NH4)2CO3、NH4HCO3、NH4NO3等，因它們受熱易分解，使產生的NH3中混有較多的雜質氣體，另外NH4NO3易爆炸；選堿時，用Ca(OH)2而不用NaOH或KOH，因NaOH、KOH具有吸濕性，易結塊，不利于產生氨，且在高溫下均能腐蝕玻璃。（3）NHeq\o\al(＋,4)的檢驗5．氨氣的實驗室制法（1）常規方法（2）簡易方法方法化學方程式(或原理)發生裝置加熱濃氨水NH3·H2ONH3↑＋H2O濃氨水＋固體NaOHNaOH溶于水放熱，促使氨水分解，且OH－濃度的增大有利于NH3的生成濃氨水＋固體CaOCaO與水反應，使溶劑(水)減少，反應放熱，促使氨水分解，化學方程式：NH3·H2O＋CaO=NH3↑＋Ca(OH)2注意：①干燥氨氣不能用無水CaCl2因：8NH3＋CaCl2=CaCl2·8NH3，通常用堿石灰干燥氨氣。②吸收氨氣時要注意防止倒吸可用于吸收氨氣并能防倒吸的常用裝置為：【例題1】下列制備NH3并制取氨水的裝置正確且能達到實驗目的的是()【答案】D【解析】A項，固體加熱，試管口應略向下傾斜，錯誤；B項，NH3被酸性干燥劑P2O5吸收且氣流方向不對，錯誤；C項，氨氣的密度小于空氣，應短進長出，錯誤。【例題2】某同學探究氨氣和銨鹽的性質，對相關實驗操作及現象描述正確的是()A．室溫下測定等濃度的氨水和NaOH溶液的pH，比較NH3·H2O和NaOH的堿性強弱B．向試管中滴加稀NaOH溶液，將濕潤的紅色石蕊試紙置于試管口，若試紙不變藍，則原溶液中無NHeq\o\al(＋,4)C．液氨作為清潔能源的反應原理是4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up11(催化劑),\s\do4(△))4NO＋6H2OD．加熱可除去NH4Cl中的少量NaHCO3【答案】A【解析】NH3·H2O是弱電解質，NaOH是強電解質，前者部分電離，后者完全電離，故通過室溫下測定等濃度的氨水和NaOH溶液的pH，可比較NH3·H2O和NaOH的堿性強弱，A正確；NH3極易溶于水，稀溶液中不加熱，NH3不能逸出，無法確定是否含NHeq\o\al(＋,4)，B錯誤；NH3不易燃燒，產生的NO是大氣污染物，不能作清潔能源，C錯誤；NH4Cl受熱也會分解，故不可采用加熱法除雜，D錯誤。【例題3】(NH4)2SO4是一種常見的化肥，某工廠用石膏、NH3、H2O和CO2制備(NH4)2SO4的工藝流程如下：下列說法正確的是()A．通入NH3和CO2的順序可以互換B．操作2為將濾液加熱濃縮、冷卻結晶、過濾，可得(NH4)2SO4C．步驟②中反應的離子方程式為Ca2＋＋2NH3＋CO2＋H2O=CaCO3↓＋2NHeq\o\al(＋,4)D．通入的NH3和CO2均應過量，且工藝流程中CO2可循環利用【答案】B【解析】由于CO2微溶于水，NH3極易溶于水，應先通入足量NH3，使溶液呈堿性，然后再通入適量CO2，通入NH3和CO2的順序不可以互換，故A錯誤；步驟②中反應的離子方程式為CaSO4＋2NH3＋CO2＋H2O=CaCO3＋2NHeq\o\al(＋,4)＋SOeq\o\al(2－,4)，故C錯誤；反應過程中二氧化碳參與反應生成硫酸銨和碳酸鈣，碳酸鈣分解生成二氧化碳，工藝流程中產生的CO2可循環利用，但應通適量二氧化碳，否則碳酸鈣溶解，故D錯誤。【例題4】清代《本草綱目拾遺》中關于“鼻沖水(氨水)”的記載明確指出：“鼻沖水，……貯以玻璃瓶，緊塞其口，勿使泄氣，則藥力不減……唯以此水瓶口對鼻吸其氣，即遍身麻顫出汗而愈，虛弱者忌之。宜外用，勿服。”下列有關“鼻沖水”的推斷不正確的是()A．鼻沖水是弱電解質B．鼻沖水滴入酚酞溶液中，溶液變紅色C．鼻沖水中含有分子和離子的種類為6種D．存在平衡：NH3＋H2ONH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－【答案】A【解析】鼻沖水為氨水，氨水本身為混合物，所以鼻沖水不是弱電解質，故A錯誤；氨水中含有的分子為NH3、H2O、NH3·H2O，離子有NHeq\o\al(＋,4)、OH－、H＋，共六種，故C正確。【例題5】為探究氨及銨鹽性質，將NH4Cl晶體裝入如圖所示T形三通管兩端，進行微型實驗。下列說法錯誤的是()A．輕輕擠壓任一乳膠頭，若蒸餾水中有氣泡冒出，則裝置氣密性良好B．同時點燃兩個酒精燈后，兩端濕潤的pH試紙均變藍C．實驗過程中豎直支管上方會出現白煙D．停止加熱后可以交替擠壓兩邊乳膠頭，使氣體更充分吸收，減少污染【答案】B【解析】整套裝置是密閉體系，若裝置氣密性良好，輕輕擠壓任一乳膠頭，則蒸餾水中有氣泡冒出，故A正確；pH試紙遇酸變紅，遇堿變藍，氯化銨受熱分解生成氨氣和HCl，左邊氯化鈣會吸收氨氣，右邊NaOH會吸收HCl，因此同時點燃兩個酒精燈后，左端pH試紙變紅，右端pH試紙變藍，故B錯誤；豎直支管上方同時有氨氣和HCl，兩者相遇變為氯化銨，因此實驗過程中豎直支管上方會出現白煙，故C正確；停止加熱后，不斷交替擠壓兩邊乳膠頭，增大壓強，將殘余的氣體全部趕入到蒸餾水中被吸收，減少污染，故D正確。