第五章化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素一、物質(zhì)的性質(zhì)及轉(zhuǎn)化1.認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系（1）運(yùn)用元素的原子結(jié)構(gòu)知識(shí)，可以預(yù)測和解釋物質(zhì)的性質(zhì)。（2）以硫、氮為例進(jìn)行說明。①硫元素的“位——構(gòu)——性”硫元素位置原子結(jié)構(gòu)示意圖非金屬性主要化合價(jià)第三周期第ⅥA族比氧弱－2、+4、+6根據(jù)價(jià)態(tài)規(guī)律判斷物質(zhì)的氧化性和還原性：S具有氧化性和還原性。H2S只具有還原性。從化合價(jià)的角度認(rèn)識(shí)硫單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)a.硫與金屬的反應(yīng)b.硫與O2的反應(yīng)：S+O2SO2，表現(xiàn)還原性②氮元素的“位——構(gòu)——性”氮硫元素位置原子結(jié)構(gòu)示意圖非金屬性主要化合價(jià)第二周期第ⅤA族比氧弱-3、0、+1、+2、+3、+4、+5根據(jù)價(jià)態(tài)規(guī)律判斷物質(zhì)的氧化性和還原性：N2具有氧化性和還原性。NH3只具有還原性。氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)a.穩(wěn)定性：通常情況下很穩(wěn)定，難與其他物質(zhì)反應(yīng)，原因是氮氮三鍵鍵能很大。b.與氫氣反應(yīng)：N2+3H22NH3c.與氧氣反應(yīng)：N2+O22NOd.與金屬鎂反應(yīng)：N2+3MgMg3N2【典例1】1．（23-24高一上·江蘇蘇州·期末）我國古代第一部藥物學(xué)專著《神農(nóng)本草經(jīng)》記載“石硫潢(即硫磺)能化銀銅鐵”?！盎钡倪^程發(fā)生了化學(xué)變化，此過程中硫磺是A．可燃物 B．助燃物 C．氧化劑 D．還原劑【答案】C【詳解】S單質(zhì)具有氧化性，能將金屬氧化為低價(jià)，將Ag、Fe氧化為+1、+2，轉(zhuǎn)化為Ag2S、FeS，其自身化合價(jià)降低，所以硫磺是氧化劑，故答案選C。2．（高一·全國·課后作業(yè)）下列有關(guān)氮?dú)獾臄⑹鲥e(cuò)誤的是A．鎂在空氣中燃燒除生成氧化鎂外還生成氮化鎂B．在雷雨天，空氣中的和可反應(yīng)生成NOC．氮?dú)饧瓤勺鲅趸瘎┯挚勺鲞€原劑D．1molN2可與完全反應(yīng)生成【答案】D【詳解】A．鎂既能和氧氣反應(yīng)生成氧化鎂，又能和氮?dú)夥磻?yīng)生成氮化鎂，所以鎂在空氣中燃燒除生成氧化鎂外還生成氮化鎂，故A正確；B．因?yàn)楹驮诜烹姉l件下可以反應(yīng)生成NO，所以雷雨天，空氣中的和可反應(yīng)生成NO，故B正確；C．氮?dú)獾幕蟽r(jià)為零，既可以升高為+2、+3、+4、+5價(jià)，又可以降低為-3價(jià)，所以氮?dú)饧瓤勺鲅趸瘎┯挚勺鲞€原劑，故C正確；D．根據(jù)N2+3H22NH3，1molN2與不能完全反應(yīng)，生成NH3小于2mol，故D錯(cuò)誤；故答案：D。2.從物質(zhì)類別的視角認(rèn)識(shí)物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系研究非金屬及其化合物，可按照物質(zhì)的類別認(rèn)識(shí)各類物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化關(guān)系，以硫、氮為例進(jìn)行說明。（1）硫及其化合物（2）氮及其化合物【典例2】1.非金屬單質(zhì)A經(jīng)如圖所示的過程轉(zhuǎn)化為含氧酸D，已知D為強(qiáng)酸，請(qǐng)回答下列問題：（1）若A在常溫下為固體，B是能使品紅溶液褪色的有刺激性氣味的無色氣體。①D的化學(xué)式是________________；②在工業(yè)生產(chǎn)中，大量排放的B氣體被雨水吸收后形成了__________而污染環(huán)境。（2）若A在常溫下為氣體，C是紅棕色氣體。①A、C的化學(xué)式分別是：A________；C__________。②D的濃溶液在常溫下可與銅反應(yīng)并生成C氣體，請(qǐng)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________，該反應(yīng)________(填“屬于”或“不屬于”)氧化還原反應(yīng)。【答案】（1）①H2SO4②酸雨（2）①N2NO2②4HNO3(濃)＋Cu=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O屬于【解析】（1）若B是能使品紅溶液褪色的有刺激性氣味的無色氣體，則B是SO2，C是SO3，D是H2SO4；若大量排放SO2，會(huì)形成酸雨。（2）若C是紅棕色氣體，則C為NO2，B為NO，A為N2，D為HNO3，濃硝酸可與Cu反應(yīng)：Cu＋4HNO3(濃)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。此反應(yīng)中有元素化合價(jià)的升降屬于氧化還原反應(yīng)。3.從元素價(jià)態(tài)的視角認(rèn)識(shí)物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系把一種原料轉(zhuǎn)化為多種產(chǎn)品，路徑之一是通過氧化還原反應(yīng)改變主要元素的化合價(jià)，從而實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化。以硫、氮的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為例，說明如何實(shí)現(xiàn)下列轉(zhuǎn)化關(guān)系。（1）硫及其化合物①硫是一種黃色晶體，難溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳(CS2)。S＋Feeq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())FeS，S＋2Cueq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())Cu2S，S＋H2eq\o(=,\s\up7(△))H2S，S＋O2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃),\s\do5())SO2②二氧化硫是一種無色、有刺激性氣味的有毒氣體，密度比空氣大，易溶于水，通常1體積水溶解約40體積二氧化硫。③二氧化硫的三種“褪色”表現(xiàn)的性質(zhì)：SO2能使品紅溶液褪色表現(xiàn)漂白性。SO2使溴水、氯水及酸性KMnO4溶液褪色體現(xiàn)還原性。SO2使滴有酚酞的NaOH溶液褪色說明其水溶液呈酸性。催化劑△④催化劑△2SO2＋O2=2SO3SO2＋Cl2＋2H2O=2HCl＋H2SO4SO2＋2H2S=3S＋2H2ONa2SO3＋H2SO4=Na2SO4＋H2O＋SO2↑⑤濃硫酸的三大特性：吸水性、脫水性、強(qiáng)氧化性。⑥常溫下，鐵、鋁遇濃H2SO4發(fā)生“鈍化”，“鈍化”并不是不反應(yīng)，而是濃H2SO4強(qiáng)氧化性的體現(xiàn)。⑦必記濃硫酸兩個(gè)重要化學(xué)方程式：Cu＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2OC＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O（2）氮及其化合物①氮?dú)獾娜齻€(gè)重要反應(yīng)：N2＋O2eq\o(=,\s\up7(放電),\s\do5())2NO，N2＋3H22NH3，N2＋3Mgeq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃),\s\do5())Mg3N2。②一氧化氮是無色無味難溶于水的有毒氣體，易與空氣中的氧氣反應(yīng)生成二氧化氮，2NO＋O2=2NO2。③二氧化氮是紅棕色有刺激性氣味的有毒氣體，溶于水生成HNO3和NO，化學(xué)方程式為3NO2＋H2O=2HNO3＋NO。