重點突破鎖定高考熱點探究規(guī)律方法考點1氮的氧化物溶于水的計算1.關(guān)系式法(1)NO2和O2的混合氣體溶于水時，由4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3可知，當(dāng)體積比V(NO2):V(O2)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(＝4:1，恰好完全反應(yīng),＞4:1，NO2過量，剩余氣體為NO,＜4:1，O2過量，剩余氣體為O2))(2)NO和O2同時通入水中時，其反應(yīng)是：2NO＋O2=2NO2,4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3，總反應(yīng)式為：4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3當(dāng)體積比V(NO):V(O2)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(＝4:3恰好完全反應(yīng),＞4:3剩余NO,＜4:3剩余O2))(3)值得留意的是：4NO2＋O2和4NO＋3O2從組成上均相當(dāng)于2N2O5的組成。即①②兩狀況中的總反應(yīng)式都與N2O5＋H2O=2HNO3等效。這不僅是記憶①②二式的方法，也為上述問題的解法供應(yīng)了新的思路，即利用混合氣體中的N、O原子個數(shù)比進行分析推斷：N:Oeq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(＜2:5O2剩余,＝2:5完全反應(yīng),＞2:5NO剩余))2．電子守恒法當(dāng)NO2或NO轉(zhuǎn)化為HNO3時要失去電子，若上述兩種氣體與O2混合，O2得電子，且得失電子數(shù)必定相等，這是電子守恒法解答此類題目的依據(jù)。題組訓(xùn)練1．如圖所示，試管中盛裝的是紅棕色氣體(可能是混合物)，當(dāng)?shù)箍墼谑⒂兴乃壑袝r，試管內(nèi)水面上升，但不能布滿試管，當(dāng)向試管內(nèi)鼓入氧氣后，可以觀看到試管中水柱連續(xù)上升，經(jīng)過多次重復(fù)后，試管內(nèi)完全被水布滿，原來試管中盛裝的氣體是()A．可能是N2與NO2的混合氣體B．只能是O2與NO2的混合氣體C．可能是NO與NO2的混合氣體D．只能是NO2一種氣體解析解答本題要留意以下兩點：(1)明確氮氣不溶于水，且常溫下不與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；(2)NO2可與水反應(yīng)生成不溶于水的NO，NO2和NO與氧氣按適當(dāng)?shù)谋壤凰耆　４鸢窩2．將容積為50mL的量筒布滿二氧化氮和氧氣的混合氣體，將量筒倒置在盛滿水的水槽里，一段時間后，量筒里剩余氣體體積為5mL。則原混合氣體中NO2和O2體積比可能是________或________。解析NO或NO2與O2混合氣體與水的反應(yīng)計算關(guān)系式可由下列化學(xué)方程式推導(dǎo)出來。2NO＋O2=2NO2①3NO2＋H2O=2HNO3＋NO②由②×2＋①得4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3③由①×3＋②×24NO＋3O2＋2H2O=4HNO3④③④兩式就是平常計算經(jīng)常用到的關(guān)系式。設(shè)剩余的5mL氣體為O2，則參與反應(yīng)③的NO2和O2的總體積為50mL－5mL＝45mL則原混合氣體里，NO2的體積為45mL×4/5＝36mLO2的體積為50mL－36mL＝14mL即NO2與O2的體積比為36:14＝18:7。設(shè)剩余的5mL氣體為NO，由②式得過量的NO2體積為15mL，則發(fā)生反應(yīng)③的NO2和O2的總體積為50mL－15mL＝35mL。