2023屆新高考化學(xué)選考一輪總復(fù)習(xí)學(xué)案-第12講　氮及其重要化合物

第12講氮及其重要化合物內(nèi)容要求1.結(jié)合真實(shí)情境中的應(yīng)用實(shí)例或通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究,了解氮及其重要化合物的主要性質(zhì)。2.認(rèn)識(shí)氮及其化合物在生產(chǎn)中的應(yīng)用和對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。3.結(jié)合工業(yè)合成氨、合成硝酸認(rèn)識(shí)化學(xué)工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要地位。4.以酸雨的防治為例,體會(huì)化學(xué)對(duì)環(huán)境保護(hù)的作用。5.了解關(guān)于污染防治、環(huán)境治理的相關(guān)國(guó)策、法規(guī),強(qiáng)化公眾共同參與環(huán)境治理的責(zé)任。知識(shí)點(diǎn)1氮及氮的氧化物一、氮?dú)獾慕Y(jié)構(gòu)與性質(zhì)1.氮元素的存在與氮的固定2.N2的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)N2的電子式為

··N??N·有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式:①3Mg+N2Mg3N2。②N2+3H22NH3。③N2+O22NO。二、NO、NO2的性質(zhì)氮有多種價(jià)態(tài)的氧化物,如N2O、NO、NO2、N2O4、N2O3、N2O5等。NO、NO2的比較如下表。NONO2氮的價(jià)態(tài)+2價(jià)+4價(jià)物理性質(zhì)無(wú)色、不溶于水的氣體紅棕色、有刺激性氣味的氣體,易液化,易溶于水化學(xué)性質(zhì)與O2反應(yīng)2NO+O22NO2不反應(yīng)與H2O反應(yīng)不反應(yīng)3NO2+H2O2HNO3+NO與H2O、O2反應(yīng)4NO+2H2O+3O24HNO34NO2+2H2O+O24HNO3氧化性有氧化性,但通常情況下表現(xiàn)出還原性強(qiáng)氧化性,在溶液中能氧化S2-、I-、Fe2+等離子對(duì)環(huán)境的影響有毒,大氣污染物之一有毒,大氣污染物之一實(shí)驗(yàn)室制取原理及收集方法3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O(排水法收集)Cu+4HNO3(濃)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O(向上排空氣法收集)1.固氮反應(yīng)一定屬于氧化還原反應(yīng)。()2.通過(guò)灼熱的鎂粉,可除去N2中的少量氧氣。()3.NO2與H2O反應(yīng)中氧化劑與還原劑的質(zhì)量比為1∶2。()4.密閉容器中2molNO與1molO2充分反應(yīng),產(chǎn)物的分子數(shù)為2NA。()5.用向上排空氣法收集銅粉與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體。()6.溴蒸氣和NO2都是紅棕色氣體,不能用濕潤(rùn)的淀粉KI試紙和NaOH溶液鑒別,可用AgNO3溶液或蒸餾水或CCl4鑒別。()答案:1.√2.×3.√4.×5.×6.√題點(diǎn)一氮?dú)獾慕Y(jié)構(gòu)和性質(zhì)1.下列反應(yīng)屬于氮的固定的是(C)①N2和H2在一定條件下合成NH3②NO2和H2O反應(yīng)生成HNO3和NO③Mg在N2中燃燒生成Mg3N2④NO被空氣氧化為NO2A.①② B.②③ C.①③ D.①④解析:氮的固定是將游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài)的氮。2.