高考化学一轮复习第5章非金属及其化合物第23讲硝酸氮及其化合物的相互转化学案

这是一份高考化学一轮复习第5章非金属及其化合物第23讲硝酸氮及其化合物的相互转化学案，共19页。
1．掌握硝酸的性质及应用。
2．能从物质类别、氮的化合价变化理解氮及其化合物的转化关系。
3．能从含氮物质的性质和转化的视角解释生产、生活中的相关现象。
考点一 硝酸
1．物理性质：硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体。
2．化学性质
(1)不稳定性。
化学方程式： eq \(□,\s\up1(1)) ______________________________________。
(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。
a．与金属反应(填化学方程式，下同)。
稀硝酸与铜反应： eq \(□,\s\up1(2)) ______________________________。
浓硝酸与铜反应： eq \(□,\s\up1(3)) ____________________________________。
b．与非金属反应。
浓硝酸与C反应： eq \(□,\s\up1(4)) ____________________________________。
c．与还原性化合物反应。
硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、FeSO4等还原性物质。
稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式： eq \(□,\s\up1(5)) ____________________________________________________________________________________________________________________。
(3)与有机化合物反应。
a．硝化反应(与反应)：＋HNO3 eq \(――→,\s\up7(浓硫酸),\s\d5(△)) ＋H2O。
b．显色反应：含有苯环的蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。
[答案自填] eq \(□,\s\up1(1)) 4HNO3 eq \(=====,\s\up7(△),\s\d5(或光照)) 2H2O＋4NO2↑＋O2↑ eq \(□,\s\up1(2)) 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
eq \(□,\s\up1(3)) Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O eq \(□,\s\up1(4)) C＋4HNO3(浓) eq \(=====,\s\up7(△)) CO2↑＋4NO2↑＋2H2O eq \(□,\s\up1(5)) 3Fe2＋＋4H＋＋NO eq \\al(－,3) ===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O
[易错秒判]
(1)常温下，铁、铝在浓硝酸中的钝化为化学变化( )
(2)可用稀硝酸与FeS固体反应制取H2S( )
(3)铜、碳分别与浓硝酸反应，都体现了浓硝酸的强氧化性和酸性( )
(4)在酸性条件下，NO eq \\al(－,3) 与I－、Fe2＋、SO eq \\al(2－,3) 等离子均不能大量共存( )
(5)Cu在KNO3溶液和稀硫酸中均不溶解，但能溶解在二者的混合液中( )
(6)试管内壁上的银镜既可用稀硝酸除去，也可用氨水除去( )
(7)浓硝酸和氯水均用棕色试剂瓶保存，其原理相同( )
答案：(1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)×
(7)√
一、金属与硝酸反应的定性分析
1．硝酸是一种无色液体，一般带微黄色，常用来制造火药、氮肥、染料等。下列关于硝酸的认识错误的是( )
A．因浓硝酸见光或受热会分解，所以应置于棕色试剂瓶中，并放置于阴凉处
B．浓硝酸和稀硝酸都具有较强的氧化性，与Cu反应时二者均体现出氧化性和酸性
C.常温下铁与浓硝酸不反应，因此可用铁制容器盛放浓硝酸
D．铜与浓硝酸发生剧烈反应，溶液变绿，试管中出现红棕色气体
