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1、专题十七氮及其化合物,高考化学(课标专用),考点一氮单质、氮的氧化物和硝酸(2016课标,26,14分)氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一,工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。某同学在实验室中对NH3与NO2反应进行了探究。回答下列问题:(1)氨气的制备,五年高考,A组统一命题课标卷题组,氨气的发生装置可以选择上图中的,反应的化学方程式为。欲收集一瓶干燥的氨气,选择上图中的装置,其连接顺序为:发生装置(按气流方向,用小写字母表示)。(2)氨气与二氧化氮的反应将上述收集到的NH3充入注射器X中,硬质玻璃管Y中加入少量催化剂,充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。在一定
2、温度下按图示装置进行实验。,答案(1)A2NH4Cl+Ca(OH)2 2NH3+CaCl2+2H2O(或BNH3H2O NH3+H2O)dcfei(2)红棕色气体慢慢变浅8NH3+6NO2 7N2+12H2OZ中NaOH溶液产生倒吸现象反应后气体分子数减少,Y管中压强小于外压,解析(1)制备氨气,可用Ca(OH)2(s)和NH4Cl(s)混合加热,可选用装置A;也可采用加热浓氨水的方法,此时可选用装置B。欲得到干燥的氨气,首先要干燥(干燥管要大口进,小口出),其次要收集(氨气密度比空气小,要用向下排空气法),最后为尾气处理(因氨气极易溶于水,要用防倒吸的F装置)。(2)NH3和NO2在催化剂、
3、一定温度下可发生反应,故Y管中红棕色气体慢慢变浅;由化学方程式8NH3+6NO2 7N2+12H2O可以得出,反应后气体分子数减少,压强减小,故打开K2后,Z中NaOH溶液会产生倒吸现象。,知识拓展几种气体的快速制取方法(1)O22H2O22H2O+O22Na2O2+2H2O4NaOH+O2(2)Cl22KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O(3)HCl将浓H2SO4慢慢滴入到浓盐酸中(4)NH3将浓氨水滴到生石灰或碱石灰上温馨提示用排空气法收集有害气体时,收集装置后要连接尾气处理装置。,考点二氨及铵盐1.(2017课标,26,15分)凯氏定氮法是测定蛋白质中氮
4、含量的经典方法,其原理是用浓硫酸在催化剂存在下将样品中有机氮转化成铵盐,利用如图所示装置处理铵盐,然后通过滴定测量。已知:NH3+H3BO3 NH3H3BO3;NH3H3BO3+HCl NH4Cl+H3BO3。,回答下列问题:(1)a的作用是。(2)b中放入少量碎瓷片的目的是。f的名称是。(3)清洗仪器:g中加蒸馏水;打开k1,关闭k2、k3,加热b,蒸汽充满管路;停止加热,关闭k1,g中蒸馏水倒吸进入c,原因是;打开k2放掉水。重复操作23次。(4)仪器清洗后,g中加入硼酸(H3BO3)和指示剂。铵盐试样由d注入e,随后注入氢氧化钠溶液,用蒸馏水冲洗d,关闭k3,d中保留少量水。打开k1,加
5、热b,使水蒸气进入e。d中保留少量水的目的是。e中主要反应的离子方程式为,e采用中空双层玻璃瓶的作用是。(5)取某甘氨酸(C2H5NO2)样品m克进行测定,滴定g中吸收液时消耗浓度为c molL-1的盐酸V mL,则样品中氮的质量分数为%,样品的纯度%。,答案(1)避免b中压强过大(2)防止暴沸直形冷凝管(3)c中温度下降,管路中形成负压(4)液封,防止氨气逸出N+OH-NH3+H2O保温使氨完全蒸出(5),解析本题以定量实验的方式,考查实验基本操作、实验仪器以及分析问题和处理数据的能力。(1)a与大气相通,作用是平衡气压,以免关闭k1后b内压强过大。(2)b中放入少量碎瓷片的目的是防止暴沸。
6、f的名称是直形冷凝管。(3)g中蒸馏水倒吸进入c,原因是c、e及其所连接的管道内水蒸气冷凝为水后,气压远小于外界大气压,在大气压的作用下,锥形瓶内的蒸馏水倒吸进入c中。(4)d中保留少量水可以起到液封的作用,防止氨气逸出。e中的主要反应是铵盐与碱在加热条件下的反应,离子方程式为N+OH-NH3+H2O,e采用中空双层玻璃瓶的作用是减少热量损失,有利于N在碱性条件下转化为氨气逸出。(5)取某甘氨酸(C2H5NO2)样品m克进行测定,滴定g中吸收液时消耗浓度为c molL-1的盐酸V mL,根据反应NH3+H3BO3 NH3 H3BO3,NH3H3BO3+HCl NH4Cl+H3BO3,可以求出样
