1、专题十七 氮及其化合物,高考化学 (课标专用),考点一 氮单质、氮的氧化物和硝酸 (2016课标,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,五年高考,A组 统一命题课标卷题组,氨气的发生装置可以选择上图中的 ,反应的化学方程式为 。 欲收集一瓶干燥的氨气,选择上图中的装置,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
2、夹子K1、 K2夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。,答案 (1)A 2NH4Cl+Ca(OH)2 2NH3+CaCl2+2H2O(或B NH3H2O NH3+H2O)dcfei (2)红棕色气体慢慢变浅 8NH3+6NO2 7N2+12H2O Z中NaOH溶液产生倒吸 现象 反应后气体分子数减少,Y管中压强小于外压,解析 (1)制备氨气,可用Ca(OH)2(s)和NH4Cl(s)混合加热,可选用装置A;也可采用加热浓氨 水的方法,此时可选用装置B。欲得到干燥的氨气,首先要干燥(干燥管要大口进,小口出),其 次要收集(氨气密度比空气小,要用向下排空气法),最后为尾气处理(因氨气极易溶于水,
3、要用防 倒吸的F装置)。 (2)NH3和NO2在催化剂、一定温度下可发生反应,故Y管中红棕色气体慢慢变浅;由化学方程式 8NH3+6NO2 7N2+12H2O可以得出,反应后气体分子数减少,压强减小,故打开K2后,Z中 NaOH溶液会产生倒吸现象。,知识拓展 几种气体的快速制取方法 (1)O2 2H2O2 2H2O+O2 2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2 (2)Cl2 2KMnO4+16HCl(浓) 2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O (3)HCl 将浓H2SO4慢慢滴入到浓盐酸中 (4)NH3 将浓氨水滴到生石灰或碱石灰上 温馨提示 用排空气法收集有害气体时,收集装置后要连接
4、尾气处理装置。,考点二 氨及铵盐 1.(2017课标,26,15分)凯氏定氮法是测定蛋白质中氮含量的经典方法,其原理是用浓硫酸在 催化剂存在下将样品中有机氮转化成铵盐,利用如图所示装置处理铵盐,然后通过滴定测量。 已知:NH3+H3BO3 NH3H3BO3;NH3H3BO3+HCl NH4Cl+H3BO3。,回答下列问题: (1)a的作用是 。 (2)b中放入少量碎瓷片的目的是 。f的名称是 。 (3)清洗仪器:g中加蒸馏水;打开k1,关闭k2、k3,加热b,蒸汽充满管路;停止加热,关闭k1,g中蒸馏水 倒吸进入c,原因是 ;打开k2放掉水。重复操作23次。 (4)仪器清洗后,g中加入硼酸(H
5、3BO3)和指示剂。铵盐试样由d注入e,随后注入氢氧化钠溶液,用 蒸馏水冲洗d,关闭k3,d中保留少量水。打开k1,加热b,使水蒸气进入e。 d中保留少量水的目的是 。 e中主要反应的离子方程式为 ,e采用中空双层玻璃瓶的作用是 。 (5)取某甘氨酸(C2H5NO2)样品m克进行测定,滴定g中吸收液时消耗浓度为c molL-1的盐酸V mL,则样品中氮的质量分数为 %,样品的纯度 %。,答案 (1)避免b中压强过大 (2)防止暴沸 直形冷凝管 (3)c中温度下降,管路中形成负压 (4)液封,防止氨气逸出 N +OH- NH3+H2O 保温使氨完全蒸出 (5),解析 本题以定量实验的方式,考查实
6、验基本操作、实验仪器以及分析问题和处理数据的能 力。(1)a与大气相通,作用是平衡气压,以免关闭k1后b内压强过大。(2)b中放入少量碎瓷片的 目的是防止暴沸。f的名称是直形冷凝管。(3)g中蒸馏水倒吸进入c,原因是c、e及其所连接的 管道内水蒸气冷凝为水后,气压远小于外界大气压,在大气压的作用下,锥形瓶内的蒸馏水倒吸 进入c中。(4)d中保留少量水可以起到液封的作用,防止氨气逸出。e中的主要反应是铵盐 与碱在加热条件下的反应,离子方程式为N +OH- NH3+H2O,e采用中空双层玻璃瓶的 作用是减少热量损失,有利于N 在碱性条件下转化为氨气逸出。(5)取某甘氨酸(C2H5NO2)样 品m克
