金利敏
氮及其化合物知识是高中化学重点内容之一,氮是自然界各种生物体生命活动不可缺少的重要元素,氮的化合物数量众多,应用非常广泛,历来是高考命题的热点。
知识结构
一、考查氮气的分子结构及其化学性质
例1 氮气与其他单质化合一般需要高温,有时还需高压等条件,但金属锂在常温、常压下就能与氮气化合生成氮化锂,这是因为( )。
①此反应可能是吸热反应
②此反应可能是放热反应
③反应前可能氮分子无需先分解成为氮原子
④反应前氮分子必定先分解为氮原子
A.①② B.②④ C.②③ D.①④
解析 氮分子中存在N=N,键能很大,非常牢固,通常情况下很难断裂N=N键成为氮原子与其他物质反应。如果氮分子与某种物质容易反应,只可能是氮分子无需先分解为氮原子这种情况。另外,化学反应中放热反应一般比较容易发生。
答案:C
二、考查氨和铵盐的性质
例2将足量的氨气分别通人下列溶液中,生成沉淀的物质的量(n)与通人NH3的体积(v)符合图1关系的是( )。
A.饱和氯化铵溶液
B.三氯化铝溶液C.硝酸酸化的硝酸银溶液D.碳酸氢钙溶液
解析 向饱和NH4Cl溶液中通人NH3,一方面NH3与水结合生成NH3·H2O,使水的量减少;另一方面NH3·H2O的电离导致溶液中NH+浓度增大,从而析出NH4CI固体,且不再溶解。向AIC13溶液中通人NH3,反应的离子方程式为A13+ +3NH3 +3H2O -AI( OH)3↓+3NH+,产生的沉淀不溶解。向硝酸酸化的硝酸银溶液中通人NH3,刚开始NH3和酸发生反应,当酸反应完全后,开始发生反应NH3+HZO+Ag+-Ag(OH)++NH4,生成的沉淀继续和NH3发生反应Ag(OH)+2NH3==[Ag(NH3)2]++OH-。 向Ca( HCO3)2溶液中通人NH3,反应的离子方程式为Ca2+ +2HCO3 +2NH3 -CaCO3↓+2NH4 +CO2-,產生的沉淀不溶解。
答案:C
三、考查硝酸的性质
例3欲迅速除去铝壶中的水垢又不损坏铝壶,最佳的方法是加入下列物质中的( )。
A.浓盐酸
B.稀硝酸
C.冷的浓硫酸
D.冷的浓硝酸
解析 加入的试剂必须满足以下条件:一是能与水垢[ CaC03、Mg(OH)2]反应,二是不能与铝反应。因浓盐酸和稀硝酸均与铝反应,冷的浓硫酸尽管能使铝钝化,但与CaC03反应不彻底(生成难溶物CaSO4),冷的浓硝酸不但能与水垢反应,还可使铝钝化。
答案:D
例4 38.4 mg Cu与适量的浓硝酸反应,铜全部反应后,共收集到22.4 mL气体(标准状况),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
四、与含氮化合物有关的推断
例5如下流程中,A~J分别代表相关反应中的一种物质,已知A分解得到等物质的量的B、C、D,已知B、D为常温下气态化合物,C为常温下液态化合物(流程中有部分生成物未标出)。
五、考查有关环境保护知识
例6 氮是自然界含量丰富的元素,其氧化物在环境、能源及科学实验中有着重要影响和广泛应用。试回答下列问题:
(1)①向大气中排放NO2可能导致的环境问题有____(答两点)。
②工业上用洗净的废铜屑作原料来制备硝酸铜。为节约原料和防止污染环境,宜采取的方法是 。
(2)氮的氧化物尾气处理有多种方法。
①实验室用足量NaOH溶液能完全吸收NO2生成氮的含氧酸盐,试写出该反应的离子方程式:______ 。
②小型化工厂常用尿素作为氮氧化物的吸收剂,此法运行费用低,吸收效果好,不产生二次污染,吸收后尾气中NO2的去除率高达99.95%。其主要的反应为氮氧化物混合气与水反应生成亚硝酸,亚硝酸再与尿素反应生成CO2和N2,请写出有关反应的化学方程式: