2019-2020年高考化學(xué)考點(diǎn)突破訓(xùn)練 4.2生產(chǎn)生活中的含氮化合物1如圖所示，試管中盛裝的是紅棕色氣體(可能是混合物)，當(dāng)?shù)箍墼谑⒂兴乃壑袝r(shí)，試管內(nèi)水面上升，但不能充滿試管，當(dāng)向試管內(nèi)鼓入氧氣后，可以觀察到試管中水柱繼續(xù)上升，經(jīng)過(guò)多次重復(fù)后，試管內(nèi)完全被水充滿，原來(lái)試管中盛裝的氣體是()A可能是N2與NO2的混合氣體B只能是O2與NO2的混合氣體C可能是NO與NO2的混合氣體D只能是NO2一種氣體解析解答本題要注意以下兩點(diǎn)：(1)明確氮?dú)獠蝗苡谒页叵虏慌c其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；(2)NO2可與水反應(yīng)生成不溶于水的NO，NO2和NO與氧氣按適當(dāng)?shù)谋壤凰耆铡４鸢窩2將容積為50 mL的量筒充滿二氧化氮和氧氣的混合氣體，將量筒倒置在盛滿水的水槽里，一段時(shí)間后，量筒里剩余氣體體積為5 mL。則原混合氣體中NO2和O2體積比可能是_或_。解析NO或NO2與O2混合氣體與水的反應(yīng)計(jì)算關(guān)系式可由下列化學(xué)方程式推導(dǎo)出來(lái)。2NOO2=2NO23NO2H2O=2HNO3NO由2得4NO2O22H2O=4HNO3由324NO3O22H2O=4HNO3兩式就是平時(shí)計(jì)算經(jīng)常用到的關(guān)系式。設(shè)剩余的5 mL氣體為O2，則參加反應(yīng)的NO2和O2的總體積為50 mL5 mL45 mL則原混合氣體里，NO2的體積為45 mL4/536 mLO2的體積為50 mL36 mL14 mL即NO2與O2的體積比為36:1418:7。設(shè)剩余的5 mL氣體為NO，由式得過(guò)量的NO2體積為15 mL，則發(fā)生反應(yīng)的NO2和O2的總體積為50 mL15 mL35 mL。則原混合氣體里，O2的體積為35 mL1/57 mL，NO2的體積為50 mL7 mL43 mL即NO2與O2的體積比為43:7。答案18:743:73(xx江西第三次聯(lián)考)常溫常壓下，有一混合氣體為1 L CO、1 L NO 、2 L NH3、2L CO2、2 L NO2，現(xiàn)提供下列洗氣瓶(內(nèi)含試劑且不考慮裝置內(nèi)空氣的影響)，假設(shè)每一次都可以充分反應(yīng)并完全吸收，請(qǐng)按照要求解決問(wèn)題。(已知：NO2NO2NaOH=2NaNO2H2O)(1)請(qǐng)依次選擇兩裝置_(請(qǐng)用“接口數(shù)字”填寫(xiě))，氣體按選定的次序從左至右通過(guò)后，只剩下一種氣體，該氣體是_(填化學(xué)式)。氮的氧化物氣體在吸收過(guò)程中所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式是_、_。(2)如果氣體依次通過(guò)BCD，則最后的氣體為_(kāi)(填化學(xué)式)，在NaOH溶液中發(fā)生的離子反應(yīng)方程式是_。(3)常溫常壓下，把上述氣體緩緩?fù)ㄟ^(guò)盛裝足量過(guò)氧化鈉固體的干燥管，氣體的體積變?yōu)開(kāi)L，再經(jīng)過(guò)C、D裝置，氣體的體積為_(kāi)L。解析(3)混合氣體通過(guò)盛Na2O2的干燥管發(fā)生以下兩個(gè)反應(yīng)：2Na2O22CO2=2Na2CO3O2、2NOO2=2NO2，故反應(yīng)后的混合氣體為1 L CO、3 L NO2、2L NH3和0.5 LO2；再通過(guò)NaOH溶液和濃H2SO4，NH3、NO2、O2均被吸收，其中的化學(xué)反應(yīng)為6NO2O26NaOH=5NaNO3NaNO23H2O。