下列說(shuō)法正確的是(D)A.N2與O2、Mg反應(yīng)中均體現(xiàn)了N2的氧化性B.N2很穩(wěn)定的原因是氮的非金屬性較弱C.N2→NO2與N2→NH3均能一步完成D.N2不能用排空氣法收集的原因是N2的密度與空氣接近解析:A項(xiàng),N2與O2反應(yīng)中,N2體現(xiàn)了還原性;B項(xiàng),N2穩(wěn)定的原因是N≡N很牢固,鍵能高,難斷鍵;C項(xiàng),N2→NO2不能一步完成。題點(diǎn)二NO、NO2的性質(zhì)3.NO在人體內(nèi)有獨(dú)特的功能,關(guān)于NO的敘述正確的是(B)①NO可以是某些含低價(jià)氮物質(zhì)氧化的產(chǎn)物②NO屬于酸性氧化物,所對(duì)應(yīng)的酸為亞硝酸(HNO2)③NO可以是某些含高價(jià)氮物質(zhì)還原的產(chǎn)物④NO是無(wú)色氣體,在空氣中可變?yōu)榧t棕色A.①②③④ B.僅①③④C.僅②③④ D.僅①④解析:NO中氮的化合價(jià)處于中間價(jià)態(tài),它可以是還原產(chǎn)物,如HNO3→NO,也可以是氧化產(chǎn)物,如NH3→NO;NO不屬于酸性氧化物,HNO2的酸酐是N2O3;NO是無(wú)色氣體,可被空氣中的氧氣氧化為紅棕色的NO2。4.氮氧化合物(用NOx表示)是大氣污染的重要因素,根據(jù)NOx的性質(zhì)特點(diǎn),開(kāi)發(fā)出多種化學(xué)治理氮氧化合物污染的方法。(1)用氨可將氮氧化物轉(zhuǎn)化為無(wú)毒氣體。已知:4NH3+6NO5N2+6H2O,8NH3+6NO27N2+12H2O。同溫同壓下,3.5LNH3恰好將3.0LNO和NO2的混合氣體完全轉(zhuǎn)化為N2,則原混合氣體中NO和NO2的體積之比是。

(2)工業(yè)尾氣中氮的氧化物常采用堿液吸收法處理。①NO2被燒堿溶液吸收時(shí),生成兩種鈉鹽,其物質(zhì)的量之比為1∶1,寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:

。

②NO與NO2按物質(zhì)的量之比1∶1被足量NaOH溶液完全吸收后只得到一種鈉鹽,該鈉鹽的化學(xué)式是。

解析:(1)設(shè)NO的體積為V(NO),NO2的體積為V(NO2),依據(jù)已知化學(xué)方程式知,處理NO[V(NO)]需NH323V(NO),處理NO2[V(NO2)]需NH343V(NOV(NO)+V(NO2)=3.0答案:(1)1∶3(2)①2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2O②NaNO2有關(guān)NOx的“3點(diǎn)”提醒(1)NO2與N2O4可相互轉(zhuǎn)化:2NO2(g)N2O4(g)ΔH<0,因此實(shí)驗(yàn)測(cè)得NO2的平均相對(duì)分子質(zhì)量總大于46。(2)N2O3、N2O5分別是HNO2、HNO3的酸酐,是酸性氧化物;而NO、NO2不屬于酸性氧化物。(3)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。知識(shí)點(diǎn)2氨和銨鹽一、氨的性質(zhì)及制備1.物理性質(zhì):無(wú)色、有刺激性氣味的氣體,密度比空氣的小,易液化,極易溶于水(H2O∶NH3=1∶700),可由噴泉實(shí)驗(yàn)證明。2.噴泉實(shí)驗(yàn)(1)噴泉實(shí)驗(yàn)的原理因?yàn)闊績(jī)?nèi)氣體易溶于水或易與水反應(yīng),使瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)減小,形成壓強(qiáng)差,大氣壓將燒杯中的水壓入燒瓶而形成噴泉。(2)常見(jiàn)的能形成噴泉實(shí)驗(yàn)的氣體和吸收劑如表:氣體HClNH3CO2、SO2、Cl2、H2SNO2+O2吸收劑水或NaOH溶液水或鹽酸濃NaOH溶液水3.氨的化學(xué)性質(zhì)(1)與水反應(yīng)反應(yīng)原理為NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-。氨溶于水得氨水,氨水中含有的粒子有NH3·H2O、H2O、NH3、NH4+、OH-、H+。