化学 必修 第二册 配人教版 白性，洗气瓶②中酸性高锰酸钾溶液褪色，体现了二氧化 碱液或小苏打溶液吸收尾气 硫的还原性，故选B。 答案AD (3)当洗气瓶③中品红溶液不褪色，证明$O2已被除 解析点燃酒精喷灯前应先向装置内通一段时间八2，排 尽，澄清石灰水变浑浊，即可证明有二氧化碳存在。 除装置中的空气，避免空气中氧气的千扰，A项正确：装置 等级考·拓展提高 乙不能检验分解产生的SO2,产物中的SO,会对SO2的 检验造成千扰，且SO,只能使石蕊溶液变红，B项错误： 1.(双选)下列反应中，调节反应物用量或浓度会改变反应产 SO3易溶于水，当混合气体经过乙时，SO3会被吸收，所以 物的是()。 要想检验SO3,应该把乙和丙的位置互换，C项错误；饱和 A.铁在硫蒸气中燃烧 NaHSO3溶液不能吸收尾气SO2,所以应选用碱液或小苏 B.H2SO4与Cu反应 打溶液吸收，D项正确。 C,氢气在氯气中燃烧 4.(双选)如图所示是一系列含硫化合物的转化关系（反应中 D.硫酸中加入镁条 生成的水已略去)，其中说法正确的是( )。 答案BD 解析A项，无论硫蒸气的用量如何，只发生反应：Fe十S K10-淀粉溶液先变蓝后褪色 △FeS:B项，当反应物是浓硫酸时产生S02当反应物 Na,SO3 △ -Na S+Na SO 是稀硫酸时不反应；C项，氢气与氯气反应生成HCl,与反 NaOH溶液 ② 命S0+Na,S0, 应物的用量无关；D项，若为稀硫酸，发生反应：Mg十 NaHSO H2SO,一MgSO,十H2↑，若为浓硫酸，发生反应：Mg十 Zn-Na2S:O.+Zn(OH)2 2H,S0,(浓)△Mgs0,+s0,↑+2H,0. A反应①说明SO2具有漂白性，反应②说明SO2具有 2.已知①Zn+HzSO,(稀)一ZnSO,十H2↑，②Zn十 2H,S0,(浓)—ZnSO,+SO2↑十2H2O,下列说法不正 酸性 B.反应②中生成物n(Na2S)3):n(NaHSO3)=1:1时.则 确的是()。 反应物n(SO2):n(NaOH)=2:3 A.浓硫酸和稀硫酸均有氧化性，所以稀硫酸是氧化性酸 B.过量的Zn在浓硫酸中反应可得SO2和H2 C.反应③④⑤均属于氧化还原反应 D.工业上可利用反应②和反应④回收利用SO2 C.Zn与稀硫酸反应的氧化产物是ZnSO, D.不管是浓硫酸还是稀硫酸，若反应过程中被还原的 答案BD H2SO,的物质的量相等，则生成气体的物质的量相等 解析反应①中先变蓝后褪色是因为KIO2的还原产物 答案A 先是12后是I一，说明SO2具有还原性，反应②属于酸性氧 解析从化学方程式知浓硫酸和稀硫酸均有氧化性，但 化物与碱的反应，说明SO2具有酸性氧化物的通性，A项 错误：根据元素守恒，当n(NazSO):n(NaHSO3)=1:1 稀硫酸不是氧化性酸，A项错误：过量的Z在浓硫酸中 时，n(SO2):n(NaOH)=2:3,B项正确；反应④不是氧 反应先生成SO2,硫酸变稀后生成H2,B项正确；Zn与稀 硫酸反应的氧化产物是ZSO,C项正确；在Zn分别与 化还原反应，C项错误：反应②吸收了二氧化硫，反应④放 出了SO2,可以通过反应②和反应④回收利用二氧化硫， 浓硫酸和稀硫酸的反应中，有1 mol H2SO,被还原时分 D项正确。 别生成1 nol SO2和1molH2,D项正确。 3.(双选)已知2FeS0,高遇Fe,0,十S0,++S0,↑。下列有关 挑战·创新 操作、装置、原理及对现象的表述正确的是( 某兴趣小组为探究铜与浓硫酸反应时硫酸的最低浓度，设 FeSO 计了如下方案。 饱和 方案一，实验装置如图1所示。 BaCl 容液 NaHSO 仪 溶液 器 X 丙 13.45mL含 A.用装置甲高温分解FeSO4,点燃酒精喷灯前应先向装 K4[Fe(CN)6]的 置内通一段时间N2 水溶液、铜丝 B.用装置乙可检验分解产生的SO2,现象是石蕊溶液先变 红后褪色 C.用装置丙可检验分解产生的SO,现象是产生白色 NaOH溶液 沉淀 图1 D.装置丁内的溶液不应选用饱和NaHSO,溶液，可选用 已知①Cu+能与K,[Fe(CN)s]在酸性溶液中反应生成红 16