答案(1)CONO2NO2NaOH=2NaNO2H2O2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2O(注：如寫(xiě)成二氧化氮與水反應(yīng)、硝酸與氫氧化鈉反應(yīng)、氮的兩種氧化物歸中三個(gè)反應(yīng)也合理)(2)CONOCO22OH=COH2O(3)6.5 1考點(diǎn)2 氨氣的制法和噴泉實(shí)驗(yàn)1.氨氣的制法(1)加熱固態(tài)銨鹽和堿的混合物。一般加熱NH4Cl和Ca(OH)2的混合物：2NH4ClCa(OH)22NH3CaCl22H2O。裝置：“固體固體氣體”(與用KClO3或KMnO4制O2的裝置相同)。收集：只能用向下排空氣法。干燥：用堿石灰(NaOH和CaO固體的混合物)。驗(yàn)滿方法：a.用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙置于試管口，試紙變藍(lán)色；b.將蘸有濃鹽酸的玻璃棒置于試管口，有白煙產(chǎn)生。尾氣處理：收集時(shí)，一般在管口塞一團(tuán)用水或稀硫酸浸濕的棉花球，可減小NH3與空氣的對(duì)流速度，收集到純凈的NH3，同時(shí)也可避免污染空氣。(2)實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的其他方法。方法化學(xué)方程式(或原理)氣體發(fā)生裝置加熱濃氨水NH3H2ONH3H2O濃氨水固體NaOHNaOH溶于水放熱，促使氨水分解。且OH濃度的增大有利于NH3的生成濃氨水固體CaOCaO與水反應(yīng)，使溶劑(水)減少；反應(yīng)放熱，促使氨水分解?；瘜W(xué)方程式為：NH3H2OCaO=NH3Ca(OH)22.噴泉實(shí)驗(yàn)(1)形成噴泉的原理。形成噴泉最根本的原因是瓶?jī)?nèi)外存在壓強(qiáng)差。當(dāng)燒瓶?jī)?nèi)氣體溶于液體或與之反應(yīng)時(shí)，瓶?jī)?nèi)氣體大量減少，壓強(qiáng)降低，外界的大氣壓將液體壓入燒瓶?jī)?nèi)，如此持續(xù)，最后液體將充滿燒瓶。(2)常見(jiàn)噴泉的形成主要有以下兩類。極易溶于水的氣體(NH3、HCl、SO2等)與水可形成噴泉。酸性氣體(HCl、SO2、NO2、CO2、H2S等)與NaOH溶液也能形成噴泉。(3)噴泉實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵。盛氣體的燒瓶必須干燥。氣體要充滿燒瓶。燒瓶不能漏氣(實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先檢查裝置的氣密性)。所用氣體能大量溶于所用液體或氣體與液體快速反應(yīng)。(4)常見(jiàn)的噴泉實(shí)驗(yàn)裝置。噴泉實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)是形成壓強(qiáng)差而引發(fā)液體上噴，為此可設(shè)計(jì)多種不同的裝置和采用不同的操作(如使氣體溶于水、熱敷、生成氣體、發(fā)生氣體體積減小的反應(yīng)等)來(lái)使噴泉產(chǎn)生。裝置：擠壓氣球，即可使少量的溶液沿導(dǎo)管進(jìn)入燒瓶中，導(dǎo)致大量的NH3溶解，燒瓶?jī)?nèi)形成負(fù)壓而產(chǎn)生噴泉。裝置：去掉了膠頭滴管。打開(kāi)止水夾，用手(或熱毛巾等)捂熱燒瓶，氨氣受熱膨脹，使氨氣通過(guò)導(dǎo)管與水接觸，即產(chǎn)生噴泉。(開(kāi)放性問(wèn)題，或用浸冰水的毛巾“冷敷”燒瓶，使水進(jìn)入燒瓶，燒瓶?jī)?nèi)氨氣溶于水)裝置：在錐形瓶中加入能產(chǎn)生氣體的物質(zhì)，使錐形瓶?jī)?nèi)氣體的壓強(qiáng)明顯增大，將液體壓入燒瓶而產(chǎn)生噴泉。