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5.2氮及其化合物(共3份)—高一化學人教版(2019)必修第二冊課前導學(含解析)

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5.2氮及其化合物(共3份)—高一化學人教版(2019)必修第二冊課前導學(含解析)

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5.2.3硝酸 酸雨及防治—高一化學人教版(2019)必修第二冊課前導學
知識點一 硝酸
1.物理性質
顏色 狀態 氣味 特性
色 有 氣味 易
2.化學性質
(1)酸性:屬于強酸,具有酸的通性,如CaCO3與HNO3反應的化學方程式為 。
(2)不穩定性:見光或者受熱易分解,化學方程式為 。所以硝酸一般保存在 試劑瓶中,并放置在 處。
(3)強氧化性
與金屬反應:硝酸具有強氧化性,能與除金、鉑、鈦以外的大多數金屬反應。
a.Cu與濃硝酸反應的化學方程式為 。
Cu與稀硝酸反應的化學方程式為 。
b.與Fe、Al反應:常溫下,濃硝酸或濃硫酸可使鐵、鋁表面形成一層致密的氧化物薄膜,所以可以用鐵制容器或鋁制容器來盛裝濃硝酸或濃硫酸。當加熱時,Fe、Al會與濃硝酸或濃硫酸發生反應。
常溫下,Fe與稀HNO3(足量),稀H2SO4反應的化學方程式分別為 , 。
[注] 濃硝酸和濃鹽酸的混合物(體積比為1∶3)叫做王水,能使一些不溶于硝酸的金屬如金、鉑等溶解。
答案 無 液態 刺激性 揮發 CaCO3+2HNO3(稀)===Ca(NO3)2+CO2↑+H2O 4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O 棕色 陰涼 Cu+4HNO3(濃)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O Fe+4HNO3(稀)===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O Fe+H2SO4(稀)===FeSO4+H2↑
知識點二 酸雨及防治
1.SO2、NOx 的主要來源
(1)SO2:主要來源于 和某些含硫的金屬礦物的燃燒或冶煉。
(2)NOx:主要來源于機動車產生的尾氣。
2.SO2、NOx對人體的危害
SO2與NOx會引起 疾病,危害人體健康,嚴重時會使人死亡。
3.酸雨
(1)酸雨成因
二氧化硫、氮氧化物以及它們在大氣中發生反應后的生成物溶于雨水會形成酸雨。酸雨的pH 。
(2)酸雨類型
①硫酸型酸雨:SO2→SO3→ (或SO2→H2SO3→ )。
②硝酸型酸雨:NOx→NO2→ 。
(3)酸雨危害
① 農作物,破壞森林和草原,使土壤、湖泊酸化;
②加速建筑物、橋梁、工業設備、運輸工具和電纜的腐蝕。
(4)酸雨防治
①工業廢氣排放到大氣中之前,必須進行適當處理,防止有害物質污染大氣。
②減少化石燃料的直接燃燒,如脫硫處理。
答案  煤、石油 呼吸道 <5.6 H2SO4 H2SO4 HNO3 直接損傷
(1)硝酸是一種黃色并具有一定揮發性的酸,保存時不可用橡膠塞。 (  )
(2)鋅與稀硝酸反應得不到氫氣,說明稀硝酸能使鋅鈍化。 (  )
(3)常溫下,向濃硝酸中投入鐵片,會產生大量紅棕色氣體。 (  )
(4)硝酸與金屬反應時,主要是+5價的氮得電子。 (  )
(5)工業濃硝酸通常呈黃色,是因為溶解了NO2氣體。 (  )
(6)濃硝酸不論與銅或碳反應,均體現其強氧化性。 (  )
