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第23讲 氮及其化合物 -备战2023年高考化学【一轮·夯实基础】复习精讲精练
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【复习目标】
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。
【知识精讲】
考点一 氮气及氮的氧化物
1.氮元素存在形态及氮的固定
(1)氮元素在周期表中的位置及氮原子结构
氮元素位于元素周期表的第二周期第ⅤA族。氮原子结构示意图为,最外电子层有5个电子,既不容易得到3个电子,也不容易失去5个电子,因此,氮原子一般通过共用电子对与其他原子相互结合构成物质。
(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)的形式存在于空气中,部分氮元素存在于动植物体内的蛋白质中,还有部分氮元素存在于土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中。
(3)氮的固定
①将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程叫做氮的固定。
②氮的固定分为自然固氮(豆科植物的根瘤菌固氮及放电条件下氮气与氧气化合)和人工固氮(工业上合成氨等)。
【例题1】一种新型的合成氨的方法如图所示,下列说法正确的是( )
A.反应①属于氮的固定
B.反应②属于氧化还原反应
C.反应③可通过电解LiOH溶液实现
D.上述三步循环的总反应为N2+3H2===2NH3
【答案】A
【解析】
反应①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②为Li3N+3H2O===3LiOH+NH3↑,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2N2+6H2O===4NH3+3O2,D项错误。
2.氮气
(1)物理性质:eq \a\vs4\al(无)色eq \a\vs4\al(无)味气体,密度比空气的略小,eq \a\vs4\al(难)溶于水。
(2)化学性质
氮分子内两个氮原子间以共价三键(N≡N)结合,断开该化学键需要吸收较多能量,故氮气的化学性质很稳定,通常情况下难以与其他物质发生化学反应,无法被大多数生物体直接吸收。
写出有关化学方程式:
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。
【例题2】(2022·葫芦岛模拟)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N2→NO→NO2→HNO3→硝酸盐
D.NO与O2反应生成NO2属于氮的固定
【答案】C
【解析】
N≡N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。
3.氮的氧化物
(1)氮有多种价态的氧化物:N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等,其中属于酸性氧化物的是N2O3、N2O5。
(2)NO和NO2性质的比较
注意:
①NO只能用排水法收集,不能用排空气法收集;而NO2只能用向上排空气法收集,不能用排水法收集。
②NO2气体存在平衡:2NO2N2O4,故常温时没有纯净的NO2或N2O4气体。
③NO2虽然与水反应生成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能使湿润的淀粉-碘化钾试纸变蓝,原因是二氧化氮先与水反应生成HNO3,HNO3再将碘化钾氧化为I2,最终淀粉遇I2变蓝。
【例题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
【答案】C
【解析】
该过程中涉及的反应有2NO+O2===2NO2、3NO2+H2O===2HNO3+NO,可将两个方程式“合并”为4NO+3O2+2H2O===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eq \f(m,2)体积的NO气体与n体积的O2恰好完全反应。
4NO+3O2+2H2O===4HNO3
4 3
eq \f(m,2) n
4∶eq \f(m,2)=3∶n,解得m∶n=8∶3。
【例题4】在一定条件下,将NO2和O2的混合气体12 mL通入足量水中,充分反应后剩余2 mL气体(同温同压下),则原混合气体中氧气的体积可能为( )
①1.2 mL ②2.4 mL ③3 mL ④4 mL
A.①② B.②③
C.③④ D.①④
【答案】D
【解析】
首先分析剩余的2 mL气体有两种可能。如果剩余2 mL O2,则V(NO2)=eq \f(4,5)×(12-2)mL=8 mL,则混合气体中:V(O2)=12 mL-8 mL=4 mL;若剩余的2 mL气体是NO,则混合气体中的V(O2)=(12 mL-2 mL×3)×eq \f(1,5)=1.2 mL,D项正确。
【归纳总结】氮的氧化物和O2、H2O反应的计算方法
(1)关系式法
①NO2和O2混合气体溶于水的计算:
由4NO2+O2+2H2O===4HNO3可知:
②NO与O2同时通入水中:
由4NO+3O2+2H2O===4HNO3可知:
V(NO)∶V(O2)eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(4∶3 剩余NO))
