课件36张PPT。专题4 硫、氮和可持续发展第一单元 含硫化合物的性质和应用第1课时 二氧化硫的性质和作用自主阅读自主检测一、二氧化硫(SO2)
1.物理性质
2.化学性质
(1)酸性氧化物的通性。自主阅读自主检测(2)弱氧化性。
与H2S反应生成S和H2O,其反应的化学方程式为2H2S+SO2 3S+2H2O。
(3)强还原性。自主阅读自主检测二、亚硫酸
亚硫酸(H2SO3)是一种弱酸,它容易被氧化剂(如O2、H2O2)氧化,生成H2SO4。
H2SO3与O2反应的化学方程式:
三、酸雨的形成、危害和防治
1.SO2的“三个”来源
(1)化石燃料的燃烧。
(2)含硫金属矿石的冶炼。
(3)硫酸工厂的废气。自主阅读自主检测2.酸雨的形成
写出图中标号表示的化学方程式。自主阅读自主检测3.酸雨的危害
(1)酸化湖泊,危害水生生物。
(2)酸化土壤,降低土壤肥力,影响作物生长。
(3)腐蚀建筑物等。
4.酸雨的防治
(1)消除污染源,研究开发新能源(如太阳能、核能、氢能等)。
(2)对含硫燃料进行脱硫处理。
(3)对含硫废气进行处理或回收利用。用石灰乳吸收SO2的化学方程式为SO2+Ca(OH)2 CaSO3+H2O。自主阅读自主检测1.下列关于二氧化硫的性质描述不正确的是( )
A.无色 B.难溶于水
C.密度比空气大 D.有刺激性气味
答案:B
2.某气体通入品红溶液中,品红溶液褪色,再加热时恢复为原来的颜色,该气体是( )
A.N2 B.SO2
C.CO2 D.H2
答案:B自主阅读自主检测3.防治酸雨最根本的途径是( )
A.减少含硫矿物燃料的使用量
B.减少人为硫氧化合物和氮氧化合物的排放量
C.减少温室气体的排放量
D.植树造林
答案:B情境导入知识点拨典例引领重难点一重难点二二氧化硫和二氧化碳性质的比较?
下图列出了SO2与CO2性质的异同:
讨论探究?
1.CO2和SO2均为酸性氧化物,在性质上具有一定的相似性,结合已有的知识探究能否用澄清石灰水鉴别CO2和SO2,为什么?
探究提示:不能用澄清石灰水鉴别SO2和CO2,因为二者通入澄清石灰水时,现象相同,即开始产生白色沉淀,后来沉淀消失。情境导入知识点拨典例引领重难点一重难点二2.若要证明某气体是CO2和SO2的混合气体,需用哪些试剂?顺序如何确定?
探究提示:可用品红溶液、酸性KMnO4溶液和澄清石灰水。混合气体→品红溶液→酸性KMnO4溶液→品红溶液→澄清石灰水。
3.已知:酸性H2SO3>H2CO3,除去CO2中的SO2可用哪些方法?
探究提示:(1)将混合气体通入足量的饱和NaHCO3溶液中;(2)将混合气体通入足量的酸性KMnO4溶液。情境导入知识点拨典例引领重难点一重难点二1.SO2和CO2的性质比较 情境导入知识点拨典例引领重难点一重难点二情境导入知识点拨典例引领重难点一重难点二2.SO2和CO2鉴别方法的辨析
二氧化硫和二氧化碳都能使澄清石灰水变浑浊,若通入的气体过量,则沉淀都可消失。所以不能用澄清石灰水来鉴别二氧化硫和二氧化碳。通常可用以下方法:
(1)用品红溶液,使品红溶液褪色的是二氧化硫,不能使品红溶液褪色的是二氧化碳。
(2)用氢硫酸,出现浑浊的是二氧化硫,无明显现象的是二氧化碳。情境导入知识点拨典例引领重难点一重难点二情境导入知识点拨典例引领重难点一重难点二例题1导学号18100079某化学兴趣小组为了探究常温下某非金属氧化物形成的未知气体的成分。该小组成员将气体通入澄清石灰水,发现澄清石灰水变浑浊,持续通入发现浑浊又变澄清,由此该小组成员对气体的成分提出猜想。
【提出猜想】
猜想1:该气体为CO2
猜想2:该气体为SO2
猜想3:?
为了验证猜想,该小组设计实验加以探究:情境导入知识点拨典例引领重难点一重难点二【实验探究】
该小组同学按如图所示装置,将气体从a端通入,则:
(1)B中应该装下列 试剂(填编号)。?
A.NaCl溶液
B.酸性KMnO4溶液
C.盐酸
D.澄清石灰水
(2)A中品红溶液的作用是 。?情境导入知识点拨典例引领重难点一重难点二(3)D中澄清石灰水的作用是 。?
通过该实验,该小组同学观察到以下三个实验现象:
①A中品红溶液褪色 ②C中品红溶液不褪色
③D中澄清石灰水变浑浊
【得出结论】
(4)由上述现象该小组同学确认该气体的成分为? 。?
解析:回忆学过的能使澄清石灰水先变浑浊,又变澄清的气体,只有CO2和SO2,所以提出的猜想是:①气体为CO2;②气体为SO2;③气体为CO2和SO2的混合气体。要验证气体的成分,必须先验证SO2是否存在,若存在SO2,需要先除尽,再验证CO2气体的存在,因为SO2的存在对CO2的验证有干扰。情境导入知识点拨典例引领重难点一重难点二答案:猜想3:该气体为CO2和SO2的混合气体
(1)B
(2)验证混合气体中是否含有SO2
(3)验证混合气体中是否含有CO2
(4)CO2和SO2的混合气体情境导入知识点拨典例引领重难点一重难点二成功体验1 检验SO2中是否混有CO2气体,可采用的方法是( )?
A.通过品红溶液
B.先通过NaOH溶液,再通入澄清石灰水
C.通过澄清石灰水
D.先通过酸性KMnO4溶液,再通过澄清石灰水
解析:A选项检验的是SO2;B选项不管是否混有CO2都不会产生白色沉淀;C选项不管有没有CO2都会产生白色沉淀,不能验证有无CO2;只有D选项,酸性KMnO4溶液将SO2完全吸收,通过澄清石灰水,若有白色沉淀,则一定有CO2,若无沉淀,则无CO2。
答案:D重难点一重难点二情境导入知识点拨典例引领常见漂白剂的漂白原理?
生活中人们常用二氧化硫漂白纸张、编织品(如草帽等),但是二氧化硫漂白的缺点是污染环境,效果不持久。
新旧草帽对比
讨论探究?
1.用二氧化硫漂白的草帽用久了颜色会变深,这是什么原因?
探究提示:二氧化硫的漂白原理是跟有色物质反应生成无色物质,但无色物质不稳定,见光、遇热或长久放置又容易分解而恢复到原来的颜色。重难点一重难点二情境导入知识点拨典例引领2.分别将SO2和Cl2通入品红溶液中并加热,现象有何不同?若分别通入紫色石蕊溶液中呢?
探究提示:(1)将SO2通入品红溶液中,品红溶液褪色,加热后溶液又恢复红色;而将Cl2通入品红溶液中,品红溶液褪色,但加热后溶液不能恢复红色。
(2)将SO2通入紫色石蕊溶液中,很快变红,但不褪色;而将Cl2通入紫色石蕊溶液中,立即变红,随后褪色。
3.把SO2和Cl2同时通入品红溶液中,溶液的漂白性是“强强联合”吗?
探究提示:若将等物质的量的Cl2和SO2气体相混合后,在溶液中发生反应:SO2+Cl2+2H2O H2SO4+2HCl,从而失去漂白能力。重难点一重难点二情境导入知识点拨典例引领1.漂白原理分类 重难点一重难点二情境导入知识点拨典例引领2.SO2的漂白性
(1)SO2的漂白具有选择性,可以漂白品红溶液,以及棉、麻等物品,但不能漂白酸碱指示剂,如石蕊、酚酞等。
(2)SO2能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色,是因为SO2的还原性而非漂白性。
(3)利用氯水、SO2的漂白性,可以鉴别Cl2和SO2,方法是将气体分别通入品红溶液,品红溶液均褪色,然后再加热褪色后的溶液,恢复红色的通入的是SO2,不恢复原来红色的通入的为Cl2。重难点一重难点二情境导入知识点拨典例引领例题2导学号18100080A、B是两种常温下有刺激性气味的气体。将A通入品红溶液中,品红溶液变为无色;将B通入品红溶液中,品红溶液也变为无色。将A通入紫色石蕊溶液中,溶液变为红色;将B通入紫色石蕊溶液中,溶液先变红后褪色。试回答下列问题:
(1)写出A、B的化学式:A ,B 。?
(2)写出A与NaOH溶液反应的化学方程式: 或 。?
(3)写出B与NaOH溶液反应的离子方程式: 。?
(4)加热通入A后变为无色的品红溶液,现象是 ;加热通入B后变为无色的品红溶液,现象是 。?重难点一重难点二情境导入知识点拨典例引领重难点一重难点二情境导入知识点拨典例引领重难点一重难点二情境导入知识点拨典例引领成功体验2 SO2通入下列溶液中,溶液褪色或颜色变浅,说明SO2具有漂白作用的是( )?
①KMnO4(H+,aq) ②氯水 ③Fe3+(aq) ④品红溶液
A.①② B.②③ C.④ D.都不是
解析:SO2具有漂白性,其漂白原理为SO2与有色物质结合,生成不稳定的无色物质,受热后能恢复原来颜色。SO2具有还原性,能与具有氧化性的物质Fe3+、KMnO4(H+)、氯水发生氧化还原反应,因而与①②③的反应均不能说明SO2具有漂白性。
答案:C1 2 3 41.下列反应中SO2作为氧化剂的是( )
答案:C1 2 3 42.在BaCl2溶液中通入SO2气体,溶液仍澄清;若将BaCl2溶液分盛两支试管,分别滴加过氧化氢溶液和烧碱溶液,然后再通入SO2气体,结果两支试管都有白色沉淀。由此得出下列结论中合理的是( )
A.氯化钡有两性
B.两支试管的沉淀均是亚硫酸钡
C.SO2有还原性和酸性氧化物的通性
D.两支试管的沉淀均不溶于盐酸
解析:SO2具有还原性和酸性氧化物的通性,能与H2O2和NaOH溶液反应。
答案:C1 2 3 43.某研究小组研究某地硫酸型酸雨的形成,有人提出以下猜想:
有关上述猜想,收集一定量该地区刚下的雨水进行实验,下列判断中错误的是( )
A.若猜想一或猜想三正确,该雨水加入盐酸后,再加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成
B.若存在猜想二的过程,该雨水可以使品红溶液褪色
C.若存在猜想一的过程,该雨水的pH随时间延长而增大
D.上述任意一个猜想正确,该地区雨水的pH<5.61 2 3 4解析:酸雨放置过程中,无论是猜想一(SO2→SO3→H2SO4)还是猜想二(SO2→H2SO3→H2SO4),c(H+)都会变大,pH都会减小,C项错误。酸雨的pH<5.6,含有H2SO4会与BaCl2溶液反应生成白色沉淀,含有SO2或H2SO3会使品红溶液褪色。
答案:C1 2 3 44.某化学实验兴趣小组的同学用如图装置通入SO2气体进行实验。
(1)请填写表中空格:
(2)写出③中发生反应的化学方程式 。?1 2 3 4解析:SO2是酸性氧化物,由于硫元素为+4价,是中间价态,既有氧化性又有还原性。有漂白作用,但不能使石蕊溶液褪色。①中石蕊溶液变红色,②中品红溶液褪色,③中SO2表现还原性,发生的反应为专题4 硫、氮和可持续发展
第一单元 含硫化合物的性质和应用
第1课时 二氧化硫的性质和作用
1.下列物质能与SO2在一定条件下发生反应的是( )
①NaOH ②氯气 ③空气 ④氢硫酸 ⑤Na2SO3 ⑥Na2CO3
A.①②④⑤ B.②④⑤⑥
C.② D.①②③④⑤⑥
解析:SO2可以与NaOH、O2、Cl2、Na2SO3、Na2CO3、H2S反应。
SO2+2NaOHNa2SO3+H2O
2SO2+O22SO3
SO2+Cl2+2H2OH2SO4+2HCl
SO2+Na2SO3+H2O2NaHSO3
SO2+Na2CO3Na2SO3+CO2
SO2+2H2S3S↓+2H2O
答案:D
2.下列有关二氧化硫的性质叙述中,不正确的是( )
A.工业生产中常用生石灰来吸收废气中的二氧化硫
B.二氧化硫的水溶液能使紫色石蕊溶液变红,说明二氧化硫能与水反应生成酸
C.二氧化硫能使有色物质颜色消失,说明二氧化硫具有氧化性
D.二氧化硫能使酸性高锰酸钾溶液褪色,说明二氧化硫具有还原性
解析:SO2是酸性氧化物,可与CaO反应生成CaSO3,也能与水反应生成H2SO3,A、B项正确;SO2使有色物质(如品红溶液、酸性KMnO4溶液、溴水等)褪色,可能表现漂白性或还原性,C项错误,D项正确。
答案:C
3.下列说法中正确的是( )
A.因为SO2具有漂白性,所以它能使品红溶液、溴水、KMnO4溶液、石蕊溶液褪色
B.能使品红溶液褪色的不一定是SO2
C.SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色,其原理相同
D.盐酸能使滴有酚酞溶液的NaOH溶液褪色,所以盐酸也有漂白性
解析: A项中SO2使溴水、KMnO4溶液褪色是因为SO2具有还原性,使品红溶液褪色是因为其具有漂白性,SO2不能使指示剂褪色,所以A项错误;B项正确,因为能使品红溶液褪色的物质有很多,不仅仅是SO2;C项错误,因为这些漂白剂的漂白原理不相同;D项错误,溶液褪色的原因是盐酸中和NaOH使溶液碱性变弱,并不是盐酸具有漂白性。
答案:B
4.导学号18100081如图,在注射器中加入少量Na2SO3晶体,并吸入少量浓硫酸(以不接触纸条为准)。则下列有关说法正确的是( )
A.湿润蓝色石蕊试纸无现象
B.湿润品红试纸、沾有KMnO4溶液的滤纸均褪色证明了SO2漂白性
C.湿润KI淀粉试纸未变蓝说明SO2的氧化性强于I2
D.NaOH溶液可用于除去实验中多余的SO2
解析:SO2溶于水显酸性使蓝色石蕊试纸变红色,A错误;SO2不能把I-氧化成I2,所以SO2的氧化性弱于I2,C错误。
答案:D
5.下列物质能与SO2气体起反应,但无沉淀产生的是( )
①溴水 ②Ba(OH)2溶液 ③石灰水 ④Na2CO3溶液
⑤稀硫酸 ⑥Na2SO4 ⑦Na2SO3
A.只有① B.①④⑤
C.④⑥⑦ D.①④⑦
解析:①溴水与SO2的反应为Br2+SO2+2H2OH2SO4+2HBr;②Ba(OH)2溶液与SO2的反应为Ba(OH)2+SO2BaSO3↓+H2O,生成沉淀;③石灰水与SO2的反应为Ca(OH)2+SO2CaSO3↓+H2O,生成沉淀;④Na2CO3溶液与SO2的反应为Na2CO3+SO2Na2SO3+CO2;稀硫酸、Na2SO4与SO2不反应;⑦Na2SO3与SO2的反应为Na2SO3+SO2+H2O2NaHSO3,所以符合要求的是①④⑦。
答案:D
6.下列物质中,不能使品红溶液褪色的是( )
A.Cl2 B.HCl C.SO2 D.活性炭
解析:Cl2可与水反应生成HCl和HClO,HClO具有强氧化性、漂白性,可使品红溶液褪色;SO2具有漂白性、活性炭具有吸附性,都可使品红溶液褪色。
答案:B
7.酸雨给人类带来了种种灾祸,严重地威胁着地球生命生存的生态环境,下列有关减少或者防止酸雨形成的措施中可行的是( )
①对燃煤进行脱硫
②对含SO2、NO2等的工业废气进行无害处理后,再排放到大气中
③人工收集雷电作用所产生的氮的氧化物
④飞机、汽车等交通工具采用清洁燃料,如天然气、甲醇等
A.①②③④ B.①②③ C.①②④ D.①③④
答案:C
8.下列实验报告记录的实验现象正确的是( )
解析:SO2不能使石蕊溶液褪色,所以a试管溶液为红色;SO2溶于水显酸性,与Ba(NO3)2电离出的N结合具有强氧化性,把S氧化为S,所以c试管中有白色沉淀生成;SO2与NaOH反应生成S,即d试管中有白色沉淀BaSO3生成。
答案:B
9.将SO2通入下列溶液中,溶液褪色或变浅,说明SO2具有漂白作用的组合是( )
①KMnO4(H+,aq) ②溴水 ③碘水 ④氯水
⑤Fe3+(aq)
A.①⑤ B.②③
C.全部 D.都不是
解析:5种物质均有氧化性,都能被SO2还原而褪色或变浅,SO2表现还原性。
答案:D
10.如图所示是一套检验气体性质的实验装置。向装置中缓慢加入气体X,若关闭活塞,则品红溶液无变化而澄清石灰水变浑浊;若打开活塞,则品红褪色。据此判断气体X和洗气瓶内溶液Y分别可能为( )
①
②
③
④
X
SO2
H2S
CO2
Cl2
Y
饱和的NaHCO3溶液
浓硫酸
Na2SO3溶液
Na2CO3溶液
A.①④ B.①② C.②③ D.③④
解析:SO2、Cl2均具有漂白性,且均与NaHCO3溶液、Na2CO3溶液反应生成CO2,A项正确。
答案:A
11.某同学用如图所示装置探究SO2的性质及其有关实验。
(1)实验室用亚硫酸钠固体和一定浓度的硫酸反应制备SO2气体,写出该反应的化学方程式: 。?