④氮的氧化物溶于水總反應(yīng)的化學(xué)方程式為4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3，4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3。⑤兩種物質(zhì)的性質(zhì)a.氨的性質(zhì)：氨氣極易溶于水，能與水反應(yīng)生成NH3·H2O，與酸反應(yīng)生成銨鹽，能催化氧化制備硝酸。b.銨鹽的性質(zhì)：銨鹽易溶于水，加熱易分解，能與堿反應(yīng)產(chǎn)生氨氣。⑥檢驗(yàn)氨氣的兩種方法a.使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)。b.用蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近時(shí)會(huì)有白煙生成。⑦硝酸具有不穩(wěn)定性和強(qiáng)氧化性。⑧稀HNO3的還原產(chǎn)物是NO，與銅反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，濃HNO3的還原產(chǎn)物是NO2，與銅、木炭反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為Cu＋4HNO3(濃)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，C＋4HNO3(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。⑨鐵、鋁在常溫下，遇到濃HNO3發(fā)生鈍化，這體現(xiàn)了濃硝酸的強(qiáng)氧化性。⑩pH<5.6的降雨稱為酸雨，酸雨分為硫酸型和硝酸型。前者由SO2引起，后者由NOx引起。【典例3】1．（23-24高一下·遼寧·期中）硫元素的“價(jià)-類”二維圖如圖所示，下列說法正確的是A．98.3%的f溶液能干燥c和d氣體B．驗(yàn)證g晶體在空氣中已被氧化，所需試劑為稀鹽酸和BaCl2溶液C．將c溶于水得到的e長時(shí)間露置于空氣中，溶液pH會(huì)增大D．a(chǎn)和c生成b的反應(yīng)中，氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1：2【答案】B【分析】根據(jù)硫元素的“價(jià)-類”二維圖，a是H2S、b是S單質(zhì)、c是SO2、d是SO3、e是H2SO3、f是H2SO4、g是亞硫酸鹽、h是硫酸鹽?！驹斀狻緼．98.3%的濃H2SO4能吸收SO3氣體，不能干燥SO3，故A錯(cuò)誤；B．驗(yàn)證亞硫酸鹽在空氣中已被氧化，先加稀鹽酸除去亞硫酸根離子，再加BaCl2溶液，若有沉淀生成，說明亞硫酸鹽在空氣中已被氧化，故B正確；C．將SO2溶于水得到H2SO3溶液，長時(shí)間露置于空氣中，H2SO3被氧化為H2SO4，溶液pH會(huì)減小，故C錯(cuò)誤；D．H2S和SO2生成S的反應(yīng)中，氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為2：1，故D錯(cuò)誤；選B。2．（23-24高一下·遼寧沈陽·期中）“價(jià)一類”二維圖體現(xiàn)了化學(xué)變化之美，硫及其化合物的“價(jià)一類”二維圖如圖所示。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是A．硫單質(zhì)在氧氣中燃燒可直接生成c B．b能使溴水褪色，體現(xiàn)其還原性C．d的濃溶液可用于干燥b D．存在的轉(zhuǎn)化關(guān)系【答案】A【分析】如圖為硫元素的價(jià)類二維圖，故a為H2S，b為SO2，c為SO3，d為H2SO4，f為H2SO3，e為硫酸鹽?！驹斀狻緼．硫單質(zhì)在氧氣中燃燒可直接生成SO2，不能直接得到SO3，A錯(cuò)誤；B．b為SO2，能與溴水發(fā)生氧化還原反應(yīng)使溴水褪色，體現(xiàn)其還原性，B正確；C．d為H2SO4，濃硫酸能干燥SO2，C正確；D．f為H2SO3，與過氧化鈉反應(yīng)能得到硫酸鈉，可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化，D正確；故選A。3．（23-24高一下·廣東汕尾·期末）如圖所示是氮元素的常見化合價(jià)與部分含氮物質(zhì)的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖(價(jià)類二維圖)，下列說法正確的是A．a(chǎn)可作保護(hù)氣，在任何條件下均不與其他物質(zhì)反應(yīng)B．c與水反應(yīng)可生成b和d，該反應(yīng)中c只作氧化劑C．存在e→b→c→d的轉(zhuǎn)化D．f是一種強(qiáng)堿【答案】C【分析】結(jié)合價(jià)類二維圖可知a為，b為NO，c為，d為，e為，f為，據(jù)此解答。【詳解】A．性質(zhì)穩(wěn)定，可作保護(hù)氣，但在一定條件也能與氧氣、氫氣等發(fā)生反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B．c是，與水反應(yīng)生成和NO，，根據(jù)化合價(jià)的變化情況分析，既作氧化劑，又作還原劑，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C．氮的化合物中，可實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)化，C項(xiàng)正確；D．f是，在水溶液中發(fā)生部分電離，是弱堿，D項(xiàng)錯(cuò)誤；故答案選C。4．（23-24高一下·四川達(dá)州·期中）研究氮及其化合物的性質(zhì)，可以有效改善人類的生存環(huán)境。氮元素化合價(jià)-物質(zhì)類別關(guān)系如圖，以下說法正確的是A．1molN2和3molH2完全反應(yīng)生成2molAB．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，3.36L物質(zhì)B與水完全反應(yīng)，電子轉(zhuǎn)移0.3molC．物質(zhì)C的濃溶液與足量的Cu反應(yīng)，的剛開始反應(yīng)的離子方程式為D．銨態(tài)氮肥不可與草木灰共用【答案】D【分析】根據(jù)氮元素化合價(jià)-物質(zhì)類別關(guān)系圖，A是NH3；N是NO2；C是HNO3；【詳解】A．是可逆反應(yīng)，1molN2和3molH2完全反應(yīng)生成氨氣的物質(zhì)的量小于2mol，故A錯(cuò)誤；B．3NO2+H2O=2HNO3+NO，N元素化合價(jià)由+4升高為+5、由+4降低為+2，3molNO2參加反應(yīng)轉(zhuǎn)移2mol電子，標(biāo)準(zhǔn)狀況下，3.36L物質(zhì)NO2與水完全反應(yīng)，電子轉(zhuǎn)移0.1mol，故B錯(cuò)誤；C．濃HNO3與足量的Cu反應(yīng)，剛開始反應(yīng)生成NO2氣體，反應(yīng)的離子方程式為，故C錯(cuò)誤；D．銨鹽與堿反應(yīng)放出氨氣，銨態(tài)氮肥不可與草木灰共用，故D正確；選D。4.辨識(shí)化學(xué)物質(zhì)通過對(duì)構(gòu)成物質(zhì)的陰、陽離子的檢驗(yàn)，可以辨識(shí)化學(xué)物質(zhì)。例如，在實(shí)驗(yàn)室可通過檢驗(yàn)SO42-或NH4+來辨識(shí)硫酸鹽或銨鹽。請(qǐng)你說明具體的檢驗(yàn)方法。你還了解更多的辨識(shí)物質(zhì)的方法嗎？