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新高考版高中化学 二轮复习 专题十 氮及其化合物 课件
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这是一份新高考版高中化学 二轮复习 专题十 氮及其化合物 课件，共60页。PPT课件主要包含了考情解读，2氮气的性质，2NO与NO2，2NH4+的检验，考点3硝酸，流程梳理等内容，欢迎下载使用。
课标要求1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解氮及其重要化合物的主要性质。2.认识氮及其重要化合物在生产中的应用和对生态环境的影响。3.认识氮及其化合物的多样性。4.认识氮及其化合物的转化在促进社会文明进步、自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。
高考怎么考 选择题常从宏观辨识与微观探析角度考查氮的固定、氮氧化物的回收利用,具有一定的创新性;非选择题常结合工艺流程、实验、化学反应原理考查硝酸、氨气、铵盐等物质的性质,要关注守恒法在化学计算中的应用,具有一定的综合性;磷及其化合物一般会结合物质结构等进行考查,砷及其化合物会以新材料、新技术为背景结合工艺流程、物质结构等进行考查,具有一定的应用性。 预计2022年高考对氮及其化合物的考查保持稳定,磷、砷及其化合物可能结合磷矿石等新材料进行命题,考查考生对基础知识的掌握情况和迁移应用的能力。
考点1 氮及氮的氧化物考点帮·必备知识通关考法帮·解题能力提升考法1 氮及氮的氧化物的性质和应用考点2 氨及铵盐考点帮·必备知识通关考法帮·解题能力提升考法2 氨的制备和性质探究
考点3 硝酸考点帮·必备知识通关考法帮·解题能力提升考法3 金属与硝酸反应的性质探究与计算高分帮 “双一流”名校冲刺析素材·情境应用素材16 PH3、H3PO2、PCl3等的性质素材17 As及其化合物的性质及应用
探模型·主题探究模型2 基于核心素养下的新情境命题模型——工艺流程题
考点 1 氮及氮的氧化物
考点帮▪必备知识通关
1.氮气(1)氮元素在自然界中的存在形式和氮的固定
2.氮的氧化物 [重点](1)氮的氧化物氮有多种价态的氧化物:N2O(笑气,有麻醉作用)、NO、N2O3(亚硝酸的酸酐)、NO2(主要的大气污染物)、N2O4、N2O5(硝酸的酸酐)等。(2)NO与NO2
深度学习·分析解释1.NO具有还原性,能与F2、Cl2、Br2反应生成卤化亚硝酰,如Cl2+2NO 2NOCl(亚硝酰氯)。2.NO2是酸性气体,但不能用浓硫酸干燥,因为部分NO2能以分子的形式溶解在浓硫酸中,部分NO2与浓硫酸反应可生成亚硝基硫酸(NOHSO4)。
深度学习·简单设计溴蒸气和NO2都为红棕色气体,用湿润的淀粉-KI试纸或NaOH溶液能鉴别它们吗?为什么?若不能,请你设计一种简单的方法,区别溴蒸气和NO2。提示:不能鉴别。因为这两种气体都具有氧化性,都可以把KI中的I-氧化成I2,使试纸变蓝。NaOH溶液可以吸收溴蒸气和NO2而形成无色溶液。方法:①用AgNO3溶液,Br2与AgNO3溶液反应可生成浅黄色沉淀AgBr;②用水,溶于水后有颜色的是Br2,无颜色的是NO2。
（3)氮氧化物对环境的污染及其防治①氮的氧化物都是有毒气体,都是大气污染物。②空气中的NO、NO2主要来源于煤和石油的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂的废气等。③常见的NOx尾气处理方法a.碱液吸收法:NO2、NO的混合气体能被足量的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。2NO2+2NaOH NaNO3+NaNO2+H2O, NO2+NO+2NaOH 2NaNO2+H2O。
b.催化转化:在催化剂条件下,NOx可与氨反应转化为无毒气体(N2)和H2O或与CO反应转化为无毒气体(N2和CO2)。一般适用于汽车尾气的处理。高考链接[北京高考节选]NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。(1)NOx能形成酸雨,写出NO2转化为HNO3的化学方程式: 。 (2)在汽车尾气系统中装置催化转化器,可有效降低NOx的排放。当尾气中空气不足时,NOx在催化转化器中被还原成N2排出。写出NO被CO还原的化学方程式: 。答案：(1)3NO2+H2O2 HNO3+NO (2)2CO+2NO N2+2CO2
3.氮的氧化物与O2、H2O反应的相关计算 (1)关系式法①NO和O2的混合气体通入水中由2NO+O2 2NO2和3NO2+H2O 2HNO3+NO得总反应的化学方程式为4NO+3O2+2H2O 4HNO3。
②NO2和O2的混合气体通入水中由3NO2+H2O 2HNO3+NO和2NO+O2 2NO2得总反应的化学方程式为4NO2+O2+2H2O 4HNO3。
③NO、NO2和O2的混合气体通入水中先按3NO2+H2O 2HNO3+NO计算出生成NO的体积,再加上原来混合气体中NO的体积,然后按①计算。(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。
高考链接[2015上海,22][双选]将O2和NH3的混合气体448 mL通过加热的三氧化二铬,充分反应后,再通过足量的水,最终收集到44.8 mL气体。原混合气体中O2的体积可能是(假设氨全部被氧化;气体体积均已换算成标准状况)A.231.5 mL B.268.8 mL C.287.5 mL D.313.6 mL答案：CD
考法帮▪解题能力提升
考法1 氮及氮的氧化物的性质和应用
命题角度1 结合原理示意图考查氮气的性质及应用[新角度]
示例1 [2020辽宁葫芦岛模拟]中国科学院科研团队研究表明,在常温常压和可见光下,基于LDH(一种固体催化剂)合成NH3的原理示意图如图所示。下列说法错误的是
A.氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶1B.该过程中涉及极性键和非极性键的断裂与生成C.基于LDH合成NH3的过程属于氮的固定D.工业中,氨经一系列反应可以得到硝酸
解析：该反应的化学方程式为2N2+6H2O 4NH3+3O2,氮气是氧化剂,水是还原剂,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶3,A错误;该过程中,既有极性键的断裂(O—H)与生成(N—H),也有非极性键的断裂( )与生成(O O),B正确;基于LDH合成NH3的过程是将氮气转化为氨气的过程,属于氮的固定,C正确;工业中,氨经催化氧化得NO,NO被氧化为NO2,NO2与水反应可得到硝酸,D正确。答案：A
考点扫描1.[2018全国卷Ⅱ,28(2)改编]某小组为探究三草酸合铁酸钾的热分解产物,在装置中通入氮气的目的是 。 2.[2017全国卷Ⅲ,26改编]绿矾(FeSO4·xH2O)易被氧化,在测定其结晶水含量或探究FeSO4的分解产物时,应先缓缓通入N2,目的是 。 3.[2017北京,27(1)改编]NH3在催化剂作用下还原NO2生成N2和H2O的化学方程式为 。答案：1.隔绝空气、使反应产生的气体全部进入后续装置 2.排尽装置中的空气 3.8NH3+6NO2 7N2+12H2O
命题角度2 结合环保问题考查氮及其化合物的性质[热点角度]示例2 [2016全国卷Ⅰ,26,14分]氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一,工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。某同学在实验室中对NH3与NO2反应进行了探究。回答下列问题:(1)氨气的制备
①氨气的发生装置可以选择图中的 ,反应的化学方程式为 。 ②欲收集一瓶干燥的氨气,选择图中的装置,其连接顺序为发生装置➝ (按气流方向,用小写字母表示)。 (2)氨气与二氧化氮的反应将上述收集到的NH3充入注射器X中,硬质玻璃管Y中加入少量催化剂,充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。