三．硝酸1．物理性質：純凈的硝酸是無色、易揮發、有刺激性氣味的液體，與H2O以任意比互溶。2．化學性質（1）不穩定性①反應：4HNO32H2O＋4NO2↑＋O2↑。②市售濃硝酸呈黃色的原因是HNO3分解生成的NO2溶于硝酸中。③濃硝酸的保存方法是保存在棕色帶有玻璃塞的細口試劑瓶中，置于冷暗處。（2）強氧化性硝酸無論濃、稀都有強氧化性，而且濃度越大，氧化性越強。①與不活潑金屬反應稀硝酸與銅反應：3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。濃硝酸與銅反應：Cu＋4HNO3(濃)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O②常溫下，濃硝酸使Fe、Al鈍化。③與非金屬反應如濃硝酸與C的反應：C＋4HNO3(濃)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O④與還原性化合物反應硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2＋、FeO等還原性物質。稀硝酸與SO2、Fe2＋反應的離子方程式分別為：3SO2＋2NOeq\o\al(－,3)＋2H2O=3SOeq\o\al(2－,4)＋2NO↑＋4H＋3Fe2＋＋NOeq\o\al(－,3)＋4H＋=3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。（3）與有機化合物反應①硝化反應(與苯反應)：②顯色反應：含苯基的蛋白質遇到濃硝酸時變黃色。3．硝酸工業制法的反應原理（1）NH3在催化劑作用下與O2反應生成NO：4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up11(催化劑),\s\do4(△))4NO＋6H2O。（2）NO進一步氧化生成NO2：2NO＋O2=2NO2。（3）用水吸收NO2生成HNO3：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO。4．金屬與硝酸反應計算問題的思維模型【例題1】用如圖裝置探究銅與硝酸的反應。實驗記錄如下：步驟操作現象①打開止水夾，擠壓膠頭，使濃硝酸滴入試管產生紅棕色氣體，溶液變為綠色②一段時間后，關閉止水夾，推動注射器活塞使部分水進入試管注射器內剩余的水被“吸入”試管；銅表面產生無色氣泡，溶液變藍，試管內氣體逐漸變為無色③一段時間后，打開止水夾，拉動注射器活塞吸取少量無色氣體；拔下注射器，再拉動活塞吸入少量空氣注射器中無色氣體變為紅棕色下列說法不正確的是()A．①中反應的化學方程式是Cu＋4HNO3(濃)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2OB．②中注射器內剩余的水被“吸入”試管的原因可能是NO2與H2O反應導致壓強減小C．③中的實驗現象能證明②中Cu與硝酸反應生成了NOD．待②中反應停止后，向試管內滴加少量稀硫酸，有氣體產生【答案】C【解析】①中銅與濃硝酸反應生成Cu(NO3)2、NO2(紅棕色)和H2O，A正確；NO2與水發生反應：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，氣體的總物質的量減小，壓強減小，注射器內剩余的水被“吸入”試管，B正確；②中推動注射器活塞使部分水進入試管，NO2與水反應生成NO，故③的現象不能證明②中Cu與硝酸反應生成了NO，C錯誤；②中反應停止后，銅片剩余，溶液中含Cu(NO3)2，滴加少量稀硫酸，發生反應：3Cu＋2NOeq\o\al(－,3)＋8H＋=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，D正確。【例題2】下列關系圖中，A是一種正鹽，B是氣態氫化物，C是單質，F是強酸。當X無論是強酸還是強堿時都有如下轉化關系(其他產物及反應所需條件均已略去)，當X是強堿時，過量的B跟Cl2反應除生成C外，另一產物是鹽酸鹽。下列說法不正確的是()A．當X是強酸時，A、B、C、D、E、F中均含同一種元素，F可能是H2SO4B．當X是強堿時，A、B、C、D、E、F中均含同一種元素，F是HNO3C．當X是強酸時，C在常溫下是氣態單質D．