NH3·H2O為可溶性一元弱堿,不穩(wěn)定,易分解,化學(xué)方程式為NH3·H2ONH3↑+H2O(2)與酸的反應(yīng)蘸有濃鹽酸的玻璃棒與蘸有濃氨水的玻璃棒靠近,其現(xiàn)象為有白煙生成,將濃鹽酸改為濃硝酸,也會(huì)出現(xiàn)相同的現(xiàn)象?；瘜W(xué)方程式為HCl+NH3NH4Cl、NH3+HNO3NH4NO3。(3)與鹽溶液的反應(yīng)過(guò)量氨水與AlCl3溶液反應(yīng)的離子方程式:Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3NH4+(4)氨的還原性①催化氧化:4NH3+5O24NO+6H2O。②被CuO氧化:2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O。③被氯氣氧化:2NH3+3Cl2N2+6HCl或8NH3+3Cl2N2+6NH4Cl。4.NH3的實(shí)驗(yàn)室制法5.氨的用途(1)液氨汽化時(shí)吸收大量的熱,故可用作制冷劑。(2)制氮肥、硝酸、銨鹽、純堿等。二、銨鹽及NH41.銨鹽的物理性質(zhì)無(wú)色或白色晶體,絕大多數(shù)銨鹽易溶于水。2.銨鹽的化學(xué)性質(zhì)3.NH41.氨發(fā)生催化氧化的產(chǎn)物為NO2和H2O。()2.分別蘸有濃酸和濃氨水的兩玻璃棒靠近,均產(chǎn)生白煙。()3.NH4H的結(jié)構(gòu)與NH4Cl相似,NH4H固體與少量H2O反應(yīng)可有兩種氣體生成。()4.加熱盛有NH4Cl固體的試管,試管底部固體消失,試管口有晶體凝結(jié),說(shuō)明NH4Cl固體易升華。()5.施肥時(shí),草木灰(有效成分為K2CO3)不能與NH4Cl混合使用,否則會(huì)降低肥效。()答案:1.×2.×3.√4.×5.√題點(diǎn)一氨的性質(zhì)及制備1.下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)室制取NH3并驗(yàn)證性質(zhì)的各裝置敘述中,不正確的是(B)A.裝置①可用于實(shí)驗(yàn)室快速制取少量NH3B.裝置②中加入CaCl2固體可以干燥NH3C.可用裝置③收集NH3D.打開(kāi)裝置④中的止水夾,加熱圓底燒瓶可以引發(fā)噴泉解析:A.裝置①可用濃氨水和生石灰反應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室快速制取少量NH3,正確;B.裝置②中加入固體為堿石灰,不能用CaCl2固體干燥NH3,錯(cuò)誤;C.氨氣的密度小于空氣的密度,裝置③為短進(jìn)長(zhǎng)出,可收集NH3,正確;D.氨氣易溶于水,打開(kāi)裝置④中的止水夾,加熱圓底燒瓶氣體熱脹冷縮,導(dǎo)致氨氣與水接觸,燒瓶中的壓強(qiáng)迅速減小,可以引發(fā)噴泉,正確。2.NH3是一種重要的化工原料,可以制備一系列物質(zhì)(如圖所示),下列說(shuō)法正確的是(C)A.NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥B.NH4Cl、HNO3和Na2CO3受熱時(shí)都易分解C.NH3和NO2在一定條件下可發(fā)生氧化還原反應(yīng)D.圖中所涉及的O2都要用純氧解析:化肥主要是含農(nóng)作物生長(zhǎng)所需的氮、磷、鉀營(yíng)養(yǎng)元素的一些物質(zhì),NaHCO3不是常用的化肥,A項(xiàng)不正確;Na2CO3受熱不易分解,B項(xiàng)不正確;NH3和NO2在一定條件下可以發(fā)生氧化還原反應(yīng),如生成氮?dú)?C項(xiàng)正確;氨的催化氧化用空氣就可以,不一定要用純氧,D項(xiàng)不正確。實(shí)驗(yàn)室制取NH3的簡(jiǎn)易方法方法化學(xué)方程式(或原理)發(fā)生裝置加熱濃氨水NH3·H2ONH3↑+H2O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,且OH-濃度的增大有利于生成NH3;反應(yīng)放熱,促使氨水分解?；瘜W(xué)方程式:NH3·H2O+CaONH3↑+Ca(OH)2題點(diǎn)二銨鹽和NH43.下列說(shuō)法中正確的是(D)A.所有銨鹽受熱均可以分解,產(chǎn)物均有NH3B.