解析：选C。浓硝酸见光或受热易分解，所以应置于棕色试剂瓶中，并放置于阴凉处，故A正确；铜分别与浓硝酸和稀硝酸反应时，都生成硝酸铜和氮氧化物，硝酸体现氧化性和酸性，故B正确；常温下铁与浓硝酸发生钝化，表面生成致密氧化膜，可用铁制容器盛放浓硝酸，故C错误；铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，剧烈反应，溶液变绿，试管中出现红棕色气体，故D正确。
2．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＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
(2)3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
(3)加入稀硫酸后，氢离子与原溶液中的硝酸根离子构成强氧化性酸，又能与过量的铜反应
二、金属与硝酸反应的定量计算
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 ml·L－1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2＋全部转化成沉淀，原硝酸溶液的浓度为________ml·L－1(用含a、V的式子表示)。
(4)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________g。
解析：(1)n(Cu)＝ eq \f(32.64 g,64 g·ml－1) ＝0.51 ml，设混合气体中NO的物质的量为x ml，NO2的物质的量为y ml，气体在标准状况下的总体积为11.2 L，其物质的量为0.5 ml，故有x＋y＝0.5；根据得失电子守恒有3x＋y＝0.51×2，解得x＝0.26，y＝0.24，V(NO)＝0.26 ml×22.4 L·ml－1＝5.824 L，V(NO2)＝11.2 L－5.824 L＝5.376 L。(2)参加反应的HNO3分两部分：一部分显酸性，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 ml×2＋0.5 ml＝1.52 ml。(3)HNO3在反应中一部分变成气体，一部分以NO eq \\al(－,3) 的形式留在溶液中，变成气体的HNO3的物质的量为0.5 ml，加入NaOH溶液至恰好使溶液中的Cu2＋全部转化为沉淀，溶液中只有NaNO3，其物质的量为10－3aV ml，即以NO eq \\al(－,3) 形式留在溶液中的HNO3的物质的量为10－3aV ml，所以原硝酸溶液的浓度为 eq \f(aV×10－3＋0.5,0.14) ml·L－1。(4)由得失电子守恒得2×n(Cu)＝2×n(H2O2)，n(H2O2)＝n(Cu)＝0.51 ml，m(H2O2)＝17.34 g，故需30%的双氧水的质量为 eq \f(17.34 g,30%) ＝57.8 g。
答案：(1)5.824 5.376 (2)1.52 ml
(3) eq \f(aV×10－3＋0.5,0.14) (4)57.8
4．向含x ml HNO3和y ml H2SO4的混合稀溶液中缓慢加入铁粉，氧化产物与所加铁粉的物质的量关系如下图所示。下列有关说法正确的是( )
A．x＝0.1，y＝0.4
B．a点之前发生反应的离子方程式为3Fe＋8H＋＋2NO eq \\al(－,3) ===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O
C．向b点所得溶液中加入Cu粉，最多可溶解1.92 g
D．反应至c点，可收集到4.48 L(标准状况)气体
解析：选C。向混合溶液中加入铁粉，先发生反应Fe＋4H＋＋NO eq \\al(－,3) ===Fe3＋＋NO↑＋2H2O，当NO eq \\al(－,3) 消耗完后，再发生反应Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋、Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。