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(江蘇專用)2022年高考化學一輪復習 專題4 硫、氮和可持續(xù)發(fā)展 2 第二單元 生產(chǎn)生活中的含氮化合物教案

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1、(江蘇專用)2022年高考化學一輪復習 專題4 硫、氮和可持續(xù)發(fā)展 2 第二單元 生產(chǎn)生活中的含氮化合物教案 1.了解氮元素單質及其重要化合物的制備方法,掌握其主要性質及其應用?!?.了解氮元素單質及其重要化合物對環(huán)境的影響?!?.以上各部分知識的綜合應用。  氮氣及常見氮的氧化物 [知識梳理] 一、氮氣 1.物理性質:無色無味氣體,密度比空氣略小,難溶于水。 2.化學性質 (1)與氧氣反應:N2+O22NO(雷電固氮和導致汽車尾氣中產(chǎn)生氮的氧化物)。 (2)與氫氣反應:N2+3H22NH3。 二、氮的氧化物 1.氮有多種價態(tài)的氧化物:N2O、NO、N2O3、

2、NO2、N2O4、N2O5等。 2.NO和NO2的比較 物質 NO NO2 物理性質 顏色 無色 紅棕色 毒性 有毒 有毒 溶解性 不溶于水 能溶于水 化學性質 與O2反應 2NO+O2===2NO2 與H2O反應 3NO2+H2O===2HNO3+NO 對人體或環(huán)境的影響 ①與血紅蛋白結合使人中毒 ②轉化成NO2形成酸雨、光化學煙霧 形成酸雨、光化學煙霧 [自我檢測] 1.俗話說“雷雨發(fā)莊稼”,這說明雷雨中含有能被植物吸收利用的化合態(tài)的氮,請同學們寫出三個有關的化學方程式: (1)__________________________

3、______________________________________________; (2)________________________________________________________________________; (3)________________________________________________________________________。 答案:(1)N2+O22NO (2)2NO+O2===2NO2 (3)3NO2+H2O===2HNO3+NO 2.下列反應必須加入氧化劑且一步反應就能完成的是(  ) ①N2→NO2 

4、②NO2→NO ③NO2→HNO3 ④N2→NO?、軳2→NH3 A.①         B.②⑤ C.④ D.③④ 解析:選C。該題有兩個要求:(1)必須加入氧化劑;(2)一步反應就能完成。反應①、③、④從化合價角度來看都升高,但反應①N2→NO2不能一步反應完成;而反應③NO2→HNO3,雖然氮的化合價升高,但不加氧化劑也能實現(xiàn),如3NO2+H2O===2HNO3+NO,在該反應中,NO2既是氧化劑又是還原劑;只有反應④N2→NO必須加入氧化劑且一步反應就能完成。 (1)氮的氧化物都有毒,其中NO2與N2O4存在下列平衡:2NO2N2O4,因此實驗測得NO2的平均相對

5、分子質量大于46。 (2)NO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。 (3)驗證某無色氣體是NO的方法是向無色氣體中通入O2(或空氣),無色氣體變?yōu)榧t棕色。 (4)NO2既有氧化性又有還原性,以氧化性為主。NO2能使?jié)駶櫟牡矸?KI試紙變藍。  (2015·高考北京卷)下列關于自然界中氮循環(huán)(如圖)的說法不正確的是(  ) A.氮元素均被氧化 B.工業(yè)合成氨屬于人工固氮 C.含氮無機物和含氮有機物可相互轉化 D.碳、氫、氧三種元素也參加了氮循環(huán) [解析] A.N2→NH3過程中氮元素由0價變?yōu)椋?價,被還原。B.工業(yè)合

6、成氨的過程屬于人工固氮。C.1828年,德國化學家維勒首次利用無機物氰酸銨合成了尿素;而含氮的有機物也可以直接分解為無機物。D.雷電發(fā)生時涉及的反應有N2+O22NO,2NO+O2===2NO2,3NO2+H2O===2HNO3+NO,HNO3進入土壤,與礦物質結合成硝酸鹽;豆科植物也可以將N2合成氮肥,生物體內(nèi)含有C元素,所以碳、氫、氧三種元素都參加了氮循環(huán)。 [答案] A 下圖中能實現(xiàn)人工固氮的是(  ) 解析:選D。選項A、C為自然固氮,合成氨為人工固氮,選項B電解食鹽水與固氮無關。 題組一 NO、NO2的性質及對環(huán)境的影響 1.下列說法正確的是(  ) A.C

7、O、NO、NO2都是大氣污染氣體,在空氣中都能穩(wěn)定存在 B.NO可用于某些疾病的治療 C.NO2通入FeSO4溶液中始終無明顯現(xiàn)象 D.常溫常壓下,NO不能與空氣中的氧氣直接化合 解析:選B。NO易被氧化為NO2;NO2通入FeSO4溶液中首先生成HNO3,然后生成的HNO3能把Fe2+氧化成Fe3+,溶液由淺綠色變成棕黃色;常溫常壓下,NO易與空氣中的氧氣直接化合生成NO2。 2.氮的氧化物(用NOx表示)是大氣污染物,必須進行處理。 (1)汽車尾氣主要含有CO2、CO、SO2、NOx等物質,這種尾氣逐漸成為城市空氣污染的主要來源之一。 ①汽車尾氣中的CO來自于________

8、________,NO來自于__________________。汽車尾氣對環(huán)境的危害主要有______________________________________(至少填兩種)。 ②汽車尾氣中的CO、NOx在適宜溫度下采用催化轉化法處理,使它們相互反應生成參與大氣循環(huán)的無毒氣體。反應的化學方程式可表示為_______________________。 (2)用氨可將氮氧化物轉化為無毒氣體。已知:4NH3+6NO5N2+6H2O,8NH3+6NO27N2+12H2O。同溫同壓下,3.5 L NH3恰好將3.0 L NO和NO2的混合氣體完全轉化為N2,則原混合氣體中NO和NO2的體積之

9、比是________。 (3)工業(yè)尾氣中氮的氧化物常采用堿液吸收法處理,若NO與NO2按物質的量之比1∶1被足量NaOH溶液完全吸收后得到一種鈉鹽,該鈉鹽的化學式是____________________。 解析:(1)①汽車汽缸內(nèi)不斷進行著汽油的燃燒反應,當空氣不足時,汽油不完全燃燒,會產(chǎn)生CO;N2和O2在高溫條件下反應生成NO。汽車尾氣對環(huán)境的危害很大,可以形成硝酸型酸雨,導致光化學煙霧,產(chǎn)生溫室效應等。②CO、NOx反應后生成的無毒氣體為CO2和N2。 (2)由題意列方程組可得 解得V(NO)=0.75 L,V(NO2)=2.25 L。 V(NO)∶V(NO2)=1∶3。