(2)分别将SO2气体通入下列C溶液中,请回答下列问题:
①将少量SO2气体通入紫色石蕊溶液中,现象是 ,继续通入过量SO2气体,现象是 。?
②将SO2气体通入紫色KMnO4溶液中,现象是 ,其反应的离子方程式为 。?
③将SO2气体慢慢通入澄清石灰水中,现象是 。?
④若C中为双氧水,则通入SO2气体后,请大胆判断所得溶液是 (填溶质的化学式),若该同学制备的SO2气体中混有CO2气体,产生杂质的原因可能是亚硫酸钠固体中混有 ,要证明气体中既有SO2又有CO2,应该选用的试剂依次为?
。?
解析:(2)①SO2通入水中生成H2SO3,H2SO3H++HS,HSH++S,溶液呈酸性,遇到紫色石蕊溶液显红色。②SO2通入紫色KMnO4溶液中,Mn氧化SO2,自身被还原为Mn2+,所以溶液颜色逐渐变淡或紫色消失。③SO2通入澄清石灰水中:SO2+Ca(OH)2CaSO3↓+H2O,过量时SO2+CaSO3+H2OCa(HSO3)2。④证明气体中既有SO2又有CO2,首先证明SO2,再除去SO2,防止干扰CO2的检测。
答案:(1)Na2SO3+H2SO4Na2SO4+SO2↑+H2O
(2)①溶液变红 不褪色 ②溶液颜色逐渐变淡或紫色消失 5SO2+2Mn+2H2O5S+2Mn2++4H+ ③溶液变浑浊,后又变澄清 ④H2SO4 碳酸盐或碳酸氢盐 品红溶液、KMnO4溶液、品红溶液、澄清石灰水
12.导学号18100082某同学用如图一所示的装置来探究CO2、SO2与澄清石灰水的反应,结果通入CO2可以看到先浑浊后澄清的现象,但通入SO2没有看到浑浊现象。经过思考分析,该同学改用图二的装置,将气体收集在注射器中,缓慢地将气体一个气泡一个气泡地通入澄清石灰水中,结果都能看到石灰水先变浑浊再澄清的现象,且通入SO2产生的现象明显比通入CO2快。
(1)若锥形瓶内装的是亚硫酸钠,写出锥形瓶内反应的化学方程式: 。?
(2)对比分析两组实验,你认为用图一装置实验时,通入SO2不能出现浑浊的原因可能是 。写出此时试管内发生反应的总化学方程式: 。?
(3)用图二装置实验时,以相同速率通入CO2或SO2,SO2产生浑浊再变澄清的现象比CO2快,其原因是 。?
(4)用图一进行SO2与石灰水反应的实验时,为防止SO2污染空气,应用盛有过量浓烧碱溶液的容器吸收SO2,写出容器内发生反应的离子方程式: 。?
解析:CO2与澄清石灰水反应生成白色沉淀CaCO3,SO2与澄清石灰水反应生成白色沉淀CaSO3,当气体过量时白色沉淀又溶解,所以,一般认为不能用澄清石灰水来区别CO2和SO2。然而本题给出的结论是:通入SO2没有看到浑浊现象。这要从CO2和SO2性质的区别上来分析原因,二者在水中的溶解度及对应酸的酸性不同。防止SO2污染空气,要增加尾气吸收装置,烧碱过量时生成的盐为Na2SO3。
答案:(1)Na2SO3+H2SO4Na2SO4+H2O+SO2↑
(2)反应时直接生成了酸式盐而看不到沉淀 Ca(OH)2+2SO2Ca(HSO3)2
(3)SO2溶解度大,且对应的亚硫酸酸性比碳酸强,通入的SO2与石灰水反应快
(4)SO2+2OH-S+H2O
13.A、B是两种常温下有刺激性气味的气体,将A(g)通入品红溶液中,品红溶液变为无色;将B(g)通入品红溶液中,品红溶液也变为无色。将A(g)通入紫色石蕊溶液中,溶液变为红色;将B(g)通入紫色石蕊溶液中,溶液先变红后褪色。将A(g)和B(g)按1∶1的体积比充分混合,通入品红溶液中,品红溶液不褪色,通入紫色石蕊溶液中,溶液只变红不褪色。试回答下列问题:
(1)写出A、B的化学式:A ,B 。?
(2)写出A与NaOH(aq)反应的化学方程式: 或 。?
(3)写出B与NaOH(aq)反应的离子方程式:?
。?
(4)加热通入A(g)后变为无色的品红溶液,现象是 ;加热通入B(g)后变为无色的品红溶液,现象是 。?
解析:具有漂白作用、能使品红溶液褪色的气体有Cl2、SO2、O3等。A气体不能使紫色石蕊溶液褪色,但能使紫色石蕊溶液变为红色,所以A为SO2;B气体使紫色石蕊溶液先变红后褪色,为Cl2;如果将Cl2与SO2等体积混合,通入溶液中,则发生下列反应:Cl2+SO2+2H2OH2SO4+2HCl,生成的盐酸和硫酸都没有漂白作用,但它们能使紫色石蕊溶液变为红色。
答案:(1)SO2 Cl2
(2)2NaOH+SO2Na2SO3+H2O NaOH+SO2NaHSO3
(3)2OH-+Cl2Cl-+ClO-+H2O
(4)变为红色 无明显变化
14.有两个实验小组的同学为探究过氧化钠与二氧化硫的反应,都用如图所示的装置进行实验。通入SO2气体,将带余烬的木条插入试管C中,木条复燃。
请回答下列问题:
(1)第1小组同学认为Na2O2与SO2反应生成了Na2SO3和O2,该反应的化学方程式是 。?
(2)请设计一种实验方案,证明Na2O2与SO2反应生成的白色固体中含有Na2SO3:?
?
。?
(3)第2小组同学认为Na2O2与SO2反应除了能生成Na2SO3与O2外,还有Na2SO4生成。为检验是否有Na2SO4生成,他们设计了如下方案:
将B中反应后的 固体溶解于水白色沉淀仍有部分白色沉淀不溶解,证明有Na2SO4生成
上述方案是否合理? 。请简要说明两点理由:?
① ;?
②?
。?
解析:(1)已知“Na2O2与SO2反应生成了Na2SO3和O2”,再联想Na2O2与CO2反应生成了Na2CO3和O2,即得答案。
(2)证明含Na2SO3即证明含S。S的特征反应是与H+反应生成能使品红溶液、酸性高锰酸钾溶液、溴水等有色液体褪色的有刺激性气味的无色气体SO2。
(3)该项实验目的是检验是否有Na2SO4生成,即检验是否存在S。但是,“第2小组同学认为Na2O2与SO2反应除了能生成Na2SO3与O2外,还有Na2SO4生成”,即被检样品中混有Na2SO3,Na2SO3易被Na2O2、HNO3氧化为Na2SO4,所以该实验方案不合理。
答案:(1)2Na2O2+2SO22Na2SO3+O2
(2)取少量试样,加入足量硫酸(或稀盐酸),将产生的气体导入品红溶液。若品红溶液褪色,说明白色固体中含有Na2SO3
(3)不合理
①稀硝酸能将BaSO3氧化为BaSO4
②如果反应后的固体中还残留Na2O2,它溶于水后能将S氧化成S
课件36张PPT。第2课时 硫酸的制备和性质 硫和含硫化合物的相互转化自主阅读自主检测一、接触法制硫酸
二、浓硫酸的性质
1.物理性质
浓硫酸是无色、黏稠、难挥发的油状液体,稀释时放出大量热。自主阅读自主检测2.化学性质
(1)吸水性:浓硫酸具有很强的吸水性,可用作干燥剂。
(2)脱水性:浓硫酸按水的组成比,夺取某些有机物中的H、O元素形成水分子。
(3)强氧化性:
3.硫酸的用途
(1)制造化肥、医药、农药。
(2)金属矿石的处理、金属材料表面清洗。
(3)制取硫酸盐,制取难挥发性酸。
(4)作化学试剂。自主阅读自主检测三、硫和含硫化合物的相互转化
1.硫元素在自然界中的存在
(1)游离态:主要存在于火山喷口附近或地壳的岩层里。
(2)化合态:硫化物、硫酸盐,主要存在于金属矿石中。
2.硫单质的性质
(1)物理性质。自主阅读自主检测(2)化学性质。
①与金属单质反应:自主阅读自主检测3.含硫化合物的相互转化 自主阅读自主检测1.下列物质中硫元素只显示还原性的是( )
A.H2S B.SO2
C.S D.H2SO4
答案:A
2.金属铜不能够与浓盐酸反应,却能够与浓硫酸反应,是因为浓硫酸具有( )
A.脱水性 B.吸水性 C.强酸性 D.强氧化性
答案:D自主阅读自主检测3.下列说法不正确的是( )
A.硫酸厂应该建在靠原料产地近的地区
B.接触法制硫酸的主要步骤是造气、接触氧化和三氧化硫的吸收
C.SO2的接触氧化应在常温下进行
D.工业“三废”的综合利用不仅能减少污染,还可以获得有用的副产品
答案:A情境导入知识点拨典例引领重难点一重难点二浓硫酸的化学性质?
某化学兴趣小组的同学为探究浓硫酸的化学性质,设计了如下实验:情境导入知识点拨典例引领重难点一重难点二情境导入知识点拨典例引领重难点一重难点二讨论探究?
1.以上3个探究实验,分别有什么现象?
探究提示:实验1:蓝色晶体变成白色粉末。实验2:蔗糖变黑,品红溶液褪色。实验3:铜片逐渐溶解,表面有气泡产生,被加热的试管中溶液逐渐变蓝,品红溶液褪色。
2.在以上3个探究实验中,浓硫酸分别表现了什么性质?
探究提示:实验1:吸水性。实验2:脱水性。实验3:强氧化性。情境导入知识点拨典例引领重难点一重难点二1.浓硫酸和稀硫酸的组成与性质的比较 情境导入知识点拨典例引领重难点一重难点二2.浓硫酸的吸水性与脱水性
浓硫酸的吸水性和脱水性是不同的。吸水指吸收物质中原本存在的H2O分子(包括游离的和结晶水合物中的水分子);脱水指将有机物中H、O两种元素按水分子中原子个数比2∶1的比例(即H2O)脱去,从而使有机物炭化。这两个过程都放出能量。
3.浓硫酸的强氧化性
(1)和金属反应。
加热时,浓硫酸可以与除金、铂之外的所有金属反应,生成高价金属硫酸盐,本身一般被还原成SO2。
铜与浓硫酸加热反应:情境导入知识点拨典例引领重难点一重难点二注意:①浓硫酸是氧化剂,铜是还原剂,并体现了浓硫酸的酸性。
②随着反应的进行,硫酸浓度变小,稀硫酸不和铜反应。
③金属Fe、Al常温下接触浓硫酸或浓硝酸时会“钝化”。在它们的表面被氧化为致密的氧化物薄膜,这层薄膜阻止了酸与内层金属的进一步反应。所以在常温下,铝制或铁制容器是可以用来盛装浓硫酸或浓硝酸的。加热条件下,铁也可以和浓硫酸反应:
若铁过量,过量的铁会和Fe2(SO4)3、稀硫酸继续反应。情境导入知识点拨典例引领重难点一重难点二(2)和非金属反应。
热的浓硫酸可将碳、硫、磷等非金属单质氧化到其高价态的氧化物或含氧酸,本身被还原为SO2,在这类反应中浓硫酸只表现氧化性。
(蔗糖与浓硫酸的脱水实验中,闻到刺激性气味的原因)情境导入知识点拨典例引领重难点一重难点二例题1导学号18100083下列关于浓硫酸的说法中,正确的是( )
A.浓硫酸与铜共热的反应中,浓硫酸既表现出强氧化性,又表现出酸性
B.浓硫酸与金属活动性顺序中氢后面的金属反应生成的一般是SO2,与氢前面的金属反应生成的气体一般是H2
C.浓硫酸具有吸水性,可以干燥任何气体
D.浓硫酸是一种难挥发性酸,而HCl、HI、H2S是挥发性酸,可以用浓硫酸与NaCl、KI、FeS等反应制取HCl、HI、H2S等气体情境导入知识点拨典例引领重难点一重难点二解析:对于Cu+2H2SO4(浓) SO2↑+CuSO4+2H2O的反应来说,每2 mol H2SO4参与反应时,其中1 mol H2SO4作氧化剂,被还原成SO2,而另1 mol H2SO4则作为酸反应生成了CuSO4,价态未变,所以A是正确的;不论金属的活泼性如何,只要与浓硫酸反应,就会将硫酸还原成SO2,而只有排在氢前面的金属才能与稀硫酸反应置换出H2;浓硫酸不能干燥碱性气体和具有还原性的气体;浓硫酸除了具有难挥发性外,还有强氧化性,所以强还原性气体既不能用浓硫酸制备,也不能用浓硫酸干燥。
答案:A情境导入知识点拨典例引领重难点一重难点二情境导入知识点拨典例引领重难点一重难点二成功体验1 在实验探究课上,同学们积极思考,共设计出下图所示的四种实验装置用以验证浓硫酸的吸水性,其中在理论上可行的是( )?
A.①②③④ B.①③④
C.①② D.②③④情境导入知识点拨典例引领重难点一重难点二解析:①中置于空气中的浓硫酸因吸收空气中的水而放热,故可从温度计读数变化来验证;②放置一段时间后,部分胆矾表面会因失去结晶水而变为白色;③浓硫酸吸收饱和KNO3溶液中的少量水,饱和KNO3溶液中有晶体析出;④试管中的水会在导管中上升一段水柱,可说明浓硫酸具有吸水性。
答案:A重难点一重难点二情境导入知识点拨典例引领硫和含硫化合物的转化?
硫及其化合物有以下转化关系:
说明:1.水平方向:氧化还原——向右氧化,向左还原;竖直方向:非氧化还原。
2.相同价态的含硫化合物间,通过一般的酸、碱、盐、氧化物的反应规律来转化。
3.不同价态的含硫化合物间,通过氧化还原反应规律来转化。重难点一重难点二情境导入知识点拨典例引领讨论探究?
1.写出反应④⑦的化学方程式。
2.把SO2通入氢硫酸中有何现象?写出反应的化学方程式。重难点一重难点二情境导入知识点拨典例引领3.硫、硫化氢、金属硫化物在空气中燃烧是否生成三氧化硫?
探究提示:+4价以下的硫元素比较容易被氧化成二氧化硫。例如硫黄、硫化氢、金属硫化物等在空气或氧气里燃烧都能生成二氧化硫。但在干燥的条件下,二氧化硫极难被氧化成三氧化硫,转化的条件和化学方程式为2SO2+O2 2SO3。
其中催化剂起了很关键的作用,并且反应还是可逆的。因此,硫、硫化氢、金属硫化物等在空气或氧气中燃烧不生成三氧化硫,而是生成二氧化硫。重难点一重难点二情境导入知识点拨典例引领硫的常见化合价及代表物质之间的转化如下图,从氧化还原反应角度理解它们的性质:重难点一重难点二情境导入知识点拨典例引领硫及其化合物间的转化规律:
2.当硫元素的化合价升高或降低时,一般升高或降低到其相邻的价态。
3.当遇到强氧化剂或强还原剂时,硫元素的化合价可能发生“跳位”变化。例如:重难点一重难点二情境导入知识点拨典例引领4.硫元素的相邻价态之间一般不会发生氧化还原反应,如S和H2S、S和SO2、SO2和H2SO4,所以可用浓硫酸干燥SO2气体。
6.通过非氧化还原反应实现含相同价态硫元素的物质之间的转化:重难点一重难点二情境导入知识点拨典例引领例题2下列说法中不正确的是( )
A.自然界中硫是一种淡黄色、难溶于水的固体
B.硫的化合物常存在于火山喷出的气体中和矿泉水里
C.硫与金属反应生成金属的低价态化合物
解析:硫与铁、铜等金属化合时,生成物中金属元素呈低价态,如FeS、Cu2S,C项正确;硫在空气或氧气中的燃烧产物是SO2,而不是SO3,如果要使SO2转化为SO3,需要在有催化剂并加热的条件下与O2发生化合,D项不正确。
答案:D重难点一重难点二情境导入知识点拨典例引领重难点一重难点二情境导入知识点拨典例引领成功体验2 能实现下列物质间直接转化的元素是 ( )?
A.硅 B.硫 C.铜 D.铁
解析:S与O2生成SO2,SO2再与H2O生成H2SO3,H2SO3可以与NaOH生成Na2SO3,B项正确。
答案:B1 2 3 4 51.下图是某燃煤发电厂处理废气的装置示意图。装置内发生的主要反应中不含( )
A.化合反应 B.分解反应
C.置换反应 D.氧化还原反应1 2 3 4 5答案:C 1 2 3 4 52.将pH试纸蘸取浓硫酸后,试纸的颜色将变为( )
A.蓝色 B.黑色
C.红色 D.白色
解析:浓硫酸具有脱水性,所以试纸的颜色将变为黑色。
答案:B1 2 3 4 53.已知X为一种常见酸的浓溶液,能使蔗糖粉末变黑。A与X反应的转化关系如图所示,其中反应条件及部分产物均已略去,下列有关说法正确的是( )
A.X能使蔗糖变黑主要体现了X的强氧化性
B.若A为铁,则足量A与X在室温下即可完全反应
C.若A为碳单质,则将C通入少量澄清石灰水中,最终一定有白色沉淀产生
D.工业上,B转化为D的反应需使用催化剂
答案:D1 2 3 4 54.将硫在空气中燃烧生成的气体A溶于水得B,向B的溶液中滴入溴水,溴水褪色,B变成C,在C中加入Na2S产生气体D,把D通入B的溶液中得沉淀E,则A、B、C、D、E依次是( )
A.SO2、H2SO3、H2SO4、H2S、S
B.SO2、H2SO4、H2SO3、H2S、S
C.SO2、H2SO3、H2SO4、H2S、SO3
D.SO2、SO3、H2SO4、H2S、S
答案:A1 2 3 4 55.浓硫酸具有以下性质:A.氧化性;B.脱水性;C.吸水性;D.不挥发性;E.酸性。试按浓硫酸在下列(1)~(6)题中与各种物质反应时所表现的性质,选择A~E的序号,填入空格中:
(1)跟金属氧化物反应制取硫酸盐 ;?