(7)足量鐵與稀硝酸反應后溶液呈淺綠色,說明稀硝酸不能氧化Fe2+。 (  )
(8)二氧化氮不僅能形成酸雨,還能在一定條件下促進形成“光化學煙霧”。 (  )
【答案】(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)√ (7)× (8)√
1.濃硝酸與稀硝酸相比較,哪種物質的氧化性更強 舉例說明。
【答案】濃硝酸;稀硝酸不能氧化非金屬單質,而濃硝酸可以。
2.如何判斷硝酸在化學反應中,是表現氧化性還是酸性呢
【答案】關鍵看反應后N元素在溶液中的存在形式。
①若N元素以NOx形式存在,則硝酸表現氧化性;
②若N元素以N形式存在,則硝酸表現酸性;
③若上述兩種形式均存在,則硝酸既表現氧化性又表現酸性。
3.為什么可以用鐵制槽車和鋁制槽車運輸濃硝酸
【答案】濃硝酸有強氧化性,在常溫下能將鐵和鋁的表面氧化,生成一層致密的氧化物保護膜,使鐵和鋁鈍化,從而阻止反應進一步發生。
1.要用棕色試劑瓶保存的試劑是( )
A.濃硝酸 B.濃硫酸 C.碳酸鈉溶液 D.硫酸鉀溶液
2.下列有關酸的性質和用途具有對應關系的是( )
A.HClO不穩定,可用于棉麻漂白 B.見光易分解,可用于制氨肥
C.鹽酸有酸性,可用于金屬除銹 D.濃硫酸具有脫水性,可用作干燥劑
3.硝酸被稱為“國防工業之母”是因為它是制取炸藥的重要原料。下列實驗事實與硝酸性質不相對應的是( )
A.不能用稀硝酸與鋅反應制氫氣——酸性和不穩定性
B.濃硝酸使紫色石蕊溶液先變紅后褪色——酸性和強氧化性
C.要用棕色瓶盛裝濃硝酸——不穩定性
D.可用鐵和鋁制品盛裝冷的濃硝酸——強氧化性
4.下列氣體排放到空氣中,會導致酸雨的是( )
A. B. C. D.
5.酸雨形成的示意圖如圖所示。下列說法中不正確的是( )
A.汽車尾氣是導致酸雨的原因之一
B.酸雨會使土壤、湖泊酸化
C.酸雨形成過程中不涉及氧化還原反應
D.燃煤中加入生石灰是防治酸雨的方法之一
6.為解決銅與稀硝酸反應過程中裝置內氧氣對實驗現象的干擾,以及實驗后裝置內氮氧化物無法全部排出進行綠色化處理等問題,某實驗小組對裝置進行了改造。改造后的裝置如下圖所示(注:下圖中的試管底部有小孔)。下列說法錯誤的是( )
A.實驗開始時先拉注射器A活塞,其目的是除去反應前試管內的空氣
B.注射器B可用于調節或平衡廣口瓶內氣體的壓強
C.該實驗裝置可通過控制止水夾和注射器來控制反應的開始與停止
D.反應停止后,打開止水夾、緩慢拉動注射器A即可將試管內的氮氧化物全部排射器A中
答案以及解析
1.答案:A
解析:棕色試劑瓶一般保存的是見光易分解的物質,A.濃硝酸見光易分解,需要保存在棕色試劑瓶中,故A正確;B.濃硫酸見光不易分解,不需要保存在棕色試劑瓶中,故B錯誤;C.碳酸鈉溶液見光不易分解,不需要保存在棕色試劑瓶中,故C錯誤;D.硫酸鉀溶液見光不易分解,不需要保存在棕色試劑瓶中,故D錯誤;故選A。
2.答案:C
解析:A.HClO具有漂白性,可用于棉麻漂白,對應關系錯誤,故A錯誤;
B.見光易分解,因此需要存放在陰涼處,其含有N元素,可用于生產氨肥,對應關系錯誤,故B錯誤;
C.鹽酸有酸性,可以和金屬氧化物反應,因此可用于金屬除銹,對應關系正確,故C正確;
D.由于濃硫酸具有吸水性,可用于干燥劑,對應關系錯誤,故D錯誤;
故選C。
3.答案:A
解析:A.硝酸具有強的氧化性,稀硝酸與鋅反應生成NO,不會生成氫氣,故A錯誤;
B.濃硝酸具有酸性使紫色石蕊試液變紅,濃硝酸具有強的氧化性,具有漂白性,所以溶液褪色,故B正確;