10、 (3)NO中氮的化合價為+2價,NO2中氮的化合價為+4價,兩者按物質的量之比1∶1混合時與NaOH反應生成的鈉鹽中氮的化合價必然為+3價,即為NaNO2。 答案:(1)①汽油的不完全燃燒 N2與O2在汽車汽缸內(nèi)高溫環(huán)境下反應 形成硝酸型酸雨、導致光化學煙霧、產(chǎn)生溫室效應等(任填兩種即可) ②2xCO+2NOx2xCO2+N2 (2)1∶3 (3)NaNO2 氮氧化物(NOx)對環(huán)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(fā)生一系列光化學反應,產(chǎn)生的一種有毒的煙霧。 (2)酸雨:NOx排入大氣中后,與水反應生成HNO3和HNO2,

11、隨雨水降到地面。 (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。 2.常見的NOx尾氣處理方法 (1)堿液吸收法 2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2O NO2、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(yè)尾氣中NOx的處理。 (2)催化轉化: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。 題組二 有關氮的氧化物的簡單計算 3.在一定條件

12、下,將NO2和O2的混合氣體12 mL通入足量水中,充分反應后剩余2 mL氣體(同溫同壓下),則原混合氣體中氧氣的體積可能為(  ) ①1.2 mL?、?.4 mL ③3 mL?、? mL A.①②         B.②③ C.③④ D.①④ 解析:選D。首先分析可能發(fā)生的反應為4NO2+O2+2H2O===4HNO3,3NO2+H2O===2HNO3+NO,則剩余的2 mL氣體有兩種可能。如果剩余2 mL O2,則V(NO2)=×(12-2) mL=8 mL,則混合氣中V(O2)=12 mL-8 mL=4 mL。若剩余的2 mL氣體是NO,則混合氣中V(O2)=(12 mL-2

13、 mL×3)×=1.2 mL,D項正確。 4.設空氣中O2的體積分數(shù)為0.2,N2的體積分數(shù)為0.8。在有水存在的條件下,某氮的氧化物(NO與NO2形成的混合物)和一定量空氣混合恰好完全反應生成硝酸,反應后氣體體積減少了一半(相同條件下)。則該氮的氧化物中NO與NO2的體積比是(  ) A.1∶5 B.1∶4 C.1∶3 D.任意比 解析:選A。氮氧化物與空氣恰好完全反應生成HNO3,發(fā)生反應為4NO2+O2+2H2O===4HNO3,4NO+3O2+2H2O===4HNO3,剩余氣體為N2,設剩余N2為0.8 L,則由空氣組成可知氧氣為0.2 L,原氣體總體積為1.6 L,即

14、NO和NO2混合氣體體積為0.6 L。有V(NO)+V(NO2)=0.6 L、V(NO)+V(NO2)=0.2 L,得V(NO)=0.1 L,V(NO2)=0.5 L,則V(NO)∶V(NO2)=1∶5。 氮氧化物溶于水的計算問題 (1)應先明確原理 無論是單一氣體(NO2),還是NO、NO2、O2中的兩者或三者的混合氣體,反應的實質是3NO2+H2O===2HNO3+NO,2NO+O2===2NO2,故若有氣體剩余只能是NO或O2,不可能是NO2。 ①若NO和O2通入水中,總化學方程式為4NO+3O2+2H2O===4HNO3。 ②若NO2和O2通入水中,總化學方程式為4NO2

15、+O2+2H2O===4HNO3。 (2)注意原子守恒和得失電子守恒的運用 有關氮的氧化物的計算,從反應實質看都是氧化還原反應??梢詮牡檬щ娮訑?shù)相等或原子守恒的角度分析,簡化計算過程,如NOx與O2、H2O轉化為硝酸的計算,反應中O2得到的電子數(shù)與NOx失去的電子數(shù)相等。  氨與銨鹽 [知識梳理] 一、氨的物理性質 無色、有刺激性氣味的氣體;密度比空氣小,易液化;極易溶于水(1∶700),可由噴泉實驗證明。 二、氨的化學性質 1.還原性 與氧氣反應:4NH3+5O24NO+6H2O。 2.與酸反應 與氯化氫反應:NH3+HCl===NH4Cl(產(chǎn)生白煙)。

16、3.與水反應 NH3+H2ONH3·H2ONH+OH-,氨的水溶液叫氨水,呈弱堿性。 4.與鹽溶液反應 鹽溶液 現(xiàn)象 離子方程式 FeCl3 溶液 生成紅褐色沉淀 Fe3++3NH3·H2O=== Fe(OH)3↓+3NH__ AlCl3 溶液 生成白色沉淀 Al3++3NH3·H2O=== Al(OH)3↓+3NH__ 三、氨的用途 1.液氨汽化時吸收大量的熱,故可用作制冷劑。 2.制氮肥、硝酸、銨鹽、純堿等。 四、氨的制法 加熱固態(tài)銨鹽和堿的混合物,如圖所示: 堿石灰 濕潤的紅色石蕊 白煙 五、銨鹽及NH的

17、檢驗 1.銨鹽的物理性質 銨鹽都是白色固體,均易溶于水。 2.銨鹽的化學性質 NH4HCO3NH3↑+ CO2↑+H2O↑ 3.NH的檢驗 [自我檢測] 1.判斷下列說法是否正確,不正確的說明理由。 (1)氨氣溶于水能導電,所以氨氣是電解質。 (2)實驗室可用濃氨水與NaOH固體制取氨氣。 (3)氨與酸反應生成銨鹽,與揮發(fā)性酸相遇時能形成白煙。 (4)某晶體與NaOH共熱放出一種能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體,該晶體中含有NH。 (5)氨水中含氮微粒中最多的微粒是NH。 (6)把NH3通入稀HNO3中,當溶液的pH等于7時,是NH3和HNO