（1）SO42－的檢驗(yàn)①實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象先生成白色沉淀，加入稀鹽酸后沉淀不溶解先生成白色沉淀，加入稀鹽酸后沉淀不溶解先生成白色沉淀，加入稀鹽酸后沉淀溶解，且有氣泡產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)結(jié)論SO42－與Ba2+反應(yīng)生成不溶于稀鹽酸的白色沉淀，離子方程式：SO42－+Ba2+BaSO4↓CO32－與Ba2+反應(yīng)生成的白色沉淀BaCO3，可溶于稀鹽酸，離子方程式：CO32+Ba2+BaCO3，BaCO3+2H+Ba2++CO2↑+H2O②檢驗(yàn)SO42－的正確操作（2）SO42－檢驗(yàn)的應(yīng)用——粗鹽除雜①若除去粗鹽中的雜質(zhì)（硫酸鹽、CaCl2、MgCl2），將選用的試劑及反應(yīng)的離子方程式填入下表：雜質(zhì)加入的試劑離子方程式硫酸鹽氯化鋇溶液Ba2++SO42－BaSO4↓CaCl2碳酸鈉溶液Ca2++CO32－CaCO3↓MgCl2燒堿溶液Mg2++2OH－Mg（OH）2↓②試劑加入的順序a.BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→鹽酸；b.NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→鹽酸；c.BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→鹽酸。總結(jié)：為保證雜質(zhì)離子完全除去，只要碳酸鈉溶液在氯化鋇溶液之后加入即可。（3）NH4+檢驗(yàn)①實(shí)驗(yàn)探究a.現(xiàn)象：試管中有氣泡產(chǎn)生，試紙變藍(lán)。b.結(jié)論：銨鹽與強(qiáng)堿在加熱條件下反應(yīng)生成氨氣，離子方程式為NH4++OH－NH3↑+H2O。②NH4+檢驗(yàn)方法：取溶液（或固體）少許于小試管中，滴加濃NaOH溶液，加熱，能產(chǎn)生使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體證明NH4+的存在，反之則沒有?！镜淅?】1．（24-25高一上·吉林·期中）某溶液中可能含有的陰離子有、、等，為了檢驗(yàn)其中是否含有，除了溶液外，還需要的試劑是A．氫氧化鈉溶液 B．鹽酸 C．稀硫酸 D．硝酸銀溶液【答案】B【詳解】硫酸根離子的檢驗(yàn)原理：，先加入稀鹽酸酸化，沒有沉淀產(chǎn)生，然后加入BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀，則證明有硫酸根離子，加稀鹽酸酸化可以排除碳酸根離子的干擾，因?yàn)锽aCO3也是一種不溶于水但能夠與稀鹽酸反應(yīng)的白色沉淀；氫氧化鈉溶液與三種陰離子都不會(huì)反應(yīng)，加稀硫酸會(huì)引入硫酸根，硝酸銀與三種陰離子均產(chǎn)生白色沉淀，故ACD都不合題意；故選B。2．（24-25高一上·福建·期中）下列敘述中正確的是A．向某溶液中加入溶液有白色沉淀產(chǎn)生，再加稀鹽酸沉淀不消失，則該溶液中一定有B．向某溶液中加入NaOH濃溶液，加熱，產(chǎn)生的氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)，則該溶液中一定有C．向某溶液中加入溶液，有白色沉淀產(chǎn)生，則該溶液一定有D．可用焰色實(shí)驗(yàn)鑒別與溶液，是利用了它們化學(xué)性質(zhì)的不同【答案】B【詳解】A．向某溶液中加入溶液有白色沉淀產(chǎn)生，再加稀鹽酸沉淀不消失，沉淀可能是硫酸鋇或氯化銀，則該溶液中含有有或Ag+，故A錯(cuò)誤；B．向某溶液中加入NaOH濃溶液，加熱，產(chǎn)生的氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)，可知放出的氣體為氨氣，則該溶液中一定有，故B正確；C．向某溶液中加入溶液，有白色沉淀產(chǎn)生，生成的沉淀可能是碳酸銀、氯化銀等，則該溶液不一定有，故C錯(cuò)誤；D．可用焰色實(shí)驗(yàn)鑒別與溶液，焰色試驗(yàn)屬于物理變化，故D錯(cuò)誤；選B。3．（23-24高一下·安徽·階段檢測）利用如圖裝置進(jìn)行濃硫酸與蔗糖反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，敞口瓶中的蔗糖滴有少量水，將注射器中的濃硫酸注入其中，反應(yīng)一段時(shí)間后，下列說法正確的是A．濕潤的藍(lán)色石蕊試紙先變紅后褪色，說明具有漂白性B．浸有酸性溶液的濾紙條褪色，說明具有還原性C．澄清石灰水變渾濁，說明反應(yīng)有產(chǎn)生D．該實(shí)驗(yàn)只體現(xiàn)了濃硫酸的吸水性和強(qiáng)氧化性【答案】B【分析】濃硫酸使得蔗糖脫水生成碳，碳和濃硫酸反應(yīng)產(chǎn)生SO2和CO2。【詳解】A．SO2能使?jié)駶櫴镌嚰堊兗t，但SO2不能使石蕊褪色，A錯(cuò)誤；B．浸有酸性KMnO4溶液的濾紙條褪色，二氧化硫被氧化為硫酸根離子，說明SO2具有還原性，B正確；C．SO2和CO2均能使澄清石灰水變渾濁，C錯(cuò)誤；

D．蔗糖變黑，則發(fā)生脫水炭化，該實(shí)驗(yàn)體現(xiàn)了濃硫酸的脫水性和強(qiáng)氧化性，D錯(cuò)誤；故選B。5.基于性質(zhì)認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)室制取物質(zhì)的方法以氨的實(shí)驗(yàn)室制取為例，談?wù)勗趯?shí)驗(yàn)室里通過化學(xué)方法制取某種物質(zhì)，通常需要慮哪些問題。（1）氨氣的實(shí)驗(yàn)室制法①原理：2NH4Cl+Ca（OH）2CaCl2+2NH3↑+2H2O②裝置：發(fā)生裝置：固體+固體氣體凈化裝置：通常用堿石灰干燥氨氣。③收集方法：向下排空氣法收集④驗(yàn)滿方法方法一：用濕潤的紅色石蕊試紙放置在試管口附近，若變藍(lán)，說明已經(jīng)收集滿。方法二：用蘸取濃鹽酸的玻璃棒靠近試管口，若有白煙生成，說明已經(jīng)收集滿。⑤尾氣處理：在吸收氨氣尾氣時(shí)要防止倒吸，常采用的裝置有（2）濃硫酸與Cu反應(yīng)制SO2實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象a試管中銅絲表面變黑；b試管中的溶液有氣泡冒出，逐漸變?yōu)闊o色；冷卻后將a試管里的物質(zhì)慢慢倒入水中，溶液呈藍(lán)色實(shí)驗(yàn)結(jié)論在反應(yīng)中，濃硫酸體現(xiàn)強(qiáng)氧化性和酸性化學(xué)方程式Cu+2H2SO4（濃）CuSO4+SO2↑+2H2O（3）濃、稀硝酸與Cu反應(yīng)制NO2、NO實(shí)驗(yàn)物質(zhì)稀硝酸濃硝酸實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象試管內(nèi)開始產(chǎn)生少量無色氣體，反應(yīng)逐漸加快，氣體在試管口變?yōu)榧t棕色，溶液逐漸變藍(lán)，銅絲逐漸變細(xì)試管內(nèi)產(chǎn)生大量紅棕色氣體，溶液逐漸變綠，銅絲逐漸變細(xì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論常溫下，稀硝酸與銅緩慢反應(yīng)生成NO常溫下，濃硝酸與銅迅速劇烈反應(yīng)生成NO2①濃硝酸與Cu反應(yīng)：Cu+4HNO3（濃）Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O②稀硝酸與Cu反應(yīng)：3Cu+8HNO3（?。?Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O【典例5】1．在實(shí)驗(yàn)室制取干燥的氨的過程中，所給裝置使用合理的是___________。A．用裝置甲制備氨 B．用裝置乙除去氨中少量水蒸氣C．用裝置丙收集氨 D．用裝置丁吸收多余的氨【答案】D【解析】A．用裝置甲制備氨氣時(shí)，為防止水滴倒流，試管口應(yīng)該略向下傾斜，A錯(cuò)誤；B．氨氣可以和硫酸反應(yīng)，不能用濃硫酸干燥氨氣，B錯(cuò)誤；C．氨氣的密度比空氣小，要使用向下排空氣方法收集，采用短進(jìn)長出，C錯(cuò)誤；D．氨氣是大氣污染物，最后尾氣可根據(jù)氨氣易溶于水的性質(zhì)，用水進(jìn)行吸收，為防止倒吸現(xiàn)象的發(fā)生，可以在導(dǎo)氣管的末端安裝一個(gè)干燥管或倒扣的漏斗，這樣既可以使氨氣被充分吸收，同時(shí)也防止倒吸現(xiàn)象的發(fā)生，D正確；答案選D。2．（2023春·北京海淀·高一清華附中?？计谀┠撑d趣小組設(shè)計(jì)出如圖所示裝置來改進(jìn)教材中“銅與硝酸反應(yīng)”實(shí)驗(yàn)，以探究化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化。(1)實(shí)驗(yàn)前，關(guān)閉活塞b，試管d中加水至浸沒長導(dǎo)管口，塞緊試管c和d的膠塞，加熱c。其目的是______。(2)在d中加適量NaOH溶液，c中放一小塊銅片，由分液漏斗a向c中加入2mL濃硝酸。c中的現(xiàn)象是：______。再由a向c中加2mL蒸餾水，c中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是：______，離子反應(yīng)方程式是：______。(3)用以下三種途徑來制取等質(zhì)量的硝酸銅。①銅與稀硝酸反應(yīng)②銅與濃硝酸反應(yīng)③銅先與氧氣反應(yīng)生成氧化銅，氧化銅再跟硝酸反應(yīng)以下敘述不正確的是_____(填字母)。A．三種途徑所消耗銅的質(zhì)量相等B．三種途徑所消耗硝酸的物質(zhì)的量①＞②＞③C．途徑①中被氧化的銅與被還原的硝酸的物質(zhì)的量之比是3∶2(4)表格是制取硝酸銅的三種方案，能體現(xiàn)綠色化學(xué)理念的最佳方案是：______。理由是：_____。方案反應(yīng)物甲Cu、濃HNO3乙Cu、稀HNO3丙Cu、O2、稀HNO3【答案】(1)檢查裝置氣密性(2)