7、进行测定,滴定g中吸收液时消耗浓度为c molL-1的盐酸V mL,根据反应NH3+H3BO3 NH3 H3BO3,NH3H3BO3+HCl NH4Cl +H3BO3,可以求出样品中n(N)=n(HCl)=c molL-1V10-3 L =0.001cV mol,则样品中氮的质量分数为 100%= %,样品中甘氨酸的质量 0.001cV75 g,所以样品的纯度 %。,审题关键 1.倒吸原理的应用。一般在实验时,需要防止倒吸现象的出现,但在该实验中利用 倒吸原理洗涤仪器。该实验中出现倒吸现象是由于密闭体系内气压小于外界气压,液体在大 气压的作用下进入体系。,2.液封原理的应用。一般液封适用于内外
8、气压差不是很大,而密封要求比较高的情况。,知识归纳 N 与OH-反应时离子方程式的书写规律 浓碱液、加热条件下生成物为NH3和水:N +OH- NH3+H2O;若在稀溶液中反应且不加 热,因氨气极易溶于水,故生成NH3H2O:N +OH- NH3H2O。,2.(2016课标,26,14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)2O2(g)+N2(g) N2O4(l) H1 N2(g)+2H2(g) N2H4(l)
9、 H2 O2(g)+2H2(g) 2H2O(g) H3 2N2H4(l)+N2O4(l) 3N2(g)+4H2O(g) H4=-1 048.9 kJmol-1 上述反应热效应之间的关系式为H4= ,联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要 原因为 。 (4)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+ N2 的K=8.7107;KW=1.010-14)。联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式 为 。,(5)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
10、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 。,答案 (14分)(1)H： ： ：H -2 (2)2NH3+NaClO N2H4+NaCl+H2O (3)2H3-2H2-H1 反应放热量大、产生大量气体 (4)8.710-7 N2H6(HSO4)2 (5)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(产物为N2和H2O,而Na2SO3产生Na2SO4),解析 (1)联氨的结构式为 ,故其电子式为H H;N2H4中H为+1价,故N为 -2价。 (2)NaClO具有强氧化性,可将NH3氧化为N2H4,本身被还原为NaCl,据此可写出反
11、应的化学方程 式。 (3)根据盖斯定律,由2(-)-可得,故H4=2H3-2H2-H1。 (4)NH3在水中的电离方程式为NH3+H2O N +OH-,则N2H4在水中的第一步电离方程式为 N2H4+H2O N2 +OH-,该步电离的平衡常数K1= ,又知N2H4+H+ N2 ,K= =8.7107,则K1=KKW=8.71071.010-14=8.710-7。 (5)联氨与AgBr反应时,AgBr可将N2H4氧化为N2,自身被还原为Ag,反应的化学方程式为4AgBr+ N2H4 N2+4Ag+4HBr,因此可观察到固体逐渐变黑,并有气泡产生。因N2H4处理水中溶解 氧时也发生氧化还原反应,化
12、学方程式为N2H4+O2 N2+2H2O,则n(O2)=n(N2H4),又M(O2)= M(N2H4)=32 gmol-1,所以m(O2)=m(N2H4)=1 kg。,拓展延伸 从NH3分子中去掉一个H原子即得到NH2,N2H4是两个NH2相连得到的物质,具 有类似NH3的性质,且在水溶液中可发生两步电离,为二元弱碱,同时N2H4也具有还原性,可被某 些氧化剂氧化。,解题关键 1.模仿NH3+H2O N +OH-写出N2H4在水中的第一步电离方程式:N2H4+H2ON2 +OH-。 2.N2H4作还原剂,氧化产物为N2。,考点一 氮单质、氮的氧化物和硝酸 1.(2017北京理综,12,6分)下
