第五章第二节 氮及其化合物第3课时 硝酸 酸雨及防治 课件(共97张PPT)

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名称 第五章第二节 氮及其化合物第3课时 硝酸 酸雨及防治 课件(共97张PPT)
格式 pptx
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-01-12 11:15:31

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(共97张PPT)
第3课时 硝酸 酸雨及防治
第5章 化工生产中的重要非金属元素
【课程标准要求】 
1.能从物质类别、氮元素化合价的角度认识硝酸的性质及含氮物质间的相互转化,熟知工业制硝酸的反应原理。
2.认识二氧化硫、氮氧化物为大气污染物,了解酸雨的形成、危害及其防治。
新知自主预习
课堂互动探究
课时训练


CONTENTS
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课堂小结·即时达标
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一、硝酸
1.物理性质
硝酸是________色、________挥发、有____________气味的液体。


刺激性
2.化学性质
(1)酸的通性
写出下列反应的离子方程式:
①硝酸和氢氧化钠反应:_____________________________________。
②硝酸和氧化钠反应:_______________________________________。
③硝酸和碳酸钙反应:_______________________________________。
H++OH-===H2O
2H++Na2O===2Na++H2O
2H++CaCO3===Ca2++CO2↑+H2O
(2)不稳定性:见光或受热易分解,化学方程式为
________________________________________。
长期存放的浓硝酸呈黄色是因为其分解生成的________溶于硝酸中,实验室常将浓硝酸保存在________试剂瓶中,并放在阴凉处。
NO2
棕色
(3)强氧化性
①浓硝酸、稀硝酸与Cu反应的化学方程式。
浓硝酸与Cu反应:_____________________________________________;
稀硝酸与Cu反应:_____________________________________________。
②与Fe、Al反应
常温下________硝酸可使铁、铝表面形成________________而钝化,保护内部金属不再与酸反应,所以可以用________制容器或________制容器盛放浓硝酸。________时,铁、铝可以与浓硝酸反应。
4HNO3(浓)+Cu===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
8HNO3(稀)+3Cu===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O

致密的氧化膜


加热
③与非金属(如C、S等)反应
写出碳与浓硝酸在加热时反应的化学方程式:
___________________________________________。
3.应用
硝酸是一种重要的化工原料,可用于制造________、农药、________、染料和硝酸盐等。
化肥
炸药
4.工业制备原理
写出上述转化的化学方程式,并指出含氮物质发生的是氧化反应还是还原反应。
①N2→NH3:_____________________________,N2发生________反应。
②NH3→NO:____________________________,NH3发生________反应。
③NO→NO2:____________________________,NO发生________反应。
④NO2→HNO3:__________________________,NO2既发生________反应,又发生________反应。
还原
氧化
2NO+O2===2NO2
氧化
3NO2+H2O===2HNO3+NO
氧化
还原
【微自测】
1.下列描述中正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)硝酸和活泼金属反应生成氢气和相应的硝酸盐(  )
(2)实验室可以用铜和稀硝酸制备少量的NO气体(  )
(3)过量的铜和一定量浓硝酸反应,生成气体只有二氧化氮(  )
(4)常温下,将铝片放入浓硝酸,无明显现象,是因为铝和浓硝酸不反应(  )
(5)浓硝酸氧化性很强,常温下就可以和碳发生反应(  )
×

×
×
×
(6)碳、铜与浓硝酸反应时,浓硝酸只表现强氧化性(  )
(7)硝酸的浓度越大,其氧化性越强(  )
(8)稀硝酸可溶解Fe(OH)2生成Fe(NO3)2和水(  )
(9)王水是浓硝酸和浓盐酸体积比为1∶3的混合物,能溶解金和铂(  )
×

×

二、酸雨及防治
pH<5.6

石油
2H2SO3+O2===2H2SO4
污染源

【微自测】
2.现有雨水样品1份,每隔一段时间测定该雨水样品的pH,所得数据如下:
分析数据,回答下列问题:
(1)雨水样品的pH变化的原因是_____________________(用化学方程式表示)。
(2)如果将刚取样的上述雨水和自来水相混合,pH将变________,原因是________________________________________________(用化学方程式表示)。
测试时间/h 0 1 2 3 4
雨水的pH 4.73 4.63 4.56 4.55 4.55
二、硝酸与金属反应的相关计算
一、硝酸的强氧化性
一、硝酸的强氧化性
硝酸与Cu反应的实验探究
实验装置:
———————【活动探究】———————
实验操作:
如图所示,在橡胶塞侧面挖一个凹槽,并嵌入下端卷成螺旋状的铜丝。向两支具支试管中分别加入2 mL浓硝酸和稀硝酸,用橡胶塞塞住试管口,使铜丝与硝酸接触,观察并比较实验现象。向上拉铜丝,终止反应。
1.两支具支试管中观察到的实验现象是否完全相同?反应中浓硝酸、稀硝酸起什么作用?