化 学 必修 第二册 配人教版 白性,洗气瓶②中酸性高锰酸钾溶液褪色,体现了二氧化 硫的还原性,故选B。 (3)当洗气瓶③中品红溶液不褪色,证明SO2 已被除 尽,澄清石灰水变浑浊,即可证明有二氧化碳存在。 等级考 拓展提高 1.(双选)下列反应中,调节反应物用量或浓度会改变反应产 物的是( )。 A.铁在硫蒸气中燃烧 B.H2SO4 与Cu反应 C.氢气在氯气中燃烧 D.硫酸中加入镁条 答案 BD 解析 A项,无论硫蒸气的用量如何,只发生反应:Fe+S △ FeS;B项,当反应物是浓硫酸时产生SO2,当反应物 是稀硫酸时不反应;C项,氢气与氯气反应生成 HCl,与反 应物的用量无关;D 项,若为稀硫酸,发生反应:Mg+ H2SO4 MgSO4+H2↑,若为浓硫酸,发生反应:Mg+ 2H2SO4(浓) △ MgSO4+SO2↑+2H2O。 2.已 知 ①Zn+ H2SO4 (稀)ZnSO4 + H2 ↑,②Zn+ 2H2SO4(浓)ZnSO4+SO2↑+2H2O,下列说法不正 确的是( )。 A.浓硫酸和稀硫酸均有氧化性,所以稀硫酸是氧化性酸 B.过量的Zn在浓硫酸中反应可得SO2 和 H2 C.Zn与稀硫酸反应的氧化产物是ZnSO4 D.不管是浓硫酸还是稀硫酸,若反应过程中被还原的 H2SO4 的物质的量相等,则生成气体的物质的量相等 答案 A 解析 从化学方程式知浓硫酸和稀硫酸均有氧化性,但 稀硫酸不是氧化性酸,A 项错误;过量的Zn在浓硫酸中 反应先生成SO2,硫酸变稀后生成 H2,B项正确;Zn与稀 硫酸反应的氧化产物是ZnSO4,C项正确;在Zn分别与 浓硫酸和稀硫酸的反应中,有1molH2SO4 被还原时分 别生成1molSO2 和1molH2,D项正确。 3.(双选)已知2FeSO4 高温 Fe2O3+SO2↑+SO3↑。下列有关 操作、装置、原理及对现象的表述正确的是( )。 A.用装置甲高温分解FeSO4,点燃酒精喷灯前应先向装 置内通一段时间 N2 B.用装置乙可检验分解产生的SO2,现象是石蕊溶液先变 红后褪色 C.用装置丙可检验分解产生的 SO3,现象是产生白色 沉淀 D.装置丁内的溶液不应选用饱和 NaHSO3 溶液,可选用 碱液或小苏打溶液吸收尾气 答案 AD 解析 点燃酒精喷灯前应先向装置内通一段时间 N2,排 除装置中的空气,避免空气中氧气的干扰,A项正确;装置 乙不能检验分解产生的SO2,产物中的SO3 会对SO2 的 检验造成干扰,且SO2 只能使石蕊溶液变红,B项错误; SO3 易溶于水,当混合气体经过乙时,SO3 会被吸收,所以 要想检验SO3,应该把乙和丙的位置互换,C项错误;饱和 NaHSO3 溶液不能吸收尾气SO2,所以应选用碱液或小苏 打溶液吸收,D项正确。 4.(双选)如图所示是一系列含硫化合物的转化关系(反应中 生成的水已略去),其中说法正确的是( )。 A.反应①说明 SO2 具有漂白性,反应②说明 SO2 具有 酸性 B.反应②中生成物n(Na2SO3)∶n(NaHSO3)=1∶1时,则 反应物n(SO2)∶n(NaOH)=2∶3 C.反应③④⑤均属于氧化还原反应 D.工业上可利用反应②和反应④回收利用SO2 答案 BD 解析 反应①中先变蓝后褪色是因为 KIO3 的还原产物 先是I2 后是I- ,说明SO2 具有还原性,反应②属于酸性氧 化物与碱的反应,说明SO2 具有酸性氧化物的通性,A项 错误;根据元素守恒,当n(Na2SO3)∶n(NaHSO3)=1∶1 时,n(SO2)∶n(NaOH)=2∶3,B项正确;反应④不是氧 化还原反应,C项错误;反应②吸收了二氧化硫,反应④放 出了SO2,可以通过反应②和反应④回收利用二氧化硫, D项正确。 挑战 创新 某兴趣小组为探究铜与浓硫酸反应时硫酸的最低浓度,设 计了如下方案。 方案一、实验装置如图1所示。 图1 已知①Cu2+ 能与 K4[Fe(CN)6]在酸性溶液中反应生成红 16