實(shí)驗(yàn)室常用加熱氯化銨固體的方法制備氨氣C.在盛有硫酸亞鐵銨[(NH4)2Fe(SO4)2]溶液的試管中,滴加少量NaOH溶液,在試管口用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙檢驗(yàn),試紙未變藍(lán),則溶液中無(wú)NHD.絕大多數(shù)銨鹽易溶于水,但水溶液不一定呈酸性解析:銨鹽分解不一定產(chǎn)生NH3,如NH4NO3在400℃以上分解生成N2、NO2和H2O,A項(xiàng)錯(cuò)誤;實(shí)驗(yàn)室常用氯化銨固體與氫氧化鈣固體共熱制備氨氣,B項(xiàng)錯(cuò)誤;Fe2+比NH4+更易結(jié)合OH-,因而加入少量NaOH,且未加熱,不會(huì)產(chǎn)生NH3,故無(wú)法確定溶液中是否含有N4.已知飽和氯化銨溶液與亞硝酸鈉晶體混合加熱可制備氮?dú)?。利用如圖裝置制取氮?dú)?并用氮?dú)庵苽銫a3N2,Ca3N2遇水發(fā)生水解反應(yīng)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(B)A.①中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為NaNO2+NH4ClNaCl+N2↑+2H2OB.③中盛放的試劑是NaOH溶液C.④⑥中依次盛裝的試劑可以是濃H2SO4、堿石灰D.實(shí)驗(yàn)結(jié)束,取⑤中的少量產(chǎn)物于試管中,加適量蒸餾水,可以使試管口濕潤(rùn)的pH試紙變藍(lán)解析:由題干可知,裝置①為制備氮?dú)獾难b置,飽和氯化銨溶液與亞硝酸鈉晶體混合加熱生成氮?dú)?、氯化鈉和水,反應(yīng)的化學(xué)方程式為NaNO2+NH4ClNaCl+N2↑+2H2O,故A正確;裝置中含有氧氣,可利用裝置③除去裝置中的氧氣,NaOH溶液不能除去氧氣,可改成酸性氯化亞鐵溶液,故B錯(cuò)誤;Ca3N2遇水發(fā)生水解,所以產(chǎn)生的氮?dú)庑枰稍锊拍苓M(jìn)入玻璃管中反應(yīng),裝置④應(yīng)為干燥裝置,可選用濃硫酸作干燥劑;裝置⑥中也應(yīng)裝有干燥劑,防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入,裝置⑥中可盛放堿石灰,故C正確;實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,裝置⑤中有生成的Ca3N2,Ca3N2遇水發(fā)生水解反應(yīng)生成NH3和Ca(OH)2,NH3可以使?jié)駶?rùn)的pH試紙變藍(lán),故D正確。知識(shí)點(diǎn)3硝酸的性質(zhì)一、硝酸的性質(zhì)1.物理性質(zhì)2.化學(xué)性質(zhì)有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式:(1)硝酸分解:4HNO32H2O+4NO2↑+O2↑。(2)稀硝酸與銅反應(yīng):3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。(3)濃硝酸與銅反應(yīng):Cu+4HNO3(濃)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。(4)濃硝酸與C反應(yīng):C+4HNO3(濃)CO2↑+4NO2↑+2H2O。(5)硝酸氧化SO2(離子方程式):3SO2+2NO3-+2H2O3SO42-(6)H+、Fe2+、NO3-不共存(離子方程式):3Fe2++NO3-+4H+2H2O。二、硝酸的工業(yè)制備制備流程氨的催化氧化→1.Fe與稀鹽酸、稀硫酸和稀硝酸的反應(yīng),均能用于制取H2。()2.Cu遇濃硝酸生成NO2,遇稀硝酸生成NO,說(shuō)明稀硝酸的氧化性強(qiáng)于濃硝酸。()3.濃硝酸與銅或碳反應(yīng),均體現(xiàn)其酸性和強(qiáng)氧化性。()4.在酸性條件下,NO3-與I-、Fe2+、S5.濃硝酸與過(guò)量Cu反應(yīng)結(jié)束后,再加稀硫酸,Cu繼續(xù)溶解。()答案:1.×2.×3.×4.×5.√題點(diǎn)一硝酸的性質(zhì)1.