2019年高考化学一轮复习第3章自然界中的元素第2节氮的循环学案鲁(2)

2019-03-16 19:15

1.如图所示,向一定量的铁粉中加入一定体积12 mol·L束时,下列微粒在体系中一定大量存在的是 ( )

①NO3 ②Fe ③H ④NO ⑤NO2 ⑥H2 A.①⑥ C.②④⑤

B.①⑤ D.①②③⑤

3+

-1

的硝酸并加热,待反应结

B [Fe与浓HNO3反应时,开始生成的还原产物是NO2,并且若铁少量时,还原产物只有NO2;当铁过量时,氧化产物是Fe,当HNO3过量时,氧化产物是Fe。因产物有硝酸盐,故溶液中一定还有NO3。]

2.将相同质量的铜分别与足量的浓硝酸、稀硝酸反应,下列叙述正确的是( ) A.硝酸浓度越大消耗的硝酸越少,产生的有毒气体也越少 B.反应中转移的电子总数稀硝酸少

C.试管内壁上的铜用浓硝酸除较好,因反应速率快 D.两者用排水法收集的气体的体积相同

D [铜完全反应,在进行相关计算时以铜为标准,等质量的铜在反应中失去的电子数相同,生成的Cu(NO3)2的量相同,浓硝酸被还原为NO2,价态由+5降到+4,每个氮原子只得1个电子,稀HNO3被还原时每个氮原子得到3个电子,故被还原的浓硝酸多、稀硝酸少,生成的NO2也比NO多。 用排水法收集气体时,3NO2+H2O===2HNO3+NO,故两种情况收集到的气体一样多。]

锌与某浓度的硝酸以物质的量之比为1∶3发生反应,若硝酸被还原的产物为N2O,反应结束后锌没有剩余,下列说法正确的是( )

A.在此反应中硝酸体现强氧化性,全部被还原 B.向反应后的溶液中再加入金属铁,不再发生化学反应 C.该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸之比为1∶4 D.该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸之比为1∶5

D [设锌的物质的量为a,则稀硝酸中HNO3的物质的量为3a,发生还原反应的HNO3与

2+

3+

6

锌的关系为HNO3~2Zn,由于锌不足,被还原的HNO3为,未被还原的HNO3为?3a-?,二者

2?2?之比为∶?3a-?=1∶5,D项正确。]

2?2?

3.38.4 g Cu跟一定量浓HNO3反应,Cu全部溶解,共收集NO、NO2的总体积为22.4 L(标准状况),所得溶液中H的物质的量为0.02 mol,请回答:

(1)反应中被还原的硝酸为________mol。

(2)参加反应的硝酸为________mol,反应过程中转移电子数为________ mol。 (3)生成的NO与NO2的物质的量之比为________。 (4)溶液中NO3的物质的量为________mol。

【解析】 (1)被还原的HNO3物质的量为NO、NO2的总物质的量。 (2)参加反应的HNO3包括与Cu结合的NO3和NO、NO2。 即?

a?

a?a?a?

?38.4×2+22.4?mol=2.2 mol。 22.4??64?

38.4

转移的电子数为×2 mol=1.2 mol。

64

??n(3)?

?3n?

+n+n22

=1 mol

=1.2 mol

解之n(NO)=0.1 mol,n(NO2)=0.9 mol。

38.4-2++

(4)n(NO3)=2n(Cu)+n(H)=2× mol+0.02 mol=1.22 mol。

64【答案】 (1)1 (2)2.2 1.2 (3)1∶9 (4)1.22 [方法技巧] 硝酸与金属反应的计算技巧

原子守恒法,HNO3与金属反应时,一部分HNO3起酸的作用,以NO3的形式存在于溶

液中;一部分作为氧化剂转化为还原产物,这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量。

得失电子守恒法,HNO3与金属的反应属于氧化还原反应,

电荷守恒法,HNO3过量

n+

n+-

HNO3中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量。时反应后溶液中不考虑OH。

命题点2 硝酸的氧化性实验探究

则有:,c-

3=c+

+nc代表金属离子

4.(2017·北京高考)下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( )

7

① ② ③ A.由①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②中木炭与浓硝酸发生了反应 C.由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

D [A对:浓HNO3具有不稳定性,①中浓HNO3受热发生分解反应:4HNO3=====4NO2↑+O2↑+2H2O,故①中所得红棕色气体是NO2和O2的混合气体。

B对:②中红热木炭加入浓HNO3中,有红棕色气体产生,该气体为NO2,但不能说明浓HNO3与木炭发生了反应,可能是浓HNO3在红热木炭作用下发生分解产生了NO2。

C对:③中红热木炭未插入浓HNO3中,有红棕色气体产生,说明浓HNO3具有挥发性,且挥发产生的HNO3被还原生成NO2,故红棕色气体为还原产物。

D错:③的气体产物中检测出CO2,不能说明木炭一定与浓HNO3发生了反应,可能是浓HNO3分解产生NO2、O2和H2O,红热木炭与分解产生的O2反应生成CO2。]