③NO2、NO、O2三种混合气体通入水中:
a.可先将NO和O2转化为NO2,再按上述各种情况分别处理。
b.也可先将NO2和H2O反应转化为NO,再按4NO+3O2+2H2O===4HNO3情况处理。
(2)得失电子守恒法
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。
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: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,随雨雪降到地面。
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),一般适合工业尾气中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)。
【例题5】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。
NOxeq \(――→,\s\up11([O]),\s\d4(反应①))N2O5eq \(――→,\s\up11(H2O),\s\d4(反应②))HNO3eq \(――→,\s\up11(NH3),\s\d4(反应③))烟(一种雾霾)。
有关该雾霾的叙述正确的是( )
A.NOx为酸性氧化物,可形成酸雨
B.反应②是氧化还原反应
C.NH3是形成该雾霾的催化剂
D.NH3可能来自过度施用氮肥
【答案】D
【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②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。
【例题6】雾霾含有大量的污染物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( )
A.Na2S2O4中S元素的化合价为+3
B.装置Ⅱ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Ⅲ进行电解,Ce3+在阴极反应,使Ce4+得到再生
D.装置Ⅳ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
【答案】C
【解析】
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 ml,在装置Ⅱ中发生反应:NO+2H2O+3Ce4+===3Ce3++NOeq \\al(-,3)+4H+,NO+H2O+Ce4+===Ce3++NOeq \\al(-,2)+2H+,可见两个反应都是消耗1 ml H2O,会产生2 ml H+,则反应消耗2 ml H2O,就产生4 ml 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。
【例题7】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。
NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2O(ⅰ)
2NO2+2NaOH===NaNO2+NaNO3+H2O(ⅱ)
(1)用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物,反应的化学方程式如下:
①在反应(ⅰ)中,氧化剂是________。在反应(ⅱ)中,氧化剂和还原剂的物质的量之比为________。
②由反应(ⅱ)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_________________________________________________________。
【答案】
(1)①NO2 1∶1
②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)2NO+2COeq \(=====,\s\up7(催化剂))N2+2CO2
(3)6NO2+8NH3eq \(=======,\s\up11(一定条件),\s\d4( ))7N2+12H2O
【解析】
(1)①在反应(ⅰ)中NO2中的氮元素化合价降低做氧化剂;在反应(ⅱ)中氧化剂和还原剂都是NO2,它们的物质的量之比为1∶1。②二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。
考点二 氨和铵盐
1.氨的分子结构和物理性质
2.氨的化学性质
(1)氨气与水的反应
NH3+H2ONH3·H2ONHeq \\al(+,4)+OH-,氨气溶于水得氨水。
①氨水中含有的粒子:NH3·H2O、NH3、H2O、NHeq \\al(+,4)、OH-、H+。
②NH3·H2O为可溶性一元弱碱,易挥发,不稳定,易分解:NH3·H2ONH3↑+H2O。
(2)氨气与酸的反应
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:HCl+NH3===NH4Cl、NH3+HNO3===NH4NO3。
b.与CO2等酸性氧化物反应:
NH3+CO2+H2O===NH4HCO3或2NH3+CO2+H2O===(NH4)2CO3。
(3)氨气与盐溶液的反应
(4)氨气的还原性
①催化氧化:4NH3+5O2eq \(=====,\s\up11(催化剂),\s\d4(△))4NO+6H2O
②被CuO氧化:2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O