提示:不相同。加入浓硝酸的具支试管中出现的现象是铜片表面产生气泡,铜片溶解,溶液变蓝,具支试管上部空间无色变红棕色。加入稀硝酸的具支试管出现的现象是铜片表面产生气泡,铜片溶解,溶液变蓝,具支试管上部空间气体由无色变红棕色,后又变成无色。两支具支试管中浓、稀硝酸既表现出氧化性,又表现出酸性。
2.分析两支具支试管中发生反应的氮元素的价态变化,思考硝酸的浓度对还原产物有何影响。
提示:反应中,浓硝酸的还原产物是NO2,稀硝酸的还原产物是NO,即硝酸的浓度越低,还原产物的价态越低。
3.足量的铜与一定量的浓硝酸反应,得到气体的成分是什么?
提示:NO、NO2的混合气体。铜与浓HNO3反应生成NO2气体,随着反应的进行,硝酸浓度变稀,铜与稀硝酸反应生成NO气体,故得到的是NO和NO2的混合气体。
4.浓硝酸、稀硝酸与Cu反应产物分别为NO2、NO,反应中稀硝酸化合价降低较多,说明稀硝酸氧化性比浓硝酸强,对吗?
提示:不对。浓硝酸氧化性比稀硝酸强,与Cu反应时浓HNO3反应更剧烈。
5.铜投入到稀硫酸中不会溶解,再向溶液中投入KNO3固体,铜会不会溶解?为什么?
6.若铜与硝酸反应后,硝酸不足而铜剩余,向反应体系中加入稀硫酸,铜是否继续溶解?若溶解,发生什么反应?
1.规律
硝酸无论浓稀均具有强氧化性,主要是由于硝酸中的+5价的氮元素具有很强的得电子能力。
(1)硝酸的浓度越大,反应温度越高,其氧化性越强。稀硝酸只能使紫色石蕊试液变红,浓硝酸能使紫色石蕊试液先变红,后褪色。
(2)浓硝酸的还原产物是 NO2,稀硝酸的还原产物是NO。
(3)还原剂一般被氧化为最高价态。
———————【核心归纳】———————
2.表现
(1)硝酸与金属的反应
①除Au、Pt等少数金属外,硝酸几乎可以氧化所有的金属,如3Ag+4HNO3(稀)===3AgNO3+NO↑+2H2O;
②活泼金属与硝酸反应不生成H2,硝酸的浓度不同,还原产物不同;
③常温下浓硝酸能使Fe、Al钝化,加热时反应。
④稀硝酸与铁反应:
反应物的量 HNO3过量 Fe过量 恰好反应
产物 Fe(NO3)3 Fe(NO3)2 Fe(NO3)3或Fe(NO3)2或二者的混合物
1.下列关于硝酸的说法中正确的是(  )
A.稀硝酸能与Fe发生反应,浓硝酸不能
B.浓硝酸和稀硝酸都是强氧化剂
C.稀硝酸是弱酸,浓硝酸是强酸
D.稀硝酸与Cu反应生成NO,而浓硝酸与Cu反应生成NO2,稀硝酸得电子更多,故稀硝酸的氧化性大于浓硝酸
———————【实践应用】———————
B
解析 A项,浓硝酸使铁钝化也是与Fe发生反应;B项,浓、稀硝酸均具有强氧化性;C项,硝酸属于强酸,与浓度大小无关;D项,硝酸的氧化性强弱与其浓度大小有关,浓硝酸的氧化性大于稀硝酸的氧化性,这与HNO3和Cu反应中HNO3得电子数目多少无关。
2.某研究小组为了探究硝酸的性质,进行如下实验操作。
(1)从试剂柜中取一瓶浓硝酸,发现其保存在________色试剂瓶中,取少量浓硝酸于试管中,发现其溶液呈“黄色”,其原因是______________________
_________________________________(用化学方程式和适当文字描述)。
该研究小组尝试将显“黄色”的浓硝酸恢复到原本的无色。下列措施合理的是________(填字母)。
a.向浓硝酸中加水 b.向浓硝酸中通入适量空气
c.加热浓硝酸 d.向浓硝酸中加入适量的NaOH固体
(2)向浓硝酸中加入稍过量铜片,该小组同学发现,生成的气体开始呈红棕色后逐渐变浅,最终气体变为无色,试写出上述反应的化学方程式:___________________________________________________________,
在上述反应中,硝酸体现的性质为________________________________。
(3)当实验完毕,该小组同学向试管中滴入少量稀H2SO4,发现铜片又逐渐溶解,产生无色气体,试写出上述反应的离子方程式:____________________。
(4)该小组同学向浓硝酸中加入少量碳粉,无明显现象,缓慢加热,发现碳粉逐渐溶解,产生红棕色气体,试写出上述反应的化学方程式:___________________________________________________________,