B和Cl2的反應為氧化還原反應【答案】C【解析】當X是強堿時，和強堿反應產生的氣態氫化物B可判斷為NH3，則A為銨鹽，過量的B跟Cl2反應生成的鹽酸鹽是NH4Cl，則C為N2，由此判斷D為NO、E為NO2、F為HNO3；A和強酸反應生成的B能被Cl2氧化，且生成的C能被O2連續氧化，在常見的物質中可考慮A為硫化物，所以，當X是強酸時，A、B、C、D、E、F可分別為(NH4)2S、H2S、S、SO2、SO3、H2SO4，故A、B正確，C錯誤；B是氨氣或硫化氫，氨氣與Cl2反應生成氯化銨和氮氣，硫化氫和氯氣反應生成硫單質和氯化氫，因此B與氯氣的反應是氧化還原反應，故D正確。【例題3】用如圖所示裝置進行實驗，探究硝酸與鐵反應的產物。主要實驗操作實驗現象打開彈簧夾，通入一段時間CO2后，滴入濃硝酸后無明顯現象，加熱三頸燒瓶，反應開始后停止加熱①A中有紅棕色氣體產生，一段時間后，氣體顏色逐漸變淺；反應停止后，A中無固體剩余；②B中溶液變棕色取少量A中溶液，加幾滴氯水，再滴入硫氰化鉀溶液③溶液變為紅色取少量B中溶液，加熱④B中棕色溶液變淺，有無色氣體逸出，且在空氣中變為紅棕色已知：FeSO4＋NO[Fe(NO)]SO4(棕色)ΔH<0。下列說法正確的是()A．滴入濃硝酸加熱前沒有明顯現象的原因是溫度低，反應速率太慢B．實驗現象③說明反應后A中溶液含有Fe2＋C．實驗現象④說明A中有NO生成D．可用濃NaOH溶液和濕潤的紅色石蕊試紙檢驗硝酸的還原產物中是否有NHeq\o\al(＋,4)【答案】D【解析】常溫時，鐵遇濃硝酸形成致密氧化膜，阻止反應進一步發生，故A錯誤；取少量A中溶液，加幾滴氯水，再滴入KSCN溶液，溶液變為紅色，只能說明這時溶液中有Fe3＋，無法說明原溶液中是Fe2＋還是Fe3＋，故B錯誤；取少量B中溶液加熱，B中棕色溶液變淺，有無色氣體逸出，且在空氣中變為紅棕色，只能說明[Fe(NO)]SO4分解生成NO，但由于銅和濃硝酸反應生成紅棕色氣體二氧化氮，二氧化氮和水反應生成一氧化氮，一氧化氮能使硫酸亞鐵溶液變成棕色，所以不能證明鐵和濃硝酸反應過程中有NO生成，故C錯誤。【例題4】如圖是氮元素形成物質的“價—類”二維圖及氮循環的部分信息：下列說法正確的是()①可通過雷電作用將b轉化為c，這是一種固氮方式②可通過加氧化劑將e轉化為f③a→c→d→f這幾個反應中，均發生了N元素被氧化的反應④g只具有氧化性，還可能與堿發生反應⑤將f轉化為d必須選用合適的還原劑才能實現⑥h可與f反應生成iA．①③⑤⑥ B．②③④C．①③⑥ D．①④⑤【答案】C【解析】根據物質類別及與N元素化合價的關系可知：a是NH3，b是N2，c是NO，d是NO2，e是N2O5，f是HNO3，g是HNO2，h是NH3·H2O，i是NH4NO3。①在雷電作用下N2與O2反應產生NO，這是一種固氮方式，正確；②N2O5與水反應產生HNO3，反應過程中元素化合價不變，因此反應不需要加入氧化劑就可以實現，錯誤；③在a→c→d→f這幾個反應中，N元素化合價升高，被氧化，因此均發生了N元素被氧化的反應，正確；④g是HNO2，屬于酸，N元素化合價是＋3價，處于中間價態，因此既具有氧化性又具有還原性，同時也能與堿發生中和反應生成鹽和水，錯誤；⑤f是HNO3，光照條件下自身分解即可生成NO2(d)，可以不用其他還原劑，錯誤；⑥HNO3與NH3·H2O發生中和反應生成NH4NO3和水，正確。【例題5】研究硝酸工業尾氣的處理對環境保護和資源的開發利用有重要意義。一種利用硝酸尾氣初步處理后獲得的高濃度NOx(NO、NO2)氣體制備NaNO2、NaNO3的工藝流程如下：已知：NaNO2在酸性條件下能發生歧化反應。回答下列問題：(1)“堿吸收”過程中發生反應的離子方程式為___________________________。(2)蒸發I產生的蒸氣中含有少量的NaNO2等有毒物質，不能直接排放，將其冷凝后用于流程中的___________(填操作名稱)最合理。(3)“轉化”時加入稀HNO3發生反應的化學方程式為___________________________。(4)若將NaNO2、NaNO3兩種產品的物質的量之比設為2：1，則生產2.76噸NaNO2時，Na2CO3的理論用量為___________噸(假定Na2CO3恰好完全反應)。(5)工業制硝酸尾氣中的NOx(NO、NO2)常用NaOH溶液吸收，反應的化學方程式為：NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O；2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O。硝酸尾氣中的NOx，通入足量NaOH溶液中充分反應后氣體沒有剩余，則：①NOx的x的取值范圍為___________；②反應后溶液中n(NO)：n(NO)=___________(用含x的代數式表示)。【答案】(1)CO+NO+NO2=2NO+CO2(2)溶堿(3)2HNO3+3NaNO2=3NaNO3+2NO↑+H2O(4)3.18(5)1.5≤x＜2