(2)实验室制取氯化氢 ;?
(3)跟氨或氨水反应制取硫酸铵 ;?
(4)与铜反应生成硫酸铜、二氧化硫和水 ;?
(5)使布料炭化 ;?
(6)干燥二氧化硫气体 。?
答案:(1)E (2)D、E (3)E (4)A、E (5)B (6)C第2课时 硫酸的制备和性质 硫和含硫化合物的相互转化
A组
1.下列说法正确的是( )
A.硫单质常存在于火山喷口附近
B.进行SO2性质探究实验时,多余的SO2应排到实验室外
C.SO2气体通入BaCl2溶液中会产生白色沉淀
D.硫在空气中的燃烧产物是SO2,在纯氧中的燃烧产物是SO3
解析:SO2不与BaCl2溶液反应,C错误;硫不论在空气中燃烧,还是在纯氧中燃烧,其产物均是SO2。
答案:A
2.在硫酸的工业制法中,下列生产操作和说明生产操作的主要原因二者都正确的是( )
A.硫铁矿燃烧前要粉碎,因为大块硫铁矿不能燃烧
B.从沸腾炉出来的气体需净化,因为炉气中的SO2会与杂质反应
C.SO2氧化成SO3,SO2能全部转化为SO3
D.SO3用98.3%的硫酸吸收,目的是防止形成酸雾,以便使SO3吸收完全
答案:D
3.浓硫酸和稀硫酸在实验室中敞口放置。它们的质量和放置天数的关系如图。a、b曲线变化的原因是( )
A.a升华、b冷凝
B.a挥发、b吸水
C.a蒸发、b潮解
D.a冷凝、b吸水
解析:在两种溶液中都存在吸水与水分挥发两个过程。只不过在浓硫酸中以吸收水分为主,溶液质量增加;在稀硫酸中以水分挥发为主,质量减小。
答案:B
4.浓硫酸有许多重要性质,在与含有水分的蔗糖作用过程中不能显示的性质是( )
A.酸性 B.脱水性
C.强氧化性 D.吸水性
解析:浓硫酸首先吸收蔗糖表面的水,表现为吸水性,同时放出热量;之后将蔗糖脱水炭化形成碳单质,吸水放热有利于加快脱水炭化的速率;随后H2SO4与碳单质反应生成CO2和SO2,因而炭块体积迅速膨胀,形成疏松多孔的固体,能闻到刺激性气味,显示H2SO4的强氧化性。
答案:A
5.下列各组气体中,在实验室可用硫酸制取,又能用浓硫酸干燥的一组是( )
A.HCl、HBr、H2 B.H2S、CO2、H2
C.H2、SO2、HCl D.NH3、HF、H2
解析:A中HBr、B中H2S都有较强的还原性,不能用浓硫酸干燥,A、B被排除。D中NH3能与H2SO4反应,不可用浓硫酸干燥,排除D。
答案:C
6.向50 mL 18 mol·L-1的硫酸溶液中加入足量的铜并加热,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与0.9 mol之间
D.大于0.9 mol
解析:Cu与浓硫酸在加热条件下发生反应,随着反应的进行,硫酸浓度逐渐减小,到一定程度时,反应会停止,所以被还原的H2SO4应小于0.45 mol。
答案:A
7.下列生成SO2的反应中,反应物中的含硫物质被氧化的是( )
A.Cu与浓硫酸共热
B.红热的木炭与浓硫酸反应
C.Na2SO3与浓硫酸反应
D.S在空气中燃烧
解析:只有D项S元素的化合价升高,被氧化。
答案:D
8.下列关于SO2和SO3的叙述中,正确的是( )
A.它们中的硫元素,均可在有的反应中显氧化性,有的反应中显还原性
B.加入含Ba2+的溶液都能生成不溶于盐酸的白色沉淀
C.常温下,它们均可以使品红溶液褪色
D.都属于酸酐,溶于水都生成酸
解析:SO3中硫元素显+6价,无还原性,SO2与Ba2+生成的沉淀可溶于HCl,SO3无漂白性,故只有D正确。
答案:D
9.通常状况下,A为淡黄色固体,据下图所示转化关系回答:
(1)写出A~E的化学式:
A. B. ?
C. D. ?
E. ?
(2)写出下列反应的化学方程式:
①BC:?
②EC:?
③CD:?
答案:(1)S H2S SO2 SO3 H2SO4
(2)①2H2S+3O22SO2+2H2O ②Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O ③2SO2+O22SO3
10.导学号18100085甲、乙、丙为核电荷数小于18的元素形成的单质,A、B、C、D、E、F、G、X均为常见化合物。B、X的相对分子质量相同,E的相对分子质量比D的大16,在一定条件下有如图所示的转化关系。请填空:
(1)G的化学式是 ,X的化学式是 ;?
(2)上述物质中能与水发生反应,且在反应中既不是氧化剂也不是还原剂的物质的代号是 ;?
(3)反应“D+丙”的化学方程式是 ;?
(4)“X+D+H2SO4”反应的离子方程式是 。?
解析:DE且E的相对分子质量比D的大16,可知丙为O2,又B丙+C可知B为Na2O2,C为NaOH,则A为Na2O,甲为Na;B、X的相对分子质量相同,且X中含钠元素,硫化钠和过氧化钠的相对分子质量相同,故X是Na2S,乙为S,F为SO2,G为SO3,D为Na2SO3,E为Na2SO4。
(1)G的化学式为SO3,X的化学式为Na2S。
(2)能与水发生反应,且在反应中既不是氧化剂也不是还原剂的物质是Na2S、SO2、SO3。
(3)反应“D+丙”的化学方程式是2Na2SO3+O22Na2SO4。
(4)“X+D+H2SO4”反应的离子方程式是2S2-+S+6H+3S↓+3H2O。
答案:(1)SO3 Na2S (2)A、F、G (3)2Na2SO3+O22Na2SO4 (4)2S2-+S+6H+3S↓+3H2O
B组
1.在反应3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O中被氧化的硫与被还原的硫的关系是( )
A.物质的量比为2∶1
B.质量比为2∶1
C.质量比为1∶2
D.物质的量比为1∶1
解析:该氧化还原反应中,S既是氧化剂,又是还原剂。在3 mol S中,有1 mol S作为还原剂被氧化生成Na2SO3,有2 mol S作为氧化剂被还原生成Na2S,故选C。
答案:C
2.下列叙述中正确的是( )
A.常温下将Cu片放入浓硫酸中,生成刺激性气味的气体,得出结论:Cu与浓硫酸反应生成SO2
B.向某无色溶液中滴加氯化钡溶液,产生白色沉淀,再加入稀盐酸后该沉淀不溶解,说明原溶液中一定含有S
C.亚硫酸是良好的还原剂,浓硫酸是良好的氧化剂,但两者混合却不发生氧化还原反应
D.浓盐酸和浓硫酸暴露在空气中浓度都会降低,其原因相同
解析:常温下Cu与浓硫酸不反应,A项错误;B项,无法排除Ag+的干扰,错误;C项,H2SO3与H2SO4不发生反应;D项,浓盐酸挥发使其浓度降低、浓硫酸吸水使其浓度降低,错误。
答案:C
3.含硫48%的硫铁矿煅烧时FeS2损失率为2%,则下列说法不正确的是( )
A.该硫铁矿含FeS2也是48%
B.硫损失也是2%
C.铁损失也是2%
D.该硫铁矿含铁42%
答案:A
4.下列关于氢硫酸、亚硫酸、硫酸的叙述正确的是( )
A.它们都是酸,因此彼此不发生反应
B.只有亚硫酸可以露置在空气中,其他酸不行
C.分别滴加BaCl2溶液即可鉴别三种酸溶液
D.它们都是二元酸,酸性:H2S解析:氢硫酸能与亚硫酸、浓硫酸反应,A项错误;H2SO3和H2S在空气中都会被氧化,浓硫酸具有吸水性,也不能露置于空气中,B项错误;向三种酸中加BaCl2溶液,只有硫酸与BaCl2溶液反应,C项错误。
答案:D
5.亚硫酸钠中有+4价的硫,它既有氧化性又有还原性。现有试剂:溴水、硫化钠溶液、亚硫酸钠溶液、稀硫酸、氢氧化钠溶液、氨水。
(1)要证明亚硫酸钠具有还原性,应选用的试剂有 ,看到的现象是 ,反应的离子方程式是 。?
(2)要证明亚硫酸钠具有氧化性,应选用的试剂有 ,看到的现象是 ,反应的离子方程式是 。?
解析:(1)要证明Na2SO3具有还原性,应选择有氧化性的试剂,所给试剂中只有溴水合适,反应过程中溴水褪色。(2)要证明亚硫酸钠具有氧化性,应选择有还原性的试剂,所给试剂中完成实验需选用稀硫酸、硫化钠溶液,反应过程中有单质硫生成,溶液变浑浊。
答案:(1)溴水 橙红色消失 S+Br2+H2OS+2H++2Br-
(2)硫化钠溶液和稀硫酸 溶液变浑浊(或有淡黄色沉淀产生) 2S2-+S+6H+3S↓+3H2O
6.导学号18100086(1)浓硫酸与木炭粉在加热条件下发生反应的化学方程式是 。?
(2)试用下图所列各装置设计一个实验,来验证上述反应所产生的各种产物。
编
号
①
②
③
④
装
置
这些装置的连接顺序(按产物气流从左至右的方向)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中所加固体药品是 ,可验证的产物是 ,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:(2)实验的目的是要将三种气态产物一一验证出来。由题中所给的各种装置可知:④是反应发生器;①中有品红溶液,可联想是用来验证SO2;装置③中装有某种水溶液,显然③可用来验证CO2;②是反应管,可验证水蒸气。由于①③中装的都是水溶液,气流经过后一定会带出水蒸气,所以必须先用②验证产物中的水蒸气,然后再验证SO2和CO2,不然就不能确定水蒸气一定是反应产物;由于SO2和CO2都能与澄清石灰水反应,使澄清石灰水变浑浊,因此从②出来的气体必须先经过①验证和除去SO2后再进入③验证CO2,由此可以得出正确的连接顺序应当是④②①③。(3)A瓶中品红溶液褪色,可证明产物中有SO2,C瓶溶液不褪色,说明进入C瓶的气体中已没有SO2,从而推断出B瓶溶液的作用是氧化吸收从A瓶出来的气体中全部的SO2,因而C瓶溶液的作用是确认这时气流中SO2已被B瓶溶液全部吸收。(4)因为②是验证水蒸气的,所以其中固体药品必是可与水结合,而且有可观察到明显现象变化的物质,我们熟悉的是白色无水硫酸铜遇水变蓝,或变色硅胶遇水由蓝色变粉红色。确定②装置位置的理由如(2)中所述。(5)由于从①中C瓶出来的气流中已确定没有SO2,因此③中所盛溶液必定是澄清石灰水,用来验证气流中的CO2。
答案:(1)C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O
(2)④ ② ① ③
(3)验证产物气流中有SO2 将产物气流中SO2全部氧化吸收 确认产物气流中SO2已被B瓶溶液全部吸收
(4)无水硫酸铜(或变色硅胶) 水蒸气 由于产物气流通过①③时会带出水蒸气,所以②必须在①③之前
(5)澄清石灰水 CO2(二氧化碳)
课件20张PPT。第二单元 生产生活中的含氮化合物第1课时 氮氧化物的产生及转化自主阅读自主检测一、氮氧化物的产生及转化
1.氮氧化物的产生
氮氧化物的主要来源有:汽车尾气、硝酸和氮肥工厂、金属冶炼及雷雨天气。
2.氮氧化物的性质
(1)一氧化氮
①物理性质:NO是一种无色、无味、有毒的气体,微溶于水,能与血红蛋白结合引起中毒。自主阅读自主检测(2)二氧化氮
①物理性质:红棕色、有刺激性气味的气体。
②化学性质:
二、氮氧化物对环境的危害与防治
1.危害
形成酸雨、产生光化学烟雾、破坏大气臭氧层。
2.防治
(1)使用清洁能源,减少氮氧化物的排放。
(2)为汽车安装尾气转化装置,将汽车尾气中的CO和NO转化成CO2和N2。
(3)对生产化肥、硝酸的工厂排放的废气进行处理。自主阅读自主检测1.下列气体不会造成大气污染的是( )
A.SO2 B.N2
C.CO D.NO
答案:B
2.下列气体有毒,使人中毒的原理与CO相似的是 ( )
A.Cl2 B.NO2
C.NO D.N2O4
解析:NO、CO均能结合血红蛋白。
答案:C
3.造成光化学烟雾的有害气体主要是( )
A.CO2、碳氢化合物 B.NO和NO2
C.SO2 D.CO2
答案:B情境导入知识点拨典例引领重难点NO与NO2的性质及相关计算
某化学兴趣小组采用如下装置模拟自然放电,探究反应过程与反应产物。情境导入知识点拨典例引领重难点讨论探究?
1.实验中三颈烧瓶中会产生什么现象?加水后气体变为什么颜色?
探究提示:有红棕色气体产物,加水后气体变为无色。
2.请根据1中现象写出相应化学方程式。情境导入知识点拨典例引领重难点1.NO、NO2的性质及转化 情境导入知识点拨典例引领重难点2.含氮元素物质之间的转化如下: 情境导入知识点拨典例引领重难点情境导入知识点拨典例引领重难点例题导学号18100087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 ,则原混合气体中NO2和O2的体积之比是( )
①8∶1 ②7∶3 ③7∶1 ④4∶1
A.①④ B.②③ C.①③ D.②④
解析:设原气体体积为8 L,则剩余气体体积为1 L,即V总=8 L,V剩=1 L,ΔV=7 L。
方法Ⅰ:依据反应4NO2+O2+2H2O 4HNO3进行分析。
(1)若剩余的1 L气体为O2,则V(NO2)= ×7 L=5.6 L,V(O2)=8 L-5.6 L=2.4 L,V(NO2)∶V(O2)=7∶3。
(2)若剩余的1 L气体为NO,即相当于剩余3 L NO2,则V(O2)= (8 L-3 L)=1 L,V(NO2)=7 L,V(NO2)∶V(O2)=7∶1。情境导入知识点拨典例引领重难点方法Ⅱ:用2∶5法分析。设NO2、O2的体积分别为x L,y L。
(1)若剩余1 L O2,则x L NO2与(y-1) L O2恰好“组合”成N2O5。解x∶[2x+2(y-1)]=2∶5得x=4y-4,再联立x+y=8得x=5.6,y=2.4。
(2)若剩余1 L NO,则(x-3)L NO2与y L O2恰好“组合”成N2O5,联立(x-3)∶[2(x-3)+2y]=2∶5和x+y=8,可得x=7,y=1。
方法Ⅲ:用电子守恒法分析。设NO2、O2的体积分别为x L、y L。
(1)若剩余1 L O2,则x L NO2与(y-1)L O2失去与得到的电子数相等:x×1=(y-1)×4,结合x+y=8可解得x=5.6,y=2.4。
(2)若剩余1 L NO,则(x-3)L NO2与y L O2失去与得到的电子数相等:(x-3)×1=4y,结合x+y=8可解得x=7,y=1。
答案:B情境导入知识点拨典例引领重难点情境导入知识点拨典例引领重难点成功体验 将充满NO、NO2的混合气体45 mL的试管,倒立在水中,一段时间后气体的体积为35 mL。原混合气体中NO、NO2的体积比是( )?
A.2∶1 B.2∶7 C.7∶2 D.9∶7
3 1 2
15 mL 45 mL-35 mL=10 mL
V(NO2)=15 mL V(NO)=30 mL
故V(NO)∶V(NO2)=2∶1
答案:A1 2 3 41.氮气的性质是( )
A.只有氧化性
B.只有还原性
C.既有氧化性又有还原性
D.既没有氧化性又没有还原性
答案:C1 2 3 42.NO2是一种主要的大气污染物。下列关于NO2性质的描述不正确的是( )
A.无色
B.易溶于水
C.有刺激性气味
D.密度比空气的大
答案:A1 2 3 43.NO2被水吸收发生反应:3NO2+H2O 2HNO3+NO,判断发生还原反应和发生氧化反应的物质的物质的量之比为( )
A.3∶1 B.1∶3
C.1∶2 D.2∶1
解析: ,则发生还原反应和发生氧化反应的物质
的物质的量之比为1∶2。
答案:C1 2 3 44.利用如图所示的装置收集以下7种气体:①H2
②Cl2 ③O2 ④HCl ⑤NH3 ⑥NO ⑦NO2
(1)若广口瓶是干燥的,则由B口进气,可收集的气体有 ;由A口进气,可收集的气体有 。?
(2)若在广口瓶内充满水,可收集的气体有 ,气体应由 口进入。?