13、述实验中均有红棕色气体产生,对比分析所得结论不正确的是 ( ),B组 自主命题省（区、市）卷题组,A.由中的红棕色气体,推断产生的气体一定是混合气体 B.红棕色气体不能表明中木炭与浓硝酸发生了反应 C.由说明浓硝酸具有挥发性,生成的红棕色气体为还原产物 D.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,答案 D 本题考查硝酸的氧化性、不稳定性、挥发性等性质。中的CO2可能是空气中的 氧气与木炭反应的产物。,疑难突破 中红热木炭并未与浓硝酸直接接触,只有HNO3挥发后,与木炭接触才能发生反 应。,2.(2016上海单科,7,3分)已知W、X、Y、Z为短周期元素,原子序数依次增大。
14、W、Z同族,X、 Y、Z同周期,其中只有X为金属元素。下列说法一定正确的是 ( ) A.原子半径:XYZW B.W的含氧酸的酸性比Z的含氧酸的酸性强 C.W的气态氢化物的稳定性小于Y的气态氢化物的稳定性 D.若W与X原子序数差为5,则形成化合物的化学式为X3W2,答案 A 由于原子序数按W、X、Y、Z依次增大,W与Z是同一主族的元素,而X、Y、Z是 同一周期的元素,且只有X是金属元素,则X为Na、Mg或Al;当Y为Si时,Z为P、S或Cl,W为N、 O或F;当Y为P时,Z为S或Cl,W为O或F;当Y为S时,Z为Cl,W为F。A项,同一周期的元素(稀有气 体元素除外)原子序数越大,原子半径越小,
15、同一主族的元素,原子核外电子层数越多,原子半径 越大,所以原子半径:XYZW,正确;B项,W的含氧酸可能是HNO2、HNO3,Z的含氧酸是H3PO4, 酸性:HNO2Y,所以气态氢化物的稳定性:WY,错误;D 项,若W与X原子序数相差5,则二者形成的化合物的化学式是Al2O3或Mg3N2,错误。,3.(2018天津理综,9,18分)烟道气中的NOx是主要的大气污染物之一,为了监测其含量,选用如下 采样和检测方法。回答下列问题: .采样采样系统简图 采样步骤: 检验系统气密性;加热器将烟道气加热至140 ;打开抽气泵置换系统内空气;采集无 尘、干燥的气样;关闭系统,停止采样。 (1)A中装有无碱
16、玻璃棉,其作用为 。 (2)C中填充的干燥剂是(填序号) 。 a.碱石灰 b.无水CuSO4 c.P2O5,(3)用实验室常用仪器组装一套装置,其作用与D(装有碱液)相同,在虚线框中画出该装置的示 意图,标明气体的流向及试剂。 (4)采样步骤加热烟道气的目的是 。 .NOx含量的测定 将V L气样通入适量酸化的H2O2溶液中,使NOx完全被氧化成N ,加水稀释至100.00 mL。量 取20.00 mL该溶液,加入V1 mL c1 molL-1 FeSO4标准溶液(过量),充分反应后,用c2 molL-1 K2Cr2O7 标准溶液滴定剩余的Fe2+,终点时消耗V2 mL。 (5)NO被H2O2
17、氧化为N 的离子方程式为 。 (6)滴定操作使用的玻璃仪器主要有 。 (7)滴定过程中发生下列反应: 3Fe2+N +4H+ NO+3Fe3+2H2O Cr2 +6Fe2+14H+ 2Cr3+6Fe3+7H2O 则气样中NOx折合成NO2的含量为 mgm-3。 (8)判断下列情况对NOx含量测定结果的影响(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。 若缺少采样步骤,会使测定结果 。 若FeSO4标准溶液部分变质,会使测定结果 。,答案 (18分)(1)除尘 (2)c (3) (4)防止NOx溶于冷凝水 (5)2NO+3H2O2 2H+2N +2H2O (6)锥形瓶、酸式滴定管 (7) 104 (8)偏
18、低 偏高,解析 本题考查氮的氧化物、N 的性质等。 (1)无碱玻璃棉可吸附除去烟道气中的粉尘。(2)干燥NOx应选择酸性干燥剂。注意无水CuSO4 可用于检验水,一般不用作干燥剂。(3)D相当于尾气处理装置,吸收NOx可用NaOH溶液。(5) NO被氧化为N ,H2O2被还原为H2O。(6)盛放K2Cr2O7溶液及量取20.00 mL稀释液均用酸式滴 定管,稀释液在滴定过程中需放在锥形瓶中。(7)20.00 mL溶液中剩余Fe2+的物质的量为(6c2V2 10-3)mol,则参加反应的N 的物质的量为(c1V110-3-6c2V210-3) mol,依据氮原子守恒,V L 气样中NOx折合成N
