专题08 氮的循环（考点清单）（讲+练）-2024-2025学年高一化学上学期期末考点大串讲（鲁科版2019必修第一册）

专题08 氮的循环 考点01 氮气的性质与用途 考点02 氮的氧化物 考点03 氮氧化物溶于水 考点04 氮氧化物对环境的污染及防治 考点05 氨的性质 考点06 氨气的实验室制法 考点07 铵盐及铵根的检验 考点08 硝酸的性质 考点09 金属与硝酸反应的计算 考点10 氮及其化合物的转化关系 ▉考点01 氮气的性质与用途 1．氮的固定 2．氮气的性质 (1)物理性质：无色无味的气体，密度比空气略小，难溶于水。 (2)化学性质 写出有关化学方程式： ①3Mg＋N2Mg3N2； ②N2＋3H22NH3； ③N2＋O22NO。 3.氮气的用途 ①文物馆将贵重文物保存在氮气中（N2的稳定性）。 ②氮气是合成氨工业的重要原料（N2的氧化性）。 ③雷电是自然界重要的固氮方式（N2的还原性）。 ④医疗上，液氮是常见的冷冻剂（N2的沸点低，液氮易汽化，且汽化吸收热量）。 ▉考点02 氮的氧化物 1.氮的氧化物 氮有多种价态的氧化物，氮元素从＋1→＋5价都有对应的氧化物，如N2O、NO、N2O3、NO2(或N2O4)、N2O5，其中属于酸性氧化物的是N2O3、N2O5。 2.一氧化氮和二氧化氮的比较 性质 NO NO2 色、味、态 无色的气体 红棕色、有刺激性气味的气体 水溶性 不溶于水 易溶于水 毒性 有毒，大气污染物之一 有毒，大气污染物之一 与水反应 不反应 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 与氧气反应 2NO＋O2===2NO2 不反应 【特别提醒】 ①NO2与N2O4存在下列平衡：2NO2N2O4，因此实验测得NO2的平均相对分子质量总大于46。②验证某无色气体为NO的方法是向该无色气体中通入O2(或空气)，无色气体变为红棕色。 3.鉴别二氧化氮和溴蒸气 已知液溴极易汽化成红棕色的溴蒸气，设计简单的实验鉴别二氧化氮和溴蒸气。 （1）方案一：将气体分别溶于盛有少量有机溶剂(如苯、四氯化碳)的试管中，溶液变橙红色的是溴蒸气，无变化的是NO2。 （2）方案二：将气体分别通入盛有少量水的试管中，溶液变黄的是溴蒸气，无明显现象的是NO2。 （3）方案三：将气体分别通入盛有少量硝酸银溶液的试管中，产生淡黄色沉淀的是溴蒸气，无明显现象的是NO2。 ▉考点03 氮氧化物溶于水 1.氮氧化物溶于水的问题分析 无论是单一气体(NO2)，还是NO、NO2、O2中的两者的混合气体，反应的实质是3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，2NO＋O2===2NO2，故若有气体剩余只能是NO或O2，不可能是NO2。 (1)若NO和O2通入水中，总关系式为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3(4∶3)。 (2)若NO2和O2通入水中，总关系式为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3(4∶1)。 (3)NO2、NO、O2三种混合气体通入水中： ①可先将NO和O2转化为NO2，再按上述各种情况分别处理。 ②也可先将NO2和H2O反应转化为NO，再按4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3情况处理。 2.氮的氧化物和氧气、水反应的计算方法 (1)关系式法 ①NO2和O2混合气体溶于水的计算 由4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可知： V(NO2)∶V(O2) ②NO与O2同时通入水中 由4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3可知： V(NO)∶V(O2) ③NO2、NO、O2三种混合气体通入水中 a．可先将NO和O2转化为NO2，再按上述各种情况分别处理。 b．也可先将NO2和H2O反应转化为NO，再按4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3情况处理。 (2)得失电子守恒法 当NOx转化为硝酸时要失去电子，如果是NOx与O2混合，则反应中O2得到的电子数与NOx失去的电子数相等。 ▉考点04氮氧化物对环境的污染及防治 1.常见的污染类型 （1）光化学烟雾：NOx在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生了一种有毒的烟雾。 （2）酸雨：NOx排入大气中后，与水反应生成HNO3和HNO2，随雨雪降到地面。 （3）破坏臭氧层：NO2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。 （4）NO与血红蛋白结合使人中毒。 2.常见的氮氧化物尾气处理方法 （1）碱液吸收法 工业尾气中的NOx常用碱液吸收处理，NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是 n(NO2)≥n(NO)。 （2）催化转化法 在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2)，或NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2)。一般适用于汽车尾气的处理。 ▉考点05 氨的性质 1．氨的结构特征 2．氨的物理性质 无色、有刺激性气味的气体，密度比空气的小，易液化，液氨可作制冷剂，极易溶于水(1∶700)，可由喷泉实验证明。 3．氨的化学性质 (1)较稳定：N的非金属性强，N—H的键能大，因而NH3比较稳定。 (2) (3)较强的配位能力 Cu(OH)2溶于氨水：Cu(OH)2＋4NH3===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－。 (4)还原性 催化氧化：4NH3＋5O24NO＋6H2O。 【特别提醒】 ①NH3是中学化学中唯一的碱性气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，可在推断题中作为解题突破口。 ②氨水呈碱性，NH3·H2O属于一元弱碱，计算氨水的浓度时，溶质按NH3进行计算。 ▉考点06 氨气的实验室制法 1.氨气的实验室制法 2.氨气的简易制法 方法 化学方程式(或原理) 发生装置 加热浓氨水 NH3·H2ONH3↑＋H2O 浓氨水＋固体 NaOH NaOH溶于水放热，促使NH3·H2O分解，且OH－浓度的增大有利于NH3的生成 浓氨水＋ 固体CaO CaO与水反应，使溶剂(水)减少；反应放热，促使NH3·H2O分解。化学方程式为NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2 ▉考点07 铵盐及铵根的检验 1.铵盐的性质 (1)铵盐的物理性质 铵盐通常是白色固体，绝大多数铵盐易溶于水。 (2)铵盐的化学性质 2.铵根的检验 ▉考点08 硝酸的性质 1．物理性质 硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体。 2．化学性质 (1)不稳定性 反应：4HNO32H2O＋4NO2↑＋O2↑。 (2)强氧化性 硝酸无论浓、稀都具有强氧化性，而且浓度越大，氧化性越强。 ①与金属反应 稀硝酸与铜反应的化学方程式：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O； 浓硝酸与铜反应的化学方程式：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。 ②与非金属反应 浓硝酸与C反应的化学方程式：C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。 ③与还原性化合物反应 硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2＋等还原性物质。 稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式：3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。 (3)与有机物反应 ①硝化反应(与反应)： ＋HNO3＋H2O； ②显色反应：含有苯环的蛋白质遇到浓硝酸加热后变黄色。 ▉考点09 金属与硝酸反应的计算 1.金属与硝酸反应计算的思维模型 2.金属与硝酸反应的计算方法 （1）电子守恒法：金属失电子数＝n(NO2)＋3n(NO)。 （2）原子守恒法：n(HNO3)＝xn[M(NO3)x]＋n(NO2)＋n(NO)(x代表金属元素的化合价)。 若向反应后溶液中加入NaOH溶液恰好使Mx＋沉淀完全，此时溶质为NaNO3，则存在： n(Na＋)＝n(NO)＝n(HNO3)－n(NO)－n(NO2)。 （3）电荷守恒法：HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH－)有c(NO)＝c(H＋)＋x×c(Mx＋)。起酸性作用的HNO3的物质的量是金属的物质的量和金属所带电荷数的乘积，可表示为n(HNO3)酸性＝xn(Mx＋)＝n(e－)(Mn＋代表金属离子)。 （4）离子方程式计算法：金属与硫酸、硝酸的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO在硫酸提供H＋的条件下能继续与金属反应，故此类题目应用离子方程式来计算3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H＋或NO进行相关计算，且要符合电荷守恒。 ▉考点10 氮及其化合物的转化关系 1．氮元素的“价—类”二维图 氮元素有多种可变化合价，物质的种类较多，在复习时要从物质类别和价态变化理解这些物质之间的转化关系。 2．含氮元素物质之间的转化关系 (1)工业合成氨：N2＋3H22NH3； (2)实验室用NH4Cl固体制NH3：2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋2H2O＋CaCl2； (3)NH3的催化氧化：4NH3＋5O24NO＋6H2O； (4)NO2溶于水：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO； (5)Cu溶于稀HNO3：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O； (6)Cu溶于浓HNO3：Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O； (7)炽热的炭在浓硝酸中燃烧：C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O； (8)浓硝酸见光分解：4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O。 1．氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是 A．自然固氮、人工固氮都是将N2转化为NH3 B．侯氏制碱法以H2O、NH3、CO2、NaCl为原料制备NaHCO3和NH4Cl C．汽车尾气催化转化器中发生的主要反应：2NO+2CON2+2CO2 D．多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环” 【答案】A 【解析】A．自然固氮、人工固氮都是将N2转化为氮的化合物，不一定都是NH3，故A错误； B．侯氏制碱法以H2O、NH3、CO2、NaCl为原料制备NaHCO3和NH4Cl，NaHCO3受热分解生成Na2CO3，故B正确； C．