在该反应中硝酸体现的性质为________。
二、硝酸与金属反应的相关计算
1.反应规律
反应通式:M+HNO3→M(NO3)n+还原产物+H2O
还原产物:浓HNO3→NO2;稀HNO3→NO
———————【核心归纳】———————
2.思维模型
(1)起氧化作用的HNO3转化成了气体(NO、NO2),可根据气体的物质的量求出。
(2)起酸性作用的HNO3转化成了硝酸盐,可以根据金属阳离子的物质的量求出。
(3)没有参加反应的HNO3,可根据溶液中H+的物质的量求出。
3.计算方法
4.反应类型
3.38.4 mg铜跟适量的浓硝酸反应,铜全部作用后,共收集到22.4 mL(标准状况)气体,则反应消耗的硝酸的物质的量可能是(  )
A.1.0×10-3 mol B.1.6×10-3 mol
C.2.2×10-3 mol D.2.4×10-3 mol
———————【实践应用】———————
C
A.0.5a mol B.(0.1+a) mol
C.0.1a mol D.2a mol
B
5.某100 mL混合液中,HNO3和H2SO4的物质的量浓度分别是0.4 mol·L-1和
0.1 mol·L-1,向该混合液中加入1.92 g铜粉,加热,待充分反应后,所得溶液中Cu2+的物质的量浓度(忽略体积变化)为(  )
A.0.15 mol·L-1 B.0.225 mol·L-1
C.0.35 mol·L-1 D.0.45 mol·L-1
B
6.将32.64 g铜与140 mL一定浓度的硝酸反应,铜完全溶解,产生标准状况下的一氧化氮和二氧化氮混合气体共11.2 L。请回答下列问题:
(1)产生一氧化氮的体积为________L(标准状况下)。
(2)待反应结束后,向溶液中加入V mL a mol·L-1的氢氧化钠溶液,恰好使溶液中的Cu2+全部转化为沉淀,则原硝酸的浓度为________mol·L-1(不必化简)。
(3)欲使铜与硝酸反应生成的气体在氢氧化钠溶液中全部转化为硝酸钠,至少需要氧气________mol。
核心体系建构
1.下列说法错误的是(  )
C
A.空气中的SO2溶于水,最终形成酸雨
B.汽车排放的尾气、硝酸厂和化肥厂的废气都含有氮氧化物
C.工业废水任意排放是造成酸雨的主要原因
D.为了减少酸雨的形成,可对燃料进行脱硫处理
解析 A.SO2与水反应生成亚硫酸,亚硫酸能被氧化为硫酸,形成酸雨,故A正确B.汽车排放的尾气、硝酸厂和化肥厂的废气都含有氮元素,含有氮氧化物,故B正确;C.工业废水任意排放引起江河湖泊污染,与酸雨无关,故C错误;D.燃料脱硫可减少二氧化硫的排放,为了减少酸雨的形成,可对燃料进行脱硫处理,故D正确。
C
2.下列表述正确的是(  )
①浓硝酸通常保存在棕色试剂瓶中
②检验亚硫酸钠溶液在空气中放置是否变质可以先加硝酸溶液,再加氯化钡溶液来检验
③锌与稀硝酸反应可以得到氢气
④浓硫酸滴到纸张上变黑,说明浓硫酸具有吸水性
⑤二氧化硫和二氧化氮都能形成酸雨,酸雨的pH等于5.6
A.①③ B.①②
C.① D.①②④⑤
解析 ①浓硝酸见光或受热易分解,通常保存在棕色试剂瓶中,正确;②检验亚硫酸钠溶液在空气中放置是否变质可以先加过量稀盐酸,再加氯化钡溶液来检验,错误;③稀硝酸具有强氧化性,锌与稀硝酸反应不产生氢气,错误;④浓硫酸滴到纸张上变黑,说明浓硫酸具有脱水性,错误;⑤酸雨的pH小于5.6,错误;综上只有①对,选C。
A
3.以下关于铜跟浓硝酸、稀硝酸反应的说法中错误的是(  )
A.1 mol浓硝酸被还原转移2 mol电子
B.铜与浓硝酸反应比与稀硝酸反应剧烈
C.铜与浓、稀硝酸反应都不需要加热
D.生成等量的硝酸铜,消耗浓硝酸的量多
解析 1 mol浓HNO3被还原生成1 mol NO2,转移1 mol电子,A项错误;浓硝酸的氧化性强于稀硝酸,Cu与浓HNO3反应比与稀HNO3反应剧烈,B项正确;Cu与浓、稀HNO3反应都不需要加热,C项正确;浓硝酸的还原产物是NO2,稀硝酸的还原产物是NO,根据得失电子守恒可判断生成等量的Cu(NO3)2,消耗浓HNO3的量多,D项正确。
B
