专题02 氮及其化合物 -【暑假自学课】2025年新高二化学暑假提升精品讲义（人教版2019）

专题02 氮及其化合物 内容导航 考点聚焦：紧扣考试命题常考点，有的放矢 重点速记：知识点和关键点梳理，查漏补缺 难点强化：难点内容标注与讲解，能力提升 复习提升：基础巩固+提升专练，全面突破 1.认识氮元素在自然界中的存在形式，了解氮的固定的意义。 2.掌握N2的结构与性质。 3.掌握NO、NO2的性质及二者的相互转化。 4.掌握NO、NO2与O2混合溶于水的计算。 5.掌握NH3的性质。 6.掌握铵盐的性质及铵根的检验方法。 7.掌握喷泉实验的原理及拓展应用。 8.掌握实验室制取NH3的方法。 9.掌握硝酸的性质及有关硝酸氧化性的实验综合题解题规律。 10.掌握硝酸与金属、非金属反应的特点。 11.知道酸雨的成因及防治措施。 一、氮及其氧化物　硝酸 1．氮的固定 2．氮气 (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 ①3Mg＋N2Mg3N2。 ②N2＋3H22NH3。 ③N2＋O22NO。 3．氮的氧化物 (1)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)NO和NO2的比较 性质 NO NO2 色、味、态 的气体 的气体 水溶性 溶于水 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 与氧气反应 不反应 4.氮氧化物对环境的污染、人体的危害及防治 (1)常见的污染类型及对人体的危害 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，随雨水降到地面。 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。 ④NO与血红蛋白结合使人中毒。 (2)常见的NOx尾气处理方法 ①碱液吸收法 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O，NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O 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)，一般适用于工业尾气中NOx的处理。 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)。 二、硝酸 1．硝酸物理性质 硝酸是 、 挥发、 气味的液体。 2．硝酸化学性质 (1)不稳定性 反应： 。 (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： ； 浓硝酸与铜反应的化学方程式： 。 ②与非金属反应 浓硝酸与C反应的化学方程式： 。 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： 。 三、氨　铵盐 1．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。 2．氨的化学性质 (1)较稳定：N的 强，N—H的 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。 3．铵盐 (1)物理性质 铵盐大多数是 固体，绝大多数易溶于水。 (2)化学性质 4．NH的检验步骤 未知液产生使 的红色石蕊试纸变 的气体，则证明含NH。 5．氨的实验室制法 (1) NH4Cl和Ca(OH)2的固体混合物制取氨气 简易装置示意图如图。 (2)用浓氨水制备氨气 方法 化学方程式(或原理) 发生装置 加热浓氨水 浓氨水＋固体NaOH NaOH溶于水放热，促使氨水分解，且OH－浓度的增大有利于NH3的放出 浓氨水＋固体CaO CaO与水反应，使溶剂(水)减少；反应放热，促使氨水分解。化学方程式为NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2 四、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)歧化——同一物质中某元素的化合价在同一反应中既 又 。 如：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O (2)归中——不同物质中同一元素的不同化合价在同一反应中只 。 如：6NO＋4NH35N2＋6H2O NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O 1.氮氧化物溶于水的有关计算 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.