NO eq \\al(－,3) 在a点完全反应转化为NO，由得失电子守恒可知，3n(NO)＝3n(Fe3＋)，结合题图可知，n(NO)＝0.1 ml，由N元素守恒知，n(HNO3)＝n(NO)＝0.1 ml，由Fe3＋反应生成Fe2＋的物质的量为 eq \f(3n（Fe3＋）,2) ＝0.15 ml，由H＋与Fe反应生成Fe2＋的物质的量为0.2 ml－0.15 ml＝0.05 ml，对应H＋的物质的量为0.1 ml，a点之前发生反应：Fe＋4H＋＋NO eq \\al(－,3) ===Fe3＋＋NO↑＋2H2O，该段消耗的H＋的物质的量为0.4 ml，故溶液中原来共有H＋的物质的量为0.4 ml＋0.1 ml＝0.5 ml，n(H2SO4)＝ eq \f(0.5－n（HNO3）,2) ＝ eq \f(0.5 ml－0.1 ml,2) ＝0.2 ml，故x＝0.1，y＝0.2，A、B错误；b点对应溶液中Fe2＋与Fe3＋的物质的量相等，设参加反应的Fe3＋为m ml，由关系式2Fe3＋～3Fe2＋可知，此时生成Fe2＋的物质的量为1.5m ml，故有 1.5m＝0.1－m，解得m＝0.04，故此时溶液中Fe3＋的物质的量为0.1 ml－0.04 ml＝0.06 ml，由反应Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋可知，此时最多可溶解Cu的物质的量为 eq \f(n（Fe3＋）,2) ＝ eq \f(0.06 ml,2) ＝0.03 ml，对应铜的质量为0.03 ml×64 g/ml＝1.92 g，C正确；反应至a点时，生成NO气体的物质的量为0.1 ml，由上述分析知，由H＋与Fe反应生成Fe2＋的物质的量为0.05 ml，生成H2的物质的量 n(H2)＝n(Fe2＋)＝0.05 ml，故整个过程共产生0.15 ml气体，在标准状况下的体积为0.15 ml×22.4 L/ml＝3.36 L，D错误。
[思维建模]
金属与硝酸反应的思维模型
考点二 氮及其化合物的相互转化
1．氮元素的“价—类”二维图
2．含氮元素物质之间的转化关系
(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＋4NH3 eq \(=====,\s\up7(△),\s\d5(催化剂)) 5N2＋6H2O，
NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O。
一、自然界中氮的循环
1．(2024·广州重点高中高三联考)下列关于自然界中氮循环(如图)的说法错误的是( )
A.①和②均属于氮的固定
B．氢、氧元素也参与了自然界中的氮循环
C．④中每生成1 ml NO eq \\al(－,3) ，消耗2 ml O2
D．③和⑤过程中氮元素分别被还原和被氧化
解析：选D。氮的固定指将单质氮转化为含氮化合物的过程，①和②均属于氮的固定，A正确；由题图可知，氮循环过程中涉及氢、氧元素，B正确；④是O2将NH3氧化为NO eq \\al(－,3) ，N元素化合价由－3价升高到＋5价，生成1 ml NO eq \\al(－,3) 失去8 ml电子，失去的电子被O2得到，根据转移电子关系O2～4e－可知，转移8 ml电子需要消耗2 ml O2，C正确；③中NO被氧化为NO eq \\al(－,3) ，⑤中NO eq \\al(－,3) 被还原为N2，D错误。
2．(2024·南粤名校联考)物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要维度。如图为某元素及其部分化合物的“价—类”二维图。其中正盐g与NaOH反应可生成f，d的相对分子质量比c的大16。下列说法正确的是( )
A．f可经催化氧化生成d
B．c为红棕色，可转化为d
C．b的溶液与Cu反应可生成d或c
D．实验室将e与H2在一定条件下反应制取f
解析：选C。由题图可知，f为氨，正盐g与NaOH反应可生成氨，故g为铵盐；由题图可知，b为硝酸、c为一氧化氮、d为二氧化氮、e为氮气。A.氨经催化氧化只能生成一氧化氮和水，A错误；B.一氧化氮为无色气体，B错误；C.浓硝酸与铜反应生成二氧化氮，稀硝酸与铜反应生成一氧化氮，C正确；D.实验室将氯化铵与氢氧化钙混合加热制取氨，D错误。
1.(2023·新高考江苏卷)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)) NO eq \(――→,\s\up7(O2)) NO2
B．工业制硝酸过程中的物质转化：N2 eq \(――→,\s\up7(O2),\s\d5(放电或高温)) NO eq \(――→,\s\up7(H2O)) HNO3
C．汽车尾气催化转化器中发生的主要反应：2NO＋2CO eq \(=====,\s\up7(催化剂)) N2＋2CO2
D．实验室制备少量NH3的原理：2NH4Cl＋Ca(OH)2 eq \(=====,\s\up7(△)) CaCl2＋2NH3↑＋2H2O