19、O2的物质的量为 (c1V1-6c2V2)10-3mol,质量为 (c1V1-6c2V2)10-346g,含 量为 mgm-3= 104mgm-3。(8)若缺少采样步骤 ,会使气样中含有空气,部分NOx与O2、H2O共同反应,导致测得的NOx含量偏低;若FeSO4标准 溶液部分变质,则导致V2偏小,使计算出的NOx含量偏高。,解题指导 (8)若FeSO4标准溶液部分变质,则滴定消耗的K2Cr2O7溶液体积会偏小,由第(7)问 NOx含量表达式可知结果会偏高。,4.(2018江苏单科,20,14分)NOx(主要指NO和NO2)是大气主要污染物之一。有效去除大气中的 NOx是环境保护的重要课题。
20、(1)用水吸收NOx的相关热化学方程式如下: 2NO2(g)+H2O(l) HNO3(aq)+HNO2(aq) H=-116.1 kJmol-1 3HNO2(aq) HNO3(aq)+2NO(g)+H2O(l) H=75.9 kJmol-1 反应3NO2(g)+H2O(l) 2HNO3(aq)+NO(g)的H= kJmol-1。 (2)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: 。 (3)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:
21、。 (4)在有氧条件下,新型催化剂M能催化NH3与NOx反应生成N2。 NH3与NO2生成N2的反应中,当生成1 mol N2时,转移的电子数为 mol。 将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体,匀速通入装有催化剂M的反应器中反应(装置见图1)。,图1,图2,反应相同时间NOx的去除率随反应温度的变化曲线如图2所示,在50250 范围内随着温度的 升高,NOx的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是 ;当反应温度高于380 时,NOx的 去除率迅速下降的原因可能是 。,答案 (14分)(1)-136.2 (2)HNO2-2e-+H2O 3H+N (3)2HNO2+(NH2)2CO 2N2+
22、CO2+3H2O (4) 迅速上升段是催化剂活性随温度升高增大与温度升高共同使NOx去除反应速率迅速增大; 上升缓慢段主要是温度升高引起的NOx去除反应速率增大 催化剂活性下降;NH3与O2反应生 成了NO,解析 本题考查盖斯定律、电极反应式的书写、氧化还原反应方程式的配平和电子转移数 及影响反应速率因素的图像分析。 (1)将已知热化学方程式依次编号为、,根据盖斯定律 得3NO2(g)+H2O(l) 2HNO3(aq)+NO(g) H= =-136.2 kJmol-1。 (2)电解过程中HNO2N 发生氧化反应,则阳极反应式为HNO2-2e-+H2O 3H+N 。 (3)HNO2中N为+3价,
23、(NH2)2CO中N、C的化合价分别为-3、+4,依据得失电子守恒和原子守恒 配平反应方程式为2HNO2+(NH2)2CO 2N2+CO2+3H2O。 (4)NH3、NO2中氮元素化合价分别为-3、+4,根据得失电子守恒和原子守恒配平反应方程式 为8NH3+6NO2 7N2+12H2O,故生成1 mol N2转移电子 mol。,5.(2017北京理综,27,12分)SCR和NSR技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NOx排 放。 (1)SCR(选择性催化还原)工作原理:尿素CO(NH2)2水溶液热分解为NH3和CO2,该反应的化学方程式: 。 反应器中NH3还原NO2的化学方程式: 。
24、当燃油中含硫量较高时,尾气中SO2在O2作用下会形成(NH4)2SO4,使催化剂中毒。用化学方 程式表示(NH4)2SO4的形成: 。 尿素溶液浓度影响NO2的转化,测定溶液中尿素(M=60 gmol-1)含量的方法如下:取a g尿素溶 液,将所含氮完全转化为NH3,所得NH3用过量的V1 mL c1 molL-1 H2SO4溶液吸收完全,剩余H2SO4 用V2 mL c2 molL-1 NaOH溶液恰好中和,则尿素溶液中溶质的质量分数是 。,(2)NSR(NOx储存还原)工作原理: NOx的储存和还原在不同时段交替进行,如图a所示。图a,图b 通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx
25、的储存和还原。储存NOx的物质是 。 用H2模拟尾气中还原性气体研究了Ba(NO3)2的催化还原过程,该过程分两步进行,图b表示该 过程相关物质浓度随时间的变化关系。第一步反应消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比是 。 还原过程中,有时会产生笑气(N2O)。用同位素示踪法研究发现笑气的产生与NO有关。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。将该反应的化学方程,式补充完整:,答案 (1)CO(NH2)2+H2O CO2+2NH3 8NH3+6NO2 7N2+12H2O 2SO2+O2+4NH3+2H2O 2(NH4)2SO4 (2)BaO 81 41
26、5NO+4NH3+3O2 415NNO+6H2O,解析 本题考查化学方程式的书写、有关物质的量浓度的计算等,侧重考查学生对图像的分 析处理能力。 (1)n(NH3)=2n(H2SO4)-n(NaOH)=2c1V110-3 mol-c2V210-3mol nCO(NH2)2= n(NH3)= mol mCO(NH2)2=nCO(NH2)260 gmol-1= mol60 gmol-1=(6c1V1-3c2V2)10-2 g 则a g尿素溶液中尿素的质量分数为: 100%= 。 (2)观察图a可知BaO起到了储存NOx的作用。观察图b可知,当Ba(NO3)2用H2还原时,氮元素 开始时转化为NH3
27、,由得失电子守恒可得消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比为81。分析 可知,反应物15NO、NH3与产物15NNO的化学计量数应是一样的,然后结合得失电子守恒及原子 守恒可得反应的化学方程式。,审题方法 (2)解答时要注意两点:一是15NNO中的氮元素一半来自15NO,一半来自NH3,因此 15NO、NH3的化学计量数相等;二是反应是在有氧条件下发生的,提示我们氧气参加了反应。,考点二 氨及铵盐 1.(2016浙江理综,13,6分)为落实“五水共治”,某工厂拟综合处理含N 废水和工业废气(主 要含N2、CO2、SO2、NO、CO,不考虑其他成分),设计了如下流程:下列说法不正确的是 (
28、) A.固体1中主要含有Ca(OH)2、CaCO3、CaSO3 B.X可以是空气,且需过量 C.捕获剂所捕获的气体主要是CO D.处理含N 废水时,发生反应的离子方程式为:N +N N2+2H2O,答案 B SO2、CO2与过量石灰乳反应生成CaSO3、CaCO3,故固体1中主要含有CaSO3、 CaCO3、Ca(OH)2,A项正确;X可以是空气,但不能过量,若空气过量,通过NaOH溶液后得不到 NaNO2溶液,而是得到NaNO3溶液,B项不正确;N2无污染,CO无法被NaOH溶液吸收,捕获剂主要 捕获CO,C项正确;N 与N 在溶液中发生氧化还原反应生成N2和H2O,D项正确。,2.(201
29、5山东理综,32,12分)工业上利用氨氧化获得的高浓度NOx气体(含NO、NO2)制备NaNO2、 NaNO3,工艺流程如下:已知:Na2CO3+NO+NO2 2NaNO2+CO2 (1)中和液所含溶质除NaNO2及少量Na2CO3外,还有 (填化学式)。 (2)中和液进行蒸发操作时,应控制水的蒸发量,避免浓度过大,目的是 。蒸发产生的蒸汽中含有少量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)母液进行转化时加入稀HNO3的目的是 。母液需回收利 用,下列处理方法合理的是 。 a.转入中和液 b.转入结晶操作 c.转入转化液 d.转入结晶操作,(4