硝酸是化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中最常用的試劑之一,下列有關(guān)硝酸的說(shuō)法不正確的是(C)A.濃硝酸和氯水用棕色試劑瓶保存,原理相同B.將分別蘸有濃硝酸和濃氨水的玻璃棒相互靠近時(shí),有白煙生成C.常溫下鋁和鉑都不溶于濃硝酸,原理相同D.濃硝酸濺到皮膚上,皮膚會(huì)變黃解析:A項(xiàng),HNO3和氯水中的HClO見(jiàn)光都易分解,都應(yīng)避光保存,正確;B項(xiàng),濃HNO3和濃氨水都具有揮發(fā)性,HNO3與NH3化合生成白色固體小顆粒NH4NO3,正確;C項(xiàng),常溫下,鋁在濃硝酸中鈍化,而鉑與濃硝酸不反應(yīng),原理不同,錯(cuò)誤;D項(xiàng),濃HNO3能使蛋白質(zhì)顯黃色,正確。2.在某100mL混合酸溶液中,HNO3和H2SO4的物質(zhì)的量濃度分別為0.2mol·L-1和0.4mol·L-1,向該混合溶液中加入2.24g鐵粉,加熱充分反應(yīng)后,下列說(shuō)法不正確的是(C)A.生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為672mLB.生成的氣體有NO和H2C.所得溶液中有溶質(zhì)FeSO4和Fe2(SO4)3D.所得溶液中Fe2+的物質(zhì)的量濃度為0.4mol·L-1解析:n(HNO3)=0.2mol·L-1×0.100L=0.020mol,n(H2SO4)=0.4mol·L-1×0.100L=0.040mol,100mLHNO3和H2SO4混合酸溶液中,n(H+)=0.02mol+2×0.04mol=0.10mol,n(NO32.3Fe+8H++2NO3-3Fe2++2NO↑+4H2 0.03mol 0.08mol 0.02mol 0.03mol 0.02mol反應(yīng)后剩余的0.02molH+發(fā)生下列反應(yīng):Fe+2H+Fe2++H2↑ 0.01mol 0.02mol 0.01mol 0.01molA.生成的氣體有NO和H2共0.03mol,生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為V=0.03mol×22.4L·mol-1=0.672L=672mL,正確;B.根據(jù)以上分析,生成的氣體有NO和H2,正確;C.因NO3-少量都參與了反應(yīng),所得溶液中溶質(zhì)只有FeSO4,錯(cuò)誤;D.溶液中Fe2+的物質(zhì)的量為0.03mol+0.01mol=0.04mol,100mL混合酸溶液中,c(FeSO4)=0.4mol·L金屬與硝酸反應(yīng)的思維模型題點(diǎn)二硝酸的制備3.某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置模擬工業(yè)生產(chǎn)制備少量硝酸。(1)利用圖2所示裝置可以同時(shí)產(chǎn)生NH3和O2。若分液漏斗中盛裝濃氨水,則D中的固體試劑為(填化學(xué)式),儀器E的名稱(chēng)為。

(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)先預(yù)熱催化劑,然后通入反應(yīng)氣體,當(dāng)催化劑紅熱后停止加熱,催化劑始終保持紅熱,溫度可達(dá)到700℃以上,由此可知該反應(yīng)是(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng),B中試劑為。

(3)控制氨氣和氧氣的比例是制備硝酸的關(guān)鍵。當(dāng)比例不合適時(shí),A中不僅有紅棕色氣體產(chǎn)生,還伴有白煙。白煙的化學(xué)式是;欲使氨氣盡可能完全轉(zhuǎn)化為硝酸,理論上n(NH3)∶n(O2)的最佳比例為。