18、3等物質的量反應。 (7)液氨作為清潔能源的反應原理是4NH3+5O24NO+6H2O。 (8)在1 mol·L-1氨水中,NH3·H2O、NH、NH3的物質的量濃度之和為1 mol·L-1。 答案:(2)(3)(4)(8)正確。 (1)不正確,NH3本身不能電離,溶于水,與水發(fā)生反應NH3+H2ONH3·H2ONH+OH-而導電,故NH3不是電解質。 (5)不正確,氨水中存在大量的NH3·H2O和少量的NH。 (6)不正確,NH3和HNO3等物質的量反應時,得到NH4NO3溶液,NH水解使溶液顯酸性,pH<7。 (7)不正確,產(chǎn)生的NO是污染性氣體。 2.用濃氯化銨溶

19、液處理過的舞臺幕布不易著火,其原因是 (1)________________________________________________________________________; (2)________________________________________________________________________。 答案:(1)氯化銨分解吸收熱量,降低了溫度 (2)氯化銨分解產(chǎn)生的氣體隔絕了空氣 (1)氨氣極易溶于水,直接通入水中會引起倒吸。氨水的成分主要是NH3·H2O,但在計算濃度時,溶質應為NH3。 (2)固體中NH的檢驗方法是取樣溶解,加入濃氫

20、氧化鈉溶液并加熱,用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗產(chǎn)生的氣體,若試紙變藍說明原固體含有NH。 (3)液氨是由氨氣液化而得到的純凈物,所含粒子只有NH3分子;氨水是由NH3溶于水而形成的混合物,所含粒子有三種分子:NH3、NH3·H2O、H2O,三種離子:NH、OH-、H+。  (2016·高考全國卷Ⅰ,26,14分)氮的氧化物(NOx)是大氣污染物之一,工業(yè)上在一定溫度和催化劑條件下用NH3將NOx還原生成N2。某同學在實驗室中對NH3與NO2反應進行了探究。回答下列問題: (1)氨氣的制備 ①氨氣的發(fā)生裝置可以選擇上圖中的________,反應的化學方程式為_____________

21、____。 ②欲收集一瓶干燥的氨氣,選擇上圖中的裝置,其連接順序為發(fā)生裝置→________(按氣流方向,用小寫字母表示)。 (2)氨氣與二氧化氮的反應 將上述收集到的NH3充入注射器X中,硬質玻璃管Y中加入少量催化劑,充入NO2(兩端用夾子K1、K2夾好)。在一定溫度下按圖示裝置進行實驗。 操作步驟 實驗現(xiàn)象 解釋原因 打開K1,推動注射器活塞,使X中的氣體緩慢通入Y管中 ①Y管中____________________________ ②反應的化學方程式______________________________ 將注射器活塞退回原處并固定,待裝置恢復到室溫 Y管

22、中有少量水珠 生成的氣態(tài)水凝聚 打開K2 ③______________________ ④______________________ [解析] (1)①觀察裝置知,A裝置適合加熱固體制備氣體,B裝置適合加熱液體與固體制備氣體或加熱液體制備氣體。實驗室通過氯化銨和消石灰共熱制備氨氣,加熱固體混合物制備氣體,可以選擇A裝置作氨氣的發(fā)生裝置,化學方程式為2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O。實驗室還可以通過加熱濃氨水制備氨氣,故也可以選擇B裝置作氨氣的發(fā)生裝置,化學方程式為NH3·H2ONH3↑+H2O。②實驗室用堿石灰干燥氨氣,用向下排空氣法收集氨氣,用水吸收

23、尾氣中的氨氣并注意防倒吸,故選擇C、D、F裝置,注意連接干燥管時應大口進氣,小口出氣,所以,連接順序為a、d、c、f、e、i或b、d、c、f、e、i。(2)NO2呈紅棕色,氨氣與二氧化氮發(fā)生反應:8NH3+6NO27N2+12H2O,故觀察到Y管中紅棕色氣體慢慢變淺。NH3與NO2反應后生成的氣態(tài)水凝聚,反應后氣體分子數(shù)減少,裝置Y內(nèi)壓強小于外壓,故打開K2,氫氧化鈉溶液會產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象。 [答案] (1)①A 2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O[或B NH3·H2ONH3↑+H2O]?、赿cfei (2)①紅棕色氣體慢慢變淺?、?NH3+6NO27N2+12H2O

24、?、踆中NaOH溶液產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象?、芊磻髿怏w分子數(shù)減少,Y管中壓強小于外壓 下面是實驗室制取氨氣的裝置和選用的試劑,其中錯誤的是________。 解析:NH4Cl受熱可產(chǎn)生NH3和HCl,但兩者在試管口遇冷會重新反應生成NH4Cl,在此過程中還有可能出現(xiàn)堵塞導管的情況,因此不能用①的方法制取氨氣。③中試管口未向下傾斜,會導致水蒸氣冷卻倒流入試管而使試管炸裂,③不可行。濃氨水滴入氧化鈣固體中,會發(fā)生:CaO+NH3·H2O===Ca(OH)2+NH3↑,故可用②的方法制取氨氣。濃氨水受熱產(chǎn)生氨氣,通過堿石灰吸收水蒸氣后即得干燥的NH3,故可用④的方法制取氨氣。 答案:①③

25、 實驗室制取氨氣的其他方法 方法 化學方程式(或原理) 氣體發(fā)生裝置 加熱 濃氨水 NH3·H2ONH3↑+H2O 濃氨水+固 體NaOH NaOH溶于水放熱,促使氨水分解,且OH-的濃度增大有利于NH3的生成 濃氨水+ 固體CaO CaO與水反應,使溶劑(水)減少;反應放熱,促使氨水分解,化學方程式為NH3·H2O+CaO===NH3↑+Ca(OH)2 題組一 氨和銨鹽的性質及應用 1.NH3是一種重要的化工原料,可以制備一系列物質(見下圖),下列說法正確的是(  ) A.NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥 B.NH4Cl、HNO3和N

26、a2CO3受熱時都易分解 C.NH3和NO2在一定條件下可發(fā)生氧化還原反應 D.圖中所涉及的O2都要用純氧 解析:選C?;适呛⒘?、鉀的一些植物營養(yǎng)物質,NaHCO3 不是化肥,A不正確;Na2CO3受熱不易分解,B不正確;NH3和NO2在一定條件下可以發(fā)生氧化還原反應,如生成氮氣,C正確;氨的催化氧化以及NO與O2的反應用空氣就可以,不一定要用純氧,D不正確。 2.如圖所示利用培養(yǎng)皿探究氨氣的性質。實驗時向NaOH固體上滴幾滴濃氨水,立即用另一表面皿扣在上面。下表中對實驗現(xiàn)象所做的解釋不正確的是(  ) 選項 實驗現(xiàn)象 解釋 A 濃鹽酸附近產(chǎn)生白煙 NH3與揮發(fā)出