解析：(1)①观察装置知,A装置适合加热固体制备气体,B装置适合加热液体与固体制备气体或加热液体制备气体。实验室通过氯化铵和消石灰共热制备氨气,可以选择A装置作发生装置,化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2 2NH3↑+CaCl2+2H2O。实验室还可以通过加热浓氨水制备氨气,故也可以选择B装置作发生装置,化学方程式为NH3·H2O NH3↑+H2O。②实验室用碱石灰干燥氨气,用向下排空气法收集氨气,用水吸收尾气中的氨气并注意防倒吸。故选择C、D、F装置,注意连接球形干燥管时应大口进气,小口出气。所以,连接顺序为a、d、c、f、e、i或b、d、c、f、e、i。
(2)NO2呈红棕色,氨气与二氧化氮发生反应:8NH3+6NO2 7N2+12H2O,故观察到Y管中红棕色气体慢慢变浅。NH3与NO2反应后生成的气态水凝聚,反应后气体分子数减少,装置内压强减小,故打开K2,NaOH溶液会产生倒吸现象。 答案：(1)①A 2NH4Cl+Ca(OH)2 2NH3↑+CaCl2+2H2O(或B NH3·H2O NH3↑+H2O) ②d c f e i (2)①红棕色气体慢慢变浅 ②8NH3+6NO2 7N2+12H2O ③Z中NaOH溶液产生倒吸现象 ④反应后气体分子数减少,Y管中压强小于外压
考点扫描1.[2018天津,9(5)]NO被H2O2氧化为N的离子方程式为 。 2.[2018江苏,20改编](1)用稀硝酸吸收NOx,得到HNO3和HNO2的混合溶液,电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。写出电解时阳极的电极反应式: 。 (2)用酸性(NH2)2CO水溶液吸收NOx,吸收过程中存在HNO2与(NH2)2CO生成N2和CO2的反应。写出该反应的化学方程式: 。 (3)在有氧条件下,某新型催化剂能催化NH3与NOx反应生成N2。写出NH3与NO2反应的化学方程式: 。当生成1 ml N2时,转移的电子数为 ml。
3.[2017北京,12A改编]浓硝酸受热分解产生红棕色气体,推断产生的气体一定是混合物( )4.[2017北京,27(2)改编]在有氧条件下,15NO与NH3以一定比例反应时,得到的笑气几乎都是15NNO。写出该反应的化学方程式: 。 5.[2016江苏,5A改编]将铜丝插入稀硝酸中反应的离子方程式为Cu+4H++2NO3- Cu2++2NO2↑+H2O( )
考点 2 氨及铵盐
1.NH3的性质 [重点]
注意：1.NH3能与CaCl2反应生成CaCl2·xNH3,故氨气不能用无水氯化钙干燥,但可用碱石灰干燥。2.NH3可作制冷剂,是因为NH3汽化能吸收大量的热。2.喷泉实验 [2020全国卷Ⅲ第10题](1)形成喷泉的原理形成喷泉最根本的原因是容器内外存在较大的压强差。在这种压强差的作用下,液体迅速流动,通过带有尖嘴的导管喷出来,形成喷泉。
(2)常见喷泉的类型①容器内气体极易溶于水(或容器内气体易与溶液反应),使容器内压强迅速降低引发的喷泉(容器内压强小于外界大气压)。
图1中打开止水夹,挤出胶头滴管中的水,氨气极易溶于水,烧瓶内压强迅速减小,即产生喷泉。图2中打开止水夹,用手(或热毛巾等)将烧瓶捂热,氨气受热膨胀,赶出玻璃导管内的空气,与水接触,即产生喷泉。注意:常见的能形成喷泉的气体和吸收剂如表所示。
②容器内的液体由于受热或发生化学反应产生了大量的气体,使容器内的压强增大引发的喷泉(容器内压强大于外界大气压)。图3的锥形瓶中盛放“碳酸氢铵与稀盐酸”或“过氧化钠与水”等均能形成喷泉。城市喷泉装置的原理与图3所示装置相同,属于正压喷泉。
3.氨水和铵盐 [重点](1)铵盐的性质与用途
高考链接1.[2017全国卷Ⅱ,13C改编]加热盛有少量NH4HCO3固体的试管,并在试管口放置湿润的红色石蕊试纸,石蕊试纸变蓝,说明NH4HCO3显碱性( )2.[新课标全国卷Ⅰ高考改编]施肥时,草木灰(有效成分为K2CO3)不能与NH4Cl混合使用,因为K2CO3与NH4Cl反应生成氨气会降低肥效( )答案：1.✕ 2.√
考法2 氨的制备和性质探究
1.NH3的实验室制备 (1)加热固态铵盐和碱的混合物
(2)实验室制取氨的其他3种方法
2.NH3的工业制备 (1)原理:N2+3H2 2NH3(2)简要流程
命题角度1 结合物质制备装置考查氨的实验室制法示例3 [2020安徽江淮十校联考]氨基甲酸铵(H2NCOONH4)是常用的氨化剂之一。某研究小组利用反应2NH3(g)+CO2(g)H 2NCOONH4(s) ΔH<0制备氨基甲酸铵,其装置如图所示,已知:H2NCOONH4为白色固体,易分解,易水解。则下列说法错误的是
A.仪器1是恒压漏斗,其作用为使浓氨水顺利流下B.仪器2中可以放置NaOH固体,仪器3中可以放置无水氯化钙C.为了完成实验,应在仪器5和6之间,依次添加干燥装置和安全瓶D.若反应初期观察到仪器6内稀硫酸中产生气泡,应控制旋塞,加快浓氨水的流速
解析： 仪器1是恒压漏斗,其有恒压管,可使三颈烧瓶与漏斗中压强相同,使漏斗内液体顺利流下,A正确;可用NaOH固体和浓氨水制备氨气,则仪器2中可以放置NaOH固体,H2NCOONH4易水解,氨气进入仪器5前需要燥,NH3能与CaCl2反应生成CaCl2·xNH3,不能用无水氯化钙干燥氨气,仪器3中不可以放置无水氯化钙,B错误;为防止生成的氨基甲酸铵水解及装置6吸收未反应的氨气时发生倒吸,应在装置5和6之间,依次添加干燥装置和安全瓶,C正确;若反应初期观察到装置6内稀硫酸溶液中产生气泡,说明二氧化碳过量,应该加快产生氨气的速率,D正确。答案：B
考点扫描1.[2017江苏,3D改编]由于NH3易溶于水,故可用作制冷剂( )2.[2016全国卷Ⅲ,26(4)改编]利用氯化钙溶液、氨水、H2O2溶液在冰浴条件下制备过氧化钙,该反应的化学方程式为 。 3.[2016四川,11(4)改编]在浸取液(溶质主要为硫酸镁)中通入NH3,发生反应的化学方程式是 。
命题角度2 火箭燃料——联氨的结构与性质 [热点角度]示例4 [2016全国卷Ⅱ,26节选,11分]联氨(又称肼,N2H4,无色液体)是一种应用广泛的化工原料,可用作火箭燃料。回答下列问题:(1)联氨分子的电子式为 ,其中氮的化合价为 。 (2)实验室中可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨,反应的化学方程式为 。 (3)联氨为二元弱碱,在水中的电离方式与氨相似。联氨第一步电离反应的平衡常数值为 (已知:N2H4+H+ N2H5+的K=8.7×107;Kw=1.0×10-14)。联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为 。
(4)联氨是一种常用的还原剂。向装有少量AgBr的试管中加入联氨溶液,观察到的现象是 。 联氨可用于处理高压锅炉水中的氧,防止锅炉被腐蚀。理论上1 kg的联氨可除去水中溶解的O2 kg;与使用Na2SO3处理水中溶解的O2相比,联氨的优点是 。
解析：(1)N2H4中原子间以共价键结合,其电子式为 。N2H4中H为+1价,由化合物中各元素化合价代数和为0,可确定N为-2价。(2)反应中NaClO和NH3分别作氧化剂和还原剂,根据得失电子守恒和原子守恒可写出并配平相应的化学方程式。(3)N2H4的第一步电离的离子方程式为N2H4+ H2O N2H5++OH-,则电离常数 8.7×107×1.0×10-14=8.7×10-7。联氨是二元弱碱,其与硫酸形成的酸式盐为 N2H6(HSO4)2。
(4)联氨具有还原性,能将AgBr中的Ag+还原为Ag,可看到固体逐渐变黑,联氨被氧化为N2,可看到溶液中有气泡产生。1 ml联氨在反应中失去4 ml 电子,而1 ml O2能得到4 ml电子,且联氨与O2的相对分子质量相等,故参加反应的联氨与O2的物质的量和质量均相等,故1 kg的联氨可除去水中溶解的O2的质量为1 kg。使用联氨处理水中溶解的O2,消耗联氨的质量小,且产物为N2和H2O,对环境无污染,而用Na2SO3处理水中溶解的O2时,Na2SO3被氧化为Na2SO4,产生新杂质。
答案：(1) -2 (2)2NH3+NaClO N2H4+NaCl+H2O (3)8.7×10-7 N2H6(HSO4)2 (4)固体逐渐变黑,并有气泡产生 1 N2H4的用量少,不产生其他杂质(还原产物为N2和H2O,而Na2SO3产生Na2SO4)
命题角度3 利用现代传感技术认识喷泉原理 [预测角度]示例5 现用传感技术测定喷泉实验中的压强变化来认识喷泉实验的原理。下列说法正确的是
A.制取氨气时烧瓶中的X固体常用CaO或CaCl2B.将湿润的蓝色石蕊试纸置于三颈烧瓶口c处,试纸变红,说明NH3已收集满C.关闭a,用单孔塞(插有吸入水的胶头滴管)塞紧三颈烧瓶口c,打开b,挤压胶头滴管完成喷泉实验,电脑绘制三颈烧瓶内压强变化曲线如图2所示,则C点时喷泉最剧烈D.工业上,若出现液氨泄漏,喷洒NaHCO3溶液比喷洒稀盐酸效果好