則原混合氣體里，O2的體積為35mL×1/5＝7mL，NO2的體積為50mL－7mL＝43mL即NO2與O2的體積比為43:7。答案18:743:73．(2022·江西第三次聯(lián)考)常溫常壓下，有一混合氣體為1LCO、1LNO、2LNH3、2LCO2、2LNO2，現(xiàn)供應(yīng)下列洗氣瓶(內(nèi)含試劑且不考慮裝置內(nèi)空氣的影響)，假設(shè)每一次都可以充分反應(yīng)并完全吸取，請依據(jù)要求解決問題。(已知：NO2＋NO＋2NaOH=2NaNO2＋H2O)(1)請依次選擇兩裝置________(請用“接口數(shù)字”填寫)，氣體按選定的次序從左至右通過后，只剩下一種氣體，該氣體是________(填化學(xué)式)。氮的氧化物氣體在吸取過程中所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式是________、_________________________________。(2)假如氣體依次通過B—C—D，則最終的氣體為________________(填化學(xué)式)，在NaOH溶液中發(fā)生的離子反應(yīng)方程式是________________________________________________。(3)常溫常壓下，把上述氣體緩緩?fù)ㄟ^盛裝足量過氧化鈉固體的干燥管，氣體的體積變?yōu)開_______L，再經(jīng)過C、D裝置，氣體的體積為________L。解析(3)混合氣體通過盛Na2O2的干燥管發(fā)生以下兩個反應(yīng)：2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2、2NO＋O2=2NO2，故反應(yīng)后的混合氣體為1LCO、3LNO2、2LNH3和0.5LO2；再通過NaOH溶液和濃H2SO4，NH3、NO2、O2均被吸取，其中的化學(xué)反應(yīng)為6NO2＋O2＋6NaOH=5NaNO3＋NaNO2＋3H2O。答案(1)⑤⑥⑦⑧CONO2＋NO＋2NaOH=2NaNO2＋H2O2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2O(注：如寫成二氧化氮與水反應(yīng)、硝酸與氫氧化鈉反應(yīng)、氮的兩種氧化物歸中三個反應(yīng)也合理)(2)CONOCO2＋2OH－=COeq\o\al(2－,3)＋H2O(3)6.51考點2氨氣的制法和噴泉試驗1.氨氣的制法(1)加熱固態(tài)銨鹽和堿的混合物。一般加熱NH4Cl和Ca(OH)2的混合物：2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up17(△))2NH3↑＋CaCl2＋2H2O。①裝置：“固體＋固體eq\o(→,\s\up17(△))氣體”(與用KClO3或KMnO4制O2的裝置相同)。②收集：只能用向下排空氣法。③干燥：用堿石灰(NaOH和CaO固體的混合物)。④驗滿方法：a.用潮濕的紅色石蕊試紙置于試管口，試紙變藍色；b.將蘸有濃鹽酸的玻璃棒置于試管口，有白煙產(chǎn)生。⑤尾氣處理：收集時，一般在管口塞一團用水或稀硫酸浸濕的棉花球，可減小NH3與空氣的對流速度，收集到純潔的NH3，同時也可避開污染空氣。(2)試驗室制取氨氣的其他方法。方法化學(xué)方程式(或原理)氣體發(fā)生裝置加熱濃氨水NH3·H2Oeq\o(=,\s\up17(△))NH3↑＋H2O濃氨水＋固體NaOHNaOH溶于水放熱，促使氨水分解。且OH－濃度的增大有利于NH3的生成濃氨水＋固體CaOCaO與水反應(yīng)，使溶劑(水)削減；反應(yīng)放熱，促使氨水分解。化學(xué)方程式為：NH3·H2O＋CaO=NH3↑＋Ca(OH)22.噴泉試驗(1)形成噴泉的原理。形成噴泉最根本的緣由是瓶內(nèi)外存在壓強差。當(dāng)燒瓶內(nèi)氣體溶于液體或與之反應(yīng)時，瓶內(nèi)氣體大量削減，壓強降低，外界的大氣壓將液體壓入燒瓶內(nèi)，如此持續(xù)，最終液體將布滿燒瓶。(2)常見噴泉的形成主要有以下兩類。