2．除去CO、CO₂气体中混有的杂质(括号内为杂质)

(1)CO(CO₂) ：通过盛有的　　　　　　　 洗气瓶。

(2)CO₂(CO)：通过盛放　　　　　 的硬质玻璃官。

(3)CO₂(O₂)：通过盛放　　　　　 的硬质玻璃管。

(4)CO₂(SO₂)：通过　　　　　　　　 或　　　　　　　　　 。

(5)CO₂(HCl)：通过　　　　　　　 。

(6)CO₂(H₂S)：通过　　　　　　 。

　[例1](2007年山东)下图所示为常见气体制备、分离、干爆和性质验证的部分仪器装置(加热设备及夹持固定装置均略去)，请根据要求完成下列各题(仪器装置可任意选用，必要时可重复选择，a、b为活塞)。

(1)若气体入口通入CO和CO₂的混合气体，E内放置CuO，选择装置获得纯净干燥的CO，并验证其还原性及氧化产物，所选装置的连接顺序为　　　　 (填代号)。能验证CO氧化产物的现象是　　　　　　　　　　 。

(2)停止CO和CO₂混合气体的通入，E内放置Na₂O₂，按A→E→D→B→H装置顺序制取纯净干燥的O₂，并用O₂氧化乙醇。此时，活塞a应　　 ，活塞b应　　　 。需要加热的仪器装置有　　　 (填代号)，m中反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　 。

(3)若气体入口改通空气，分液漏斗内改改加浓氨水，圆地烧瓶内改加 NaOH 固体，E内装有铂铹合金网，按A→G→E→D装置程序制取干燥氧气，并验证氨的某些性质。

①装置A中能产生氨气的原因有：　　　　　　　　 。

②实验中观察到E内有红棕色气体现出，证明氨气具有　　　　 性。

[解析](1)根据实验要求，A装置中通入的气体为CO和CO₂的混合气，在A中，CO₂ 被氢氧化钠吸收，若要获得纯净干燥的CO，需要选取装置C，证明CO₂ 被除尽，然后通过盛有浓硫酸的B除去水蒸气，要验证CO的还原性，需要装有CuO的装置E，验证CO的氧化产物CO₂ ，还需要装置C，最后需要F除去为反应的CO。所选装置的连接顺序是ACBECF，能验证CO的氧化产物的实验现象是：AB之间的C装置中溶液保持澄清，EF之间的C装置中溶液变浑浊。

(2)停止通入CO和CO₂ 的混合气体，需要关闭活塞a，然后打开活塞b，此时稀硫酸与碳酸钠溶液(CO₂ 与NaOH反应生成的)反应，反应生成的CO₂气体进入E中，并与 与Na₂O₂反应产生氧气，氧气通过D除去可能存在的CO₂，通过B除去水蒸气，得到纯净干燥的氧气，氧气氧化乙醇的条件是需要加热且有铜做催化剂，因此需要加热k使乙醇挥发，并且加热m，使氧气与乙醇蒸气反应，反应的化学方程式是：2CH₃CH₂OH+O₂

2CH₃CHO+2H₂O。

(3)氢氧化钠固体易吸水并且在溶于水时放出大量的热，氢氧化钠溶于水后溶液中的OH^-的浓度增大，这些因素均能浓氨水中的化学平衡：NH₃+H₂ONH₃·H₂ONH₄⁺+OH^-向逆反应方向移动，使浓氨水中的氨气放出。根据常识可以判断出在E中出现的红棕色气体应该是NO₂，由氨气和NO₂中氮元素的化合价可以判断氨气被氧化生成NO₂ 氨气体现出的是还原性。

[答案](1)ACBECF　 AB之间的C装置中溶液保持澄清，EF之同的C装置中溶液变浑浊　 (2)关闭　 打开　 k　 m　 2CH₃CH₂OH+O₂2CH₃CHO+2H₂O

(3)①氢氧化钠溶于水放出大量热，温度升高，使氨的溶解度减小而放出；氧氧化钠吸水，促使氨放出；氢氧化钠电离出的OH^-增大了氨水中OH^-浓度，促使氨水电离平衡左移，导致氨气放出。②还原

[方法技巧]本题得分的关键是应明确实验目的：证明混合气体中有CO和H₂。要想达到目的，只能利用它们的还原性将之转化为CO₂和H₂O来检验，同时又要防止CO₂和水蒸气的干扰，所以，用CO和H₂还原CuO之前，必须首先除去CO₂和水蒸气。本题应先解决第(4)问。