7、品中n(N)=n(HCl)=c molL-1V10-3 L=0.001cV mol,则样品中氮的质量分数为100%=%,样品中甘氨酸的质量0.001cV75 g,所以样品的纯度%。,审题关键1.倒吸原理的应用。一般在实验时,需要防止倒吸现象的出现,但在该实验中利用倒吸原理洗涤仪器。该实验中出现倒吸现象是由于密闭体系内气压小于外界气压,液体在大气压的作用下进入体系。,2.液封原理的应用。一般液封适用于内外气压差不是很大,而密封要求比较高的情况。,知识归纳N与OH-反应时离子方程式的书写规律浓碱液、加热条件下生成物为NH3和水:N+OH-NH3+H2O;若在稀溶液中反应且不加热,因氨气极易溶于水,
8、故生成NH3H2O:N+OH-NH3H2O。,2.(2016课标,26,14分)联氨(又称肼,N2H4,无色液体)是一种应用广泛的化工原料,可用作火箭燃料。回答下列问题:(1)联氨分子的电子式为,其中氮的化合价为。(2)实验室中可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨,反应的化学方程式为。(3)2O2(g)+N2(g)N2O4(l)H1N2(g)+2H2(g)N2H4(l)H2O2(g)+2H2(g)2H2O(g)H32N2H4(l)+N2O4(l)3N2(g)+4H2O(g)H4=-1 048.9 kJmol-1上述反应热效应之间的关系式为H4=,联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为。(4)联
9、氨为二元弱碱,在水中的电离方式与氨相似。联氨第一步电离反应的平衡常数值为(已知:N2H4+H+N2的K=8.7107;KW=1.010-14)。联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为。,(5)联氨是一种常用的还原剂。向装有少量AgBr的试管中加入联氨溶液,观察到的现象是。联氨可用于处理高压锅炉水中的氧,防止锅炉被腐蚀。理论上1 kg的联氨可除去水中溶解的O2kg;与使用Na2SO3处理水中溶解的O2相比,联氨的优点是。,答案(14分)(1)H：H-2(2)2NH3+NaClO N2H4+NaCl+H2O(3)2H3-2H2-H1反应放热量大、产生大量气体(4)8.710-7N2H6(HSO4)2(5
10、)固体逐渐变黑,并有气泡产生1N2H4的用量少,不产生其他杂质(产物为N2和H2O,而Na2SO3产生Na2SO4),解析(1)联氨的结构式为,故其电子式为HH;N2H4中H为+1价,故N为-2价。(2)NaClO具有强氧化性,可将NH3氧化为N2H4,本身被还原为NaCl,据此可写出反应的化学方程式。(3)根据盖斯定律,由2(-)-可得,故H4=2H3-2H2-H1。(4)NH3在水中的电离方程式为NH3+H2O N+OH-,则N2H4在水中的第一步电离方程式为N2H4+H2O N2+OH-,该步电离的平衡常数K1=,又知N2H4+H+N2,K=8.7107,则K1=KKW=8.71071.
11、010-14=8.710-7。(5)联氨与AgBr反应时,AgBr可将N2H4氧化为N2,自身被还原为Ag,反应的化学方程式为4AgBr+N2H4 N2+4Ag+4HBr,因此可观察到固体逐渐变黑,并有气泡产生。因N2H4处理水中溶解氧时也发生氧化还原反应,化学方程式为N2H4+O2 N2+2H2O,则n(O2)=n(N2H4),又M(O2)=M(N2H4)=32 gmol-1,所以m(O2)=m(N2H4)=1 kg。,拓展延伸从NH3分子中去掉一个H原子即得到NH2,N2H4是两个NH2相连得到的物质,具有类似NH3的性质,且在水溶液中可发生两步电离,为二元弱碱,同时N2H4也具有还原性,
12、可被某些氧化剂氧化。,解题关键1.模仿NH3+H2O N+OH-写出N2H4在水中的第一步电离方程式:N2H4+H2O N2+OH-。2.N2H4作还原剂,氧化产物为N2。,考点一氮单质、氮的氧化物和硝酸1.(2017北京理综,12,6分)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(),B组 自主命题省（区、市）卷题组,A.由中的红棕色气体,推断产生的气体一定是混合气体B.红棕色气体不能表明中木炭与浓硝酸发生了反应C.由说明浓硝酸具有挥发性,生成的红棕色气体为还原产物D.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,答案D本题考查硝酸的氧化性、不稳定性、挥发性等性
13、质。中的CO2可能是空气中的氧气与木炭反应的产物。,疑难突破中红热木炭并未与浓硝酸直接接触,只有HNO3挥发后,与木炭接触才能发生反应。,2.(2016上海单科,7,3分)已知W、X、Y、Z为短周期元素,原子序数依次增大。W、Z同族,X、Y、Z同周期,其中只有X为金属元素。下列说法一定正确的是()A.原子半径:XYZWB.W的含氧酸的酸性比Z的含氧酸的酸性强C.W的气态氢化物的稳定性小于Y的气态氢化物的稳定性D.若W与X原子序数差为5,则形成化合物的化学式为X3W2,答案A由于原子序数按W、X、Y、Z依次增大,W与Z是同一主族的元素,而X、Y、Z是同一周期的元素,且只有X是金属元素,则X为Na