(3)若广口瓶中装入适量浓硫酸,可以用它来干燥的气体有 ,气体应由 口进入。?1 2 3 4解析:(1)从B口进气是收集密度比空气大的气体;从A口进气则收集密度比空气小的气体,但排空气法收集的气体必须与O2不反应,且密度与空气密度相差较大。
(2)若用排水法收集,则气体必须不溶于水且不与水反应,应从A口进。
(3)用浓硫酸干燥气体,必须从B口进气。
答案:(1)②③④⑦ ①⑤
(2)①③⑥ A
(3)①②③④⑥⑦ B第二单元 生产生活中的含氮化合物
第1课时 氮氧化物的产生及转化
1.实验室收集NO、NO2两种气体( )
A.均可用排水法
B.均可用向上排空气法
C.NO用向上排空气法,NO2用排水法
D.NO用排水法,NO2用向上排空气法
答案:D
2.发射宇宙飞船的运载火箭的推进剂引燃后,产生的大量高温气体从尾部喷出,该气体的主要成分是CO2、H2O、N2、NO等,在发射现场可看到火箭尾部产生大量红棕色气体,其原因是( )
A.高温下N2遇空气生成NO2
B.NO遇空气生成NO2
C.CO2与NO反应生成CO和NO2
D.NO与H2O反应生成H2和NO2
解析:NO遇空气生成NO2,NO2是红棕色气体。
答案:B
3.下列除去杂质的方法正确的是( )
A.除去N2中的少量O2:通过灼热的CuO粉末,收集气体
B.除去CO2中的少量HCl:通入Na2CO3溶液,收集气体
C.除去FeCl2溶液中的少量FeCl3:加入足量铁屑,充分反应后,过滤
D.除去KCl溶液中的少量MgCl2:加入适量NaOH溶液,过滤
解析:除去N2中的少量O2:通过灼热的铜网,A项错误;除去CO2中的少量HCl:通入饱和NaHCO3溶液,B项错误;除去KCl溶液中的少量MgCl2:加入适量KOH溶液,D项错误。
答案:C
4.最新研究表明:NO吸收治疗法可快速改善SARS重症患者的缺氧状况,缓解病情。病毒学研究同时证实,NO对SARS病毒有直接抑制作用。下列关于NO的叙述正确的是( )
A.NO是一种红棕色的气体
B.含等质量的氧元素的NO和CO的物质的量相等
C.常温常压下,NO不能与空气中的O2直接化合
D.NO易溶于水,不能用排水法收集
答案:B
5.下列氧化物中,不属于酸性氧化物的是( )
A.CO2 B.NO2 C.SiO2 D.SO2
解析:NO2不属于酸性氧化物。
答案:B
6.诺贝尔化学奖曾授予德国化学家Gerhard Ertl,以表彰他在固体表面化学研究过程中的重大发现。使CO、NOx等在铂表面发生化学反应转变成无毒气体,以减少汽车尾气中有毒气体的排放,正是此项研究的重要应用之一。下列有关说法不正确的是( )
A.CO在铂表面被氧化生成CO2,铂起催化作用
B.汽车尾气中NOx在铂表面发生反应的产物是N2
C.CO在铂表面可能和O2、NOx反应
D.NOx、CO、CO2均能与人体中的血红蛋白结合
解析:CO、NOx在铂表面发生的反应为CO+NOxCO2+N2(未配平),也可能是CO与O2反应,此过程中铂作催化剂。CO2不能与人体中的血红蛋白结合。
答案:D
7.把少量的NO2气体通入过量的小苏打溶液中,再使逸出的气体通过装有过氧化钠颗粒的干燥管,最后收集到的气体是( )
A.O2 B.NO2
C.NO2和O2 D.CO2和NO
解析:由反应3NO2+H2O2HNO3+NO,HNO3+NaHCO3NaNO3+CO2↑+H2O,2CO2+2Na2O22Na2CO3+O2,2NO+O22NO2可知,若将3体积NO2通入过量的NaHCO3溶液中,会发生如下变化:
所得到的是NO2和O2的混合气体。
答案:C
8.导学号18100088在常温常压下,a、b、c、d四支相同的试管中,分别装入以等物质的量混合的两种气体。a试管内是NO2和O2,b试管内是Cl2和SO2,c试管内是NO和O2,d试管内是O2和H2。将四支试管迅速同时倒立于水中,最终水面上升高度h的比较,正确的是( )
A.hb>hc>ha>hd
B.hc>ha>hb>hd
C.hd>ha>hc>hb
D.hb>ha>hc>hd
解析:题中四组混合气体分别与水反应(或溶于水后),如有某种气体剩余,则这部分气体将在倒置于水的试管的上部,剩余气体越少,试管内液面越高。b与水完全反应,无剩余气体,d不与水反应,剩余气体最多,a、c与水部分反应,剩余气体按反应物的化学计量数关系计算得出结果。最后,比较即可得出答案。
答案:A
9.为了除去NO、NO2、N2O4对大气的污染,常采用氢氧化钠溶液进行吸收处理(反应的化学方程式:2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2O NO2+NO+2NaOH2NaNO2+H2O)。现有a mol NO、b mol NO2、c mol N2O4组成的混合气体恰好被V L氢氧化钠溶液吸收(无气体剩余),则此氢氧化钠溶液的物质的量浓度最小为( )
A.mol·L-1,a=b
B. mol·L-1,a≤b
C. mol·L-1,a≤b+2c
D. mol·L-1,a>b
解析:最终的物质不管是NaNO3还是NaNO2或NaNO3和NaNO2的混合物,都存在着对应关系Na~N,n(NaOH)=(a+b+2c) mol。
答案:C
10.某活动小组利用下图所示装置进行NO、NO2的性质实验,按下列步骤进行(装置气密性已检验完毕)。
Ⅰ.向广口瓶①中通入NO并测定NO的体积。
(1)通入NO前,向广口瓶①中加水的主要操作:?
?
。?
(2)从导管a通入一定量的NO,并测得NO体积为V L(V<0.05,气体体积已经换算为标准状况)。准确测得NO体积的主要操作:?
。?
Ⅱ.验证NO的还原性,探究工业生产硝酸的原理。
(1)停止通入NO后关闭K1、K3;打开K2,从导管b缓缓通入O2,可观察到的现象是?
。?
写出对应现象的化学方程式:?
。?
(2)继续通入O2,打开K3,并及时调整酸式滴定管③中液面与广口瓶①中液面相平,直到广口瓶①中刚好充满液体。
①当通入氧气的体积为V时,则广口瓶①的气体体积为 ;?
②当广口瓶①中刚好充满液体时,所得液体的物质的量浓度为 mol·L-1。?
解析:Ⅰ.(1)盛放NO气体的装置中不能有空气,空气与NO 反应,操作的关键是在①装置中要加满水,这样才能完全赶去广口瓶中的空气。(2)通过排出的水量,测NO气体的体积,为了保证广口瓶中的压强恒为大气压,起始和终点读数时,都要保证广口瓶中的液面和滴定管中液面为同一水平面。
Ⅱ.(1)2NO+O22NO2,气体的颜色发生变化,生成的NO2与水又发生反应,气体的颜色又变淡。(2)①通入氧气的体积为V时,NO与O2恰好完全反应生成NO2,NO2又与水反应,生成的NO;②4NO+3O2+2H2O4HNO3,生成HNO3的物质的量为 mol,溶液的总体积为0.5 L,其物质的量浓度为 mol·L-1。
答案:Ⅰ.(1)打开K2、K3(或K1、K3或K1、K2、K3均打开),从滴定管加水,直到将①中空气全部排出,且调整滴定管中液面与①相平,并记录滴定管的刻度
(2)关闭K2,打开K3、K1,通入NO并调整滴定管液面与①中液面相平,再次记录滴定管刻度
Ⅱ.(1)气体先变为红棕色,然后逐渐变淡
2NO+O22NO2,3NO2+H2O2HNO3+NO
(2)① ②
11.NO分子因污染空气而臭名昭著,近年来,发现少量的NO在生物体内许多组织中存在,它有扩张血管、免疫、增强记忆的功能,而成为当前生命科学的研究热点,NO亦被称为“明星分子”。请回答下列问题:
(1)NO对环境的危害在于 (填编号)。?
A.破坏臭氧层
B.高温下能使一些金属氧化
C.造成酸雨
D.与人体血红蛋白结合
(2)在含Cu+的酶的活化中心,亚硝酸根离子(N)可转化为NO,写出Cu+和亚硝酸根离子在酸性水溶液中反应的离子方程式: 。?
(3)汽车加装了“三效催化净化器”,可将尾气中的一氧化碳和一氧化氮转化为参与大气循环的无毒混合气体,该气体是( )
A.二氧化碳和氮气 B.二氧化碳和二氧化氮
C.二氧化碳和氧气 D.二氧化碳和氢气
解析:(1)NO气体在破坏臭氧层的过程中起催化作用;NO能与人体血红蛋白结合而使人中毒;NO被O2氧化生成NO2,NO2与水反应生成HNO3可形成酸雨。(2)N转化为NO时氮的化合价降低,则Cu+在反应中化合价升高转化为Cu2+。(3)因为CO和NO含有C、O、N三种元素,那么它变化以后还应该含有这三种元素,所以C、D两项不正确,又因为B项中的NO2依然是空气污染物,所以也排除。
答案:(1)ACD
(2)Cu++N+2H+Cu2++NO↑+H2O
(3)A
12.Ⅰ.将盛满NO2和O2混合气体的试管倒立于水中,经过足够时间后,试管内气体体积缩小为原体积的一半。
(1)剩余气体的成分是 。?
A.NO或O2 B.NO C.O2 D.NO2
(2)是否可以算出原气体中NO2与O2的体积比?若能,体积比是 ;若不能,理由是 。?
Ⅱ.把盛有48 mL NO2和NO混合气体的容器倒置于水中,液面稳定后容器内气体体积变为24 mL(气体体积均在相同条件下测定),如下图所示。则:
(1)原混合气体中,NO2和NO的体积分别是 mL和 mL。?
(2)若在剩余的24 mL气体中通入a mL O2,液面稳定后,容器内气体体积仍为24 mL,则a= 。?
(3)在剩余的24 mL气体中通入 mL O2,充分反应后将剩余4 mL无色气体。?
(4)若在原48 mL混合气体中通入 mL O2再倒置于水中,水会充满整个容器。?
解析:Ⅰ.(1)设原混合气体体积为1 L,则剩余0.5 L气体。若剩余气体是NO,则反应后剩余1.5 L NO2,这当然不可能;若剩余气体是O2,则V(NO2)=0.5 L×=0.4 L,V(O2)=0.6 L,V(NO2)∶V(O2)=2∶3。
Ⅱ.(1)V(NO2)=ΔV=×24 mL=36 mL。
(2)气体体积仍为24 mL,则为24 mL O2,由4NO~3O2可知与24 mL NO完全反应应消耗18 mL O2,故a=24+18=42。
(3)由“4NO+3O2”可知,若剩余4 mL O2,则需通入=22 mL O2;若剩余4 mL NO,则需通入×(24 mL-4 mL)=15 mL O2。
(4)原48 mL气体是36 mL NO2和12 mL NO,与之正好完全反应的O2体积为×36 mL+×12 mL=18 mL。
答案:Ⅰ.(1)C (2)2∶3
Ⅱ.(1)36 12 (2)42 (3)15或22 (4)18
课件38张PPT。第2课时 氮肥的生产和使用自主阅读自主检测一、NH3的合成及性质
1.工业合成氨原理
工业合成氨的化学方程式:N2+3H2 2NH3,德国化学家哈伯因在合成氨方面的巨大贡献而获得诺贝尔化学奖。
2.氮的固定
将游离态的氮转变为化合态的氮的过程。
3.NH3的物理性质
NH3是无色、有刺激性气味、极易溶于水的气体,常温时,1体积水大约溶解700体积的氨气。氨易液化,常作制冷剂。
4.NH3化学性质自主阅读自主检测二、铵盐的性质
1.物理性质
铵盐都易溶于水。
2.化学性质
写出下列化学反应方程式:自主阅读自主检测1.关于NH3气体性质的叙述错误的是( )
A.颜色呈红棕色 B.极易溶于水
C.有毒 D.有刺激性气味
答案:A
2.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自主阅读自主检测3.下列物质中,既属于铵盐又属于硝酸盐的是( )
A.KNO3 B.NH4Cl
C.NH4NO3 D.CuCl2
答案:C情境导入知识点拨典例引领重难点一重难点二NH3的性质?
2016年1月4日,广西北海市一冷冻厂发生氨气泄漏,造成一名值班工作人员中毒送医。消防官兵立即出3支水枪对氨气进行稀释、降低浓度,同时搜救被困人员并与冷冻厂技术人员深入事故点进行堵漏。
图为救援人员射水稀释氨气情境导入知识点拨典例引领重难点一重难点二讨论探究?
1.氨气泄漏时,消防官兵为什么对氨气进行喷水稀释?NH3溶于水后与水发生反应生成氨水,氨水的成分有哪些?
探究提示:氨气极易溶于水,对氨气进行喷水能降低氨气的浓度。生成氨水的成分主要有三分子、三离子,三分子:NH3、NH3·H2O、H2O,三离子: 、OH-、H+。情境导入知识点拨典例引领重难点一重难点二2.根据氨气极易溶于水的性质,可以利用氨气设计成如图所示的喷泉实验,请回答引发该实验的操作及实验现象。
探究提示:引发操作:打开止水夹,并将胶头滴管中的水挤入烧瓶。
实验现象:烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶,形成喷泉,瓶内液体呈红色。情境导入知识点拨典例引领重难点一重难点二1.喷泉实验
(1)产生喷泉实验的原因:NH3极易溶于水,当把胶头滴管中的水挤压到圆底烧瓶中后,NH3迅速溶入水中,使烧瓶内压强急剧下降,从而使烧杯内的水被外界大气压压入到烧瓶内,形成喷泉。由于滴加了酚酞溶液,氨水为碱性,因此为红色喷泉。
(2)能产生喷泉的还有以下组合:
①HCl(g)与H2O ②CO2(g)与NaOH溶液 ③Cl2(g)与NaOH溶液等
(3)实验关键:①氨应充满烧瓶;②氨和烧瓶应干燥;③装置不能漏气。情境导入知识点拨典例引领重难点一重难点二2.液氨和氨水的区别
3.氨和铵的性质与区别
(1)NH3是中学化学中唯一能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体,常用此性质检验NH3的存在。
(2)氨水溶液浓度越大,密度越小。情境导入知识点拨典例引领重难点一重难点二(3)NH3·H2O很不稳定,受热就会分解生成氨和水:NH3·H2O NH3↑+H2O。氨水应密封保存,放在阴暗处。由于氨水对许多金属有腐蚀作用,所以不能用金属容器盛装,一般盛装在玻璃容器或橡胶袋或陶瓷坛或内涂沥青的铁桶里。
(4) 和OH-在溶液中不能大量共存,两者反应生成NH3·H2O,注意不可把NH3·H2O写成NH4OH。
(5)氨与铵的区别情境导入知识点拨典例引领重难点一重难点二例题1导学号18100089利用如图所示的装置,可以验证NH3和HCl的有关性质。实验前a、b、c活塞均关闭。
(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?? 。?情境导入知识点拨典例引领重难点一重难点二解析:本题考查了氨气的性质和喷泉实验的形成。若在烧瓶Ⅱ中产生“喷泉”现象,烧瓶Ⅰ中不产生“喷泉”现象,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)。若先打开a、c活塞,再挤压胶头滴管,则在a中NH3被水吸收,形成负压,Ⅰ中HCl进入Ⅱ中,HCl和NH3反应生成固体NH4Cl,生成白烟。要在烧瓶Ⅰ中形成喷泉,就要形成负压,先打开a、c活塞,再挤压胶头滴管。
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)烧瓶Ⅱ中导管口处产生白烟
(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,然后打开b活塞情境导入知识点拨典例引领重难点一重难点二情境导入知识点拨典例引领重难点一重难点二成功体验1 下图是某课外活动小组的同学设计的4个喷泉实验方案。下列有关操作不可能引发喷泉现象的是 ( )?情境导入知识点拨典例引领重难点一重难点二A.挤压装置①的胶头滴管使无水乙醇全部进入烧瓶,片刻后打开止水夹
B.挤压装置②的胶头滴管使NaOH溶液全部进入烧瓶,片刻后打开止水夹
C.用鼓气装置从装置③的a处不断鼓入空气并打开止水夹
D.向装置④的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开止水夹
解析:Cl2易溶于有机溶剂,故可造成烧瓶内压强立即减小,A项正确;NaOH不能吸收H2,所以不能形成喷泉实验,B项错误;当空气将水压入烧瓶内与NH3接触时,则会产生喷泉,C项正确;浓硫酸稀释放热,造成锥形瓶内气体膨胀,而将浓氨水压入烧瓶中,引发喷泉,D项正确。
答案:B重难点一重难点二情境导入知识点拨典例引领NH3的实验室制法?
氨气是化肥工业和基本有机化工的主要原料。合成氨工业在20世纪初期形成,开始用氨作火药工业的原料,为战争服务;第一次世界大战结束后,转向为农业、工业服务。随着科学技术的发展,对氨的需要量日益增长。工业上氨是以哈伯法通过N2和H2在高温、高压和催化剂存在下直接化合而制成:N2+3H2 2NH3 ,你知道在实验室中氨气是怎样制取的吗?重难点一重难点二情境导入知识点拨典例引领讨论探究?
1.实验室通常用NH4Cl与熟石灰共热制氨气,为何不选其他试剂?生成氨气能用浓硫酸来干燥吗?
探究提示:①实验室一般用NH4Cl与熟石灰共热制取氨气,铵盐一般不用NH4NO3、NH4HCO3,因其产物复杂。②碱一般也不用NaOH固体,因易潮解,对玻璃有较强的腐蚀性。③干燥氨气不能用P2O5和浓硫酸,也不能用无水CaCl2(8NH3+CaCl2 CaCl2·8NH3),通常用碱石灰干燥氨气。重难点一重难点二情境导入知识点拨典例引领2.除利用氯化铵与熟石灰共热外,实验室还可用哪些方法制少量氨气?