解析：选B。A.铜与稀硝酸发生反应生成NO，NO与O2发生反应生成NO2，A正确；B.氮气与氧气在放电或高温条件下生成NO，NO与水不反应，B错误；C.汽车尾气催化转化器主要将污染性气体NO和CO转化为无污染的气体，故该反应的化学方程式为2NO＋2CO eq \(=====,\s\up7(催化剂)) N2＋2CO2，C正确；D.实验室利用熟石灰和氯化铵制备少量NH3，化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2 eq \(=====,\s\up7(△)) CaCl2＋2NH3↑＋2H2O，D正确。
2.(2023·新高考北京卷)一种分解氯化铵实现产物分离的物质转化关系如右图所示，其中b、d代表MgO或Mg(OH)Cl中的一种。下列说法正确的是( )
A．a、c分别是HCl、NH3
B．d既可以是MgO，也可以是Mg(OH)Cl
C．已知MgCl2为副产物，通入水蒸气可减少MgCl2的产生
D．等压条件下，反应①②的反应热之和小于氯化铵直接分解的反应热
解析：选C。NH4Cl分解的产物是NH3和HCl，分解得到的HCl与MgO反应生成Mg(OH)Cl，Mg(OH)Cl又可以分解得到HCl和MgO，因此a为NH3，b为Mg(OH)Cl，c为HCl，d为MgO，A、B错误；MgCl2可以水解生成Mg(OH)Cl，通入水蒸气可以减少MgCl2的产生，C正确；
反应①和反应②相加即为氯化铵直接分解的反应，根据盖斯定律可知，等压条件下，反应①②的反应热之和等于氯化铵直接分解的反应热，D错误。
3．(2022·新高考江苏卷)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．自然固氮、人工固氮都是将N2转化为NH3
B．侯氏制碱法以H2O、NH3、CO2、NaCl为原料制备NaHCO3和NH4Cl
C．工业上通过NH3催化氧化等反应过程生产HNO3
D．多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”
解析：选A。A.自然固氮、人工固氮都是将N2转化为含氮化合物，但不一定转化为NH3，A错误；B.侯氏制碱法以H2O、NH3、CO2、NaCl为原料制备NaHCO3和NH4Cl，反应的化学方程式为H2O＋NH3＋CO2＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl，B正确；C.工业上通过NH3催化氧化等反应过程生产HNO3，相关反应的化学方程式为4NH3＋5O2 eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(△)) 4NO＋6H2O、2NO＋O2===2NO2、3NO2＋H2O===2HNO3＋NO、4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，C正确；D.氮元素在自然界中既有游离态又有化合态，多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”，D正确。
课时跟踪练
[基础巩固]
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性质对应不准确的一组是( )
A．硝酸能与FeO反应——酸性和氧化性
B．不能用稀硝酸与锌反应制氢气——强氧化性
C．要用棕色试剂瓶盛装浓硝酸——不稳定性
D．能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去——强氧化性
解析：选D。能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去的原因可能是硝酸的强氧化性把酚酞氧化而褪色，也可能是硝酸与氢氧化钠发生中和反应，D项不准确。
2．植物对氮元素的吸收过程如下，下列说法错误的是( )
N2 eq \(――→,\s\up7(根瘤菌),\s\d5(①)) NH3/NH eq \\al(＋,4) eq \(――→,\s\up7(O2),\s\d5(②)) NO eq \\al(－,2) eq \(――→,\s\up7( ),\s\d5(③)) NO eq \\al(－,3) eq \(――→,\s\up7( ),\s\d5(④)) 植物吸收
A．过程①属于氮的固定
B．浇水和松土有利于过程②
C．过程③中NO eq \\al(－,2) 发生氧化反应
D．高温有利于加快过程④
答案：D
3．(2024·中山统考)实验室通过反应2NO＋Na2O2===2NaNO2制备NaNO2。下列实验装置不能达到实验目的的是( )