(52x)：(2x3)【解析】由題給流程可知，將碳酸鈉溶于水配成溶液，碳酸鈉溶液吸收煙氣中的一氧化氮和二氧化氮得到含有亞硝酸鈉的中和液，中和液經蒸發、結晶、過濾得到亞硝酸鈉固體和母液Ⅰ；向母液中加入稀硝酸，將亞硝酸鈉氧化為硝酸鈉得到含有硝酸鈉的轉化液，轉化液經蒸發、結晶、過濾得到硝酸鈉固體和母液Ⅱ，為防止污染環境，母液Ⅱ需回收。(1)由分析可知，“堿吸收”過程中發生的反應為碳酸鈉溶液與煙氣中的一氧化氮和二氧化氮反應生成亞硝酸鈉和二氧化碳，反應的離子方程式為CO+NO+NO2=2NO+CO2，故答案為：CO+NO+NO2=2NO+CO2；(2)由亞硝酸鈉在酸性條件下能發生歧化反應可知，蒸發I產生的蒸氣冷凝后用于流程中的溶堿步驟，即可以防止亞硝酸鈉發生歧化反應，也可以使亞硝酸鈉循環利用，提高產率，故答案為：溶堿；(3)由分析可知，“轉化”時加入稀硝酸發生的反應為亞硝酸鈉與稀硝酸反應生成硝酸鈉、一氧化氮和水，反應的化學方程式為2HNO3+3NaNO2=3NaNO3+2NO↑+H2O，故答案為：2HNO3+3NaNO2=3NaNO3+2NO↑+H2O；(4)2.76噸亞硝酸鈉的物質的量為=4×104mol，由兩種產品的物質的量之比設為1：2可知，硝酸鈉的物質的量為4×104mol×=2×104mol，由鈉原子個數守恒可知，反應消耗碳酸鈉的質量為(4×104mol+2×104mol)××106g/mol×10—6t/g=3.18t，故答案為：3.18；(5)①由方程式可知，二氧化氮能與氫氧化鈉反應生成硝酸鈉和亞硝酸鈉，則NOx中x＜2；一氧化氮和二氧化氮的物質的量比小于1：1時，NOx能氫氧化鈉溶液吸收，則x≥=1.5，所以通入足量氫氧化鈉溶液中充分反應后氣體沒有剩余時，NOx的x的取值范圍為1.5≤x＜2，故答案為：1.5≤x＜2；②由得失電子數目守恒和原子個數守恒可知，硝酸尾氣中的NOx通入足量氫氧化鈉溶液中充分反應后氣體沒有剩余的反應為2NOx+2NaOH=（2x3）NaNO3+（52x）NaNO2+H2O，由方程式可知，溶液中n(NO)：n(NO)=(52x)：(2x3)，故答案為：(52x)：(2x3)。提能·課后精練1．（2023·山東濟南·山東師范大學附中校考模擬預測）下列裝置用于實驗室制取并回收，能達到實驗目的的是A．用裝置甲制氣體 B．用裝置乙收集氣體C．用裝置丙進行的尾氣吸收 D．用裝置丁蒸干溶液獲得固體【答案】B【詳解】A．為避免氣體從長頸漏斗逸出，不應用長頸漏斗，應用分液漏斗，故A錯誤；B．NO不溶于水，且能與氧氣反應，因此用排水法收集，故B正確；C．NO不與NaOH溶液反應，也不溶于NaOH溶液，故C錯誤；D．硝酸銅溶液中存在Cu(NO3)2+2H2OCu(OH)2+2HNO3，鹽類水解為吸熱反應，加熱蒸干，促進水解，HNO3易揮發或受熱分解，更有利于平衡正向進行，因此不能采用該方法得到硝酸銅固體，故D錯誤；答案為B。2．（2023春·天津和平·高三天津一中校考階段練習）工業上制備相關物質，涉及的反應原理及部分流程較為合理的是A．制硝酸：B．制取鎂：海水C．制碘：干海帶浸出液碘水D．制溴：濃縮海水【答案】D【詳解】A．氮氣和氫氣催化反應生成氨氣，氨氣催化氧化生成NO，NO和氧氣生成二氧化氮，二氧化氮和氧氣、水生成硝酸，A不符合題意；B．海水加入石灰乳得到氫氧化鎂沉淀，分離出沉淀加入鹽酸得到氯化鎂溶液，溶解結晶得到氯化鎂固體，電解熔融氯化鎂得到鎂單質，B不符合題意；C．干海帶灼燒后浸出，浸出液加入過氧化氫將碘離子氧化為碘單質，萃取得到碘，C不符合題意；D．濃縮海水通入氯氣氧化溴離子得到溴單質，使用熱空氣吹出后用二氧化硫吸收得到溴化氫溶液，通入氯氣反應得到溴單質，D符合題意；故選D。3．（2023·北京西城·北京四中校考模擬預測）某小組探究NH3的催化氧化，實驗裝置圖如圖。③中氣體顏色無明顯變化，④中收集到紅棕色氣體，一段時間后，④中產生白煙。下列分析不正確的是A．若②中只加入NH4Cl不可以實現上述現象B．③、④中現象說明③中的反應是4NH3+5O24NO+6H2OC．④中白煙的主要成分是NH4ClD．一段時間后，⑤中溶液可能變藍【答案】C【詳解】①中高錳酸鉀受熱制備氧氣，裝置②中氯化銨與強氧化鈣共熱反應制備氨氣，裝置③中氨氣在催化劑作用下與氧氣發生催化氧化反應生成一氧化氮，裝置④中反應生成的NO與過量的O2反應生成紅棕色氣體NO2，NO2與水蒸氣反應生成硝酸，硝酸與氨氣反應生成硝酸銨，會有白煙產生，裝置⑤中氮的氧化物與氧氣溶于水反應生成硝酸，硝酸與銅反應生成淡藍色的硝酸銅溶液，據此回答。A．氯化銨受熱分解生成氨氣和氯化氫，兩者在試管口又會化合生成氯化銨，A正確；B．由分析可知，③中氣體顏色無明顯變化，④中收集到紅棕色氣體，一段時間后產生白煙說明③中氨氣在催化劑作用下與氧氣發生催化氧化生成一氧化氮，反應方程式為：4NH3+5O24NO+6H2O，B正確；C．