③被氯气氧化:2NH3+3Cl2===N2+6HCl或8NH3+3Cl2===N2+6NH4Cl
(5)氨的用途
①液氨汽化时吸收大量的热,故用作制冷剂。
②制氮肥、硝酸、铵盐、纯碱等。
3.铵盐及NHeq \\al(+,4)的检验
(1)铵盐的物理性质
铵盐都是白色固体,绝大多数铵盐都易溶于水。
(2)铵盐的化学性质
注意:
①铵盐受热都能分解,但不是所有的铵盐分解都能生成NH3,如2NH4NO3O2↑+2N2↑+4H2O。
②制氨时铵盐不选(NH4)2CO3、NH4HCO3、NH4NO3等,因它们受热易分解,使产生的NH3中混有较多的杂质气体,另外NH4NO3易爆炸;选碱时,用Ca(OH)2而不用NaOH或KOH,因NaOH、KOH具有吸湿性,易结块,不利于产生氨,且在高温下均能腐蚀玻璃。
(3)NHeq \\al(+,4)的检验
【例题8】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的是( )
【答案】A
【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,NH3+H2ONH3·H2ONHeq \\al(+,4)+OH-,氨水呈碱性,NH3·H2O是碱,NH3不属于碱。
【例题9】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
【答案】D
【解析】
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,pH=11的氨水中c(OH-)=10-3 ml·L-1,稀释1000倍,测得pH>8,c(OH-)>10-6 ml·L-1,说明稀释时电离平衡正向移动,所以NH3·H2O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。
4.氨气的实验室制法
(1)常规方法
(2)简易方法
注意:
①干燥氨气不能用无水CaCl2因:8NH3+CaCl2===CaCl2·8NH3,通常用碱石灰干燥氨气。
②吸收氨气时要注意防止倒吸
可用于吸收氨气并能防倒吸的常用装置为
【例题10】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________。
①密度 ②颜色 ③溶解性 ④热稳定性 ⑤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_____________。
【答案】
(1)B
(2)C
(3)②④
(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
【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NH3+H2ONH3·H2ONHeq \\al(+,4)+OH-,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,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:②④;
(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。
【例题11】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) ΔHN,则O2的氧化性强于N2,D选项正确;
答案选B。
6.(2022·全国·高三专题练习)氯化汞与氨水发生反应,相关物质的化学用语正确的是( )
A.的结构示意图为B.的结构式为
C.NH3的电子式为D.中N的化合价为
【答案】B
【详解】
A.氯离子的核电荷数为17,核外3个电子层,最外层电子数为8,离子的结构示意图为,故A错误;
B.铵根离子带一个单位正电荷,结构式为,故B正确;
C.氨分子为共价化合物,电子式为,故C错误;
D.由化合价的代数和为0可知,中氮元素的化合价为—3价,故D错误;
故选B。
7.(2022·上海金山·二模)由于氯化铵的市场价格过低,某制碱厂在侯氏制碱基础上改进的工艺如图:
有关该制碱工艺描述错误的是( )
A.原料是饱和NaCl(aq)、CO2B.NH3循环使用
C.X可能是石灰乳D.产品是Na2CO3和CaCl2
【答案】A
【分析】由制碱工艺图可知,“侯氏制碱法” 是向饱和食盐水中通入氨气和二氧化碳,获得碳酸氢钠晶体,再将所得碳酸氢钠晶体加热分解后即可得到纯碱,它的反应原理可用下列化学方程式表示: NaCl (饱和) +NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl, 2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O;再由X加到NH4Cl中加热生成氨气和氯化钙溶液,可推知X为氢氧化钙,以此来解析;
【详解】
A.由制碱工艺图可知,原料是食盐、NH3、CO2、水还有石灰乳,A错误;
B.由制碱工艺图可知,氨气循环使用,B正确;
C.根据以上分析,X为氢氧化钙,可以是石灰乳,C正确;
D.由制碱工艺图可知,产品是纯碱和氯化钙,D正确;
故选A。
8.(2022·江苏·南京外国语学校高三阶段练习)氮元素广泛应用于生产生活中,、、NO、、等是氮的重要化合物,具有较强的还原性;与能相互转化,热化学方程式为 。水合肼()是重要的氢能源稳定剂,其制备的反应原理为:。下列装置和操作不能达到实验目的的是( )
A.在装置甲的圆底烧瓶中加入生石灰制取
B.用装置乙作为反应过程的安全瓶
