第四节 氨 硝酸 硫酸
【本节学习要点】 1．了解氨、硫酸、硝酸的物理性质及用途。2.了解氮的固定及自然界中氮的循环。 3．掌握氨、浓硫酸、硝酸、铵盐的化学性质、氨的实验室制法 重难点一、氨与氨水、铵盐 1．氨的化学性质
2．氨的用途 3.液氨、氨、氨水、铵根的区别 4.氨水的成分和性质 (1)氨水中的微粒 分子：NH3·H2O、H2O、NH3 离子：NH、OH－、H＋ 注意：①计算氨水中溶质的质量分数或物质的量浓度时，溶质视为NH3，而不是NH3·H2O。 ②氨水的密度比水小。氨水质量分数越大，密度越小。 ③ 。 ]a mol·L－1 氨水中的守 恒关系： (2)氨水性质 ①不稳定性：NH3·H2O△NH3↑＋H2O 氨水密封保存在阴暗处。 ②弱碱性 NH3·H2ONH＋OH－，氨水显弱碱性，原因是NH3·H2O部分电离出NH和OH－。 a．氨水可使酚酞试液变红色，紫色石蕊试液变蓝色。 b．氨水与酸反应生成铵盐：2NH3＋H2SO4(NH4)2SO4，NH3＋H2O＋CO2NH4HCO3，NH3＋HNO3NH4NO3。浓氨水与挥发性酸(如浓HCl、浓HNO3)相遇会产生白烟，实验室可利用浓盐酸与NH3产生白烟检验NH3。 c．与金属阳离子反应 Al3＋＋3NH3·H2OAl(OH3)↓＋3NH Fe3＋＋3NH3·H2OFe(OH)3↓＋3NH 注意 ①氨水是混合物不是电解质，NH3不能在H2O中电离，不是电解质，而NH3·H2O是电解质。 ②气态氢化物与最高价氧化物水化物水溶液酸碱性相反或发生化合反应，是N元素区别于其他元素的特征。 ③NH3是中学阶段唯一遇水显碱性的气体，能使红色石蕊试纸变蓝色，这是许多推断或鉴别题的突破口。 (3)涉及氨水的离子方程式书写 ①氨水作反应物时，用NH3·H2O表示：如盐酸与氨水反应：NH3·H2O＋H＋NH＋H2O。 ②生成氨水时，若反应物为浓溶液或在加热条件下用NH3表示。如：NH4Cl浓溶液与NaOH浓溶液反应：NH＋OH－NH3↑＋H2O，NH＋OH－△NH3↑＋H2O(加热时)。 ③生成氨水时，若反应物为稀溶液且不加热，用NH3·H2O表示，如：NH＋OH－NH3·H2O。 重难点二、喷泉实验 1．实验原理 烧瓶内外形成较大的压强差。少量水可快速溶解大量的NH3，使烧瓶内压强迅速减小，外界气体将烧杯中的水压入上面的烧瓶内，形成美丽的喷泉。 2．喷泉实验成功的关键 (1)气体和烧瓶要干燥；(2)气体要充满；(3)装置气密性要好。 3．能形成喷泉的气体 (1)易溶于水的气体(NH3、HCl、HBr等)，均能溶于水形成喷泉。 (2)在水中溶解度不大的气体(CO2、H2S、Cl2等)与水不能形成喷泉，但若将H2O改为NaOH溶液，这些气体在碱液中溶解度较大，可以形成较大的压强差，从而形成喷泉。 重难点三、NH3的实验室制法 1．药品的选择 通常选用NH4Cl和Ca(OH)2 (1)制氨所用铵盐不能用硝酸铵、碳酸铵。因为加热过程中NH4NO3可能发生爆炸性的分解反应，发生危险；而碳酸铵受热极易分解产生CO2，使生成的NH3中混有较多CO2杂质。 (2)Ca(OH)2不宜用NaOH、KOH代替。原因是：①NaOH、KOH具有吸湿性，易结块，不利于产生NH3；②NaOH、KOH在高温下能腐蚀试管。 2．装置的选择 3．干燥剂的选择 干燥剂不能选用酸性干燥剂(浓H2SO4、P2O5)、无水氯化钙等，它们均能与NH3发生反应。其中，无水氯化钙与氨的反应方程式为：CaCl2+8NH3CaCl2·8NH3。通常选用碱石灰作干燥剂。 装置如图： 4．实验室制NH3的其他方法 (1)加热浓氨水：NH3·H2O△NH3↑＋H2O (2)浓氨水中加生石灰(碱石灰)：CaO＋NH3·H2OCa(OH)2＋NH3↑，CaO与水反应，水减少，OH－浓度增大，且反应放热，促使氨水分解。 (3)NaOH溶于水放热，且OH－浓度增大，有利于NH3·H2O分解。 5．尾气吸收 为防止污染空气(可在试管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球)也可用以下装置吸收多余的NH3。 重难点四、浓H2SO4与稀H2SO4性质比较
特别提醒 加热条件下，铁也可以和浓H2SO4反应：2Fe＋6H2SO4(浓)△Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O 若铁过量，过量的铁和Fe2(SO4)3、稀H2SO4继续反应。 重难点五、硝酸氧化性总结 1．金属与HNO3反应一般不生成H2，浓HNO3一般被还原为NO2，稀HNO3一般被还原为NO。 2．在利用HNO3的酸性时，要注意考虑它的强氧化性。 如FeO与稀硝酸反应时的方程式应是3FeO＋10HNO3(稀)3Fe(NO3)3＋NO↑＋5H2O而不是FeO＋2HNO3Fe(NO3)2＋H2O。 类似的反应还有：Fe(OH)2、Na2S、Na2SO3等与稀HNO3的反应。 3．硝酸与金属反应时，既表现强氧化性又表现强酸性。 金属与HNO3反应时，常用守恒法确定HNO3与Cu的关系。 (1)原子守恒：n(参加反应HNO3)＝n(硝酸盐中的NO)＋n(还原产物中的N原子)； (2)电子守恒：金属失去电子的物质的量＝HNO3中N转化为还原产物得到电子的物质的量。 4．硝酸与铁反应情况 硝酸与铁反应时，由于存在反应Fe＋2Fe3＋3Fe2＋，当HNO3过量时，产物为Fe(NO3)3；当Fe过量时，产物为Fe(NO3)2；当Fe与HNO3恰好耗尽时，产物可能是Fe(NO3)3或Fe(NO3)2或Fe(NO3)3、Fe(NO3)2的混合物。 如：Fe＋4HNO3(稀)Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O,3Fe＋8HNO3(稀)3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O ≥4∶1生成Fe(NO3)3，<生成Fe(NO3)2，<<4∶1生成Fe(NO3)3和Fe(NO3)2。 5．浓HNO3与Cu反应分析 浓硝酸与Cu反应时，若Cu过量，反应开始时浓硝酸的还原产物为NO2，但随着反应的进行硝酸变稀，其还原产物将为NO，最终应得到NO2与NO的混合气体，反应停止后若加稀H2SO4，产物Cu(NO3)2中的NO在酸性条件下继续与Cu反应，3Cu＋8H＋＋2NO3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。 6．NO在离子共存问题的判断中的特殊性 (1)在中性或碱性溶液中，NO无强氧化性。 (2)当水溶液中有大量H＋存在时，NO就表现出强氧化性，如在有H＋、NO存在的溶液中就不能存在Fe2＋、S2－、I－、SO、Br－等还原性离子。 7．NO的氧化性强弱与c(H＋)有关，c(H＋)越大，NO的氧化性越强；反之越弱，故浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。 重难点六、硝酸与金属反应的计算常用方法 1．电子守恒 硝酸与金属反应属于氧化还原反应，N原子得到的电子数等于金属原子失去的电子数。 2．原子守恒 硝酸与金属反应时，一部分以NO的形式存在，一部分转化为还原产物，这两部分中N的物质的量与反应消耗的HNO3中N的物质的量相等。 3．利用离子方程式计算 硝酸与H2SO4混合液跟金属的反应，当金属足量时，不能用HNO3与金属反应的化学方程式计算，应用离子方程式计算，H＋的物质的量为H2SO4和HNO3中的H＋的物质的量之和。 因为金属与HNO3反应生成的硝酸盐中的NO与H2SO4电离出的H＋仍能继续与金属反 应，如：3Cu＋8H＋＋2NO3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。 题型1 NH3与酸的反应 种气体扩散相遇时形成白色烟环。下列关于物质甲、乙的判断正确的是( ) A．甲是浓氨水，乙是浓硫酸 B．甲是浓盐酸，乙是浓氨水 C．甲是浓氨水，乙是浓盐酸 D．甲是浓硝酸，乙是浓氨水 解析 从图中可知甲中的气体摩尔质量较小，乙中的气体摩尔质量较大，又由于浓H2SO4不能挥发出气体来，因此只有C正确。 答案 C 浓氨水遇挥发性酸(如HNO3、HCl等)有白烟，根据此性质可用于NH3、HCl的检验。浓氨水遇难挥发性酸不会产生白烟(如H2SO4等)。 题型2 HNO3与H2SO4的性质 时，溶液的颜色变化应该是( ) A．前者基本没有改变、后者变棕黄色 B．前者变棕黄色、后者也变棕黄色 C．前者变棕黄色、后者基本没有改变 D．前者、后者都基本没有改变 解析 Fe2＋和NO、SO在溶液中可以大量共存，但加入盐酸后，NO在酸性条件下表现出强氧化性把Fe2＋氧化成Fe3＋，溶液由浅绿色变成棕黄色。SO与H＋在水溶液中不能结合成浓H2SO4，不能把Fe2＋氧化成Fe3＋，溶液颜色基本没变。 答案 C 易错警示 误选B项，误认为加稀HCl后形成浓H2SO4把Fe2＋氧化或稀H2SO4将Fe2＋氧化。 NO在中性或碱性溶液中无强氧化性，而在酸性溶液中(相当于HNO3)具有强氧化性，在离子共存判断、物质推断、检验及计算时，注意挖掘题目中隐含的信息。 题型3非金属元素化合物的性质综合考查