5.(2018·河北保定调研)铜与硝酸的反应是高中化学学习中较为重要的内容,铜与浓硝酸反应和铜与稀硝酸反应,产物不同,现象也不同。

请回答下列问题:

【导学号:95160055】

(1)某课外小组为了证明并观察到铜与稀硝酸反应的产物为NO,设计如图所示的实验装置,请你根据他们的思路,选择下列某些药品(锌粒和碳酸钙固体必选其一)完成实验,在下表中填写②~⑤实验操作。

药品:稀硝酸、稀盐酸,锌粒、碳酸钙固体。

8

实验步骤 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 实验操作 检验装置的气密性 用注射器向试管中推入氧气或空气 (2)上述能证明稀硝酸与铜反应的还原产物为NO的实验现象是____________。 (3)问题讨论:

①用如图装置在铜与浓硝酸反应的实验过程中如果操作不慎,易出现倒吸现象,对该实验装置进行改进的方案是在A与B装置之间连接________(填装置的名称)。

②在用等质量的铜丝与等体积的浓硝酸、稀硝酸(硝酸均过量)分别反应时,发现反应后试管中的溶液前者呈绿色,后者呈蓝色。前者溶液呈绿色的原因是

_____________________________________________________________, 设计一个简单的实验进行验证(简述实验方案)________________________ _ _____________________________________________________________。

【解析】 (1)根据题意,为验证铜与稀硝酸反应生成NO,应先排除空气中氧气的干扰,根据所给药品,应选用稀硝酸与碳酸钙固体反应,以生成CO2,将反应装置中的氧气排出,所以需要补充的实验步骤是:②向试管中加入一定量的碳酸钙固体;③向试管中加入一定量的稀硝酸,并迅速盖上带铜丝和导管的橡皮塞;④待反应完全后,将右边导气管插入集气瓶内接近液面;⑤将铜丝插入到溶液中。(2)用注射器向试管中推入氧气或空气,试管内有红棕色气体产生,说明稀硝酸与铜反应的还原产物为NO。(3)①为防止倒吸,可以在A与B装置之间连接安全瓶。②由于两个试管中铜离子浓度相同,所以铜丝与浓硝酸反应溶液呈绿色的原因可能是生成的红棕色二氧化氮溶解于溶液中,可以通过加热试管中的绿色溶液(或向绿色溶液中通入氧气或向绿色溶液中加水),观察试管中溶液是否变蓝来验证该结论。

【答案】 (1) ② ③ ④ ⑤ 向试管中加入一定量的碳酸钙固体 向试管中加入一定量的稀硝酸,并迅速盖上带铜丝和导管的橡皮塞 待反应完全后,将右边导气管插入集气瓶内接近液面 将铜丝插入到溶液中 (2)用注射器向试管中推入氧气或空气,试管内有红棕色气体产生 (3)①安全瓶

②生成的红棕色二氧化氮溶解于溶液中 加热试管中的绿色溶液(或通氧气或加水),观察溶液的颜色变化

9

考点3| 氨和铵盐的性质及应用

(对应学生用书第55页)

[考纲知识整合]

1.氨的性质 (1)氨的物理性质

无色、有刺激性气味的气体,密度比空气的小,易液化,液氨常作制冷剂,极易溶于水(1∶700),可由喷泉实验证明。

(2)氨的化学性质 ①与水的反应

氨气溶于水呈碱性原因的方程式为NH3+H2O②氨气与酸反应

a.蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近,其现象为产生白烟,将浓盐酸改为浓HNO3,也会出现相同的现象。化学方程式分别为HCl+NH3===NH4Cl,HNO3+NH3===NH4NO3。

b.氨气通入酸的本质反应为NH3+H===NH4。 ③NH3的还原性——氨的催化氧化

催化剂

化学方程式为4NH3+5O2=====4NO+6H2O。该反应是工业制HNO3的基础反应。

△提醒:氨水的组成和性质

(1)粒子成分:H2O、NH3·H2O、OH、NH4、NH3、H,以溶解的NH3总量为溶质进行浓度计算。

(2)性质:氨水中NH3·H2O为一元弱碱,其电离方程式为NH3·H2△

①不稳定性:NH3·H2O=====NH3↑+H2O。 ②碱的通性

a.氨水使酚酞试剂变红

b.中和反应:NH3·H2O+H===NH4+H2O(注意NH3与酸反应的差异)。 c.沉淀反应:3NH3·H2O+Al===Al(OH)3↓+3NH4。 2.铵盐的性质与检验 (1)铵盐的性质

铵盐均为离子化合物,无色晶体,易溶于水 ①不稳定性——受热易分解

a.NH4Cl受热分解:NH4Cl=====NH3↑+HCl↑。 △

b.NH4HCO3受热分解:NH4HCO3=====NH3↑+H2O+CO2↑。

②与碱反应:铵盐都可与碱反应生成NH3·H2O(弱碱),但加热生成NH3和H2O。写出铵盐

3+

+4

NH3·H2ONH4+OH。

+-

+OH。

10


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