探究提示:(1)加热NH4HCO3固体或(NH4)2CO3固体,将产生的气体通过碱石灰后可得到纯净干燥的氨气,可用制备氧气的装置。
(2)加热浓氨水制氨。在烧瓶中加入2~4 mL浓氨水,加热即得氨气,可用制氯气的装置。
(3)常温下,用浓氨水与固体烧碱或生石灰混合制氨,可用制氢气的装置。这种方法的原理是:固体烧碱或生石灰溶于水时放出大量的热,促使NH3·H2O分解放出氨气。重难点一重难点二情境导入知识点拨典例引领1.氯化铵与消石灰(熟石灰)共热制取氨(方法1)
(1)实验原理:2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O
注意:消石灰不宜用NaOH、KOH代替,也不宜用生石灰。因为NaOH、KOH具有吸湿性,易结块,不利于产生NH3;NaOH、KOH在高温下能腐蚀试管。
(2)实验装置:“固+固 气”的发生装置,如下图所示。重难点一重难点二情境导入知识点拨典例引领(3)干燥方法:干燥剂不能选用浓硫酸、无水CaCl2、P2O5等,因为它们均能与NH3发生反应,通常选用碱石灰做干燥剂。
(4)收集方法:由于氨易溶于水,密度比空气小,所以只能用向下排空气法收集。
(5)检验方法:用湿润的红色石蕊试纸(变蓝);蘸有浓盐酸的玻璃棒接近瓶口(产生白烟)。
(6)吸收方法:多余的氨用水吸收并注意防止倒吸。如图:重难点一重难点二情境导入知识点拨典例引领注意:①棉花团的作用:防止试管内的NH3与试管外的空气形成对流。
②用如图所示的装置吸收氨,均易发生倒吸。
2.向浓氨水中加入生石灰或烧碱制取氨(方法2)
(1)实验原理:CaO与水反应或NaOH溶于水都明显放热[且增大c(OH-)]促进NH3·H2O分解。重难点一重难点二情境导入知识点拨典例引领(2)实验装置:如图所示,该装置简单,不需加热,可以快速制氨。
(3)收集、检验方法同方法1。重难点一重难点二情境导入知识点拨典例引领例题2导学号18100090实验室可用如图所示装置(缺少收集装置,夹持固定装置已略去)制备并收集氨。
(1)在图中方框内绘出用烧瓶收集氨的仪器装置简图。
(2)试管中的试剂是 (填写化学式)。?
(3)烧杯中溶液由无色变为红色,其原因是 (用电离方程式表示)。?重难点一重难点二情境导入知识点拨典例引领解析:(1)NH3的密度比空气的小,所以收集NH3时常采用向下排空气法,导管应伸入烧瓶底部。(2)用加热固体的方法制氨,试剂是Ca(OH)2和NH4Cl。(3)多余的NH3用水吸收形成氨水,遇酚酞变红色。
答案:(1)如图所示
(2)NH4Cl、Ca(OH)2重难点一重难点二情境导入知识点拨典例引领重难点一重难点二情境导入知识点拨典例引领重难点一重难点二情境导入知识点拨典例引领成功体验2 为了更简便地制取干燥的NH3,下列方法中合适的是( )?
A.N2+3H2 2NH3,用烧碱进行干燥
B.加热NH4HCO3,气体用五氧化二磷干燥
C.加热浓氨水,气体用碱石灰干燥
D.Mg3N2+6H2O 3Mg(OH)2↓+2NH3↑,气体用无水氯化钙干燥
解析:A选项中方法是工业制取氨气的方法,不可选;B选项中P2O5是酸性干燥剂可以吸收NH3,不可选;D选项中CaCl2可以与NH3形成络合物,也不能选用。
答案:C1 2 3 4 51.下列说法不正确的是( )
A.压缩机中的氨作制冷剂
B.氨气泄漏时,消防人员可喷洒大量的水,减少氨气的扩散
C.氨气溶于水使其水溶液呈碱性
D.NH3溶于水的过程属于氮的固定
解析:由NH3的物理性质可知,A、B正确。氨水呈弱碱性,C正确。氮的固定是将氮元素由游离态转化为化合态,D错。
答案:D1 2 3 4 52.在如图所示的装置中,烧瓶中充满干燥气体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d呈喷泉状喷出,最终几乎充满烧瓶。则a和b分别是( )1 2 3 4 5解析:产生喷泉实验的条件:产生足够的压强差,可以是气体极易溶于水,也可以是气体与溶液发生化学反应。故选D。
答案:D1 2 3 4 53.下列有关氨和铵盐说法正确的是( )
A.氨和铵盐都易溶于水,都能生成
B.氨气溶于水,溶液呈碱性,是因为生成了大量的 和OH-
C.实验室制备氨气可用如图所示试剂和装置
D.工业上可用氨气作制冷剂1 2 3 4 51 2 3 4 54.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,再滴入酚酞溶液
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
解析:检验铵盐的方法是利用了铵盐与碱共热反应生成氨气及氨气的性质。加入NaOH溶液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。
答案:D1 2 3 4 55.喷泉是一种常见的自然现象,其产生原因是存在压强差。
(1)图a为化学教学中常用的喷泉实验装置。在烧瓶中充满干燥气体,胶头滴管及烧杯中分别盛有液体。下列组合中可以形成喷泉的是 。?
A.O2和H2O B.HCl和H2O
C.NH3和稀盐酸 D.H2和H2O1 2 3 4 5(2)某学生积极思考产生喷泉的其他办法,并设计了图b所示的装置。
①在图b的锥形瓶中,分别加入足量的下列物质,反应后可能产生喷泉的是 。?
A.Cu与稀盐酸 B.Na2CO3与稀盐酸
②在图b锥形瓶外放一水槽,锥形瓶中加入酒精,水槽中加入冰水后,再加入足量的下列物质,结果也产生了喷泉。水槽中加入的物质是 。?
A.浓硫酸 B.食盐
这种方法产生喷泉的原理是? 。?
③比较图a和图b两套装置,从产生喷泉的原理来分析,图a是 上部烧瓶内气体的压强,图b是 下部锥形瓶内气体的压强。(均填“增大”或“减小”)?1 2 3 4 5(3)城市中常见的人造喷泉及火山爆发的原理与上述 (填“图a”或“图b”)装置的原理相似。?
答案:(1)BC
(2)①B ②A 浓硫酸溶于水放热,温度升高,酒精挥发加快,锥形瓶内压强增大 ③减小 增大
(3)图b第2课时 氮肥的生产和使用
A组
1.下列说法中正确的是( )
A.N2和H2在点燃或光照条件下可合成氨气
B.氨和HNO3都是电解质
C.氨气遇到浓硝酸会发生反应产生大量白烟
D.由NH3制HNO3的过程中,氮元素被还原
解析:A项中N2与H2化合的条件是高温、高压、催化剂;B项中NH3是非电解质而HNO3是电解质;C正确;D项中NH3中N为-3价,HNO3中N为+5价,因此由氨制硝酸的过程中,氮元素被氧化。
答案:C
2.在下列变化:①大气固氮;②硝酸银分解;③实验室制取氨气中,按氮元素被氧化、被还原、既不被氧化又不被还原的顺序排列,正确的是( )
A.①②③ B.②①③
C.③①② D.③②①
解析:①N2NO,N元素被氧化;②AgNO3NO2,N元素被还原;③NH4ClNH3,N元素既不被氧化又不被还原。
答案:A
3.下列过程不属于氮的固定的是( )
A.N2NO
B.NH3NH4NO3
C.N2NH3
D.N2N
解析:B项是氮元素由化合态化合态。
答案:B
4.检验氨气是否收集满的方法是( )
A.闻到有氨气逸出
B.棉花被气体冲出
C.用湿润的红色石蕊试纸在试管口检验,发现试纸变蓝
D.用湿润的蓝色石蕊试纸在试管口检验,发现试纸变红
解析:NH3是唯一一种可使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。
答案:C
5.喷泉实验时烧瓶中充入a气体,滴管中盛放b溶液,烧杯中盛放b溶液。当把滴管中b溶液挤入烧瓶中,不能形成喷泉实验的是( )
A.a.氨气;b.水
B.a.二氧化硫;b.氢氧化钠水溶液
C.a.二氧化氮;b.水
D.a.氯气;b.氯化钠水溶液
解析:氨气极易溶于水,SO2易与NaOH溶液反应,NO2易与水反应,挤出b溶液后均能导致烧瓶内气体压强明显减小而形成喷泉。Cl2在NaCl溶液中的溶解度比在水中的溶解度还小,不能形成喷泉。
答案:D
6.氨与酸反应生成铵盐的实质是( )
A.氨极易溶于水
B.氨具有碱性
C.氨分子是共价化合物分子
D.氨分子结合H+形成N
答案:D
7.下列气体既能用NaOH固体干燥,又能用浓硫酸干燥的是( )
A.SO2 B.N2
C.CO2 D.NH3
解析:SO2、CO2都是酸性氧化物可以与NaOH反应。NH3与浓硫酸反应。
答案:B
8.某学生用滤纸折成一只纸蝴蝶并在纸蝴蝶上喷洒某种试剂,挂在铁架台上。另取一个盛有某种溶液的烧杯,放在纸蝴蝶的下方(如图)。过一会儿,发现纸蝴蝶的颜色由白色转变为红色,喷洒在纸蝴蝶上的试剂与小烧杯中的溶液是( )
选项
A
B
C
D
纸蝴蝶上
的喷洒液
石蕊
酚酞
酚酞
石蕊
小烧杯
中的溶液
浓盐酸
浓氨水
氢氧化
钠溶液
浓硫酸
解析:根据纸蝴蝶本身的颜色为白色,排除A、D,根据纸蝴蝶上的喷洒液转变为红色,说明小烧杯中的溶液易挥发。
答案:B
9.导学号18100091现有化学试剂:NH4Cl浓溶液、生石灰及常用干燥剂,制取干燥、纯净的氨气。
(1)请从下面的仪器中选择制取氨气的发生装置 (写序号,要求使用的仪器最少且合理)。?
(2)写出用NH4Cl浓溶液与生石灰反应制取氨气的理由:
?
?
?
。?
(3)实验操作时,关键之处是 ,理由是 ?
。?
(4)干燥氨气应选用的干燥剂是 。?
解析:铵盐和碱反应制氨气的本质是N+OH-NH3↑+H2O,在该实验中,NH4Cl浓溶液提供N,生石灰和水反应生成氢氧化钙提供OH-,反应过程中放出的热量提供加热条件,所以用NH4Cl浓溶液与生石灰反应可以制取氨气。该装置的类型为“固体+液体气体”,所以应该选择装置D。因为氨气极易溶于水,所以如果把生石灰加到NH4Cl浓溶液中,产生的氨气会大量溶于水,不容易生成;而将NH4Cl浓溶液逐滴滴加到生石灰中,生石灰可以充分吸收水,有利于氨气的生成。
答案:(1)D
(2)生石灰遇水生成氢氧化钙并放热,氢氧化钙和氯化铵受热生成氨气[或CaO+H2OCa(OH)2,放热反应;Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O]
(3)将NH4Cl浓溶液逐滴滴加到生石灰中 生石灰可以充分吸收水,在水较少条件下反应易发生,NH3易生成
(4)碱石灰(或NaOH固体)
10.为确定两种氮肥的组成,进行下列实验:
(1)将少量样品与消石灰共热,放出可使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,此气体为 ,证明化肥中含有 (填离子符号)。?
(2)将上述反应后的固体投入盐酸中,生成无色无味气体,通入澄清石灰水后出现浑浊,此气体是 ,证明化肥中含有 (填离子符号)或 (填离子符号)。?
(3)另取少量试样溶于水中,加入MgCl2溶液后无明显变化,可知化肥中一定含有 (填离子符号),而排除了 (填离子符号)。?
(4)向试样的水溶液中加入用盐酸酸化的BaCl2溶液,立即产生白色沉淀,可知化肥中含有 (填离子符号)。由以上可知,两种化肥分别是 (写化学式,下同)和 。?
解析:由实验(1)可确定该化肥中含N,即该化肥是铵态氮肥;由实验(2)知能使澄清石灰水变浑浊的无色无味的气体是CO2,由于HC+H+H2O+CO2↑,C+2H+H2O+CO2↑,此时无法确定该离子是C还是HC;由实验(3)可知:加入Mg2+后无沉淀,说明不存在C,由实验(4)可知存在S。
答案:(1)NH3 N
(2)CO2 C HC
(3)HC C
(4)S NH4HCO3 (NH4)2SO4
B组
1.导学号18100093下列关于铵盐的叙述中不正确的是( )
①铵盐中氮元素的化合价为-3价
②铵盐都能溶于水,铵盐中只含有非金属元素而不可能含有金属元素
③铵盐都不稳定,受热分解都产生氨气
④铵盐都是离子化合物,都能与强碱反应
A.②③④
B.①②④
C.①②③
D.①③
解析:在NH4NO3中,氮元素呈现-3、+5两种化合价;铵盐都溶于水,大多数铵盐只含有非金属元素,但也有含金属元素的,如(NH4)2Cr2O7等;铵盐都不稳定,但受热分解并不都产生NH3,如NH4NO3N2O↑+2H2O;铵盐都是离子化合物,由N和酸根阴离子组成,因而都能与强碱反应。
答案:C
2.如图所示,利用培养皿探究氨气的性质。
实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水,立即用另一表面皿扣在上面。下表中对实验现象所做的解释正确的是( )
选项
实验现象
解释
A
浓盐酸附近产生白烟
NH3与挥发出的HCl反应产生了NH4Cl固体
B
浓硫酸附近无明显现象
NH3与浓硫酸不发生反应
C
氯化物溶液变浑浊
该溶液一定是AlCl3溶液
D
湿润红色石蕊试纸变蓝
NH3是一种可溶性碱
解析:向NaOH固体上滴几滴浓氨水后,产生NH3。NH3遇挥发出来的HCl生成NH4Cl固体颗粒而产生白烟;H2SO4难挥发,因此浓硫酸附近无明显现象,但NH3与H2SO4能反应;氨水能使MgCl2、AlCl3等溶液变浑浊;NH3与水反应生成的NH3·H2O电离出OH-而显碱性,但NH3不是碱。
答案:A
3.某课外活动小组在实验室用如图装置快速制取氨气并验证氨气的某些性质,同时收集少量纯净的氮气,请回答:
(1)写出用熟石灰和氯化铵反应制氨气的化学方程式:
。?
(2)本实验进行一段时间后,观察到加热的硬质玻璃试管内黑色氧化铜粉末变为红色,盛无水硫酸铜的干燥管内出现蓝色,并且在最后的出气导管处收集到纯净、干燥的氮气。根据这些现象,写出在硬质玻璃试管内发生反应的化学方程式: ,这个反应说明氨气具有 (填编号)。?
A.碱性
B.还原性
C.氧化性
D.不稳定性
(3)洗气瓶中盛浓硫酸的主要作用是?
。?
(4)在最后的出气导管口收集干燥、纯净的氮气,收集方法是 (填编号)。?
A.排空气法
B.排水法
C.用气囊收集
(5)装置E的作用是 。?
装置F的作用是 。?
解析:(2)根据现象可知是NH3把CuO还原成Cu,自身被氧化成N2。(4)要收集干燥的N2,不能用排水法,由于N2的密度与空气的密度相差不大,用排空气法收集纯度不高,故应用气囊收集。
答案:(1)2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O
(2)3CuO+2NH33Cu+3H2O+N2 B
(3)吸收氨气,防止污染空气并防止空气中的水蒸气进入F
(4)C (5)吸收NH3中的水蒸气,避免影响后续实验 验证反应生成了水
4.某氮肥NH4HCO3中混有少量(NH4)2CO3,现采用下列方案测定该氮肥中(NH4)2CO3的质量分数。称取5.7 g上述样品与2.0 mol·L-1 NaOH溶液混合,完全溶解后,低温加热使其充分反应(该温度下铵盐不分解),并使生成的氨气全部被硫酸吸收,测得氨气的质量与所用NaOH溶液体积的关系如图所示:
请回答下列问题:
(1)A点前样品与NaOH反应的离子方程式为 。?
(2)为使生成的氨气被硫酸吸收时不发生倒吸,可以选用下列装置中的 。?
(3)样品中(NH4)2CO3的质量分数是 %(保留一位小数)。?
(4)当V[NaOH(aq)]=50 mL时,生成NH3的质量为 。?
解析:(1)A点前样品与NaOH反应时无气体生成,说明A点前样品与NaOH反应为OH-与HC反应,其离子方程式为HC+OH-C+H2O。(2)在A、B、C、D四个吸收装置中,只有A、B、D可以防倒吸。(3)令NH4HCO3的物质的量为x,(NH4)2CO3的物质的量为y,则有:79 g·mol-1x+96 g·mol-1 y=5.7 g;2x+2y=2 mol·L-1×70×10-3 L;解得y=0.01 mol、x=0.06 mol;
w[(NH4)2CO3]=×100%=16.8%。
(4)当V[NaOH(aq)]=50 mL时,即物质的量为0.1 mol时,由于NH4HCO3的物质的量为0.06 mol,HC消耗OH-的物质的量为0.06 mol,剩下0.04 mol OH-与N反应生成NH3 0.04 mol,即质量为0.68 g。
答案:(1)HC+OH-C+H2O
(2)A、B、D
(3)16.8
(4)0.68 g
课件21张PPT。第3课时 硝酸的性质自主阅读自主检测一、硝酸的性质和用途
1.硝酸的物理性质
硝酸是一种无色,具有挥发性的液体,工业硝酸因溶有NO2而略显黄色。
2.硝酸的化学性质自主阅读自主检测3.硝酸的用途
(1)硝酸是一种重要的化工原料,常用来制备化肥、染料、塑料、炸药、硝酸盐等。
(2)实验室里,硝酸是一种重要的化学试剂。硝酸对皮肤、衣物、纸张等有强烈的腐蚀性,不慎将浓硝酸弄到皮肤上,应立即用大量水冲洗,再用小苏打水或肥皂清洗。
二、硝酸的工业生产自主阅读自主检测1.铁或铝遇冷、浓硝酸钝化,这是由于浓硝酸具有( )
A.强酸性 B.强氧化性
C.强腐蚀性 D.挥发性
答案:B
2.下列块状金属在常温下,能全部溶于足量的浓硝酸的是( )
A.Au B.Cu
C.Fe D.Al
解析:HNO3能溶解除了Pt、Au之外的大多数金属,但是Fe、Al在常温下会钝化。
答案:B情境导入知识点拨典例引领重难点HNO3的化学性质?