①極易溶于水的氣體(NH3、HCl、SO2等)與水可形成噴泉。②酸性氣體(HCl、SO2、NO2、CO2、H2S等)與NaOH溶液也能形成噴泉。(3)噴泉試驗成功的關(guān)鍵。①盛氣體的燒瓶必需干燥。②氣體要布滿燒瓶。③燒瓶不能漏氣(試驗前應(yīng)先檢查裝置的氣密性)。④所用氣體能大量溶于所用液體或氣體與液體快速反應(yīng)。(4)常見的噴泉試驗裝置。噴泉試驗的本質(zhì)是形成壓強差而引發(fā)液體上噴，為此可設(shè)計多種不同的裝置和接受不同的操作(如使氣體溶于水、熱敷、生成氣體、發(fā)生氣體體積減小的反應(yīng)等)來使噴泉產(chǎn)生。裝置Ⅱ：擠壓氣球，即可使少量的溶液沿導(dǎo)管進入燒瓶中，導(dǎo)致大量的NH3溶解，燒瓶內(nèi)形成負(fù)壓而產(chǎn)生噴泉。裝置Ⅲ：去掉了膠頭滴管。打開止水夾，用手(或熱毛巾等)捂熱燒瓶，氨氣受熱膨脹，使氨氣通過導(dǎo)管與水接觸，即產(chǎn)生噴泉。(開放性問題，或用浸冰水的毛巾“冷敷”燒瓶，使水進入燒瓶，燒瓶內(nèi)氨氣溶于水)裝置Ⅳ：在錐形瓶中加入能產(chǎn)生氣體的物質(zhì)，使錐形瓶內(nèi)氣體的壓強明顯增大，將液體壓入燒瓶而產(chǎn)生噴泉。裝置Ⅴ：在水槽中加入使水溫度上升的物質(zhì)，致使錐形瓶內(nèi)酒精因升溫而揮發(fā)，錐形瓶內(nèi)氣體壓強增大而產(chǎn)生噴泉。裝置Ⅵ：燒瓶中通入H2S(或SO2)，然后通入SO2(或H2S)，現(xiàn)象為有淡黃色粉末狀物質(zhì)生成，瓶內(nèi)壁附有水珠，NaOH溶液噴到燒瓶內(nèi)。題組訓(xùn)練4.(2022·上海)試驗室制取少量干燥的氨氣涉及下列裝置，其中正確的是()A．①是氨氣發(fā)生裝置B．③是氨氣發(fā)生裝置C．②是氨氣吸取裝置D．④是氨氣收集、檢驗裝置解析裝置①中NH4Cl受熱易分解生成NH3和HCl，但在試管口四周兩者又能結(jié)合生成NH4Cl，選項A錯誤；裝置②中的漏斗放置過低，不能防止倒吸，選項C錯誤；裝置④中的試管口應(yīng)放一團干燥的棉花，選項D錯誤。答案B5．中學(xué)試驗中，通常利用如右圖所示的裝置進行噴泉試驗，來驗證氣體的“溶解性”，下列有關(guān)說法不正確的是()A．用滴管加入液體后，由于氣體的“溶解”，使瓶內(nèi)壓強減小，導(dǎo)致瓶內(nèi)壓強小于外界壓強，從而形成噴泉B．選用合適的溶液，CO2也能用于做噴泉試驗C．HCl、NH3和SO2均能用該裝置做噴泉試驗D．用NO2和N2O4的混合氣體做噴泉試驗，燒瓶中將布滿稀硝酸解析本題綜合考查了噴泉試驗的原理，即由于氣體溶于水或某種溶液，導(dǎo)致燒瓶中的壓強快速減小，與外界產(chǎn)生足夠的壓強差，從而形成噴泉，A項正確；B選項，CO2能與NaOH等強堿溶液反應(yīng)，從而被吸取，也能與外界產(chǎn)生很大的壓強差，故能形成噴泉，正確；C選項，NH3和HCl屬于極易溶于水的氣體，SO2可以與NaOH溶液等反應(yīng)，故均能形成噴泉，正確；NO2和N2O4與水反應(yīng)后有NO生成，故液體不能布滿燒瓶，D項錯誤。答案D6．下列圖示是某學(xué)習(xí)小組設(shè)計的制取氨氣并利用氨氣進行噴泉試驗的裝置示意圖。請回答下列問題：(1)同學(xué)甲用圖A所示裝置制備氨氣，寫出該法制取氨氣的化學(xué)方程式：________________________________；制出的氨氣應(yīng)使用________法來收集，要得到干燥的氨氣可選用________作干燥劑。(2)同學(xué)乙用圖B所示裝置也制出了氨氣，他選用的試劑可能是________和________。用平衡移動原理分析這種方法制備氨氣的原理：_____________________________________________________________________。(3)同學(xué)丙用圖C所示裝置進行噴泉試驗，上部燒瓶已布滿干燥的氨氣，引發(fā)噴泉的操作是________。