由分析可知，④中白煙的主要成分是硝酸銨，C錯誤；D．裝置⑤中氮的氧化物與氧氣溶于水反應生成硝酸，硝酸與銅反應生成淡藍色的硝酸銅溶液，D正確；故選C。4．（2023·湖南·校聯考模擬預測）地殼表面分布很多陽離子，下列關于指定陽離子的檢驗方法正確的是A．：向樣品溶液中逐滴滴加氨水，先產生藍色沉淀，然后沉淀消失，則有B．：向樣品溶液中滴加氯水，再加入溶液，溶液血紅色，則有C．：向樣品溶液中滴加溶液，產生白色沉淀，再滴加稀鹽酸，產生使澄清石灰水變渾濁的氣體，則有D．：向樣品溶液中滴加溶液，產生使濕潤的紅色石蕊試紙變藍的氣體，則有【答案】A【詳解】A．向樣品溶液中逐滴滴加氨水，先產生藍色氫氧化銅沉淀，然后氫氧化銅沉淀和氨水反應生成絡合離子而消失，則有，A正確；B．若開始就存在鐵離子，也會出現同樣的現象，B錯誤；C．溶液中若含有鋇離子，也會出現同樣的現象，C錯誤；D．向樣品溶液中滴加濃溶液，加熱產生使濕潤的紅色石蕊試紙變藍的氣體，則有，實驗中不加熱氨氣可能不會逸出，D錯誤；故選A。5．（2022·廣東·統考模擬預測）按照如圖所示裝置，打開分液漏斗的塞子和旋塞，將液體逐滴加入到錐形瓶中，(2)中的現象和結論都正確的是選項①中物質②中物質②中的現象結論A稀硫酸蘇打粉末立即產生大量氣體硫元素的非金屬性比碳元素強B濃硝酸用砂紙打磨過的鐵片產生紅棕色氣體鐵能將濃硝酸還原為NO2C氯化鋁溶液氫氧化鈉溶液立即產生大量白色沉淀Al(OH)3不溶于強堿溶液D雙氧水二氧化錳粉末立即產生氣體二氧化錳是還原劑A．A B．B C．C D．D【答案】A【詳解】A．蘇打粉末與稀硫酸反應較劇烈，屬于強酸制弱酸，A正確；B．常溫下鐵在濃硝酸中發生鈍化，不產生紅棕色氣體，B錯誤；C．剛開始過量NaOH溶液與鋁離子反應生成，不會產生沉淀，C錯誤；D．二氧化錳作催化劑，D錯誤；故選：A。6．（2023·全國·高三專題練習）將和混合固體投入至的稀硝酸溶液中，充分反應后無固體剩余，反應過程中只生成氣體，向反應后溶液中滴加溶液至金屬離子恰好完全沉淀時，所加溶液的體積為A． B． C． D．【答案】C【詳解】和與硝酸反應得到硝酸銅，向反應后的溶液中加入溶液，金屬離子恰好沉淀完全，溶液中溶質為，失去電子、失去電子，而生成要轉移電子，由電子守恒可知，，則，由原子守恒可知：，而，所以，氫氧化鈉溶液的體積，故選C。7．（2023·全國·高三專題練習）下表各物質中，A、B、C、D、E均含有同一種短周期元素，其中A是單質，B常溫下是氣態氫化物，C、D是氧化物，E是D和水反應的產物。則各物質之間通過一步反應就能實現表中所示轉化的是物質編號物質轉化關系ADE①

SiSiO2H2SiO3②SSO3H2SO4③NaNa2O2NaOH④N2NO2HNO3A．②③ B．②④ C．①③④ D．①②③④【答案】B【詳解】①SiSiH4，Si與O2直接生成SiO2，Si只能生成一種氧化物且SiO2不能與H2O反應生成H2SiO3；②SH2S，SSO2，H2SSO2，SO2SO3H2SO4；③Na沒有氣態氫化物；④N2NH3，N2NO，NH3NO，NONO2HNO3。綜合以上分析，各物質之間通過一步反應就能實現表中所示轉化的是②④，故選B。8．（2023·湖南婁底·統考模擬預測）開發常壓旋轉滑行弧實現高效固氮具有廣闊的應用前景，如圖所示：下列敘述正確的是A．和在光照或風能作用下直接生成B．上述過程包括C．中陰、陽離子空間結構相同D．分子如圖所示

，和都存在分子內氫鍵【答案】B【詳解】A．氮氣和氧氣在放電條件下生成一氧化氮，不能生成二氧化氮，故A錯誤；B．由圖可知，上述過程包括上述過程包括一氧化氮與氧氣和水反應生成硝酸，反應的化學方程式為，故B正確；C．銨根離子中氮原子的價層電子對數為4、孤對電子對數為1，離子的空間結構為正四面體形，硝酸根離子中氮原子的價層電子對數為3、孤對電子對數為0，離子的空間結構為平面三角形，兩者的空間結構不同，故C錯誤；D．氨分子只能形成分子間氫鍵，不能形成分子內氫鍵，故D錯誤；故選B。9．（2023春·廣東茂名·高三茂名市電白區第一中學校考階段練習）氮及其化合物在生產生活中有廣泛應用，下列氮及其化合物的知識正確且相關的離子方程式書寫正確的是A．利用硝酸的酸性制備：B．工業上利用溶于水生產硝酸：C．利用NaOH溶液吸收工業廢氣中的：D．硝酸銨溶液與生石灰共熱制氨氣：【答案】C【詳解】A．硝酸具有強氧化性，若為稀硝酸與Fe反應生成的是NO，制備不了，鐵遇冷的濃硝酸發生鈍化，A項錯誤；B．與反應的離子方程式為，B項錯誤；C．利用NaOH溶液吸收工業廢氣中的，反應生成亞硝酸鈉、硝酸鈉和水，離子方程式為，C項正確；D．硝酸鈣溶于水，應拆開，反應的離子方程式為，D項錯誤；選C。10．（2022·廣東·統考模擬預測）價類二維圖是學習元素化合物的工具，a～g分別表示氮元素的不同價態所對應的物質，其關系如圖所示。