请回答下列问题： (1)实验1中，沉淀最终变为 色，写出沉淀变色的化学方程式 。 (2)实验2甲针筒内的现象是：有 生成，活塞 移动(填“向外”“向内”或“不”)。 反应后甲针筒内有少量的残留气体，正确的处理方法是将其通入 溶液中。 (3)实验3中，甲中的30 mL气体是NO2和N2O4的混合气体，那么甲中最后剩余的无色气体是 ，写出NO2与H2O反应的化学方程式 。 (4)实验4中，已知：3Cl2+2NH3N2＋6HCl。甲针筒除活塞有移动、针筒内有白烟产生外，气体的颜色变化为______________，最后针筒内剩余气体的体积约为________mL。 解析 (1)FeSO4和NH3反应生成Fe(OH)2白色沉淀，Fe(OH)2在有水、氧气存在的情况下迅速变为灰绿色，最后变为红褐色。化学反应方程式为：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O4Fe(OH)3。 (2)H2S和SO2气体，发生氧化还原反应生成黄色的单质S沉淀。H2S和SO2反应，压强减小，因此活塞向内移动，H2S和SO2都能和NaOH等碱反应，因此可以将气体通入NaOH等碱溶液中。 (3)NO2能自身化合生成N2O4，即存在平衡2NO2N2O4，又由于NO2和H2O反应生成HNO3和无色气体NO，化学方程式为3NO2＋H2O2HNO3＋NO。 (4)黄绿色的Cl2转化为无色的N2和HCl。 根据化学反应方程式3Cl2＋2NH3N2＋6HCl可得15 mL Cl2生成30 mL HCl气体，消耗了10 mL NH3，由于NH3为40 mL，因此30 mL NH3和30 mL HCl恰好反应生成NH4Cl，故最终气体为5 mL N2。 答案 (1)红褐 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O4Fe(OH)3 (2)黄色固体 向内 NaOH(其他合理答案也可) (3)NO 3NO2＋H2O2HNO3＋NO (4)黄绿色变为无色 5 易错警示 现象叙述不准确，按3Cl2＋2NH3N2＋6HCl反应时生成30 mL HCl，忽视生成的30 mL HCl与剩余的30 mL NH3反应，而得剩余气体35 mL。 Cl2与NH3可发生如下反应： 3Cl2＋2NH3N2＋6HCl① 3Cl2＋8NH3N2＋6NH4Cl② (1)工业应用：利用NH3检验Cl2的泄漏，现象是有白烟(NH4Cl)。 (2)考查计算：分以下几种情况： a．若>，则按②式反应，剩余NH3，生成N2、NH4Cl； b．若＝，则按②式恰好反应，生成N2和NH4Cl； c．若＝，则按①式恰好反应，生成N2和HCl； d．若<<，则按①②同时反应，产物有N2、HCl、NH4Cl。 题型4气体的制备方法 解析 实验室用浓H2SO4滴入浓盐酸的方法制取HCl气体，利用浓硫酸吸水放热的特点使HCl挥发出来。因此装置特点是液体＋液体混合制取气体。反应装置应选圆底烧瓶和分液漏斗、带导管的胶塞、收集干燥气体应加干燥剂，应用干燥装置，用集气瓶式的洗气瓶来干燥，最后用向上排空气法收集HCl。 答案 题型5守恒法解题中的应用 ]B.1.6×10－3 mol C.2.2×10－3 mol 。 D.2.4×10－3 mol 解析 据题意，浓硝酸是适量的，而不是过量的，尽管开始产生的是NO2气体，随着反应的进行，硝酸浓度逐渐降低，气体将由NO2变为NO,22.4 mL(标准状况)气体应是NO2与NO的混合物。 据氮原子守恒，也即反应消耗的硝酸中的氮元素在生成物中存在于Cu(NO3)2、NO、NO2中，所以硝酸的物质的量等于气体的物质的量与硝酸铜物质的量的两倍之和。 n(HNO3)＝n(气体)＋2n[Cu(NO3)2] ＝＋2×＝2.2×10－3 mol。 答案 C 易错警示 错选D项，误按过量的浓HNO3与Cu反应进行计算：n (HNO3)＝2.4 mol。 若金属元素的化合价为＋a价，m g金属与硝酸完全作用后产生氮氧化物气体 V L(标准状况)， 则消耗的硝酸的物质的量为：n(HNO3)＝an(金属)＋n(氮氧化物)＝(a×＋)mol。 1.如图的装置中，干燥烧瓶内盛有某种气体，烧杯和滴管内盛放某种溶液。挤压滴管的胶头，下列与实验事实不相符的是( ) A．H2CO3 (NaHCO3溶液)/无色喷泉 B.NH3(H2O中含酚酞)/红色喷泉 C.H2S(CuSO4溶液)/黑色喷泉 D.HCl(AgNO3溶液)/白色喷泉 答案 A 解析 CO2在NaHCO3溶液中的溶解度很小，因此不能形成喷泉；NH3极易溶于水生成NH3·H2O，NH3·H2O发生电离生成OH－，遇酚酞使之显红色；H2S和CuSO4反应生成CuS黑色沉淀；HCl极易溶于水，且和AgNO3发生反应生成白色沉淀；因此A不正确。 2.对下列事实的解释错误的是( ) A.在蔗糖中加入浓硫酸后出现黑色物质，说明浓硫酸具有脱水性 B.浓硝酸在光照下颜色变黄，说明浓硝酸不稳定 C.常温下，浓硝酸可以用铝罐贮存，说明铝与浓硝酸不反应 D.反应CuSO4＋H2S＝CuS↓＋H2SO4能进行，说明硫化铜既不溶于水，也不溶于稀硫酸 答案 C 解析 浓硫酸具有脱水性，可以把有机化合物中的H和O以2∶1的比例脱去，所以向蔗糖中加入浓硫酸会发黑，此过程又叫蔗糖的炭化。浓硝酸在光照下颜色变黄，是因为浓硝酸见光分解，生成的NO2溶于其中，使溶液呈黄色。铝、铁与浓硝酸、浓硫酸常温下会发生钝化，在金属表面形成致密的氧化膜。既不溶于稀硫酸，也不溶于水的物质，中学阶段有CuS、PbS、Ag2S、HgS、BaSO4、AgCl等。 3.将相同质量的铜分别和过量的浓硝酸、稀硝酸反应，下列叙述正确的是( ) A.反应速率两者相同 B.消耗硝酸的物质的量前者多，后者少 C.反应生成气体的颜色前者浅，后者深 D.反应中转移的电子总数前者多，后者少 答案 B 解析 一要仔细审题，“相同质量”“过量”等很重要，二要准确掌握反应： Cu4HNO3(浓)＝Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 3Cu＋8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 硝酸越浓，反应速率越快。浓HNO3消耗的HNO3的量多。由于参加反应的Cu的质量相同，转移电子总数相同。 4.木炭跟浓硫酸共热产生的气体X和铜跟浓硫酸反应产生的气体Y同时通入盛有足量硝酸钡溶液的洗气瓶中(如图装置)，下列有关说法正确的是( ) A.洗气瓶中产生的沉淀是碳酸钡 B.在Z导管出来的气体中无二氧化碳 C.洗气瓶中产生的沉淀是硫酸钡 D.在Z导管口有红棕色气体出现 答案 CD 解析 木炭跟浓硫酸共热产生的气体是二氧化碳和二氧化硫，铜跟浓硫酸反应产生的气体是二氧化硫，通入盛有硝酸钡溶液的洗气瓶中生成的沉淀是硫酸钡，因为溶液中有硝酸根，当有氢离子存在的时候，亚硫酸根被氧化成硫酸根，还原产物为一氧化氮，当遇到氧气的时候，会生成红棕色二氧化氮。 5.利用如下图所示的装置，可以验证NH3和HCl的有关性质。实验前a、b、c活塞均关闭。(已知HCl极易溶于水且能快速溶解) (1) 若要在烧瓶Ⅱ中产生“喷泉”现象，烧瓶Ⅰ中不产生“喷泉”现象，其操作方法是 。 (2)若先打开a、c活塞，再挤压胶头滴管，在烧瓶Ⅱ中可观察到的现象是 。 (3)通过挤压胶头滴管和控制活塞的开关，在烧瓶Ⅰ中产生“喷泉”现象，烧瓶Ⅱ中不产生“喷泉”现象，其操作方法是 。 