C.制备水合肼时先将NaClO溶液加入锥形瓶再在b口通入
D.用装置丁吸收反应中过量的
【答案】C
【详解】
A.在装置甲的圆底烧瓶中加入生石灰,生石灰与水反应生成氢氧化钙,且反应放热。浓氨水遇放氢氧化钙出氨气,在装置甲的圆底烧瓶中加入碱石灰制取NH3,故A项正确;
B.氨气易溶于水,为防止倒吸,装置乙作为反应过程的安全瓶,故B项正确;
C.制备水合肼时,先将NaClO溶液加入分液漏斗中,以便控制反应速率。同时氨气密度比空气小,为有利于氨气和NaClO溶液反应,从装置丙的a口通入NH3,故C项错误;
D.氨气会污染环境,用装置丁吸收反应中过量的NH3,并能防倒吸,故D项正确。
故答案选C。
9.(2020·河南省实验中学高三期中)雾霾含有大量的污染物SO2、NO。工业上变“废”为宝,吸收工业尾气SO2和NO,可获得Na2S2O3和NH4NO3产品的流程图如图(Ce为铈元素):
下列说法错误的是( )
A.Na2S2O4中S元素的化合价为+3
B.装置Ⅱ消耗36g水生成4NA个H+(NA代表阿伏伽德罗常数)
C.装置Ⅲ进行电解,Ce3+在阴极反应,使Ce4+得到再生
D.装置Ⅳ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
【答案】C
【详解】
A.根据化合物中元素化合价代数和等于0,由于Na是+1价,O为-2价,所以Na2S2O4中S元素的化合价为+3,A正确;
B.36 g水的物质的量是2 ml,在装置II中发生反应:NO+2H2O+3Ce4+=3Ce3++NO+4H+,NO+H2O+Ce4+=Ce3++NO+2H+,可见两个反应都是消耗1 ml H2O,会产生2 ml H+,则反应消耗2 ml H2O,就产生4 ml H+,生成H+的数目等于4 NA个,B正确;
C.Ce3+在阳极上发生失电子的反应使Ce4+再生,C错误;
D.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;
故选C。
10.(2022·全国·高三专题练习)化学小组探究铜与硝酸反应的快慢及产物。
资料:铜与浓反应一旦发生就变快,生成的可溶于水形成(弱酸),反应就加快。
下列说法正确的是( )
A.与反应生成和NO
B.亚硝酸能加快反应速率,是因为亚硝酸可做铜与硝酸反应的催化剂
C.I中反应慢的原因可能是因为稀硝酸不能将NO氧化为,体系中不能生成
D.分别向1mL浓硝酸中加入几滴30%溶液或一定量固体,再加入铜片,预计反应均较慢
【答案】C
【详解】
A.根据得失电子守恒可知,与反应应该是发生歧化反应,氮元素的化合价应该有升有降,不能只下降,生成低价态的和NO,应该生成HNO3和NO,A错误;
B.根据实验现象和资料,亚硝酸可以加快反应速率,但不一定是催化剂,催化剂要在反应前后的性质和质量保持不变,B错误;
C.稀硝酸的氧化性比浓硝酸弱,不能氧化NO,因此也不能产生HNO2,故I中反应慢的原因可能是因为稀硝酸不能将NO氧化为,体系中不能生成,C正确;
D.过氧化氢和HNO2发生氧化还原反应,因此HNO2浓度减小甚至为0,反应速率减慢,但加入亚硝酸钠,可以增大体系中HNO2含量,反应速率会加快,D错误;
故答案为:C。
11.(2022·上海市敬业中学高三阶段练习)部分含氮物质的分类与相应氮元素的化合价关系如图所示,下列说法错误的是( )
A.从氮元素的化合价角度考虑:a具有还原性
B.b、c都是大气污染物,可引起光化学烟雾
C.d的稀溶液与金属银反应可生成b
D.a与d形成的化合物对水的电离没影响
【答案】D
【详解】
A.a中N的化合价为最低价-3价,在反应中具有失电子的还原性,A选项正确;
B.NO、NO2都是大气污染物,可引起光化学烟雾,B选项正确;
C.Ag可以将稀硝酸还原为+2价的NO,C选项正确;
D.a、d形成的化合物为NH4NO3,铵根离子水解,促进水的电离,D选项错误;
答案选D。
12.(2022·四川成都·一模)下列有关制取气体的设计方案正确的是( )
A.AB.BC.CD.D
【答案】B
【详解】
A.氨气极易溶于水,密度比空气小,因此一般采用向下排空气法收集氨气,故A错误;
B.亚硫酸钠与浓硫酸反应生成SO2,可用氯化钙干燥,其密度比空气大,用向上排空气法收集,故B正确;
C.CO2是酸性气体,③中碱石灰会吸收二氧化碳,且其密度比空气大,向上排空气法收集,故C错误;
D.二氧化锰和浓盐酸反应生成氯气需要加热,所以该装置不能得到氯气,故D错误;
故选:B。
13.(2022·浙江·模拟预测)下列方案设计、现象和结论有正确的是( )
A.AB.BC.CD.D
【答案】D
【详解】
A.与溴蒸气均能把碘离子氧化为碘单质,故分别通入淀粉KI溶液中,均能变蓝,A错误;
B.铵根与亚硝酸根离子能在水溶液中发生归中反应产生氮气。则:将固体混合物溶于水,加入足量浓NaOH溶液,加热,用红色湿润石蕊试纸检验产生的气体,若试纸不变蓝,不能说明固体中不存在铵盐,B错误;
C.在溶液中加入溶液不发生反应,在酸性条件下,氢离子、亚硫酸根离子和硫离子发生反应生成硫和水,溶液出现淡黄色沉淀, C错误;
D.氯酸钾、硝酸银和亚硝酸钠反应生成氯化银白色沉淀,则:取用火柴头浸泡过的溶液,加溶液、稀硝酸和溶液,若出现白色沉淀,说明有氯元素, D正确;
答案选D。
14.(2022·全国·高三专题练习)硫酸工业尾气(含有SO2、SO3)可以使用氨水进行吸收,防止了有害物质的排放,同时生产副产品氮肥。已知吸收尾气后的氨水全部转化为含三种铵盐的溶液。为测定此铵盐溶液的成分,设计如下实验。
下列说法错误的是( )
A.每份铵盐溶液中n[(NH4)2SO3]+n(NH4HSO3)=0.9ml
B.沉淀C中BaSO3的质量为195.3g
C.每份铵盐溶液中n[(NH4)2SO4]=0.1ml
D.铵盐溶液中c[(NH4)2SO3]:c(NH4HSO3):c[(NH4)2SO4]=4:5:1
【答案】D
【分析】吸收尾气后的氨水全部转化为含三种铵盐的溶液,推测可能含有亚硫酸根离子、亚硫酸氢根离子、硫酸根离子。分两份后,向其中一份铵盐中加入足量硫酸产生气体,说明该气体为SO2,即n(SO2)=0.9ml,也说明在该铵盐中含有(NH4)2SO3、NH4HSO3中至少一种;另一份相同体积的溶液中加入足量Ba(OH)2,产生1.6ml气体,推测该气体为NH3,即n(NH3)=1.6ml;同时产生沉淀218.6g。若沉淀完全是BaSO3,其质量应是0.9ml×217g/ml=195.3g100℃)全部收集并冷却。气体全部反应无剩余,得到一种一元强酸的水溶液(其中酸与水的物质的量之比1∶1)写出该结晶水合物受热分解的化学方程式____________________________。
(5)设计实验证明D溶液的阴离子(OH-除外)____________。
【答案】
(1)Al4C3•AlN(Al5C3N)
(2)CH4+4CuOCO2+2H2O+4Cu
(3)CO2+OH-=HCO、CO2+2H2O+AlO=HCO+Al(OH)3↓
(4)2[Cu(NO3)2•3H2O]2CuO+4NO2↑+O2↑+6H2O
(5)取少量溶液D于试管中,加入浓硫酸,无明显现象;再加入Cu,若出现红棕色气体,则含有NO
【分析】由溶液A能与过量二氧化碳反应生成白色胶状沉淀,白色胶状沉淀灼烧得到的白色粉末可知,溶液A为偏铝酸钠溶液、白色胶状沉淀为氢氧化铝、白色粉末E为氧化铝,氧化铝的物质的量为=0.25ml,铝元素的物质的量为0.5ml,则18.5g固体X中含有0.5ml铝元素;混合气体A冷却可得到液体B,则B易液化,B经催化氧化,再被水吸收得到的一元强酸C,C能与铜反应得到蓝色溶液,B为氨气,C为硝酸,D为硝酸铜,则固体X中含有氮元素;6.72L气体B即=0.3ml气体B能与氧化铜共热反应生成120℃时的无色无味气体24g,无色无味气体能与足量石灰水反应生成30g白色沉淀,白色沉淀为碳酸钙,则固体X中含有碳元素,由碳原子个数守恒可知,二氧化碳的物质的量为=0.3ml,质量为0.3ml44g/ml=13.2g,气体B则为烃,无色无味气体中的另外一种气体为水蒸气,质量为24g-13.2g=10.8g,水蒸气的物质的量为=0.6ml,则B中碳原子和氢原子的原子个数比为0.3ml:0.6ml×2=1:4,B为甲烷;混合气体A的体积为8.96L,物质的量为=0.4ml,则氨气的物质的量为0.4ml-0.3ml=0.1ml,综上分析,X中含0.5ml铝元素、0.3ml碳元素、0.1ml氮元素,固体X中铝元素、碳元素、氮元素的物质的量比为:0.5ml:0.3ml:0.1ml=5:3:1,固体X的质量为18.5g,物质的量为0.1ml,固体X的化学式为Al5C3N,改写可得Al4C3·AlN。
(1)由分析可知,固体X的化学式为Al4C3·AlN(Al5C3N)。
(2)由分析可知,甲烷与足量氧化铜共热反应生成铜、二氧化碳和水,反应的化学方程式为:CH4+4CuOCO2+2H2O+4Cu。
(3)溶液A通入过量二氧化碳时发生的反应为:过量二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成碳酸氢钠、过量二氧化碳与偏铝酸钠溶液反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠,反应的离子方程式为:CO2+OH-=HCO、CO2+2H2O+AlO=HCO+Al(OH)3↓。
(4)D为硝酸铜,将D溶液通过一系列操作获得结晶水合物(含有结晶水的盐),加热该结晶水合物产生两种气体,生成有色混合气体,有色气体为二氧化氮,将生成的有色混合气体(>100℃)全部收集并冷却,气体全部反应无剩余,得到一种一元强酸的水溶液,一元强酸为硝酸,生成的两种气体为二氧化氮和氧气,二氧化氮和氧气在水溶液中完全反应的方程式为4NO2+O2+2H2O=4HNO3,由硝酸溶液中硝酸与水的物质的量之比1:1可知,气体中还有水,二氧化氮、氧气和水的物质的量比为4:1:6,则硝酸铜结晶水合物的化学式为Cu(NO3)2·3H2O,受热分解的化学方程式为:2[Cu(NO3)2•3H2O]2CuO+4NO2↑+O2↑+6H2O。
(5)实验室用铜与浓硝酸反应生成红棕色气体的方法检验硝酸根离子,则检验硝酸铜溶液中的硝酸根离子的操作为取少量溶液于试管中,加入浓硫酸,无明显现象;再加入铜,若产生红棕色气体,则含有NO。
19.(2022·浙江·高三专题练习)党十九大报告中首次将树立和践行“绿水青山就是金山银山”的理念写入党代会报告,治理污染减少排放具有十分重要的意义。回答下列问题:
(1)下面是消除NOx排放的三个案例:
①利用纯碱溶液可以吸收硝酸厂废气中的NO和NO2[n(NO):n(NO2)=1:1],该过程中发生反应的化学方程式为___________________________。
②三元催化可以将汽车尾气中的CO和NOx进行净化处理,该过程中发生反应的化学方程式为___________________________。
③利用尿素消除NOx污染的转化反应为Ⅰ.,Ⅱ.无污染气体。尿素中C元素的化合价___________,反应Ⅱ的化学方程式为___________________________。
(2)为测定热电厂排放气中SO2的含量,进行了如下实验:标准状况下,将排放气匀速通入100mL0.5ml/L酸性溶液中。若排放气的流速为,经过bmin溶液恰好褪色,则该排放气中SO2的含量为___________g/L。