27、來的HCl反應產(chǎn)生了NH4Cl固體 B 濃硫酸附近無明顯現(xiàn)象 NH3與濃硫酸不發(fā)生反應 C 氯化物溶液中有紅褐色沉淀 該溶液一定是FeCl3溶液  D 干燥的紅色石蕊試紙不變色,濕潤的紅色石蕊試紙變藍 NH3·H2O是一種可溶性堿 解析:選B。揮發(fā)出來的HCl與NH3反應生成NH4Cl固體,產(chǎn)生白煙,A正確;NH3與濃H2SO4反應,但因濃H2SO4難揮發(fā),故無明顯現(xiàn)象,B錯誤;NH3遇到FeCl3溶液生成紅褐色Fe(OH)3沉淀,C正確;干燥的紅色石蕊試紙不變色,而濕潤的紅色石蕊試紙變藍,可說明NH3溶于水生成的NH3·H2O為堿,但不能說NH3是堿,D正確。 3.(2

28、018·保定高三月考)如圖是某課外活動小組的同學設計的4個噴泉實驗方案。下列有關操作中不可能引發(fā)噴泉現(xiàn)象的是(  ) A.擠壓裝置①的膠頭滴管使稀鹽酸全部進入燒瓶,片刻后打開止水夾 B.擠壓裝置②的膠頭滴管使NaOH溶液全部進入燒瓶,片刻后打開止水夾 C.用鼓氣裝置從裝置③的a處不斷鼓入空氣并打開止水夾 D.向裝置④的水槽中慢慢加入適量的濃硫酸并打開止水夾 解析:選A。A項中稀鹽酸與Cl2不能發(fā)生反應,燒瓶內(nèi)的壓強沒有減小,不能引發(fā)噴泉現(xiàn)象;B項中擠入的NaOH溶液與CO2作用,導致燒瓶內(nèi)的壓強降低,在大氣壓作用下,燒杯內(nèi)的水被壓入燒瓶而形成噴泉;C項中鼓入空氣使錐形瓶內(nèi)的壓強增

29、大,從而將水壓入燒瓶而形成噴泉;D項中濃硫酸溶于水時放熱,使錐形瓶內(nèi)的NH3·H2O分解生成NH3,導管中濃氨水分解的NH3進入燒瓶,與HCl作用生成NH4Cl,從而導致燒瓶內(nèi)的壓強降低,錐形瓶內(nèi)的氨水進入燒瓶而形成噴泉。 噴泉實驗的形成原理 (1)形成噴泉的原理:形成噴泉最根本的原因是瓶內(nèi)外存在壓強差。當燒瓶內(nèi)氣體溶于液體或與之反應時,瓶內(nèi)氣體大量減少,壓強降低,外界的大氣壓將液體壓入燒瓶內(nèi),如此持續(xù),最后液體將充滿燒瓶。 (2)常見噴泉的形成主要有以下兩類:①極易溶于水的氣體(NH3、HCl等)與水可形成噴泉;②酸性氣體(HCl、SO2、NO2、CO2、H2S等)與NaOH溶液可

30、形成噴泉。 (3)噴泉實驗成功的關鍵:①盛氣體的燒瓶必須干燥;②氣體要充滿燒瓶;③燒瓶不能漏氣(實驗前應先檢查裝置的氣密性);④所用氣體能大量溶于所用液體或氣體與液體快速反應。 題組二 氨和銨鹽的實驗探究 4.某氮肥樣品可能含有NH4HCO3、NH4Cl、NH4NO3中的一種或幾種。為探究其成分,稱取該樣品0.500 0 g,溶解配成100 mL溶液,加過量濃NaOH溶液,加熱,將產(chǎn)生的氨氣通入60.00 mL 0.100 0 mol·L-1的H2SO4溶液中(設產(chǎn)生的NH3全部逸出),剩余的H2SO4溶液能消耗20.00 mL 0.225 0 mol·L-1的NaOH溶液。下列說法

31、正確的是(  ) A.吸收NH3消耗的H2SO4為6.000×10-3 mol B.上述過程共產(chǎn)生NH3 268.8 mL(標準狀況下) C.該樣品中NH的質量分數(shù)為43.2% D.該氮肥樣品必含NH4Cl 解析:選D。0.006 mol H2SO4除了吸收NH3還中和NaOH,有n(NH3)+n(NaOH)=2n(H2SO4),n(NH3)+0.004 5 mol=0.012 mol,n(NH3)=0.007 5 mol,標準狀況下V(NH3)=168 mL,吸收NH3消耗的H2SO4為0.003 75 mol,w(NH)=×100%=27%。NH4HCO3、NH4Cl、NH4NO

32、3中NH含量分別約為(22.8%)、(33.6%)、(22.5%),只有NH4Cl中NH 含量大于27%,故該氮肥樣品中一定有NH4Cl。 5.某同學用下列裝置(固定、加熱儀器和橡膠管略)進行有關氨氣制取的實驗探究。 請回答下列問題: (1)若用裝置①制取NH3,其反應的化學方程式為____________________; 若要測定生成的NH3的體積,則必須選擇的裝置是________(填裝置序號),裝置中所盛試劑應具有的性質是______________________________。 (2)若用裝置②制取并收集干燥的NH3,燒瓶內(nèi)裝的試劑是________,分液漏斗中裝的

33、試劑是________,收集裝置應選擇________(填裝置序號)。 解析:(1)裝置①適用于固-固加熱制取氣體,制取NH3時試劑是NH4Cl固體和Ca(OH)2固體。若測定NH3的體積,必須用排液法,而NH3極易溶于水,故不能用排水法,所用的液體必須不與NH3反應,也不溶解NH3且不易揮發(fā)才行。(2)裝置②是固-液反應不需加熱的裝置,制取NH3時,可用濃氨水和堿石灰(或其他試劑)作用。 答案:(1)2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O?、邰摺“睔怆y溶于該試劑,且該試劑不易揮發(fā),不與氨氣反應  (2)CaO(或NaOH固體或堿石灰) 濃氨水(或濃NH4Cl溶液)