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。 3.喷泉实验的原理与应用 （1）喷泉实验的原理 使烧瓶内外在短时间内产生较大的压强差，利用大气压将烧瓶下面烧杯中的液体压入烧瓶内，在尖嘴导管口形成喷泉。 （2）形成喷泉的类型 下面是几种常见的能形成喷泉的气体和液体。 气体 HCl NH3 CO2、Cl2、 SO2、H2S NO2 NO、O2、 (4∶3) NO2、O2 (4∶1) 吸收剂 水、NaOH溶液 水 NaOH溶液 水 水 水 （3）喷泉实验的发散装置及操作方法 喷泉实验是中学化学的重要实验，其本质是形成压强差而引发液体上喷，以教材中的装置(发散源)可设计如图所示的多种不同的装置和采用不同的操作(如使气体溶于水、热敷或冷敷、生成气体、使气体发生反应等)来形成喷泉。 设计说明： (Ⅰ)装置改变了胶头滴管的位置，将胶头滴管中的水挤入试剂瓶中，试剂瓶内压强增大，即可使少量溶液沿导管进入烧瓶中，导致大量的NH3溶解，烧瓶内形成负压而产生喷泉。 (Ⅱ)装置省去了胶头滴管，用手(或热毛巾等)捂热烧瓶，氨受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气，氨与水接触(或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶，使水进入烧瓶中，氨溶于水)，即发生喷泉。 (Ⅲ)装置在水槽中加入能使水温升高的物质，使锥形瓶内酒精因升温而挥发，锥形瓶内气体压强增大而产生喷泉。 (Ⅳ)装置向烧瓶中通入一定量的H2S和SO2，现象为有淡黄色粉末状物质生成，瓶内壁附有水珠，NaOH溶液上喷形成喷泉。 (Ⅴ)装置打开①处的止水夹并向烧瓶中缓慢通入等体积的HCl气体后关闭该止水夹，等充分反应后再打开②处的止水夹，观察到先有白烟产生，后产生喷泉。 (Ⅵ)装置中，挤压胶头滴管，然后打开导管上部的两个旋塞，则在右面烧瓶出现喷烟现象，再打开导管下部的止水夹，则可产生双喷泉。 （4）喷泉实验产物的浓度计算 关键是确定所得溶液中溶质的物质的量和溶液的体积，标准状况下的气体进行喷泉实验后所得溶液的物质的量浓度： HCl、NH3、NO2气体或它们与其他不参与反应的气体混合时，所得溶液的物质的量浓度为 mol·L－1。 当是NO2和O2的混合气体且体积比为4∶1时，c(HNO3)＝ mol·L－1。 基础巩固 1．（24-25高一下·安徽黄山·期中）酸雨形成的示意图如图所示。下列说法正确的是 A．pH<7的雨水即为酸雨 B．汽车排气口处发生反应：N2+O22NO2 C．可以通过“汽车尾气催化净化”、“燃煤脱硫”等措施遏制酸雨形成 D．二氧化氮、二氧化硫均能形成强酸，所以都为酸性氧化物 2．（24-25高一下·广东深圳·期中）下列说法正确的是 A．所有铵盐中，N元素的化合价都是-3价 B． 溶于水能导电，因此是电解质 C．将少量硫酸铵和熟石灰混合在研钵中进行研磨，可以闻到刺激性气味 D．铵盐比较稳定，因此贮存铵态氮肥时无需密封保存 3．（24-25高一下·广东深圳·期中）用排空气法收集干燥的进行喷泉实验，装置如图。打开弹簧夹，挤压胶头滴管，下列说法错误的是 A．该实验证明氨气极易溶于水 B．烧杯中换成饱和食盐水将无法形成喷泉 C．形成蓝色喷泉说明氨水呈碱性 D．实验室常用加热浓氨水的方法快速制取氨气 4．（24-25高一下·广东深圳·期中）利用下列装置制取并收集氨气，下列装置(“→”表示气流方向)正确且能达到实验目的的是 A．制备氨气 B．净化氨气 C．收集氨气 D．尾气处理 5．（24-25高一下·宁夏吴忠·期中）下列关于氮的氧化物的说法中正确的是 A．氮的氧化物都是酸性氧化物，都是大气污染物 B．氮的氧化物都既有氧化性，又有还原性 C．NO2与H2O反应生成HNO3，所以NO2是酸性氧化物 D．不能用排空气法收集NO 6．（24-25高一下·福建福州·期中）下列说法中正确的是 A．硝酸应保存在棕色塑料瓶中 B．浓硝酸与碳反应时，硝酸只表现为强氧化性 C．稀硝酸与Cu反应时，硝酸只表现为强氧化性 D．常温下，浓硝酸不与铁和铝反应，但稀硝酸可以与铁和铝反应 7．（24-25高一下·山东聊城·期中）下列各组溶液中，离子一定能大量共存的是 A．使酚酞变红的溶液中：、、、 B．含有0.1mol/L 的溶液中：、、、 C．室温下，pH=1的溶液中：、、、 D．稀硫酸中：、Cu2+、、 8．（24-25高一下·天津·期中）化学研究工作者利用传感技术测定喷泉实验中的压强变化来认识喷泉实验的原理。实验装置如图1，关闭a，将单孔塞(插有吸入水的胶头滴管)塞紧瓶口c，打开b，完成喷泉实验。电脑绘制三颈瓶内压强变化曲线如图2： 下列关于该实验的说法错误的是 A．制取氨气时烧瓶中的X固体可以是CaCl2 B．图中C点时喷泉最剧烈 C．若去掉装置中的胶头滴管，采用热敷烧瓶的方法也可产生喷泉现象 D．喷泉实验结束后，发现水未充满三颈烧瓶，可能是因为收集的氨气不纯 9．