汽车尾气催化转化器中发生的主要反应：2NO+2CON2+2CO2，故C正确 D．多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”也实现了不同价态的氮元素之间的转化，故D正确；故选A。 2．下列关于氮及其化合物的说法正确的是 A．氨的水溶液俗称氨水，显弱碱性，能使酚酞溶液变红色 B．NO、均为大气污染气体，在大气中可稳定存在 C．易溶于水，所以液氨常用作制冷剂 D．常温下，浓硝酸与铁反应可产生红棕色气体 【答案】A 【解析】A．氨的水溶液俗称氨水，主要成分为NH3·H2O‌，NH3·H2O可以电离生成和OH-，‌这使得氨水显碱性，能使酚酞试液变红，‌A正确； B．NO易被空气中的氧气氧化，不能稳定存在，B错误； C．氨气易液化，汽化时吸收大量的热，可以作制冷剂，与易溶于水无关，C错误； D．常温下，浓HNO3可使Fe发生钝化现象，不会产生大量的红棕色气体，D错误； 故选A。 3．以下实验方案不正确的是 A．该实验可以体现是碱性气体 B．收集NO气体 C．验证的存在 D．氨气的收集 【答案】C 【解析】A．氨气和氯化氢反应生成氯化铵，该实验可以体现是碱性气体，A正确； B．一氧化氮不溶于水，因此用排水法收集，B正确； C．若原溶液中含有而不含，滴加硝酸后被氧化为，再滴加硝酸钡也会产生白色沉淀，与只含时现象相同，说明不了原溶液中是否含有硫酸根离子，C错误； D．氨气的密度小于空气的密度，用向下排空气法收集气体，试管口塞一团棉花，防止氨气与空气对流，D正确；故选C。 4．下列离子检验方法正确的是 实验目的 实验操作 A 检验溶液中是否含 在待测液中滴入溶液，若出现沉淀，再滴加稀盐酸，观察沉淀是否溶解 B 检验溶液中是否含 取适量待测液于试管中，向试管中滴加适量溶液，加热试管，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，观察红色石蕊试纸是否变蓝 C 检验溶液中是否含 在待测液中滴入稀，观察溶液是否有气泡产生 D 检验溶液中是否含 用铂丝蘸取待测液，在酒精灯外焰上灼烧，观察火焰是否为紫色 【答案】B 【解析】A．该实验操作未能排除溶液中可能存在的，故A错误； B．的检验一般是待测液加碱加热再检验生成了碱性气体，故B正确； C．检验一般不选用生成气体的方式，现象不明显，且无法排除碳酸氢根的干扰，故C错误； D．钾元素的焰色试验的观察需透过蓝色钴玻璃以滤去黄光，故D错误； 故选B。 5．只用一种试剂将四种溶液区分开，这种试剂是 A．NaOH溶液 B．溶液 C．溶液 D．溶液 【答案】D 【解析】A．NaOH只能将氯化铵、硫酸铵和硫酸钠、氯化钠区分开来，无法进一步区分氯化铵和硫酸铵，也无法进一步区分硫酸钠和氯化钠，A错误； B．氯离子与银离子反应生成氯化银白色沉淀，硫酸根离子和银离子反应生成硫酸银微溶也会出现白色沉淀，无法用硝酸银区分这四种物质，B错误； C．硝酸钡能将硫酸铵、硫酸钠和氯化铵、氯化钠区分开来，但是无法进一步区分硫酸钠和硫酸铵，也无法进一步区分氯化铵和氯化钠，C错误； D．氢氧化钡能与氯化铵反应生成氨气，能与硫酸铵反应生成硫酸钡白色沉淀和氨气，能与硫酸钠反应生成硫酸钡白色沉淀，不与氯化钠反应，氢氧化钡与四种物质反应现象不同，可区分四种物质，D正确。 答案选D。 6．常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是 A．氨水溶液：、、OH-、 B．盐酸溶液：、、、HS- C．酸性溶液：、、、 D．溶液：、、H+、Fe2+ 【答案】A 【解析】A．氨水溶液中，四种离子之间相互不反应，可以大量共存，故A项符合题意； B．0.1mol⋅L−1盐酸溶液中，H+和HS-生成弱酸H2S，不能大量共存，故B项不符合题意； C．酸性高锰酸钾溶液中，碘离子和硝酸根离子、高锰酸根离子都会发生氧化还原反应生成碘单质，不能大量共存，故C项不符合题意； D．硝酸银溶液中，氢离子、硝酸根离子、亚铁离子发生氧化还原反应，不能大量共存，故D项不符合题意；故选A。 7．细菌可以促使含铁、氮的物质发生氧化还原反应，实现铁、氮两种元素的循环。部分转化如图，下列说法正确的是 A．硝化过程属于氮的固定 B．反硝化过程含氮物质发生氧化反应 C．亚硝态氮只能通过反硝化过程转化为氮气 D．土壤中的铁循环可将氮元素从水体中还原除去 【答案】D 【解析】A．氮的固定是游离态氮转化为化合态氮的过程，由图可知硝化过程不属于氮的固定，故A错误； B．反硝化过程被还原为N2，发生还原反应，故B错误； C．由图可知亚硝态氮与可在氨氧化细菌作用下生成氮气，故C错误； D．由图可知Fe2+可与反应生成氮气，Fe3+可与反应生成氮气，通过铁循环可将氮元素从水体中还原除去，故D正确；故选D。 8．利用图示装置和下列试剂，能实现对应气体的制备、干燥和收集的是 选项 试剂a 固体b 固体c 制备的目标气体 A 浓硫酸 大理石 B 70%硫酸溶液 碱石灰 C 浓氨水 生石灰 D 浓硝酸 铜片 【答案】D 【解析】A．大理石与浓硫酸反应生成微溶于水的CaSO4覆盖在大理石的表面，阻止反应的进行，不能用于制备CO2，A项不符合题意； B．Na2SO3与70%硫酸溶液反应可制备SO2，SO2能被碱石灰吸收，不能用碱石灰干燥SO2，B项不符合题意； C．浓氨水与生石灰反应可制备NH3，无水CaCl2能吸收NH3，不能用无水CaCl2干燥NH3，C项不符合题意； D．铜片与浓硝酸反应可制备NO2，NO2能用无水CaCl2干燥，NO2的密度比空气的密度大，可用向上排空气法收集NO2，NO2有毒，最后要进行尾气处理，D项符合题意； 答案选D。 9．下列关于氨水的叙述正确的是（    ） A．氨水显碱性，是因为氨水是一种弱碱 B．氨水和液氨成分相同 C．氨水中物质的量浓度最大的粒子是NH3（除水外） D．1mol·L-1的氨水指在1L溶液中含NH3、NH3·H2O、NH4+物质的量之和为1mol 【答案】D 【解析】A．