產(chǎn)生紅棕色氣體，溶液變成藍(lán)色

反應(yīng)變緩，氣體顏色變淡

3Cu+8H++2NO=3Cu2++2NO↑+4H2O(3)B(4)

丙

耗酸量最少，對(duì)環(huán)境無污染【解析】（1）實(shí)驗(yàn)前，關(guān)閉活塞b，試管d中加水至浸沒長導(dǎo)管口，塞緊試管c和d的膠塞，加熱c，其目的是檢查裝置氣密性。（2）c中反應(yīng)的化學(xué)方程式是Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，所以觀察到的現(xiàn)象是產(chǎn)生紅棕色氣體，溶液變成藍(lán)色；再由a向c中加2mL蒸餾水，反應(yīng)速率減慢，且濃硝酸被稀釋為稀硝酸，反應(yīng)生成NO，故c中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是反應(yīng)變緩，氣體顏色變淡，離子方程式為：3Cu+8H++2NO=3Cu2++2NO↑+4H2O。（3）用以下三種途徑來制取等質(zhì)量的硝酸銅：根據(jù)題意，有關(guān)反應(yīng)為：①3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O；②Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O；③2Cu+O22CuO，CuO+2HNO3(稀)=Cu(NO3)2+H2O，由以上三組反應(yīng)，可以看出：生成相同質(zhì)量的Cu(NO3)2，消耗相同質(zhì)量的銅，但消耗硝酸的質(zhì)量(或物質(zhì)的量)不相同，途徑②消耗HNO3最多，途徑①次之，途徑③消耗HNO3最少。A．根據(jù)原子守恒，銅單質(zhì)最終轉(zhuǎn)化為硝酸銅，則三種途徑制取相同質(zhì)量的硝酸銅，所消耗的銅的物質(zhì)的量相等，A正確；B．由分析可知，三種途徑耗相同質(zhì)量的銅，但消耗硝酸的質(zhì)量(或物質(zhì)的量)不相同，途徑②消耗HNO3最多，途徑①次之，途徑③消耗HNO3最少，B錯(cuò)誤；C．根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，被氧化的銅與被還原的硝酸的物質(zhì)的量的比為3：2，C正確；答案選B。方案甲是銅和濃硝酸反應(yīng)生成硝酸銅，二氧化氮和水，有污染氣體生成，不能體現(xiàn)綠色化學(xué)理念；方案乙是稀硝酸和銅反應(yīng)生成硝酸銅，一氧化氮和水，有污染氣體生成，不能體現(xiàn)綠色化學(xué)理念；丙是利用銅和氧氣反應(yīng)生成氧化銅，氧化銅和硝酸反應(yīng)生成硝酸銅，反應(yīng)過程中無污染氣體生成，能體現(xiàn)綠色化學(xué)理念。3．（23-24高一下·山西太原·期中）某小組同學(xué)為探究Cu與濃硫酸(足量)的反應(yīng)，并驗(yàn)證SO2的性質(zhì)，設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(部分夾持儀器已略去)。下列說法錯(cuò)誤的是A．裝置C中出現(xiàn)淡黃色渾濁，體現(xiàn)了二氧化硫的氧化性B．裝置A發(fā)生的反應(yīng)中，表明濃具有脫水性和強(qiáng)氧化性C．裝置D中品紅溶液褪色，可以驗(yàn)證SO2的漂白性D．裝置E中NaOH溶液的作用是吸收多余的SO2【答案】B【分析】裝置A中，濃硫酸與銅絲反應(yīng)制取二氧化硫，裝置B用于驗(yàn)證二氧化硫的還原性，裝置C用于驗(yàn)證二氧化硫的氧化性，裝置D用于驗(yàn)證二氧化硫的漂白性，裝置E用于吸收二氧化硫尾氣，防止其污染空氣?！驹斀狻緼．裝置C中發(fā)生反應(yīng)為SO2+2H2S=3S↓+2H2O，出現(xiàn)淡黃色渾濁，體現(xiàn)了二氧化硫的氧化性，A正確；B．裝置A發(fā)生的反應(yīng)為Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O，表明濃H2SO4具有酸性和強(qiáng)氧化性，B錯(cuò)誤；C．品紅屬于有機(jī)物，裝置D中品紅溶液褪色，可以驗(yàn)證SO2的漂白性，C正確；D．由分析可知，裝置E中NaOH溶液的作用是吸收多余的SO2，防止污染空氣，D正確；故選B。6.基于性質(zhì)認(rèn)識(shí)工業(yè)制取物質(zhì)的方法（1）硫酸的工業(yè)制備：①三種原料：硫黃或黃鐵礦（FeS2）、空氣、98.3%的濃硫酸。②三個(gè)階段（寫出下列階段的化學(xué)方程式）二氧化硫的制取和凈化：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2或S+O2SO2。SO2氧化成SO3：2SO2+O22SO3。三氧化硫的吸收和硫酸的生成：SO3+H2OH2SO4。（2）工業(yè)合成氨反應(yīng)：N2+3H22NH3（3）硝酸的工業(yè)制法：制備流程相關(guān)反應(yīng)①N2+3H22NH3②4NH3+5O24NO+6H2O③2NO+O22NO2④3NO2+H2O2HNO3+NO（4）高純硅的制備流程反應(yīng)①SiO2+2CSi+2CO↑②Si+3HClSiHCl3+H2③SiHCl3+H2Si+3HCl【典例6】1．（23-24高一下·湖北黃岡·期中）硫酸是重要的化工原料，工業(yè)上以硫黃或黃鐵礦為原料制備硫酸的原理示意圖如下。下列敘述中錯(cuò)誤的是A．黃鐵礦燃燒生成SO2的化學(xué)方程式為B．控制溫度400~500℃可增大催化劑的活性，使SO2全部轉(zhuǎn)化為SO3C．吸收劑b可選用98.3%的濃硫酸D．工業(yè)上可用氨水處理尾氣中的SO2【答案】B【分析】由題干工藝流程圖可知，硫磺或黃鐵礦在空氣中高溫煅燒生成SO2，反應(yīng)原理分別為：S+O2SO2，，然后SO2與空氣混合后在V2O5催化作用下轉(zhuǎn)化為SO3，反應(yīng)原理為：2SO2+O22SO3，為了防止產(chǎn)生酸霧腐蝕設(shè)備，工業(yè)上用98.3%的濃硫酸來吸收SO3制得發(fā)煙硫酸，分離出的SO2再次循環(huán)利用，據(jù)此分析解題?！驹斀狻緼．由分析可知，黃鐵礦燃燒生成SO2的化學(xué)方程式為，A正確；B．由分析可知，2SO2+O22SO3是一個(gè)可逆反應(yīng)，控制溫度400~500℃可增大催化劑的活性，但不可能使SO2全部轉(zhuǎn)化為SO3，B錯(cuò)誤；C．由分析可知，為了防止產(chǎn)生酸霧腐蝕設(shè)備，工業(yè)上用98.3%的濃硫酸來吸收SO3制得發(fā)煙硫酸，即吸收劑b可選用98.3%的濃硫酸，C正確；D．已知SO2是酸性氧化物，而氨水呈堿性，故工業(yè)上可用氨水處理尾氣中的SO2，反應(yīng)原理為：2NH3?H2O+SO2=(NH4)2SO3+H2O，D正確；故答案為：B。2．（23-24高一下·甘肅天水·期中）利用工業(yè)合成氨制硝酸的流程如圖所示：下列說法錯(cuò)誤的是A．合成塔中采用10~30MPa的高壓，可提高合成氨的生產(chǎn)效率B．合成塔中，每生成，需通入C．X是，Y是D．制得的濃硝酸應(yīng)避光密封保存【答案】B【分析】氮?dú)夂蜌錃庠诤铣伤猩砂睔?