(3)通过如下流程可实现SO2和NO综合处理并获得保险粉()和硝铵。
①装置Ⅲ中生成与的物质的量之比为___________。
②装置Ⅳ中溶液含有和,欲将cL该溶液完全转化为硝铵,需要通入与的体积比为___________(同温同压下)。
【答案】
(1) +4
(2)
(3)2:1
【解析】
(1)①利用纯碱溶液可以吸收硝酸厂废气中的NO和NO2[n(NO):n(NO2)=1:1],反应生成亚硝酸钠、二氧化碳,该过程中发生反应的化学方程式为;故答案为:。
②三元催化可以将汽车尾气中的CO和NOx进行净化处理,反应生成二氧化碳和氮气,该过程中发生反应的化学方程式为;故答案为:。
③根据化合价分析尿素中H为+1价,N为−3价,则C元素的化合价+4价,反应Ⅱ生成氮气、二氧化碳和水,其化学方程式为;故答案为:。
(2)根据题意建立关系式2~5SO2,100mL0.5ml/L酸性溶液经过bmin恰好褪色,则消耗二氧化硫物质的量为0.125ml,质量为0.125ml×64g∙ml−1=8g,若排放气的流速为,则该排放气中SO2的含量为;故答案为:。
(3)①装置Ⅲ中发生与反应生成与,根据化合价升降守恒分析到化合价升高1个价态,每生成1ml转移1ml电子,到化合价降低1个价态,每得到1ml转移2ml电子,根据得失电子守恒,与的物质的量之比为2:1;故答案为:2:1。
②装置Ⅳ中溶液含有和,欲将cL该溶液完全转化为硝铵,则溶液中亚硝酸根有acml,根据得失电子守恒需要用氧气物质的量为,根据质量守恒需要氨气物质的量为acml+bcml,因此需要通入与的体积比为;故答案为:。
20.(2021·山东·菏泽一中高三期中)研究硝酸工业尾气的处理对环境保护和资源的开发利用有重要意义。一种利用硝酸尾气初步处理后获得的高浓度NOx(NO、NO2)气体制备NaNO2、NaNO3的工艺流程如下:
已知:NaNO2在酸性条件下能发生歧化反应。
回答下列问题:
(1)“碱吸收”过程中发生反应的离子方程式为___________________________。
(2)蒸发I产生的蒸气中含有少量的NaNO2等有毒物质,不能直接排放,将其冷凝后用于流程中的___________(填操作名称)最合理。
(3)“转化”时加入稀HNO3发生反应的化学方程式为___________________________。
(4)若将NaNO2、NaNO3两种产品的物质的量之比设为2:1,则生产2.76吨NaNO2时,Na2CO3的理论用量为___________吨(假定Na2CO3恰好完全反应)。
(5)工业制硝酸尾气中的NOx(NO、NO2)常用NaOH溶液吸收,反应的化学方程式为:NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O;2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O。硝酸尾气中的NOx,通入足量NaOH溶液中充分反应后气体没有剩余,则:
①NOx的x的取值范围为___________;
②反应后溶液中n(NO):n(NO)=___________(用含x的代数式表示)。
【答案】
(1)CO+NO+NO2=2NO+CO2
(2)溶碱
(3)2HNO3+3NaNO2=3NaNO3+2NO↑+H2O
(4)3.18
(5)1.5≤x<2 (5-2x):(2x-3)
【分析】由题给流程可知,将碳酸钠溶于水配成溶液,碳酸钠溶液吸收烟气中的一氧化氮和二氧化氮得到含有亚硝酸钠的中和液,中和液经蒸发、结晶、过滤得到亚硝酸钠固体和母液Ⅰ;向母液中加入稀硝酸,将亚硝酸钠氧化为硝酸钠得到含有硝酸钠的转化液,转化液经蒸发、结晶、过滤得到硝酸钠固体和母液Ⅱ,为防止污染环境,母液Ⅱ需回收。
(1)由分析可知,“碱吸收”过程中发生的反应为碳酸钠溶液与烟气中的一氧化氮和二氧化氮反应生成亚硝酸钠和二氧化碳,反应的离子方程式为CO+NO+NO2=2NO+CO2,故答案为:CO+NO+NO2=2NO+CO2;
(2)由亚硝酸钠在酸性条件下能发生歧化反应可知,蒸发I产生的蒸气冷凝后用于流程中的溶碱步骤,即可以防止亚硝酸钠发生歧化反应,也可以使亚硝酸钠循环利用,提高产率,故答案为:溶碱;
(3)由分析可知,“转化”时加入稀硝酸发生的反应为亚硝酸钠与稀硝酸反应生成硝酸钠、一氧化氮和水,反应的化学方程式为2HNO3+3NaNO2=3NaNO3+2NO↑+H2O,故答案为:2HNO3+3NaNO2=3NaNO3+2NO↑+H2O;
(4)2.76吨亚硝酸钠的物质的量为=4×104ml,由两种产品的物质的量之比设为1:2可知,硝酸钠的物质的量为4×104ml×=2×104ml,由钠原子个数守恒可知,反应消耗碳酸钠的质量为(4×104ml+2×104ml) ××106g/ml×10—6t/g=3.18t,故答案为:3.18;
(5)①由方程式可知,二氧化氮能与氢氧化钠反应生成硝酸钠和亚硝酸钠,则NOx中x<2;一氧化氮和二氧化氮的物质的量比小于1:1时,NOx能氢氧化钠溶液吸收,则x≥=1.5,所以通入足量氢氧化钠溶液中充分反应后气体没有剩余时,NOx的x的取值范围为1.5≤x<2,故答案为:1.5≤x<2;
②由得失电子数目守恒和原子个数守恒可知,硝酸尾气中的NOx通入足量氢氧化钠溶液中充分反应后气体没有剩余的反应为2NOx+2NaOH=(2x-3)NaNO3+(5-2x)NaNO2+H2O,由方程式可知,溶液中n(NO):n(NO)=(5-2x):(2x-3),故答案为:(5-2x):(2x-3)。
21.(2022·全国·高三专题练习)叠氮化钠(NaN3)是一种防腐剂和分析试剂,在有机合成和汽车行业也有重要应用。学习小组对叠氮化钠的制备和产品纯度测定进行相关探究。