裝置：在水槽中加入使水溫度升高的物質(zhì)，致使錐形瓶?jī)?nèi)酒精因升溫而揮發(fā)，錐形瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)增大而產(chǎn)生噴泉。裝置：燒瓶中通入H2S(或SO2)，然后通入SO2(或H2S)，現(xiàn)象為有淡黃色粉末狀物質(zhì)生成，瓶?jī)?nèi)壁附有水珠，NaOH溶液噴到燒瓶?jī)?nèi)。題組訓(xùn)練4.(xx上海)實(shí)驗(yàn)室制取少量干燥的氨氣涉及下列裝置，其中正確的是()A是氨氣發(fā)生裝置B是氨氣發(fā)生裝置C是氨氣吸收裝置D是氨氣收集、檢驗(yàn)裝置解析裝置中NH4Cl受熱易分解生成NH3和HCl，但在試管口附近兩者又能結(jié)合生成NH4Cl，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；裝置中的漏斗放置過(guò)低，不能防止倒吸，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；裝置中的試管口應(yīng)放一團(tuán)干燥的棉花，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案B5中學(xué)實(shí)驗(yàn)中，通常利用如右圖所示的裝置進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)，來(lái)驗(yàn)證氣體的“溶解性”，下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是()A用滴管加入液體后，由于氣體的“溶解”，使瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)減小，導(dǎo)致瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)小于外界壓強(qiáng)，從而形成噴泉B選用合適的溶液，CO2也能用于做噴泉實(shí)驗(yàn)CHCl、NH3和SO2均能用該裝置做噴泉實(shí)驗(yàn)D用NO2和N2O4的混合氣體做噴泉實(shí)驗(yàn)，燒瓶中將充滿稀硝酸解析本題綜合考查了噴泉實(shí)驗(yàn)的原理，即由于氣體溶于水或某種溶液，導(dǎo)致燒瓶中的壓強(qiáng)迅速減小，與外界產(chǎn)生足夠的壓強(qiáng)差，從而形成噴泉，A項(xiàng)正確；B選項(xiàng)，CO2能與NaOH等強(qiáng)堿溶液反應(yīng)，從而被吸收，也能與外界產(chǎn)生很大的壓強(qiáng)差，故能形成噴泉，正確；C選項(xiàng)，NH3和HCl屬于極易溶于水的氣體，SO2可以與NaOH溶液等反應(yīng)，故均能形成噴泉，正確；NO2和N2O4與水反應(yīng)后有NO生成，故液體不能充滿燒瓶，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案D6下列圖示是某學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)的制取氨氣并利用氨氣進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)的裝置示意圖。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)學(xué)生甲用圖A所示裝置制備氨氣，寫(xiě)出該法制取氨氣的化學(xué)方程式：_；制出的氨氣應(yīng)使用_法來(lái)收集，要得到干燥的氨氣可選用 _作干燥劑。(2)學(xué)生乙用圖B所示裝置也制出了氨氣，他選用的試劑可能是_和_。用平衡移動(dòng)原理分析這種方法制備氨氣的原理：_。(3)學(xué)生丙用圖C所示裝置進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)，上部燒瓶已充滿干燥的氨氣，引發(fā)噴泉的操作是_。