34、?、?  硝 酸 [知識梳理] 一、物理性質 硝酸是無色、易揮發(fā)的液體,有刺激性氣味。 二、化學性質 1.不穩(wěn)定性 4HNO32H2O+4NO2↑+O2↑。 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↑+2H2O。 (2)與非金屬反應 濃硝酸與C的反應:C+4HNO3(濃)CO2↑+4NO2↑+2H2O。 (3)與還原性化合物反應 硝酸可氧化H2S、SO2

35、、Na2SO3、HI、Fe2+等還原性物質。 例如:稀硝酸與FeSO4溶液反應的離子方程式為3Fe2++4H++NO===3Fe3++NO↑+2H2O。 3.有機反應 (1)硝化反應(與苯反應):+HNO3 NO2+H2O。 (2)顏色反應:部分蛋白質遇到濃硝酸時變黃色。 [自我檢測] 1.判斷正誤,正確的打“√”,錯誤的打“×”。 (1)濃、稀硝酸都能使藍色石蕊試紙最終變?yōu)榧t色。(  ) (2)硝酸能與Na2CO3反應,但不生成CO2。(  ) (3)硝酸可與Na2S反應制得H2S氣體。(  ) (4)過量的銅與濃HNO3反應有NO生成。(  ) (5)常溫下,鋁和鐵

36、在濃HNO3中“鈍化”,說明鋁和鐵與濃HNO3不反應。(  ) (6)可用濃HNO3與Cu反應制備NO2。(  ) 答案:(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)√ 2.久置的硝酸呈黃色,如何除去?怎樣保存硝酸? 答案:硝酸顯黃色是由于硝酸見光或受熱發(fā)生分解,生成的NO2溶于硝酸所致,所以消除的方法是通入O2(或空氣),使其發(fā)生反應4NO2+O2+2H2O===4HNO3。應將硝酸保存在棕色試劑瓶中,并置于陰涼處。 3.寫出下列反應的離子方程式,并指出HNO3所表現(xiàn)的性質。 (1)Fe3O4和稀HNO3反應:____________________________,

37、____________。 (2)NaI和稀HNO3反應:_____________________________,____________。 (3)Na2SO3和稀HNO3反應:___________________________,____________。 答案:(1)3Fe3O4+28H++NO===9Fe3++NO↑+14H2O 酸性和強氧化性 (2)6I-+8H++2NO===3I2+2NO↑+4H2O 強氧化性 (3)3SO+2H++2NO===3SO+2NO↑+H2O 強氧化性 涉及HNO3的離子反應常見的易錯問題 (1)忽視NO在酸性條件下的強氧化性。在酸

38、性條件下NO不能與Fe2+、I-、SO、S2-等還原性較強的離子大量共存。 (2)在書寫離子方程式時,忽視HNO3的強氧化性,將氧化還原反應簡單地寫成復分解反應。  (2018·三門峽高三模擬)足量銅與一定量濃硝酸反應,得到硝酸銅溶液和NO2、N2O4、NO的混合氣體,這些氣體與1.68 L O2(標準狀況)混合后通入水中,所有氣體完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸銅溶液中加入5 mol·L-1 NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀,則消耗NaOH溶液的體積是(  ) A.60 mL         B.45 mL C.30 mL D.15 mL [解析] 由題意可知:HNO3

39、HNO3,則Cu失去的電子數(shù)與O2得到的電子數(shù)相等,即n(Cu)=2n(O2)=2×=0.15 mol。根據(jù)質量守恒及NaOH和Cu(NO3)2的反應可得關系式:n(NaOH)=2n[Cu(NO3)2]=2n(Cu)=0.3 mol,則V(NaOH)==0.06 L=60 mL。 [答案] A 將上題修改為“19.2 g銅與一定量濃硝酸反應,得到硝酸銅溶液和NO2、N2O4、NO的混合氣體,這些氣體與一定量O2(標準狀況)混合后通入水中,所有氣體完全被水吸收生成硝酸?!闭垎栃枰獦藴薁顩r的O2多少升? 答案:根據(jù)電子轉移關系,銅失去的電子最終被氧氣所得,則有關系式2Cu~O2,O2的體

40、積(標準狀況)為19.2 g÷64 g/mol÷2×22.4 L/mol=3.36 L。 解硝酸與金屬反應計算題的整體思路和計算方法 (1)整體思路 (2)計算方法 ①原子守恒法 HNO3與金屬反應時,一部分HNO3起酸的作用,以NO的形式存在于溶液中;一部分作為氧化劑轉化為還原產(chǎn)物,這兩部分中氮原子的總物質的量等于反應消耗的HNO3中氮原子的物質的量。 ②電子守恒法 HNO3與金屬的反應屬于氧化還原反應,HNO3中氮原子得電子的物質的量等于金屬失電子的物質的量。 ③離子方程式計算法 金屬與H2SO4、HNO3的混合酸反應時,由于硝酸鹽中NO在H2SO4提供H+的條件

41、下能繼續(xù)與金屬反應,因此此類題目應用離子方程式來計算,先作過量判斷,然后根據(jù)完全反應的金屬或H+或NO進行相關計算,且溶液中要符合電荷守恒。 題組一 硝酸的性質及實驗探究 1.(2017·高考北京卷)下述實驗中均有紅棕色氣體產(chǎn)生,對比分析所得結論不正確的是(  ) ① ② ③ A.由①中的紅棕色氣體,推斷產(chǎn)生的氣體一定是混合氣體 B.紅棕色氣體不能表明②中木炭與濃硝酸發(fā)生了反應 C.由③說明濃硝酸具有揮發(fā)性,生成的紅棕色氣體為還原產(chǎn)物 D.③的氣體產(chǎn)物中檢測出CO2,由此說明木炭一定與濃硝酸發(fā)生了反應 解析:選D。①中灼熱碎玻璃起加熱作用,濃硝酸受熱分解

42、生成紅棕色NO2,硝酸中氮元素化合價降低,必有元素化合價升高,只能為氧元素,因此,還有O2生成,產(chǎn)生的氣體為混合氣體,A項正確;由①可知,濃硝酸受熱分解可生成紅棕色氣體,所以②中產(chǎn)生的“紅棕色氣體”不一定是木炭與濃硝酸發(fā)生反應產(chǎn)生的,B項正確;③中濃硝酸揮發(fā)才能與紅熱木炭接觸,產(chǎn)生的NO2是還原產(chǎn)物,C項正確;紅熱的木炭還可與空氣中的O2反應生成CO2,不一定是木炭與濃硝酸發(fā)生反應生成了CO2,D項錯誤。 2.如圖是用濃硝酸、銅片、水等試劑探究濃、稀硝酸的強氧化性并觀察還原產(chǎn)物的實驗裝置。 Ⅰ.濃硝酸的強氧化性實驗 將銅片置于具支試管的底部,在分液漏斗中加入約5 mL濃硝酸,往具支試