查阅资料:
I.氨基钠(NaNH2)熔点为208℃,易潮解和氧化;N2O有强氧化性,不与酸、碱反应;叠氮酸(HN3)不稳定,易分解爆炸。
II.2HNO3+8HCl+4SnCl2=4SnCl4+5H2O+N2O↑,2NaNH2+N2ONaN3+NaOH+NH3。
回答下列问题:
(1)制备NaN3
①按气流方向,上述装置合理的连接顺序为a→_______→_______→_______→_______→b→c→h(填仪器接口字母)。
②D的作用为_______________。
③实验时E中生成SnO2·xH2O沉淀,反应的化学方程式为_______________________。
④C处充分反应后,停止加热,需继续进行的操作为_______________,其目的为_______________。
(2)用如图所示装置测定产品纯度(反应原理为:ClO-+2N+H2O=Cl-+3N2 ↑+2OH-)
①仪器F的名称为_______;
②管q的作用为_______________________。
③若G的初始读数为37.20mL、末读数为1.20mL,本实验条件下气体摩尔体积为VmL·ml-1,则产品中NaN3的质量分数为_______________。
【答案】
(1)f g d e 吸收N2O中混有的HNO3和水蒸气
SnCl2+N2O+(x+1)H2O=SnO2·xH2O↓+N2+2HCl
继续通入N2O至三颈瓶冷却后,关闭分液漏斗活塞 防止E中液体倒吸入B中
(2)蒸馏烧瓶 减小测定气体体积时的误差、使恒压滴液漏斗中的液体顺利流下 ×100%
【分析】
A装置中稀HNO3与SnCl2与盐酸的混合液反应制备N2O,由于HNO3具有挥发性,所制N2O中混有HNO3(g)和H2O(g),而NaNH2易潮解和氧化,D装置中碱石灰可除去N2O中混有的HNO3(g)和H2O(g),C装置中NaNH2与N2O共热反应制备NaN3,B装置中浓硫酸可防止E中H2O(g)进入C装置中、同时吸收C装置中反应生成的NH3,最后用足量SnCl2溶液吸收多余的N2O。
(1)①根据分析,按气流方向,装置的合理连接顺序为a→f→g→d→e→b→c→h;答案为:f→g→d→e。
②由于HNO3具有挥发性,所制N2O中混有HNO3(g)和H2O(g),而NaNH2易潮解和氧化,故D装置中碱石灰用于吸收N2O中混有的HNO3(g)和H2O(g);答案为:吸收N2O中混有的HNO3和水蒸气。
③N2O有强氧化性,不与酸、碱反应,N2O将SnCl2氧化生成SnO2∙xH2O,自身被还原成N2,N元素的化合价由+1价降至0价,Sn元素的化合价由+2价升至+4价,根据得失电子守恒、原子守恒,反应的化学方程式为N2O+SnCl2+(x+1)H2O=SnO2∙xH2O↓+N2+2HCl;答案为:N2O+SnCl2+(x+1)H2O=SnO2∙xH2O↓+N2+2HCl。
④C处充分反应后,停止加热,需继续进行的操作为继续通入N2O至三颈瓶冷却后,关闭分液漏斗活塞,其目的是防止E中液体倒吸入B中;答案为:继续通入N2O至三颈瓶冷却后,关闭分液漏斗活塞;防止E中液体倒吸入B中。
(2)①根据仪器F的结构特点知,F的名称为蒸馏烧瓶;答案为:蒸馏烧瓶。
②管q将恒压滴液漏斗上下相连,其作用是减小测定气体体积时的误差、使恒压滴液漏斗中的液体顺利流下;答案为:减小测定气体体积时的误差、使恒压滴液漏斗中的液体顺利流下。
③若G的初始读数为37.20mL、末读数为1.20mL,则反应生成N2的体积为37.20mL-1.20mL=36.00mL,实验条件下气体摩尔体积为VmL·ml-1,则N2物质的量为=ml,根据反应原理ClO-+2N+H2O=Cl-+3N2 ↑+2OH-,NaN3物质的量为×ml=ml,产品中NaN3的质量分数为=×100%;答案为:×100%。
22.(2022·全国·高三专题练习)氮化钙()是一种重要试剂,常温下为棕色固体,在空气中会被氧化,遇水强烈水解,产生刺激性气味气体。实验室设计如下装置用Ca与反应制备,并对纯度进行测定。回答下列问题:
I.的制备
(1)仪器a的名称为___________,E装置的主要作用是___________。
(2)实验开始时应首先点燃___________(填“A”或“C”)处酒精灯,当观察到___________时点燃另一处酒精灯。
II.纯度的测定(已知所含的杂质不与水反应产生气体)
(3)方案一:
①按图1所示连接装置,检查装置气密性后加入试剂。
②测定虚线框内装置及试剂的质量;
③关闭____ (填“”或“”,下空同),打开____,用分液漏斗加入足量水,至不再产生气体;
④___________;
⑤再次测定虚线框内装置及试剂的质量。则产品中的质量分数表达式为___________。
(4)方案二:按图2所示连接装置,检查装置气密性后加入试剂。打开分液漏斗活塞向三颈烧瓶中加入蒸馏水,打开K持续通入水蒸气,将产生的氨全部蒸出,并用100mL 1.00的稀硫酸标准溶液完全吸收(液体体积变化忽略不计),从烧杯中量取10.00mL的吸收液注入锥形瓶中,用1.00 NaOH标准溶液滴定过量的稀硫酸,到终点时消耗12.60mL NaOH溶液。则产品中的质量分数为___________%。(结果保留一位小数)
【答案】
(1)蒸馏烧瓶 液封(或隔绝空气中的氧气进入硬压玻璃管与Ca和反应)
(2)A E装置中有均匀的气泡产生
(3) 打开,通一段时间的
(4)91.3
【分析】
Ca3N2的制备实验中,A装置中饱和NH4Cl溶液和NaNO2共热反应制备N2,B装置中碱石灰用于干燥N2,C装置中Ca与N2加热反应制备Ca3N2,D装置中的碱石灰防止E中水蒸气进入C中与Ca和Ca3N2反应,E装置的作用是液封、隔绝空气中的氧气进入硬压玻璃管与Ca和Ca3N2反应。