用如下图所示装置(气球内先充有空气)进行铜与稀硝酸反应的实验,请完成以下问题:情境导入知识点拨典例引领重难点讨论探究?
1.实验过程中溶液和气球中各有什么现象?
探究提示:溶液由无色变蓝色,气球中出现红棕色气体。
2.浓、稀硝酸与金属反应能产生H2吗?为什么?
探究提示:金属与硝酸反应一般不生成H2。
(1)浓硝酸一般被还原为NO2。
(2)稀硝酸一般被还原为NO。
原因是浓、稀硝酸均为氧化性酸,且氧化性:浓硝酸>稀硝酸。情境导入知识点拨典例引领重难点硝酸的氧化性规律及有关计算
1.反应规律情境导入知识点拨典例引领重难点情境导入知识点拨典例引领重难点2.硝酸与金属反应的计算
(1)Cu与HNO3的反应中随着反应的进行,HNO3浓度逐渐变小,产物由NO2变成NO,最终为混合气体。这时硝酸在反应后被分为四部分。
(2)解题时可抓住四个守恒、一个关系、一个技巧。
①四个守恒。
a.电子得失守恒:金属失电子数=n(NO2)+3n(NO)。
b.氮原子守恒:n(HNO3)总=n(HNO3)余+xn[M(NO3)x]+n(NO2)+n(NO)。
c.电荷守恒:反应后溶液中c( )=c(H+)+x·c(Mx+)。情境导入知识点拨典例引领重难点情境导入知识点拨典例引领重难点例题导学号18100095将32.64 g铜与140 mL一定浓度的硝酸反应,铜完全溶解,产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2 L。请回答:
(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。?
解析:(1)Cu与HNO3反应过程中,Cu作还原剂失去的电子数等于HNO3作氧化剂得到的电子数,即得失电子守恒,有n(Cu)×2=n(NO)×3+n(NO2)× 1,即:
L,V(NO2)=5.4 L。情境导入知识点拨典例引领重难点(2)硝酸与Cu反应中,硝酸显酸性和氧化性,其中显氧化性的硝酸全部转化为NO、NO2,显酸性的硝酸生成的硝酸铜和过量的硝酸全部与加入V mL a mol·L-1的NaOH完全反应,当溶液中的Cu2+全部转化为沉淀时,所得溶液为NaNO3溶液,则整个过程中起酸作用的硝酸为n(HNO3)作酸用=n(NaOH)=V×10-3 L×a mol·L-1=aV×10-3mol,根据N元素守恒,作氧化剂的硝酸与生成的气体的物质的量相等,则情境导入知识点拨典例引领重难点情境导入知识点拨典例引领重难点成功体验 在浓硝酸中放入Cu片,?
(1)反应开始时的化学方程式为 ,实验现象为 。?
(2)若Cu片有剩余,则反应将要结束时的化学方程式为 。?
(3)待反应停止后,再加入少量的稀硫酸,这时Cu片上又有气泡产生,原因是 。?
(4)若将12.8 g Cu与一定量的浓硝酸反应,铜消耗完,共产生标准状况下5.6 L的气体,则所消耗的HNO3的物质的量是 。?情境导入知识点拨典例引领重难点解析:铜跟浓硝酸反应时,随着反应的进行,硝酸的浓度逐渐减小,故反应将要结束时发生的是铜与稀硝酸的反应。铜过量时,反应后的体系中有Cu、Cu2+、 ,加入稀硫酸后,硫酸溶液提供的H+与溶液中的 共存,又相当于形成了稀硝酸溶液,故铜又溶解。无论5.6 L气体全部是NO2,还是NO2和NO的混合气体,根据氮原子守恒可知:硝酸总的物质的量=起酸性作用的硝酸的物质的量+起氧化性作用的硝酸的物质的量,即n(HNO3)=2n(Cu)+n(气体)=2×12.8 g÷64 g·mol-1+5.6 L÷22.4 L·mol-1=0.65 mol。
答案:(1)Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 铜片逐渐溶解,溶液变为蓝色,有红棕色气体产生
(2)3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
(3)加入稀硫酸后,H2SO4溶液提供的H+与溶液中的 共存,又相当于形成了稀硝酸,故铜又溶解
(4)0.65 mol1 2 3 41.一定量的浓硝酸与过量的铜充分反应,生成的气体是 ( )
A.只有NO2
B.只有NO
C.NO2和NO
D.NO2和H2
答案:C1 2 3 42.关于硝酸的说法正确的是( )
A.硝酸与金属反应时,主要是+5价的氮得电子
B.浓硝酸在常温下能使铁铝钝化,钝化过程不发生化学反应
C.硝酸电离出的H+能被Zn、Fe等金属还原成H2
D.常温下,向浓硝酸中投入铁片,会产生大量的红棕色气体
答案:A1 2 3 43.a mol Cu与含b mol HNO3的溶液恰好完全反应,则被还原的HNO3的物质的量一定是( )
答案:A1 2 3 44.某生态系统中氮循环简图如图所示。
(1)该生态系统的豆科植物不施氮肥,仍能表现良好的长势,其原因是 。?
(2)写出工业固氮的化学方程式:? 。?
(3)雷雨中常会有少量的硝酸能为农作物所吸收,用化学方程式解释HNO3的形成过程: 。1 2 3 4答案:(1)豆科植物中的根瘤菌可将游离态的N2转化成化合态氮,从而满足自身的营养需要第3课时 硝酸的性质
1.将制取NH3装置的导管口对准下述液滴(不接触液滴)时,可产生白烟的是( )
A.浓硝酸 B.浓硫酸
C.稀盐酸 D.稀硫酸
解析:浓硝酸具有挥发性,与NH3反应生成相应的盐。
答案:A
2.向浅绿色的Fe(NO3)2溶液中逐滴加入稀硫酸时,溶液的颜色变化应该是( )
A.变浅 B.加深
C.不变 D.变黄色
解析:在H+条件下,N把Fe2+氧化成Fe3+,由浅绿色变为黄色。
答案:D
3.导学号18100096过量的铁粉投入一定量的浓硝酸中,加热到不再冒气泡为止,生成的物质可能是( )
A.Fe(NO3)3、NO、NO2
B.Fe(NO3)2、H2
C.Fe(NO3)3、H2
D.Fe(NO3)2、NO、NO2
答案:D
4.碳跟浓硫酸共热产生的气体X和铜跟浓硝酸反应产生的气体Y同时通入盛有足量氯化钡溶液的洗气瓶中(如图所示),下列有关说法不正确的是( )
A.洗气瓶中产生的沉淀是碳酸钡
B.在Z导管出来的气体中有二氧化碳
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
解析:X是CO2和SO2的混合气体,Y是NO2气体。在BaCl2溶液中,NO2与水反应生成HNO3和NO。HNO3将SO2氧化成H2SO4,进而与BaCl2反应生成BaSO4沉淀。溶液呈酸性;CO2和NO两种气体从Z导管逸出,NO遇氧气生成红棕色的NO2。
答案:A
5.下列关于氮及其化合物的说法错误的是( )
A.所有的铵盐都能与烧碱共热生成氨气
B.浓硝酸不论与铜反应还是与碳反应,均体现其酸性和强氧化性
C.一氧化氮结合血红蛋白的能力比一氧化碳还强,更容易造成人体缺氧
D.把带火星的木条伸入充满NO2和O2混合气体(NO2和O2的物质的量之比为4∶1)的集气瓶中,木条复燃,说明NO2支持燃烧
解析:浓硝酸与碳反应时,只体现强氧化性,并不体现酸性。
答案:B
6.下列反应的离子方程式正确的是( )
A.氧化铜与硝酸反应:Cu2++O2-+2H+Cu2++H2O
B.碳酸镁与硝酸反应:C+2H+CO2↑+H2O
C.铜与稀硝酸反应:Cu+4H++NCu2++NO↑+2H2O
D.铁与浓硝酸共热:Fe+6H++3NFe3++3NO2↑+3H2O
解析:A项中CuO不能拆开,B项中MgCO3不能拆开,C项中电荷不守恒。
答案:D
7.将1.92 g Cu和一定量的浓HNO3反应,随着Cu的不断减少,反应生成气体的颜色逐渐变浅,当Cu反应完毕时,共收集到气体1.12 L(标准状况,不考虑N2O4),则反应中消耗HNO3的物质的量为( )
A.1 mol B.0.05 mol
C.1.05 mol D.0.11 mol
解析:根据N原子守恒,消耗HNO3中N原子的物质的量=Cu(NO3)2中的N原子的物质的量+n(NO)+n(NO2),n(Cu)==0.03 mol,n(NO+NO2)==0.05 mol,所以消耗HNO3中n(N)=0.03 mol×2+0.05 mol=0.11 mol。
答案:D
8.铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,当生成1 mol Cu(NO3)2时,被还原的硝酸的物质的量为( )
A. mol B.1 mol C. mol D. mol
答案:D
9.14 g铜银合金与一定量某浓度的硝酸溶液反应,将放出的气体与1.12 L(标准状况)氧气混合通入水中,恰好全部被水吸收,则合金中铜的质量是( )
A.6.4 g B.3.2 g C.12.8 g D.1.6 g
解析:Cu和Ag与HNO3反应后,生成的NOx气体又恰好与1.12 L O2反应生成HNO3,即:Cu+AgNO2+NOHNO3,那么Cu和Ag失去的电子数等于1.12 L O2得到的电子数,即为0.2 mol。设Cu、Ag的物质的量分别为x、y,
则有:
解得x=0.05 mol,m(Cu)=0.05 mol×64 g·mol-1=3.2 g。
答案:B
10.铜和镁的合金4.6 g完全溶于浓硝酸,若反应中硝酸被还原只产生4 480 mL NO2气体和336 mL N2O4气体(标准状况),在反应后的溶液中加入足量的NaOH溶液,生成沉淀的质量为( )
A.9.02 g B.8.51 g
C.8.26 g D.7.04 g
解析:n(NO2)=0.2 mol,n(N2O4)=0.015 mol,由HNO3转变为NO2、N2O4过程中得电子数为n=0.2 mol+0.015 mol×2=0.23 mol。由得失电子守恒知:2n(Cu)+2n(Mg)=0.23 mol,那么Cu2+和Mg2+所结合的OH-的物质的量为0.23 mol,因此沉淀的质量为m=4.6 g+0.23 mol×17 g·mol-1=8.51 g。
答案:B
11.将红热的黑色固体单质甲放入一黄色的溶液乙中,充分反应后,产生由两种气体组成的混合气体A,A在常温下不与空气作用,将A做如下的实验:
(1)推断各物质的化学式:
甲 ;丙 ;A ;B ;C 。?
(2)写出甲与乙反应的化学方程式: 。?
解析:从题意来看应是C和浓硝酸反应产生混合气体A,即NO2和CO2;通入H2O时,3NO2+H2O2HNO3+NO,所得气体为NO和CO2的混合气体,无色溶液为稀硝酸;依次可得出B、C、D分别为CaCO3、NO、Cu(NO3)2。
答案:(1)C Cu NO2和CO2 CaCO3 NO
(2)C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O
12.根据浓硝酸的性质,填写下列表格中关于浓硝酸保存方法的选择及有关原因的解释。
①广口瓶 ②细口瓶 ③玻璃塞 ④橡皮塞 ⑤棕色瓶
⑥无色瓶
选择保存方法
解释
(1)
(2)
(3)
解析:浓硝酸为液体,宜保存在细口瓶中;浓硝酸具有强氧化性,能够腐蚀橡皮塞,因此需用玻璃塞,不能用橡皮塞;浓硝酸易挥发,见光易分解,宜在棕色瓶中避光保存。
答案:
选择保存方法
解释
(1)
②
液体药品保存在细口瓶中,便于倾倒
(2)
③
浓硝酸能够腐蚀橡皮塞,不腐蚀玻璃塞
(3)
⑤
浓硝酸易挥发,见光易分解,宜在棕色瓶中避光保存
13.导学号18100097某课外活动小组设计了以下实验方案验证Ag与浓硝酸反应的过程中可能产生NO。其实验流程如下图:
(1)测定硝酸的物质的量。
反应结束后,从下图装置B中所得100 mL 溶液中取出25.00 mL溶液,用0.1 mol·L-1的NaOH溶液进行中和,用去NaOH溶液的体积为20.00 mL。在容器B中生成的硝酸的物质的量为 mol。?
(2)测定NO的体积。
①从上图所示的装置中,你认为应选用 装置进行Ag与浓硝酸反应实验,选用的理由是 。?
②选用上图所示仪器组合一套可用来测定生成NO体积的装置,其合理的连接顺序是 (填各导管口编号)。?
③在测定NO的体积时,若量筒中水的液面比集气瓶的液面要低,此时应将量筒的位置 (填“下降”或“升高”),以保证量筒中的液面与集气瓶中的液面持平。?
(3)气体成分分析。
若实验测得NO的体积为112.0 mL(已折算成标准状况),则Ag与浓硝酸反应的过程中 (填“有”或“没有”)NO产生,作此判断的依据是 。?
解析:(1)c(HNO3)==0.08 mol·L-1,n(HNO3)=0.08 mol·L-1×0.100 L=8×10-3 mol。
(2)①由于NO与空气中的氧气反应,因此制备时要排除装置中的空气。②NO难溶于水,易与空气反应,故通过排水法测定体积。③量取气体读数时,量气装置中液面要持平,否则会导致气体的压强低于或高于外界压强,从而造成误差。
(3)3NO2+H2O2HNO3+NO,若Ag与浓硝酸反应只生成NO2,则B中硝酸的物质的量与收集的NO的物质的量之比为2∶1,若小于2∶1,则Ag与浓硝酸反应放出的气体中含有NO。n(NO)==0.005 mol,n(HNO3)∶n(NO)=0.008∶0.005=8∶5<2∶1,说明Ag与浓硝酸反应的气体中含有NO。
答案:(1)0.008
(2)①A A装置可以通N2将装置中的空气排尽,防止NO被空气中的O2氧化 ②123547 ③升高
(3)有 因为NO2与水反应生成的NO的体积小于收集到的NO的体积
课件20张PPT。专题整合专题一专题二硫酸和硝酸性质的比较 专题一专题二【应用举例】 (1)敞口放置的浓硫酸和浓硝酸,放置过程中,浓度会 、 ,其原因分别为: 、 。由此可知用铁(或铝)容器贮存浓硫酸(或浓硝酸)时,必须 ,贮存时必须采取的另一个措施是 ,原因是 。?
(2)向KNO3溶液中滴加少量浓盐酸,然后分成等量的三份,第一份滴入淀粉碘化钾溶液,溶液将变成 色;第二份加入铜片,反应的离子方程式为 ? ;?
第三份滴加少量AgNO3溶液,将看到有 生成。?专题一专题二解析:(1)浓硫酸具有吸水性,会吸收空气中的水分,而使浓度降低;浓硝酸会挥发,同样导致浓度降低,稀酸会与铁、铝反应,使容器腐蚀,因而用铁、铝容器贮存浓硫酸、浓硝酸时必须密封。由于受热时,浓硫酸、浓硝酸都会与铁、铝反应,所以保存时不能受热,要远离热源。
(2)酸性条件下 具有强氧化性,能将I-氧化成I2,能将Cu氧化成Cu2+,并产生NO气体;溶液中的Cl-和Ag+作用生成白色AgCl沉淀。
答案:(1)降低 降低 敞口放置时,浓硫酸要吸收空气中的水蒸气 浓硝酸会挥发 密封保存 远离热源 受热会造成酸与容器反应
(2)蓝
白色沉淀专题一专题二【学以致用】 导学号18100098下列叙述中正确的是 ( )
A.将相同质量的铜分别和过量的浓硫酸、稀硝酸反应,转移的电子总数:前者多,后者少
B.Fe与稀硝酸、稀硫酸反应均有气泡产生,说明Fe与两种酸均发生置换反应
C.过量的铜与浓硝酸反应有一氧化氮生成
D.铝制或铁制容器可贮运浓硫酸、浓硝酸和浓盐酸这三大强酸
解析:等质量的Cu与过量的浓硝酸和稀硝酸反应,转移的电子总数相等;Fe和稀硝酸反应生成NO气体,不是置换反应;因为Cu过量,随着反应的进行,硝酸浓度逐渐减小为稀硝酸,Cu与稀硝酸反应会生成NO,C项正确;铝制、铁制容器均不能贮运浓盐酸。
答案:C专题一专题二无机框图推断题的解题方法归纳
元素及其化合物的推断是将分散的知识点连成线、织成网,可有效地考查抽象、发散等思维能力。
1.思维方法
(1)根据题给信息,锁定推断范围。解题时,借助试题中的信息尤其是某些特征信息(如特殊的化学反应、特殊的实验现象以及特殊的反应条件等)来确定推断范围。
(2)在所确定的推断范围内提出合理的猜想(大胆假设),进一步缩小推断范围。这一步需要从自己所学的知识中去寻找相关内容,提出合乎题意的推测。
(3)利用整体思维、链式推理、正反推理等方法,细心思索,推测结果,通过验证得到答案。专题一专题二2.解推断题的突破口
(1)特征现象。
①本身显色的物质。
a.红色:Cu、Cu2O、Fe(SCN)3(血红色)、Fe2O3(红棕色)、Fe(OH)3(红褐色)、NO2(红棕色)、Br2(红棕色)等。
b.(淡)黄色:S、Na2O2、AgBr(淡黄色)、AgI(黄色)、Fe3+(在溶液中,棕黄色)等。
c.(淡)绿色:F2(淡黄绿色)、Cl2(黄绿色)、FeSO4·7H2O、Fe2+(在溶液中)等。
d.蓝色:CuSO4·5H2O、Cu(OH)2、Cu2+(在溶液中)等。
e.紫色: 、I2(紫黑色)。专题一专题二f.黑色:炭粉、铁粉、CuO、MnO2、FeO、Fe3O4等。
②有漂白作用的气体:Cl2(有水时)、SO2等。
③在空气中点燃后火焰呈淡蓝色的气体:CH4、CO、H2等。
④通常可作为保护气的气体:N2和Ar等。
⑤溶于水显碱性的气体:NH3。
⑥在空气中迅速由无色变为红棕色的气体:NO。
⑦可溶于氢氟酸的酸性氧化物:SiO2。
⑧能与NaOH溶液作用产生H2的非金属:Si。
⑨能与盐酸作用产生无色、无味的气体,且将气体通入澄清石灰水中能产生白色沉淀的物质含 。
⑩能与盐酸作用产生有刺激性气味的无色气体,且通入品红溶液中能使之褪色,加热后又复原的物质含 。专题一专题二(2)物质转化关系。 专题一专题二(3)既能跟H+反应又能跟OH-反应的物质。 专题一专题二【应用举例】 如图所示为A、B、C、D、E五种物质的相互转化关系。
请完成下列问题:
(1)若A通常状态下为固态单质,A→E分别为(写化学式):A ,B ,C ,D ,E 。
(2)若A通常状态下为气态单质,则A→E分别为(写化学式):A ,B ,C ,D ,E 。
(3)写出(2)中物质间转化的离子方程式E→C:? 。?专题一专题二解析:本题物质的状态和反应的三角关系就是突破口。考查元素及其化合物的熟练程度和知识联系能力。
答案:(1)S H2S SO2 SO3 H2SO4
(2)N2 NH3 NO NO2 HNO3专题一专题二【学以致用】 导学号18100099A、B、C、D、E五种化合物均含有同一种短周期常见元素,它们的转化关系如图所示,其中A为澄清溶液,C为难溶的白色固体,E易溶于水。若取A溶液灼烧,焰色反应为紫色(透过蓝色钴玻璃片)。
(1)写出化学式:A ,B ,?