氨水中的一水合氨(NH3·H2O)可以部分电离成NH4+和OH-，所以氨水显弱碱性，A项错误； B．氨溶于水的水溶液称为氨水，其中大部分NH3与水结合成一水合氨(NH3·H2O)。氨水的成分为：NH3、NH3·H2O、H2O、NH4+、OH-和H+；液氨为氨气液化而成，液氨的主要成分为NH3。二者成分不相同，B项错误； C．氨溶于水的水溶液称为氨水，其中大部分NH3与水结合成一水合氨(NH3·H2O)。故氨水中物质的量浓度最大的粒子是一水合氨(NH3·H2O)。C项错误； D．氨水中存在平衡NH3+H2ONH3·H2O NH4++ OH-，根据氮元素守恒可知。1mol·L-1的氨水中，则1L 1mol·L-1的氨水含NH3、NH3·H2O、NH4+物质的量之和为1mol，D项正确；答案选D。 10．某氮的氧化物和一氧化碳在催化剂的作用下充分反应，生成氮气和二氧化碳。若测得氮气和二氧化碳的物质的量之比为，则该氮的氧化物是 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】设氮的氧化物的化学式为，由题意得：，根据原子守恒：，，，即为NO，答案选B。 11．下列离子方程式书写正确的是 A．NaOH溶液中通入过量的SO2：SO2 +2OH-=+H2O B．铜片插入稀硝酸中：Cu+4H+ +2=Cu2+ +2NO2↑+2H2O C．氨水中加入氯化铁溶液：Fe3+ +3 NH3·H2O=3+Fe(OH)3↓ D．碳酸氢铵溶液与足量的NaOH溶液混合后加热： +OH-NH3↑+ H2O 【答案】C 【解析】A．NaOH 溶液中通入过量的SO2反应生成亚硫酸氢钠，离子方程式为：SO2+OH-=，故A项错误； B．铜片插入稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，离子方程式为： 3Cu+8H+ + 2=3Cu2+ +2NO↑+4H2O，故B项错误； C．氨水中加入氯化铁溶液生成氢氧化铁沉淀和氯化铵，离子方程式为：，故C项正确； D．碳酸氢铵溶液与足量NaOH溶液在加热条件下反应生成碳酸铵钠、氨气和水，离子方程式为：+2OH- +=NH3↑++2H2O，故D项错误；故选C。 12．在一定条件下，NO跟NH3可以发生反应：6NO+4NH3=5N2+6H2O，该反应中被还原和被氧化的氮元素的质量比是 A．3：2 B．2：1 C．1：1 D．2：3 【答案】A 【解析】由方程式可知，反应中，一氧化氮分子中的的氮元素化合价降低被还原，是反应的氧化剂，氨分子中的氮元素化合价升高被氧化，是反应的还原剂，则被还原和被氧化的氮元素的质量比是6：4=3：2，故选A。 13．利用如图所示装置可以做喷泉实验。下列有关说法错误的是 A．圆底烧瓶要干燥 B．产生喷泉现象时，烧瓶内的压强大于大气压 C．若烧瓶内充满氨气，实验后烧瓶中所得氨水的浓度是mol/L(假设在标准状况下完成实验) D．烧瓶内充满SO2，胶头滴管和烧杯中加入浓碱液也可能形成喷泉 【答案】B 【解析】A．氨气极易溶于水，所以圆底烧瓶要干燥，A正确； B．产生喷泉现象时，烧瓶内的压强小于大气压，B错误； C．烧瓶内充满氨气，且设烧瓶体积为VL，则氨气的物质的量为mol，实验后烧瓶中所得溶液的浓度是mol·L-1(假设在标准状况下完成实验)，C正确； D．浓碱溶液可以吸收烧瓶中的SO2，瓶内可以形成负压从而形成喷泉，D正确； 故选B。 14．某课外活动小组欲利用CuO与反应，研究的某种性质并测定其组成，设计了如下实验装置(夹持装置未画出)进行实验。下列说法错误的是 A．B、D中的碱石灰均可换为无水 B．E装置中浓硫酸的作用是防止F中的水分进入D装置 C．实验完毕，若测得干燥管D增重，装置F测得气体的体积为(已折算成标准状况)，则氨分子中氮、氢的原子个数比为 D．通过观察装置C中黑色CuO粉末变为红色固体，量气管有无色无味的气体，说明具有还原性 【答案】A 【分析】A装置利用浓氨水与固体氢氧化钠、氧化钙或碱石灰作用制得氨气，经过B中碱石灰干燥后的氨气进入C中，将加热的CuO还原为Cu，同时生成水和氮气，其中D中碱石灰增重的质量就是反应生成的水，F中所得气体的体积为氮气，结合原子守恒即可计算出氨分子中氮、氢的原子个数比，据此分析解题 【解析】A．B中碱石灰作用是干燥氨气，无水会和氨气生成络合物而不能干燥氨气，D中碱石灰吸收反应生成的水，换成无水还能吸收未反应的氨气，A错误； B．D中碱石灰增重的质量就是反应生成的水，E装置中浓硫酸的作用是防止F中的水分进入D装置，减小实验误差，还可以起到吸收未反应的氨气，B正确； C．若测得干燥管D增重，则生成水的质量为物质的量mol，装置F测得气体的体积为（已折算成标准状况）为N2，物质的量mol，依据元素守恒得到氮原子和氢原子物质的量之比==，则氨分子中氮、氢的原子个数比为， C正确； D．通过观察装置C中黑色CuO粉末变为红色固体，量气管有无色无味的气体气体为氮气，说明具有还原性，D正确；故选A。 15．常温常压下，在四支相同的试管中，分别装入等物质的量混合的两种气体。混合气体具体组成如下表，将四支试管迅速同时倒立于水槽中，至液面稳定后，水面上升高度由大到小正确的是 试管编号 1 2 3 混合气体组成 NO2、O2 NO、O2 NH3、N2 A．1＞2＞3 B．2＞1＞3 C．3＞1＞2 D．2＞3＞1 【答案】B 【解析】将四支试管迅速同时倒立于水槽中，至液面稳定后，水面上升高度与消耗的气体物质的量成正比。 试管1中发生反应：4NO2+O2+2H2O=4HNO3，两种气体的体积之比为1：l，根据方程式知，有的气体发生反应，所以水充满试管的； 升高2中发生反应：4NO+3O2+2H2O=4HNO3，两种气体的体积之比为1：1，根据方程式可知：有的气体发生反应，所以水充满试管的； 试管3中NH3完全被吸收，N2不溶于水，两种气体的体积之比为1：1，有的气体发生反应，所以水充满试管的， 所以水面上升高度由大到小顺序是2＞1＞3，故合理选项是B。 16．