(4)同學(xué)丁將裝置C誤裝為裝置D，但經(jīng)與同學(xué)爭辯后，認(rèn)為也可引發(fā)噴泉。請說明用該裝置引發(fā)噴泉的方法與原理：________________。解析(1)題圖A是固體和固體混合加熱制備氨氣的裝置，應(yīng)選用的原料是NH4Cl和Ca(OH)2固體。氨氣極易溶于水，比空氣的密度小，要用向下排空氣法收集。干燥氨氣常用堿石灰。(2)題圖B是固體和液體在不加熱時反應(yīng)制氨氣的裝置，可選用濃氨水和生石灰(或固體NaOH)混合反應(yīng)。在氨水中存在下列平衡：NH3·H2ONH3↑＋H2O，生石灰或固體燒堿溶于水時吸水且放出大量的熱，促使平衡正向移動，NH3·H2O分解放出氨氣。(3)氨氣極易溶于水，用圖C所示裝置進行噴泉試驗時，先打開止水夾，然后擠壓膠頭滴管，使少量水進入燒瓶，氨氣溶于水導(dǎo)致燒瓶內(nèi)壓強急劇減小，外界大氣壓將燒杯內(nèi)的水壓入燒瓶中即可形成噴泉。(4)對于裝置D，可以設(shè)法使燒瓶受熱，燒瓶內(nèi)氣體膨脹，排出玻璃導(dǎo)管中的空氣，燒瓶內(nèi)氨氣與水接觸即產(chǎn)生噴泉。答案(1)2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up17(△))CaCl2＋2H2O＋2NH3↑向下排空氣堿石灰(合理即可)(2)CaO或NaOH固體濃氨水生石灰或固體燒堿溶于水時吸水且放出大量的熱，促使平衡NH3·H2ONH3↑＋H2O正向移動，NH3·H2O分解放出氨氣(3)打開止水夾，擠出膠頭滴管中的水(4)打開止水夾，用手(或熱毛巾等)將燒瓶捂熱，氨氣受熱膨脹，趕出玻璃導(dǎo)管中的空氣，氨氣與水接觸，即發(fā)生噴泉考點3金屬與硝酸反應(yīng)的計算1.硝酸與金屬反應(yīng)的一般規(guī)律(1)金屬與HNO3反應(yīng)一般不生成H2，濃HNO3一般被還原為NO2，稀HNO3一般被還原為NO。(2)足量金屬與肯定量濃硝酸反應(yīng)時，隨著硝酸濃度的降低，產(chǎn)物也發(fā)生轉(zhuǎn)變。(3)金屬與HNO3反應(yīng)的一般通式為：①金屬＋濃硝酸→金屬硝酸鹽＋NO2↑＋H2O反應(yīng)中，表現(xiàn)氧化性(被還原)的HNO3占eq\f(1,2)；表現(xiàn)酸性生成硝酸鹽的HNO3占eq\f(1,2)。②金屬＋稀硝酸→金屬硝酸鹽＋NO↑＋H2O反應(yīng)中，表現(xiàn)氧化性(被還原)的HNO3占eq\f(1,4)；表現(xiàn)酸性生成硝酸鹽的HNO3占eq\f(3,4)。2．過程分析3．計算方法(1)原子守恒法。HNO3與金屬反應(yīng)時，一部分HNO3起酸的作用，以NOeq\o\al(－,3)的形式存在于溶液中；一部分作為氧化劑轉(zhuǎn)化為還原產(chǎn)物，這兩部分中氮原子的總物質(zhì)的量等于反應(yīng)消耗的HNO3中氮原子的物質(zhì)的量。(2)電子守恒法。HNO3與金屬的反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)，HNO3中氮原子得電子的物質(zhì)的量等于金屬失電子的物質(zhì)的量。(3)離子方程式計算法。金屬與H2SO4、HNO3的混合酸反應(yīng)時，由于硝酸鹽中NOeq\o\al(－,3)在H2SO4供應(yīng)H＋的條件下能連續(xù)與金屬反應(yīng)，因此此類題目應(yīng)用離子方程式來計算，先作過量推斷，然后依據(jù)完全反應(yīng)的金屬或H＋或NOeq\o\al(－,3)進行相關(guān)計算，且溶液中要符合電荷守恒。題組訓(xùn)練7．在標(biāo)準(zhǔn)狀況下將1.92g銅粉投入肯定量濃HNO3中，隨著銅粉的溶解，反應(yīng)生成的氣體顏色漸漸變淺，當(dāng)銅粉完全溶解后共收集到由NO2和NO組成的混合氣體1.12L，則混合氣體中NO的體積為()A．112mL B．1008mLC．224mL D．448mL解析混合氣體的總物質(zhì)的量為1.12L÷22.4L·mol－1＝0.05mol,1.92g銅粉的物質(zhì)的量為0.03mol。