14、、Mg或Al;当Y为Si时,Z为P、S或Cl,W为N、O或F;当Y为P时,Z为S或Cl,W为O或F;当Y为S时,Z为Cl,W为F。A项,同一周期的元素(稀有气体元素除外)原子序数越大,原子半径越小,同一主族的元素,原子核外电子层数越多,原子半径越大,所以原子半径:XYZW,正确;B项,W的含氧酸可能是HNO2、HNO3,Z的含氧酸是H3PO4,酸性:HNO2Y,所以气态氢化物的稳定性:WY,错误;D项,若W与X原子序数相差5,则二者形成的化合物的化学式是Al2O3或Mg3N2,错误。,3.(2018天津理综,9,18分)烟道气中的NOx是主要的大气污染物之一,为了监测其含量,选用如下采样和检测
15、方法。回答下列问题:.采样采样系统简图采样步骤:检验系统气密性;加热器将烟道气加热至140;打开抽气泵置换系统内空气;采集无尘、干燥的气样;关闭系统,停止采样。(1)A中装有无碱玻璃棉,其作用为。(2)C中填充的干燥剂是(填序号)。a.碱石灰b.无水CuSO4c.P2O5,(3)用实验室常用仪器组装一套装置,其作用与D(装有碱液)相同,在虚线框中画出该装置的示意图,标明气体的流向及试剂。(4)采样步骤加热烟道气的目的是。.NOx含量的测定将V L气样通入适量酸化的H2O2溶液中,使NOx完全被氧化成N,加水稀释至100.00 mL。量取20.00 mL该溶液,加入V1 mL c1 molL-1
16、 FeSO4标准溶液(过量),充分反应后,用c2 molL-1 K2Cr2O7标准溶液滴定剩余的Fe2+,终点时消耗V2 mL。(5)NO被H2O2氧化为N的离子方程式为。(6)滴定操作使用的玻璃仪器主要有。(7)滴定过程中发生下列反应:3Fe2+N+4H+NO+3Fe3+2H2OCr2+6Fe2+14H+2Cr3+6Fe3+7H2O则气样中NOx折合成NO2的含量为mgm-3。(8)判断下列情况对NOx含量测定结果的影响(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。若缺少采样步骤,会使测定结果。若FeSO4标准溶液部分变质,会使测定结果。,答案(18分)(1)除尘(2)c(3)(4)防止NOx溶于冷凝
17、水(5)2NO+3H2O22H+2N+2H2O(6)锥形瓶、酸式滴定管(7)104(8)偏低偏高,解析本题考查氮的氧化物、N的性质等。(1)无碱玻璃棉可吸附除去烟道气中的粉尘。(2)干燥NOx应选择酸性干燥剂。注意无水CuSO4可用于检验水,一般不用作干燥剂。(3)D相当于尾气处理装置,吸收NOx可用NaOH溶液。(5)NO被氧化为N,H2O2被还原为H2O。(6)盛放K2Cr2O7溶液及量取20.00 mL稀释液均用酸式滴定管,稀释液在滴定过程中需放在锥形瓶中。(7)20.00 mL溶液中剩余Fe2+的物质的量为(6c2V210-3)mol,则参加反应的N的物质的量为(c1V110-3-6c
18、2V210-3)mol,依据氮原子守恒,V L气样中NOx折合成NO2的物质的量为(c1V1-6c2V2)10-3mol,质量为(c1V1-6c2V2)10-346g,含量为mgm-3=104mgm-3。(8)若缺少采样步骤,会使气样中含有空气,部分NOx与O2、H2O共同反应,导致测得的NOx含量偏低;若FeSO4标准溶液部分变质,则导致V2偏小,使计算出的NOx含量偏高。,解题指导(8)若FeSO4标准溶液部分变质,则滴定消耗的K2Cr2O7溶液体积会偏小,由第(7)问NOx含量表达式可知结果会偏高。,4.(2018江苏单科,20,14分)NOx(主要指NO和NO2)是大气主要污染物之一。
19、有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。(1)用水吸收NOx的相关热化学方程式如下:2NO2(g)+H2O(l)HNO3(aq)+HNO2(aq)H=-116.1 kJmol-13HNO2(aq)HNO3(aq)+2NO(g)+H2O(l)H=75.9 kJmol-1反应3NO2(g)+H2O(l)2HNO3(aq)+NO(g)的H=kJmol-1。(2)用稀硝酸吸收NOx,得到HNO3和HNO2的混合溶液,电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。写出电解时阳极的电极反应式:。(3)用酸性(NH2)2CO水溶液吸收NOx,吸收过程中存在HNO2与(NH2)2CO生成N2和CO2的反应。写出该反应的