某澄清透明溶液仅由中的若干种离子组成，取适量溶液进行如下实验： 根据以上实验判断，下列推断正确的是 A．气体1通入澄清石灰水中，溶液一定会变浑浊 B．对滤液2加热，若有气体生成说明原溶液一定存在 C．白色沉淀2说明原溶液中一定存在 D．白色沉淀1中加稀硝酸，沉淀会溶解 【答案】B 【分析】向原溶液中加入过量盐酸，有气体生成，气体1为CO2，则溶液中含，不含能与反应的Ba2+；向所得的滤液1中加入过量氢氧化钡溶液，产生白色沉淀，该白色沉淀1为BaSO4，则原溶液中含、且原溶液不含Cu2+和Fe3+，向所得的滤液2中加入过量稀硝酸和硝酸银溶液，产生白色沉淀2，即有AgCl生成，但由于开始操作中加入了过量HCl，引入了Cl-，则不能确定原溶液中是否有Cl-。 【解析】A．气体1是CO2，将其通入澄清石灰水中，首先反应产生碳酸钙沉淀，当CO2气体过量时，碳酸钙、CO2和水产生可溶性，因此气体1通入澄清石灰水中，溶液先变浑浊后变澄清，A错误； B．若原溶液含铵离子，则滤液1中含铵离子，滤液2中含一水合氨、经加热产生氨气，则若对滤液2加热有气体生成说明原溶液一定存在，B正确； C．据分析，白色沉淀2为氯化银，但不能据此说明原溶液中一定存在，C错误； D．盐酸过量，白色沉淀2只能是，该物质既不溶于水，也不溶于稀硝酸，因此向沉淀2中加稀硝酸，沉淀不溶解， D错误；故选B。 17．磷酸氢二铵［］易溶于水，受热易分解，常应用于食品加工等领域。某学习小组用如图所示装置制备(夹持和搅拌装置已省略)，当溶液pH为8.0-9.0时，停止通入NH3，即可制得溶液。下列说法正确的是 A．装置甲中固体可以是生石灰或氢氧化钠固体 B．装置乙溶液pH为8.0-9.0时，立即关闭 C．球形干燥管丁中装有碱石灰，目的是吸收尾气 D．直接蒸发结晶溶液得到产品 【答案】A 【解析】A．甲为实验室快速制氨气的方法，A正确； B．当pH为8.0~9.0时，可制得，立即关闭K1，若通入过多氨气，继续反应生成，B错误； C．碱石灰不能吸收氨气，C错误； D．直接蒸发结晶溶液得到产品，铵盐易分解，D错误； 答案选A。 18．如图是含氮化合物及单质的“类别-价态”二维图，结合二维图及氧化还原反应原理的基本规律，下列相关分析或预测错误的是 A．和在一定条件下均能反应，可用氨气处理氮氧化物 B．和通入水的化学方程式： C．硝酸用于清洗粘有银的试管，因为银可以置换出稀硝酸中的 D．可能被氧化生成氮气 【答案】C 【解析】A．NO、NO2都能与NH3在一定条件下发生归中反应生成N2和H2O：6NO+4NH35N2+6H2O、6NO2+8NH37N2+12H2O，可用NH3处理氮氧化物，A项正确； B．NO中N为+2价，NO2中N为+4价，NO和NO2通入水中可发生反应的化学方程式为NO+NO2+H2O=2HNO2，B项正确； C．在金属活动性顺序表中Ag处于H的后面，Ag不能置换出稀硝酸中的H+，稀硝酸与Ag反应生成AgNO3、NO和H2O，C项错误； D．NH3中N为-3价，HNO2中N为+3价，两者可发生归中反应生成N2：NH3+HNO2=N2↑+2H2O，D项正确；故选C。 19．足量的铜使一定量的浓硝酸完全反应完，得到4.48L标准状况)NO2与NO的混合气体，这些气体与一定体积的O2混合后通入水中，恰好被完全吸收生成硝酸。向所得硝酸铜溶液中加入100ml 4mol/L NaOH溶液，Cu2+恰好沉淀完全。下列说法正确的是 A．铜与浓硝酸反应过程中转移了0.5mol电子 B．消耗氧气的体积为1.12L(标准状况) C．参加反应的HNO3是0.8mol D．混合气体中NO2与NO物质的量之比为1：1 【答案】D 【分析】Cu失去电子转化为Cu2+，得到电子转化为NO2和NO的混合气体，NO2、NO与O2、水反应失去电子又转化为HNO3，而O2得到了电子，整个过程中转移的电子的量是守恒的，即Cu失去的电子数=硝酸获得的电子数=氧气获得的电子。铜失去2个电子得到Cu2+，Cu2+再和2个OH-结合生成Cu(OH)2，可知转移的电子数目等于OH-的数目，n(OH-)=0.1L×4mol•L-1=0.4mol,则转移的电子的物质的量也是0.4mol，n(Cu)=0.02mol，据此分析解题。 【解析】A．铜原子失去2个电子转化为Cu2+，Cu2+再和2个OH-结合生成Cu(OH)2，可知转移的电子数目等于OH-的数目，n(OH-)=0.1L×4mol•L-1=0.4mol，则转移的电子的物质的量也是0.4mol，A错误； B．转移了0.4mol电子，则需要O2物质的量为：=0.1mol，其在标准状况下的体积为0.1mol×22.4L/mol=2.24L，B错误； C．在反应过程中HNO3体现出了酸性和氧化性，体现酸性的硝酸转化为了Cu(NO3)2，硝酸铜与NaOH又恰好反应，而n()=n(OH-)=0.4mol，体现氧化性的硝酸转化为NO2和NO，而n(NO2)+n(NO)==0.2mol，由N原子守恒可知，参加反应的硝酸的物质的量为：0.4mol+0.2mol=0.6mol，C错误； D．设n(NO2)=xmol，n(NO)=ymol，则根据转移电子守恒和物料守恒，有①x+y=0.2mol，②x+3y=0.4mol，联合①②解得x=y=0.1mol，混合气体中NO2与NO物质的量之比为1：1，D正确；故选D。 20．查资料知：一般情况下，不同浓度的硝酸与金属反应，硝酸的浓度越小，还原产物中低价态的成分所占比例越多。下图表示铁与不同浓度硝酸反应时的主要还原产物(、、、NO、)及含量，下列说法错误的是 A．a、b曲线代表的还原产物分别为和 B．浓硝酸与足量的铁粉完全反应，生成NO和的物质的量之比为1∶1 C．56g铁粉与足量稀硝酸完全反应，此反应过程中表现酸性的的总质量大于189g D．P点时，生成NO与物质a转移电子的物质的量之比为3∶8 【答案】B 【解析】A．硝酸的浓度越小，还原产物中低价态的成分所占比例越多，由图可知，a、b曲线代表的还原产物分别为和NO2，故A正确； B．