答案 (1)先打开a、b活塞，再挤压胶头滴管(或先挤压胶头滴管，再打开a、b活塞) (2)导管口处产生白烟 (3)先打开a、c活塞，再挤压胶头滴管(或先打开a活塞，挤压胶头滴管，再打开c活塞)，片刻后，关闭a活塞，然后打开b活塞 6.A、B、C、D为中学常见物质且均含有同一种元素，相互转化关系如图(反应条件及其它物质已经略去) (1)若A、B、C、D均为化合物，而且它们的水溶液均能使湿润的蓝色石蕊试纸变红，则D的化学式为：__________；写出B→C的化学方程式： 。 (2)若A的水溶液能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，D的稀溶液能使湿润的蓝色石蕊试纸变红，则D的化学式为________________；写出A→B的化学方程式：__________________________________________。 (3)若A为单质，组成元素的原子所含质子的数目小于18，D为强碱，写出C→D的化学方程式： 7.(1)浓硫酸与木炭粉在加热条件下的化学反应方程式为 。 (2)已知酸性KMnO4溶液可以吸收SO2，试用下图所示各装置设计一个实验，验证上述反应所产生的各种产物。 这些装置的转接顺序(按产生气流从左到右的方向)是(填装置的编号)： __________→__________→__________→__________。
(3)实验时可观察到装置①中A瓶的溶液褪色，C瓶的溶液不褪色。A瓶溶液的作用是 ， B瓶溶液的作用是 ， C瓶溶液的作用是 。 (4)装置②中所加的固体药品是______________，可确证的产物是__________，确定装置②在整套装置中位置的理由是__________________________________________________。 (5)装置③中所盛溶液是__________，可验证的产物是__________。 解析 木炭与浓硫酸加热反应，生成CO2和SO2。CO2和SO2都跟澄清石灰水中的Ca(OH)2反应，生成的CaCO3和CaSO3使澄清石灰水变浑浊，这相互干扰鉴别。在SO2、CO2混合气体中，首先用品红可检验SO2存在，然后将SO2氧化除去，再用澄清石灰水检验CO2的存在。 第1课时 氨 一、氨 1.氨的物理性质 (1)色、态、味：无色、刺激性气味气体 (2)密度：比空气小 (3)溶解性：极易溶于水，常温常压下，1体积水溶解700体积NH3 (4)易液化 2.氨的化学性质 (1)与水的反应： NH3＋H2O＝]NH3·H2O)]NH＋OH－(用湿润的红色石蕊试纸检验NH3)，氨水具有弱碱性、不稳定性。 (2)与酸的反应： ①挥发性酸：NH3＋HCl＝NH4Cl(白烟)，可用浓HCl检验NH3； NH3＋HNO3＝NH4NO3(白烟)； ②难挥发性酸：2NH3＋H2SO4＝(NH4)2SO4(无白烟)； ③不稳定性酸：NH3＋H2O＋CO2＝NH4HCO3或2NH3＋H2O＋CO2＝(NH4)2CO3。 (3)与氧气的反应： 4NH3＋5O2＝催化剂4NO＋6H2O(制HNO3基础)。 3.氨的实验室制法 (1)原理：2NH4Cl＋Ca(OH)＝△CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。 (2)装置：同制O2，固＋固△气。 (3)收集：向下排空气法(试管口塞团棉花)。 (4)干燥：用碱石灰，不用CaCl2、P2O5、浓H2SO4。 (5)检满：用湿润的红色石蕊试纸或浓HCl。 (6)尾气处理：用水或稀H2SO4吸收并防倒吸。 4.铵盐 △ (1)受热易分解：NH △ (2)与碱反应：NH4NO3＋NaOH＝NH3↑＋NaNO3＋H2O(用于NH检验)。 5.氨的用途： (1)工业原料：制HNO3、铵盐、纯碱等。 (2)致冷剂。 1.制取氨气并完成喷泉实验(图中夹持装置均已略去) (1)写出实验室制取氨气的化学方程式__________________________。 (2)收集氨气应使用________法，要得到干燥的氨气可选用________做干燥剂。 (3)用图中Ⅰ装置进行喷泉实验，上部烧瓶已装满干燥氨气，引发喷泉的操作是________________________________。 (4)如果只提供如图中Ⅱ的装置，请说明引发喷泉的方法__________________________________________。 △ 答案 (1)2NH4Cl＋Ca(OH)2＝2NH3↑＋CaCl2＋2H2O (2)向下排空气 碱石灰 (3)打开止水夹，挤出胶头滴管中的水 (4)打开止水夹，用手(或热毛巾等)将烧瓶焐热，氨气受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气，氨气与水接触，即发生喷泉反应。 解析 (1)实验室制取NH3通常是用NH4Cl和Ca(OH)2加热制取；(2)收集NH3用向下排空气法，干燥氨气不用P2O5、浓H2SO4和CaCl2，而用碱石灰；(3)和(4)产生喷泉原理相同，即NH3因大量溶于水造成烧瓶内外压强差，本题关键是如何使气体与H2O接触造成大量NH3溶于水，产生烧瓶内外压强差。如加热使烧瓶内的气体膨胀赶出导管中的空气，使NH3与水接触。 规律技巧 能够产生喷泉实验的根本原因是由于气体迅速溶于液体中(或反应)使烧瓶内外气体产生压强差，而形成压强差的方法主要有两种情况：一是让烧瓶内气体大量溶于水或溶液，引起烧瓶内气压迅速减小，在大气压作用下，烧杯中液体进入烧瓶形成喷泉；二是烧瓶内压强不变，想法增大密闭容器中液体的压强，从而压入烧瓶内而形成喷泉。 2.下图是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是( ) 答案 AC △ 解析 NH4Cl ＝NH3↑＋HCl↑，遇冷NH3＋HCl＝NH4Cl，不能用于制NH3，A错误；C项中试管口向上倾斜，反应时生成的水冷凝回流会炸裂试管，错误；B项中浓氨水加到CaO中，CaO＋H2O ＝Ca(OH)2，ΔH<0，使NH3大量挥发出来，可用于制NH3；D项中浓氨水受热会大量挥发出NH3，可用于制NH3。 规律技巧 要判断图示实验装置是否有错，一般的方法是：(1)看主体(发生)装置是否有错：①实验是否需加热；②酒精灯部位是否有错(酒精量、外焰加热、是否缺灯芯)；③仪器放置是否有错；④夹持仪器的位置是否有错。(2)看试剂是否符合实验原理(包括反应物、干燥剂、尾气吸收剂)。(3)看收集方法是否有错(排水法、 向上排气法、向下排气法、导管伸入的位置等)。(4)看是否缺少尾气吸收装置，对于有毒气体，一定要设计尾气吸收装置，并选择适宜的吸收剂。 1.氨水显弱碱性的主要原因是( ) A.通常状况下，氨的溶解度不大 B.氨水中的NH3·H2O电离出少量的OH－ C.溶于水的氨分子只有少量电离 D.氨本身的碱性弱 答案 B 解析 氨气溶于水，大部分与水结合生成NH3·H2O，NH3·H2O 仅有少部分电离成NH和OH－，因此显弱碱性，它既不是因为氨的溶解度不大，也不是因为氨分子电离的少(在水溶液里氨分子是不电离的)，更不是因为氨本身碱性弱(氨不与水反应时无碱性)。 2.检验铵盐的方法是将待检物取出少量放入试管中，然后( ) A.加热，用湿润的红色石蕊试纸放在试管口检验 B.加水溶解，用红色石蕊试纸检验溶液的酸碱性 C.加入碱溶液，加热，再滴入酚酞试液 D.加入苛性钠溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸放在试管口检验 答案 D 解析 检验铵盐的方法是利用了铵盐与碱反应生成氨气及氨气的性质，把NaOH溶液加到某物质的固体或溶液里，加热后产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，就可以判断该物质是铵盐。 3.关于氨的下列叙述中，错误的是( ) A.氨易液化，因此可用作制冷剂 B.氨易溶解于水，因此可用来做喷泉实验 C.氨极易溶解于水，因此氨水比较稳定(不容易分解) D.氨溶解于水显弱碱性，因此可使酚酞试剂变为红色 答案 C 解析 氨水不稳定，易分解生成NH3和H2O。 4.在实验室里可用如图所示装置来干燥和收集气体R，多余的气体可用水来吸收，则R是( ) A．NO2 B.HCl C.CH4 D.NH3 答案 D 解析 分析题图所示装置，收集储存气体R时，储气瓶的进气管短、出气管长，说明气体R的密度比空气的小，A、B不正确。因为多余的R气体可用水吸收，该气体应易溶于水，故R为NH3。 备考资源 如图所示的装置中，烧瓶中充满了干燥气体a，将滴管中的液体b挤入烧瓶内，轻轻振荡烧瓶，然后打开弹簧夹f，烧杯中的液体c呈喷泉状喷出，最终几乎充满烧瓶，则a和c分别是( )