C ,D ,E 。?
(2)写出下列反应的离子方程式:
A→B: 。?A→D: 。?专题一专题二解析:本题的突破口应在B、C两种物质上。在短周期元素形成的化合物中,既能与盐酸反应,又能与NaOH溶液反应的必为两性物质,又因为B C,故可知C为Al2O3,B为Al(OH)3,依次推出D是AlCl3,A与过量CO2反应生成Al(OH)3,且A溶液的焰色反应为紫色(透过蓝色钴玻璃片),则A为KAlO2,E为NaAlO2。
答案:(1)KAlO2 Al(OH)3 Al2O3 AlCl3 NaAlO2专题4 硫、氮和可持续发展
(时间:90分钟 满分:100分)
可能用到的相对原子质量:H—1 N—14 O—16 Mg—24 Fe—56 Cu—64
一、选择题(本题包括15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题意)
1.下列反应起了氮的固定作用的是( )
A.N2和H2在一定条件下反应生成NH3
B.NH3经催化氧化生成NO
C.NO与O2反应生成NO2
D.由NH3制碳铵或硫铵
解析:氮的固定是指将氮元素由游离态转化为化合态。
答案:A
2.同温同压下,两个等体积的干燥圆底烧瓶中分别充满①NH3、②NO2进行喷泉实验,经充分反应后,瓶内溶液的物质的量浓度为( )
A.①>② B.①<②
C.①=② D.不能确定
解析:以气体充满烧瓶、溶质均在烧瓶中而不扩散到烧杯中为前提,可以计算以下几种情况下溶液的物质的量浓度。
①“NH3+H2O”“HCl+H2O”型:水充满烧瓶,V(气体)=V(溶液),则:
c= mol·L-1。
若NH3或HCl中混有空气,对物质的量浓度无影响。
②“NO2+H2O”型:3NO2+H2O2HNO3+NO,水只占烧瓶容积的,n(HNO3)=n(NO2),V(溶液)=V L,则:
c(HNO3)= mol·L-1。
可用下图予以说明。
若NO2中混有少量的N2或NO,其浓度仍为 mol·L-1。
答案:C
3.下列反应中硝酸既能表现出酸性又能表现出氧化性的是( )
A.使石蕊溶液变红
B.与铜反应放出NO气体,生成Cu(NO3)2和H2O
C.与Na2CO3反应放出CO2气体,生成NaNO3和H2O
D.与S单质混合共热时生成H2SO4和NO2、H2O
解析:硝酸使石蕊变红,与铜反应生成Cu(NO3)2,与Na2CO3反应生成CO2,均表现了硝酸的酸性;硝酸反应后,被还原成NO、NO2,表现了硝酸的氧化性。综上所述,只有B项既表现了硝酸的酸性,又表现了它的氧化性。
答案:B
4.影响空气质量的一组主要污染物是( )
A.SO2、NO2、可吸入颗粒物
B.CO2、N2、O2
C.CO2、O2、SO2
D.NO2、N2、可吸入颗粒物
答案:A
5.将等物质的量的SO2气体和Cl2同时作用于湿润的红色布条,则布条的颜色( )
A.变白色 B.变无色
C.不变色 D.先褪色后又复原
解析:SO2+Cl2+2H2OH2SO4+2HCl,而H2SO4和HCl都不具有漂白性。
答案:C
6.6.4 g 铜与过量的硝酸(8 mol·L-1、60 mL)充分反应后,硝酸的还原产物有NO、NO2,反应后溶液中含有的H+为n mol。此时溶液中所含N的物质的量为( )
A.0.28 mol B.0.31 mol
C.(n+0.2) mol D.(n+0.4) mol
解析:反应后溶液中的溶质为HNO3和Cu(NO3)2,Cu2+有0.1 mol,H+有n mol,故N物质的量为(n+0.2) mol。
答案:C
7.关于SO2的叙述中正确的是( )
A.它可使石蕊溶液褪色
B.它与水作用生成H2SO4
C.它能与BaCl2溶液反应生成BaSO3沉淀
D.等物质的量的Cl2和SO2通入品红溶液中,品红溶液不褪色
解析:A项,变红;B项,生成H2SO3;C项,SO2与BaCl2溶液不反应。
答案:D
8.由硝酸尾气的处理原理:3NO2+H2O2HNO3+NO,NO2+NO+2NaOH2NaNO2+H2O,下列气体中,不可能被过量NaOH溶液完全吸收的是( )
A.V(NO2)∶V(O2)=4∶1
B.V(NO2)∶V(NO)=2∶1
C.V(NO2)∶V(NO)=1∶2
D.V(NO2)∶V(NO)=1∶1
解析:A项,4NO2+O2+2H2O4HNO3,NO2、O2均可完全反应,HNO3可与NaOH反应。C项,有剩余的NO。D项,NO2+NO+2NaOH2NaNO2+H2O,恰好完全反应。
答案:C
9.往2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是( )
A.前者基本没有改变,后者变黄色
B.前者变黄色,后者也变黄色
C.前者变黄色,后者基本没有改变
D.前者、后者都没改变
解析:N在酸性条件下具有强氧化性,会把Fe2+氧化成Fe3+,显黄色,而稀硫酸不能将Fe2+氧化。
答案:C
10.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发黑现象,说明浓硫酸具有脱水性
B.浓硫酸和浓盐酸混合可制得氯化氢,说明浓硫酸是一种难挥发的酸
C.常温下,浓硫酸可以用铝罐贮存,说明铝与浓硫酸不反应
D.反应CuSO4+H2SCuS↓+H2SO4能进行,说明CuS既不溶于水,也不溶于硫酸
解析:Al与浓硫酸发生“钝化”,不是不反应,而是Al被浓硫酸氧化成致密的氧化物薄膜。
答案:C
11.NO因污染空气而“臭名昭著”,而奇妙的作用也使其成为“明星分子”。如可用于制HNO3、肥料、炸药、促进血管扩张、促进免疫功能、增强记忆等。下列各组物质中,不能生成NO的是( )
A.Cu+HNO3(稀) B.N2+O2
C.NH4Cl+O2 D.NO2+H2O
解析:C项NH4Cl和O2不反应,而A、B、D在一定条件下均可以反应生成NO。
答案:C
12.对实验Ⅰ~Ⅳ的实验现象预测错误的是( )
A.实验Ⅰ:液体分层,下层呈无色
B.实验Ⅱ:烧杯中先出现白色沉淀,后溶解
C.实验Ⅲ:试管中溶液变红色
D.实验Ⅳ:放置一段时间后,饱和CuSO4溶液中出现蓝色晶体
解析:实验Ⅱ中,NH4Cl和Ca(OH)2受热生成NH3,NH3溶于水生成弱碱NH3·H2O,NH3·H2O与AlCl3溶液反应生成Al(OH)3白色沉淀,但Al(OH)3不会溶解。
答案:B
13.向一由Fe、Cu组成的混合粉末中加入一定量的稀硝酸,充分反应后剩余金属m1 g,再向其中加入一定量的稀硫酸,充分振荡后余下金属m2 g。则m1和m2之间的关系是( )
A.m1一定大于m2
B.m1可能等于m2
C.m1可能小于m2
D.m1一定等于m2
解析:Cu与HNO3反应生成了硝酸盐,而溶液中还存在由H2SO4提供的H+,因此,H+、N会继续将Cu氧化直至Cu消耗完或H+、N中的一种离子消耗完。
在溶液中,n(N)=0.04 mol,n(H+)=0.06 mol,n(Cu)=0.03 mol。
3Cu +8H+ + 2N2Cu2++2NO↑+4H2O
3 8 2
0.03 mol 0.06 mol 0.04 mol
经讨论可知,Cu和N过量,H+完全反应。由H+的物质的量计算得n(Cu2+)=0.022 5 mol,故c(Cu2+)=0.225 mol·L-1。
答案:B
14.下列由相关实验现象所推出的结论正确的是( )
A.Cl2、SO2均能使品红溶液褪色,说明二者均有氧化性
B.向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀,说明该溶液中一定有S
C.Fe与稀硝酸、稀硫酸反应均有气泡产生,说明Fe与两种酸均发生置换反应
D.分别充满HCl、NH3的烧瓶倒置于水中后液面均迅速上升,说明二者均易溶于水
解析:SO2使品红溶液褪色的原理是发生化合反应,只能证明SO2具有漂白性,并不是其氧化性的体现,A项错误;若溶液中含有S,N在酸性溶液中具有强氧化性,能够将S氧化为S,B项错误;铁与稀硝酸发生的不是置换反应,属于氧化还原反应,C项错误;D项正确。
答案:D
15.1.52 g铜镁合金完全溶解于50 mL密度为1.40 g·mL-1、质量分数为63%的硝酸中,得到NO2和N2O4的混合气体1 120 mL(标准状况),向反应后的溶液中加入1.0 mol·L-1 NaOH溶液,当金属离子全部沉淀时,得到2.54 g沉淀。下列说法不正确的是( )
A.该合金中铜与镁的物质的量之比是2∶1
B.该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是14.0 mol·L-1
C.NO2和N2O4的混合气体中,NO2的体积分数是80%
D.得到2.54 g沉淀时,加入NaOH溶液的体积是600 mL
解析:设合金中Cu、Mg的物质的量分别为x、y,则由合金的质量为1.52 g得64 g·mol-1x+24 g·mol-1 y=1.52 g①,
当金属离子全部沉淀时所得沉淀分别为Cu(OH)2和Mg(OH)2,则98 g·mol-1x+58 g·mol-1y=2.54 g②,
联立①②解得x=0.02 mol,y=0.01 mol,则n(Cu)∶n(Mg)=2∶1,A项正确;由c==
mol·L-1=14.0 mol·L-1,B项正确;设生成NO2和N2O4的物质的量分别为m和n,则m+n=0.05 mol③,
据得失电子守恒m+2n=0.02 mol×2+0.01 mol×2④
联立③④解得m=0.04 mol,n=0.01 mol,所以NO2的体积分数是80%,C项正确;浓硝酸总的物质的量为14.0 mol·L-1×0.05 L=0.70 mol,生成的混合气体中氮原子的物质的量0.04 mol+0.01 mol×2=0.06 mol,生成的Cu(NO3)2、Mg(NO3)2中氮原子的物质的量为0.02 mol×2+0.01 mol×2=0.06 mol,由氮原子守恒知合金与浓硝酸的反应中HNO3有剩余,向反应后的溶液加入NaOH时,HNO3与NaOH反应生成NaNO3和H2O,生成沉淀后的溶液溶质为NaNO3,由n(Na+)=n(N)=0.70 mol-0.06 mol=0.64 mol,所以得到2.54 g沉淀时加入NaOH的体积应为640 mL,D项错误。
答案:D
二、非选择题(本题包括5小题,共55分)
16.(6分)国外正在研究用Na2SO3吸收法作为治理SO2污染的一种新方法:①用Na2SO3水溶液吸收SO2;②加热吸收液,使之重新生成Na2SO3,同时得到含高浓度SO2的水蒸气。写出上述两步反应的化学方程式:
(1) ;?
(2) 。?
解析:本题可类比Na2CO3与CO2反应以及NaHCO3加热分解。
答案:(1)Na2SO3+H2O+SO22NaHSO3
(2)2NaHSO3Na2SO3+H2O+SO2↑
17.(14分)某钠盐A和食盐固体混合物加热生成气体B,将B溶于水制成较浓溶液后和黑色固体C反应制得有臭鸡蛋气味的气体D和淡绿色溶液,D气体和E气体在常温下反应得淡黄色粉末和水,过量E气体通入NaOH溶液中得F溶液,将A和F溶液混合反应又可得E气体。
试回答:
(1)试写出A至F的化学式:
A ,B ,C ,D ,E ,F 。?
(2)过量E和NaOH溶液反应的离子方程式为 。A和F反应的离子方程式为 。?
解析:结合硫及其化合物的性质。
答案:(1)NaHSO4 HCl FeS H2S SO2 NaHSO3
(2)SO2+OH-HS H++HSSO2↑+H2O
18.(8分)氧化还原反应中实际上包含氧化和还原两个过程。下面是一个还原过程的反应式:N+4H++3e-NO+2H2O,KMnO4、Na2CO3、Cu2O、Fe2(SO4)3四种物质中的一种物质(甲)能使上述还原过程发生。
(1)写出并配平该氧化还原反应的方程式:?
。?
(2)反应中硝酸体现了 、 性质。?
(3)若反应中转移的电子总数为0.3 NA(NA是阿伏加德罗常数的值),则产生的NO在标准状况下的体积是 L。?
解析:由于NNO是一个还原过程,要使该过程发生,必须使用还原剂,提供的四种物质,只有Cu2O可做还原剂,从而得出甲为Cu2O。
写出反应式Cu2O+HNO3——Cu(NO3)2+NO↑+H2O后,分析元素化合价的变化,Cu:+1→+2,升高1×2(考虑脚标),N:+5→+2,降低3,所以最小公倍数为6,Cu2O、Cu(NO3)2、NO的化学计量数分别为3、6、2,再用观察法即可配平。该反应生成2 mol NO时转移6 mol电子,所以转移0.3 mol e-时,生成0.1 mol NO。
答案:(1)14HNO3+3Cu2O6Cu(NO3)2+2NO↑+7H2O (2)酸性 氧化性 (3)2.24
19.(14分)某学生对SO2与漂粉精的反应进行实验探究:
操作
现象
取4 g漂粉精固体,加入100 mL水
部分固体溶解,溶液略有颜色
过滤,测漂粉精溶液的pH
pH试纸先变蓝(约为12),后褪色
A
ⅰ.液面上方出现白雾;
ⅱ.稍后,出现浑浊,溶液变为黄绿色;
ⅲ.稍后,产生大量白色沉淀,黄绿色褪去
(1)Cl2和Ca(OH)2制取漂粉精的化学方程式是?
。?
(2)pH试纸颜色的变化说明漂粉精溶液具有的性质是
。?
(3)向水中持续通入SO2,未观察到白雾。推测现象ⅰ的白雾由HCl小液滴形成,进行如下实验:
a.用湿润的淀粉碘化钾试纸检验白雾,无变化;
b.用酸化的AgNO3溶液检验白雾,产生白色沉淀。
①实验a的目的是 。?
②由实验a、b不能判断白雾中含有HCl,理由是
。?
(4)现象ⅱ中溶液变为黄绿色的可能原因:随溶液酸性的增强,漂粉精的有效成分和Cl-发生反应。通过进一步实验确认了这种可能性,其实验方案是?
。?
(5)将A瓶中混合物过滤、洗涤,得到沉淀X。
①向沉淀X中加入稀盐酸,无明显变化。取上层清液,加入BaCl2溶液,产生白色沉淀。则沉淀X中含有的物质是 。?
②用离子方程式解释现象ⅲ中黄绿色褪去的原因:
。?