解析:(1)根據(jù)儀器構(gòu)造可判斷儀器E的名稱(chēng)為干燥管。由題意分析,若分液漏斗中盛裝濃氨水,過(guò)氧化鈉能和水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氧氣,氫氧化鈉可以促進(jìn)氨水釋放出氨氣,則D中的固體試劑為Na2O2。(2)當(dāng)催化劑紅熱后停止加熱,催化劑始終保持紅熱,溫度可達(dá)到700℃以上,由此可知該反應(yīng)是放熱反應(yīng),裝置B中二氧化氮與水反應(yīng)生成硝酸,即裝置B中的試劑是水。(3)紅棕色氣體是二氧化氮,氨氣和硝酸能反應(yīng)生成硝酸銨,故白煙的化學(xué)式是NH4NO3;由4NH3+5O24NO+6H2O、4NO+3O2+2H2O4HNO3可得NH3+2O2HNO3+H2O,則原料氨氣和氧氣物質(zhì)的量的最佳投料比為1∶2。答案:(1)Na2O2干燥管(2)放熱水(3)NH4NO31∶2題點(diǎn)三含氮物質(zhì)間相互轉(zhuǎn)化4.部分含氮物質(zhì)的分類(lèi)與相應(yīng)氮元素的化合價(jià)關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(B)A.a可經(jīng)催化氧化生成bB.b為紅棕色,可轉(zhuǎn)化為cC.密閉體系中,c存在2NO2N2O4D.d的溶液與Cu反應(yīng)可生成b或c解析:a、b、c、d依次為NH3、NO、NO2(N2O4)、HNO3。NH3可經(jīng)催化氧化生成NO,A正確;NO為無(wú)色氣體,B錯(cuò)誤;密閉體系中,c存在2NO2N2O4,C正確;濃硝酸與銅反應(yīng)生成NO2,稀硝酸與銅反應(yīng)生成NO,D正確。5.某新型氨氮去除技術(shù)中的含氮物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法正確的是(C)A.過(guò)程Ⅰ還需要加入氧化劑B.過(guò)程Ⅱ反應(yīng)后酸性減弱C.過(guò)程Ⅲ中,參與反應(yīng)的NO2-與N2HD.過(guò)程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的總反應(yīng)為NO2-+NH4+N2解析:A.過(guò)程Ⅰ中氮元素的化合價(jià)由+3價(jià)變?yōu)?1價(jià),化合價(jià)降低,NO2-作氧化劑被還原,所以過(guò)程Ⅰ需加入還原劑,錯(cuò)誤;B.過(guò)程Ⅱ中NH2OH與NH4+反應(yīng)生成N2H4,OH-被消耗,反應(yīng)后堿性減弱,錯(cuò)誤;C.由題分析可知,過(guò)程Ⅲ中反應(yīng)的離子方程式為4NO2-+3N2H4+4H+5N2↑+8H2O,參與反應(yīng)的NO2-與N2H4的物質(zhì)的量之比為4∶3,正確;D.過(guò)程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的總反應(yīng)為NO26.金屬鋁在酸性或堿性溶液中均可與NO3已知,氣體D和F反應(yīng)可生成鹽,氣體D和A溶液反應(yīng)生成白色沉淀。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)C、E排入大氣中會(huì)造成大氣污染,在催化劑存在下,D可以將C或E都轉(zhuǎn)化為無(wú)毒的氣態(tài)單質(zhì),任意寫(xiě)出其中一個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式:。(2)寫(xiě)出鋁在堿性條件下與NO3-反應(yīng)的離子方程式:。

(3)除去氣體C中的雜質(zhì)氣體E的化學(xué)方法:(用化學(xué)方程式表示)。

(4)Al與NO3-在酸性條件下反應(yīng),Al與被還原的NO3解析:(1)在酸性溶液中NO3-被還原生成NO,在堿性溶液中被還原生成NH3,因?yàn)樵贜O、NH3中N元素的化合價(jià)分別為+2價(jià)和-3價(jià),可發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氮?dú)狻?2)由以上分析可知鋁在堿性條件下與NO3-反應(yīng)的離子方程式為8Al+3NO3-+5OH-+2H2O8AlO2-+3NH3↑。