，氨進(jìn)行分離，將氨氣和氧氣反應(yīng)生成一氧化氮和水，一氧化氮和氧氣、水反應(yīng)生成硝酸，據(jù)此分析；【詳解】A．正向反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，加壓平衡正向移動(dòng)，合成塔中采用10~30MPa的高壓，可提高合成氨的生產(chǎn)效率，A正確；B．由于是可逆反應(yīng)，每生成，需通入大于1mol，B錯(cuò)誤；C．氧化爐氨氣和氧氣反應(yīng)生成一氧化氮和水，吸收塔中一氧化氮和氧氣、水反應(yīng)生成硝酸，故X是，Y是，C正確；D．濃硝酸見光分解，應(yīng)避光密封保存，D正確；故選B。3．（24-25高一上·浙江·期中）高純硅廣泛應(yīng)用于信息技術(shù)和新能源技術(shù)等領(lǐng)域。從石英砂(主要成分為)制取高純硅涉及的主要反應(yīng)流程如下：下列說法不正確的是A．制備粗硅的反應(yīng)方程式為B．反應(yīng)①②③均為氧化還原反應(yīng)C．流程中和可以循環(huán)利用D．反應(yīng)②與反應(yīng)③互為可逆反應(yīng)【答案】D【詳解】A．制備粗硅的反應(yīng)方為石英砂和碳高溫生成CO和粗硅，為，A正確；B．反應(yīng)①中碳、硅元素化合價(jià)改變；②中硅、氫元素化合價(jià)改變，③氫、硅元素化合價(jià)改變，均為氧化還原反應(yīng)，B正確；C．在反應(yīng)②中產(chǎn)生H2，可用于反應(yīng)③還原SiHCl3制取Si單質(zhì)，反應(yīng)③產(chǎn)生的HCl可與粗硅反應(yīng)制取SiHCl3，因此流程中HCl和H2可以循環(huán)利用，C正確；

D．反應(yīng)②③反應(yīng)溫度不同，因此反應(yīng)②與反應(yīng)③不能互為可逆反應(yīng)，D錯(cuò)誤；故選D。7.一些物質(zhì)的特性和重要性（1）SO2漂白性①現(xiàn)象：振蕩后溶液紅色褪色，再加熱溶液恢復(fù)紅色。②結(jié)論：SO2具有漂白作用，它能與某些有色物質(zhì)生成不穩(wěn)定的無色物質(zhì)，這些無色物質(zhì)容易分解而使有色物質(zhì)恢復(fù)原來的顏色，因此，SO2的漂白作用具有可逆性。（2）濃硫酸的吸水性與脫水性①吸水性：濃硫酸能吸收存在于周圍環(huán)境中的水分（自由水和結(jié)晶水），常用做干燥劑。②脫水性：濃硫酸能將有機(jī)物中的氫和氧按水的組成比脫去。“黑面包”實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：向蔗糖中加入濃硫酸，攪拌，可觀察到蔗糖變黑，體積膨脹，變成疏松多孔的海綿狀的炭，并放出有刺激性氣味的氣體。（3）氮的固定①含義：將大氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為氮的化合物的過程叫做氮的固定。②分類：（4）氨的噴泉實(shí)驗(yàn)①操作：打開彈簧夾，并擠壓滴管的膠頭。②現(xiàn)象：燒杯中的溶液由玻璃管進(jìn)入燒瓶，形成噴泉，瓶內(nèi)液體呈紅色。③結(jié)論：氨極易溶于水，其水溶液呈堿性。④與水反應(yīng)：NH3+H2ONH3·H2ONH3·H2O的電離方程式：NH3·H2ONH4++OH－【典例7】1．（24-25高一上·河北邯鄲·階段檢測）和兩種氣體的制備和反應(yīng)轉(zhuǎn)化探究實(shí)驗(yàn)裝置(已省略夾持裝置)如圖所示。下列說法正確的是A．該裝置制備氯氣可以采用濃鹽酸與反應(yīng)B．處溶液變藍(lán)不褪色C．兩處的品紅溶液變化原理相同，都是利用其氧化性D．兩處的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是一樣的，都是藍(lán)色石蕊試紙變紅【答案】B【分析】左側(cè)裝置制備和檢驗(yàn)SO2的性質(zhì)，A-1為酸性高錳酸鉀溶液，可以檢驗(yàn)二氧化硫的還原性，A-2為品紅溶液，可以檢驗(yàn)二氧化硫的漂白性，A-3為濕潤藍(lán)色石蕊試紙，可以檢驗(yàn)二氧化硫溶于水后溶液的酸堿性；右側(cè)裝置制備和檢驗(yàn)Cl2的性質(zhì)，B-1為淀粉-KI溶液，可以檢驗(yàn)Cl2的氧化性，B-2為品紅溶液，可以檢驗(yàn)Cl2和水生成次氯酸的漂白性，B-3為濕潤藍(lán)色石蕊試紙，可以檢驗(yàn)Cl2溶于水后溶液的性質(zhì)?！驹斀狻緼．濃鹽酸與需要加熱才可以產(chǎn)生氯氣，該裝置無法加熱，A錯(cuò)誤；

B．處氯氣氧化碘離子生成碘單質(zhì)，使得淀粉試液變藍(lán)色，B正確；C．A-2品紅溶液褪色是由于二氧化硫的漂白性，二氧化硫的漂白性是二氧化硫與有色物質(zhì)化合成不穩(wěn)定的無色物質(zhì)，B-2品紅溶液褪色是由于Cl2和水生成次氯酸的氧化性而漂白，C錯(cuò)誤；

D．二氧化硫溶于水后溶液為酸性，使藍(lán)色石蕊試紙變紅，Cl2溶于水后產(chǎn)生鹽酸和次氯酸，能使藍(lán)色石蕊試紙先變紅后褪色，現(xiàn)象不同，D錯(cuò)誤；故選B。2．（23-24高一下·青?！て谥校┠郴瘜W(xué)興趣小組用如圖所示裝置探究濃硫酸與蔗糖(C12H22O11)反應(yīng)的產(chǎn)物，下列說法正確的是A．若乙和丁處溶液褪色，均可說明SO2具有漂白性B．若丙處生成淡黃色沉淀，則說明SO2具有還原性C．若戊處品紅溶液無明顯現(xiàn)象，己處溶液變渾濁，則說明有CO2生成D．若甲處蔗糖由白色變?yōu)辄S色，最后呈黑色，則說明濃硫酸有吸水性【答案】C【分析】濃硫酸和蔗糖反應(yīng)產(chǎn)生SO2、CO2，即甲裝置產(chǎn)生的氣體為SO2、CO2，SO2具有漂白性，可以用乙裝置中的品紅溶液進(jìn)行檢驗(yàn)，SO2具有氧化性，可以與H2S溶液反應(yīng)產(chǎn)生黃色沉淀，SO2具有還原性，可以使酸性剛錳酸鉀溶液褪色，戊裝置中的品紅溶液可以檢驗(yàn)SO2是否除盡，己中澄清石灰水用于檢驗(yàn)CO2?！驹斀狻緼．丁處酸性剛錳酸鉀溶液褪色，說明SO2具有還原性，A錯(cuò)誤；B．丙處生成淡黃色沉淀，則說明SO2與H2S反應(yīng)產(chǎn)生S單質(zhì)，說明SO2具有氧化性，B錯(cuò)誤；C．戊處品紅溶液無明顯現(xiàn)象，說明SO2已經(jīng)除盡，己處溶液變渾濁，則說明有CO2生成，C正確；D．甲處蔗糖由白色變?yōu)辄S色，最后呈黑色，說明濃硫酸使蔗糖碳化，則說明濃硫酸有脫水性，D錯(cuò)誤；故答案選C。3．（23-24高一下·吉林四平·期中）標(biāo)準(zhǔn)狀況下，將兩個(gè)干燥圓底燒瓶中分別充滿相應(yīng)的氣體后進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)(如圖所示)。下列說法錯(cuò)誤的是A．收集氨氣時(shí)，可用濕潤的藍(lán)色石蕊試紙靠近瓶口，若試紙變?yōu)榧t色，則已集滿B．若將②中的NO2氣體換為NO氣體，則不會(huì)產(chǎn)生噴泉現(xiàn)象C．?dāng)D出膠頭滴管中的水后，①②均可產(chǎn)生紅色噴泉D．若去掉裝置中的膠頭滴管，采用冷敷燒瓶的方法也可產(chǎn)生噴泉現(xiàn)象【答案】A【詳解】A．氨氣的水溶液顯堿性，能夠使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變?yōu)樗{(lán)色，因此在收集氨氣時(shí)，可用濕潤的紅色石蕊試紙靠近瓶口，若試紙變?yōu)樗{(lán)色，則證明氨氣已集滿，A錯(cuò)誤；B．NO不溶于水，不會(huì)使燒瓶內(nèi)氣壓減小，故若將②中的NO2氣體換為NO氣體，則不會(huì)產(chǎn)生噴泉現(xiàn)象，B正確；C．①中氨氣極易溶于水，使瓶內(nèi)氣壓減小，氨水呈堿性,能使酚酞溶液變紅色，可形成紅色噴泉；②中發(fā)生反應(yīng)：3NO2+H2O=2HNO3+NO，反應(yīng)后氣體體積減小，使瓶內(nèi)氣壓減小，小于外界大氣壓，也可以形成噴泉。由于硝酸溶液顯酸性，能使紫色的石蕊溶液變紅色，故可形成紅色噴泉，C正確；D．去掉裝置中的膠頭滴管，冷敷燒瓶，使燒瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小，小于外界大氣壓強(qiáng)，從而造成了壓強(qiáng)差，也會(huì)引發(fā)噴泉現(xiàn)象，D正確；故合理選項(xiàng)是A。