考点2　 碳酸盐性质的一般规律

1．碳族元素的化合价

碳族元素常见化合价为+2和+4，其中碳、硅、锗、锡的　 价化合物较稳定，而铅的　 价化合物稳定。由氧化还原反应的化合价升降来研究碳族元素的物质，其性质规律如下：

(1)碳族元素的单质以　　 为主，如碳、硅都被氧气氧化。碳作还原剂，温度越高，还原性　　 ，高温时碳可还原氧化铜。锡、铅都能与盐酸反应置换出氢气等。

(2)　 价化合物有还原性。如CO高温时能还原某些金属氧化物(Fe₂O₃、CuO等)。

(3)　　 价化合物有氧化性。如CO₂和碳高温下反应生成CO，PbO₂在化学反应中是强氧化剂等。

5．浓硝酸和浓盐酸按1:3的　　 比组成的混合物叫　　 ，它能溶解惰性金属铂、金，这也是硝酸强氧化性的体现。

此外，硝酸还可以氧化很多还原性化合物，如：S^2-、SO₃^2-、I^-、Fe²⁺等

特别提醒]：有硝酸参与的氧化还原反应的计算：(1)单质与硝酸的反应，分析讨论是金属还是非金属，若为金属参加的反应硝酸分为两部分，一部分作氧化剂，另一部分起酸性生成硝酸盐，应先确定未被还原的硝酸，再由电子得失守恒求解。若为非金属单质与硝酸反应时，硝酸全部被还原。(2)Cu与HNO3的反应中随着反应的进行浓度逐渐变小，产物由NO2变成NO，最终为混合气体。可以这样理解并分析：反应的硝酸在产物中共三部分： Cu(NO3)2 HNO3- 可以看出：被还原的硝酸无论生成NO还是NO2均为一个N原子与一个HNO3的比例关系，即：被还原的硝酸与气体的物质的量相等。而未被还原的硝酸总是生成最高价金属的硝酸盐(如Cu (NO3)2)，一个金属离子与金属离子最高价数个HNO3成比例关系，即未被还原的HNO3与金属离子的最高价态数相等。

[例3] (2007年重庆)某兴趣小组设计出右图所示装置来改进教材中“铜与硝酸反应”实验，以探究化学实验的绿色化。

(1)实验前，关闭活塞b，试管d中加水至浸没长导管口，塞紧试管c和d的胶塞，加热c。其目的是　　　　　　　　　　　　　　 。

(2)在d中加适量NaOH溶液，c中放一小块铜片，由分液漏斗a向c中加入2 mL浓硝酸。c中反应的化学方程式是　　　　　　　

　　 。再由a向c中加2 mL蒸馏水，c中的实验现象是 　　　　　　　　　　　　　　。

(3)右表是制取硝酸铜的三种方案，能体现绿色化学理念的最佳方案是　　　　　　　　 。理由是_____________。

(4)该小组还用上述装置进行实验证明氧化性KMnO₄＞Cl₂＞Br₂。操作步骤为　　　　　　 ，实验现象为　　　　　　 ；但此实验的不足之处是　　　　　　　　 。

[解析](1)根据题目的叙述可以知道，这样操作的目的是检验装置的气密性，按题目所述若d试管内有气泡，且冷却后导管中有一段水柱，说明气密性良好。

(2)c中放一小块铜片，由分液漏斗a向c中加入2 mL浓硝酸时发生反应为Cu+4HNO₃(浓)Cu(NO₃)₂+2NO₂↑+2H₂O；若再由a向c中加2 mL蒸馏水，浓硝酸的浓度变小，所以反应变得缓慢、产生的气体颜色变浅。

(3)甲方案制取硝酸铜的反应方程式为Cu+4HNO₃(浓)Cu(NO₃)₂+2NO₂↑+2H₂O，乙方案制取硝酸铜的反应方程式为3Cu+8HNO₃(稀)3Cu(NO₃)₂+2NO↑+4H₂O，丙制取硝酸铜的反应方程式为2Cu+O₂+2HNO₃2Cu(NO₃)₂。比较这三种方案的化学方程式可以发现均制取1molCu(NO₃)₂时消耗硝酸的量分别为4mol 、mol 、1mol ，丙方案消耗的硝酸的量最少且不产生污染。

(4)若用上述装置进行实验证明氧化性KMnO₄＞Cl₂＞Br₂，根据氧化还原反应的规律可以得出应先用KMnO₄制Cl₂，再用Cl₂制Br₂。所以实验的操作步骤为向d中加入KBr溶液，c中加入固体KMnO₄，由a向c中加入浓盐酸；其中实验的现象为c中有黄绿色气体产生，d中溶液变为黄棕色。但是由于Cl₂和Br₂均为有毒的气体，所以需要尾气处理。

[答案](1)检查装置气密性。

(2)Cu+4HNO₃(浓)Cu(NO₃)₂+2NO₂↑+2H₂O　 反应变缓，气体颜色变淡。

(3)丙；耗酸量最少，无污染。

(4)向d中加入KBr溶液，c中加入固体KMnO₄，由a向c中加入浓盐酸；c中有黄绿色气体产生，d中溶液变为黄棕色；没有处理尾气。

[规律总结]对铜与硝酸反应实验装置的改进设计有如下的几个要点：①反应开始前装置怎样避免装置内的空气；②怎样使铜与稀硝酸反应能自动停止，防止NO过多；③反应后，能有效的通入空气，证明NO；同时还要防止NO及生成的NO₂逸散到空气中。