30、)若将NaNO2、NaNO3两种产品的物质的量之比设为21,则生产1.38吨NaNO2时,Na2CO3的 理论用量为 吨(假定Na2CO3恰好完全反应)。,答案 (1)NaNO3 (2)防止NaNO3的析出 溶碱 (3)将NaNO2转化为NaNO3 c、d (4)1.59,解析 (1)由题中信息可知:Na2CO3+NO+NO2 2NaNO2+CO2,当NO2过量时,还发生反应:Na2CO3+2NO2 NaNO3+NaNO2+CO2,故中和液所含溶质除NaNO2及少量Na2CO3外,还有NaNO3。 (2)中和液进行蒸发操作是为了分离出溶质NaNO2,由(1)中分析可知,中和液中还含有少量Na2
31、CO3和NaNO3,若水的蒸发量过大,NaNO3也会结晶析出,从而造成产品不纯。蒸发产生的蒸汽中含有少量的NaNO2,冷凝后用于流程中的“溶碱”操作中最为合理,既可以减少H2O的加入量,又可以减少有毒物质NaNO2的排放。 (3)母液中主要含有NaNO3,若回收利用,显然转入转化液或转入结晶操作最为合理,若转入中和液或转入结晶操作,都会造成NaNO2产品不纯。 (4)n(NaNO2)= =2.00104 mol,则n(NaNO3)= n(NaNO2)=1.00104 mol,由Na原子守恒可知, n(Na2CO3)= n(NaNO2)+n(NaNO3)=1.50104 mol,所以m(Na2C
32、O3)=1.50104 mol106 gmol-1 =1.59106 g=1.59 t。,考点一 氮单质、氮的氧化物和硝酸 1.(2015北京理综,8,6分)下列关于自然界中氮循环(如图)的说法 的是 ( )A.氮元素均被氧化 B.工业合成氨属于人工固氮 C.含氮无机物和含氮有机物可相互转化 D.碳、氢、氧三种元素也参与了氮循环,C组 教师专用题组,答案 A A项,人工固氮时,N2+3H2 2NH3,氮元素被还原;B项,把游离态的氮元素转 化为含氮化合物的过程是氮的固定,工业合成氨属于人工固氮;C项,硝酸盐可转化为蛋白质,动 植物遗体可转化为氨或铵盐,则含氮有机物和含氮无机物可相互转化;D项,
33、在自然界氮循环过 程中,碳、氢、氧三种元素也参与了循环。,2.(2014江苏单科,8,2分)下列各组物质中,不满足组内任意两种物质在一定条件下均能发生反 应的是 ( ),答案 B B项中O2与HNO3不能发生反应。,3.(2015北京理综,12,6分)在通风橱中进行下列实验:,下列说法 的是 ( ) A.中气体由无色变红棕色的化学方程式:2NO+O2 2NO2 B.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、中现象,说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3 D.针对中现象,在Fe、Cu之间连接电流计,可判断Fe是否被氧化,答案 C A项,Fe与稀HNO3反应生成NO,无色的
34、NO易被空气中的O2氧化为红棕色的NO2,化 学方程式为2NO+O2 2NO2;B项,中现象说明Fe遇到浓HNO3易发生钝化,表面形成致密的 氧化层,阻止Fe进一步反应;C项,浓HNO3的氧化性强于稀HNO3;D项,Fe、Cu、浓HNO3可构成 原电池,连接电流计可以判断Fe是否被氧化。,4.(2018北京理综,26,13分)磷精矿湿法制备磷酸的一种工艺流程如下: 磷精矿 磷精矿粉 已知:磷精矿主要成分为Ca5(PO4)3(OH),还含有Ca5(PO4)3F和有机碳等。 溶解度:Ca5(PO4)3(OH)”或“”)。 结合元素周期律解释中结论:P和S电子层数相同, 。 (3)酸浸时,磷精矿中C
35、a5(PO4)3F所含氟转化为HF,并进一步转化为SiF4除去。写出生成HF的化 学方程式: 。,(4)H2O2将粗磷酸中的有机碳氧化为CO2脱除,同时自身也会发生分解。相同投料比、相同反 应时间,不同温度下的有机碳脱除率如图所示。80 后脱除率变化的原因: 。(5)脱硫时,CaCO3稍过量,充分反应后仍有S 残留,原因是 ;加入BaCO3可进一步提高 硫的脱除率,其离子方程式是 。 (6)取a g所得精制磷酸,加适量水稀释,以百里香酚酞作指示剂,用b molL-1 NaOH溶液滴定至终 点时生成Na2HPO4,消耗NaOH溶液c mL。精制磷酸中H3PO4的质量分数是 。(已 知:H3PO4