8．氮的氧化物溶于水涉及的相關(guān)計(jì)算（1）NO2溶于水的計(jì)算（2）NO2、O2溶于水的計(jì)算（3）NO、O2溶于水的計(jì)算（4）NO2、NO、O2溶于水的計(jì)算9．硝酸的計(jì)算（1）原子守恒法在解題中的應(yīng)用HNO3與金屬反應(yīng)時(shí)，一部分HNO3起酸的作用，以NO3－的形式存在于溶液中，另一部分HNO3作為氧化劑轉(zhuǎn)化為還原產(chǎn)物。這兩部分HNO3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。n（HNO3）消耗＝x·n［M（NO3）x］+n（NO2）+n（NO）（2）電子守恒法在解題中的應(yīng)用HNO3與金屬的反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)，HNO3中氮原子得到的電子的物質(zhì)的量等于金屬失去的電子的物質(zhì)的量，即金屬失電子的物質(zhì)的量x·n［M（NO3）x］＝n（NO2）+3n（NO）。（3）“離子方程式法”在解題中的應(yīng)用金屬與H2SO4、HNO3的混合酸反應(yīng)時(shí)，由于NO3－在H2SO4提供H+的條件下能繼續(xù)與金屬反應(yīng)，因此此類題目應(yīng)用離子方程式來計(jì)算，先做少、過量判斷，然后根據(jù)完全反應(yīng)的金屬或H+或NO3－進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，且溶液中要符合電荷守恒。（4）電荷守恒法在解題中的應(yīng)用溶液呈電中性，離子符合電荷守恒。若HNO3過量，反應(yīng)后溶液中（不考慮OH－）有：c（NO3－）＝c（H+）+nc（Mn+）（Mn+代表金屬離子）?！镜淅?】1.在一定條件下，將6體積的NO2和一定體積的NO置于試管中，并將試管倒置于水中，當(dāng)通入4.5體積的O2充分反應(yīng)后，剩余1.5體積氣體，則原NO體積可能為（）。①3體積②4體積③5體積④5.5體積⑤2體積A．③B．⑤C．④或⑤D．②或⑤【答案】C【解析】本題的關(guān)鍵在于理解剩余的1.5體積氣體，可能是一氧化氮，也有可能是氧氣。若是一氧化氮，則氧氣全部反應(yīng)，根據(jù)4NO2+O2+2H2O4HNO3，二氧化氮完全反應(yīng)消耗1.5體積氧氣，剩余3體積氧氣應(yīng)該被4體積一氧化氮消耗，所以一氧化氮體積為4體積+1.5體積＝5.5體積；若剩余的為氧氣，則反應(yīng)過程中一氧化氮消耗的氧氣為1.5體積，那么一氧化氮的體積是2體積。2.已知Mg與稀HNO3反應(yīng)，還原產(chǎn)物是N2O；若HNO3極稀，則還原產(chǎn)物為NH3，并與過量HNO3反應(yīng)生成NH4NO3。現(xiàn)有9.6gMg與1L1.1mol·L－1HNO3（過量）充分反應(yīng)后收集到amL氣體（標(biāo)況），同時(shí)測得c（NH4+）＝0.08mol·L－1（設(shè)反應(yīng)前后溶液體積不變）。求：（1）a＝________。（2）有__________molHNO3被還原。（3）反應(yīng)后溶液的c（H+）＝__________mol·L－1。（4）反應(yīng)后溶液中c（NO3－）＝____________mol·L－1?！敬鸢浮浚?）448（2）0.12（3）0.1（4）0.98【解析】（1）由于HNO3過量，顯然產(chǎn)生的氣體為N2O，根據(jù)電子守恒有：×2＝1L×0.08mol·L－1×［5－（－3）］+×（5－1）×2，解得：a＝448mL。（2）被還原的HNO3包括兩部分：一是用于生成N2O，二是用于生成NH4+，其總量為：1L×0.08mol·L－1+×2＝0.12mol。（3）參加反應(yīng)的HNO3總量為：×2+1L×0.08mol·L－1×2+×2＝1.0mol，剩余HNO3的物質(zhì)的量為：1L×1.1mol·L－1－1.0mol＝0.1mol，c（H+）＝＝0.1mol·L－1。（4）反應(yīng)后溶液中NO3－的物質(zhì)的量等于HNO3的總物質(zhì)的量減去被還原的HNO3的物質(zhì)的量，即1L×1.1mol·L－1－0.08mol·L－1×1L－×2＝0.98mol，所以反應(yīng)后c（NO3－）＝＝0.98mol·L－1。10.酸雨及防治（1）SO2與NO2的主要來源、危害和防治（2）酸雨【典例9】1．（24-25高一上·遼寧·階段檢測）二氧化硫會(huì)與大氣中的氨作用形成霧霾，轉(zhuǎn)化過程如圖所示，下列說法錯(cuò)誤的是霧霾A．為酸性氧化物 B．轉(zhuǎn)化為，S失去電子C．上述反應(yīng)中，只有1個(gè)氧化還原反應(yīng) D．減少的排放，有利于減少霧霾【答案】B【分析】霧霾的形成過程為二氧化硫與氧氣發(fā)生催化氧化反應(yīng)生成三氧化硫，三氧化硫與水反應(yīng)生成硫酸，硫酸與氨氣反應(yīng)生成硫酸銨，硫酸銨固體顆粒擴(kuò)散到空氣中形成霧霾?！驹斀狻緼．三氧化硫是能與堿反應(yīng)生成鹽和水的酸性氧化物，故A正確；B．轉(zhuǎn)化為的過程中S元素化合價(jià)未發(fā)生變化，S沒有失去電子，故B錯(cuò)誤；C．由分析可知，上述反應(yīng)中，只有反應(yīng)①中有元素發(fā)生化合價(jià)變化，屬于氧化還原反應(yīng)，故C正確；D．由分析可知，減少二氧化硫的排放，可以減少硫酸銨的生成，有利于減少霧霾，故D正確；故選B。2．（23-24高一下·遼寧·期中）細(xì)菌可以促使鐵、氮兩種元素進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，并耦合兩種元素的循環(huán)。耦合循環(huán)中的部分轉(zhuǎn)化如圖所示。(1)如圖所示氮循環(huán)中，屬于氮的固定的有(填字母序號(hào))。a．N2轉(zhuǎn)化為氨態(tài)氮

b．硝化過程

c．反硝化過程(2)硝化過程中，含氮物質(zhì)發(fā)生(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)。(3)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的銨態(tài)氮肥是水體中的主要來源之一。①檢驗(yàn)氮肥中的實(shí)驗(yàn)方案是。②實(shí)驗(yàn)室用氯化銨和消石灰制備氨氣的化學(xué)方程式為。(4)在氨氧化細(xì)菌的作用下，與可以轉(zhuǎn)化為氮?dú)?。該反?yīng)中，當(dāng)產(chǎn)生0.1mol氮?dú)鈺r(shí)，轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為mol。(5)NO是大氣污染氣體，測定某氣體樣品中NO含量操作如下：將vL氣樣通入適量酸化的H2O2溶液中，使NO完全被氧化為。向上述反應(yīng)后溶液中加入v1mLc1mol·L?1FeSO4溶液(過量)，充分反應(yīng)后，多余Fe2+與v2mL、c2mol·L?1K2Cr2O7恰好反應(yīng)。NO被H2O2氧化為的離子方程式是上述過程中發(fā)生下列反應(yīng)：3Fe2+++4H+=NO↑+3Fe3++2H2O；+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O，則氣樣中NO的含量為g/L?！敬鸢浮?1)a(2)氧化(3)取少量氮肥于試管中，加少量水溶解，加入濃NaOH溶液，加熱，將濕潤的紅色石蕊試紙置于試管口，若觀察到紅色石蕊試紙變藍(lán)，則證明氮肥中含有NH2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O(4)0.3(5)3H2O2+2NO=2+2H2O+2H+【分析】硝酸根被還原可轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓部梢耘c亞硝酸根相互轉(zhuǎn)化，亞硝酸根被還原也可以轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓瑏喯跛岣c銨根離子反應(yīng)可轉(zhuǎn)化為氮?dú)?，銨根離子和鐵離子反應(yīng)可轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓琋2也可轉(zhuǎn)化為氨態(tài)氮，土壤中Fe2+、Fe3+可相互轉(zhuǎn)化。