答案 D 解析 A项：3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO，能形成喷泉，但水不能充满烧瓶；B项CO2不能溶于HCl；C项Cl2不溶于饱和NaCl溶液，不能形成喷泉。 5.只用一种试剂，将NH4Cl、(NH4)2SO4、NaCl、Na2SO4四种溶液区分开，这种试剂是( ) A.NaOH溶液 。 B.AgNO3溶液 C.BaCl2溶液 。 D.Ba(OH)2溶液 答案 D 6.下列离子方程式正确的是( ) A.实验室用氯化铵和熟石灰制氨气： △ NH＋OH－＝NH3↑＋H2O B.NaOH与NH4Cl溶液混合加热： △ NH＋OH－＝NH3·H2O C.氨水中加盐酸：NH3·H2O＋H＋＝NH＋H2O D.氨水中通入少量CO2：CO2＋2NH3·H2O＝2NH＋CO＋H2O 答案 CD 解析 实验室制氨气为固体反应不能写离子方程式；B项应为NH＋OH－ △ ＝NH3↑＋H2O。 备课资源 把a L含(NH4)2SO4和NH4NO3的混合液分成两等份。一份用b mol烧碱刚好把NH3全部赶出；另一份与BaCl2溶液恰好完全反应，消耗c mol BaCl2，则原溶液中c(NO)为( ) A. mol·L－1 。 B. mol·L－1 C. mol·L－1 。 D. mol·L－1 答案 B 解析 依题意知：每一份混合液中n(NH)＝b mol；n(SO)＝n(BaCl2)＝c mol，原溶液中n(NH)为2b mol，n(SO)＝2c mol。 (NH4)2SO4＝2NH＋SO 4c 2c 则由NH4NO3提供的NH为(2b－4c) mol，c(NO)＝ mol·L－1。 7.资料显示：“氨气可在纯氧中安静的燃烧生成一种无毒的气体”。某校化学小组学生设计如下装置(图中铁夹等夹持装置已略去)进行氨气与氧气在不同条件下反应的实验。 (1)用装置A制取纯净、干燥的氨气。 ①大试管内碳酸盐的化学式是 。 ②碱石灰的作用是 。 (2)将产生的氨气与过量的氧气通到装置B(催化剂为铂石棉)中，用酒精喷灯加热，氨催化氧化生成的产物为NO，写出该反应的化学方程式：________________；试管内气体变为红棕色，该反应的化学方程式是 。 (3)将过量的氧气与A产生的氨气分别从a、b两管进气口通入到装置C中，并在b管上端点燃氨气： ①两气体通入的先后顺序是 ， 其理由是 。 ②氨气燃烧的化学方程式是 。 答案 (1)①(NH4)2CO3[或NH4HCO3] ②吸收水和CO2 催化剂 (2)4NH3＋5O2＝4NO＋6H2O 2NO＋O2＝2NO2 (3) ①应先通入O2，后通入NH3 若先通氨气，氨在空气中不能点燃，逸出污染环境 点燃 ②4NH3＋3O2＝2N2＋6H2O 8. 某学生课外活动小组利用右图所示装置分别做如下实验： (1)在试管中注入某红色溶液，加热试管，溶液颜色逐渐变浅，冷却后恢复红色，则原溶液可能是______溶液，加热时溶液由红色逐渐变浅的原因是 。 (2)在试管中注入某无色溶液，加热试管，溶液变为红色，冷却后恢复无色，则此溶液可能是________溶液，加热时溶液由无色变为红色的原因是 。 答案 (1)稀氨水和酚酞 氨水显碱性，使酚酞变红，加热时氨逸出，颜色变浅 (2)溶有SO2的品红 溶解的SO2表现漂白性，使品红褪色，加热，SO2挥发，品红又恢复了原来的红色 解析 (1)原溶液是红色溶液，受热颜色变浅是此种物质以气态挥发所引起的。常见的具有碱性的气体是氨气，氨气在水中呈碱性，可使酚酞变红，氨气减少，颜色变浅，故原溶液是稀氨水和酚酞。 (2)原溶液是无色溶液，受热溶液显红色，同上题分析，这里原溶液是亚硫酸和品红溶液。 9.下图甲和乙是某学校王老师制备NH3并进行性质实验时的改进装置： (Ⅰ)按图甲把仪器安装好，称取 (Ⅱ)将(Ⅰ)中收集满NH3的圆底烧瓶取下，改装成图乙所示的装置，胶头滴管内事先预吸入2 mL H2O，此时小气球系在玻璃棒上呈自然松弛状态；将滴管内的水慢慢滴入烧瓶中，轻轻晃动烧瓶，通过观察实验现象便可以验证NH3的某个性质。按要求回答下列问题： (1)中学化学教材中是用氯化铵与氢氧化钙加热制取NH3，该反应的化学方程式为______________________________。 (2)图甲中的NH4Cl与NaOH固体混合能否用CaO固体代替？________(填“能”或“不能) (3)如何判断图甲中烧瓶已收集满NH3？ 。 (4)乙中胶头滴管中的水挤入烧瓶后，观察到的现象是____________________，它说明了NH3______________________________。 △ 答案 (1)Ca(OH)2＋2NH4Cl＝CaCl2＋2NH3↑＋2H2O (2)能 (3)烧杯内的溶液变红 (4)气球逐渐变大 极易溶于水 解析 CaO吸水放热，解释同用NaOH固体。 10.已知A、B、C、D为气体，E、F为固体，G是氯化钙，它们之间的转换关系如图所示： (1)D的化学式(分子式)是 ， E的化学式(分子式)是 。 (2)A和B反应生成C的化学方程式是______________。 (3)E和F反应生成D、H和G的化学方程式是 。 答案 (1)NH3 NH4Cl 点燃 (2)H2＋Cl2＝2HCl △ (3)2NH4Cl＋Ca(OH)2＝2NH3↑＋CaCl2＋2H2O 命题意图 本题综合考查了H2与Cl2的反应、NH3与HCl的反应以及NH3的实验室制法等知识。 解析 仔细观察分析E、G为此题的突破口。A、B、C、D均为气体，生成E是固体，E与F反应的产物中又出现D；G为CaCl2，可知CaCl2中的氯元素来自反应物E中，根据元素化合物知识可确定E为盐类，由非金属元素组成的盐即为NH4Cl，则D为NH3。根据氨的实验室制法可知F为Ca(OH)2，H为H2O，C为HCl。 备课资源 利用如图所示装置和其他必要的仪器用品，完成下列实验。 △ 证明氨气具有还原性。已知：2NH3＋3CuO＝N2＋3Cu＋3H2O。 (1)碱石灰的作用是__________________，稀硫酸的作用是____________________。 (2)烧瓶中固体NaOH可以用________代替。(填写代号) A.碱石灰 B．氯化钠 C．生石灰 (3)证明NH3具有还原性的实验现象是______________。 (4)上述装置有一不当之处，请在下面虚线框中画出改进部分的装置图。 答案 (1)吸收水蒸气(或吸水、作为干燥剂) 吸收氨气，防止污染 (2)AC (3)黑色粉末变为红色，有无色液滴产生 (4)如图 第2课时 硫酸和硝酸的氧化性