(3)NO難溶于水,NO2溶于水生成NO,所以除去NO中混有的NO2的方法是通入水中,化學(xué)方程式為3NO2+H2O2HNO答案:(1)6NO+4NH35N2+6H2O(或6NO2+8NH37N2+12H2O)(2)8Al+3NO3-+5OH-+2H2O8AlO2-(3)3NO2+H2O2HNO3+NO(4)1∶1含氮物質(zhì)的連續(xù)氧化NH3(或N2)NONO2HNO3知識(shí)點(diǎn)4環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)一、常見(jiàn)環(huán)境污染二、SO2對(duì)大氣的污染與防治1.形成酸雨的反應(yīng)過(guò)程2.SO2對(duì)大氣的污染與防治來(lái)源化石燃料的燃燒及含硫礦石的冶煉等危害危害人體健康,形成酸雨(pH小于5.6)治理燃煤脫硫、改進(jìn)燃燒技術(shù)、開(kāi)發(fā)新能源3.常見(jiàn)的脫硫方法用CaO脫硫CaO+SO2CaSO3、2CaSO3+O22CaSO4(或2CaO+2SO2+O22CaSO4)用Ca(OH)2脫硫Ca(OH)2+SO2CaSO3+H2O、2CaSO3+O22CaSO4用氨水脫硫2NH3·H2O+SO2(NH4)2SO3+H2O(或NH3·H2O+SO2NH4HSO3)、2(NH4)2SO3+O22(NH4)2SO4三、氮氧化物對(duì)環(huán)境的污染與防治1.NOx對(duì)環(huán)境的污染(1)光化學(xué)煙霧:NOx在紫外線作用下,與碳?xì)浠衔锇l(fā)生一系列光化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生了一種有毒的煙霧。(2)酸雨:NOx排入大氣中,與水反應(yīng)生成HNO3和HNO2,隨雨雪降到地面。(3)破壞臭氧層:NOx(主要成分為NO和NO2)可使平流層中的臭氧減少,導(dǎo)致地面紫外線輻射量增加。(4)NO與血紅蛋白結(jié)合使人中毒。2.NOx尾氣的處理(1)堿液吸收法2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2ONO2+NO+2NaOH2NaNO2+H2ONO2、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(zhuǎn)化法在催化劑、加熱條件下,氨可將氮氧化物轉(zhuǎn)化為無(wú)毒氣體(N2)或NOx與CO在一定溫度下催化轉(zhuǎn)化為無(wú)毒氣體(N2和CO2)。一般適用于汽車(chē)尾氣的處理。四、綠色化學(xué)1.綠色化學(xué)的核心思想是先污染后治理。()2.塑料在自然條件下不易分解,會(huì)造成“白色污染”。()3.氮的氧化物和硫的氧化物既是形成光化學(xué)煙霧,又是形成酸雨的主要物質(zhì)。()4.利用太陽(yáng)能、風(fēng)能和氫能替代化石能源可以改善空氣的質(zhì)量。()5.反應(yīng)2CH2CH2+O2原子利用率為100%。()答案:1.×2.√3.×4.√5.√題點(diǎn)一環(huán)境污染與防治1.研究表明,氮氧化物和二氧化硫在形成霧霾時(shí)與大氣中的氨有關(guān)(如圖所示)。下列敘述錯(cuò)誤的是(C)A.霧和霾的分散劑相同B.霧霾中含有硝酸銨和硫酸銨C.NH3是形成無(wú)機(jī)顆粒物的催化劑D.霧霾的形成與過(guò)度施用氮肥有關(guān)解析:霧和霾的分散劑都是空氣,A正確;霧霾中的無(wú)機(jī)顆粒物含有硝酸銨和硫酸銨,B正確;NH3參與反應(yīng)生成銨鹽,是反應(yīng)物,不是催化劑,C錯(cuò)誤;過(guò)度施用氮肥會(huì)增加大氣中氨的含量,D正確。2.酸雨的形成是一種復(fù)雜的大氣化學(xué)和光學(xué)化學(xué)過(guò)程,在清潔空氣、污染空氣中形成硫酸型酸雨的過(guò)程如下:下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是(B)A.光照能引發(fā)酸雨的形成B.所涉及的變化均為氧化還原反應(yīng)C.污染空氣能加快酸雨的形成D.