【詳解】（1）將游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài)的氮稱為氮的固定，則N2轉(zhuǎn)化為氨態(tài)氮屬于氮的固定，故答案為a；（2）硝化過程中，含氮物質(zhì)中N元素化合價(jià)由低價(jià)態(tài)轉(zhuǎn)化為高價(jià)態(tài)，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，故答案為：氧化；（3）①檢驗(yàn)氮肥中的實(shí)驗(yàn)方案是：取少量氮肥于試管中，加少量水溶解，加入濃NaOH溶液，加熱，將濕潤的紅色石蕊試紙置于試管口，若觀察到紅色石蕊試紙變藍(lán)，則證明氮肥中含有；②實(shí)驗(yàn)室用氯化銨和消石灰加熱反應(yīng)生成氯化鈣、水和氨氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O；（4）在氨氧化細(xì)菌的作用下，與可以轉(zhuǎn)化為氮?dú)?，發(fā)生反應(yīng)為：+=N2↑+2H2O，生成1molN2轉(zhuǎn)移3mol電子，當(dāng)產(chǎn)生0.1mol氮?dú)鈺r(shí)，轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為0.3mol；（5）NO被H2O2氧化為，過氧化氫被還原為水，反應(yīng)的離子方程式是3H2O2+2NO=2+2H2O+2H+，剩余的FeSO4溶液與v2mL、c2mol·L?1K2Cr2O7恰好反應(yīng)，由反應(yīng)+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O，n(Fe2+)剩余=6n()=6c2v2×10-3mol，與反應(yīng)的Fe2+物質(zhì)的量為(c1v1×10-3-6c2v2×10-3)mol，由反應(yīng)：3Fe2+++4H+=NO↑+3Fe3++2H2O，則n(NO)=(c1v1×10-3-6c2v2×10-3)mol，m(NO)=(c1v1×10-3-6c2v2×10-3)mol×30g/mol=，氣樣中NO的含量為g/L。無機(jī)非金屬材料無機(jī)非金屬材料主要是通過化學(xué)方法從自然界的物質(zhì)獲得的，具有優(yōu)良的性能與泛的用途。請(qǐng)談?wù)勀銓?duì)無機(jī)非金屬材料的認(rèn)識(shí)，以及化學(xué)科學(xué)對(duì)于新材料研發(fā)的重要作用。1．無機(jī)非金屬材料（1）組成元素：多含有硅、氧等元素。（2）分類：傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料、新型無機(jī)非金屬材料。（3）性能：具有耐高溫、抗腐蝕、硬度高等特點(diǎn)，以及特殊的光學(xué)、電學(xué)等性能。（4）應(yīng)用領(lǐng)域：日常生活應(yīng)用、航空、航天、信息和新能源等領(lǐng)域。2．傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料——硅酸鹽材料（1）硅酸鹽及其結(jié)構(gòu)①概念：硅酸鹽是由硅、氧和金屬等元素組成的化合物的總稱。②結(jié)構(gòu)：Si和O構(gòu)成了硅氧四面體，許多這樣的四面體通過頂角的O相互連接。③特性：硅酸鹽材料大多具有硬度高、熔點(diǎn)高、難溶于水、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、耐腐蝕等特點(diǎn)。（2）常見的硅酸鹽材料項(xiàng)目陶瓷玻璃水泥主要成分成分復(fù)雜Na2SiO3、CaSiO3和SiO2硅酸三鈣（3CaO·SiO2）、硅酸二鈣（2CaO·SiO2）、鋁酸三鈣（3CaO·Al2O3）生產(chǎn)原料黏土（含水的鋁硅酸鹽）純堿、石灰石、石英砂主要原料：石灰石、黏土輔助原料：適量的石膏主要設(shè)備陶瓷窯玻璃窯水泥回轉(zhuǎn)窯用途建筑材料、絕緣材料、日用器皿、衛(wèi)生潔具等建筑材料、光學(xué)儀器、各種器皿、制造玻璃纖維大量用于建筑和水利工程【特別提醒】二氧化硅的特殊性（1）酸性氧化物一般能與水反應(yīng)生成對(duì)應(yīng)的酸，但SiO2不溶于H2O，不能直接與H2O反應(yīng)生成H2SiO3。（2）非金屬氧化物的熔點(diǎn)一般較低，但二氧化硅的熔點(diǎn)很高。（3）酸性氧化物一般不與酸反應(yīng)，但SiO2可以與氫氟酸反應(yīng)SiO2+4HFSiF4↑+2H2O。3．硅的存在、結(jié)構(gòu)存在原子結(jié)構(gòu)示意圖周期表中位置含量存在形態(tài)地殼中居第二位氧化物和硅酸鹽第三周期、第ⅣA族4．硅和二氧化硅的用途（1）單質(zhì)硅①信息技術(shù)：單質(zhì)硅是應(yīng)用最為廣泛的半導(dǎo)體材料，如硅晶片是生產(chǎn)芯片的基礎(chǔ)材料。②新能源技術(shù)：硅太陽能電池（2）二氧化硅：用于生產(chǎn)光導(dǎo)纖維。5．新型陶瓷（1）組成：不再限于傳統(tǒng)的硅酸鹽體系。（2）特性和功能：在光學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)等方面具有很多新的特性和功能。（3）碳化硅（SiC）俗稱金剛砂，具有類似金剛石的結(jié)構(gòu)，可用作磨料，具有優(yōu)異的高溫抗氧化性能，可用作耐高溫結(jié)構(gòu)材料等。（4）常見的類型：高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、壓電陶瓷、透明陶瓷、超導(dǎo)陶瓷。6．碳納米材料（1）富勒烯：由碳原子構(gòu)成的一系列籠形分子的總稱，如C60，可以制碳納米材料。（2）碳納米管：可以看成是由石墨片層卷成的管狀物，具有納米尺度的直徑，比表面積大，有相當(dāng)高的強(qiáng)度和優(yōu)良的電學(xué)性能，可用于生產(chǎn)復(fù)合材料、電池和傳感器等。（3）石墨烯：只有一個(gè)碳原子直徑厚度的單層石墨，電阻率低、熱導(dǎo)率高，具有很高的強(qiáng)度，在光電器件、超級(jí)電容器、電池和復(fù)合材料等方面的應(yīng)用研究在不斷深入?！镜淅?】1.（2022秋·吉林白城·高一校考階段檢測）下列說法不正確的是A．陶瓷是以黏土為主要原料，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成B．普通玻璃以火堿、石灰和石英砂為原料，發(fā)生復(fù)雜的物理和化學(xué)變化制得C．普通硅酸鹽水泥以黏土和石灰石為主要原料D．向水泥中加入適量的石膏可以調(diào)節(jié)水泥硬化速率【答案】B【解析】A．生產(chǎn)陶瓷的主要原料是黏土，將黏土做成具體形狀，然后高溫?zé)Y(jié)，從而獲得陶瓷制品，A正確；B．普通玻璃的生產(chǎn)原料是火堿、石灰石和石英砂，石灰的主要成分為氧化鈣，而石灰石的主要成分為碳酸鈣，B不正確；C．普通硅酸鹽水泥是以黏土和石灰石為主要原料，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)，再添加石膏制成，C正確；D．為調(diào)節(jié)水泥的硬化速率，向水泥中加入適量的石膏，石膏加入越多，水泥凝固越慢，D正確；故選B。2．（23-24高一下·貴州·期中）有些科學(xué)家提出硅是“21世紀(jì)的能源”，下列說法正確的是A．碳化硅(SiC)俗稱金剛砂，類似金剛石結(jié)構(gòu)，熔沸點(diǎn)較低B．普通玻璃的主要成分為純堿、石灰石、石英砂C．晶體硅具有半導(dǎo)體性質(zhì)，可用于生產(chǎn)計(jì)算機(jī)芯片D．石英玻璃、碳化硅陶瓷、水泥、石墨烯都是新型無機(jī)非金屬材料【答案】C【詳解】A．碳化硅(SiC)俗稱金剛砂，類似金剛石結(jié)構(gòu)，屬于共價(jià)晶體，原子之間以強(qiáng)烈的共價(jià)鍵結(jié)合，結(jié)合力強(qiáng)，斷裂需消耗很高能量，因而其熔沸點(diǎn)較高，A錯(cuò)誤；B．制取普通玻璃的主要原料為純堿、石灰石、石英砂，制取得到的玻璃成分是硅酸鈉、硅酸鈣、二氧化硅，B錯(cuò)誤；C．Si在元素周期表中位于金屬與非金屬交界處，其導(dǎo)電性介于導(dǎo)體與絕緣體之間，因此晶體硅具有半導(dǎo)體性質(zhì)，可用于生產(chǎn)計(jì)算機(jī)芯片，C正確；D．