解析：CaO能与水反应,使c(OH-)增大,同时放出大量的热,有利于氨气的逸出,而CaCl2虽然具有吸水性,但易与产生的氨气反应生成CaCl2·8NH3,不能用于制备或干燥氨气,A错误;红色石蕊试液遇碱显蓝色,所以检验三颈烧瓶集满NH3的方法是将湿润的红色石蕊试纸靠近三颈烧瓶口c,试纸变蓝,证明NH3已收集满,B错误;三颈烧瓶内气体压强与外界大气压差值越大,喷泉越剧烈,C点压强最小、外界大气压不变,所以大气压和C点压强差值最大,则喷泉最剧烈,C正确;稀盐酸显酸性,碳酸氢钠溶液显碱性,氨水溶液显碱性,因此在酸性溶液中吸收氨气的效率高于在碱性溶液中吸收氨气的效率,D错误。答案：C
1.物理性质纯硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体,易溶于水,密度比水的大。2.化学性质 [重点](1)具有酸的通性,但与活泼金属反应时不产生H2。(2)不稳定性:4HNO3 4NO2↑+O2↑+2H2O(保存在棕色瓶中,放置在阴凉处)。(3)强氧化性:①铝、铁在冷的浓硝酸中发生钝化,因此常温下铝、铁制品可以盛放冷的浓硝酸;②能与除Au、Pt以外的所有金属反应:Cu+4HNO3(浓)
Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O;③加热条件下,能与非金属单质(如C、S)反应,一般可将非金属单质氧化为对应的最高价含氧酸或最高价非金属氧化物:C+4HNO3(浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O;④与还原性物质反应: 3Fe2++4H++NO3-3Fe3++NO↑+2H2O。注意：铁与稀硝酸反应时,铁不足时生成Fe3+,铁过量时生成Fe2+。
考法3 金属与硝酸反应的性质探究与计算
1. 金属与HNO3反应
2.“4法”突破金属与HNO3反应的计算
命题角度1 硝酸与金属反应的实验探究示例6 [2015北京,12,6分]在通风橱中进行下列实验:
下列说法不正确的是A.Ⅰ中气体由无色变红棕色的化学方程式:2NO+O2 2NO2B.Ⅱ中的现象说明Fe表面形成致密的氧化层,阻止Fe进一步反应C.对比Ⅰ、Ⅱ中现象,说明稀HNO3 的氧化性强于浓HNO3D.针对Ⅲ中现象,在Fe、Cu之间连接电流计,可判断Fe是否被氧化
解析：稀硝酸与铁反应可生成NO,NO在空气中被氧化为NO2,A项正确。浓硝酸能使铁钝化,B项正确。Ⅱ中铁钝化,反应停止,不能比较稀硝酸与浓硝酸氧化性的强弱,C项错误。构成原电池后可以根据电流的方向判断正、负极,从而判断Fe是否被氧化,D项正确。答案：C
命题角度2 HNO2及其盐的性质 [预测角度]示例7 信息1:亚硝酸(HNO2)是一种弱酸,既具有氧化性又具有还原性;亚硝酸不稳定,易分解为硝酸、水和NO。信息2:亚硝酸钠又名“工业盐”,常被大量用作高分子材料的发泡剂和偶氮染料的原料等,该物质有毒,但其颜色、形状、味道和食盐相似,很容易因误食而中毒;亚硝酸银为难溶于水的白色沉淀。根据上述信息,回答下列问题:
(1)甲组同学取一份可能是NaCl或NaNO2的样品,用蒸馏水溶解,通过下列实验操作可鉴别样品成分。在待检验溶液中滴加AgNO3溶液的现象是 ,倒出上清液,在沉淀中加入硝酸,振荡,沉淀溶解,则该样品为 (写化学式),沉淀溶解的离子方程式为 。
(2)乙组同学利用如图所示装置检验可能是NaCl或NaNO2的样品。①A装置中盛装稀硫酸的仪器名称是 ,打开该仪器的活塞,使稀硫酸缓缓滴下,若样品为NaNO2,则在B装置中可观察到的现象为 ,检验B装置中有NO的操作及产生的现象
是 。 ②C装置中盛有的试剂名称是 ,作用是 。 (3)设计实验证明。①亚硝酸为弱酸: 。 ②亚硝酸具有还原性: 。
解析：(1)AgCl和AgNO2均为白色难溶于水的物质,故加入AgNO3溶液后出现白色沉淀。AgCl难溶于硝酸,而AgNO2与硝酸反应可生成HNO2,该物质不稳定,又分解生成硝酸、水和NO。(2)①根据装置图中盛装稀硫酸的仪器的结构及作用可知其为分液漏斗。A装置和B装置中残留的空气与A装置中生成的NO反应生成NO2。由于B装置中主要含NO,故其内气体颜色较淡,打开止水夹,鼓入空气,NO完全转化为NO2,使B装置内NO2浓度增大,红棕色变深。②氮的氧化物有毒,可用碱液(如NaOH溶液)吸
收。(3)①检验HNO2的弱酸性,可检验其强碱盐的pH,也可以直接检验其一定浓度稀溶液的pH等。②检验HNO2的还原性需要用到氧化剂,故在酸性KMnO4溶液中加入过量NaNO2溶液,KMnO4被还原,从而使溶液褪色。
答案：(1)产生白色沉淀 NaNO2 3AgNO2+2H+ 3Ag++2NO↑+NO3-+H2O (2)①分液漏斗 出现较淡的红棕色气体 打开止水夹,鼓入空气,红棕色变深 ②NaOH溶液(合理即可) 吸收尾气,防止污染空气 (3)①取NaNO2溶液,用pH试纸检验,对照标准比色卡知pH>7(其他合理答案也可) ②在酸性KMnO4溶液中加入过量NaNO2溶液,溶液褪色(其他合理答案也可)
考法归纳·迁移创新类比硝酸的性质学习亚硝酸的性质1.亚硝酸的性质(1)亚硝酸中,N为+3价,既有氧化性,又有还原性,在水溶液中能将I-氧化为单质碘:2HNO2+2I-+2H+ I2+2NO↑+2H2O。(2)亚硝酸是一种弱酸,不稳定,易分解成HNO3、H2O和NO,即3HNO2HNO3+2NO↑+H2O。
2.HNO2的制备(1)将等物质的量的NO2和NO的混合物溶解在冰水中:NO+NO2+H2O 2HNO2。(2)将强酸加入亚硝酸盐的冷溶液中:NaNO2+HCl NaCl+HNO2。
命题角度3 氮及氮的化合物之间的相互转化 [预测角度]示例8 [2021吉林长春一检]A、B、C、D、E、F为中学化学中的常见物质,且A由一种或两种短周期元素组成,在一定条件下有如图所示转化关系(部分产物略去),请完成下列问题:
(1)若常温下A为有色气体,则①若F是一种金属单质,E为气体,请写出B和适量F反应生成C与E的离子方程式: 。 ②若C为直线形分子,E具有漂白性,F焰色反应呈黄色,F的化学式为 ,D中所含化学键的类型为 。 (2)若A为淡黄色固体,D为白色难溶于水的物质,且A和D的相对分子质量相等,请用离子方程式表示F的水溶液呈酸性的原因: 。
(3)若A中一种元素原子的最外层电子数为内层电子总数的,将B和D分别溶于水,所得溶液按恰当比例混合,可得到一种不含金属元素的盐溶液,请写出A与H2O反应的化学方程式: ;B转化为C的化学方程式为 。
解析：(1)①若常温下A为有色气体,F是一种金属单质,由转化关系可知,F为变价金属,应为Fe,B与Fe反应生成Fe3+,由于A为有色气体,与水反应生成B与E,且E为气体,则A为二氧化氮,B为硝酸,E为NO,C为硝酸铁,D为硝酸亚铁,B和适量F反应生成C与E的离子方程式为Fe+4H++NO3- Fe3++NO↑+2H2O。②A为有色气体,与水反应生成B与E,E具有漂白性,则A为氯气,B为HCl,E为HClO,F焰色反应呈黄色,含有钠元素,C为直线形分子,结合转化关系可知,F为Na2CO3,C为CO2,DNaHCO3,NaHCO3中含有离子键和共价键。(2)A为淡黄色固体,能与水反应, 则A为过氧 化钠,A和D的相对分子质量相等,结合转化关系知,B为氢氧化钠,C为偏
铝酸钠,F为铝盐,D为氢氧化铝,E为氧气,铝盐溶液中因铝离子发生水解:Al3++3H2O Al(OH)3+3H+,溶液呈酸性。(3)若A中一种元素原子的最外层电子数为内层电子总数的,则该元素原子核外有3个电子层,最外层电子数为2,该元素为Mg; B和D分别溶于水,所得溶液按恰当比例混合,可得到一种不含金属元素的盐溶液,该盐为铵盐,A中另一种元素为氮元素,则A为Mg3N2,结合转化关系可知,B为氨气,F为氧气,C为一氧化氮,D为二氧化氮,E为氢氧化镁,A与水反应的化学方程式为Mg3N2+6H2O 3Mg(OH)2↓+2NH3↑,B转化为C的化学方程式为4NH3+5O2 4NO+6H2O。
答案：(1)①Fe+4H++NO3- Fe3++NO↑+2H2O ②Na2CO3 离子键、共价键 (2)Al3++3H2O Al(OH)3+3H+ (3)Mg3N2+6H2O 3Mg(OH)2↓+2NH3↑ 4NH3+5O2 4NO+6H2O
高分帮 “双一流”名校冲刺
素材16 PH3、H3PO2、PCl3等的性质及应用1.P4P4分子呈正四面体结构,每个分子含6个P—P共价键,键角为60°;与O2反应生成P4O6或P4O10,与Cl2反应生成PCl3(液体)或PCl5(固体)。2.PH3(1)PH3的制备:①磷化钙的水解,Ca3P2+6H2O 3Ca(OH)2+2PH3↑;②PH4I与碱反应,PH4I+NaOH NaI+H2O+PH3↑;③白磷溶于碱,P4+3NaOH+3H2O PH3↑+3NaH2PO2。
(2)PH3是强还原剂,能从Cu2+、Ag+、Hg2+等金属的盐溶液中将金属还原出来。3.P2O5(1)常用作干燥剂,能干燥酸性或中性物质,与H2O反应生成HPO3或H3PO4等。(2)在硝酸存在的条件下,煮沸P4O10的水溶液,才能较快地转变为较纯净的H3PO4。4.H3PO2(次磷酸) H3PO2为一元中强酸,H3PO3(亚磷酸)为二元中强酸。(1)不稳定性:受热分解产生磷酸和剧毒的PH3气体。
(2)还原性:H3PO2是强还原剂,常温下在空气中可逐渐被氧化。(3)有腐蚀性。5.PCl5、PCl3(1)磷与氯气反应:氯气足量时生成PCl5(白烟);氯气不足时生成PCl3(白雾)。(2)PCl5、PCl3都易水解:PCl5+4H2O H3PO4+5HCl、PCl3+3H2O H3PO3+3HCl。(3)PCl3可被Cl2氧化为PCl5:PCl3+Cl2 PCl5。
考点扫描1.[2019全国卷Ⅲ,11B改编]常温下pH=2的H3PO4溶液中c(H+)=c(H2PO4-)+2c(HPO42-)+3c(PO43-)+c(OH-)( )2.[2018全国卷Ⅱ,11A改编]NA代表阿伏加德罗常数的值,常温常压下,124 g P4中所含P—P键数目为4NA( )3.[2017全国卷Ⅲ,10D改编]NA代表阿伏加德罗常数的值。密闭容器中1 ml PCl3与1 ml Cl2反应制备PCl5(g),增加2NA个P—Cl键( )4.[2015新课标全国卷Ⅱ,7B]P2O5不可用作食品干燥剂( )答案：1.√ 2.✕ 3.✕ 4.√
素材17 As及其化合物的性质及应用1.As的性质与O2反应得到As2O3,与镁反应得到砷化镁:2As+3Mg Mg3As2。2.As2O3、As2O5的性质(1)As2O3俗称砒霜,微溶于水,属于两性氧化物:As2O3+6NaOH 2Na3AsO3+3H2O,As2O3+6HCl 2AsCl3+3H2O。(2)As2O5对热不稳定,在熔点(300 ℃)附近即失去O变成As2O3。3.As2S3的性质As2S3俗称雌黄,可溶于碱性硫化物或碱溶液中:As2S3+3Na2S
2Na3AsS3,As2S3+6NaOH Na3AsS3+Na3AsO3+3H2O。也可以与SnCl2、发烟盐酸反应转化为雄黄(As4S4):2As2S3+2SnCl2+4HCl As4S4+2SnCl4+2H2S↑。4.H3AsO4的性质(1)受热易分解,最终得到As2O5:2H3AsO4 As2O5+3H2O。(2)为三元弱酸,具有酸的通性。(3)具有弱氧化性,可与碘离子发生氧化还原反应:H3AsO4+2KI+H2SO4 H3AsO3+K2SO4+H2O+I2。
考点扫描[2017全国卷Ⅲ,28(2)节选]工业上常将含砷废渣(主要成分为As2S3)制成浆状,通入O2氧化,生成H3AsO4和单质硫。写出发生反应的化学方程式: 。 答案：2As2S3+5O2+6H2O 4H3AsO4+6S
模型2 基于核心素养下的新情境命题模型——工艺流程题工艺流程题具有形式新颖、信息丰富、灵活多变的特点,既可以考查“元素及其化合物的性质”,又可以考查“实验”和“化学与技术”,备受命题人的青睐。利用这种题型可以创设陌生、新颖的情境,有利于考查考生提取、加工信息的能力及利用所学知识分析、解决问题的能力,把具有化学学科核心素养的考生选拔出来。 一、工艺流程题的考查内容与核心素养的发展工艺流程题是发展考生化学学科核心素养的重要题型,如图所示是工艺流程题与发展化学学科核心素养的关系。
二、工艺流程题的命题模型工业冶金一般分为三个阶段,所以该类试题一般分为“三阶段”,即原料预处理阶段、物质转化与分离阶段、目标产品生成阶段。
三、工艺流程题的“三阶段”解读1.第一阶段——原料预处理处理方法:粉碎(研磨)和焙烧。
近几年真题涉及的原料预处理考查情况如表所示。
在原料预处理阶段真题往往从粉碎与化学反应速率的关系、焙烧中的化学反应等角度设问。
2.第二阶段——物质转化与分离物质转化与分离阶段一般包括溶浸(酸浸、碱浸、盐浸、水浸),元素化合物的氧化还原或沉淀转化,物质的分离(过滤、萃取)等内容。(1)溶浸①酸浸是指把预处理得到的物料与酸溶液作用,使物料中的碱性化合物、两性化合物、能溶于酸的盐和金属转化为溶液,过滤出不溶性杂质。②碱浸主要是将物料中的酸性化合物、两性化合物、能溶于碱性溶液的盐或金属等浸入碱性溶液。③盐浸主要是使原料中的部分成分因与所加入的盐发生氧化还原反应、复分解反应或络合反应等进而溶解,部分杂质形成沉淀而进行分离。
近几年真题涉及的溶浸考查情况如表所示。
由表可知,真题中有关溶浸的内容常设计为化学方程式或离子方程式的书写及溶浸所得的滤渣成分的分析等。(2)元素化合物的氧化还原或沉淀转化①元素化合物的氧化还原一般是指利用氧化剂O2、H2O2、HNO3、NaClO、KClO3等氧化具有还原性的微粒或利用还原剂SO2、N2H4及活泼金属等还原具有氧化性的微粒,以达到除去杂质或转化的目的。②沉淀转化一般是指向溶液中加入沉淀剂使杂质离子形成沉淀或调节溶液的pH使达到金属离子生成沉淀所需的pH。
近几年真题涉及元素化合物的氧化还原或沉淀转化的考查情况如表所示。
由表可知,试题常利用加入氧化剂、还原剂或调节溶液pH等而达到除杂或转化的目的。此外,电解法也可以代替试剂达到转化的目的。(3)物质的分离该阶段有关物质的分离操作常见的有过滤、萃取与反萃取。过滤是将固相与液相分离的方法。萃取则是利用一种溶剂把物质从它与另一种溶剂所组成的溶液里提取出来的分离方法。3.第三阶段——目标产品生成目标产品生成阶段是工艺流程制备目标产品的最后阶段。该阶段是把前阶段所得的盐溶液通过蒸发结晶(或冷却结晶)、过滤、洗涤、干燥得到目标产物的晶体或将所得溶液经过电解制取目标产品。若前阶段得到的物质为固体,一般通过氧化剂氧化或还原剂还原得目标产品。
近几年真题涉及目标产品的生成阶段考查情况如表所示。
由表可知,真题中有关目标产品生产的内容常设计为电极反应式的书写、反应方程式的书写、制备物质的方法等问题。
四、真题示例示例9 [盐浸][2019全国卷Ⅰ,26,14分]硼酸(H3BO3)是一种重要的化工原料,广泛应用于玻璃、医药、肥料等工业。一种以硼镁矿(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如图所示。
回答下列问题:(1)在95 ℃“溶浸”硼镁矿粉,产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式为 。 (2)“滤渣1”的主要成分有 。为检验“过滤1”后的滤液中是否含有Fe3+离子,可选用的化学试剂是 。 (3)根据H3BO3的解离反应:H3BO3+H2O H++B(OH)4-,Ka=5.81×10-10,可判断H3BO3是 酸;在“过滤2”前,将溶液pH调节至3.5,目的是 。
(4)在“沉镁”中生成 Mg(OH)2·MgCO3沉淀的离子方程式为 ,母液经加热后可返回 工序循环使用。由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是 。
解析：(1)硫酸铵溶液中存在平衡:NH4++H2O NH3·H2O+H+,硼酸镁能与水解出的H+反应,促进平衡向右移动,生成的一水合氨浓度增大,因溶液中存在平衡NH3·H2O NH3+H2O,一水合氨浓度增大,促进NH3·H2O分解产生NH3。用NH4HCO3溶液吸收氨气,发生的反应为NH4HCO3+NH3 (NH4)2CO3。(2)二氧化硅、氧化铁、氧化铝不溶于硫酸铵溶液,滤渣1的主要成分是二氧化硅、氧化铁、氧化铝。检验Fe3+的试剂可选用KSCN。(3)由题给硼酸的解离反应方程式知,硼酸是一元弱酸。“过滤2”之前,调节pH≈3.5目的是将硼元素转化为硼酸,促进硼酸析出。(4)“沉镁”中,碳酸铵溶液与硫酸镁溶液发生相互促进的水解反应生成碱式碳酸镁:
2MgSO4+2(NH4)2CO3+H2O Mg(OH)2·MgCO3↓+2(NH4)2SO4+CO2↑或者反应生成碱式碳酸镁和碳酸氢盐。母液含硫酸铵,可以将母液返回“溶浸”工序循环使用,体现绿色化学理念和环境保护思想。碱式碳酸镁转化成轻质氧化镁,联系碳酸镁、氢氧化镁受热都能分解生成氧化镁,也可以联系碱式碳酸铜分解生成氧化铜、水和二氧化碳,可知采用的方法是高温焙烧法,MgCO3·Mg(OH)2 2MgO+H2O+CO2↑。
课标要求1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解氮及其重要化合物的主要性质。2.认识氮及其重要化合物在生产中的应用和对生态环境的影响。3.认识氮及其化合物的多样性。4.认识氮及其化合物的转化在促进社会文明进步、自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。
高考怎么考 选择题常从宏观辨识与微观探析角度考查氮的固定、氮氧化物的回收利用,具有一定的创新性;非选择题常结合工艺流程、实验、化学反应原理考查硝酸、氨气、铵盐等物质的性质,要关注守恒法在化学计算中的应用,具有一定的综合性;磷及其化合物一般会结合物质结构等进行考查,砷及其化合物会以新材料、新技术为背景结合工艺流程、物质结构等进行考查,具有一定的应用性。 预计2022年高考对氮及其化合物的考查保持稳定,磷、砷及其化合物可能结合磷矿石等新材料进行命题,考查考生对基础知识的掌握情况和迁移应用的能力。
考点1 氮及氮的氧化物考点帮·必备知识通关考法帮·解题能力提升考法1 氮及氮的氧化物的性质和应用考点2 氨及铵盐考点帮·必备知识通关考法帮·解题能力提升考法2 氨的制备和性质探究
考点3 硝酸考点帮·必备知识通关考法帮·解题能力提升考法3 金属与硝酸反应的性质探究与计算高分帮 “双一流”名校冲刺析素材·情境应用素材16 PH3、H3PO2、PCl3等的性质素材17 As及其化合物的性质及应用
探模型·主题探究模型2 基于核心素养下的新情境命题模型——工艺流程题
考点 1 氮及氮的氧化物
考点帮▪必备知识通关
1.氮气(1)氮元素在自然界中的存在形式和氮的固定
2.氮的氧化物 [重点](1)氮的氧化物氮有多种价态的氧化物:N2O(笑气,有麻醉作用)、NO、N2O3(亚硝酸的酸酐)、NO2(主要的大气污染物)、N2O4、N2O5(硝酸的酸酐)等。(2)NO与NO2
深度学习·分析解释1.NO具有还原性,能与F2、Cl2、Br2反应生成卤化亚硝酰,如Cl2+2NO 2NOCl(亚硝酰氯)。2.NO2是酸性气体,但不能用浓硫酸干燥,因为部分NO2能以分子的形式溶解在浓硫酸中,部分NO2与浓硫酸反应可生成亚硝基硫酸(NOHSO4)。
深度学习·简单设计溴蒸气和NO2都为红棕色气体,用湿润的淀粉-KI试纸或NaOH溶液能鉴别它们吗?为什么?若不能,请你设计一种简单的方法,区别溴蒸气和NO2。提示:不能鉴别。因为这两种气体都具有氧化性,都可以把KI中的I-氧化成I2,使试纸变蓝。NaOH溶液可以吸收溴蒸气和NO2而形成无色溶液。方法:①用AgNO3溶液,Br2与AgNO3溶液反应可生成浅黄色沉淀AgBr;②用水,溶于水后有颜色的是Br2,无颜色的是NO2。
（3)氮氧化物对环境的污染及其防治①氮的氧化物都是有毒气体,都是大气污染物。②空气中的NO、NO2主要来源于煤和石油的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂的废气等。③常见的NOx尾气处理方法a.碱液吸收法:NO2、NO的混合气体能被足量的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。2NO2+2NaOH NaNO3+NaNO2+H2O, NO2+NO+2NaOH 2NaNO2+H2O。
b.催化转化:在催化剂条件下,NOx可与氨反应转化为无毒气体(N2)和H2O或与CO反应转化为无毒气体(N2和CO2)。一般适用于汽车尾气的处理。高考链接[北京高考节选]NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。(1)NOx能形成酸雨,写出NO2转化为HNO3的化学方程式: 。 (2)在汽车尾气系统中装置催化转化器,可有效降低NOx的排放。当尾气中空气不足时,NOx在催化转化器中被还原成N2排出。写出NO被CO还原的化学方程式: 。答案：(1)3NO2+H2O2 HNO3+NO (2)2CO+2NO N2+2CO2
3.氮的氧化物与O2、H2O反应的相关计算 (1)关系式法①NO和O2的混合气体通入水中由2NO+O2 2NO2和3NO2+H2O 2HNO3+NO得总反应的化学方程式为4NO+3O2+2H2O 4HNO3。
②NO2和O2的混合气体通入水中由3NO2+H2O 2HNO3+NO和2NO+O2 2NO2得总反应的化学方程式为4NO2+O2+2H2O 4HNO3。
③NO、NO2和O2的混合气体通入水中先按3NO2+H2O 2HNO3+NO计算出生成NO的体积,再加上原来混合气体中NO的体积,然后按①计算。(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。
高考链接[2015上海,22][双选]将O2和NH3的混合气体448 mL通过加热的三氧化二铬,充分反应后,再通过足量的水,最终收集到44.8 mL气体。原混合气体中O2的体积可能是(假设氨全部被氧化;气体体积均已换算成标准状况)A.231.5 mL B.268.8 mL C.287.5 mL D.313.6 mL答案：CD
考法帮▪解题能力提升
考法1 氮及氮的氧化物的性质和应用
命题角度1 结合原理示意图考查氮气的性质及应用[新角度]
示例1 [2020辽宁葫芦岛模拟]中国科学院科研团队研究表明,在常温常压和可见光下,基于LDH(一种固体催化剂)合成NH3的原理示意图如图所示。下列说法错误的是
A.氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶1B.该过程中涉及极性键和非极性键的断裂与生成C.基于LDH合成NH3的过程属于氮的固定D.工业中,氨经一系列反应可以得到硝酸
解析：该反应的化学方程式为2N2+6H2O 4NH3+3O2,氮气是氧化剂,水是还原剂,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶3,A错误;该过程中,既有极性键的断裂(O—H)与生成(N—H),也有非极性键的断裂( )与生成(O O),B正确;基于LDH合成NH3的过程是将氮气转化为氨气的过程,属于氮的固定,C正确;工业中,氨经催化氧化得NO,NO被氧化为NO2,NO2与水反应可得到硝酸,D正确。答案：A
考点扫描1.[2018全国卷Ⅱ,28(2)改编]某小组为探究三草酸合铁酸钾的热分解产物,在装置中通入氮气的目的是 。 2.[2017全国卷Ⅲ,26改编]绿矾(FeSO4·xH2O)易被氧化,在测定其结晶水含量或探究FeSO4的分解产物时,应先缓缓通入N2,目的是 。 3.[2017北京,27(1)改编]NH3在催化剂作用下还原NO2生成N2和H2O的化学方程式为 。答案：1.隔绝空气、使反应产生的气体全部进入后续装置 2.排尽装置中的空气 3.8NH3+6NO2 7N2+12H2O
命题角度2 结合环保问题考查氮及其化合物的性质[热点角度]示例2 [2016全国卷Ⅰ,26,14分]氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一,工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。某同学在实验室中对NH3与NO2反应进行了探究。回答下列问题:(1)氨气的制备
①氨气的发生装置可以选择图中的 ,反应的化学方程式为 。 ②欲收集一瓶干燥的氨气,选择图中的装置,其连接顺序为发生装置➝ (按气流方向,用小写字母表示)。 (2)氨气与二氧化氮的反应将上述收集到的NH3充入注射器X中,硬质玻璃管Y中加入少量催化剂,充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。
解析：(1)①观察装置知,A装置适合加热固体制备气体,B装置适合加热液体与固体制备气体或加热液体制备气体。实验室通过氯化铵和消石灰共热制备氨气,可以选择A装置作发生装置,化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2 2NH3↑+CaCl2+2H2O。实验室还可以通过加热浓氨水制备氨气,故也可以选择B装置作发生装置,化学方程式为NH3·H2O NH3↑+H2O。②实验室用碱石灰干燥氨气,用向下排空气法收集氨气,用水吸收尾气中的氨气并注意防倒吸。故选择C、D、F装置,注意连接球形干燥管时应大口进气,小口出气。所以,连接顺序为a、d、c、f、e、i或b、d、c、f、e、i。