優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)能有效遏制酸雨污染解析:由題圖可知,酸雨形成的兩個(gè)途徑中都涉及了光照條件,A正確;三氧化硫與水反應(yīng)生成硫酸,沒(méi)有元素化合價(jià)變化,不屬于氧化還原反應(yīng),B錯(cuò)誤;由圖中信息可知,空氣中混有的氮氧化物、碳?xì)浠衔锛岸趸虻却髿馕廴疚锟梢酝ㄟ^(guò)光化學(xué)反應(yīng)生成硫酸,故污染空氣,形成酸雨的速率加快,C正確;優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)能減少化石燃料的使用,有效減少二氧化硫的排放量,故能有效遏制酸雨污染,D正確。題點(diǎn)二綠色化學(xué)3.“綠色化學(xué)”的理想狀態(tài)是反應(yīng)物的原子全部轉(zhuǎn)化為目標(biāo)產(chǎn)物。以下反應(yīng)符合綠色化學(xué)原則的是(B)A.制備乙烯:CH3CH2OHH2CCH2↑+H2OB.合成甲基丙烯酸甲酯:CH3C≡CH+CO+CH3OHH2CC(CH3)COOCH3C.制備一氯乙烷:CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HClD.制取硝酸銅:Cu+4HNO3(濃)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O4.“綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)”已走進(jìn)課堂,下列做法符合“綠色化學(xué)”思想的是(C)①實(shí)驗(yàn)室收集氨氣采用圖甲所示裝置②實(shí)驗(yàn)室中做氯氣與鈉的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)采用圖乙所示裝置③實(shí)驗(yàn)室中用玻璃棒分別蘸取濃鹽酸和濃氨水做氨氣與酸生成銨鹽的實(shí)驗(yàn)④實(shí)驗(yàn)室中采用圖丙所示裝置進(jìn)行銅與稀硝酸的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)A.②③④ B.①②③ C.①②④ D.①③④解析:甲裝置中多余的NH3可用水吸收,①符合“綠色化學(xué)”的思想;乙裝置中多余的Cl2可用浸有堿液的棉球吸收,防止Cl2污染環(huán)境,②符合“綠色化學(xué)”的思想;丙裝置中反應(yīng)生成的NO貯存在氣球中,防止NO污染環(huán)境,④符合“綠色化學(xué)”的思想;實(shí)驗(yàn)③所用的HCl和NH3會(huì)散失到大氣中,對(duì)環(huán)境造成污染,③不符合“綠色化學(xué)”的思想。當(dāng)堂檢測(cè)1.(2021·全國(guó)甲卷)化學(xué)與人體健康及環(huán)境保護(hù)息息相關(guān)。下列敘述正確的是(C)A.食品加工時(shí)不可添加任何防腐劑B.掩埋廢舊電池不會(huì)造成環(huán)境污染C.天然氣不完全燃燒會(huì)產(chǎn)生有毒氣體D.使用含磷洗滌劑不會(huì)造成水體污染解析:食品加工時(shí)可以添加防腐劑,但要控制用量,A錯(cuò)誤;廢舊電池中含有重金屬(如汞等),掩埋其會(huì)造成土壤、水體的污染,B錯(cuò)誤;天然氣不完全燃燒會(huì)產(chǎn)生有毒氣體一氧化碳,C正確;含磷洗滌劑會(huì)造成水體富營(yíng)養(yǎng)化,D錯(cuò)誤。2.關(guān)于氮的變化關(guān)系如圖:NO2HNO3下列說(shuō)法不正確的是(D)A.路線①②③是工業(yè)生產(chǎn)硝酸的主要途徑B.路線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷電固氮生成硝酸的主要途徑C.上述所有反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)D.上述反應(yīng)中只有③屬于氮的固定解析:工業(yè)上生產(chǎn)硝酸的流程是氮?dú)夂蜌錃馍砂睔?氨氣與氧氣反應(yīng)4NH3+5O24NO+6H2O(路線①),一氧化氮與氧氣反應(yīng)2NO+O22NO2(路線②),二氧化氮被水吸收3NO2+H2O2HNO3+NO(路線③),即路線①②③是工業(yè)生產(chǎn)硝酸的主要途徑,A正確;在放電條件下,氮?dú)夂脱鯕獍l(fā)生化合反應(yīng)N2+O22NO(路線Ⅰ);NO不穩(wěn)定,易被氧氣氧化為二氧化氮2NO+O22NO2(路線Ⅱ),二