25.00mL12.68mol•L-1浓硝酸与足量的铁粉完全反应，随着反应进行硝酸浓度越来越小，生成的产物及物质的量分数也发生变化，生成NO和NO2的物质的量不一定相等，故B错误； C．56g铁粉与足量1.54mol•L-1稀硝酸完全反应生成Fe(NO3)3，体现酸性的硝酸为3mol,即189g,故C正确； D．P点时，生成NO与物质的量相同，,,转移电子数为3∶8，故D正确；故选B。 ( 17 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题08 氮的循环 考点01 氮气的性质与用途 考点02 氮的氧化物 考点03 氮氧化物溶于水 考点04 氮氧化物对环境的污染及防治 考点05 氨的性质 考点06 氨气的实验室制法 考点07 铵盐及铵根的检验 考点08 硝酸的性质 考点09 金属与硝酸反应的计算 考点10 氮及其化合物的转化关系 ▉考点01 氮气的性质与用途 1．氮的固定 2．氮气的性质 (1)物理性质： 的气体，密度比空气略小， 于水。 (2)化学性质 写出有关化学方程式： ①3Mg＋N2Mg3N2； ②N2＋3H22NH3； ③N2＋O22NO。 3.氮气的用途 ①文物馆将贵重文物保存在氮气中（N2的 ）。 ②氮气是合成氨工业的重要原料（N2的 ）。 ③雷电是自然界重要的固氮方式（N2的 ）。 ④医疗上，液氮是常见的冷冻剂（N2的沸点低，液氮 ，且汽化吸收热量）。 ▉考点02 氮的氧化物 1.氮的氧化物 氮有多种价态的氧化物，氮元素从＋1→＋5价都有对应的氧化物，如N2O、NO、N2O3、NO2(或N2O4)、N2O5，其中属于酸性氧化物的是N2O3、N2O5。 2.一氧化氮和二氧化氮的比较 性质 NO NO2 色、味、态 水溶性 毒性 与水反应 与氧气反应 【特别提醒】 ①NO2与N2O4存在下列平衡：2NO2N2O4，因此实验测得NO2的平均相对分子质量总大于46。②验证某无色气体为NO的方法是向该无色气体中通入O2(或空气)，无色气体变为红棕色。 3.鉴别二氧化氮和溴蒸气 已知液溴极易汽化成 的溴蒸气，设计简单的实验鉴别二氧化氮和溴蒸气。 （1）方案一：将气体分别溶于盛有少量有机溶剂(如苯、四氯化碳)的试管中，溶液变橙红色的是溴蒸气，无变化的是NO2。 （2）方案二：将气体分别通入盛有少量水的试管中，溶液变黄的是溴蒸气，无明显现象的是NO2。 （3）方案三：将气体分别通入盛有少量硝酸银溶液的试管中，产生淡黄色沉淀的是溴蒸气，无明显现象的是NO2。 ▉考点03 氮氧化物溶于水 1.氮氧化物溶于水的问题分析 无论是单一气体(NO2)，还是NO、NO2、O2中的两者的混合气体，反应的实质是3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，2NO＋O2===2NO2，故若有气体剩余只能是NO或O2，不可能是NO2。 (1)若NO和O2通入水中，总关系式为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3(4∶3)。 (2)若NO2和O2通入水中，总关系式为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3(4∶1)。 (3)NO2、NO、O2三种混合气体通入水中： ①可先将NO和O2转化为NO2，再按上述各种情况分别处理。 ②也可先将NO2和H2O反应转化为NO，再按4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3情况处理。 2.氮的氧化物和氧气、水反应的计算方法 (1)关系式法 ①NO2和O2混合气体溶于水的计算 由4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可知： V(NO2)∶V(O2) ②NO与O2同时通入水中 由4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3可知： V(NO)∶V(O2) ③NO2、NO、O2三种混合气体通入水中 a．可先将NO和O2转化为NO2，再按上述各种情况分别处理。 b．也可先将NO2和H2O反应转化为NO，再按4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3情况处理。 (2)得失电子守恒法 当NOx转化为硝酸时要失去电子，如果是NOx与O2混合，则反应中O2得到的电子数与NOx失去的电子数相等。 ▉考点04氮氧化物对环境的污染及防治 1.常见的污染类型 （1）光化学烟雾：NOx在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生了一种有毒的烟雾。 （2）酸雨：NOx排入大气中后，与水反应生成HNO3和HNO2，随雨雪降到地面。 （3）破坏臭氧层：NO2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。 （4）NO与 结合使人中毒。 2.常见的氮氧化物尾气处理方法 （1）碱液吸收法 工业尾气中的NOx常用碱液吸收处理，NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是 n(NO2)≥n(NO)。 （2）催化转化法 在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2)，或NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2)。一般适用于汽车尾气的处理。 ▉考点05 氨的性质 1．氨的结构特征 2．氨的物理性质 无色、有 气味的气体，密度比空气的 ，易 ，液氨可作 ，极易溶于水(1∶700)，可由喷泉实验证明。 3．氨的化学性质 (1)较稳定：N的 ，N—H的 ，因而NH3比较稳定。 (2) (3)较强的配位能力 Cu(OH)2溶于氨水：Cu(OH)2＋4NH3===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－。 (4)还原性 催化氧化：4NH3＋5O24NO＋6H2O。 【特别提醒】 ①NH3是中学化学中唯一的碱性气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，可在推断题中作为解题突破口。 ②氨水呈碱性，NH3·H2O属于一元弱碱，计算氨水的浓度时，溶质按NH3进行计算。 ▉考点06 氨气的实验室制法 1.氨气的实验室制法 2.氨气的简易制法 方法 化学方程式(或原理) 发生装置 加热浓氨水 NH3·H2ONH3↑＋H2O 浓氨水＋固体 NaOH NaOH溶于水放热，促使NH3·H2O分解，且OH－浓度的增大有利于NH3的生成 浓氨水＋ 固体CaO CaO与水反应，使溶剂(水)减少；反应放热，促使NH3·H2O分解。化学方程式为NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2 ▉考点07 铵盐及铵根的检验 1.铵盐的性质 (1)铵盐的物理性质 铵盐通常是 固体，绝大多数铵盐 于水。 (2)铵盐的化学性质 2.铵根的检验 ▉考点08 硝酸的性质 1．物理性质 硝酸是 、 、 气味的液体。 2．化学性质 (1)不稳定性 反应：4HNO32H2O＋4NO2↑＋O2↑。 (2)强氧化性 硝酸无论浓、稀都具有 ，而且浓度越大，氧化性 。 ①与金属反应 稀硝酸与铜反应的化学方程式：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O； 浓硝酸与铜反应的化学方程式：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。 ②与非金属反应 浓硝酸与C反应的化学方程式：C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。 ③与还原性化合物反应 硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2＋等还原性物质。 稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式：3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。 (3)与有机物反应 ①硝化反应(与反应)： ＋HNO3＋H2O； ②显色反应：含有苯环的蛋白质遇到浓硝酸加热后变 。 ▉考点09 金属与硝酸反应的计算 1.金属与硝酸反应计算的思维模型 2.金属与硝酸反应的计算方法 （1）电子守恒法：金属失电子数＝n(NO2)＋3n(NO)。 （2）原子守恒法：n(HNO3)＝xn[M(NO3)x]＋n(NO2)＋n(NO)(x代表金属元素的化合价)。 若向反应后溶液中加入NaOH溶液恰好使Mx＋沉淀完全，此时溶质为NaNO3，则存在： n(Na＋)＝n(NO)＝n(HNO3)－n(NO)－n(NO2)。 （3）电荷守恒法：HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH－)有c(NO)＝c(H＋)＋x×c(Mx＋)。起酸性作用的HNO3的物质的量是金属的物质的量和金属所带电荷数的乘积，可表示为n(HNO3)酸性＝xn(Mx＋)＝n(e－)(Mn＋代表金属离子)。 （4）离子方程式计算法：金属与硫酸、硝酸的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO在硫酸提供H＋的条件下能继续与金属反应，故此类题目应用离子方程式来计算3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H＋或NO进行相关计算，且要符合电荷守恒。 ▉考点10 氮及其化合物的转化关系 1．氮元素的“价—类”二维图 氮元素有多种可变化合价，物质的种类较多，在复习时要从物质类别和价态变化理解这些物质之间的转化关系。 2．含氮元素物质之间的转化关系 (1)工业合成氨：N2＋3H22NH3； (2)实验室用NH4Cl固体制NH3：2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋2H2O＋CaCl2； (3)NH3的催化氧化：4NH3＋5O24NO＋6H2O； (4)NO2溶于水：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO； (5)Cu溶于稀HNO3：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O； (6)Cu溶于浓HNO3：Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O； (7)炽热的炭在浓硝酸中燃烧：C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O； (8)浓硝酸见光分解：4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O。 1．氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是 A．自然固氮、人工固氮都是将N2转化为NH3 B．侯氏制碱法以H2O、NH3、CO2、NaCl为原料制备NaHCO3和NH4Cl C．汽车尾气催化转化器中发生的主要反应：2NO+2CON2+2CO2 D．多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环” 2．下列关于氮及其化合物的说法正确的是 A．氨的水溶液俗称氨水，显弱碱性，能使酚酞溶液变红色 B．NO、均为大气污染气体，在大气中可稳定存在 C．易溶于水，所以液氨常用作制冷剂 D．常温下，浓硝酸与铁反应可产生红棕色气体 3．以下实验方案不正确的是 A．该实验可以体现是碱性气体 B．收集NO气体 C．