(4)學(xué)生丁將裝置C誤裝為裝置D，但經(jīng)與同學(xué)討論后，認(rèn)為也可引發(fā)噴泉。請(qǐng)說(shuō)明用該裝置引發(fā)噴泉的方法與原理：_。解析(1)題圖A是固體和固體混合加熱制備氨氣的裝置，應(yīng)選用的原料是NH4Cl和Ca(OH)2固體。氨氣極易溶于水，比空氣的密度小，要用向下排空氣法收集。干燥氨氣常用堿石灰。(2)題圖B是固體和液體在不加熱時(shí)反應(yīng)制氨氣的裝置，可選用 濃氨水和生石灰(或固體NaOH)混合反應(yīng)。在氨水中存在下列平衡：NH3H2ONH3H2O，生石灰或固體燒堿溶于水時(shí)吸水且放出大量的熱，促使平衡正向移動(dòng)，NH3H2O分解放出氨氣。(3)氨氣極易溶于水，用圖C所示裝置進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)時(shí)，先打開(kāi)止水夾，然后擠壓膠頭滴管，使少量水進(jìn)入燒瓶，氨氣溶于水導(dǎo)致燒瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)急劇減小，外界大氣壓將燒杯內(nèi)的水壓入燒瓶中即可形成噴泉。(4)對(duì)于裝置D，可以設(shè)法使燒瓶受熱，燒瓶?jī)?nèi)氣體膨脹，排出玻璃導(dǎo)管中的空氣，燒瓶?jī)?nèi)氨氣與水接觸即產(chǎn)生噴泉。答案(1)2NH4ClCa(OH)2CaCl22H2O2NH3向下排空氣堿石灰(合理即可)(2)CaO或NaOH固體濃氨水生石灰或固體燒堿溶于水時(shí)吸水且放出大量的熱，促使平衡NH3H2ONH3H2O正向移動(dòng)，NH3H2O分解放出氨氣(3)打開(kāi)止水夾，擠出膠頭滴管中的水(4)打開(kāi)止水夾，用手(或熱毛巾等)將燒瓶捂熱，氨氣受熱膨脹，趕出玻璃導(dǎo)管中的空氣，氨氣與水接觸，即發(fā)生噴泉考點(diǎn)3 金屬與硝酸反應(yīng)的計(jì)算1.硝酸與金屬反應(yīng)的一般規(guī)律(1)金屬與HNO3反應(yīng)一般不生成H2，濃HNO3一般被還原為NO2，稀HNO3一般被還原為NO。(2)足量金屬與一定量濃硝酸反應(yīng)時(shí)，隨著硝酸濃度的降低，產(chǎn)物也發(fā)生改變。(3)金屬與HNO3反應(yīng)的一般通式為：金屬濃硝酸金屬硝酸鹽NO2H2O反應(yīng)中，表現(xiàn)氧化性(被還原)的HNO3占；表現(xiàn)酸性生成硝酸鹽的HNO3占。金屬稀硝酸金屬硝酸鹽NOH2O反應(yīng)中，表現(xiàn)氧化性(被還原)的HNO3占；表現(xiàn)酸性生成硝酸鹽的HNO3占。2過(guò)程分析3計(jì)算方法(1)原子守恒法。HNO3與金屬反應(yīng)時(shí)，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(zhuǎn)化為還原產(chǎn)物，這兩部分中氮原子的總物質(zhì)的量等于反應(yīng)消耗的HNO3中氮原子的物質(zhì)的量。(2)電子守恒法。HNO3與金屬的反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)，HNO3中氮原子得電子的物質(zhì)的量等于金屬失電子的物質(zhì)的量。(3)離子方程式計(jì)算法。金屬與H2SO4、HNO3的混合酸反應(yīng)時(shí)，由于硝酸鹽中NO在H2SO4提供H的條件下能繼續(xù)與金屬反應(yīng)，因此此類題目應(yīng)用離子方程式來(lái)計(jì)算，先作過(guò)量判斷，然后根據(jù)完全反應(yīng)的金屬或H或NO進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，且溶液中要符合電荷守恒。