二、硫酸的氧化性 1．与金属反应 加热条件下，与除Au、Pt之外的金属反应，生成硝酸盐、SO2和H2O。 (1)与Cu反应：Cu＋2H2SO4(浓)△CuSO4＋SO2↑＋2H2O (2)与Fe、Al反应：常温钝化，加热不能钝化。 2．与非金属反应：C＋2H2SO4(浓)△CO2↑＋2SO2↑＋2H2O 三、硝酸的氧化性 1．与金属反应 与Au、Pt以外的几乎所有的金属反应，生成硝酸盐、NOx或NH4NO3和H2O。 (1)与Cu反应 Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O(制NO2) Cu＋4H＋＋2NO=Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O 3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O(制NO) 3Cu＋8H＋＋2NO=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O (2)与Fe、Al 常温下，浓HNO3使Fe、Al钝化，加热条件下不会钝化；稀HNO3也不能使Fe、Al钝化。 2．与非金属反应 浓HNO3在加热条件下与某些非金属单质反应，生成最高价氧化物或最高价含氧酸、NO2和H2O。 1．向50 mL 18 mol/L的H2SO4溶液中加入足量的铜片，加热使之反应。充分反应后，被还原的H2SO4的物质的量( ) A．小于0.45 mol B．等于0.45 mol C．在0.45 mol和0.90 mol之间 D．大于0.90 mol 答案 A 解析 Cu与浓H2SO4在加热时的反应如下： Cu＋2H2SO4(浓)△CuSO4＋2H2O＋SO2↑ 由上述化学方程式看出，作氧化剂(被还原)的H2SO4的物质的量是参加反应的总H2SO4的物质的量的1/2，但随着反应的进行，硫酸的浓度逐渐降低，降低到一定程度变为稀硫酸后，不再与铜发生反应。所以，在Cu足量时，被还原的硫酸的物质的量应小于H2SO4总物质的量的1/2， 即n(被还原H2SO4)<n(总H2SO4)/2。 50 mL 18 mol/L的H2SO4溶液中，n(总H2SO4)＝50/ 易错警示 解答本题的主要失误在于一是没有理解题意，没有按“被还原的H2SO4的物质的量”这一关键性的指导语去考虑问题。二是没有理解随着反应进行，浓硫酸逐渐变稀，稀硫酸不和铜反应。类似问题还有MnO2与浓盐酸在加热条件下产生氯气，而稀盐酸不与MnO2反应。因此，一切因不同浓度产生不同产物(或不发生反应)的反应都会遇到上述问题，计算时要考虑反应的实际情况。 规律技巧 涉及到金属与硫酸反应时，要特别注意分析浓度不同时的反应情况：例如，锌和浓H2SO4反应时，如果Zn过量，开始时生成SO2气体，随着H2SO4浓度的降低，Zn与稀H2SO4反应生成H2，最终得到SO2和H2的混合物。Cu与浓H2SO4反应时，如果Cu过量，随着H2SO4浓度降低，反应将停止进行，只生成SO2气体。 2．某兴趣小组设计出下图所示装置来改进教材中“铜与硝酸反应”实验，以探究化学实验的绿色化。 (固定装置略去) (1)实验前，关闭活塞b，试管d中加水至浸没长导管口，塞紧试管c和d的胶塞，加热c，其目的是 。 (2)在d中加适量NaOH溶液，c中放一小块铜片，由分液漏斗a向c中加入2 mL浓硝酸，c中反应的化学方程式是 。 再由a向c中加2 mL蒸馏水，c中的实验现象是 。 (3)下表是制取硝酸铜的三种方案，能体现绿色化学理念的最佳方案是________，理由是 。
(4)该小组还用上述装置进行实验证明氧化性KMnO4＞Cl2＞Br2，操作步骤为 ， 实验现象为 ； 但此实验的不足之处是 。 答案 (1)检查装置气密性 (2)Cu＋4HNO3(浓)Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 反应变缓，气体颜色变淡 (3)丙 耗酸量最少，无污染 (4)向d中加入KBr溶液，c中加入固体KMnO4，由a向c中加入浓盐酸 c中有黄绿色气体产生，d中溶液变为黄色 没有处理尾气 解析 (2)加2 mL蒸馏水，浓HNO3的浓度减小，化学反应速率减慢。 (3)甲：Cu＋4HNO3(浓)Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 乙：3Cu＋8HNO3(稀)3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 丙：2Cu＋O2△2CuO CuO＋2HNO3(稀)Cu(NO3)2＋H2O 甲、乙分别有污染环境的NO2和NO生成，而且甲、乙、丙制取相同质量的Cu(NO3)2时，耗硝酸分别为：4 mol， mol，2 mol，所以丙方案最佳。 备课资源 在100 mL某混合液中，HNO3的物质的量浓度为0.4 mol/L，H2SO4的物质的量浓度为0.1 mol/L，向其中加入1.92 g 铜粉，微热，待充分反应后，求溶液中Cu2＋的物质的量浓度是多少？ 答案 0.225 mol/L 解析 在100 mL溶液中，HNO3和H2SO4共电离出0.06 mol H＋、0.04 mol NO和0.01 mol SO。铜和0.04 mol HNO3完全反应后还有剩余，此时溶液中仍有0.03 mol NO、0.02 mol H＋、0.15 mol Cu2＋、0.01 mol SO。由此可见，溶液中还有相当于0.02 mol的HNO3存在，仍然可以继续和铜反应。 解法一：依据题意，n (HNO3)＝0.04 mol，n (H2SO4)＝0.01 mol，n (Cu)＝＝0.03mol。 3Cu＋8HNO33Cu (NO3)2＋2NO↑＋4H2O 3 8 0．03 0.04 从以上关系可知Cu过量，按HNO3进行计算，则消耗Cu的物质的量为 n (Cu)＝0.04 mol×＝0.015 mol 生成 Cu(NO3)2 0.015 mol，即还有NO的物质的量为n (NO)＝0.03 mol。因为溶液中有H2SO4 0.01 mol，即n (H＋)＝0.02 mol，所以此相当于溶液中还存在着0.02 mol HNO3，则又消耗Cu的物质的量为 n (Cu)＝0.02×＝0.007 5 mol 所以总共消耗的Cu的物质的量为n (Cu)＝0.015 mol＋0.007 5 mol＝0.022 5 mol，则Cu2＋的物质的量浓度为c (Cu2＋)＝＝0.225 mol·L－1。 解法二：从铜和稀硝酸反应的离子方程式看： 3Cu＋2NO＋8H＋3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O 1． 8H＋ ～ 3Cu2＋ 8 3 0．06 mol n (Cu2＋) 所以Cu2＋的物质的量为n (Cu2＋)＝＝0.022 5 mol，则Cu2＋的物质的量浓度为c (Cu2＋)＝＝0.225 mol·L－1。 正确解答本题的关键是抓住铜和稀硝酸反应的本质。在这个反应中，有一部分HNO3发挥酸的作用，用于生成盐，另一部分HNO3发挥强氧化性的作用。而本题中用于生成盐的不仅有HNO3，还有H2SO4，所以产物中不仅有Cu(NO3)2还有CuSO4。 备课资源 如图所 示转化关系，判断A、B、C、D、E各是什么物质，写出有关的化学方程式。 (1)①当A为气体单质时，A是 ，B是 ，C是 ，D是 ，E是 。 ②写出下列反应的化学方程式： EC ； BC 。 (2)①当A为固体单质时，A是________，B是______，C是__________，D是________，E是________。 ②写出下列反应的化学方程式： CD ； BC 。 答案 (1)①N2 NH3 NO NO2 HNO3 ②3Cu＋8HNO3(稀)3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 4NH3＋5O2催化剂,△4NO＋6H2O (2)①S H2S SO2 SO3 浓H2SO4 ②2SO2＋O2催化剂,△2SO3 Cu＋2H2SO4(浓)△SO2↑＋CuSO4＋2H2O 解析 由题中所给的转化关系得知：B为氢化物。B经过两步反应，可以被氧化成D，说明A元素有多种价态，D能与水反应得E，E又能与Cu反应得氧化物C，则E一定为氧化性酸，依题意，应为硝酸或浓硫酸，由此不难得出答案。 1．在下列事实中，体现浓硫酸吸水性的是( ) A．可用铝、铁容器盛放浓硫酸 B．实验室制取纯净、干燥的氯气时，先将氯气通过饱和食盐水，再通过浓硫酸 C．将浓硫酸加入蔗糖(C12H22O11)中，蔗糖会变黑 D．浓硫酸与铜在加热时反应，生成硫酸铜、二氧化硫和水 答案 B 解析 实验室用铝、铁容器盛放浓硫酸，是利用浓硫酸的强氧化性；实验室制取纯净、干燥的氯气是利用浓硫酸的吸水性；将浓硫酸加入蔗糖(C12H22O11)中，蔗糖会变黑(C)，体现浓硫酸的脱水性；浓硫酸与铜在加热时反应，体现浓硫酸的氧化性。 2．通常状况下，下列溶液能溶解铁的是( ) A．稀硝酸B.浓硝酸 C．NaOH溶液D.浓硫酸 答案 A 解析 Fe(或Al)在浓HNO3、浓H2SO4中常温下钝化，但能与其他酸反应。 3．m g铜与足量浓H2SO4共热时完全反应，在标准状况下生成n L气体，则被还原的H2SO4的量是( ) A. mol B. mol C. g D. g 答案 BC 解析 Cu＋2H2SO4(浓)△CuSO4＋SO2↑＋2H2O mol mol 参加反应的Cu、生成的SO2与被还原的H2SO4的物质的量相等。 