20、化学方程式:。(4)在有氧条件下,新型催化剂M能催化NH3与NOx反应生成N2。NH3与NO2生成N2的反应中,当生成1 mol N2时,转移的电子数为mol。将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体,匀速通入装有催化剂M的反应器中反应(装置见图1)。,图1,图2,反应相同时间NOx的去除率随反应温度的变化曲线如图2所示,在50250 范围内随着温度的升高,NOx的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是;当反应温度高于380 时,NOx的去除率迅速下降的原因可能是。,答案(14分)(1)-136.2(2)HNO2-2e-+H2O 3H+N(3)2HNO2+(NH2)2CO 2N2+CO2+3
21、H2O(4)迅速上升段是催化剂活性随温度升高增大与温度升高共同使NOx去除反应速率迅速增大;上升缓慢段主要是温度升高引起的NOx去除反应速率增大催化剂活性下降;NH3与O2反应生成了NO,解析本题考查盖斯定律、电极反应式的书写、氧化还原反应方程式的配平和电子转移数及影响反应速率因素的图像分析。(1)将已知热化学方程式依次编号为、,根据盖斯定律得3NO2(g)+H2O(l)2HNO3(aq)+NO(g)H=-136.2 kJmol-1。(2)电解过程中HNO2N发生氧化反应,则阳极反应式为HNO2-2e-+H2O 3H+N。(3)HNO2中N为+3价,(NH2)2CO中N、C的化合价分别为-3、
22、+4,依据得失电子守恒和原子守恒配平反应方程式为2HNO2+(NH2)2CO 2N2+CO2+3H2O。(4)NH3、NO2中氮元素化合价分别为-3、+4,根据得失电子守恒和原子守恒配平反应方程式为8NH3+6NO2 7N2+12H2O,故生成1 mol N2转移电子 mol。,5.(2017北京理综,27,12分)SCR和NSR技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NOx排放。(1)SCR(选择性催化还原)工作原理:尿素CO(NH2)2水溶液热分解为NH3和CO2,该反应的化学方程式:。反应器中NH3还原NO2的化学方程式:。当燃油中含硫量较高时,尾气中SO2在O2作用下会形成(NH4)
23、2SO4,使催化剂中毒。用化学方程式表示(NH4)2SO4的形成:。尿素溶液浓度影响NO2的转化,测定溶液中尿素(M=60 gmol-1)含量的方法如下:取a g尿素溶液,将所含氮完全转化为NH3,所得NH3用过量的V1 mL c1 molL-1 H2SO4溶液吸收完全,剩余H2SO4用V2 mL c2 molL-1 NaOH溶液恰好中和,则尿素溶液中溶质的质量分数是。,(2)NSR(NOx储存还原)工作原理:NOx的储存和还原在不同时段交替进行,如图a所示。图a,图b通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx的储存和还原。储存NOx的物质是。用H2模拟尾气中还原性气体研究了Ba(NO3
24、)2的催化还原过程,该过程分两步进行,图b表示该过程相关物质浓度随时间的变化关系。第一步反应消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比是。还原过程中,有时会产生笑气(N2O)。用同位素示踪法研究发现笑气的产生与NO有关。在有氧条件下,15NO与NH3以一定比例反应时,得到的笑气几乎都是15NNO。将该反应的化学方程,式补充完整:,答案(1)CO(NH2)2+H2O CO2+2NH38NH3+6NO2 7N2+12H2O2SO2+O2+4NH3+2H2O 2(NH4)2SO4(2)BaO81415NO+4NH3+3O2 415NNO+6H2O,解析本题考查化学方程式的书写、有关物质的量浓度的计算
25、等,侧重考查学生对图像的分析处理能力。(1)n(NH3)=2n(H2SO4)-n(NaOH)=2c1V110-3 mol-c2V210-3molnCO(NH2)2=n(NH3)=molmCO(NH2)2=nCO(NH2)260 gmol-1=mol60 gmol-1=(6c1V1-3c2V2)10-2 g则a g尿素溶液中尿素的质量分数为:100%=。(2)观察图a可知BaO起到了储存NOx的作用。观察图b可知,当Ba(NO3)2用H2还原时,氮元素开始时转化为NH3,由得失电子守恒可得消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比为81。分析可知,反应物15NO、NH3与产物15NNO的化学计量