第五章化工生产中的重要非金属元素 棕色沉淀，可用于鉴定溶液中微量的C+。②仪器X的作 用是盛装18.4mol·L1的浓硫酸并测定浓硫酸的体积。 (1)NaOH溶液的作用是 (4)若通入氧气的量不足，则测得的硫酸的最低浓度 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 (2)实验过程中，当滴入浓硫酸的体积为20.00ml时，烧瓶 答案(1)吸收尾气中的SO2 内开始有红棕色沉淀生成，则能与铜反应的硫酸的最 (2)11.0 低浓度为 mol·L-1(精确到小数点后一 (3)使产生的SO2全部被NaOH溶液吸收将SO2 位；混合溶液的体积可视为各溶液的体积之和)。 最终转化为Na2SO, 方案二、实验装置如图2所示。 (4)偏大 氧气 解析(1)铜与浓硫酸反应的化学方程式为Cu十2H2SO, (浓)△CuS0,十S0,+2H,0,铜与浓硫酸反应生成的 二氧化硫会污染环境，所以必须用碱溶液吸收。(2)当滴 入浓硫酸的体积为20.00L时，溶液的总体积为 NaOH溶液 33.45mL,硫酸的浓度为20.00mLX18.4molL1 33.45mL 图2 11.0mol·L-。(3)通入氧气的原因之一是将装置中产 加热，充分反应后，由导管a通入氧气足够长时间，取下烧 生的二氧化硫驱赶出去，二是使烧杯中的N2SO,全部转 杯，向其中加入足量的BaCL2溶液，经过滤、洗涤、干燥后 化为N2SO,。(4)若通入氧气的量不足，则生成沉淀的质 称量BaSO,固体的质量。 量偏小，即计算出的生成二氧化硫的量偏小，则测得的硫 (3)通入氧气的目的是 酸的最低浓度偏大。 第二节 氨及其化合物 素养·目标定位 目标素养 知识概览 自然界中氨的循环 L.知道自然界中氮循环的基本过程，认识氮循环过程中的重 氮的固定 要物质。 氨气 2.熟知一氧化氮和二氧化氮的性质，了解自然界中形成硝酸 的过程。 性质 3.通过实验知道氨的溶解性、氨与水和酸的反应。 氨氧化物 4.通过分析化合价认识氨的还原性。 氮及其化合物 5.通过实验，知道铵盐的性质、NH的检验以及氨的实验室 氮的化合物 氨和铵盐 制法。 6.掌握硝酸的物理性质和化学性质。 硝酸 7.了解人类活动对氮循环的影响，知道酸雨产生的原因和 产生原因 危害。 8.了解如何减少氮氧化物的排放，树立环境保护意识。 酸雨及防治 危害 防治措施 17
第五章 化工生产中的重要非金属元素 棕色沉淀,可用于鉴定溶液中微量的Cu2+ 。②仪器X的作 用是盛装18.4mol·L-1 的浓硫酸并测定浓硫酸的体积。 (1)NaOH 溶液的作用是 。 (2)实验过程中,当滴入浓硫酸的体积为20.00mL时,烧瓶 内开始有红棕色沉淀生成,则能与铜反应的硫酸的最 低浓度为 mol·L-1(精确到小数点后一 位;混合溶液的体积可视为各溶液的体积之和)。 方案二、实验装置如图2所示。 图2 加热,充分反应后,由导管a通入氧气足够长时间,取下烧 杯,向其中加入足量的BaCl2 溶液,经过滤、洗涤、干燥后 称量BaSO4 固体的质量。 (3)通入氧气的目的是 、 。 (4)若通入氧气的量不足,则测得的硫酸的最低浓度 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 答案 (1)吸收尾气中的SO2 (2)11.0 (3)使产生的SO2 全部被 NaOH 溶液吸收 将SO2 最终转化为 Na2SO4 (4)偏大 解析 (1)铜与浓硫酸反应的化学方程式为Cu+2H2SO4 (浓) △ CuSO4+SO2↑+2H2O,铜与浓硫酸反应生成的 二氧化硫会污染环境,所以必须用碱溶液吸收。(2)当滴 入浓硫 酸 的 体 积 为 20.00 mL 时,溶 液 的 总 体 积 为 33.45mL,硫酸的浓度为 20.00mL×18.4mol·L-1 33.45mL = 11.0mol·L-1。(3)通入氧气的原因之一是将装置中产 生的二氧化硫驱赶出去,二是使烧杯中的 Na2SO3 全部转 化为 Na2SO4。(4)若通入氧气的量不足,则生成沉淀的质 量偏小,即计算出的生成二氧化硫的量偏小,则测得的硫 酸的最低浓度偏大。 第二节 氮及其化合物 素养·目标定位 目 标 素 养 知 识 概 览 1.知道自然界中氮循环的基本过程,认识氮循环过程中的重 要物质。 2.熟知一氧化氮和二氧化氮的性质,了解自然界中形成硝酸 的过程。 3.通过实验知道氨的溶解性、氨与水和酸的反应。 4.通过分析化合价认识氨的还原性。 5.通过实验,知道铵盐的性质、NH+ 4 的检验以及氨的实验室 制法。 6.掌握硝酸的物理性质和化学性质。 7.了解人类活动对氮循环的影响,知道酸雨产生的原因和 危害。 8.了解如何减少氮氧化物的排放,树立环境保护意识。 17