36、摩尔质量为98 gmol-1),答案 (1)研磨、加热 (2)S,得电子能力PS,非金属性PS (3)2Ca5(PO4)3F+10H2SO4+5H2O 10CaSO40.5H2O+6H3PO4+2HF (4)80 后,H2O2分解速率大,浓度显著降低 (5)CaSO4微溶 BaCO3+S +2H3PO4 BaSO4+CO2+H2O+2H2P (6),解析 本题以磷精矿湿法制备磷酸为载体,考查了影响化学反应速率的因素、含氧酸酸性强 弱的判断、氧化还原反应的应用以及化学计算等。 (1)将矿物研磨粉碎可增加反应物的接触面积,使化学反应速率加快;加热提高了活化分子百分 数,加快了化学反应速率。 (2)
37、根据强酸制取弱酸原理,可知H2SO4的酸性大于H3PO4。 (4)H2O2在磷精矿湿法制备磷酸工艺中作为氧化剂来处理有机碳,但H2O2易分解生成O2和H2O, 温度较高时H2O2分解加速,故有机碳的脱除率减小。 (5)CaSO4微溶于水,故会有S 残留;加入BaCO3,可以提高S 的脱除率,发生反应的离子方程 式为BaCO3+S +2H3PO4 BaSO4+CO2+H2O+2H2P 。 (6)H3PO4与NaOH反应生成Na2HPO4的化学方程式为H3PO4+2NaOH Na2HPO4+2H2O,故n(H3 PO4)=n(OH-) ,所以精制磷酸中H3PO4的质量分数是 100%= 。,5.(
38、2013全国大纲,28,15分)制备氮化镁的装置示意图如下:,a的名称是 ,b的名称是 。 (2)写出NaNO2和(NH4)2SO4反应制备氮气的化学方程式 。 (3)C的作用是 ,D的作用是 ,是否可以把C与D的位置 对调并说明理由 。 (4)写出E中发生反应的化学方程式 。 (5)请用化学方法确定是否有氮化镁生成,并检验是否含有未反应的镁,写出实验操作及现象 。,回答下列问题: (1)检查装置气密性的方法是,答案 (15分)(1)微热b,这时G中有气泡冒出,停止加热冷却后,G中插在溶液里的玻璃管形成一 段水柱,则气密性良好(2分) 分液漏斗 圆底烧瓶(每空1分,共2分) (2)(NH4)2
39、SO4+2NaNO2 2N2+Na2SO4+4H2O(2分) (3)除去氧气(及氮氧化物) 除去水蒸气 不能,对调后无法除去水蒸气(每空1分,共3分) (4)N2+3Mg Mg3N2(2分) (5)取少量产物于试管中,加少量蒸馏水,试管底部有沉淀生成,可闻到刺激性氨味(把润湿的红 色石蕊试纸放在管口,试纸变蓝),证明产物中含有氮化镁;弃去上清液,加入盐酸,若观察到有气 泡产生,则证明产物中含有未反应的镁(4分),解析 (1)检查装置气密性时要先形成一个密闭体系再进行操作,要特别注意回答时必须答出 “G中插在溶液里的玻璃管形成一段水柱”。 (2)(NH4)2SO4与NaNO2反应产生N2应属于氧
40、化还原反应中的归中反应,据此不难写出该反应的 化学方程式。 (3)反应体系中有空气和制备N2过程中产生的一些氮氧化物,用FeSO4饱和溶液的目的是除去 这些物质,以免与Mg发生反应;水蒸气会影响N2与Mg的反应,故D的作用是除去水蒸气。 (5)由于Mg3N2和水反应:Mg3N2+6H2O 3Mg(OH)2+2NH3,可根据是否有NH3和Mg(OH)2沉 淀生成判断是否有Mg3N2。利用Mg与盐酸反应产生氢气来检验Mg的存在。,考点二 氨及铵盐 (2016江苏单科,3,2分)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是 ( ) A.SO2具有氧化性,可用于漂白纸浆 B.NH4HCO3受热易分解,可用
41、作氮肥 C.Fe2(SO4)3易溶于水,可用作净水剂 D.Al2O3熔点高,可用作耐高温材料 答案 D A项,SO2具有漂白性,可用于漂白纸浆;B项,NH4HCO3中含有N元素,可用作氮肥;C 项,Fe2(SO4)3溶于水后形成的Fe(OH)3胶体具有吸附性,可用作净水剂。,考点一 氮单质、氮的氧化物和硝酸 1.(2018黑龙江齐齐哈尔实验中学期中,9)C、N、S都是重要的非金属元素。下列说法中正确 的是 ( ) A.三者对应的氧化物均为酸性氧化物 B.三者的单质直接与氧气反应都能生成两种以上氧化物 C.同浓度的Na2CO3、NaNO3、Na2SO3溶液的pH:NaNO3Na2SO3Na2CO