A．用装置甲制备NO B．用装置乙干燥NO
C．用装置丙制备NaNO2 D．用装置丁处理尾气
解析：选D。A.装置甲中利用稀硝酸和碳酸钙反应生成的二氧化碳先排尽装置中的空气，然后用Cu与稀硝酸反应制备NO，故A能达到实验目的；B.装置乙中碱石灰可干燥NO，故B能达到实验目的；C.装置丙中发生反应2NO＋Na2O2===2NaNO2，故C能达到实验目的；D.装置丁中吸收尾气的导气管需伸入液面以下，且NO与O2反应的用量不好控制，多余的NO可能会从支管口逸出，不能达到尾气处理的目的，故D不能达到实验目的。
4．下列关于铜与浓硝酸、稀硝酸反应的说法错误的是( )
A．1 ml浓硝酸被还原转移2 ml电子
B．Cu与浓硝酸反应比与稀硝酸反应剧烈，故浓硝酸的氧化性强于稀硝酸
C．Cu与浓、稀硝酸反应都不需要加热
D．生成等量的Cu(NO3)2，消耗浓硝酸的量多
解析：选A。A.铜和浓硝酸反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，硝酸中N元素的化合价从＋5价降低到＋4价，1 ml 硝酸得到1 ml电子，故1 ml浓硝酸被还原转移1 ml电子，A错误；B.Cu与浓硝酸反应比与稀硝酸反应剧烈，故浓硝酸的氧化性强于稀硝酸，B正确；C.铜和浓、稀硝酸反应都不需要加热，常温下即可进行，C正确；D.铜和浓硝酸反应的化学方程式为Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，铜和稀硝酸反应的化学方程式为3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，生成3 ml硝酸铜，消耗12 ml浓硝酸，8 ml 稀硝酸，所以消耗浓硝酸的量多，D正确。
5．(2024·广东六校联考)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→NH eq \\al(＋,4) 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
解析：选B。A.由题图可知，硝化过程为NH eq \\al(＋,4) 转化为NO eq \\al(－,2) ，NO eq \\al(－,2) 再进一步转化为NO eq \\al(－,3) ，该过程中N元素化合价都在升高，故含氮物质被氧化，A正确；B.由题图可知，氨氧化过程中的反应为NO eq \\al(－,2) ＋NH eq \\al(＋,4) ===N2↑＋2H2O，故亚硝态氮元素与铵态氮元素理论物质的量之比为1∶1，B错误；C.氮的固定是指将游离的氮单质转化为含氮化合物的过程，故N2→NH eq \\al(＋,4) 属于氮的固定，该过程中N元素化合价由0价降低到－3价，N2发生还原反应，C正确；D.由题图可知，Fe2＋能与NO eq \\al(－,3) 反应转化为N2，Fe3＋能与NH eq \\al(＋,4) 反应转化为N2，故土壤中Fe2＋和Fe3＋的存在有利于从与其接触的水体中除去氮元素，D正确。
6．(2024·佛山顺德区高三质检)氮是组成氨基酸的基本元素之一，在生物体内有极大作用。部分含氮物质的类别及相应化合价关系如图所示。下列说法不合理的是( )
A．a→b属于氮的固定
B．d可用作制冷剂
C．能与H2O反应生成f的物质只有c
D．f的浓溶液需要保存在棕色试剂瓶中
解析：选C。结合化合价可知，a为N2，b为NO，c为NO2，d为NH3，f为HNO3。A.由N2→NO，N元素由游离态转化为化合态，属于氮的固定，A说法合理；B.NH3易液化，液氨汽化时吸收大量的热，常用作制冷剂，B说法合理；C.NO2、N2O5均能与水反应生成HNO3，C说法不合理；D.浓硝酸见光易分解，需要保存在棕色试剂瓶中，D说法合理。
7．氨是一种重要的化工原料，根据下图转化关系判断下列有关表述正确的是( )
A.浓硝酸见光易分解且易挥发，应用棕色试剂瓶盛放且用胶塞密封
B．戊与丁反应时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
C．实验室中可以采取加热甲物质的方法制取氨
D．向饱和NaCl溶液中依次通入过量的CO2和NH3，然后过滤可制得乙