26、数应是一样的,然后结合得失电子守恒及原子守恒可得反应的化学方程式。,审题方法(2)解答时要注意两点:一是15NNO中的氮元素一半来自15NO,一半来自NH3,因此15NO、NH3的化学计量数相等;二是反应是在有氧条件下发生的,提示我们氧气参加了反应。,考点二氨及铵盐1.(2016浙江理综,13,6分)为落实“五水共治”,某工厂拟综合处理含N废水和工业废气(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO,不考虑其他成分),设计了如下流程:下列说法不正确的是()A.固体1中主要含有Ca(OH)2、CaCO3、CaSO3B.X可以是空气,且需过量C.捕获剂所捕获的气体主要是COD.处理含N废水时,发生反应的
27、离子方程式为:N+N N2+2H2O,答案BSO2、CO2与过量石灰乳反应生成CaSO3、CaCO3,故固体1中主要含有CaSO3、CaCO3、Ca(OH)2,A项正确;X可以是空气,但不能过量,若空气过量,通过NaOH溶液后得不到NaNO2溶液,而是得到NaNO3溶液,B项不正确;N2无污染,CO无法被NaOH溶液吸收,捕获剂主要捕获CO,C项正确;N与N在溶液中发生氧化还原反应生成N2和H2O,D项正确。,2.(2015山东理综,32,12分)工业上利用氨氧化获得的高浓度NOx气体(含NO、NO2)制备NaNO2、NaNO3,工艺流程如下:已知:Na2CO3+NO+NO2 2NaNO2+C
28、O2(1)中和液所含溶质除NaNO2及少量Na2CO3外,还有(填化学式)。(2)中和液进行蒸发操作时,应控制水的蒸发量,避免浓度过大,目的是。蒸发产生的蒸汽中含有少量NaNO2等有毒物质,不能直接排放,将其冷凝后用于流程中的(填操作名称)最合理。(3)母液进行转化时加入稀HNO3的目的是。母液需回收利用,下列处理方法合理的是。a.转入中和液b.转入结晶操作c.转入转化液d.转入结晶操作,(4)若将NaNO2、NaNO3两种产品的物质的量之比设为21,则生产1.38吨NaNO2时,Na2CO3的理论用量为吨(假定Na2CO3恰好完全反应)。,答案(1)NaNO3(2)防止NaNO3的析出溶碱(
29、3)将NaNO2转化为NaNO3c、d(4)1.59,解析(1)由题中信息可知:Na2CO3+NO+NO2 2NaNO2+CO2,当NO2过量时,还发生反应:Na2CO3+2NO2 NaNO3+NaNO2+CO2,故中和液所含溶质除NaNO2及少量Na2CO3外,还有NaNO3。(2)中和液进行蒸发操作是为了分离出溶质NaNO2,由(1)中分析可知,中和液中还含有少量Na2CO3和NaNO3,若水的蒸发量过大,NaNO3也会结晶析出,从而造成产品不纯。蒸发产生的蒸汽中含有少量的NaNO2,冷凝后用于流程中的“溶碱”操作中最为合理,既可以减少H2O的加入量,又可以减少有毒物质NaNO2的排放。(
30、3)母液中主要含有NaNO3,若回收利用,显然转入转化液或转入结晶操作最为合理,若转入中和液或转入结晶操作,都会造成NaNO2产品不纯。(4)n(NaNO2)=2.00104 mol,则n(NaNO3)=n(NaNO2)=1.00104 mol,由Na原子守恒可知,n(Na2CO3)=n(NaNO2)+n(NaNO3)=1.50104 mol,所以m(Na2CO3)=1.50104 mol106 gmol-1=1.59106 g=1.59 t。,考点一氮单质、氮的氧化物和硝酸1.(2015北京理综,8,6分)下列关于自然界中氮循环(如图)的说法的是()A.氮元素均被氧化B.工业合成氨属于人工固
31、氮C.含氮无机物和含氮有机物可相互转化D.碳、氢、氧三种元素也参与了氮循环,C组教师专用题组,答案AA项,人工固氮时,N2+3H22NH3,氮元素被还原;B项,把游离态的氮元素转化为含氮化合物的过程是氮的固定,工业合成氨属于人工固氮;C项,硝酸盐可转化为蛋白质,动植物遗体可转化为氨或铵盐,则含氮有机物和含氮无机物可相互转化;D项,在自然界氮循环过程中,碳、氢、氧三种元素也参与了循环。,2.(2014江苏单科,8,2分)下列各组物质中,不满足组内任意两种物质在一定条件下均能发生反应的是(),答案BB项中O2与HNO3不能发生反应。,3.(2015北京理综,12,6分)在通风橱中进行下列实验:,下
32、列说法的是()A.中气体由无色变红棕色的化学方程式:2NO+O2 2NO2B.中的现象说明Fe表面形成致密的氧化层,阻止Fe进一步反应C.对比、中现象,说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3D.针对中现象,在Fe、Cu之间连接电流计,可判断Fe是否被氧化,答案CA项,Fe与稀HNO3反应生成NO,无色的NO易被空气中的O2氧化为红棕色的NO2,化学方程式为2NO+O2 2NO2;B项,中现象说明Fe遇到浓HNO3易发生钝化,表面形成致密的氧化层,阻止Fe进一步反应;C项,浓HNO3的氧化性强于稀HNO3;D项,Fe、Cu、浓HNO3可构成原电池,连接电流计可以判断Fe是否被氧化。,4.(2018