化学 必修 第二册 配人教版 第1课时 氮气与氨的固定一氧化氮和二氧化氮 课前·基础认知 一、氨气和氨的固定 解析氢气与氨气在高温、高压、催化剂条件下才能反 1.氮元素在周期表中的位置。 应，A项错误：氨气中氨元素的化合价可以升高，也可以降 氮元素位于元素周期表第二周期、第VA族。氮原 低，故既具有氧化性，又具有还原性，B项正确：自然界存在 子的最外电子层有5个电子，既不容易得到3个电子，也 氨循环，C项正确：氨气与氧气在放电条件下反应生成一氧 不容易失去5个电子，一般通过共用电子对与其他原子 化氨，D项正确。 相互结合构成物质。 3.自然界中氮的存在形式和氮的固定。 2.氮气的性质。 N2(大气中，体积分数约为78%) (1)氮气的物理性质。 雷电周氨：N2+0,效电2NO 游离态 ·自然周氮 颜色 状态 气味 溶解性 生物固氮：豆科植物根瘤菌固氨 氨的 无色 气体 无臭 难溶于水 周定 (2)氮气的化学性质。 化合态 L人工周钱-合成氨：N+3H2NH ①氮原子的原子序数是7，原子结构示意图是 动植物体内、土，和水体中 ⊙)，氮分子的结构式为N=N。 ·微判断「(1)氮在自然界中只以游离态形式存在。 ②氮元素最低负化合价是一3价，最高正化合价为十5 () 价。N2中氮元素的化合价是0价，是氮元素的中间价态，在 (2)豆科植物通过根寤菌吸收空气中的氮属于氮的固 一定条件下能表现氧化性或还原性。 定，是化学变化。 () ③氮气的性质不活泼，但在一定条件下也可以发生化学 答案(1)×(2)√ 反应。 二、一氧化氨与二氧化氨 L.NO与NO2的性质比较。 与N2反应的物质 化学方程式 氧化剂 物质 NO NO2 通常为无色气体， 通常为红棕色、有 Mg N,十3Mg点搭Mg,Y N2 物理性质 刺激性气味的气体。 不溶于水 易溶于水 2NO十O2= 与O2反应 不反应 02 放电或高温 化学 2NO2 N2+O2= =2NO 02 性质 3NO2+H2O 与H2O反应 不反应 2HNO,+NO H2 高温、高压 N2十3H2= 2NH N2 2.NO的检验。 催化剂 反应原理：2NO十O2—2NO2,现象：无色气体变 为红棕色气体。 微训练下列关于八2的性质的叙述中错误的是 ·徽割断2(1)NO在空气中易转化为红棕色的 ( )。 NO2。 () A,氨气在氢气中能燃烧 (2)NO2与HO的反应，NO2只做氧化剂。 () B.氨气既具有氧化性，又具有还原性 (3)NO和NO2的颜色、气味、水溶性不同，但它们都是 C,大气、陆地和水体中的氨元素在不停地进行着氨的 有毒的气体。 () 循环 (4)在实验室里，NO和NO2均用排水法收集。() D.氮气与氧气在一定条件下反应生成一氧化氨 答案(1)√(2)×(3)√(4)× 答案A 18
化 学 必修 第二册 配人教版 第1课时 氮气与氮的固定 一氧化氮和二氧化氮 课前·基础认知 一、氮气和氮的固定 1.氮元素在周期表中的位置。 氮元素位于元素周期表第 二 周期、第 ⅤA 族。氮原 子的最外电子层有5个电子,既 不容易 得到3个电子,也 不容易 失去5个电子,一般通过 共用电子对 与其他原子 相互结合构成物质。 2.氮气的性质。 (1)氮气的物理性质。 颜色 状态 气味 溶解性 无色 气体 无臭 难溶于水 (2)氮气的化学性质。 ①氮 原 子 的 原 子 序 数 是 7,原 子 结 构 示 意 图 是 ○+7 ◝ 2 ◞ ◝ 5 ◞ ,氮分子的结构式为 N≡N 。 ②氮元素最低负化合价是-3价,最高正化合价为+5 价。N2 中氮元素的化合价是0价,是氮元素的中间价态,在 一定条件下能表现氧化性或还原性。 ③氮气的性质不活泼,但在一定条件下也可以发生化学 反应。 与 N2 反应的物质 化学方程式 氧化剂 Mg N2+3Mg 点燃 Mg3N2 N2 O2 N2+O2 放电或高温 2NO O2 H2 N2+3H2 高温、高压 催化剂 2NH3 N2 微训练 下列关于 N2 的性质的叙述中错误的是 ( )。 A.氮气在氢气中能燃烧 B.氮气既具有氧化性,又具有还原性 C.大气、陆地和水体中的氮元素在不停地进行着氮的 循环 D.氮气与氧气在一定条件下反应生成一氧化氮 答案 A 解析 氢气与氮气在高温、高压、催化剂条件下才能反 应,A项错误;氮气中氮元素的化合价可以升高,也可以降 低,故既具有氧化性,又具有还原性,B项正确;自然界存在 氮循环,C项正确;氮气与氧气在放电条件下反应生成一氧 化氮,D项正确。 3.自然界中氮的存在形式和氮的固定。 微判断 1 (1)氮在自然界中只以游离态形式存在。 ( ) (2)豆科植物通过根瘤菌吸收空气中的氮属于氮的固 定,是化学变化。 ( ) 答案 (1)× (2)√ 二、一氧化氮与二氧化氮 1.NO与 NO2 的性质比较。 物质 NO NO2 物理性质 通常为无色气体, 不溶于水 通常为 红棕 色、有 刺激性气味的气体, 易溶于水 化学 性质 与 O2 反应 2NO+O2 2NO2 不反应 与 H2O反应 不反应 3NO2 +H2O 2HNO3+NO 2.NO的检验。 反应原理:2NO+O2 2NO2 ,现象:无色气体变 为红棕色气体 。 微判断 2 (1)NO 在 空 气 中 易 转 化 为 红 棕 色 的 NO2。 ( ) (2)NO2 与H2O的反应,NO2 只做氧化剂。 ( ) (3)NO和 NO2 的颜色、气味、水溶性不同,但它们都是 有毒的气体。 ( ) (4)在实验室里,NO和 NO2 均用排水法收集。 ( ) 答案 (1)√ (2)× (3)√ (4)× 18
第五章化工生产中的重要非金属元素 课堂·重难突破 NO2性质的实验探究 重难归纳 NO 1实验过程。 H.O -H,O 实验装置 可 (1)打开弹簧夹，推动针筒活塞，使O2进入烧瓶。关上 弹簧夹，首先观察到烧瓶中的现象为」 ,产生此现象的化学方程式为 步骤一：在如图 步骤二：打 0 注射器里充入 开弹簧夹， (2)轻轻摇动烧瓶，观察到烧瓶中的现象为 20mLNO,然 快速吸入 ① 实验操作后吸入5mL 步骤三：振荡注射器 10mL空 ③ 水，用乳胶管和 气后夹上 产生此现象的化学方程式为 弹簧夹封住管 弹簧夹 口，振荡注射器 答案(1)烧瓶中气体颜色由无色变为红棕色 红棕色气体变浅至 2NO+0,-2NO2 无色气体 消失，有无色气体生 (2)①烧瓶中红棕色气体又变为无色 实验现象无明显现象 变为红棕 成，注射器活塞向内 ②烧杯中的水倒吸到烧瓶中（或烧瓶中液面上升） 色 3NO,+H2O=2HNO+NO 滑动 学以致用 化学方 2NO+02 2NO2,3NO2+H2O= =2HNO, 程式 +NO 1.下列关于反应3NO2十H2O一2HNO3十NO的说 法正确的是()。 如果要将注射器中的0充分转化，可再吸入足量的空气，发 A.氧化剂与还原剂的质量比为1：2 生总反应的化学方程式为4NO十3O2十2H2O=4HNO B.氧化产物与还原产物的物质的量之比为1：2 2.对工业生产硝酸的启示。 C,NO2是氧化剂，H2O是还原剂 工业上生产硝酸的原理为3NO2十H2O一2HNO十 D.在反应中，若有6 mol NO2参与反应，则有3mol电 子发生转移 NO,2N0+O2=2NO2,4NO2+O2+2H20—4HNO3, 向吸收后的废气中再通入适量的氧气或空气，能充分利用原 答案A 料，并能减少NO的排放以保护环境。 解析根据化学方程式可知，NO2既是氧化剂，又是还 ?思考发现 原剂，氧化剂(N元素化合价由十4价降低为十2价)与还原 剂(N元素化合价由十4价升高为十5价)的质量比是1：2， 民间有谚语“雷雨发庄稼”。