(2)NO2呈红棕色,氨气与二氧化氮发生反应:8NH3+6NO2 7N2+12H2O,故观察到Y管中红棕色气体慢慢变浅。NH3与NO2反应后生成的气态水凝聚,反应后气体分子数减少,装置内压强减小,故打开K2,NaOH溶液会产生倒吸现象。 答案：(1)①A 2NH4Cl+Ca(OH)2 2NH3↑+CaCl2+2H2O(或B NH3·H2O NH3↑+H2O) ②d c f e i (2)①红棕色气体慢慢变浅 ②8NH3+6NO2 7N2+12H2O ③Z中NaOH溶液产生倒吸现象 ④反应后气体分子数减少,Y管中压强小于外压
考点扫描1.[2018天津,9(5)]NO被H2O2氧化为N的离子方程式为 。 2.[2018江苏,20改编](1)用稀硝酸吸收NOx,得到HNO3和HNO2的混合溶液,电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。写出电解时阳极的电极反应式: 。 (2)用酸性(NH2)2CO水溶液吸收NOx,吸收过程中存在HNO2与(NH2)2CO生成N2和CO2的反应。写出该反应的化学方程式: 。 (3)在有氧条件下,某新型催化剂能催化NH3与NOx反应生成N2。写出NH3与NO2反应的化学方程式: 。当生成1 ml N2时,转移的电子数为 ml。
3.[2017北京,12A改编]浓硝酸受热分解产生红棕色气体,推断产生的气体一定是混合物( )4.[2017北京,27(2)改编]在有氧条件下,15NO与NH3以一定比例反应时,得到的笑气几乎都是15NNO。写出该反应的化学方程式: 。 5.[2016江苏,5A改编]将铜丝插入稀硝酸中反应的离子方程式为Cu+4H++2NO3- Cu2++2NO2↑+H2O( )
考点 2 氨及铵盐
1.NH3的性质 [重点]
注意：1.NH3能与CaCl2反应生成CaCl2·xNH3,故氨气不能用无水氯化钙干燥,但可用碱石灰干燥。2.NH3可作制冷剂,是因为NH3汽化能吸收大量的热。2.喷泉实验 [2020全国卷Ⅲ第10题](1)形成喷泉的原理形成喷泉最根本的原因是容器内外存在较大的压强差。在这种压强差的作用下,液体迅速流动,通过带有尖嘴的导管喷出来,形成喷泉。
(2)常见喷泉的类型①容器内气体极易溶于水(或容器内气体易与溶液反应),使容器内压强迅速降低引发的喷泉(容器内压强小于外界大气压)。
图1中打开止水夹,挤出胶头滴管中的水,氨气极易溶于水,烧瓶内压强迅速减小,即产生喷泉。图2中打开止水夹,用手(或热毛巾等)将烧瓶捂热,氨气受热膨胀,赶出玻璃导管内的空气,与水接触,即产生喷泉。注意:常见的能形成喷泉的气体和吸收剂如表所示。
②容器内的液体由于受热或发生化学反应产生了大量的气体,使容器内的压强增大引发的喷泉(容器内压强大于外界大气压)。图3的锥形瓶中盛放“碳酸氢铵与稀盐酸”或“过氧化钠与水”等均能形成喷泉。城市喷泉装置的原理与图3所示装置相同,属于正压喷泉。
3.氨水和铵盐 [重点](1)铵盐的性质与用途
高考链接1.[2017全国卷Ⅱ,13C改编]加热盛有少量NH4HCO3固体的试管,并在试管口放置湿润的红色石蕊试纸,石蕊试纸变蓝,说明NH4HCO3显碱性( )2.[新课标全国卷Ⅰ高考改编]施肥时,草木灰(有效成分为K2CO3)不能与NH4Cl混合使用,因为K2CO3与NH4Cl反应生成氨气会降低肥效( )答案：1.✕ 2.√
考法2 氨的制备和性质探究
1.NH3的实验室制备 (1)加热固态铵盐和碱的混合物
(2)实验室制取氨的其他3种方法
2.NH3的工业制备 (1)原理:N2+3H2 2NH3(2)简要流程
命题角度1 结合物质制备装置考查氨的实验室制法示例3 [2020安徽江淮十校联考]氨基甲酸铵(H2NCOONH4)是常用的氨化剂之一。某研究小组利用反应2NH3(g)+CO2(g)H 2NCOONH4(s) ΔH<0制备氨基甲酸铵,其装置如图所示,已知:H2NCOONH4为白色固体,易分解,易水解。则下列说法错误的是
A.仪器1是恒压漏斗,其作用为使浓氨水顺利流下B.仪器2中可以放置NaOH固体,仪器3中可以放置无水氯化钙C.为了完成实验,应在仪器5和6之间,依次添加干燥装置和安全瓶D.若反应初期观察到仪器6内稀硫酸中产生气泡,应控制旋塞,加快浓氨水的流速
解析： 仪器1是恒压漏斗,其有恒压管,可使三颈烧瓶与漏斗中压强相同,使漏斗内液体顺利流下,A正确;可用NaOH固体和浓氨水制备氨气,则仪器2中可以放置NaOH固体,H2NCOONH4易水解,氨气进入仪器5前需要燥,NH3能与CaCl2反应生成CaCl2·xNH3,不能用无水氯化钙干燥氨气,仪器3中不可以放置无水氯化钙,B错误;为防止生成的氨基甲酸铵水解及装置6吸收未反应的氨气时发生倒吸,应在装置5和6之间,依次添加干燥装置和安全瓶,C正确;若反应初期观察到装置6内稀硫酸溶液中产生气泡,说明二氧化碳过量,应该加快产生氨气的速率,D正确。答案：B
考点扫描1.[2017江苏,3D改编]由于NH3易溶于水,故可用作制冷剂( )2.[2016全国卷Ⅲ,26(4)改编]利用氯化钙溶液、氨水、H2O2溶液在冰浴条件下制备过氧化钙,该反应的化学方程式为 。 3.[2016四川,11(4)改编]在浸取液(溶质主要为硫酸镁)中通入NH3,发生反应的化学方程式是 。
命题角度2 火箭燃料——联氨的结构与性质 [热点角度]示例4 [2016全国卷Ⅱ,26节选,11分]联氨(又称肼,N2H4,无色液体)是一种应用广泛的化工原料,可用作火箭燃料。回答下列问题:(1)联氨分子的电子式为 ,其中氮的化合价为 。 (2)实验室中可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨,反应的化学方程式为 。 (3)联氨为二元弱碱,在水中的电离方式与氨相似。联氨第一步电离反应的平衡常数值为 (已知:N2H4+H+ N2H5+的K=8.7×107;Kw=1.0×10-14)。联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为 。
(4)联氨是一种常用的还原剂。向装有少量AgBr的试管中加入联氨溶液,观察到的现象是 。 联氨可用于处理高压锅炉水中的氧,防止锅炉被腐蚀。理论上1 kg的联氨可除去水中溶解的O2 kg;与使用Na2SO3处理水中溶解的O2相比,联氨的优点是 。
解析：(1)N2H4中原子间以共价键结合,其电子式为 。N2H4中H为+1价,由化合物中各元素化合价代数和为0,可确定N为-2价。(2)反应中NaClO和NH3分别作氧化剂和还原剂,根据得失电子守恒和原子守恒可写出并配平相应的化学方程式。(3)N2H4的第一步电离的离子方程式为N2H4+ H2O N2H5++OH-,则电离常数 8.7×107×1.0×10-14=8.7×10-7。联氨是二元弱碱,其与硫酸形成的酸式盐为 N2H6(HSO4)2。
(4)联氨具有还原性,能将AgBr中的Ag+还原为Ag,可看到固体逐渐变黑,联氨被氧化为N2,可看到溶液中有气泡产生。1 ml联氨在反应中失去4 ml 电子,而1 ml O2能得到4 ml电子,且联氨与O2的相对分子质量相等,故参加反应的联氨与O2的物质的量和质量均相等,故1 kg的联氨可除去水中溶解的O2的质量为1 kg。使用联氨处理水中溶解的O2,消耗联氨的质量小,且产物为N2和H2O,对环境无污染,而用Na2SO3处理水中溶解的O2时,Na2SO3被氧化为Na2SO4,产生新杂质。
答案：(1) -2 (2)2NH3+NaClO N2H4+NaCl+H2O (3)8.7×10-7 N2H6(HSO4)2 (4)固体逐渐变黑,并有气泡产生 1 N2H4的用量少,不产生其他杂质(还原产物为N2和H2O,而Na2SO3产生Na2SO4)
命题角度3 利用现代传感技术认识喷泉原理 [预测角度]示例5 现用传感技术测定喷泉实验中的压强变化来认识喷泉实验的原理。下列说法正确的是
A.制取氨气时烧瓶中的X固体常用CaO或CaCl2B.将湿润的蓝色石蕊试纸置于三颈烧瓶口c处,试纸变红,说明NH3已收集满C.关闭a,用单孔塞(插有吸入水的胶头滴管)塞紧三颈烧瓶口c,打开b,挤压胶头滴管完成喷泉实验,电脑绘制三颈烧瓶内压强变化曲线如图2所示,则C点时喷泉最剧烈D.工业上,若出现液氨泄漏,喷洒NaHCO3溶液比喷洒稀盐酸效果好