4．铜粉放入稀硫酸中，加热后无明显现象发生。当加入一种盐后，铜粉的质量减少，溶液呈蓝色，同时有气体逸出。该盐是( ) A．Fe2(SO4)3 B.Na2CO3 C．KNO3 D.FeSO4 答案 C 解析 铜与稀硫酸不反应，但加入KNO3后，由于溶液中有H＋存在，故会发生如下反应：3Cu＋8H＋＋2NO3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。加入Fe2(SO4)3，也会使铜粉的质量减少，但无气体逸出，故答案选C项。 5．下列各组离子(各离子浓度均为0.1 mol·L－1)在水溶液中相互间不发生反应的一组是( ) A．K＋、Fe2＋、NO、H＋ B.SO、H＋、Fe2＋、Cl－ C．NO、I－、Na＋、K＋、H＋ D.I－、Cl－、NO、Na＋(酸性) 答案 B 解析 溶液中同时有H＋、NO时，还原性离子不能存在。 6．在标准状况下，将 A．112 mL B.108 mL C．224 mL D.448 mL 答案 A 解析 由于电子守恒(氧化还原反应中电子得失相等)，所以可设混合气体中生成NO物质的量为x，则： n (Cu)＝＝0.03 mol。 n (NO)＋n (NO2)＝＝0.05 mol。 NO和HNO3＋e－→NO和HNO3＋e－→NO2，得： 3x＋(0.05 mol－x)×1＝0.03 mol×2 x＝0.005 mol， V (NO)＝0.005 mol× 7．足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、NO的混合气体，这些气体与 A．60 mLB.45 mLC.30 mLD.15 mL 答案 A 解析 O2为氧化剂，Cu为还原剂，HNO3仅仅发生了复分解反应n(Cu)＝2n(O2)＝0.15 mol n(NaOH)＝2n(Cu)＝0.3 mol，V(NaOH)＝＝ 8．实验室证明铜在低温下不能和O2发生反应，也不能和稀H2SO4共热发生反应，但工业上却是废铜屑倒入热的稀硫酸中并不断地通入空气来制取CuSO4溶液的。铜屑在此状态下发生的一系列化学反应的方程式： 。 利用铜与浓H2SO4在加热条件下也能制备CuSO4溶液，其化学方程式为 。 以上两种方法前者好还是后者好？原因是什么？ 答案 2Cu＋O2△2CuO，CuO＋H2SO4(稀)CuSO4＋H2O Cu＋2H2SO4(浓)△CuSO4＋SO2↑＋2H2O 第一种方法好。原因是：①制得相同质量的产品，第一种方法消耗硫酸少；②第二种方法生成的SO2会造成大气污染；③第一种方法节省能源。 解析 在稀硫酸存在的条件下，Cu与O2反应后的生成物CuO迅速溶解在热的稀硫酸中生成CuSO4；第二种方法是在加热条件下铜与浓H2SO4反应，H2SO4会被还原为SO2，其中利用率降低且生成的气体有毒。 9．在浓硝酸中放入铜片： (1)开始反应的化学方程式为 ， 实验现象为 。 (2)若铜有剩余，则反应将要结束时的化学方程式为 。 (3)待反应停止后，再加入少量质量分数为25%的稀硫酸，这时铜片上又有气泡产生，原因是 。 (4)若将 答案 (1)Cu＋4HNO3(浓)Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 铜片溶解，溶液逐渐变成蓝色，有红棕色气体产生 (2)3Cu＋8HNO3(稀)3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O (3)加入稀H2SO4后，H2SO4电离出的H＋与原溶液中的NO组成稀HNO3，又与过量的Cu反应，发生反应的离子方程式为3Cu＋8H＋＋2NO3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O (4)0.65 mol 解析 随着反应的进行，HNO3的浓度逐渐变稀，与铜反应的实质也随之发生变化。 反应结束后，溶液中有NO，H2SO4提供H＋，二者相当于稀HNO3，又与铜进一步反应。 产生的5.6 L气体是NO2和NO的混合气体，n(NOx)＝＝0.25 mol，n(Cu)＝＝0.2 mol。 故消耗的HNO3为：2n(Cu)＋n(NOx)＝0.2 mol×2＋0.25 mol＝0.65 mol。 10．某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产物中的NO而设计了一个实验。其装置如下图(加热装置和固定装置均已略去)。图中K为止水夹(处于关闭状态)，F是一支半空的注射器，D是尾气处理装置(兼有防倒吸能力)。 请回答有关问题： (1)设计装置A的目的是 ；为达此目的，应如何操作 ；A中反应的化学方程式为 。 (2)在(1)中的“操作”后将装置B中铜丝插入稀硝酸，并微热之，观察到装置B中的现象是 ； B中反应的离子方程式是 。 (3)装置E和F的作用是 ； 为实现此作用，其操作方法是 。 答案 (1)利用生成的CO2将整套装置内的空气赶尽，以排除对Cu与稀HNO3反应气体产物观察的干扰 打开K，当装置C中产生白色沉淀时，关闭K CaCO3+2HNO3Ca(NO3)2＋CO2↑＋H2O (2)铜丝上产生气泡，稀硝酸液面上气体仍为无色，溶液变为蓝色 3Cu＋8H＋＋2NO3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O (3)验证无色气体为NO 将注射器F中的空气推入E中 解析 首先利用A装置中产生的CO2将整套装置中的空气赶出，创造无氧环境，然后铜与稀硝酸反应产生NO，利用E、F装置进行探究，C装置作用在于验证装置中空气是否已排出。D装置进行尾气吸收，整套装置设计合理，验证效果好。 常用于赶走空气的气体有：H2、N2、CO2等。 备课资源 (1)用过量的锌与浓硫酸反应，某同学认为除了生成二氧化硫外，还有氢气产生，理由是 。 (2)用过量的铜片与0.2 mol浓硫酸共热足够长时间(只考虑铜与浓硫酸反应，忽略其他副反应)，甲认为产生的SO2少于0.1 mol，理由是 ； 而乙同学认为产生的SO2恰为0.1 mol，理由是 。 答案 (1)由于锌过量，随着反应的进行，浓硫酸变稀，稀硫酸可与锌反应产生氢气 (2)甲认为由反应Cu＋2H2SO4(浓)△CuSO4＋SO2↑＋2H2O知，当0.2 mol H2SO4全部反应时，才生成0.1 mol SO2，随着反应的进行，浓硫酸变稀，而稀硫酸不与铜反应 乙认为由于加热的时间足够长，水比硫酸易挥发，因此硫酸始终保持较高浓度，直至与铜反应完为止 解析 浓硫酸与金属反应时，随着反应的进行，硫酸的量不断减少，硫酸由浓变稀，稀硫酸可与锌反应产生氢气，稀硫酸不与铜反应。 11．将 (1)NO的体积为________L，NO2的体积为________L。 (2)待产生的气体全部释放后，向溶液中加入V mL a mol·L－1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2＋全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为______ mol·L－1(用a、V表示)。 (3)欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3，至少需要30%的双氧水________ g。 答案 (1)5.8 5.4 (2) (3)57.8 解析 (1)根据得失电子数相等，n (Cu)×2＝×2＝×3＋。解得V (NO)＝5.8 L，则V (NO2)＝5.4 L。 (2)恰好使溶液中的Cu2＋全部转化成沉淀时，所得溶液为NaNO3溶液，则整个过程中作酸用的硝酸为：n(HNO3)作酸用＝n(NaOH)＝V×10－ (3)根据上面计算可得n (NO)＝0.26 mol，n (NO2)＝0.24 mol。从反应的始终态分析：即要将NO中的＋2价的氮元素和NO2中的＋4价的氮元素完全转化为NaNO3中的＋5价的氮元素，此过程中得到的电子完全由H2O2提供。根据得失电子守恒得：n (NO)×3＋n(NO2)＝n(H2O2)×2，即0.26 mol×3＋0.24 mol＝n (H2O2)×2，求得n (H2O2)＝0.51 mol，m (H2O2)＝0.51 mol× 章末总结