即在雷雨过后，庄稼生长得 氧化产物是硝酸，还原产物是NO,它们物质的量之比为 更旺盛，其中蕴含了什么化学原理？请写出相关的化学方 2:l:在反应中，若有6 mol NO2参与反应，则有4mol电子 程式。 发生转移。 提示有关反应的化学方程式如下： 2.试管中盛装的气体呈红棕色，当把试管倒扣在盛有水 N+0,效电 的水槽中时，如图所示，试管内液面上升，但不能充满试管， =2NO: 当向试管内鼓入氧气后，可以观察到试管中液面继续上升， 2NO+02=2NO2 经过多次重复后，试管被水充满。对原试管中盛装的气体的 3NO2+H2O=2HNO2+NO。 说法正确的是( )。 由于生成的硝酸与土壤中的矿物质作用，生成硝酸盐， 为土壤补充了氨肥，所以庄稼长得更旺盛。 典例剖析 为了有效实现NO和NO2的相互转化，某小组设计了 如下实验： 按图组装好实验装置，并检查装置的气密性，实验前用 A.可能是N2与NO,的混合气体 排水法收集半瓶NO气体。 B.一定是NO与NO2的混合气体 19
第五章 化工生产中的重要非金属元素 课堂·重难突破 一 NO2 性质的实验探究 重难归纳 1.实验过程。 实验装置 实验操作 步骤一:在如图 注射器里充入 20mL NO,然 后 吸 入 5 mL 水,用乳胶管和 弹簧夹封住管 口,振荡注射器 步骤二:打 开弹簧夹, 快 速 吸 入 10 mL 空 气 后 夹 上 弹簧夹 步骤三:振荡注射器 实验现象 无明显现象 无 色 气 体 变 为 红 棕 色 红棕色气体变浅至 消失,有无色气体生 成,注射器活塞向内 滑动 化学方 程式 2NO+O2 2NO2,3NO2+H2O2HNO3 +NO 如果要将注射器中的NO充分转化,可再吸入足量的空气,发 生总反应的化学方程式为4NO+3O2+2H2O4HNO3 2.对工业生产硝酸的启示。 工业上生产硝酸的原理为3NO2+H2O2HNO3+ NO,2NO+O2 2NO2,4NO2+O2+2H2O4HNO3, 向吸收后的废气中再通入适量的氧气或空气,能充分利用原 料,并能减少 NO的排放以保护环境。 民间有谚语“雷雨发庄稼”。即在雷雨过后,庄稼生长得 更旺盛,其中蕴含了什么化学原理? 请写出相关的化学方 程式。 提示 有关反应的化学方程式如下: N2+O2 放电 2NO; 2NO+O2 2NO2; 3NO2+H2O2HNO3+NO。 由于生成的硝酸与土壤中的矿物质作用,生成硝酸盐, 为土壤补充了氮肥,所以庄稼长得更旺盛。 典例剖析 为了有效实现 NO和 NO2 的相互转化,某小组设计了 如下实验: 按图组装好实验装置,并检查装置的气密性,实验前用 排水法收集半瓶 NO气体。 (1)打开弹簧夹,推动针筒活塞,使 O2 进入烧瓶。关上 弹簧夹,首先观察到烧瓶中的现象为 ,产生此现象的化学方程式为 。 (2)轻轻摇动烧瓶,观察到烧瓶中的现象为 ① ; ② 。 产生此现象的化学方程式为 。 答案 (1)烧瓶中气体颜色由无色变为红棕色 2NO+O2 2NO2 (2)①烧瓶中红棕色气体又变为无色 ②烧杯中的水倒吸到烧瓶中(或烧瓶中液面上升) 3NO2+H2O2HNO3+NO 学以致用 1.下列关于反应3NO2+H2O2HNO3+NO 的说 法正确的是( )。 A.氧化剂与还原剂的质量比为1∶2 B.氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2 C.NO2 是氧化剂,H2O是还原剂 D.在反应中,若有6molNO2 参与反应,则有3mol电 子发生转移 答案 A 解析 根据化学方程式可知,NO2 既是氧化剂,又是还 原剂,氧化剂(N元素化合价由+4价降低为+2价)与还原 剂(N元素化合价由+4价升高为+5价)的质量比是1∶2, 氧化产物是硝酸,还原产物是 NO,它们物质的量之比为 2∶1;在反应中,若有6molNO2 参与反应,则有4mol电子 发生转移。 2.试管中盛装的气体呈红棕色,当把试管倒扣在盛有水 的水槽中时,如图所示,试管内液面上升,但不能充满试管, 当向试管内鼓入氧气后,可以观察到试管中液面继续上升, 经过多次重复后,试管被水充满。对原试管中盛装的气体的 说法正确的是( )。 A.可能是 N2 与 NO2 的混合气体 B.一定是 NO与 NO2 的混合气体 19