43、管中放入約2 mL濃硝酸。 (1)具支試管中發(fā)生反應的化學方程式為___________________________。 (2)實驗中觀察到能證明濃硝酸具有強氧化性的現(xiàn)象是 __________________________。 Ⅱ.稀硝酸的強氧化性實驗 (3)上述反應完成后,欲進一步證明稀硝酸也具有強氧化性,緊接的簡便、合理的實驗操作是________________________________________________________________________ __________________________________________________

44、______________________。 (4)能證明稀硝酸與銅反應產(chǎn)生NO的實驗現(xiàn)象是________(填寫序號)。 A.c中收集到無色氣體 B.c中收集到的無色氣體接觸空氣后變?yōu)榧t棕色 C.b中產(chǎn)生的無色氣體接觸空氣后變?yōu)榧t棕色 解析:(1)Cu與濃硝酸反應生成Cu(NO3)2、NO2和水。反應的化學方程式為Cu+4HNO3(濃)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。 (2)濃硝酸作氧化劑,能將Cu氧化成Cu2+(藍色溶液),其還原產(chǎn)物是NO2(紅棕色氣體)。 (3)將濃HNO3稀釋成稀HNO3,再與Cu發(fā)生反應,即可進一步證明稀HNO3的強氧化性。 (4)N

45、O為無色氣體,遇空氣中的O2轉化成紅棕色的NO2氣體。 答案:(1)Cu+4HNO3(濃)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O (2)試管中溶液變藍,且有紅棕色氣體產(chǎn)生 (3)向試管中加水將濃硝酸稀釋 (4)C 題組二 關于硝酸的計算 3.(2018·福州模擬)向500 mL稀硝酸中加入一定質量的鐵粉,恰好使鐵粉完全溶解,放出NO氣體5.6 L(標準狀況),同時溶液質量增加9.3 g。下列判斷正確的是(  ) A.原溶液中投入鐵粉物質的量是0.25 mol B.原溶液中HNO3的濃度是 2.0 mol·L-1 C.反應后的溶液中還可溶解9.6 g銅 D.反應后的溶

46、液中 c(Fe2+)∶c(Fe3+)=1∶2 解析:選B。n(NO)==0.25 mol,m(NO)=0.25 mol×30 g·mol-1=7.5 g。 m(Fe)=9.3 g+7.5 g=16.8 g,n(Fe)==0.3 mol,由得失電子守恒知反應后溶液中存在Fe2+、Fe3+,則n(Fe2+)+n(Fe3+)=0.3 mol; 由得失電子守恒得2n(Fe2+)+3n(Fe3+)=3n(NO), 2n(Fe2+)+3n(Fe3+)=0.25 mol×3, 解得n(Fe2+)=0.15 mol,n(Fe3+)=0.15 mol。 n(HNO3)=2n(Fe2+)+3n(Fe3

47、+)+n(NO)=0.15 mol×2+0.15 mol×3+0.25 mol=1 mol, c(HNO3)==2.0 mol·L-1。 還可溶解銅:n(Cu)=n(Fe3+)/2=0.075 mol,m(Cu)=0.075 mol×64 g·mol-1=4.8 g。 4.將32.64 g銅與140 mL一定濃度的硝酸反應,銅完全溶解,產(chǎn)生的NO和NO2混合氣體在標準狀況下的體積為11.2 L。請回答: (1)NO的體積為________L,NO2的體積為________L。 (2)待產(chǎn)生的氣體全部釋放后,向溶液中加入V mL a mol·L-1的NaOH溶液,恰好使溶液中的Cu2+

48、全部轉化成沉淀,則原硝酸溶液的濃度為________mol·L-1。 (3)欲使銅與硝酸反應生成的氣體在NaOH溶液中全部轉化為NaNO3,至少需要30%的雙氧水________g。 解析:(1)Cu與HNO3反應過程中,Cu作還原劑失去的電子等于HNO3作氧化劑得到的電子,由得失電子守恒可得n(Cu)×2=n(NO)×3+n(NO2)×1,即×2=×3+×1,得V(NO)=5.824 L,則V(NO2)=5.376 L。 (2)硝酸與Cu反應中,硝酸顯酸性和氧化性,其中顯氧化性的硝酸全部轉化為NO、NO2,當溶液中的Cu2+全部轉化為沉淀時,所得溶液為NaNO3溶液,則n(NO)溶液=

49、n(NaOH)=V×10-3 L×a mol·L-1=aV×10-3 mol,根據(jù)N元素守恒,作氧化劑的硝酸與生成的氣體的物質的量相等,則有n(HNO3)被還原=n(氣體)==0.5 mol。n(HNO3)=n(NO)溶液+n(HNO3)被還原=aV×10-3 mol+0.5 mol。 (3)根據(jù)(1)中計算可得n(NO)=0.26 mol,n(NO2)=0.24 mol。從反應的始終態(tài)分析:即要將NO中的+2價的N元素和NO2中的+4價的N元素完全轉化為NaNO3中的+5價的N元素。根據(jù)得失電子守恒得n(NO)×3+n(NO2)×1=n(H2O2)×2,即0.26 mol×3+0.24 m

50、ol=n(H2O2)×2,求得n(H2O2)=0.51 mol。m(H2O2)=0.51 mol×34 g·mol-1=17.34 g,需要30%的雙氧水的質量為17.34 g÷30%=57.8 g。 答案:(1)5.824 5.376 (2) (3)57.8 [課后達標檢測] 一、選擇題 1.隨著我國汽車年銷量的大幅增加,空氣環(huán)境受到了很大的污染。汽車尾氣裝置里,氣體在催化劑表面吸附與解吸作用的過程如圖所示,下列說法正確的是(  ) A.反應中NO為氧化劑,N2為氧化產(chǎn)物 B.汽車尾氣的主要污染成分包括CO、NO和N2 C.NO和O2必須在催化劑表面才能反應 D.催