下列說法錯誤的是A．可用a生成g的反應檢驗aB．過量的f的水溶液可與硫酸銅溶液生成藍色沉淀C．通過a與c反應可以消除氮氧化物污染D．a、b、c、e之間的相互轉化不都屬于氮的固定【答案】B【詳解】根據物質類別和化合價可知a為NH3，b為N2，c為NO，d為NO2或N2O4，e為HNO3，f為NH3?H2O，g為銨鹽，據此分析解題。A．NH3可與氯化氫反應生成白煙(氯化銨)，故可用氨氣和鹽酸反應檢驗氨氣，A正確；B．能夠溶于，B錯誤；C．氨氣和一氧化氮反應可以生成無污染的氮氣和水，故可以消除氮氧化物污染，C正確；D．N2生成氮化合物的反應屬于氮的固定，氮的化合物轉化為氮的化合物的反應不屬于氮的固定，D正確；故選B。11．（2023秋·江蘇揚州·高三江蘇省高郵中學校聯考期末）是重要的化工原料，可用于某些配合物的制備，如溶于氨水形成。液氨可以微弱的電離產生和，中的一個H原子若被取代可形成(聯氨)，若被取代可形成(羥胺)。經過轉化可形成、、、(無色)等。與反應有氣體生成，同時放出大量熱。下列有關含氮物質的性質與用途具有對應關系的是A．具有還原性，可用作制冷劑B．難溶于水，可用作瓜果保護氣C．具有氧化性，可用于火箭燃料推進劑D．受熱易分解，可用作氮肥【答案】C【詳解】A．NH3易液化，液氨氣化吸收大量熱，使周圍環境溫度降低，因此可用作制冷劑，這與NH3具有還原性無關，選項A錯誤；B．N2不能幫助呼吸，能夠使害蟲窒息而死，因此可用作瓜果保護氣，這與其是否難溶于水的性質無關，選項B錯誤；C．NO2具有強氧化性，可以與N2H4反應產生N2、H2O，同時產生大量能量，因此可作火箭燃料推進劑，選項C正確；D．NH4HCO3含有農作物生長需要的氮元素，因此可用作氮肥，與其不穩定，受熱易分解的性質無關，選項D錯誤；答案選C。12．（2023·全國·高三專題練習）下列由相關實驗現象推出的結論正確的是A．NH4Cl和NH4HCO3受熱都能分解，說明可以用加熱NH4Cl和NH4HCO3固體的方法制取氨B．向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出現白色沉淀，說明該溶液中一定含有SOC．Fe與稀硝酸、稀硫酸反應均有氣泡產生，說明Fe與兩種酸均發生置換反應D．NH3遇到濃鹽酸產生白煙，說明二者發生反應生成白色固體【答案】D【詳解】A．NH4Cl受熱分解生成氨和氯化氫，冷卻后二者又重新化合生成NH4Cl，不能制備氨，A項錯誤；B．在酸性條件下NO具有強氧化性，會把SO氧化成SO，故向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出現白色沉淀，不能說明原溶液中一定含有SO，也可能含有SO，B項錯誤；C．Fe與稀硝酸、稀硫酸反應均有氣泡產生，前者是由于Fe與稀硝酸反應生成NO，該反應不是置換反應，后者是由于Fe與稀硫酸發生置換反應生成H2，C項錯誤；D．煙是固體小顆粒，NH3遇到濃鹽酸產生白煙，是由于二者發生反應生成白色固體氯化銨，D項正確；答案選D。13．（2023·重慶九龍坡·重慶市育才中學校考三模）關于非金屬含氧酸及其鹽的性質，下列說法正確的是A．濃具有強吸水性，能吸收糖類化合物中的水分并使其炭化B．等氯的含氧酸鹽均可用于制取氯氣C．加熱與濃混合物可制備，說明比酸性強D．濃和稀與反應的還原產物分別為和，故稀氧化性更強【答案】B【詳解】A．濃硫酸能吸收糖類化合物中的水分并使其炭化是因為濃硫酸具有脫水性，而不是吸水性，A錯誤；B．NaClO和KClO3均可與HCl反應生成氯氣，B正確；C．加熱NaI與濃H3PO4混合物可制備HI，化學方程式為3NaI+H3PO4(濃)Na3PO4+3HI↑，體現了濃H3PO4的難揮發性，難揮發性的酸可制取揮發性的酸，酸性H3PO4<HI，C錯誤；D．濃硝酸和稀硝酸與Cu反應的還原產物分別為NO2和NO，則濃硝酸氧化性更強，D錯誤；故答案選B。14．（2023·河北·校聯考三模）摩爾鹽是分析化學中重要的基準物質，其化學式可表示為(NH4)2Fe(SO4)2?xH2O。為測定其結晶水含量并進一步探究其在惰性氣體氛圍中的熱分解反應過程，現取一定質量的摩爾鹽晶體做熱重分析，繪制出如圖的熱重曲線：已知：①TG=×100%②摩爾鹽在580℃下完全分解，得到紅棕色固體下列說法錯誤的是A．可用K3[Fe(CN)6](鐵氰化鉀)溶液檢驗摩爾鹽中的金屬陽離子B．x=6C．用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗205～420℃間分解產生的氣體，試紙變藍D．摩爾鹽溶液與酸性高錳酸鉀溶液反應的離子方程式為5Fe2++MnO+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O【答案】C【詳解】A．