C.濃硝酸具有不穩定性,見光分解,應保存在棕色瓶中,故C正確;
D.鐵和鋁在常溫下遇濃硝酸發生鈍化現象,阻止反應進行,常溫下可用鐵或鋁制品盛裝濃硝酸,故D正確;
故選:A。
4.答案:D
解析:A項,甲烷不會導致酸雨,故A項錯誤;B項,氨氣有刺激性氣味但不會導致酸雨,故B項錯誤;C項,氮氣為空氣的主要成分,故C項錯誤;D項,二氧化氮排放到空氣中會導致酸雨,故D項正確。綜上所述,本題正確答案為D。
5.答案:C
解析:A.汽車尾氣中含有二氧化硫和氮氧化物,二氧化硫和氮氧化物是形成酸雨的主要物質,所以汽車尾氣是形成酸雨的原因之一,故A正確;B.酸雨具有酸性,能腐蝕碳酸鹽、硅酸鹽建造的建筑物,能破壞農作物的生長環境,落入土壤、湖泊使土壤、湖泊酸化,故B正確;C.圖中分析可知,硫酸型酸雨形成是含硫燃料燃燒生成二氧化硫,二氧化硫溶于水生成亞硫酸,亞硫酸被氧化為硫酸,S元素的化合價發生變化,是氧化還原反應,氮氧化物二氧化氮溶于水生成硝酸和一氧化氮,發生的是氧化還原反應酸雨形成中涉及氧化還原反應,故C錯誤;D.煤燃燒產物中含二氧化硫,加入石灰石后將S元素轉化為硫酸鈣,減少二氧化硫的排放,則燃煤中加入石灰石可起到脫硫作用,故D正確;故選:C。
6.答案:D
解析:拉注射器A可將試管中氣體排出,同時使試管中的液面上升,A正確;拉注射器B,可降低廣口瓶中的壓強,推注射器B,可增大氣壓強,B正確;該實驗裝置可通過控制止水夾和注射器來控制反應的開始與停止,C正確;反應停止后,提拉粗銅絲,使粗銅絲下端靠近軟膠塞A,再打開止水夾,緩慢拉注射器A活塞,可觀察到試管內的無色氣體被吸入注射器A內,試管內稀硝酸液面逐漸上升,注射器B活塞緩慢向內移動,如不提拉銅絲會繼續反應,D錯誤。5.2.1氮氣及氮的氧化物—高一化學人教版(2019)必修第二冊課前導學
知識點一 氮氣及氮的固定
1.氮元素的位置、結構與存在
(1)氮元素位于元素周期表的 周期、第 族。氮原子的最外電子層有 電子,既不容易得到3個電子,也不容易失去5個電子。因此,氮原子一般通過 與其他原子相互結合構成物質。
(2)氮元素在自然界中主要以氮分子的形式存在于空氣中,部分氮元素存在于動植物體內的 中,還有部分氮元素存在于土壤、海洋里的 和 中。
2.氮氣的物理性質
N2是一種無色、無味的氣體,ρ(N2)<ρ(空氣),難溶于水。
3.氮氣的結構與化學性質
(1)N2的結構
N2的結構式為 ,氮氮鍵很難斷裂,化學性質很穩定。
(2)化學性質
N2在 等條件下,N2獲得足夠的能量,使N≡N斷裂。寫出N2與Mg、H2、O2反應的化學方程式。
① ;② ;
③ 。
4.氮的固定:將大氣中 的氮轉化為 的過程。
(1)自然固氮:大自然通過閃電釋放的能量將空氣中的氮氣轉化為含氮的化合物,或者通過豆科植物的根瘤菌將氮氣轉化成氨。
(2)人工固氮:人類通過控制條件,將氮氣氧化或還原為氮的化合物,最重要的人工固氮途徑就是 。
答案 第二 ⅤA 5個 共用電子對 蛋白質 硝酸鹽 銨鹽 N≡N 高溫、放電 3Mg+N2Mg3N2  N2+O22NO 游離態 氮的化合物 工業合成氨
知識點二 一氧化氮和二氧化氮
1.物理性質
顏色 狀態 氣味 毒性 水溶性
NO 色 氣態 溶
NO2 色 氣態 氣味 溶
2.化學性質
(1)NO在空氣中易轉化為紅棕色的NO2,反應方程式為2NO+O2===2NO2。
(2)NO2與H2O反應生成HNO3和NO,反應方程式為3NO2+H2O===2HNO3+NO。
答案 無 無味 有毒 不 紅棕 有刺激性 有毒 易
 對于3NO2+H2O===2HNO3+NO反應,氧化劑,還原劑是什么物質?二者物質的量之比為多少?