专题一、解答无机框图推断题的一般思路和方法 元素及其化合物的推断是将分散的知识点连成线，织成网，可有效地考查学生的抽象、求异、发散等思维分析能力。 一、方法与技巧 读图审题找准突破口逻辑推理检验验证规范答题，其中“突破口”的寻找是关键。 二、解推断题的突破口 1．根据特征转化关系找突破口 (1)AO2BO2CH2OD(酸或碱) ①NH3(气体)O2NOO2NO2H2OHNO3 或N2(气体)O2NOO2NO2H2OHNO3 ②H2S(气体)O2SO2O2SO3H2OH2SO4 或S(固体)O2SO2O2SO3H2OH2SO4 ③C(固体)O2COO2CO2H2OH2CO3 ④Na(固体)O2Na2OO2Na2O2H2ONaOH (2)A A为弱酸的铵盐：(NH4)2CO3或NH4HCO3；(NH4)2S或NH4HS；(NH4)2SO3或NH4HSO3等。 (3)交叉型转化关系 例如： (4)三角转化 2．根据特征反应找突破口 (1)特征反应条件 ①催化剂条件 2KClO3MnO2,△2KCl＋3O2↑ 2H2O2MnO22H2O＋O2↑ 2SO2＋O2催化剂,△2SO3 4NH3＋5O2催化剂,△4NO＋6H2O N2＋3H2高温、高压,催化剂2NH3 ②电解： 2H2O通电2H2↑＋O2↑ 2NaCl＋2H2O通电2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 2Al2O3通电4Al＋3O2↑ (2)置换反应 非金属活泼金属(Na、Mg、Fe)H2↑,→非金属 金属金属＋盐→金属 ③ 。 非金属→ 非金属 金属+H2＋金属氧化物金属＋H2O,→金属 (3)与溶液反应气体 气体 →气体 单质Al、Si 2Al＋2NaOH＋2H2O2NaAlO2＋3H2↑ Si＋2NaOH＋H2ONa2SiO3＋2H2↑ 气体 →气体 2Na＋2H2O2NaOH＋O2↑ 2Na2O2＋2H2O4NaOH＋O2↑ ③与酸或碱反应 单质：Al 化合物：Al2O3、Al(OH)3、弱酸弱碱盐、弱酸铵盐、弱酸酸式盐、氨基酸 (4)Na2O2 (5)NH3,NH4NO3(最高价氧化物对应的水化物与气态氢化物反应生成盐的元素为N),→NH4NO3(最高价氧化物对应的水化物与气态氢化物反应生成盐的元素为N),3.根据特殊化学工业生产反应找突破口,(1)煅烧石灰石 (2)硫酸工业 (3)合成氨 (4)氨的催化氧化 (5)工业制盐酸 (6)高炉炼铁 (7)工业制水煤气 (8)硅酸盐工业 (9)“侯氏制碱法” (10)电解饱和食盐水,4.根据特殊现象,(1)物质颜色,①有色气体：Cl2(黄绿色)、Br2蒸气和NO2(红棕色),②有色固体, ③有色溶液 (2)使品红溶液褪色的气体：SO2(可逆)、Cl2(不可逆)。 (3)遇酚酞溶液变红色或遇石蕊溶液变蓝色的气体必是NH3。 (4)空气中由无色变红棕色的气体是NO。 (5)与酸反应放出无色气体，且将气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊的是CO、HCO或SO、HSO。 (6)遇BaCl2溶液生成白色沉淀的溶液中可能有Ag＋、SO、SO(含NO)。 (7)加NaOH溶液生成白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色的溶液中含有Fe2＋。 (8)遇HCl产生白色沉淀的溶液中含有Ag＋、SiO。 (9)H2在Cl2中燃烧有苍白色火焰，CH4、CO、H2在空气中燃烧有淡蓝色火焰。 (10)溶于氢氟酸的氧化物：SiO2、单质Si。 【例1】 右图表示某固态 单质A及其化合物之间的转化关系(某些产物和反应条件已略去)。化合物B在常温常压下为气体，B和C的相对分子质量之比为4∶5，化合物D是重要的工业原料。 (1)写出A在加热条件下与H2反应的化学方程式： ； (2)写出E与A的氢化物反应生成A的化学方程式： ； (3)写出一个由D生成B的化学方程式： ； (4)将5 mL 0.10 mol·L－1的E溶液与10 mL 0.10 mol·L－1的NaOH溶液混合。 ①写出反应的离子方程式 ； ②反应后溶液的pH________7(填“大于”“小于”或“等于”)，理由是 ； ③加热反应后的溶液，其pH________(填“增大”“不变”或“减小”)，理由是 。 答案 (1)S＋H2△H2S (2)H2SO3＋2H2S3S↓＋3H2O (3)2H2SO4(浓)＋C△CO2↑＋2SO2↑＋2H2O(其他合理答案也可以) (4)①H2SO3＋2OH－SO＋2H2O ②大于 Na2SO3是强碱弱酸盐，水解后溶液呈碱性 ③增大 水解是吸热反应，加热使SO水解程度增大，因而pH增大 解析 根据A和B、C、D、E的框图转化关系可知，A有多种化合价，A是一种非金属固体单质，又由于B和C的相对分子质量之比为4∶5，因此推得A为单质S，B为SO2，C为SO3，D为H2SO4，E为H2SO3。 高考指南 本题涉及单质和化合物的性质、离子方程式的书写、中和反应、氧化还原反应、物质的量浓度的计算等知识的综合，考查学生对硫及其化合物的性质的理解和应用能力，考查分析、推理能力。元素化合物框图推断与基本概念和理论的综合考查是高考的热点题型，所以应注意元素化合物之间的网络关系。 专题二 常见气体制备 1．实验装置 净化装置→净化装置→干燥装置→收集装置→吸收装置 2．气体净化装置类型 根据反应原理、反应物状态和反应条件等因素来选择反应装置。 (1)固＋固△气体，可制备NH3、O2。 气体，可制备H2、CO2等。 →气体，可制备H2、CO2等。 (3)固＋液△气体，可制备Cl2等。 常见气体的制法 【例2】 实验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程如下： —,→→→→,已知实验室可用饱和亚硝酸钠(NaNO2)溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气。, (1)从上图中选择制取气体的合适装置：,氮气 ；氢气 。,(2)氮气和氢气通过甲装置，甲装置的作用除了将气体混合外，还有 、 。,(3)氨合成器出来经冷却的气体连续通入乙装置的水中吸收氨， (填“会”或“不会”)发生倒吸，原因是： , 。,(4)用乙装置吸收一段时间氨后，再通入空气，同时将经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内，能使铂丝保持红热的原因是：____________________________，锥形瓶中还可观察到的现象是： 。,(5)写出乙装置中氨氧化的化学方程式： , 。,(6)反应结束后锥形瓶内的溶液中含有的离子：H＋、OH－、________、________。,答案 (1)a b (2)干燥气体 控制氢气和氮气的流速 (3)不会 因为混合气体中含有大量难溶于水的氮、氢两种气体 (4)氨的氧化反应是一个放热反应 有红棕色气体产生 (5)4NH3＋5O2催化剂,△4NO＋6H2O,(6)NH NO,解析 (1)由题给反应物的状态，NaNO2和NH4Cl都是饱和溶液，可推知N2用a装置，而H2是由锌粒(固)和稀酸(液)来制取，则可用b制取。,(2)干燥气体和调节(或控制)H2和N2的流速。,(3)不会，因合成氨的反应是一个可逆反应，生成的混合气体除NH3以外还有大量的N2和H2存在。,(4)从能使铂丝保持红热可以推知，氨的氧化反应是一个放热反应。根据氨氧化的产物看有NO生成，NO被O2氧化又产生NO2，所以锥形瓶中会看到有红棕色气体产生。,(5)乙装置中氨氧化的反应方程式为4NH3＋5O2催化剂,△4NO＋6H2O。,(6)因氨氧化生成的NO与O2、H2O反应生成HNO3，未氧化的氨与HNO3反应生成NH4NO3。因此，反应结束后，锥形瓶内的溶液中除有H＋、OH－外，还应有NH和NO。 专题三、化学实验方案的设计、评价与改进, 实验设计的原则 1.科学性,实验原理、方法、操作过程必须科学合理。 2.安全性,尽量避免带有危险性的操作、有毒物质的接触，若无法避免则应采取安全措施。3.环保性,有毒物质必须处理，以防污染环境 4.可行性,设计的实验方案切实可行，所选药品、仪器、设备和方法在现有的条件下能得到满足。 5.简约性,实验设计应尽可能简单易行，应采用简单的实验装置，用较少的实验步骤且效果明显。,6.经济性,综合考虑原料的用量、价格。,7.创新性,一是实验原理的创新设计，二是实验装置的创新设计。 【例3】 某校化学实验兴趣小组在“探究卤素单质的氧化性”的系列实验中发现：在足量的稀氯化亚铁溶液中，加入1～2滴溴水，振荡后溶液呈黄色。,(1)提出问题,Fe3＋、Br2哪一个的氧化性更强？,(2)猜想,①甲同学认为氧化性：Fe3＋>Br2，故上述实验现象不是发生化学反应所致，则溶液呈黄色是含________(填化学式，下同)所致。,②乙同学认为氧化性：Br2>Fe3＋，故上述实验现象是发生化学反应所致，则溶液呈黄色是含__________所致。,(3)设计实验并验证,丙同学为验证乙同学的观点，选用下列某些试剂设计出两种方案进行实验，并通过观察实验现象，证明了乙同学的观点确实是正确的。,供选用的试剂：,a.酚酞试液；b.CCl4；c.无水酒精；d.KSCN溶液,请你在下表中写出丙同学选用的试剂及实验中观察到的现象。(试剂填序号),