4．非金属(如碳、硫等)也可以和浓硝酸发生反应，非金属被　　 ，硝酸完全被还原成　　 。这和金属与硝酸的反应不同，在有关判断及计算题中应该注意。

C+4HNO₃　　　　　　 　　　S+6HNO₃(浓)　　　　　　　

3．铁、铝常温下遇浓硝酸，由于浓硝酸具有　　　　　　　 ，所以在金属的表面形成一层　　　　　　　 ，阻止反应继续进行，这个过程叫　　　 。所以可用铁、铝容器装运浓硝酸(或浓硫酸)。

2．金属活动顺序表中，较不活泼的金属(如铜、银等)都能和硝酸反应，一般浓硝酸被还原为　　 , 稀硝酸被还原为　　　 ，金属则变为相应的　　　 。这类反应中硝酸只有一部分体现　　　 被还原，另一部分体现　　 生成硝酸盐。

Ag+2HNO₃(浓)　　　　　　 　　3Ag+4HNO₃(稀)　　　　　　　　

1．金属与硝酸反应，不论金属活泼与否，也不论硝酸的浓度大小，一般　 氢气放出。这是因为：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

3．氨气的实验室制法

(1)原理：固态铵盐与碱加热反应：　　　　　　　　　　　　　　　　

(2)发生装置：固+固+加热型，与制备　　 气体相似；

(3)收集：　　　　　　　　　 。

(4)干燥：在干燥管中盛放　　　 作干燥剂。不能用浓硫酸、P₂O₅、无水氯化钙作干燥剂，因CaCl₂吸收氨气生成CaCl₂·8NH₃。

(5)验满：a．用湿润的红色石蕊试纸放在瓶口，若变蓝，则满；b．蘸有浓盐酸的玻璃棒接近瓶口，若产生白烟，则满。

[特别提醒]：①制氨气所用铵盐不能用硝铵、碳铵。因加热过程中NH4NO3可能发生爆炸性的分解反应，发生危险；而碳铵受热极易分解产生CO2，使生成的NH3中混有较多的CO2杂质。②消石灰不能用NaOH、KOH代替，原因是：a、NaOH、KOH具有吸湿性、易结块，不利于产生NH3；b、在高温下能腐蚀大试管。③因氨气比空气轻，易与空气发生对流，所以收集时，导气管应插入收集气体的试管底部附近，管口塞一团干燥的棉花团，来防止NH3与空气对流，确保收集到纯净的氨气。④制备NH3也可以通过加热浓氨水的方法，利用NH3·H2ONH3↑+H2O原理制备。也可以利用往浓氨水中加入烧碱制备，原理：烧碱溶于水为放热反应，促进NH3·H2O的分解，增大c(OH-)使上述可逆反应向左移动，而产生NH3。

[例2]都能用右图所示装置进行喷泉实验的一组气体是(注：烧杯内为NaOH溶液)　　　　　　　　　　　　　　 (　　 )

A．HCl和CO₂　　　　 B．NH₃和CH₄　　　　

C．SO₂和CO　　　　 D．NO₂和NO

[解析]在上述气体中，CH₄、NO、CO不溶于NaOH溶液，也不与NaOH溶液反应，所以不能做喷泉实验，而HCl、SO₂、CO₂不仅可溶于NaOH溶液而且还可与NaOH溶液反应，所以能形成喷泉。

[答案]A

[规律总结]喷泉实验成功的关键：①烧瓶、预先吸水的滴管及直玻璃管都要干燥；②气体要充满圆底烧瓶；瓶塞要严密，不漏气，止水夹要夹紧。

注意：满足下列条件时，均能形成美丽的喷泉：①液体为水时，NH₃、HBr、HCl、HI、SO₂等易溶于水的气体或是NO₂、NO₂+O₂、NO+O₂、NO₂+NO+O₂等易与水反应的气体。

②液体是NaOH、KOH等强碱性溶液时，CO₂、SO₂、NO₂、H₂S等酸性气体。

③液体是盐酸或硫酸时，NH₃等碱性气体。

考点3　 硝酸的强氧化性

硝酸不论浓稀都具有强氧化性，主要有以下几个方面体现：

2．氨的化学性质；

(1)与水反应，溶液呈碱性：NH₃+H₂ONH₃·H₂ONH₄⁺+OH^-

氨水中所含有微粒：　　　　　　　　　　　　　 ，氨水中溶质通常看作为NH₃，而不是NH₃·H₂O。

(2)与酸反应 　 　NH₃+HNO₃NH₄NO₃　 HCl+NH₃NH₄Cl　 H₂SO₄+2NH₃(NH₄)₂SO₄ 　　 氨气与氯化氢相遇便产生　　 ，可用于NH₃与HCl的相互检验。

(3)还原性　

NH₃分子中氮元素呈－3价，具有还原性，能在一定条件下与O₂、Cl₂、CuO等反应，被它们氧化：2NH₃+3Cl₂　　　　　 　　2NH₃+3CuO　　　　　

1．氨的物理性质　

氨气为　 色、有　　　 气味的气体，比空气轻，易液化，　　 溶于水，氨水的密度小于水的密度，氨水的浓度　　 ，密度　　 。