51、化轉化總化學方程式為2NO+O2+4CO4CO2+N2 解析:選D。反應過程中NO、O2為氧化劑,N2為還原產(chǎn)物;汽車尾氣中的N2不是污染物;NO和O2的反應不需要催化劑;根據(jù)題中的圖示,可將反應的過程分成如下兩步寫:2NO+O2===2NO2,2NO2+4CO===N2+4CO2,將兩步反應式合并可得總化學方程式為2NO+O2+4CO4CO2+N2。 2.已知氨氣極易溶于水,而難溶于有機溶劑CCl4。下列裝置中不適宜作氨氣尾氣吸收裝置的是(  ) 解析:選C。A項,氨氣不溶于CCl4,不會發(fā)生倒吸;B項,導管末端連接倒置漏斗,漏斗下沿剛好沒入水中可有效防止倒吸;C項,會發(fā)生倒吸;D

52、項,導管末端連接干燥管,干燥管細口沒入水中少許可有效防止倒吸。 3.下列關于氮及其化合物的說法正確的是(  ) A.N2分子的結構穩(wěn)定,因而氮氣不能支持任何物質的燃燒 B.液氨汽化時要吸收大量熱,因而液氨可用作制冷劑 C.NO可用向上排空氣法或排水法收集 D.濃硝酸保存在棕色瓶內(nèi)是因為硝酸易揮發(fā) 解析:選B。Mg能在N2中燃燒,A項錯誤;NO能與空氣中的O2反應生成NO2,C項錯誤;濃硝酸見光易分解,故保存在棕色瓶內(nèi),D項錯誤。 4.某同學仿照噴泉實驗原理在實驗室里做了一個“噴煙實驗”。如圖所示,在甲、乙兩個燒瓶中分別裝入X、Y兩種無色氣體,膠頭滴管中盛有含酚酞的NaOH溶液,實

53、驗時將膠頭滴管內(nèi)的液體擠入甲燒瓶中,然后打開彈簧夾,便可看到甲燒瓶中的導管噴出白色的煙,同時甲燒瓶中的溶液顏色逐漸變淺最后褪為無色。則X、Y分別為(  ) A.NH3和HCl        B.HCl和NH3 C.SO2和HCl D.NO和HCl 解析:選A。要想產(chǎn)生“噴煙”現(xiàn)象,應具備兩個條件:一是形成壓強差,二是兩種氣體反應會生成白煙,排除C、D項。根據(jù)甲中溶液顏色發(fā)生的變化,結合題給條件“膠頭滴管中盛有含酚酞的NaOH溶液”可知,甲中氣體溶于水所得溶液顯堿性,即X為NH3,故Y為HCl,選A。 5.用加熱法可以分離的一組物質是(  ) A.氯化銨和消石灰 B.碳酸

54、氫銨和過氧化鈉 C.氯化銨和氯化鈉 D.碘和氯化銨 解析:選C。銨鹽可與堿反應,因此選項A在加熱時發(fā)生反應2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+2H2O+CaCl2,不能用于分離。選項B中的NH4HCO3受熱分解,且產(chǎn)生的H2O及CO2能與Na2O2反應,也無法達到分離的目的。選項D中碘在受熱時升華,NH4Cl受熱分解再重新化合后仍與碘混合,無法達到分離的目的。對于選項C,NH4Cl受熱分解后可從體系中脫離,遇冷又重新化合為NH4Cl晶體,從而達到與NaCl分離的目的。 6.下列說法不正確的是(  ) A.在稀硫酸中加入銅粉,銅粉不溶解,再加入Cu(NO3)2固體,銅粉仍不

55、溶解 B.某氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍,該氣體的水溶液一定顯堿性 C.銅與濃硝酸反應的離子方程式為Cu+4H++2NO===Cu2++2NO2↑+2H2O D.HNO3―→NO―→NO2,以上各步變化均能通過一步實驗完成 解析:選A。A項中加入Cu(NO3)2固體后,Cu和H+、NO發(fā)生反應:3Cu+8H++2NO===3Cu2++2NO↑+4H2O,該項不正確。 7.N2O俗稱“笑氣”,曾用作可吸入性麻醉劑。以下反應能產(chǎn)生N2O:3CO+2NO23CO2+N2O。下列關于N2O的說法正確的是(  ) A.上述反應中每生成1 mol N2O,消耗1.5 mol CO B.等物

56、質的量的N2O和CO2含有相等的電子數(shù) C.N2O只具有氧化性,無還原性 D.N2O會迅速與人體血紅蛋白結合,使人中毒 解析:選B。由方程式知,生成1 mol N2O時消耗3 mol CO,A錯誤;1 mol N2O與1 mol CO2都含有22 mol電子,B正確;N2O中氮元素的化合價為+1價,是氮元素的中間價態(tài),所以N2O既具有氧化性又具有還原性,C錯誤;NO能與人體血紅蛋白結合,使人體中毒,D錯誤。 8.(2015·高考北京卷)在通風櫥中進行下列實驗: 步驟 現(xiàn)象 Fe表面產(chǎn)生大量無色氣泡,液面上方變?yōu)榧t棕色 Fe表面產(chǎn)生少量紅棕色氣泡后,迅速停止 Fe、Cu

57、接觸后,其表面均產(chǎn)生紅棕色氣泡 下列說法不正確的是(  ) A.Ⅰ中氣體由無色變紅棕色的化學方程式:2NO+O2===2NO2 B.Ⅱ中的現(xiàn)象說明Fe表面形成致密的氧化層,阻止Fe進一步反應 C.對比Ⅰ、Ⅱ中現(xiàn)象,說明稀HNO3的氧化性強于濃HNO3 D.針對Ⅲ中現(xiàn)象,在Fe、Cu之間連接電流計,可判斷Fe是否被氧化 解析:選C。A.鐵放入稀HNO3中發(fā)生反應Fe+4HNO3(稀)===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O,NO逸出,遇到O2生成NO2,氣體由無色變?yōu)榧t棕色。B.鐵放入濃HNO3中,在常溫下會鈍化,即在Fe表面形成致密的氧化層,阻止Fe進一步反應。C.濃HNO3的氧化

58、性強于稀HNO3。D.在鐵、銅之間連接一個電流計,根據(jù)電子的流向(與電流方向相反),可判斷鐵是否被氧化。若電子由鐵移動到銅,則鐵被氧化。 9.等質量的下列物質與足量稀硝酸反應,放出NO物質的量最多的是(  ) A.FeO           B.Fe2O3 C.FeSO4 D.Fe3O4 解析:選A。根據(jù)得失電子守恒,還原劑提供的電子越多,氧化劑硝酸生成的NO的物質的量就越多。 1 g題述四種物質能提供的電子的物質的量為 A.×1 mol;B.0 mol;C.×1 mol;D.×1 mol(Fe3O4也可以寫為Fe2O3·FeO),故提供電子的物質的量最多的為FeO。 10.