解析：CaO能与水反应,使c(OH-)增大,同时放出大量的热,有利于氨气的逸出,而CaCl2虽然具有吸水性,但易与产生的氨气反应生成CaCl2·8NH3,不能用于制备或干燥氨气,A错误;红色石蕊试液遇碱显蓝色,所以检验三颈烧瓶集满NH3的方法是将湿润的红色石蕊试纸靠近三颈烧瓶口c,试纸变蓝,证明NH3已收集满,B错误;三颈烧瓶内气体压强与外界大气压差值越大,喷泉越剧烈,C点压强最小、外界大气压不变,所以大气压和C点压强差值最大,则喷泉最剧烈,C正确;稀盐酸显酸性,碳酸氢钠溶液显碱性,氨水溶液显碱性,因此在酸性溶液中吸收氨气的效率高于在碱性溶液中吸收氨气的效率,D错误。答案：C
1.物理性质纯硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体,易溶于水,密度比水的大。2.化学性质 [重点](1)具有酸的通性,但与活泼金属反应时不产生H2。(2)不稳定性:4HNO3 4NO2↑+O2↑+2H2O(保存在棕色瓶中,放置在阴凉处)。(3)强氧化性:①铝、铁在冷的浓硝酸中发生钝化,因此常温下铝、铁制品可以盛放冷的浓硝酸;②能与除Au、Pt以外的所有金属反应:Cu+4HNO3(浓)
Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O;③加热条件下,能与非金属单质(如C、S)反应,一般可将非金属单质氧化为对应的最高价含氧酸或最高价非金属氧化物:C+4HNO3(浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O;④与还原性物质反应: 3Fe2++4H++NO3-3Fe3++NO↑+2H2O。注意：铁与稀硝酸反应时,铁不足时生成Fe3+,铁过量时生成Fe2+。
考法3 金属与硝酸反应的性质探究与计算
1. 金属与HNO3反应
2.“4法”突破金属与HNO3反应的计算
命题角度1 硝酸与金属反应的实验探究示例6 [2015北京,12,6分]在通风橱中进行下列实验:
下列说法不正确的是A.Ⅰ中气体由无色变红棕色的化学方程式:2NO+O2 2NO2B.Ⅱ中的现象说明Fe表面形成致密的氧化层,阻止Fe进一步反应C.对比Ⅰ、Ⅱ中现象,说明稀HNO3 的氧化性强于浓HNO3D.针对Ⅲ中现象,在Fe、Cu之间连接电流计,可判断Fe是否被氧化
解析：稀硝酸与铁反应可生成NO,NO在空气中被氧化为NO2,A项正确。浓硝酸能使铁钝化,B项正确。Ⅱ中铁钝化,反应停止,不能比较稀硝酸与浓硝酸氧化性的强弱,C项错误。构成原电池后可以根据电流的方向判断正、负极,从而判断Fe是否被氧化,D项正确。答案：C
命题角度2 HNO2及其盐的性质 [预测角度]示例7 信息1:亚硝酸(HNO2)是一种弱酸,既具有氧化性又具有还原性;亚硝酸不稳定,易分解为硝酸、水和NO。信息2:亚硝酸钠又名“工业盐”,常被大量用作高分子材料的发泡剂和偶氮染料的原料等,该物质有毒,但其颜色、形状、味道和食盐相似,很容易因误食而中毒;亚硝酸银为难溶于水的白色沉淀。根据上述信息,回答下列问题:
(1)甲组同学取一份可能是NaCl或NaNO2的样品,用蒸馏水溶解,通过下列实验操作可鉴别样品成分。在待检验溶液中滴加AgNO3溶液的现象是 ,倒出上清液,在沉淀中加入硝酸,振荡,沉淀溶解,则该样品为 (写化学式),沉淀溶解的离子方程式为 。
(2)乙组同学利用如图所示装置检验可能是NaCl或NaNO2的样品。①A装置中盛装稀硫酸的仪器名称是 ,打开该仪器的活塞,使稀硫酸缓缓滴下,若样品为NaNO2,则在B装置中可观察到的现象为 ,检验B装置中有NO的操作及产生的现象
是 。 ②C装置中盛有的试剂名称是 ,作用是 。 (3)设计实验证明。①亚硝酸为弱酸: 。 ②亚硝酸具有还原性: 。
解析：(1)AgCl和AgNO2均为白色难溶于水的物质,故加入AgNO3溶液后出现白色沉淀。AgCl难溶于硝酸,而AgNO2与硝酸反应可生成HNO2,该物质不稳定,又分解生成硝酸、水和NO。(2)①根据装置图中盛装稀硫酸的仪器的结构及作用可知其为分液漏斗。A装置和B装置中残留的空气与A装置中生成的NO反应生成NO2。由于B装置中主要含NO,故其内气体颜色较淡,打开止水夹,鼓入空气,NO完全转化为NO2,使B装置内NO2浓度增大,红棕色变深。②氮的氧化物有毒,可用碱液(如NaOH溶液)吸
收。(3)①检验HNO2的弱酸性,可检验其强碱盐的pH,也可以直接检验其一定浓度稀溶液的pH等。②检验HNO2的还原性需要用到氧化剂,故在酸性KMnO4溶液中加入过量NaNO2溶液,KMnO4被还原,从而使溶液褪色。
答案：(1)产生白色沉淀 NaNO2 3AgNO2+2H+ 3Ag++2NO↑+NO3-+H2O (2)①分液漏斗 出现较淡的红棕色气体 打开止水夹,鼓入空气,红棕色变深 ②NaOH溶液(合理即可) 吸收尾气,防止污染空气 (3)①取NaNO2溶液,用pH试纸检验,对照标准比色卡知pH>7(其他合理答案也可) ②在酸性KMnO4溶液中加入过量NaNO2溶液,溶液褪色(其他合理答案也可)
考法归纳·迁移创新类比硝酸的性质学习亚硝酸的性质1.亚硝酸的性质(1)亚硝酸中,N为+3价,既有氧化性,又有还原性,在水溶液中能将I-氧化为单质碘:2HNO2+2I-+2H+ I2+2NO↑+2H2O。(2)亚硝酸是一种弱酸,不稳定,易分解成HNO3、H2O和NO,即3HNO2HNO3+2NO↑+H2O。
2.HNO2的制备(1)将等物质的量的NO2和NO的混合物溶解在冰水中:NO+NO2+H2O 2HNO2。(2)将强酸加入亚硝酸盐的冷溶液中:NaNO2+HCl NaCl+HNO2。
命题角度3 氮及氮的化合物之间的相互转化 [预测角度]示例8 [2021吉林长春一检]A、B、C、D、E、F为中学化学中的常见物质,且A由一种或两种短周期元素组成,在一定条件下有如图所示转化关系(部分产物略去),请完成下列问题:
(1)若常温下A为有色气体,则①若F是一种金属单质,E为气体,请写出B和适量F反应生成C与E的离子方程式: 。 ②若C为直线形分子,E具有漂白性,F焰色反应呈黄色,F的化学式为 ,D中所含化学键的类型为 。 (2)若A为淡黄色固体,D为白色难溶于水的物质,且A和D的相对分子质量相等,请用离子方程式表示F的水溶液呈酸性的原因: 。
(3)若A中一种元素原子的最外层电子数为内层电子总数的,将B和D分别溶于水,所得溶液按恰当比例混合,可得到一种不含金属元素的盐溶液,请写出A与H2O反应的化学方程式: ;B转化为C的化学方程式为 。
解析：(1)①若常温下A为有色气体,F是一种金属单质,由转化关系可知,F为变价金属,应为Fe,B与Fe反应生成Fe3+,由于A为有色气体,与水反应生成B与E,且E为气体,则A为二氧化氮,B为硝酸,E为NO,C为硝酸铁,D为硝酸亚铁,B和适量F反应生成C与E的离子方程式为Fe+4H++NO3- Fe3++NO↑+2H2O。②A为有色气体,与水反应生成B与E,E具有漂白性,则A为氯气,B为HCl,E为HClO,F焰色反应呈黄色,含有钠元素,C为直线形分子,结合转化关系可知,F为Na2CO3,C为CO2,DNaHCO3,NaHCO3中含有离子键和共价键。(2)A为淡黄色固体,能与水反应, 则A为过氧 化钠,A和D的相对分子质量相等,结合转化关系知,B为氢氧化钠,C为偏
铝酸钠,F为铝盐,D为氢氧化铝,E为氧气,铝盐溶液中因铝离子发生水解:Al3++3H2O Al(OH)3+3H+,溶液呈酸性。(3)若A中一种元素原子的最外层电子数为内层电子总数的,则该元素原子核外有3个电子层,最外层电子数为2,该元素为Mg; B和D分别溶于水,所得溶液按恰当比例混合,可得到一种不含金属元素的盐溶液,该盐为铵盐,A中另一种元素为氮元素,则A为Mg3N2,结合转化关系可知,B为氨气,F为氧气,C为一氧化氮,D为二氧化氮,E为氢氧化镁,A与水反应的化学方程式为Mg3N2+6H2O 3Mg(OH)2↓+2NH3↑,B转化为C的化学方程式为4NH3+5O2 4NO+6H2O。
答案：(1)①Fe+4H++NO3- Fe3++NO↑+2H2O ②Na2CO3 离子键、共价键 (2)Al3++3H2O Al(OH)3+3H+ (3)Mg3N2+6H2O 3Mg(OH)2↓+2NH3↑ 4NH3+5O2 4NO+6H2O
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素材16 PH3、H3PO2、PCl3等的性质及应用1.P4P4分子呈正四面体结构,每个分子含6个P—P共价键,键角为60°;与O2反应生成P4O6或P4O10,与Cl2反应生成PCl3(液体)或PCl5(固体)。2.PH3(1)PH3的制备:①磷化钙的水解,Ca3P2+6H2O 3Ca(OH)2+2PH3↑;②PH4I与碱反应,PH4I+NaOH NaI+H2O+PH3↑;③白磷溶于碱,P4+3NaOH+3H2O PH3↑+3NaH2PO2。