石英玻璃、水泥都是傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料，而碳化硅陶瓷、石墨烯則都是新型無機(jī)非金屬材料，D錯(cuò)誤；故合理選項(xiàng)是C。3．（23-24高一下·遼寧·期中）材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。下列說法正確的是A．碳化硅屬于新型陶瓷，可用作耐高溫半導(dǎo)體材料B．生產(chǎn)水泥的原料是純堿、石灰石、石英砂C．高考涂答題卡用的鉛筆芯的主要成分是鉛D．光伏電站使用的太陽能電池和通信工程使用的光導(dǎo)纖維的主要成分都是二氧化硅【答案】A【詳解】A．SiC熔沸點(diǎn)高，硬度大，可用作耐高溫結(jié)構(gòu)材料、耐高溫半導(dǎo)體材料，故A正確；B．生產(chǎn)水泥的主要原料是黏土、石灰石，在水泥回轉(zhuǎn)窯中反應(yīng)生成水泥，生產(chǎn)玻璃的原料是純堿、石灰石、石英，故B錯(cuò)誤；C．石墨質(zhì)軟，能在紙上留下灰黑色痕跡，是制作鉛筆芯的常用材料，故C錯(cuò)誤；D．硅是良好的半導(dǎo)體材料，太陽能光電池成分為晶體硅，不是二氧化硅，故D錯(cuò)誤；故選A。三、單元知識(shí)導(dǎo)圖【課堂練習(xí)】1．（22-23高一下·江蘇宿遷·階段檢測）下圖中能實(shí)現(xiàn)人工固氮的是

A．閃電B．合成氨車間C．豆科植物根D．綠色植物光合作用A．A B．B C．C D．D【答案】B【詳解】A．閃電過程中引發(fā)氮?dú)夂脱鯕馍蒒O，屬于自然固氮，故A不選；B．合成氨過程是將氮?dú)夂蜌錃庠诟邷?、高壓、催化劑條件下轉(zhuǎn)化為氨氣，屬于人工固氮，故B選；C．豆科植物能將氮?dú)庠诟鼍饔孟罗D(zhuǎn)化為硝酸根離子等化合態(tài)氮，屬于生物固氮，故C不選；D．綠色植物光合作用不能實(shí)現(xiàn)氮的固定，故D不選；故選：B。2．（23-24高一下·廣東茂名·期末）硫元素的單質(zhì)及其化合物在人類生產(chǎn)和生活中發(fā)揮著重要的作用。下列說法正確的是A．硫在加熱的條件下與Fe反應(yīng)生成B．能使酸性溶液褪色，證明了具有漂白性C．通入溶液，溶液變渾濁，具有氧化性D．硫酸型酸雨在空氣中放置一段時(shí)間pH變大【答案】C【詳解】A．硫在加熱的條件下與Fe反應(yīng)生成FeS，A錯(cuò)誤；B．能使酸性KMnO?溶液褪色，是因?yàn)槎趸蚓哂羞€原性，B錯(cuò)誤；C．通入溶液，產(chǎn)生單質(zhì)硫，溶液變渾濁，具有氧化性，C正確；D．硫酸型酸雨產(chǎn)生的歷程是和反應(yīng)生成，一段時(shí)間后被空氣中氧氣氧化為，pH變小，D錯(cuò)誤；故選C。3．（23-24高一下·遼寧·期中）如圖為氮元素的“價(jià)-類二維圖”，箭頭表示物質(zhì)之間可轉(zhuǎn)化，有關(guān)推斷不合理的是A．圖中所標(biāo)轉(zhuǎn)化關(guān)系中有5個(gè)反應(yīng)是通過氧化還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的B．雷雨天可實(shí)現(xiàn)B→C→D→E→F轉(zhuǎn)化C．所有的H鹽受熱分解都能產(chǎn)生AD．A→C的反應(yīng)是工業(yè)制硝酸的基礎(chǔ)反應(yīng)【答案】C【分析】由題干圖示信息可知，A是N的-3價(jià)氫化物，A是NH3；B是N2；C是N的+2價(jià)氧化物，C是NO；C是N的+4價(jià)氧化物，C是NO2；E是N的+5價(jià)含氧酸，E是HNO3；F硝酸鹽，G是一水合氨；H是銨鹽。【詳解】A．圖中所標(biāo)轉(zhuǎn)化關(guān)系中，NH3→N2、NH3→NO、N2→NO、NO→NO2、NO2→HNO3的氮元素化合價(jià)均發(fā)生變化，是通過氧化還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的，A正確；B．空氣中氮?dú)夂脱鯕庠陂W電下反應(yīng)生成NO，NO被氧氣氧化為二氧化氮，二氧化氮和水反應(yīng)生成硝酸，雷雨天可實(shí)現(xiàn)N2→NO→NO2→HNO3→硝酸鹽的轉(zhuǎn)化，B正確；C．不是所有的H鹽即銨鹽受熱分解都能產(chǎn)生A即NH3，如NH4NO3受熱分解生成N2、HNO3和H2O，C錯(cuò)誤；D．A→C是NH3發(fā)生催化氧化反應(yīng)生成NO的過程，是工業(yè)制硝酸的基礎(chǔ)反應(yīng)，D正確；故答案為：C。4．（2024高三上·江蘇·專題練習(xí)）實(shí)驗(yàn)室需要制備少量SO2并驗(yàn)證其性質(zhì)，下列實(shí)驗(yàn)裝置不能達(dá)到相應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖茿．制取SO2B．驗(yàn)證SO2的漂白性C．收集SO2D．吸收SO2A．A B．B C．C D．D【答案】B【詳解】A．亞硫酸鈉和70%的濃硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉、二氧化硫和水，反應(yīng)原理為：Na2SO3+H2SO4(濃)=Na2SO4+H2O+SO2↑，A不合題意；B．SO2與酸性高錳酸鉀發(fā)生氧化還原反應(yīng)，酸性高錳酸鉀溶液褪色體現(xiàn)SO2的還原性，B符合題意；C．SO2的密度大于空氣，應(yīng)用向上排空氣法收集，圖中裝置的導(dǎo)管采用短進(jìn)長出的方式，C不合題意；D．SO2有毒，為防止污染空氣，需要除去，常用堿液吸收，題中所給裝置能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，D不合題意；故答案為：B。5．（23-24高一下·黑龍江齊齊哈爾·期中）類比推理是重要的學(xué)科思想，但類比推理的結(jié)果也必須符合客觀事實(shí)。下列有關(guān)類比推理的結(jié)論符合客觀事實(shí)的是A．均屬于酸性氧化物，也屬于酸性氧化物B．濃氨水與濃鹽酸靠近會(huì)產(chǎn)生白煙，濃氨水與濃硫酸靠近也會(huì)產(chǎn)生白煙C．與S在加熱條件下生成與S在加熱條件下生成D．通入溶液中無白色沉淀產(chǎn)生，通入溶液中也無白色沉淀產(chǎn)生【答案】C【詳解】A．NO2不屬于酸性氧化物，故A錯(cuò)誤；B．濃硫酸不揮發(fā)，兩者靠近不會(huì)產(chǎn)生白煙，B錯(cuò)誤；C．S氧化性較弱，與S在加熱條件下生成FeS，Cu與S在加熱條件下生成Cu2S，故C正確；D．SO2通入Ba(NO3)2溶液，酸性條件下二氧化硫被硝酸根離子氧化為硫酸根離子，Ba2+與硫酸根離子反應(yīng)生成白色沉淀BaSO4，故D錯(cuò)誤；答案選C。6．（23-24高一下·山西朔州·期中）氨能被氧氣氧化，經(jīng)一系列反應(yīng)得到硝酸。分析如圖實(shí)驗(yàn)所得結(jié)論錯(cuò)誤的是A．濃氨水具有揮發(fā)性B．錐形瓶中會(huì)有白煙產(chǎn)生，其主要成分是硝酸銨C．若絲始終保持紅熱，則該反應(yīng)放熱，催化劑是D．錐形瓶口有少量紅棕色氣體出現(xiàn)，圖中反應(yīng)為【答案】D【分析】濃氨水易揮發(fā)出氨氣，在紅熱的鉑絲表面催化氧化生成一氧化氮和水，反應(yīng)放熱能使鉑絲保持紅熱，一氧化氮在瓶口和氧氣反應(yīng)生成二氧化氮紅棕色氣體。【詳解】A．濃氨水易揮發(fā)出氨氣在鉑絲表面反應(yīng)，故A項(xiàng)正確；B．濃氨水易揮發(fā)出氨氣在鉑絲表面反應(yīng)，生成NO，一氧化氮和空氣中的氧氣反應(yīng)生成二氧化氮，二氧化氮與水反應(yīng)生成硝酸，硝酸與氨反應(yīng)生成硝酸銨，故B項(xiàng)正確；C．Pt是催化劑，由于該反應(yīng)放熱，故Pt絲始終保持紅熱，故C項(xiàng)正確；D．錐形瓶口有少量紅棕色氣體出現(xiàn)，證明氨氣催化氧化生成一氧化氮，一氧化氮和空氣中的氧氣反應(yīng)生成二氧化氮，反應(yīng)的化學(xué)方程式：4NH3＋5O2=4NO＋6H2O，故D項(xiàng)錯(cuò)誤；故本題選D。7．（23-24高一下·河南·階段檢測）如圖是N、S及其化合物的“價(jià)一類二維圖”。下列說法正確的是A．在一定條件下，a可將c、d還原為bB．造成的酸雨雨水在空氣中放置一段