33、北京理综,26,13分)磷精矿湿法制备磷酸的一种工艺流程如下:磷精矿磷精矿粉已知:磷精矿主要成分为Ca5(PO4)3(OH),还含有Ca5(PO4)3F和有机碳等。溶解度:Ca5(PO4)3(OH)”或“”)。结合元素周期律解释中结论:P和S电子层数相同,。(3)酸浸时,磷精矿中Ca5(PO4)3F所含氟转化为HF,并进一步转化为SiF4除去。写出生成HF的化学方程式:。,(4)H2O2将粗磷酸中的有机碳氧化为CO2脱除,同时自身也会发生分解。相同投料比、相同反应时间,不同温度下的有机碳脱除率如图所示。80 后脱除率变化的原因:。(5)脱硫时,CaCO3稍过量,充分反应后仍有S残留,原因是;加
34、入BaCO3可进一步提高硫的脱除率,其离子方程式是。(6)取a g所得精制磷酸,加适量水稀释,以百里香酚酞作指示剂,用b molL-1 NaOH溶液滴定至终点时生成Na2HPO4,消耗NaOH溶液c mL。精制磷酸中H3PO4的质量分数是。(已知:H3PO4摩尔质量为98 gmol-1),答案(1)研磨、加热(2)S,得电子能力PS,非金属性PS(3)2Ca5(PO4)3F+10H2SO4+5H2O10CaSO40.5H2O+6H3PO4+2HF(4)80 后,H2O2分解速率大,浓度显著降低(5)CaSO4微溶BaCO3+S+2H3PO4BaSO4+CO2+H2O+2H2P(6),解析本题以
35、磷精矿湿法制备磷酸为载体,考查了影响化学反应速率的因素、含氧酸酸性强弱的判断、氧化还原反应的应用以及化学计算等。(1)将矿物研磨粉碎可增加反应物的接触面积,使化学反应速率加快;加热提高了活化分子百分数,加快了化学反应速率。(2)根据强酸制取弱酸原理,可知H2SO4的酸性大于H3PO4。(4)H2O2在磷精矿湿法制备磷酸工艺中作为氧化剂来处理有机碳,但H2O2易分解生成O2和H2O,温度较高时H2O2分解加速,故有机碳的脱除率减小。(5)CaSO4微溶于水,故会有S残留;加入BaCO3,可以提高S的脱除率,发生反应的离子方程式为BaCO3+S+2H3PO4BaSO4+CO2+H2O+2H2P。(
36、6)H3PO4与NaOH反应生成Na2HPO4的化学方程式为H3PO4+2NaOHNa2HPO4+2H2O,故n(H3PO4)=n(OH-),所以精制磷酸中H3PO4的质量分数是100%=。,5.(2013全国大纲,28,15分)制备氮化镁的装置示意图如下:,a的名称是,b的名称是。(2)写出NaNO2和(NH4)2SO4反应制备氮气的化学方程式。(3)C的作用是,D的作用是,是否可以把C与D的位置对调并说明理由。(4)写出E中发生反应的化学方程式。(5)请用化学方法确定是否有氮化镁生成,并检验是否含有未反应的镁,写出实验操作及现象。,回答下列问题:(1)检查装置气密性的方法是,答案(15分)
37、(1)微热b,这时G中有气泡冒出,停止加热冷却后,G中插在溶液里的玻璃管形成一段水柱,则气密性良好(2分)分液漏斗圆底烧瓶(每空1分,共2分)(2)(NH4)2SO4+2NaNO2 2N2+Na2SO4+4H2O(2分)(3)除去氧气(及氮氧化物)除去水蒸气不能,对调后无法除去水蒸气(每空1分,共3分)(4)N2+3Mg Mg3N2(2分)(5)取少量产物于试管中,加少量蒸馏水,试管底部有沉淀生成,可闻到刺激性氨味(把润湿的红色石蕊试纸放在管口,试纸变蓝),证明产物中含有氮化镁;弃去上清液,加入盐酸,若观察到有气泡产生,则证明产物中含有未反应的镁(4分),解析(1)检查装置气密性时要先形成一个
38、密闭体系再进行操作,要特别注意回答时必须答出“G中插在溶液里的玻璃管形成一段水柱”。(2)(NH4)2SO4与NaNO2反应产生N2应属于氧化还原反应中的归中反应,据此不难写出该反应的化学方程式。(3)反应体系中有空气和制备N2过程中产生的一些氮氧化物,用FeSO4饱和溶液的目的是除去这些物质,以免与Mg发生反应;水蒸气会影响N2与Mg的反应,故D的作用是除去水蒸气。(5)由于Mg3N2和水反应:Mg3N2+6H2O 3Mg(OH)2+2NH3,可根据是否有NH3和Mg(OH)2沉淀生成判断是否有Mg3N2。利用Mg与盐酸反应产生氢气来检验Mg的存在。,考点二氨及铵盐(2016江苏单科,3,2
39、分)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是()A.SO2具有氧化性,可用于漂白纸浆B.NH4HCO3受热易分解,可用作氮肥C.Fe2(SO4)3易溶于水,可用作净水剂D.Al2O3熔点高,可用作耐高温材料答案DA项,SO2具有漂白性,可用于漂白纸浆;B项,NH4HCO3中含有N元素,可用作氮肥;C项,Fe2(SO4)3溶于水后形成的Fe(OH)3胶体具有吸附性,可用作净水剂。,考点一氮单质、氮的氧化物和硝酸1.(2018黑龙江齐齐哈尔实验中学期中,9)C、N、S都是重要的非金属元素。下列说法中正确的是()A.三者对应的氧化物均为酸性氧化物B.三者的单质直接与氧气反应都能生成两种以上氧化物C.