答案 NO2 NO2 1∶2
(1)將空氣中的氮氣轉變成含氮化合物屬于氮的固定。 (  )
(2)“雷雨發莊稼”是由于放電條件有利于游離態的氮轉化為化合態。 (  )
(3)NO2是紅棕色氣體,易溶于水,屬于酸性氧化物。 (  )
(4)氮氣可在氧氣中燃燒,生成一氧化氮。 (  )
(5)NO2可由N2和O2直接化合得到。 (  )
(6)NO和NO2均既可以用排空氣法收集又可以用排水法收集。 (  )
【答案】(1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)×
1.農業上有句諺語是“雷雨發莊稼”,該過程發生了哪些化學反應
【答案】N2+O22NO,2NO+O22NO2,3NO2+H2O2HNO3+NO。
2.實驗室收集N2時,能否使用排空氣法 說明理由。
【答案】不能。N2的密度和空氣的密度相差不大,故不能用排空氣法。
3.氮氣分子的結構如何 為什么氮氣很穩定
【答案】氮氣分子是由氮原子構成的雙原子分子,兩個氮原子之間以共價三鍵(N≡N)結合,使每個原子都達到穩定結構;要斷開該化學鍵需要很高的能量,所以氮氣的化學性質很穩定,通常情況下很難與其他物質發生化學反應。
1.氮是自然界各種生物體生命活動不可缺少的重要元素。下列過程屬于氮的固定的是( )
A.將轉化成硝酸鹽 B.將轉化成硝酸
C.將轉化成銨鹽 D.將轉化成氮氣
2.下列過程屬于人工固氮的是( )
A.分離液態空氣制氮氣
B.工業合成氨
C.豆科植物的根瘤菌將氮氣轉化為氨
D.打雷閃電時氮氣轉化為含氮化合物
3.習近平總書記在二十大報告中指出:“持續深入打好藍天、碧水、凈土保衛戰”。國產電動汽車的發展,體現了這一理念,減少了氮氧化物的排放。是典型的氮氧化物,危害人體健康.下列關于敘述正確的是( )
A.有毒氣體 B.黃綠色氣體 C.難溶于水 D.密度比空氣小
4.為除去NO中混入的少量,應將氣體通過( )
A.溶液 B.溶液 C. D.無水硫酸銅
5.下列物質能與水反應的是( )
A. B.NO C. D.
6.如圖是自然界中的氮循環過程。下列有關敘述錯誤的是( )
A.反應①、反應②及工業合成氨均屬于氮的固定
B.反應④中,生成至少需要提供
C.反應③的化學方程式為
D.過程中參與循環的元素有氮元素,還有氫和氧元素
答案以及解析
1.答案:A
解析:氮的固定是將游離態的氮轉化為化合態的氮的過程。
A.該過程是將游離態的氮轉化為化合態的氮的過程,故A符合;
B.該過程是將化合態的氮轉化為化合態的氮的過程,故B不符合;
C.該過程是將化合態的氮轉化為化合態的氮的過程,故C不符合;
D.該過程是將化合態的氮轉化為游離態的氮的過程,故D不符合;
故選A。
2.答案:B
解析:A.工業獲取氮氣,A錯誤;
B.工業合成氨符合人工固氮的概念,B正確;
C.豆科植物的根瘤菌將氮氣轉化為氨為生物固氮,C錯誤;
D.打雷閃電時氨氣轉化為含氮化合物為自然固氮,D錯誤;
故選B。
3.答案:A
解析:A.吸入后可主要表現為神經衰弱綜合征及慢性呼吸道炎癥,為有毒氣體,故A正確。
4.答案:C
解析:和反應生成和NO,若混合氣體通入溶液或溶液中,會與或反應生成,引入新的雜質;混合氣體通入水中,可以生成NO,且不引入新的雜質;無水硫酸銅不與反應。故選C。
5.答案:C
解析:A.不與水反應,故A不選;B. NO不與水反應,故B不選;C.與水反應生成NO和硝酸,故C選;D.不與水發生反應,故D不選;故選:C。
6.答案:B
解析:反應①為高能固氮,反應②為自然固氮,工業合成氨為人工固氮,均屬于氮的固定,A項正確;反應④中,生成,失8 mol電子,根據得失電子守恒,至少需要提供,B項錯誤;反應③為NO與反應轉化為,根據得失電子守恒、原子守恒可得化學方程式為,C項正確;根據循環過程及物質轉化可知,參與循環的元素有氮元素,還有氫和氧元素,D項正確。5.2.2氨和銨鹽—高一化學人教版(2019)必修第二冊課前導學
知識點一 氨
氨的電子式為 ,結構式為 。
1.氨的物理性質
(1)氨是無色、有 氣味的氣體,密度比空氣的 ,很容易 。
(2)氨極易溶于水:在常溫常壓下,1體積水大約可溶解 體積氨。可利用噴泉實驗證明NH3極易溶于水。
 液氨作制冷劑的原因是什么?