摩爾鹽中含有的金屬陽離子是，能用溶液檢驗，A正確；B．摩爾鹽在下完全分解，得到的紅棕色固體為，設為，則根據鐵元素守恒可知，摩爾鹽在下完全分解，得到的為，質量為，由圖可知，最終，則最初摩爾鹽的質量為，即摩爾鹽的相對分子質量為392，故，解得，B正確；C．加熱首先失去結晶水，失去全部結晶水時的失重率，因為，所以間分解產生的氣體為水，水不能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍，C錯誤；D．摩爾鹽溶液與酸性高錳酸鉀溶液反應的離子方程式為，D正確；故選C。15．（2021·廣東廣州·廣州市培正中學校考三模）在金屬Pt、Cu和銥(Ir)的催化作用下，密閉容器中的可高效轉化酸性溶液中的硝態氮以達到消除污染的目的。其工作原理的示意圖如下：下列說法不正確的是A．Ir的表面發生氧化還原反應，生成時轉移個電子B．導電基體上的Pt顆粒上發生的反應：C．若導電基體上的Pt顆粒增多，有利于降低溶液中的含氮量D．在導電基體上生成NO的反應式為：【答案】C【詳解】A．由原理的示意圖可知，Ir的表面氫氣和N2O發生反應生成N2和H2O，Ir的表面發生反應的方程式為：H2+N2O=N2+H2O，屬于氧化還原反應，N的化合價由+1變為0，故生成1molN2時轉移2NA個電子，故A正確；B．根據圖示，導電基體上的Pt顆粒上，部分得到電子變為，則Pt顆粒上發生的反應：，故B正確；C．導電基體上的Pt顆粒上，部分得到電子變為，仍在溶液中，所以若導電基體上的Pt顆粒增多，不利于降低溶液中的含氮量，故C錯誤；D．導電基體上的Cu顆粒上，得到電子變為NO，則在導電基體上生成NO的反應式為：+3e+4H+═NO↑+2H2O，故D正確；故選：C。16．（2023·全國·高三專題練習）法可用于吸收燃煤發電廠的，同時獲得產品。反應的原理為：。實驗室根據上述反應原理，模擬生產硫酸銨。完成下列填空：(1)搭建如圖裝置，先通入。通入的儀器采用干燥管替代長導管的目的是；然后通入，當液體由紅色變為淺紅色時，立即停止實驗，此時溶液的pH范圍為，不繼續通入直至過量的可能原因是。(2)已知的溶解度曲線如圖。將反應后的混合液進行如下實驗：過濾、蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌烘干。兩次過濾依次得到的物質分別為和；實驗時，烘干溫度不易過高，其原因為。(3)實驗所得的量較少，為提高其產量，工業上可采取的措施是。(任寫一條即可)為了測定樣品中的純度，進行實驗。取1.500g硫酸銨在堿性溶液中反應，蒸餾出生成的氨氣，用硫酸標準液吸收，再用氫氧化鈉標準溶液滴定吸收氨氣后過量的硫酸。(4)若滴定時消耗了的NaOH溶液20.00mL，則該硫酸銨產品的純度為%。(5)若蒸餾出的氨氣中含有較多水蒸氣，則實驗結果將(選填“偏大”“偏小”或“無影響”)。【答案】(1)防倒吸8.210.0防止碳酸鈣生成碳酸氫鈣，使硫酸銨難以分離(2)CaCO3防止分解(3)通入過量的氨氣(答案合理即可)(4)92.4(5)無影響【詳解】（1）氨氣極易溶于水，氨氣溶于水易發生倒吸，通入的儀器采用干燥管替代長導管的目的是防倒吸；然后通入，當液體由紅色變為淺紅色時，立即停止實驗，酚酞在pH為8.2—10.0時呈粉紅色，所以此時溶液的pH范圍為8.2—10.0；碳酸鈣和過量二氧化碳反應生成可溶性的碳酸氫鈣，不繼續通入直至過量的可能原因是防止碳酸鈣生成碳酸氫鈣，使硫酸銨難以分離。（2）將反應后的混合液中含有碳酸鈣沉淀，第一次過濾得到CaCO3沉淀，硫酸銨的溶解度隨溫度降低而減小，硫酸銨溶液蒸發濃縮、冷卻結晶得到晶體，過濾出；銨鹽受熱易分解，烘干溫度不易過高，其原因為防止分解。（3）為提高的產量，工業上可采取的措施是通入過量的氨氣；（4）氨氣、氫氧化鈉共消耗硫酸的物質的量n(H2SO4)=，若滴定時消耗了的NaOH溶液20.00mL，則說明硫酸吸收氨氣的物質的量n(NH3)=，硫酸銨的物質的量為0.0105mol，則該硫酸銨產品的純度為。（5）水蒸氣與硫酸、氫氧化鈉都不反應，若蒸餾出的氨氣中含有較多水蒸氣，實驗結果將無影響。17．（2023·吉林長春·東北師大附中校考模擬預測）利用氮的化合物的同時，有效治理和減少污染是我們面臨的重要課題。(1)NH3和N2H4是氮元素的兩種重要的氫化物。下圖為實驗室模擬尿素法制備水合肼(N2H4·H2O)的流程圖：已知：①N2H4·H2O易溶于水，具有強還原性，易被氧化成N2。②一定條件下，堿性NaClO溶液與尿素溶液反應生成N2H4·H2O。回答下列問題：①結合NH3分子的結構和性質，解釋NH3常用作制冷劑的原因為。②吸收塔內發生反應的離子方程式為。③寫出反應器1中生成水合肼反應的化學方程式為。④反應器1要控制NaClO溶液的用量，其主要目的是。(2)科學家發現可以利用細胞中三種酶處理廢水中含氮粒子，反應過程如圖所示。