設(shè)NO的物質(zhì)的量為n1mol，則NO2的物質(zhì)的量為(0.05－n1)mol，依據(jù)得失電子守恒得3n1＋(0.05－n1)×1＝0.03×2，解得n1＝0.005，V(NO)＝0.005mol×22.4L·mol－1＝0.112L＝112mL。答案A8．銅與肯定量濃硝酸反應(yīng)，得到硝酸銅溶液和NO2、N2O4、NO的混合氣體，這些氣體與5.6LO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)混合后通入水中，全部氣體完全被水吸取生成硝酸。則消耗銅的質(zhì)量為()A．16g B．32gC．64g D．無法計算解析該題氮元素變化為硝酸→氮的氧化物→硝酸，所以題目中的反應(yīng)可以看成是銅與氧氣的反應(yīng)，其中硝酸為“催化劑”，所以銅的物質(zhì)的量為2×eq\f(5.6L,22.4L·mol－1)＝0.5mol，即32g。答案B9．(2022·湖北武漢月考)將51.2gCu完全溶于適量濃硝酸中，收集到氮的氧化物(含NO、N2O4、NO2)的混合物，這些氣體恰好能被500mL2.0mol/LNaOH溶液完全吸取，生成含NaNO3和NaNO2的鹽溶液，其中NaNO3的物質(zhì)的量是()A．0.2mol B．0.4molC．0.6mol D．0.8mol解析本題考查氧化還原反應(yīng)。整個反應(yīng)過程中Cu失電子生成Cu2＋，NOeq\o\al(－,3)得電子生成NOeq\o\al(－,2)。設(shè)NaNO3、NaNO2的物質(zhì)的量分別為x和y，則依據(jù)得失電子守恒有：2y＝eq\f(51.2,64)×2＝1.6，依據(jù)Na＋守恒有：x＋y＝0.5×2.0＝1.0，二式聯(lián)立解得x＝0.2mol，故選A項。答案A10．某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL，平均分成兩份。向其中一份中漸漸加入銅粉，最多能溶解19.2g(已知硝酸只被還原為NO氣體)。向另一份中漸漸加入鐵粉，產(chǎn)生氣體的量隨鐵粉質(zhì)量增加的變化如圖所示。下列分析或結(jié)果錯誤的是()A．混合酸中NOeq\o\al(－,3)的物質(zhì)的量為0.4molB．OA段產(chǎn)生的是NO，AB段的反應(yīng)為Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，BC段產(chǎn)生氫氣C．溶液中最終溶質(zhì)為FeSO4D．硫酸的濃度為5mol/L解析A項，由于混合液中有稀硫酸，硝酸根離子反應(yīng)完全，依據(jù)反應(yīng)方程式：3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，溶解19.2gCu，即0.3mol，求得一份混合溶液NOeq\o\al(－,3)的物質(zhì)的量為0.2mol，則混合酸中NOeq\o\al(－,3)的物質(zhì)的量為0.4mol，正確；B項，剛開頭是HNO3與鐵反應(yīng)，OA段產(chǎn)生的是NO，AB段是Fe與Fe3＋反應(yīng)，BC段產(chǎn)生的是氫氣，正確；C項，雖然剛開頭生成的是Fe2(SO4)3，但最終加入鐵粉后轉(zhuǎn)變?yōu)镕eSO4，正確；D項，依據(jù)加入鐵粉的質(zhì)量22.4g即0.4mol，最終生成FeSO4，可知硫酸也為0.4mol，則H2SO4的物質(zhì)的量濃度為eq\f(0.4mol,0.1L)＝4mol/L，不正確。答案D名師究錯易錯追根溯源挑戰(zhàn)高考滿分【典例】在某100mL的混合液中，硝酸和硫酸的物質(zhì)的量濃度分別是0.4mol/L、0.1mol/L，向該混合液中加入1.92g銅粉，加熱，待充分反應(yīng)后，所得溶液中銅離子的物質(zhì)的量濃度是()A．0.15mol/L B．0.225mol/LC．0.30mol/L D．0.45mol/L【錯因分析】因稀H