題組訓(xùn)練7在標(biāo)準(zhǔn)狀況下將1.92 g銅粉投入一定量濃HNO3中，隨著銅粉的溶解，反應(yīng)生成的氣體顏色逐漸變淺，當(dāng)銅粉完全溶解后共收集到由NO2和NO組成的混合氣體1.12 L，則混合氣體中NO的體積為()A112 mL B1 008 mLC224 mL D448 mL解析混合氣體的總物質(zhì)的量為1.12 L22.4 Lmol10.05 mol,1.92 g銅粉的物質(zhì)的量為0.03 mol。設(shè)NO的物質(zhì)的量為n1 mol，則NO2的物質(zhì)的量為(0.05n1)mol，根據(jù)得失電子守恒得3n1(0.05n1)10.032，解得n10.005，V(NO)0.005 mol22.4 Lmol10.112 L112 mL。答案A8銅與一定量濃硝酸反應(yīng)，得到硝酸銅溶液和NO2、N2O4、NO的混合氣體，這些氣體與5.6 L O2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)混合后通入水中，所有氣體完全被水吸收生成硝酸。則消耗銅的質(zhì)量為()A16 g B32 g C64 g D無(wú)法計(jì)算解析該題氮元素變化為硝酸氮的氧化物硝酸，所以題目中的反應(yīng)可以看成是銅與氧氣的反應(yīng)，其中硝酸為“催化劑”，所以銅的物質(zhì)的量為20.5 mol，即32 g。答案B9(xx湖北武漢月考)將51.2 g Cu完全溶于適量濃硝酸中，收集到氮的氧化物(含NO、N2O4、NO2)的混合物，這些氣體恰好能被500 mL 2.0 mol/L NaOH溶液完全吸收，生成含NaNO3和NaNO2的鹽溶液，其中NaNO3的物質(zhì)的量是()A0.2 mol B0.4 molC0.6 mol D0.8 mol解析本題考查氧化還原反應(yīng)。整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中Cu失電子生成Cu2，NO得電子生成NO。設(shè)NaNO3、NaNO2的物質(zhì)的量分別為x和y，則根據(jù)得失電子守恒有：2y21.6，根據(jù)Na守恒有：xy0.52.01.0，二式聯(lián)立解得x0.2 mol，故選A項(xiàng)。答案A10某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL，平均分成兩份。向其中一份中逐漸加入銅粉，最多能溶解19.2 g(已知硝酸只被還原為NO氣體)。向另一份中逐漸加入鐵粉，產(chǎn)生氣體的量隨鐵粉質(zhì)量增加的變化如圖所示。下列分析或結(jié)果錯(cuò)誤的是()A混合酸中NO的物質(zhì)的量為0.4 molBOA段產(chǎn)生的是NO，AB段的反應(yīng)為Fe2Fe3=3Fe2，BC段產(chǎn)生氫氣C溶液中最終溶質(zhì)為FeSO4D硫酸的濃度為5 mol/L解析A項(xiàng)，由于混合液中有稀硫酸，硝酸根離子反應(yīng)完全，根據(jù)反應(yīng)方程式：3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O，溶解19.2 g Cu，即0.3 mol，求得一份混合溶液NO的物質(zhì)的量為0.2 mol，則混合酸中NO的物質(zhì)的量為0.4 mol，正確；B項(xiàng)，剛開(kāi)始是HNO3與鐵反應(yīng)，OA段產(chǎn)生的是NO，AB段是Fe與Fe3反應(yīng)，BC段產(chǎn)生的是氫氣，正確；C項(xiàng)，雖然剛開(kāi)始生成的是Fe2(SO4)3，但最終加入鐵粉后轉(zhuǎn)變?yōu)镕eSO4，正確；D項(xiàng)，根據(jù)加入鐵粉的質(zhì)量22.4 g即0.4 mol，最終生成FeSO4，可知硫酸也為0.4 mol，則H2SO4的物質(zhì)的量濃度為4 mol/L，不正確。答案D