59、對于1 L H2SO4和HNO3的混合溶液,若H2SO4和HNO3物質的量濃度存在如下關系:c(H2SO4)+c(HNO3)=1.2 mol·L-1,則理論上最多能溶解銅的物質的量為(  ) A.0.80 mol B.0.72 mol C.0.45 mol D.0.40 mol 解析:選B。HNO3、H2SO4的混酸和金屬反應的有關計算,用離子方程式法計算,因為H2SO4電離出的H+能與NO結合繼續(xù)和銅反應。離子方程式為3Cu+8H++2NO===3Cu2++2NO↑+4H2O,設n(H2SO4)=x,則n(HNO3)=1.2 mol-x,當兩者電離出的H+之和與NO的物質的量之

60、比符合離子方程式化學計量數(shù)之比時,表明兩者完全反應,溶解的銅最多,有==,得x=0.72 mol,n(NO)=0.48 mol,根據(jù)離子方程式計算得n(Cu)=0.72 mol。 二、非選擇題 11.氨氣在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有重要應用。 (1)①氮氣用于工業(yè)合成氨,寫出氮氣的電子式:________________________。 ②NH3的穩(wěn)定性比PH3________(填“強”或“弱”)。 (2)如圖所示,向NaOH固體上滴幾滴濃氨水,迅速蓋上蓋,觀察現(xiàn)象。 ①濃鹽酸液滴附近會出現(xiàn)白煙,發(fā)生反應的化學方程式為___________________________。 ②濃硫酸液

61、滴上方?jīng)]有明顯現(xiàn)象,一段時間后濃硫酸的液滴中有白色固體,該固體可能是________(寫化學式,一種即可)。 ③FeSO4液滴中先出現(xiàn)灰綠色沉淀,過一段時間后變成紅褐色,發(fā)生的反應包括Fe2++2NH3·H2O===Fe(OH)2↓+2NH和_______________________________________。 (3)空氣吹脫法是目前消除NH3對水體污染的重要方法。在一定條件下,向水體中加入適量NaOH可使NH3的脫除率增大,用平衡移動原理解釋其原因:____________ ___________________________________________________

62、_____________________。 (4)在微生物作用下,蛋白質在水中分解產(chǎn)生的氨能夠被氧氣氧化生成亞硝酸(HNO2),反應的化學方程式為________________________,若反應中有0.3 mol電子發(fā)生轉移,生成亞硝酸的質量為________g。 解析:(1)①氮氣電子式中存在叁鍵;②根據(jù)非金屬性的判斷依據(jù)“非金屬性越強,氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定”,很容易判斷出NH3的穩(wěn)定性強于PH3。(2)①根據(jù)現(xiàn)象寫方程式;②氨氣溶于濃硫酸,能生成(NH4)2SO4或NH4HSO4;③根據(jù)現(xiàn)象寫方程式,氫氧化亞鐵被氧氣氧化為氫氧化鐵:4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(O

63、H)3。(3)氨水中存在平衡:NH3+H2ONH3·H2ONH+OH-,加入NaOH后OH-濃度增大,平衡逆向移動,故有利于氨的脫除。(4)由方程式可看出,每當生成1 mol HNO2,轉移電子數(shù)為6 mol,當有0.3 mol電子發(fā)生轉移時,生成亞硝酸0.05 mol,即2.35 g。 答案:(1)①N??N?、趶? (2)①NH3+HCl===NH4Cl ②NH4HSO4或[(NH4)2SO4] ③4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 (3)氨水中存在平衡:NH3+H2ONH3·H2ONH+OH-,加入NaOH后OH-濃度增大,平衡逆向移動,故有利

64、于氨的脫除 (4)2NH3+3O22HNO2+2H2O 2.35 12.工業(yè)生產(chǎn)硝酸的尾氣中含有氮氧化物NOx(NO和NO2的混合物,假設不含N2O4),對生態(tài)環(huán)境和人類健康帶來較大的威脅。 (1)工業(yè)上可用氨催化吸收法處理NOx,反應原理如下: 4xNH3+6NOx(2x+3)N2+6xH2O 某化學興趣小組模擬該處理過程的實驗裝置(夾持裝置略)如下: ①裝置A中發(fā)生反應的化學方程式為_____________________________________ __________________________________________________________

65、______________。 ②裝置D中堿石灰的作用是_____________________________________。 (2)工業(yè)上也常用Na2CO3溶液吸收法處理NOx。 已知:NO不能與Na2CO3溶液反應。 NO+NO2+Na2CO3===2NaNO2+CO2 (Ⅰ) 2NO2+Na2CO3===NaNO2+NaNO3+CO2 (Ⅱ) ①當NOx被Na2CO3溶液完全吸收時,x的值不可能是________(填字母)。 A.1.3   B.1.6   C.1.8 ②將1 mol NOx通入Na2CO3溶液中,被完全吸收時,溶液中生成的NO、NO兩種離子的物質的

66、量隨x變化關系如圖所示: 圖中線段a表示________離子隨x值變化的關系;若用溶質質量分數(shù)為21.2%的Na2CO3溶液吸收,則需要Na2CO3溶液至少________g。 ③用足量的Na2CO3溶液完全吸收NOx,每產(chǎn)生22.4 L(標準狀況)CO2(全部逸出)時,吸收液質量就增加44 g,則NOx中的x值為________。 (3)氨催化吸收法和Na2CO3溶液吸收法處理NOx尾氣共同的優(yōu)點是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析:(1)①A中發(fā)生的是實驗室制NH3的反應。②堿石灰的作用是作干燥劑。(2)①由信息可知,NO不能過量,過量的NO不能被吸收,因此n(NO2)≥n(NO),則x≥1.5。②當x=1.5時,該氮氧化物為等物質的量的NO2、NO,只發(fā)生反應(Ⅰ),生成NaNO2,a表示NO。最終生成N

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