验证的存在 D．氨气的收集 4．下列离子检验方法正确的是 实验目的 实验操作 A 检验溶液中是否含 在待测液中滴入溶液，若出现沉淀，再滴加稀盐酸，观察沉淀是否溶解 B 检验溶液中是否含 取适量待测液于试管中，向试管中滴加适量溶液，加热试管，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，观察红色石蕊试纸是否变蓝 C 检验溶液中是否含 在待测液中滴入稀，观察溶液是否有气泡产生 D 检验溶液中是否含 用铂丝蘸取待测液，在酒精灯外焰上灼烧，观察火焰是否为紫色 5．只用一种试剂将四种溶液区分开，这种试剂是 A．NaOH溶液 B．溶液 C．溶液 D．溶液 6．常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是 A．氨水溶液：、、OH-、 B．盐酸溶液：、、、HS- C．酸性溶液：、、、 D．溶液：、、H+、Fe2+ 7．细菌可以促使含铁、氮的物质发生氧化还原反应，实现铁、氮两种元素的循环。部分转化如图，下列说法正确的是 A．硝化过程属于氮的固定 B．反硝化过程含氮物质发生氧化反应 C．亚硝态氮只能通过反硝化过程转化为氮气 D．土壤中的铁循环可将氮元素从水体中还原除去 8．利用图示装置和下列试剂，能实现对应气体的制备、干燥和收集的是 选项 试剂a 固体b 固体c 制备的目标气体 A 浓硫酸 大理石 B 70%硫酸溶液 碱石灰 C 浓氨水 生石灰 D 浓硝酸 铜片 9．下列关于氨水的叙述正确的是（    ） A．氨水显碱性，是因为氨水是一种弱碱 B．氨水和液氨成分相同 C．氨水中物质的量浓度最大的粒子是NH3（除水外） D．1mol·L-1的氨水指在1L溶液中含NH3、NH3·H2O、NH4+物质的量之和为1mol 10．某氮的氧化物和一氧化碳在催化剂的作用下充分反应，生成氮气和二氧化碳。若测得氮气和二氧化碳的物质的量之比为，则该氮的氧化物是 A． B． C． D． 11．下列离子方程式书写正确的是 A．NaOH溶液中通入过量的SO2：SO2 +2OH-=+H2O B．铜片插入稀硝酸中：Cu+4H+ +2=Cu2+ +2NO2↑+2H2O C．氨水中加入氯化铁溶液：Fe3+ +3 NH3·H2O=3+Fe(OH)3↓ D．碳酸氢铵溶液与足量的NaOH溶液混合后加热： +OH-NH3↑+ H2O 12．在一定条件下，NO跟NH3可以发生反应：6NO+4NH3=5N2+6H2O，该反应中被还原和被氧化的氮元素的质量比是 A．3：2 B．2：1 C．1：1 D．2：3 13．利用如图所示装置可以做喷泉实验。下列有关说法错误的是 A．圆底烧瓶要干燥 B．产生喷泉现象时，烧瓶内的压强大于大气压 C．若烧瓶内充满氨气，实验后烧瓶中所得氨水的浓度是mol/L(假设在标准状况下完成实验) D．烧瓶内充满SO2，胶头滴管和烧杯中加入浓碱液也可能形成喷泉 14．某课外活动小组欲利用CuO与反应，研究的某种性质并测定其组成，设计了如下实验装置(夹持装置未画出)进行实验。下列说法错误的是 A．B、D中的碱石灰均可换为无水 B．E装置中浓硫酸的作用是防止F中的水分进入D装置 C．实验完毕，若测得干燥管D增重，装置F测得气体的体积为(已折算成标准状况)，则氨分子中氮、氢的原子个数比为 D．通过观察装置C中黑色CuO粉末变为红色固体，量气管有无色无味的气体，说明具有还原性 15．常温常压下，在四支相同的试管中，分别装入等物质的量混合的两种气体。混合气体具体组成如下表，将四支试管迅速同时倒立于水槽中，至液面稳定后，水面上升高度由大到小正确的是 试管编号 1 2 3 混合气体组成 NO2、O2 NO、O2 NH3、N2 A．1＞2＞3 B．2＞1＞3 C．3＞1＞2 D．2＞3＞1 16．某澄清透明溶液仅由中的若干种离子组成，取适量溶液进行如下实验： 根据以上实验判断，下列推断正确的是 A．气体1通入澄清石灰水中，溶液一定会变浑浊 B．对滤液2加热，若有气体生成说明原溶液一定存在 C．白色沉淀2说明原溶液中一定存在 D．白色沉淀1中加稀硝酸，沉淀会溶解 17．磷酸氢二铵［］易溶于水，受热易分解，常应用于食品加工等领域。某学习小组用如图所示装置制备(夹持和搅拌装置已省略)，当溶液pH为8.0-9.0时，停止通入NH3，即可制得溶液。下列说法正确的是 A．装置甲中固体可以是生石灰或氢氧化钠固体 B．装置乙溶液pH为8.0-9.0时，立即关闭 C．球形干燥管丁中装有碱石灰，目的是吸收尾气 D．直接蒸发结晶溶液得到产品 18．如图是含氮化合物及单质的“类别-价态”二维图，结合二维图及氧化还原反应原理的基本规律，下列相关分析或预测错误的是 A．和在一定条件下均能反应，可用氨气处理氮氧化物 B．和通入水的化学方程式： C．硝酸用于清洗粘有银的试管，因为银可以置换出稀硝酸中的 D．可能被氧化生成氮气 19．足量的铜使一定量的浓硝酸完全反应完，得到4.48L标准状况)NO2与NO的混合气体，这些气体与一定体积的O2混合后通入水中，恰好被完全吸收生成硝酸。向所得硝酸铜溶液中加入100ml 4mol/L NaOH溶液，Cu2+恰好沉淀完全。下列说法正确的是 A．铜与浓硝酸反应过程中转移了0.5mol电子 B．消耗氧气的体积为1.12L(标准状况) C．参加反应的HNO3是0.8mol D．混合气体中NO2与NO物质的量之比为1：1 20．查资料知：一般情况下，不同浓度的硝酸与金属反应，硝酸的浓度越小，还原产物中低价态的成分所占比例越多。下图表示铁与不同浓度硝酸反应时的主要还原产物(、、、NO、)及含量，下列说法错误的是 A．a、b曲线代表的还原产物分别为和 B．浓硝酸与足量的铁粉完全反应，生成NO和的物质的量之比为1∶1 C．56g铁粉与足量稀硝酸完全反应，此反应过程中表现酸性的的总质量大于189g D．P点时，生成NO与物质a转移电子的物质的量之比为3∶8 ( 17 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有 学科网（北京）股份有限公司 $$