(4)结论,氧化性：Br2>Fe3＋。故在足量的稀氯化亚铁溶液中，加入1～2滴溴水，溶液呈黄色所发生反应的离子方程式为 , 。,(5)实验后的思考,①根据上述实验推测，若在溴化亚铁溶液中通入氯气，首先被氧化的离子是______________(填离子的化学式)。,②在100 mL FeBr2溶液中通入 答案 (2) (3)
(4)2Fe2＋＋Br22Fe3＋＋2Br－,(5)①Fe2＋ ②1 mol·L－1,解析 (2)①因溴水也呈黄色；②因发生反应2Fe2＋＋Br22Fe3＋＋2Br－，生成的Fe3＋使溶液呈黄色。,(3)方案一：可通过Br2在CCl4中的颜色变化来证明。若CCl4层呈无色，则说明溶液中无Br2存在，Br2完全反应，从而说明氧化性Br2>Fe3＋。若甲正确，则溶液中有Br2，Br2溶于CCl4中，出现橙红色的颜色变化。方案二：可通过检验Fe3＋存在与否来证明。向反应后的溶液中加入KSCN溶液，若出现血红色，说明有Fe3＋存在，从而证明氧化性Br2>Fe3＋。,(5)因还原性Fe2＋>Br－，故Cl2优先氧化Fe2＋。设FeBr2的物质的量为x mol。 【例4】 用图示装置制备NO并验证其还原性。有下列主要操作：, 向广口瓶内注入足量热NaOH溶液，将盛有铜片的小烧杯放入瓶中。,b.关闭止水夹，点燃红磷，伸入瓶中，塞好胶塞。,c.待红磷充分燃烧，一段时间后打开分液漏斗旋塞，向烧杯中滴入少量稀硝酸。,(1)步骤c后还缺少的一步主要操作是 。,(2)红磷充分燃烧的产物与NaOH溶液反应的离子方程式是： 。,(3)步骤c滴入稀硝酸后烧杯中的现象是 , 。,反应的离子方程式是 。,答案 (1)打开止水夹，通入少量空气,(2)P2O5＋6OH－＝2PO＋3H2O,(3)Cu片逐渐溶解，有无色气泡产生，溶液由无色变为蓝色,3Cu＋8H＋＋2NO3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O,解析 (1)因实验目的中要求验证NO的还原性，而a、b、c三个步骤只是制NO并没有完成该目的，故应该打开止水夹，通入少量空气看是否产生红棕色气体。,(2)因为适量红磷、热NaOH溶液足量，则反应产物为Na3PO4。可以先写化学方程式：,P2O5＋3H2O2H3PO4①,H3PO4＋3NaOHNa3PO4＋3H2O②,合写可得：P2O5＋6NaOH2Na3PO4＋3H2O,(3)气、液、固的三方向变化要答全。,3Cu＋8H＋＋2NNO3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O 【例5】 在实验室里可用下图所示装置制取氯酸钾、次氯酸钠和探究氯水的性质。, 图中：①为氯气净化装置；②的试管里盛有15 mL 30% KOH溶液，并置于水浴中；③的试管里盛有15 mL 8% NaOH溶液，并置于冰水浴中；④的试管里加有紫色石蕊试液；⑤为尾气吸收装置。,请填写下列空白：,(1)制取氯气时，在烧瓶里加入一定量的二氧化锰，通过 (填写仪器名称)向烧瓶中加入适量的浓盐酸。实验时为了除去氯气中的氯化氢气体，可在①与②之间安装盛有 (填写下列编号字母)的净化装置。,A.碱石灰 。,2]B.饱和食盐水,C.浓硫酸 。,2]D.饱和碳酸氢钠溶液,(2)比较制取氯酸钾和次氯酸钠的条件，二者的差别是：______________________。, 反应完毕经冷却后，②的试管中有大量晶体析出，右图中符合该晶体溶解度曲线的是 (填写编号字母)；从②的试管中分离出该晶体的方法是 (填写实验操作名称)。,(3)本实验中制取次氯酸钠的离子方程式是： (4)实验中可观察到④的试管里溶液的颜色发生了如下变化，请填写下表中的空白：,
答案 (1)分液漏斗 B,(2)碱溶液(或反应物)的浓度不同，反应温度不同 M 过滤,(3)Cl2＋2OH－ClO－＋Cl－＋H2O,(4),
解析 (1)向烧瓶中加盐酸的仪器是分液漏斗；除去混在Cl2中的HCl杂质，不能用碱石灰，因两种气体都会被碱石灰吸收；饱和食盐水可大量吸收HCl，但Cl2在其中的溶解度非常小，所以饱和食盐水可达到除杂的目的；浓硫酸只能吸收水蒸气，不能吸收杂质；饱和NaHCO3溶液可吸收Cl2、HCl，并同时放出CO2气体，所以也不符合要求。,(2)根据实验装置可看出，制取KClO3用酒精灯加热，而制NaClO时无加热工具；从反应物的浓度来看，所用的碱溶液的浓度也存在差异。根据溶解度曲线可发现，只有M的溶解度随温度的降低而减小，所以，②中析出的晶体为M。将晶体与溶液分离的方法是过滤。,(3)制取NaClO时，发生的反应是Cl2＋2NaOHNaCl＋NaClO＋H2O，将其改写为离子方程式：Cl2＋2OH－Cl－＋ClO－＋H2O。将Cl2通入紫色石蕊试液中，首先发生反应：Cl2＋H2OHCl＋HClO，生成的酸能使紫色石蕊试液变为红色，之后由于HClO的强氧化性将红色石蕊氧化为无色，最后由于通入的过量Cl2的作用，得到黄绿色的氯水。 【例6】 某化学兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应，用下图所示装置进行有关实验。请回答：, (1) 装置A中发生的化学反应方程式为 。,(2)装置D中试管口放置的棉花中应浸一种液体，这种液体是________，其作用是__________________。,(3)装置B的作用是贮存多余的气体。当D处有明显的现象后，关闭旋塞K，移去酒精灯，但由于余热的作用，A处仍有气体产生，此时B中的现象是________________________________。B中应放置的液体是(填字母)________。a.水 b.酸性KMnO4溶液,c.浓溴水 d.饱和NaHSO3溶液,(4)实验中，取一定质量的铜片和一定体积浓硫酸放在圆底烧瓶中共热，直到反应完毕，发现烧瓶中还有铜片剩余，该小组学生根据所学的化学知识认为还有一定量的硫酸剩余。,①有一定量的余酸但未能使铜片完全溶解，你认为原因是, 。,②下列药品中能用来证明反应结束后的烧瓶中确有余酸的是________(填字母)。,a.铁粉 。,2]b.BaCl2溶液,c.银粉 。,2]d.Na2CO3溶液,答案 (1)Cu＋2H2SO4(浓)△CuSO4＋SO2↑＋2H2O,(2)碱液(其他合理答案也可) 吸收多余的SO2，防止污染空气,(3)广口瓶中液面下降，漏斗中液面上升 d,(4)①反应过程中浓硫酸浓度下降，而铜与稀H2SO4不反应,②ad,解析 明确浓H2SO4的性质特点和与Cu反应的产物，结合产物的性质特点，回答各小题。,(1)Cu与浓H2SO4反应方程式为：Cu＋2H2SO4(浓)△CuSO4＋SO2↑＋2H2O，当H2SO4溶液浓度降低至一定程度时反应停止；(2)生成的SO2有漂白性，且污染大气，可用NaOH溶液吸收；(3)余热使反应继续进行，生成的多余气体可储存于B，排出的液体留于长颈漏斗，为减少SO2的溶解，B内溶液应该是饱和NaHSO3溶液；(4)检验酸剩余的试剂是Fe和Na2CO3。 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
来自： 中学化学课堂 > 《必修1同步学案（书籍电子稿全套）》