42、3 D.CO2、NO2、SO2都能与H2O反应,反应原理相同,三年模拟,A组 20162018年高考模拟基础题组,答案 C CO、NO、NO2均不是酸性氧化物,A不正确;N2与O2直接反应只生成NO,S与O2直接 反应只生成SO2,B不正确;NaNO3溶液显中性,Na2SO3、Na2CO3溶液均显碱性,同浓度的Na2CO3 与Na2SO3溶液相比,Na2CO3溶液碱性更强,C正确;CO2、SO2与H2O的反应不属于氧化还原反应, NO2与H2O的反应属于氧化还原反应,D不正确。,2.(2018甘肃兰州一中第二次月考,11)某金属和硝酸反应,已知被还原的HNO3和参加反应的 HNO3的物质的量之
43、比为16,若已知还原产物唯一,则还原产物为 ( ) A.N2 B.N2O C.NO D.NO2,答案 A 设参加反应的HNO3为6 mol,被还原的HNO3为1 mol,则成盐的HNO3有5 mol。由硝 酸盐的化学式可知金属失去电子的物质的量等于成盐的HNO3的物质的量,则金属失去5 mol 电子。由得失电子守恒知,1 mol HNO3得5 mol电子,则还原产物为N2,A正确。,3.(2018甘肃天水一中段考,18)含n克HNO3的稀溶液恰好与m克Fe完全反应,若HNO3只被还原 为NO,则nm可能为 ( ) 51 92 31 21 41 A. B. C. D.,答案 C 已知:Fe(少量
44、)+4HNO3 Fe(NO3)3+NO+2H2O、3Fe(足量)+8HNO3 3Fe(NO3)2+ 2NO+4H2O。当 = 时,nm=92;当 = 时,nm=31,若nm介于31与92之间,HNO3与Fe也可恰好完全反应,生成Fe(NO3)2与Fe(NO3)3的混合物,则均有可能,正确答案为C。,4.(2018陕西西安长安一中八检,4)在一定温度下,某浓度的硝酸与金属锌反应生成NO2和NO,两 者的物质的量之比为11,则要使1 mol金属锌完全反应,反应过程中消耗HNO3的物质的量为 ( ) A.1.0 mol B.2.0 mol C.3.0 mol D.4.0 mol,答案 C 1 mol
45、 Zn可失去2 mol电子,设生成NO2和NO的物质的量均为x mol,由得失电子守恒 有x+3x=2,x=0.5。1 mol Zn参与反应可生成1 mol Zn(NO3)2,由氮原子守恒知,参加反应的HNO3 的物质的量为2 mol+0.5 mol+0.5 mol=3 mol,C正确。,5.(2017甘肃兰州、天水一模,11)已知A、B、C、D为短周期元素组成的四种物质,它们有如下 转化关系,且D为强电解质(其他相关物质省略)。 A B C D 下列说法中错误的是 ( ) A.若A为非金属单质,则D一定为硝酸或硫酸 B.若A为金属单质,则组成A的元素一定位于第三周期第A族 C.不论A为单质还
46、是化合物,D都有可能是同一种物质,该物质的浓溶液在常温下能使铁和铝 发生钝化 D.若A是共价化合物,A的水溶液一定显碱性,答案 D H2S SO2 SO3 H2SO4,H2S的水溶液显酸性,D不正确。,6.(2016黑龙江实验中学期中,15)NO2、NH3和O2组成的混合气体,在一定条件下恰好完全反应, 生成N2和H2O,则原混合气体中NO2、NH3和O2的体积比可能是(不考虑NO2与N2O4之间的转化) ( ) A.241 B.212 C.111 D.143,答案 A 依据得失电子守恒知,NO2和O2得到的电子总数等于NH3失去的电子总数,则4n(NO2)+ 4n(O2)=3n(NH3),将
47、选项代入可得A项正确。,7.(2016辽宁鞍山一中月考,15)化学反应中,有时存在“一种物质过量,另一种物质仍不能完全 反应”的特殊情况,下列反应中属于这种情况的是 ( ) 过量的锌与18 mol/L硫酸反应 过量的氢气与少量的氮气在催化剂存在下充分反应 过量的MnO2 与浓盐酸反应 过量铜与浓硫酸反应 过量稀硝酸与铁反应 过量的水 与一定量的氯气反应 常温下,过量的浓硫酸与铝反应 A. B. C. D.,答案 A 过量的锌与18 mol/L硫酸反应,首先生成二氧化硫,浓硫酸变成稀硫酸后生成氢 气,故不符合题意;合成氨反应是可逆反应,故符合题意;二氧化锰只与浓盐酸反应,与 稀盐酸不反应,故符合题意;铜与稀硫酸不反应,故符合题意;过量的稀硝酸可以完全 溶解铁,故不符合题意;水与氯气的反应是可逆反应,故符合题意;常温下,铝遇浓硫酸 发生钝化,故符合题意,答案为A。,