4.将19.5 g锌粉与一定量的浓硝酸反应生成硝酸盐、水及气体,当锌粉完全反应时收集到11.2 L NO、NO2混合气(标准状况下),则所消耗硝酸的物质的量是(  )
A.1.2 mol B.1.1 mol C.0.9 mol D.0.8 mol
请回答下列问题。
(1)检查装置气密性后,将燃烧匙中的木炭在酒精灯上加热至红热状态,立即伸入三颈烧瓶中,并塞紧瓶塞,滴加浓硝酸,可观察到三颈烧瓶中气体的颜色为________,产生该气体的化学方程式是___________________________。
(2)装置C中盛有足量Ba(OH)2溶液,反应一段时间后可观察到C中出现白色沉淀,该白色沉淀为________(写化学式)。其中的Ba(OH)2溶液________(填“能”或“不能”)用Ca(OH)2溶液代替,理由是___________________________。
(3)装置B的作用是___________________________________________。
(4)装置D中收集到了无色气体,部分同学认为是NO,还有部分同学认为是O2。
①下列对该气体的检验方法合理的是________(填字母)。
A.敞口观察集气瓶内气体的颜色变化
B.将润湿的蓝色石蕊试纸伸入集气瓶内,观察试纸是否变红
C.将带火星的木条伸入集气瓶中,观察木条是否复燃
②如果集气瓶中收集到的无色气体是氧气,则氧气的来源是________________。
解析 (1)装置A中发生的是浓硝酸与木炭的反应,生成NO2、CO2、H2O,由于NO2为红棕色气体,故三颈烧瓶中气体的颜色为红棕色。(2)将NO2、CO2通入Ba(OH)2溶液中分别生成Ba(NO3)2和BaCO3,由于Ba(OH)2溶液足量,故溶液为碱性环境,BaCO3不溶解以沉淀形式析出。Ba(OH)2溶液不能用Ca(OH)2溶液代替,因为Ca(OH)2微溶于水,Ca(OH)2溶液中Ca(OH)2含量太少,浓度太低,不足以完全吸收生成的酸性气体,导致溶液呈酸性,从而不能生成CaCO3沉淀。(3)装置B可以防止装置C中酸性气体因溶解速率太快而出现倒吸。(4)①NO与空气中的O2反应生成红棕色的NO2,A正确;NO和O2均不具有酸性,B错误;O2能使带火星的木条复燃,而NO不能,C正确。②装置A中除发生木炭与浓硝酸的反应外,还可能发生浓硝酸的分解反应。
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)
1.我国清代《本草纲目拾遗》中记载无机药物 335 种,其中“强水”条目下写道:“性最烈, 能蚀五金……其水甚强,五金八石皆能穿第,惟玻璃可盛。”这里的“强水”是(  )
B
A.氨水 B.硝酸 C.酒精 D.烧碱
解析 A.虽然氨水可用玻璃器皿盛放,但氨水与大部分金属很难发生反应,A不合题意;B.硝酸可盛放于玻璃容器中,与除金、铂外的其它金属都能反应,B符合题意;C.酒精与不太活泼的金属不能发生反应,C不合题意;D.烧碱与除铝、锌外的常见金属很难发生反应,且会腐蚀玻璃,D不合题意。
2.(2021·河北武强中学高一月考)下列变化不可能一步实现的(  )
B
A.N2→NH3 B.N2→NO2 C.NH3→NO D.NO2→HNO3
解析 A.N2与H2在高温、高压、催化剂存在条件下能够合成NH3,故该变化能一步实现,A不符合题意;B.N2与O2在电火花作用下反应产生NO,不能直接反应产生NO2,故该变化不可能一步实现,B符合题意;C.NH3与O2在催化剂存在条件下加热,反应产生NO、H2O,该变化能一步实现,C不符合题意;D.NO2溶于水,与水反应产生HNO3和NO,该变化能一步实现,D不符合题意。
3.硝酸被称为“国防工业之母”是因为它是制取炸药的重要原料。下列实验事实与硝酸性质不相对应的一组是(  )
D
A.浓硝酸使紫色石蕊溶液先变红后褪色——酸性和强氧化性
B.不能用稀硝酸与锌反应制氢气——强氧化性
C.要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性
D.能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去——强氧化性