解析：选B。氨发生催化氧化生成NO和H2O，NO和O2反应生成NO2，故丙是NO、丁是H2O，戊是NO2；NO2和水反应生成硝酸和NO；氨和氯化氢反应生成氯化铵，甲是NH4Cl；氨、氯化钠、二氧化碳、水反应生成碳酸氢钠，乙是碳酸氢钠。A.浓硝酸见光易分解且易挥发，应用棕色试剂瓶盛放，浓硝酸具有强氧化性，能腐蚀橡胶塞，不能用胶塞密封，故A错误；B.NO2和水反应生成硝酸和NO，氮元素化合价部分由＋4价升高为＋5价、部分由＋4价降低为＋2 价，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2，故B正确；C.NH4Cl受热分解生成的氨和氯化氢遇冷会重新化合生成氯化铵，不能采取加热NH4Cl的方法制取氨，故C错误；D.氨极易溶于水，二氧化碳在碱性溶液中溶解度增大，向饱和NaCl溶液中先通入过量的NH3，再通入CO2生成碳酸氢钠晶体，故D错误。
8．以Cl2、NaOH、(NH2)2CO(尿素)和SO2为原料可制备N2H4·H2O(水合肼)和无水Na2SO3，主要实验流程如图1：
已知：①Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O是放热反应。
②N2H4·H2O的沸点约为118 ℃，具有强还原性，能与NaClO剧烈反应生成N2。
(1)步骤Ⅰ制备NaClO溶液时，若温度超过40 ℃，Cl2与NaOH溶液反应生成NaClO3和NaCl，反应的离子方程式为____________________________________________________;
实验中控制温度除用冰水浴外，还可缓慢通入Cl2，理由是
_____________________________________________________。
(2)步骤Ⅱ合成N2H4·H2O的装置如图2所示。NaClO碱性溶液与尿素水溶液在40 ℃以下反应一段时间后，再迅速升温至110 ℃继续反应。实验中通过滴液漏斗逐渐滴加NaClO碱性溶液的目的是____________________________，合成N2H4·H2O反应的离子方程式为______________________________________________________;
使用冷凝管的目的是_______________________________。
答案：(1)3Cl2＋6OH－ eq \(=====,\s\up7(△)) ClO eq \\al(－,3) ＋5Cl－＋3H2O 避免反应过于剧烈，放出大量的热而导致温度升高
(2)避免N2H4·H2O与NaClO剧烈反应生成N2
CO(NH2)2＋ClO－＋2OH－=== N2H4·H2O＋Cl－＋CO eq \\al(2－,3) 减少水合肼挥发
[素养提升]
9．(2024·惠州高三调研)某学习小组设计实验探究NO与铜粉的反应并检验NO，实验装置如图所示(夹持装置略)。实验开始前，向装置中通入一段时间的N2，排尽装置内的空气。
已知：在溶液中存在反应FeSO4＋NO===[Fe(NO)]SO4(棕色)，该反应可用于检验NO。下列说法错误的是 ( )
A．装置A中发生反应的离子方程式为3Cu＋8H＋＋2NO eq \\al(－,3) ===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
B．装置D中红色铜粉变为黑色，NO发生的是氧化反应
C．装置E中盛放的是FeSO4溶液
D．装置F收集的气体主要为N2
解析：选B。稀硝酸与铜反应生成的NO能被O2氧化，因此实验前需要通入N2，排尽装置中的空气，硝酸具有挥发性，生成的NO中混有少量硝酸蒸气，可先通过水吸收后干燥，再探究干燥的NO在加热时与铜的反应，未反应的NO可以用FeSO4溶液检验。A.装置A中稀硝酸与铜反应生成NO，反应的离子方程式为3Cu＋8H＋＋2NO eq \\al(－,3) ===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，A正确；B.装置D中NO与铜单质在加热条件下发生反应生成氧化铜，红色铜粉变为黑色，该反应中NO转化为氮气，为氧化剂，发生还原反应，B错误；C.装置E中盛放的是FeSO4溶液，用于检验未反应的NO，C正确；D.装置F收集的气体主要为装置D中生成的N2，D正确。
10．下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论正确的是( )
A.由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定都是氮氧化物
B．②中产生红棕色气体，说明②中木炭与浓硝酸发生了反应
C．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CO2，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应