(2)PH3是强还原剂,能从Cu2+、Ag+、Hg2+等金属的盐溶液中将金属还原出来。3.P2O5(1)常用作干燥剂,能干燥酸性或中性物质,与H2O反应生成HPO3或H3PO4等。(2)在硝酸存在的条件下,煮沸P4O10的水溶液,才能较快地转变为较纯净的H3PO4。4.H3PO2(次磷酸) H3PO2为一元中强酸,H3PO3(亚磷酸)为二元中强酸。(1)不稳定性:受热分解产生磷酸和剧毒的PH3气体。
(2)还原性:H3PO2是强还原剂,常温下在空气中可逐渐被氧化。(3)有腐蚀性。5.PCl5、PCl3(1)磷与氯气反应:氯气足量时生成PCl5(白烟);氯气不足时生成PCl3(白雾)。(2)PCl5、PCl3都易水解:PCl5+4H2O H3PO4+5HCl、PCl3+3H2O H3PO3+3HCl。(3)PCl3可被Cl2氧化为PCl5:PCl3+Cl2 PCl5。
考点扫描1.[2019全国卷Ⅲ,11B改编]常温下pH=2的H3PO4溶液中c(H+)=c(H2PO4-)+2c(HPO42-)+3c(PO43-)+c(OH-)( )2.[2018全国卷Ⅱ,11A改编]NA代表阿伏加德罗常数的值,常温常压下,124 g P4中所含P—P键数目为4NA( )3.[2017全国卷Ⅲ,10D改编]NA代表阿伏加德罗常数的值。密闭容器中1 ml PCl3与1 ml Cl2反应制备PCl5(g),增加2NA个P—Cl键( )4.[2015新课标全国卷Ⅱ,7B]P2O5不可用作食品干燥剂( )答案：1.√ 2.✕ 3.✕ 4.√
素材17 As及其化合物的性质及应用1.As的性质与O2反应得到As2O3,与镁反应得到砷化镁:2As+3Mg Mg3As2。2.As2O3、As2O5的性质(1)As2O3俗称砒霜,微溶于水,属于两性氧化物:As2O3+6NaOH 2Na3AsO3+3H2O,As2O3+6HCl 2AsCl3+3H2O。(2)As2O5对热不稳定,在熔点(300 ℃)附近即失去O变成As2O3。3.As2S3的性质As2S3俗称雌黄,可溶于碱性硫化物或碱溶液中:As2S3+3Na2S
2Na3AsS3,As2S3+6NaOH Na3AsS3+Na3AsO3+3H2O。也可以与SnCl2、发烟盐酸反应转化为雄黄(As4S4):2As2S3+2SnCl2+4HCl As4S4+2SnCl4+2H2S↑。4.H3AsO4的性质(1)受热易分解,最终得到As2O5:2H3AsO4 As2O5+3H2O。(2)为三元弱酸,具有酸的通性。(3)具有弱氧化性,可与碘离子发生氧化还原反应:H3AsO4+2KI+H2SO4 H3AsO3+K2SO4+H2O+I2。
考点扫描[2017全国卷Ⅲ,28(2)节选]工业上常将含砷废渣(主要成分为As2S3)制成浆状,通入O2氧化,生成H3AsO4和单质硫。写出发生反应的化学方程式: 。 答案：2As2S3+5O2+6H2O 4H3AsO4+6S
模型2 基于核心素养下的新情境命题模型——工艺流程题工艺流程题具有形式新颖、信息丰富、灵活多变的特点,既可以考查“元素及其化合物的性质”,又可以考查“实验”和“化学与技术”,备受命题人的青睐。利用这种题型可以创设陌生、新颖的情境,有利于考查考生提取、加工信息的能力及利用所学知识分析、解决问题的能力,把具有化学学科核心素养的考生选拔出来。 一、工艺流程题的考查内容与核心素养的发展工艺流程题是发展考生化学学科核心素养的重要题型,如图所示是工艺流程题与发展化学学科核心素养的关系。
二、工艺流程题的命题模型工业冶金一般分为三个阶段,所以该类试题一般分为“三阶段”,即原料预处理阶段、物质转化与分离阶段、目标产品生成阶段。
三、工艺流程题的“三阶段”解读1.第一阶段——原料预处理处理方法:粉碎(研磨)和焙烧。
近几年真题涉及的原料预处理考查情况如表所示。
在原料预处理阶段真题往往从粉碎与化学反应速率的关系、焙烧中的化学反应等角度设问。
2.第二阶段——物质转化与分离物质转化与分离阶段一般包括溶浸(酸浸、碱浸、盐浸、水浸),元素化合物的氧化还原或沉淀转化,物质的分离(过滤、萃取)等内容。(1)溶浸①酸浸是指把预处理得到的物料与酸溶液作用,使物料中的碱性化合物、两性化合物、能溶于酸的盐和金属转化为溶液,过滤出不溶性杂质。②碱浸主要是将物料中的酸性化合物、两性化合物、能溶于碱性溶液的盐或金属等浸入碱性溶液。③盐浸主要是使原料中的部分成分因与所加入的盐发生氧化还原反应、复分解反应或络合反应等进而溶解,部分杂质形成沉淀而进行分离。
近几年真题涉及的溶浸考查情况如表所示。
由表可知,真题中有关溶浸的内容常设计为化学方程式或离子方程式的书写及溶浸所得的滤渣成分的分析等。(2)元素化合物的氧化还原或沉淀转化①元素化合物的氧化还原一般是指利用氧化剂O2、H2O2、HNO3、NaClO、KClO3等氧化具有还原性的微粒或利用还原剂SO2、N2H4及活泼金属等还原具有氧化性的微粒,以达到除去杂质或转化的目的。②沉淀转化一般是指向溶液中加入沉淀剂使杂质离子形成沉淀或调节溶液的pH使达到金属离子生成沉淀所需的pH。
近几年真题涉及元素化合物的氧化还原或沉淀转化的考查情况如表所示。
由表可知,试题常利用加入氧化剂、还原剂或调节溶液pH等而达到除杂或转化的目的。此外,电解法也可以代替试剂达到转化的目的。(3)物质的分离该阶段有关物质的分离操作常见的有过滤、萃取与反萃取。过滤是将固相与液相分离的方法。萃取则是利用一种溶剂把物质从它与另一种溶剂所组成的溶液里提取出来的分离方法。3.第三阶段——目标产品生成目标产品生成阶段是工艺流程制备目标产品的最后阶段。该阶段是把前阶段所得的盐溶液通过蒸发结晶(或冷却结晶)、过滤、洗涤、干燥得到目标产物的晶体或将所得溶液经过电解制取目标产品。若前阶段得到的物质为固体,一般通过氧化剂氧化或还原剂还原得目标产品。
近几年真题涉及目标产品的生成阶段考查情况如表所示。
由表可知,真题中有关目标产品生产的内容常设计为电极反应式的书写、反应方程式的书写、制备物质的方法等问题。
四、真题示例示例9 [盐浸][2019全国卷Ⅰ,26,14分]硼酸(H3BO3)是一种重要的化工原料,广泛应用于玻璃、医药、肥料等工业。一种以硼镁矿(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如图所示。
回答下列问题:(1)在95 ℃“溶浸”硼镁矿粉,产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式为 。 (2)“滤渣1”的主要成分有 。为检验“过滤1”后的滤液中是否含有Fe3+离子,可选用的化学试剂是 。 (3)根据H3BO3的解离反应:H3BO3+H2O H++B(OH)4-,Ka=5.81×10-10,可判断H3BO3是 酸;在“过滤2”前,将溶液pH调节至3.5,目的是 。
(4)在“沉镁”中生成 Mg(OH)2·MgCO3沉淀的离子方程式为 ,母液经加热后可返回 工序循环使用。由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是 。
解析：(1)硫酸铵溶液中存在平衡:NH4++H2O NH3·H2O+H+,硼酸镁能与水解出的H+反应,促进平衡向右移动,生成的一水合氨浓度增大,因溶液中存在平衡NH3·H2O NH3+H2O,一水合氨浓度增大,促进NH3·H2O分解产生NH3。用NH4HCO3溶液吸收氨气,发生的反应为NH4HCO3+NH3 (NH4)2CO3。(2)二氧化硅、氧化铁、氧化铝不溶于硫酸铵溶液,滤渣1的主要成分是二氧化硅、氧化铁、氧化铝。检验Fe3+的试剂可选用KSCN。(3)由题给硼酸的解离反应方程式知,硼酸是一元弱酸。“过滤2”之前,调节pH≈3.5目的是将硼元素转化为硼酸,促进硼酸析出。(4)“沉镁”中,碳酸铵溶液与硫酸镁溶液发生相互促进的水解反应生成碱式碳酸镁:
2MgSO4+2(NH4)2CO3+H2O Mg(OH)2·MgCO3↓+2(NH4)2SO4+CO2↑或者反应生成碱式碳酸镁和碳酸氢盐。母液含硫酸铵,可以将母液返回“溶浸”工序循环使用,体现绿色化学理念和环境保护思想。碱式碳酸镁转化成轻质氧化镁,联系碳酸镁、氢氧化镁受热都能分解生成氧化镁,也可以联系碱式碳酸铜分解生成氧化铜、水和二氧化碳,可知采用的方法是高温焙烧法,MgCO3·Mg(OH)2 2MgO+H2O+CO2↑。
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