解析 A.浓硝酸使紫色石蕊溶液先变红,表现出酸性;后褪色,表现出强氧化性,正确。B.不能用稀硝酸与锌反应制氢气,因为硝酸具有强氧化性,被锌还原生成氮氧化物等,而不生成氢气,正确。C.要用棕色瓶盛装浓硝酸,因为浓硝酸具有光的不稳定性,正确。D.能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去,可能是硝酸表现出强氧化性,将酚酞氧化而褪色;也可能是硝酸表现出酸性,中和了氢氧化钠的碱性,酚酞在中性溶液中呈无色,错误。
4.(2021·江苏省盱眙中学高一期中)下列关于含氮化合物性质的叙述中,正确的是(  )
D
A.可用铁制容器储存稀硝酸
B.铜与足量浓硝酸反应生成NO气体
C.NO2与水发生化合反应生成硝酸
D.硝态氮肥不宜在高温天气、多雨的水田区施用
解析 A.铁与稀硝酸常温下能发生反应,不能用铁制容器储存稀硝酸,故A错误;B.浓硝酸氧化性强,与铜反应生成二氧化氮,故B错误;C.二氧化氮与水反应:3NO2+H2O===2HNO3+NO,该反应不是化合反应,故C错误;D.硝态氮肥在温度高时会发生分解,导致肥效损失,因此不宜在高温天气、多雨水田施用,故D正确。
5.下列反应中硝酸既表现出酸性又表现出氧化性的是(  )
B
A.使石蕊溶液变红
B.与铜反应放出NO气体,生成Cu(NO3)2
C.与Na2CO3反应放出CO2气体,生成NaNO3
D.与S单质混合共热时生成H2SO4和NO2
解析 A项,HNO3只表现酸性;B项,Cu与稀硝酸反应时,部分起酸的作用生成Cu(NO3)2,部分做氧化剂被还原为NO;C项,2HNO3+Na2CO3===CO2↑+H2O+2NaNO3,HNO3只表现强酸性;D项,HNO3将S氧化为H2SO4,自身被还原为NO2,在该反应中HNO3只表现强氧化性。
6.下列反应,与硫酸型酸雨的形成肯定无关的是(  )
A
7.已知3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,则下列说法不正确的是(  )
D
A.Cu做还原剂,HNO3做氧化剂
B.HNO3在该反应中只有部分表现出了氧化性
C.每生成22.4 L(标准状况)NO有3 mol电子转移
D.如果有8 mol HNO3被还原,则生成了2 mol NO
8.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(  )
D
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
9.(2021·浙江高一期中)某化学兴趣小组进行了有关 Cu、稀硝酸、稀硫酸化学性质的实验,实验过程如图所示。下列有关说法正确的是(  )
C
A.实验①中溶液呈蓝色,试管口有红棕色气体产生, 说明HNO3被 Cu 还原为NO2
B.实验③中滴加稀硫酸,铜片继续溶解,说明稀硫酸的氧化性比稀硝酸的强
10.将2.56 g铜粉加入100 mL 0.4 mol·L-1的稀HNO3溶液中,加热充分反应后再加入100 mL 0.2 mol·L-1的H2SO4溶液,继续加热,待充分反应后,所得溶液中Cu2+的物质的量浓度是(忽略溶液体积变化)(  )
A
A.0.15 mol·L-1 B.0.2 mol·L-1
C.0.075 mol·L-1 D.0.45 mol·L-1
11.将14 g铜银合金与足量的硝酸反应,放出的气体与标准状况下体积为1.12 L的O2混合后再通入水中,恰好全部吸收,则合金中铜的质量为(  )
B
A.4.8 g B.3.2 g C.6.4 g D.10.8 g
12.(2021·济南市章丘区第一中学高一月考)在下列变化中,能表明硝酸具有氧化性的是(  )
B
A.能使石蕊试液变红色 B.能跟Ag反应生成AgNO3
C.能和碳酸钙反应 D.能和Fe2O3反应生成Fe(NO3)3
解析 A.能使石蕊溶液变红色表现硝酸的酸性,故A不选;B.能跟Ag反应生成AgNO3,Ag作还原剂被硝酸氧化,表现硝酸的氧化性,故B选;C.硝酸中的氢离子能与碳酸钙反应产生二氧化碳、钙离子和水,表现硝酸的酸性,故C不选;D.能和金属氧化物Fe2O3反应产生硝酸铁和水,表现硝酸的酸性,故D不选。