解析：选C。浓硝酸不稳定受热分解生成二氧化氮、氧气和水，所以①中还有氧气产生，故A错误；C与浓硝酸反应生成二氧化氮或浓硝酸受热分解生成二氧化氮，所以通过产生红棕色气体不能说明木炭与浓硝酸发生了反应，故B错误；由浓硝酸得到二氧化氮，氮元素化合价降低，发生还原反应，故C正确；木炭加热至红热，可与空气中的氧气反应生成二氧化碳，不一定是与浓硝酸发生了反应，所以不能说明木炭一定与浓硝酸发生了反应，故D错误。
11．某稀溶液中含有3.5 ml KNO3和2.2 ml H2SO4，向其中加入1.2 ml Fe，充分反应(已知NO eq \\al(－,3) 被还原为NO)。下列说法正确的是( )
A．反应过程中转移的电子数为3NA(NA为阿伏加德罗常数的值)
B．反应后生成NO的体积为24.64 L
C．所得溶液中c(Fe2＋)∶c(Fe3＋)＝1∶3
D．所得溶液中c(NO eq \\al(－,3) )＝2.4 ml/L
解析：选C。某稀溶液中含有3.5 ml KNO3和2.2 ml H2SO4，n(H＋)＝4.4 ml，n(NO eq \\al(－,3) )＝3.5 ml。向其中加入1.2 ml Fe，充分反应(已知NO eq \\al(－,3) 被还原为NO)，首先发生的反应是Fe＋NO eq \\al(－,3) ＋4H＋===Fe3＋＋NO↑＋2H2O，若1.2 ml Fe完全反应，消耗1.2 ml NO eq \\al(－,3) 、4.8 ml H＋，而H＋只有4.4 ml，可见H＋消耗完，铁过量，故反应消耗1.1 ml Fe、1.1 ml NO eq \\al(－,3) ，生成1.1 ml Fe3＋、1.1 ml NO气体，铁还剩余0.1 ml，过量Fe和反应产生的Fe3＋发生反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，因此0.1 ml铁消耗0.2 ml Fe3＋，生成0.3 ml Fe2＋。1.1 ml NO eq \\al(－,3) 参与反应转移电子数为3.3NA，0.1 ml Fe发生反应Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，转移电子数为0.2NA，故反应过程中转移电子总数目为3.5NA，A错误；没有给出气体所处状态，无法计算反应生成的NO的体积，B错误；根据上述分析可知，所得溶液中c(Fe2＋)∶c(Fe3＋)＝0.3 ml∶(1.1－0.2)ml＝1∶3，C正确；所得溶液中剩余n(NO eq \\al(－,3) )＝3.5 ml－1.1 ml＝2.4 ml，溶液体积未知，无法计算反应后溶液中硝酸根离子的浓度，D错误。
12．含氮化合物的处理对环境保护意义重大。
(1)用H2或CO催化还原NO均能达到消除污染的目的，反应的氧化产物为________________。
(2)实验室常用NaOH溶液吸收NOx(NO和NO2的混合气体)，反应的化学方程式如下：(已知NO不能与NaOH溶液反应，不考虑NO2与N2O4的转化)
NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O
2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O
①若NOx能被NaOH溶液完全吸收，则x的取值范围为________。
②若n ml NaOH恰好完全反应，则被吸收的NOx的体积为________L(标准状况)。
(3)用V2O5作为催化剂，NH3将NO还原成N2的一种反应历程如图1所示，总反应的化学方程式为_____________________________________________________________
_______________________________________________________。
(4)一种将氨氮(NH eq \\al(＋,4) )废水中的氮元素转化为N2脱除的机理如下：
NH eq \\al(＋,4) eq \(――→,\s\up7(O2/亚硝化菌),\s\d5(Ⅰ)) NO eq \\al(－,2) eq \(――→,\s\up7(NH eq \\al(＋,4) /厌氧氨氧化菌),\s\d5(Ⅱ)) N2
已知：氧气浓度越高，厌氧氨氧化菌活性越低。
①参与Ⅰ中反应的n(NH eq \\al(＋,4) )∶n(O2)＝__________________________________________________。
②废水溶解氧浓度(DO)对氮的脱除率的影响如图2所示。当1 mg·L－1