化学 必修 第二册 配人教版 C.可能是NO与NO2的混合气体 ”思考发现 D.只可能是NO2一种气体 NO2和溴蒸气都是有刺激性气味的深红棕色有毒 答案C 气体。 解析试管内气体为红棕色，故一定含有NO2,也可能 (1)如何鉴别NO2和溴蒸气？（要求用两种不同方法 含有NO,图为2NO十O2一2NO2,生成的NO2又可与水 鉴别) 反应，使液面上升，NO2、O2与水反应的化学方程式为 提示①分别向盛有少量气体的集气瓶中加水，振荡， 4NO2十O2十2H2O一4HNO3,故当试管内气体为NO2或 能使水变黄的是溴蒸气，气体颜色消失的是NO2。②分别 NO2与NO的混合气体时，通入适量O2,最终试管内可完全 向盛有少量气体的集气瓶中加入用稀硝酸酸化的硝酸银溶 充满液体。由于N2不溶于水，故不可能含有N2。由此可知 液，能产生浅黄色沉淀的是淚蒸气，气体颜色消失且无其他 答案为C。 明显现象的是NO2。 二NO,与O2、水反应的计算 (2)能否用湿润的碘化钾淀粉试纸检验NO2和溴蒸气？ 说明理由。 重难归纳 提示不能。因为涣蒸气和八NO2都有氧化性，都能氧 氮的氧化物溶于水的计算有以下几种情况： 化KI,反应的化学方程式分别为Br2+2KI=2KBr+I2, 1.NO2或NO2和N2的混合气体溶于水时可依据： 4NO2+2KI-2NO+I2+2KNO3 3NO2+H2O一2HNO3+NO,利用气体体积差值进行 计算。 典例剖析 2.NO2和O2的混合气体、NO和O2的混合气体与水 按图进行实验。试管中装有12mLNO,然后间歇而又 反应的化学方程式为 缓慢地向其中通入8mLO2,下列是有关最终状态的描述， 3NO,+H2O=2HNO+NO ① 其中正确的是()。 2NO++02=2NO2 ② ①试管内气体呈红棕色②试管内气体呈无色 由方程式①×2+②得：4NO2十O2+2H2O—4HNO, ③试管内液面不变④试管内液面上升⑤试管内气体是 ③ 02 ⑥试管内气体是NO 由方程式①×2+②×3得：4NO+3O2+2H,0= 02 4HNO ④ NO 3.NO2和O2混合后溶于水时，由4NO2十O2十2H2O 一4HNO可知，当体积比 =4:1,恰好完全反应 V(NO,):V(O) >4:1,NO2过量，剩余气体为NO A.①③ <4:1,02过量，剩余气体为02 B.②④⑤ 4.NO和O2混合后溶于水时，其反应关系式是4NO十 C.②④⑥ 3O2+2H2O=4HNO3, D.②③⑤ =4:3,恰好完全反应 答案C 当体积比V(NO):V(O2)>4:3,剩余NO 4:3,剩余O2 解析由反应4NO十3O2十2H2O一4HNO,可知，剩 5.根据电子守恒或原子守恒法计算。 4 余气体应为NO,体积为行mL,试管内液面上升。 (1)当NO2或NO转化为HNO3时失去电子，若两种 气体与O2混合通入水中时，O2得电子，且得失电子数必须 学以致用 相等，这是电子守恒法解答此类题目的依据。 (2)利用原子个数比分析氮氧化物与氧气的混合气体溶 1.在一定条件下，将充满NO2和O2的试管倒立于水槽 于水的化学方程式。在反应4NO2十O2+2H20一 中，充分反应后，剩余气体体积为原混合气体体积的？，则 4HNO3和4NO十3O2十2H2O—4HNO3中，“4NO2+ 原混合气体中NO2和O2的体积之比可能是(。 O2”和“4NO十3O2”从组成上均相当于2N2O5的组成，也就 ①8：1②7：3③7：1④4：1 是N、O的原子个数比符合2：5时，氮的氧化物和氧气均无 A.①② 剩余，这两种情况均可利用混合气体中N、O的原子个数比 B.①③ 来分析： C.②③ <2:5,剩余O2 D.②④ N(N):V(O)=2:5,恰好完全反应 答案C >2:5,剩余NO 解析反应为4NO2十O2+2H2O一4HNO3,设原气 体体积为8L,则剩余气体为1L。 20