(1)根据仪器a的结构特点,仪器a的名称为蒸馏烧瓶;由于Ca是活泼的金属单质,常温下能与空气中的O2等反应,Ca3N2在空气中会被氧化,故E装置的主要作用是:液封、隔绝空气中的氧气进入硬压玻璃管与Ca和Ca3N2反应;答案为:蒸馏烧瓶;液封(或隔绝空气中的氧气进入硬压玻璃管与Ca和Ca3N2反应)。
(2)由于Ca、Ca3N2都能与空气中的O2、H2O(g)等反应,故实验开始时应首先点燃A处的酒精灯,利用N2排尽装置中的空气,当观察到E装置中有均匀的气泡产生时点燃另一处酒精灯;答案为:A;E装置中有均匀的气泡产生。
(3)根据图1装置知,方案一的原理是Ca3N2与H2O反应产生NH3,U型管中碱石灰除去NH3中的H2O(g),浓硫酸的增重为反应生成NH3的质量,由NH3的质量结合N守恒测定Ca3N2的纯度;故①按图1所示连接装置,检查装置气密性后加入试剂;②测定虚线框内装置及试剂的质量m1;③关闭K1,打开K2,用分液漏斗加入足量水,至不再产生气体;④打开K1,通一段时间的N2,将反应生成的NH3全部驱赶至浓硫酸中,被浓硫酸完全吸收;⑤再次测定虚线框内装置及试剂的质量m2;反应生成NH3的质量为(m2-m1)g,根据N守恒,Ca3N2的质量为=,产品中Ca3N2的质量分数为=;答案为:K1;K2;打开K1,通一段时间的N2;。
(4)方案二的原理是Ca3N2与H2O反应产生NH3,打开K持续通入水蒸气,将产生的氨全部蒸出,NH3完全被稀硫酸标准溶液吸收,然后用NaOH滴定过量硫酸溶液,则与NH3反应的硫酸=硫酸的总量-与NaOH反应的硫酸,根据方程式、结合原子守恒测定Ca3N2的纯度;10.00mL溶液中过量硫酸物质的量n(H2SO4)过量=n(NaOH)=×1ml/L×0.01260L=0.0063ml,与NH3反应的硫酸物质的量为1ml/L×0.1L-0.0063ml×=0.037ml,根据反应2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4以及N守恒,Ca3N2物质的量为0.037ml,产品中Ca3N2的质量分数为=91.3%。答案为:91.3。
NO
NO2
物理
性质
颜色
无色
红棕色
毒性
有毒(跟血红蛋白结合),大气污染物之一
有毒、有刺激性气味的气体、大气污染物之一
溶解性
不溶于水
易溶于水
化学
性质
与O2反应
2NO+O2===2NO2
—
与H2O反应
—
3NO2+H2O===2HNO3+NO
对环境的影响
导致光化学烟雾和酸雨,破坏臭氧层
电子式及结构
密度
气味
水溶性
其他
空间构型为三角锥形,属于极性分子。
比空气eq \a\vs4\al(小)
刺激性气味
极易溶于水(1∶700),可由喷泉实验证明。
易液化可用作制冷剂。
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)
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
方法
化学方程式(或原理)
发生装置
加热浓氨水
NH3·H2ONH3↑+H2O
浓氨水+固体NaOH
NaOH溶于水放热,促使氨水分解,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,促使氨水分解,化学方程式:NH3·H2O+CaO===NH3↑+Ca(OH)2
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
方案设计
现象和结论
A
先加入少量溶液,再加溶液和足量稀硝酸,振荡
若产生白色沉淀,则样品为亚硝酸钠
B
加到少量溶液中,再加硫酸酸化,振荡
若溶液褪色,则样品为亚硝酸钠
C
先加到少量溶液中,再加入稀盐酸酸化,振荡
若溶液变黄色,则样品为亚硝酸钠
D
先加入少量溶液,再加入溶液和稀硝酸,振荡
若产生白色沉淀,则样品为亚硝酸钠
选项
气体
a
b
A
稀
B
溶液
C
浓
铁片
D
浓氨水
选项
操作或做法
目的
A
将铜丝插入浓硝酸中
制备
B
将密闭烧瓶中的降温
探究温度对平衡移动的影响
C
将溴水滴入溶液中,加入乙醇并振荡
萃取溶液中生成的碘
D
实验结束,将剩余固体放回原试剂瓶
节约试剂
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(杂质)
方法
A
SO2(H2S)
通过酸性高锰酸钾溶液
B
Cl2(HCl)
通过饱和的食盐水
C
N2(O2)
通过灼热的铜丝网
D
NO(NO2)
通过氢氧化钠溶液
①
②
③
实验Ⅰ
开始无明显现象,渐有小气泡生成,液面上方出现浅红棕色气体,溶液呈蓝色。
实验Ⅱ
最初反应较慢,随后加快,反应剧烈;产生红棕色气体;溶液呈绿色。
选项
制取气体
所选药品
收集装置
①
②
A
NH3
浓氨水
氧化钙
④
B
SO2
浓硫酸
亚硫酸钠
④
C
CO2
醋酸溶液
石灰石
③
D
Cl2
浓盐酸
二氧化锰
③
目的
方案设计
现象和结论
A
鉴定与溴蒸气
两气体分别通入淀粉KI溶液中
变蓝色的是通入溴蒸气
B
检验固体混合物是否存在铵盐
将固体溶于水,加入足量浓NaOH溶液,加热,用红色湿润石蕊试纸检验产生的气体
若试纸不变蓝,说明固体中不存在铵盐
C
检验的氧化性
在溶液中加入溶液
若溶液出现淡黄色沉淀,则说明具有氧化性
D
检验火柴头中的氯元素
取用火柴头浸泡过的溶液,加溶液、稀硝酸和溶液
若出现白色沉淀,说明有氯元素
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