40、同浓度的Na2CO3、NaNO3、Na2SO3溶液的pH:NaNO3Na2SO3Na2CO3D.CO2、NO2、SO2都能与H2O反应,反应原理相同,三年模拟,A组 20162018年高考模拟基础题组,答案CCO、NO、NO2均不是酸性氧化物,A不正确;N2与O2直接反应只生成NO,S与O2直接反应只生成SO2,B不正确;NaNO3溶液显中性,Na2SO3、Na2CO3溶液均显碱性,同浓度的Na2CO3与Na2SO3溶液相比,Na2CO3溶液碱性更强,C正确;CO2、SO2与H2O的反应不属于氧化还原反应,NO2与H2O的反应属于氧化还原反应,D不正确。,2.(2018甘肃兰州一中第二次月考,
41、11)某金属和硝酸反应,已知被还原的HNO3和参加反应的HNO3的物质的量之比为16,若已知还原产物唯一,则还原产物为()A.N2B.N2OC.NOD.NO2,答案A设参加反应的HNO3为6 mol,被还原的HNO3为1 mol,则成盐的HNO3有5 mol。由硝酸盐的化学式可知金属失去电子的物质的量等于成盐的HNO3的物质的量,则金属失去5 mol电子。由得失电子守恒知,1 mol HNO3得5 mol电子,则还原产物为N2,A正确。,3.(2018甘肃天水一中段考,18)含n克HNO3的稀溶液恰好与m克Fe完全反应,若HNO3只被还原为NO,则nm可能为()5192312141A.B.C.
42、D.,答案C已知:Fe(少量)+4HNO3 Fe(NO3)3+NO+2H2O、3Fe(足量)+8HNO3 3Fe(NO3)2+2NO+4H2O。当=时,nm=92;当=时,nm=31,若nm介于31与92之间,HNO3与Fe也可恰好完全反应,生成Fe(NO3)2与Fe(NO3)3的混合物,则均有可能,正确答案为C。,4.(2018陕西西安长安一中八检,4)在一定温度下,某浓度的硝酸与金属锌反应生成NO2和NO,两者的物质的量之比为11,则要使1 mol金属锌完全反应,反应过程中消耗HNO3的物质的量为()A.1.0 molB.2.0 molC.3.0 molD.4.0 mol,答案C1 mol
43、 Zn可失去2 mol电子,设生成NO2和NO的物质的量均为x mol,由得失电子守恒有x+3x=2,x=0.5。1 mol Zn参与反应可生成1 mol Zn(NO3)2,由氮原子守恒知,参加反应的HNO3的物质的量为2 mol+0.5 mol+0.5 mol=3 mol,C正确。,5.(2017甘肃兰州、天水一模,11)已知A、B、C、D为短周期元素组成的四种物质,它们有如下转化关系,且D为强电解质(其他相关物质省略)。ABCD下列说法中错误的是()A.若A为非金属单质,则D一定为硝酸或硫酸B.若A为金属单质,则组成A的元素一定位于第三周期第A族C.不论A为单质还是化合物,D都有可能是同一
44、种物质,该物质的浓溶液在常温下能使铁和铝发生钝化D.若A是共价化合物,A的水溶液一定显碱性,答案DH2SSO2 SO3H2SO4,H2S的水溶液显酸性,D不正确。,6.(2016黑龙江实验中学期中,15)NO2、NH3和O2组成的混合气体,在一定条件下恰好完全反应,生成N2和H2O,则原混合气体中NO2、NH3和O2的体积比可能是(不考虑NO2与N2O4之间的转化)()A.241B.212C.111D.143,答案A依据得失电子守恒知,NO2和O2得到的电子总数等于NH3失去的电子总数,则4n(NO2)+4n(O2)=3n(NH3),将选项代入可得A项正确。,7.(2016辽宁鞍山一中月考,1