二、非选择题
13.回答下列问题。
(1)有时在实验室看到的硝酸显黄色,原因是__________________________。
实验室保存硝酸的方法是___________________________________。
(2)铜与足量浓HNO3反应时,表现酸性的硝酸与做氧化剂的HNO3物质的量之比为________。
(3)铜粉放入稀硫酸溶液中,加热后无明显变化,但加入某盐一段时间后,发现铜粉质量减少,则该盐不可能是________(填序号)。
A.FeCl3 B.NaCl C.KNO3 D.Cu(NO3)2
(4)一定量的浓硝酸与足量的铜充分反应,生成气体的成分有________,写出反应的离子方程式:______________________________________________
___________________________________________________________。
向反应后的溶液中加入稀硫酸,如果反应,写出反应的离子方程式:___________________________________________________________。
(5)从某金属粉末(含有Au、Cu、Ag)中分离出Au,加入的试剂是___________________________________________________________,
写出Ag参与反应的化学方程式:_______________________________
___________________________________________________________。
(6)往两支分别装有浅绿色的Fe(NO3)2和FeSO4溶液的试管中分别逐滴加入稀盐酸时,溶液的颜色变化应该为
Fe(NO3)2溶液__________________________________________________;
FeSO4溶液____________________________________________________。
14.(2021·湖北高一期中)工业上硝酸的制备和自然界中硝酸的生成既有相同之处,又有区别。图中路线a、b、c是工业制备硝酸的主要途径,路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮过程中生成硝酸的途径。
(1)N2在常温下性质很稳定,任意写出一种与此性质有关的用途:________________。
(2)实验室制取NH3的化学方程式为______________________________。
(3)NH3的电子式为________。
(4)下列环境问题与氮的氧化物排放无关的是________。
A.酸雨 B.光化学烟雾 C.臭氧层空洞 D.白色污染
(5)Ertl(获2007年诺贝尔化学奖)对合成氨机理进行深入研究,并将研究成果用于汽车尾气处理中,在催化剂存在下可将NO和CO反应转化为两种无色无毒气体,用化学反应方程式表示这个过程________________________
___________________________________________________________;
氧化产物与还原产物的物质的量之比为________。
(6)64.0 g Cu与适量的浓HNO3反应,铜全部溶解后,共收集到1 mol NO2和NO的混合气体,反应中消耗HNO3的物质的量是________。
15.(2021·浙江高一月考)某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱,按下图装置进行试验(夹持仪器已略去)。实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO2,而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。
可选药品:浓硝酸、3 mo/L稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳
已知:氢氧化钠溶液不与NO反应,能与NO2反应2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O
(1)实验应避免有害气体排放到空气中,装置③、④、⑥中盛放的药品依次是___________________________________________________________。
(2)滴加浓硝酸之前的操作是检查装置的气密性,加入药品,打开弹簧夹后___________________________________________________________。
(3)装置①中发生反应的化学方程式是________________________________。
(4)装置②的作用是 ________, 发生反应的化学方程式是___________________________________________________________。
(5)该小组得出的结论依据的试验现象是____________________________
___________________________________________________________。
(6)试验结束后,同学们发现装置①中溶液呈绿色,而不显蓝色。甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致,而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。同学们分别设计了以下4个试验来判断两种看法是否正确,这些方案中可行的是 ________(填序号字母,多选不给分)
a.加热该绿色溶液,观察颜色变化
b.加水稀释绿色溶液,观察颜色变化
c.向该绿色溶液中通入氮气,观察颜色变化
d.向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体,观察颜色变化
答案 (1)3 mol/L稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液
(2)通入CO2一段时间,关闭弹簧夹,将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内
(3)Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
(4)将NO2转化为NO 3NO2+H2O===2HNO3+NO
(5)装置③中液面上方气体仍为无色,装置④中液面上方气体由无色变为红棕色 (6)acd
解析 (1)氮氧化物均为有毒气体,均需要尾气处理,根据已知,NO不能被NaOH吸收,而NO2可以,则装置⑥为NaOH吸收NO2的装置,则④中盛放的为浓硝酸,将NO氧化成NO2,装置③中为稀硝酸,不能将NO氧化,而NO不溶于水,排水法收集。(2)由于装置中残存的空气能氧化NO而对实验产生干扰,所以滴加浓HNO3之前需要通入一段时间CO2赶走装置中的空气,同时也需将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内防止反应产生的NO气体逸出;(3)Cu与浓HNO3反应生成Cu(NO3)2、NO2、H2O,方程式为:Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O;
(4)装置①为铜和浓硝酸反应生成NO2的装置,经②与水发生反应生成NO。所以装置②中盛放H2O,使NO2与H2O反应生成NO,方程式为:3NO2+H2O===2HNO3+NO。(5)NO通过稀HNO3溶液后,若无红棕色NO2产生,说明稀HNO3不能氧化NO,所以盛放稀HNO3装置的液面上方没有颜色变化即可说明之。装置④中盛放的是浓HNO3,若浓HNO3能氧化NO,则装置④液面的上方会产生红棕色气体;(6)要证明是Cu(NO3)2浓度过高或是溶解了NO2导致装置①中溶液呈绿色,一是可设计将溶解的NO2赶走(a、c方案)再观察颜色变化;二是增加Cu(NO3)2溶液中NO2的浓度(d方案)后观察颜色变化,故选a、c、d。
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