化 学 必修 第二册 配人教版 C.可能是 NO与 NO2 的混合气体 D.只可能是 NO2 一种气体 答案 C 解析 试管内气体为红棕色,故一定含有 NO2,也可能 含有 NO,因为2NO+O2 2NO2,生成的 NO2 又可与水 反应,使液面上升,NO2、O2 与 水 反 应 的 化 学 方 程 式 为 4NO2+O2+2H2O4HNO3,故当试管内气体为 NO2 或 NO2 与NO的混合气体时,通入适量O2,最终试管内可完全 充满液体。由于 N2 不溶于水,故不可能含有 N2。由此可知 答案为C。 二 NOx 与 O2、水反应的计算 重难归纳 氮的氧化物溶于水的计算有以下几种情况: 1.NO2 或 NO2 和 N2 的混合气体溶于水时可依据: 3NO2+H2O 2HNO3+NO,利用气体体积差值进行 计算。 2.NO2 和 O2 的混合气体、NO 和 O2 的混合气体与水 反应的化学方程式为 3NO2+H2O2HNO3+NO ① 2NO+O2 2NO2 ② 由方程式①×2+②得:4NO2+O2+2H2O4HNO3 ③ 由方程式①×2+②×3得:4NO+3O2+2H2O 4HNO3 ④ 3.NO2 和 O2 混合后溶于水时,由4NO2+O2+2H2O 4HNO3 可知,当体积比 V(NO2)∶V(O2) =4∶1,恰好完全反应 >4∶1,NO2 过量,剩余气体为NO <4∶1,O2 过量,剩余气体为O2 4.NO和 O2 混合后溶于水时,其反应关系式是4NO+ 3O2+2H2O4HNO3, 当体积比V(NO)∶V(O2) =4∶3,恰好完全反应 >4∶3,剩余 NO <4∶3,剩余 O2 5.根据电子守恒或原子守恒法计算。 (1)当 NO2 或 NO 转化为 HNO3 时失去电子,若两种 气体与 O2 混合通入水中时,O2 得电子,且得失电子数必须 相等,这是电子守恒法解答此类题目的依据。 (2)利用原子个数比分析氮氧化物与氧气的混合气体溶 于水 的 化 学 方 程 式。在 反 应 4NO2 + O2 +2H2O 4HNO3 和4NO+3O2 +2H2O 4HNO3 中,“4NO2 + O2”和“4NO+3O2”从组成上均相当于2N2O5 的组成,也就 是 N、O的原子个数比符合2∶5时,氮的氧化物和氧气均无 剩余,这两种情况均可利用混合气体中 N、O的原子个数比 来分析: N(N)∶N(O) <2∶5,剩余 O2 =2∶5,恰好完全反应 >2∶5,剩余 NO NO2 和溴蒸气都是有刺激性气味的深红棕色有毒 气体。 (1)如何鉴别 NO2 和溴蒸气? (要求用两种不同方法 鉴别) 提示 ①分别向盛有少量气体的集气瓶中加水,振荡, 能使水变黄的是溴蒸气,气体颜色消失的是 NO2。②分别 向盛有少量气体的集气瓶中加入用稀硝酸酸化的硝酸银溶 液,能产生浅黄色沉淀的是溴蒸气,气体颜色消失且无其他 明显现象的是 NO2。 (2)能否用湿润的碘化钾淀粉试纸检验 NO2 和溴蒸气? 说明理由。 提示 不能。因为溴蒸气和 NO2 都有氧化性,都能氧 化 KI,反应的化学方程式分别为Br2+2KI2KBr+I2, 4NO2+2KI2NO+I2+2KNO3。 典例剖析 按图进行实验。试管中装有12mLNO,然后间歇而又 缓慢地向其中通入8mLO2,下列是有关最终状态的描述, 其中正确的是( )。 ①试管内气体呈红棕色 ②试管内气体呈无色 ③试管内液面不变 ④试管内液面上升 ⑤试管内气体是 O2 ⑥试管内气体是 NO A.①③ B.②④⑤ C.②④⑥ D.②③⑤ 答案 C 解析 由反应4NO+3O2+2H2O4HNO3 可知,剩 余气体应为 NO,体积为 4 3 mL,试管内液面上升。 学以致用 1.在一定条件下,将充满NO2 和O2 的试管倒立于水槽 中,充分反应后,剩余气体体积为原混合气体体积的 1 8 ,则 原混合气体中 NO2 和 O2 的体积之比可能是( )。 ①8∶1 ②7∶3 ③7∶1 ④4∶1 A.①② B.①③ C.②③ D.②④ 答案 C 解析 反应为4NO2+O2+2H2O4HNO3,设原气 体体积为8L,则剩余气体为1L。 20