解析:(2)pH试纸先变蓝说明溶液显碱性,后褪色说明漂粉精具有漂白性;(3)湿润的淀粉碘化钾试纸是检验氧化性气体的,所以a是检验白雾中是否含有氯气,排除氯气的干扰;白雾中可能含有SO2气体,SO2被硝酸氧化生成S,硫酸银微溶于水,所以不能判断白雾中含有HCl;(4)依据信息可知只要使溶液中只含有H+、Cl-、ClO-,便可排除SO2与ClO-生成氯气的可能性,即向漂粉精中滴加盐酸(或硫酸)看是否变为黄绿色;(5)由信息可知,SO2与H2O反应生成H2SO3,使溶液呈酸性,在酸性条件下,Cl-与ClO-生成Cl2,Cl2把SO2氧化为S,生成微溶于水的CaSO4白色沉淀,溶液黄绿色褪去。
答案:(1)2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
(2)碱性、漂白性
(3)①检验白雾中是否含有Cl2,排除Cl2干扰
②白雾中混有SO2,SO2可与酸化的AgNO3反应产生白色沉淀
(4)向漂粉精溶液中逐滴加入硫酸,观察溶液是否变为黄绿色
(5)①CaSO4
②SO2+Cl2+2H2OS+2Cl-+4H+
20.(13分)选择性催化还原(SCR)是在有催化剂的条件下将NOx转变为N2和H2O,这是目前国外硝酸厂进行尾气治理所普遍采用的一种方法。某化学兴趣小组拟验证NO能被氨气还原并测算其转化率。
试回答下列问题:
(1)若制取氨气用A装置,则发生反应的化学方程式为
?
;?
若用B装置制取氨气,则分液漏斗和锥形瓶中盛放的药品分别是 。?
(2)用C装置制取NO时,用可抽动的铜丝的优点是?
。?
(3)装置⑦的作用可能是 。?
(4)若进入装置⑤的NO共2 688 mL(已折算为标准状况,下同),氨气过量,最后收集到标准状况下2 016 mL N2,则NO的转化率为 。?
解析:(1)A装置发生反应为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O。若改用B装置属“固体+液体气体”型,则可利用浓氨水与碱石灰反应来制取。
(2)C装置的优点是铜丝可抽动,因此可以随时关停,操作方便且可反复使用,节约药品。
(3)装置⑦的作用是吸收未反应的NO。
(4) NO与NH3的反应方程式为6NO+4NH35N2+6H2O,由方程式知,2 688 mL NO可以生成2 240 mL N2,NO的转化率为×100%=90%(其他合理解法亦可)。
答案:(1)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O 浓氨水、碱石灰(或氢氧化钠固体等)
(2)反应可以随时关停,操作方便,反复使用,节约药品
(3)吸收未反应的NO
(4)90%
专题4 硫、氮和可持续发展
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一、“四抓”学好二氧化硫
(一)抓规律,学好SO2的化学性质
SO2属于化合物,化合物发生的化学反应有两种类型:元素化合价不发生变化的化学反应,遵循酸碱反应规律;元素化合价发生变化的化学反应,遵循氧化还原反应规律。只要抓住酸碱反应规律和氧化还原反应规律,就可以学好SO2的性质。
1.从酸碱反应规律分析,SO2是一种酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性。
2.从氧化还原反应规律分析,SO2中S的化合价为+4,处于S的中间价态,SO2既可作还原剂,又可作氧化剂。当SO2遇到强氧化剂时,+4价的S可以被氧化为+6价的S,SO2作还原剂,如SO2+Cl2+2H2OH2SO4+2HCl;当SO2遇到强还原剂时,+4价的S可以被还原为0价的S,SO2作氧化剂,如SO2+2H2S3S↓+2H2O。
(二)抓对比,辨析容易混淆的知识
SO2是一种非金属氧化物,它所具有的性质可与CO2进行比较,而SO2的漂白性则可与氯水、过氧化钠及双氧水进行比较。通过一系列比较,能牢固地掌握SO2所具有的性质。如SO2与CO2的比较和常用漂白剂的比较。
(三)抓迁移,深化对基础知识的理解
对于SO2的还原性,仅了解SO2与O2的反应是不够的,应从以下两方面深化对SO2的还原性的认识。
(1)由SO2的还原性到+4价的S的还原性:SO2中S的化合价是+4,SO2既有一定的氧化性,又有较强的还原性,+4价的S都有较强的还原性,且还原能力为S>H2SO3>SO2,下列反应都比较容易发生:2Na2SO3+O22Na2SO4、2H2SO3+O22H2SO4。亚硫酸盐在空气中易被氧化而变质,应密闭保存。
(2)由O2到其他氧化剂:O2能将+4价的S氧化,其他较强的氧化剂(如酸性KMnO4溶液、Fe3+、HNO3、H2O2、O3等)也能将+4价的S氧化。
①SO2通入卤水中:SO2+X2+2H2OH2SO4+2HX(X=Cl、Br、I);
②SO2通入FeCl3溶液中:SO2+2FeCl3+2H2OFeSO4+FeCl2+4HCl;
③SO2通入稀硝酸中:3SO2+2HNO3(稀)+2H2O3H2SO4+2NO;
④SO2通入酸性KMnO4溶液中:5SO2+2KMnO4+2H2O2MnSO4+K2SO4+2H2SO4;
⑤SO2通入双氧水中:H2O2+SO2H2SO4。
(四)抓联系,形成知识网络
通过学习,构建SO2的知识框架,它可以将知识网络化、系统化,便于记忆和运用。相同价态的不同含硫化合物之间是通过酸碱反应联系在一起的。
SO2H2SO3NaHSO3Na2SO3
二氧化硫亚硫酸酸式盐正盐
不同价态的硫及其化合物之间是通过氧化还原反应联系在一起的。
二、浓、稀硫酸氧化作用不同的原因
浓硫酸是一种氧化作用相当强的氧化剂,特别是加热时,它的氧化性就更强了。浓硫酸的氧化作用是由分子里含有化合价为+6的硫所引起的。
加热时,绝大多数金属(Au、Pt例外)都能跟浓硫酸发生反应,但都没有氢气生成。在金属活动性顺序中氢前面的金属,根据它们还原性强弱的不同,硫酸分子里化合价为+6的硫,能被还原成不同的产物,如SO2、S和H2S等。在一般情况下,大多生成SO2。在加热情况下,当还原性强的锌跟浓硫酸作用时,主要生成SO2,但往往同时有单质S和H2S生成。
Zn+2H2SO4(浓)ZnSO4+SO2↑+2H2O
3Zn+4H2SO4(浓)3ZnSO4+S+4H2O
4Zn+5H2SO4(浓)4ZnSO4+H2S↑+4H2O
金属的还原性越强,生成S和H2S的倾向就越大。在金属活动性顺序里氢以后的金属,在加热情况下跟浓硫酸反应,都生成SO2,而不生成S和H2S。例如:
Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
稀硫酸跟活泼金属反应,能放出H2。
Zn+H2SO4(稀)ZnSO4+H2↑
这种氧化作用,实际上是由金属跟稀硫酸里电离出来的H+反应而引起的。因此,稀硫酸的氧化作用是一般酸类共有的性质。但氢离子只能氧化金属活动性顺序中位于氢前面的金属,例如Mg、Zn、Fe等,或者说是这些活泼金属的还原性把氢离子还原了。而位于氢后面的金属,例如Cu、Ag、Hg等,则不能与稀硫酸反应。
三、不同价态硫元素之间的转化
(1)化合价变化。
(2)转化条件。
转化条件
转化条件
H2S
O2等
SO2
O2,Cl2、H2O,Br2、H2O,HNO3,H2O2,KMnO4
SO3或
S
Na2S
H2SO3
FeS
Na2SO3
HgS
NaHSO3
(3)物质转化的关系网络。
四、一氧化氮与诺贝尔医学奖
1998年10月4日,3位美国药理学家在得知他们成为1998年诺贝尔医学奖得主之后表现得十分喜悦。他们由于发现了一氧化氮气体在心血管系统中的重要作用而共同获得这一殊荣。
罗伯特·菲希戈特、路易斯·伊格纳罗和法里德·穆拉德因发现了一氧化氮气体的新特性而共同分享这笔总额为760万瑞典克朗(97.8万美元)的奖金。
穆拉德1977年在弗吉尼亚大学时就开始研究硝化甘油释放一氧化氮的机理,硝化甘油通常用于为心脏病患者扩张血管。1980年,菲希戈特得出结论说,血管之所以扩张,是因为血管内壁里的细胞产生一种信号分子。伊格纳罗在自己的独立研究以及与菲希戈特开展的合作研究中均证明,这种分子就是一氧化氮。
菲希戈特和伊格纳罗在1986年发表的这些研究结果,为基于一氧化氮特性的医学研究开辟了一个全新的领域。负责授予诺贝尔医学奖的瑞典卡罗琳医学研究院称,最激动人心的是这种简单而普通的空气污染物(一氧化氮)竟然能够对动物和人的机能产生重要作用。医生常常让特护病人呼吸这种气体,结果发现它的效果极佳,甚至能使垂危病人起死回生。
一氧化氮能减轻胸痛,科学家们一直在利用它研制具有更强效力和更大选择性的心血管疾病治疗药物。因为这种无色气体具有抵御肿瘤和杀死感染性细菌、真菌和寄生虫的能力,所以科学家们正在对它进行实验,以确定它是否能用于阻止癌症扩散。一氧化氮现在不但用于诊断包括哮喘在内的肺病,而且还用于抗细菌感染。如果诺贝尔奖之父阿尔弗雷德·诺贝尔熟悉获奖者罗伯特·菲希戈特、路易斯·伊格纳罗和法里德·穆拉德的工作,他可能就不会于1896年死于心脏病了。为这位瑞典化学家赢得财富和声誉的发明物——炸药,是由吸收在硅藻土中的极易挥发的硝化甘油构成。硅藻土是一种在棕色微小水藻——硅藻壳中大量存在的渗透粉末。
在诺贝尔身受心脏病折磨的时候,医生给他开的药方是硝化甘油。这种化合物也可以用于舒张血管。诺贝尔拒绝服用这种药物,他在一封信中写道:“可笑的是,我的医生现在要我服用硝化甘油。”因为他知道这种药物也会引起头痛。诺贝尔不相信它能有效地缓解胸痛。
100年之后,三位诺贝尔医学奖得主菲希戈特、伊格纳罗和穆拉德才弄清硝化甘油和其他血管舒张药物是如何发挥作用的——通过释放一氧化氮气体。
血管中缺少一氧化氮分子会引起动脉硬化,这是导致心脏疾病的关键因素。
五、教学片断:氮肥的性质和用途
情景设计: 氮肥使用的意义、合成氨工艺产生的历史、氨的应用。→提出问题: 工业合成氨的原理是什么?氨具有哪些性质?氨在生产中具有哪些应用?→收集证据: 查阅有关合成氨的历史和原理、氨的应用的资料。做有关氨的性质的探究实验。
提出问题: 铵盐具有哪些性质?氮肥的种类有哪些?使用氮肥应注意哪些问题?→收集证据: 做有关铵盐的性质实验。查阅有关氮肥的资料。向有关人员咨询使用氮肥的注意事项。→形成结论: Cl N2→NH3→NO→NO2→HNO3→NH4NO3
六、玻尔巧藏诺贝尔奖章
玻尔是丹麦著名的物理学家,曾获得诺贝尔奖。第二次世界大战中,玻尔被迫离开将要被德国占领的祖国。为了表示他一定要返回祖国的决心,他决定将诺贝尔金质奖章溶解在一种溶液里,装于玻璃瓶中,然后将它放在柜面上。后来,纳粹分子窜进玻尔的住宅,那瓶溶有奖章的溶液就在眼皮底下,他们却一无所知。这是一个多么聪明的办法啊!战争结束后,玻尔又从溶液中还原提取出金,并重新铸成奖章。新铸成的奖章显得更加灿烂夺目,因为,它凝聚着玻尔对祖国无限的热爱和无穷的智慧。
那么,玻尔是用什么溶液使金质奖章溶解呢?原来他用的溶液叫王水。王水是浓硝酸和浓盐酸按1∶3的体积比配制成的混合溶液。由于王水中含有硝酸、氯气和氯化亚硝酰等一系列强氧化剂,同时还有高浓度的氯离子,因此,王水的氧化能力比硝酸强,不溶于硝酸的金,却可以溶解在王水中。这是因为高浓度的氯离子与金离子形成稳定的络离子[AuCl4]-,从而使金的标准电极电位减少,有利于反应向金溶解的方向进行,而使金溶解。
1.(2015课标卷Ⅰ,7)我国清代《本草纲目拾遗》中记叙无机药物335种,其中“强水”条目下写道:“性最烈,能蚀五金……其水甚强,五金八石皆能穿滴,惟玻璃可盛。”这里的“强水”是指( )
A.氨水 B.硝酸 C.醋 D.卤水
解析:该强水能溶解五金,说明具有酸性和强氧化性,且不与玻璃反应,则该物质为硝酸,即B项正确。
答案:B
2.(2015课标卷Ⅱ,13)用下图所示装置进行下列实验:将①中溶液滴入②中,预测的现象与实际相符的是( )
选项
①中物质
②中物质
预测②中的现象
A
稀盐酸
碳酸钠与氢氧化
钠的混合溶液
立即产生气泡
B
浓硝酸
用砂纸打磨
过的铝条
产生红棕色气体
C
氯化铝溶液
浓氢氧化钠溶液
产生大量白色沉淀
D
草酸溶液
高锰酸钾酸性溶液
溶液逐渐褪色
解析:A项错误,滴加盐酸时,先与NaOH反应,然后与Na2CO3反应生成NaHCO3,不会立即产生气泡。
B项错误,因常温下,浓硝酸能使Al钝化,所以不会产生红棕色气体。
C项错误,AlCl3溶液滴入浓氢氧化钠溶液中,先生成NaAlO2,当AlCl3过量时才有白色沉淀出现。
D项正确,草酸能被KMnO4酸性溶液氧化,溶液逐渐褪色。
答案:D
3.(2015课标卷Ⅰ,10)下列实验中,对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是( )
选项
实验
现象
结论
A
将稀硝酸加入过量铁粉中,充分反应后滴加KSCN溶液
有气体生成,溶液呈红色
稀硝酸将Fe氧化为Fe3+
B
将铜粉加入
1.0 mol·L-1
Fe2(SO4)3溶液中
溶液变蓝,有黑色固体出现
金属铁比铜活泼
C
用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热
熔化后的液态铝滴落下来
金属铝的熔点较低
D
将0.1 mol·L-1 MgSO4溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀产生,再滴加0.1 mol·L-1 CuSO4溶液
先有白色沉淀生成,后变为浅蓝色沉淀
Cu(OH)2的溶度积比Mg(OH)2的小
解析:A选项稀硝酸与过量的Fe充分反应,产物为硝酸亚铁、NO和水,无Fe3+生成,所以加入KSCN溶液后,溶液不变血红色,现象和结论错误;B选项Cu与硫酸铁发生氧化还原反应,生成硫酸铜和硫酸亚铁,无黑色固体出现,现象和结论错误;C选项铝在空气中加热表面生成氧化铝其熔点较高,所以内部熔化的铝不会滴落,现象错误;D选项硫酸镁与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化镁沉淀,再加入硫酸铜,则生成氢氧化铜蓝色沉淀,符合由溶解度较小的沉淀向溶解度更小的沉淀转化,又二者均为AB2型化合物,所以相同温度下氢氧化铜的溶度积比氢氧化镁的溶度积小,现象和结论都正确。
答案:D
4.(2015北京理综,8)下列关于自然界中氮循环(如图)的说法不正确的是( )
A.氮元素均被氧化
B.工业合成氨属于人工固氮
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
解析:A项,人工固氮过程中N2+3H22NH3中氮元素被还原,A错误;B项,游离态的氮元素转化为化合态的过程是氮的固定,工业合成氨是氮气与氢气转化为氨气,属于人工固氮,B正确;C项,利用铵盐合成尿素说明含氮的无机物和含氮的有机物之间可以相互转化,C正确;D项,由于动植物排泄物及遗体也参与在氮的循环中,因此C、H、O在不同阶段参与了氮的循环,D正确,答案选A。
答案:A
5.[2015福建理综,23(1)]研究硫元素及其化合物的性质具有重要意义。
(1)硫离子的结构示意图为 。?
(2)加热时,硫元素的最高价氧化物对应水化物的浓溶液与木炭反应的化学方程式为?
。?
解析:(1)S的原子序数为16,故S2-的结构示意图为○+16;(2)硫元素的最高价氧化物对应的水化物为H2SO4,红热的木炭与浓硫酸反应生成CO2、SO2和H2O。
答案:(1)○+16
(2)C+2H2SO4(浓)2SO2↑+CO2↑+2H2O
6.(2015安徽理综,9)下列有关说法正确的是( )
A.在酒精灯加热条件下,Na2CO3、NaHCO3固体都能发生分解
B.Fe(OH)3胶体无色、透明,能产生丁达尔现象
C.H2、SO2、CO2三种气体都可用浓硫酸干燥
D.SiO2既能和NaOH溶液反应又能和氢氟酸反应,所以是两性氧化物
解析:Na2CO3的性质稳定,在酒精灯加热条件下不能分解,而NaHCO3能分解,A项错误;Fe(OH)3胶体为红褐色,B项错误;H2、SO2、CO2都不与浓硫酸反应,所以都能用浓硫酸干燥,C项正确;SiO2是酸性氧化物,D项错误。
答案:C
7.(2015浙江理综,8)下列说法正确的是( )
A.为测定新制氯水的pH,用玻璃棒蘸取液体滴在pH试纸上,与标准比色卡对照即可
B.做蒸馏实验时,在蒸馏烧瓶中应加入沸石,以防暴沸。如果在沸腾前发现忘记加沸石,应立即停止加热,冷却后补加
C.在未知液中滴加BaCl2溶液出现白色沉淀,加稀硝酸,沉淀不溶解,说明该未知液中存在S或S
D.提纯混有少量硝酸钾的氯化钠,应采用在较高温度下制得浓溶液再冷却结晶、过滤、干燥的方法
解析:氯水具有强氧化性,能够漂白pH试纸,故无法用pH试纸测定氯水的pH,A选项错误;蒸馏时若忘记加沸石,应立即停止加热,待装置冷却后加入沸石,B选项正确;溶液中可能含有Ag+,C选项错误;氯化钠中混有硝酸钾杂质(少量),将混合物溶于水中,加热蒸发,浓缩结晶、趁热过滤,可分离出NaCl晶体,D选项错误。
答案:B