提示:氨易液化,液氨汽化時要吸收大量的熱,使周圍溫度急劇降低。
2.氨的化學性質
(1)NH3與水反應的化學方程式為 。
(2)NH3與酸反應生成銨鹽
①濃氨水揮發出的NH3與濃鹽酸揮發出的HCl相遇形成白煙,即NH4Cl晶體小顆粒,其反應的方程式為 。
②氨通入稀硫酸中反應的離子方程式為 。
(3)氨的催化氧化
氨催化氧化制HNO3的系列反應方程式依次為 , , 。
答案  刺激性 小 液化 700 NH3+H2ONH3·H2O NH3+HCl===NH4Cl NH3+H+===NH 4NH3+5O24NO+6H2O 2NO+O2===2NO2 3NO2+H2O===2HNO3+NO
 為什么蘸有濃氨水和濃鹽酸的兩支玻璃棒靠近時會產生白煙?蘸有濃氨水和濃硫酸的兩支玻璃棒靠近時是否也產生白煙?
提示:濃氨水和濃鹽酸均有揮發性,揮發出來的NH3和HCl在空氣中相遇,化合生成NH4Cl固體小顆粒,即為白煙。濃硫酸沒有揮發性,故不可能形成白煙。
知識點二 銨鹽——銨根離子(NH)與酸根離子構成的化合物
銨鹽是農業上常用的化肥。絕大多數銨鹽易溶于水,受熱易分解,與堿反應會放出NH3。
1.不穩定性:NH4Cl、NH4HCO3受熱分解的化學方程式分別為 、 。
2.與堿的反應
(1)固體反應:NH4Cl與NaOH反應的化學方程式為 。
(2)溶液中銨鹽與強堿反應的離子方程式(加熱): 。
稀溶液中銨鹽與強堿反應的離子方程式(不加熱): 。
3.銨鹽與堿反應的兩個應用
(1)檢驗NH:待測液中加 并 ,用濕潤的 放置于試管口,若試紙變藍,說明溶液中含NH。
(2)實驗室制備NH3

 ↓
—固+固氣
 ↓
—向 排空氣法
 ↓
—濕潤的 色石蕊試紙靠近試管口(變藍)、蘸有 的玻璃棒靠近試管口(產生白 )
答案NH4ClNH3↑+HCl↑ NH4HCO3NH3↑+H2O+CO2↑ NH4Cl+NaOHNH3↑+NaCl+H2O NH+OH-NH3↑+H2O NH+OH-===NH3·H2O NaOH溶液 加熱 紅色石蕊試紙 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O 下 紅 濃鹽酸 煙
3.不穩定性 揮發性 易分解 NH3·H2ONH3↑+H2O NH3·H2O+CaO===NH3↑+Ca(OH)2
(1)液氨可用作制冷劑,是因為其汽化時吸收大量的熱( )
(2)氨水呈堿性,是因為NH3溶于水發生反應:NH3+H2O??NH+OH-( )
(3)氨溶于水,溶液可以導電,因此NH3為電解質( )
(4)將蘸有濃氨水的玻璃棒靠近濃硫酸有白煙產生( )
(5)氨中氮元素的化合價為-3價,在反應中只能升高而具有還原性( )
(6)新制飽和氨水中含氮粒子物質的量濃度最大的是NH( )
【答案】
√ (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)×
1.少量的Fe與足量稀硝酸反應,Fe被氧化為+2價還是+3價?過量的Fe與稀硝酸反應呢?