①反應過程中所涉及N2H4和兩種粒子，其中HNH與ONO相比鍵角較大的粒子為。②用電離方程式表述NH2OH的水溶液顯堿性的原因。(3)鹽酸羥胺(NH2OHC1)是一種常見的還原劑和顯像劑，其化學性質與NH4Cl類似。工業上主要采用圖1所示的方法制備。其電池裝置中含Fe的催化電極反應機理如圖2所示(不考慮溶液體積的變化)。①圖2中N離子的電子式為。②電池工作時，每消耗2.24LNO(標準狀況)，左室溶液質量增加g。【答案】(1)NH3分子間易形成氫鍵，故氨氣易液化；液化的氨氣在氣化時需要破壞氫鍵，吸收大量的熱，因此NH3可被用作制冷劑Cl2+2OH－=Cl－+ClO－+H2OCO(NH2)2+NaClO+2NaOHN2H4·H2O+Na2CO3+NaCl防止過量的NaClO將生成的N2H4·H2O氧化(2)NH2OH+H2ONH3OH++OH－(3)

3.3【詳解】由題給流程可知，氯氣與氫氧化鈉溶液在吸收塔中反應得到次氯酸鈉溶液，次氯酸鈉溶液與尿素在反應器I中，硫酸錳做催化劑作用下，堿性條件下反應得到含有碳酸鈉，氯化鈉和水合肼溶液；（1）①常用作制冷劑的原因：分子間易形成氫鍵，故氨氣易液化；液化的氨氣在氣化時需要破壞氫鍵，吸收大量的熱，因此可被用作制冷劑；②由分析可知，吸收塔內發生反應為氯氣和氫氧化鈉溶液反應生成氯化鈉，次氯酸鈉和水，反應的離子方程式為：；③由分析可知，反應器I中生成水合肼的反應為次氯酸鈉溶液與尿素在硫酸錳催化劑作用下，堿性條件下反應得到含有碳酸鈉，氯化鈉和水合肼，反應的化學方程式為：；④由題中信息可知，水合肼具有還原性，易被氧化成氮氣，若次氯酸鈉溶液過量，會將水合肼氧化，導致產率降低；（2）①中O原子不提供孤電子對為雜化，鍵角大約為120°，中氮氮之間為單鍵，每個氮原子再連兩個氫原子，為雜化，則鍵角大的為；②水溶液顯堿性，是因為可以電離出氫氧根，電離方程式為：；（3）①由題意可知，具體和氨氣類似的弱堿性，可以和鹽酸反應生成鹽酸羥胺，所以缺少的第一步反應為,圖2中N為，電子式為：

；②含Fe的催化電極為正極，電極反應式為：，2.24L的NO標況下是0.1mol，左室增加的質量為0.1molNO和0.3mol氫離子的質量，即。18．（2022秋·山西·高三階段練習）硝酸銨(NH4NO3)既是一種重要的化工產品，又是一種常見的氮肥。某小組以粗氮(主要含氮氣，還含CO2、CO、O2)為原料制備硝酸銨，其簡易流程如圖所示：已知：CH3COO[Cu(NH3)2(醋酸二氨合亞銅)溶液能吸收CO，但易被O2氧化，失去吸收CO的能力；連苯三酚堿性溶液能定量吸收O2，回答下列問題：(1)粗氮“凈化”時，需要通過足量的下列試劑，按氣流從左至右，試劑的正確排序為(填序號)。①堿石灰

②連苯三酚堿性溶液

③醋酸二氨合亞銅溶液(2)“合成氨”中，分離出氨氣，剩余氣體循環利用，其目的是。(3)“催化氧化1”的化學方程式為。該反應發生后，停止加熱，但催化劑一直處于紅熱狀態，說明該反應是反應(填“吸熱”或“放熱”)。(4)“吸收池”中總反應的化學方程式是。(5)“合成池”中氨氣從下部進入，硝酸從上向下噴灑，其目的是。(6)硝酸銨受熱分解生成HNO3、N2和H2O，該分解反應的化學方程式為。【答案】(1)②③①(2)提高原料利用率(或提高產率)(3)放熱(4)(5)增大液體和氣體的接觸面積，提高反應速率(6)【詳解】粗氮凈化后得到純凈氮氣，氮氣與氫氣再合成氨氣，分離出液氨，剩余的氫氣和氮氣重復利用，氨氣被氧氣催化氧化得到NO，NO再被氧化得到NO2，之后NO2、O2和水反應得到硝酸，硝酸再和氨氣反應得到硝酸銨。（1）粗氮中的雜質有CO2、CO、O2及水蒸氣，CH3COO[Cu(NH3)2溶液能吸收CO，但易被O2氧化，失去吸收CO的能力；連苯三酚堿性溶液能定量吸收O2，所以需先用連苯三酚堿性溶液吸收氧氣，再用CH3COO[Cu(NH3)2溶液吸收CO，之后用堿石灰吸收CO2和水蒸氣，所以順序為②③①；（2）合成氨是可逆反應，未反應的N2、H2再循環利用，可提高原料利用率；（3）NH3被催化氧化生成NO，根據電子守恒、元素守恒可得化學方程式為；催化劑保持紅熱狀態，說明氨的催化氧化反應是放熱反應；（4）吸收池中氧氣將NO2完全氧化為硝酸，根據電子守恒、元素守恒可得化學方程式為；（5）采用逆流操作的目的是增大氣體和液體的接觸面積，提高反應速率；（6）根據產物可知該反應中NH和部分NO發生歸中反應生成N2，根據得失電子守恒可知該部分NO和NH的物質的量之比為3∶5，還有一部分NO轉化為HNO3，根據元素守恒可得反應方程式為。19．（2023·福建泉州·福建省泉州第一中學校考模擬預測）Cu與濃反應是中學階段一個重要反應，某興趣小組對實驗中的一些現象及產物進行實驗探究。回答下列問題：(1)Cu與濃反應的離子方程式為。(2)關于該實驗下列說法錯誤的是