45、5)化学反应中,有时存在“一种物质过量,另一种物质仍不能完全反应”的特殊情况,下列反应中属于这种情况的是()过量的锌与18 mol/L硫酸反应过量的氢气与少量的氮气在催化剂存在下充分反应过量的MnO2 与浓盐酸反应过量铜与浓硫酸反应过量稀硝酸与铁反应过量的水与一定量的氯气反应常温下,过量的浓硫酸与铝反应A.B.C.D.,答案A过量的锌与18 mol/L硫酸反应,首先生成二氧化硫,浓硫酸变成稀硫酸后生成氢气,故不符合题意;合成氨反应是可逆反应,故符合题意;二氧化锰只与浓盐酸反应,与稀盐酸不反应,故符合题意;铜与稀硫酸不反应,故符合题意;过量的稀硝酸可以完全溶解铁,故不符合题意;水与氯气的反应是可
46、逆反应,故符合题意;常温下,铝遇浓硫酸发生钝化,故符合题意,答案为A。,考点二氨及铵盐8.(2018吉林榆树一中三模,12)下列各组物质中,任意两种物质在常温下均能发生反应的是(),答案CAl与Fe2O3高温下才可发生反应,A不正确;Fe与Cl2在加热或点燃条件下才可反应,Fe与FeCl2溶液不反应,B不正确;NH3与CuO在加热条件下才可反应,D不正确。,9.(2018黑龙江牡丹江一中期末,14)表中a、b、c表示相应仪器中加入的试剂,可用如图所示装置制取、净化、收集的气体是(),答案Bc装置中应盛放液体干燥剂,NH3应该用向下排空气法收集,A不正确;Na2SO3+H2SO4(浓)Na2SO
47、4+H2O+SO2,SO2可用浓硫酸干燥,且应该用向上排空气法收集,B正确;NO应该用排水法收集,不能用排空气法收集,C不正确;NO2与NaOH溶液可发生反应:2NO2+2NaOH NaNO3+NaNO2+H2O,D不正确。,10.(2016宁夏六盘山中学一模,13)关于下列各实验装置图的叙述中正确的是()A.装置可用于分离苯和溴苯的混合物B.装置可用于吸收HCl或NH3C.装置可用于分解NH4Cl制备NH3D.装置b口进气可收集CO2或NO,答案A苯和溴苯互溶,且沸点相差较大,可以采用蒸馏的方法进行分离,故A正确;氯化氢、氨气极易溶于水,导气管直接伸入水层会产生倒吸,故B错误;氯化铵分解后产
48、生的氨气和氯化氢遇冷会迅速化合,得不到氨气,故C错误;一氧化氮不能用排空气法收集,二氧化碳密度比空气大,收集时要长进短出,故D错误。,11.(2016辽宁沈阳二中期中,24)研究化肥的合成、废水的处理等有现实的重要意义。(1)工业生产中,以NH3为原料制硝酸,写出工业生产硝酸最后一步的化学方程式:。(2)甲、乙、丙三个化肥厂生产尿素所用的原料不同,但生产流程相同:已知:CO+H2O(g)CO2+H2;按工业有关规定,利用原料所制得的原料气H2和CO2的物质的量之比,若最接近合成尿素的原料气NH3(换算成H2的物质的量)和CO2的物质的量之比,则对原料的利用率最高。现有甲、乙、丙三家工厂生产原料
49、如下:甲厂以焦炭和水为原料;乙厂以天然气和水为原料;丙厂以石脑油(主要成分为C5H12)和水为原料。请根据上述信息判断甲、乙、丙三个工厂哪个工厂对原料的利用率最高:(填“甲”“乙”或“丙”)。,(3)将工厂废气中产生的SO2通过下列流程,可以转化为有应用价值的硫酸钙等。写出反应的化学方程式:。生产中,向反应的溶液中加入强还原性的对苯二酚等物质,目的是。检验经过反应得到的铵态氮肥中S所用试剂是。(4)为减少环境污染,工业上也常用Na2CO3溶液吸收制取HNO3时产生的尾气中的NO2,生成NaNO3、NaNO2和一种气体,写出反应的化学方程式:。,答案(1)3NO2+H2O 2HNO3+NO(2)
50、丙(3)2CaCO3+O2+2SO2 2CaSO4+2CO2防止(NH4)2 SO3H2O被氧化盐酸和氯化钡溶液(4)2NO2+Na2CO3 NaNO3+NaNO2+CO2,解析(1)工业制硝酸的流程:NH3 NO NO2 HNO3。(2)由原子守恒可知,合成CO(NH2)2时n(NH3)n(CO2)=21,3H2+N2 2NH3,将NH3换算成H2的物质的量之后,H2和CO2的物质的量之比为31。甲厂:C+H2O(g)CO+H2,CO+H2O(g)CO2+H2,制得的原料气n(H2)n(CO2)=21;乙厂:CH4+H2O(g)CO+3H2,CO+H2O(g)CO2+H2,制得的原料气n(H