【答案】硝酸的氧化性較強,可將Fe氧化為Fe3+,故少量的Fe與足量稀硝酸反應,Fe被氧化為+3價;由于Fe可與Fe3+生成Fe2+,故過量的Fe與稀硝酸反應得到+2價鐵。
2.銅投入稀硫酸中不會溶解,再向溶液中投入KNO3固體,銅會不會溶解?為什么?
【答案】會溶解。由離子方程式8H+++3Cu===3Cu2++2NO↑+4H2O可知,只要溶液中同時有H+和,銅就會發生反應而溶解。
1.實驗室檢驗氨氣可用( )
A.干燥的藍色石蕊試紙 B.干燥的紅色石蕊試紙
C.濕潤的藍色石蕊試紙 D.濕潤的紅色石蕊試紙
2.下列關于氨的說法不正確的是( )
A.無色氣體 B.能與氯化氫反應生成氯化銨
C.常溫常壓下密度比空氣的大 D.水溶液能使紅色石蕊試紙變藍
3.向圖所示裝置中充入氣體X可進行噴泉實驗,氣體X不可能是( )
A.HCl B. C. D.NO
4.下列有關氨和銨鹽的說法正確的是( )
A.液氨汽化時放熱,故液氨可用作制冷劑
B.銨鹽都易溶于水,且銨鹽中的氨元素都為價
C.氨氣與氯化氫在空氣中相遇時,會生成白霧
D.銨鹽是農業上常用的化肥,銨鹽不能與堿石灰混合使用
5.氯化銨是一種常用的無機阻燃劑,用飽和氯化銨溶液處理過的阻燃窗簾不易著火這主要是利用了氯化銨( )
A.易溶于水 B.受熱易被氧化
C.受熱易分解 D.能與強堿溶液反應
6.離子檢驗在化學研究中具有重要作用,下列離子檢驗的相應結論正確的是( )
A.取某固體加水溶解,滴加NaOH溶液并加熱,產生使濕潤的紅色石蕊試紙變藍的氣體,則該固體中含有
B.將某固體完全溶于鹽酸,先滴加氯水,再滴加KSCN溶液后,溶液顏色變紅,則該固體中一定含有
C.向某溶液中先滴加稀硝酸,再滴加溶液后,產生白色沉淀,則該溶液中一定含有
D.取某溶液做焰色試驗,觀察到火焰呈黃色,則該溶液中含,一定不含
答案以及解析
1.答案:D
解析:檢驗氨氣可用濕潤的紅色石蕊試紙,D項正確。
2.答案:C
解析:A.氨氣為無色氣體,A正確;
B.氨氣為堿性氣體,能與HCI反應生成氯化銨,B正確;
C.同溫同壓下氣體的密度之比等于相對分子質量之比,氨氣的相對分子質量為17小于空氣的平均相對分子質量,因此密度小于空氣,C錯誤;
D.氨氣的水溶液呈堿性,能使紅色石蕊試紙變藍,D正確;故答案選C。
3.答案:D
解析:D.NO不溶于水,不能用于進行噴泉實驗,D項正確。
4.答案:D
解析:A.液氨汽化時吸熱,故液氨可用作制冷劑,故A錯誤:B.銨鹽都易溶于水,但銨鹽中的氮元素不一定為-3價如的,中的氮元素為+5價,故B錯誤;C.氨氣與氯化氫在空氣中相遇時,會生成白煙,故C錯誤;D.銨鹽是農業上常用的化肥,銨鹽不能與堿石灰混合使用,防止生成氨氣逸出,導致氮肥流失,故D正確。
5.答案:C
解析:可燃物燃燒應滿足:有充足的氧氣,可燃物達到著火點。氯化銨固體受熱易分解為氨氣和氯化氫兩種氣體,此過程需要不斷吸收熱量,兩種產物均不支持燃燒,氣體隔絕了空氣,起到防火的作用,故C符合題意。
6.答案:A
解析:銨鹽與堿在加熱的情況下反應,氨氣逸出,使濕潤的紅色石蕊試紙變藍,A正確;故選A;

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