（24-25高一下·广东汕头·期中）氮及其化合物的“价—类”二维图如下所示。 下列说法不正确的是 A．从物质类别角度分析，Q和Z都属于酸性氧化物 B．将N2转化为Q的过程属于氮的固定 C．可用氧化钙固体和浓氨水不加热来制取X D．3.2gCu与10的Y溶液恰好完全反应，生成NO、NO2混合气体1.12L(标准状况)，则Y溶液的体积为15mL 10．（23-24高一下·四川绵阳·期中）下列实验现象和结论相符的是 操作及现象 结论 A 某溶液中加入盐酸，产生能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体 溶液中一定含有 B 向某溶液中滴加氢氧化钠溶液，微热，将湿润的蓝色石蕊试纸放在试管口，试纸变红 溶液中一定含有 C 向某溶液中先加足量稀盐酸，无沉淀，再加入Ba(NO3)2溶液，有白色沉淀生成 溶液中一定含有 D 用洁净铂丝蘸取某溶液在火焰上灼烧，火焰呈黄色 该溶液一定含有钠元素 提升专练 11．（23-24高一下·四川绵阳·期中）将1.76g铜镁合金完全溶解于50mL某浓度的硝酸中，得到NO2和NO的混合气体1120mL(标准状况)，当向反应后的溶液中加入540mL1.0mol/LNaOH溶液时，金属离子全部转化为沉淀，测得沉淀的质量为3.12g。下列说法正确的是 A．该合金中铜与镁的物质的量之比是1∶1 B．NO2和NO的混合气体中，NO2的体积分数是30% C．得到的NO2和NO混合气体通入一定量O2后被水完全吸收，消耗O2的体积为448 mL D．该硝酸中HNO3的物质的量浓度是10.8 mol/L 12．（24-25高一下·广东深圳·期中）32g Cu与适量浓硝酸完全反应，将生成的混合气体(NO和NO2组成)通入700 mL 1 mol/L NaOH溶液中，混合气体恰好被完全吸收，得到只含NaNO2和NaNO3的混合溶液，混合气体中NO2的物质的量为 A．0.15 mol B．0.3 mol C．0.5 mol D．0.55 mol 13．（24-25高一下·安徽黄山·期中）将1.93g锌铜合金投入20mL一定浓度的硝酸中，合金完全溶解，产生NO和NO2混合气体896mL(不考虑其他气体，体积折算为标准状况下)，反应结束后向溶液中加入80mL 1mol∙L−1 NaOH溶液，恰好使溶液呈中性且金属阳离子全部转化为2.95g沉淀。若将盛有生成混合气体的容器倒扣在水中，通入一定体积的氧气，恰好可将该混合气体完全转化。下列说法错误的是 A．Zn与Cu的物质的量之比为1∶2 B．NO和NO2的体积之比为3∶1 C．原硝酸的浓度为6 mol∙L−1 D．通入的O2体积(标准状况下)V=336mL 14．（24-25高一下·四川宜宾·期中）硝酸可用于制化肥、农药、染料等。将一定质量的铜放入500 mL的浓硝酸溶液中恰好完全反应，共收集到标准状况下的NO2和NO的混合气体44.8 L，将混合气体倒立于水中，通入0.75 mol O2恰好使混合气体全部转化为硝酸，下列说法不正确的是 A．铜与硝酸反应中硝酸表现出酸性和强氧化性 B．原硝酸的物质的量浓度为12 mol/L C．铜的物质的量为1.5 mol D．混合气体中NO2和NO的物质的量之比为3∶1 15．（24-25高一下·湖南衡阳·期中）将一定质量的Cu、CuO混合物加入到0.5 L稀硝酸中，固体完全溶解，产生5.6 L NO(标准状况)。向所得溶液中再加入0.5 L 2.5 mol/L NaOH溶液，恰好使Cu2+ 沉淀完全。过滤后，将沉淀洗涤、干燥、充分灼烧得到40.0 g固体。下列判断错误的是 A．稀硝酸浓度为3.0 mol/L B．原固体混合物中含10.0 g CuO C．原固体混合物中m(Cu)：m(O) = 4：1 D．固体完全溶解时所消耗的硝酸中，被还原与未被还原的硝酸物质的量之比为1：4 16．（24-25高一下·广东深圳·期中）部分含氮物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是 A．将足量铜丝插入d的浓溶液只产生c气体 B．a既可被氧化， 也可被还原 C．c作为尾气可用 NaOH 溶液吸收除去 D．自然界可存在a→b→c→d→e的转化 17．（24-25高一下·江苏无锡·期中）氮氧化物()是大气污染物之一，处理工业废气中的对于环境保护具有重要的意义。 (1)在一定条件下可将还原。甲同学在实验室对该反应进行了探究。实验设计如图(部分夹持装置省略) ①用装置A制备，其中发生反应的化学方程式为 ；装置B内的试剂是 。 ②装置D中发生反应的离子方程式是 。 ③在装置M中和充分反应，生成两种对环境友好的物质，该反应中和的物质的量之比为 。 (2)用NaOH溶液吸收法处理(仅含NO、)。已知过程中发生的反应有： ； ①用不同浓度的NaOH溶液吸收含量不同的尾气，关系如图： (表示中的含量)：用NaOH溶液吸收氮氧化物的最佳条件为： ； 。 ②若一定体积的NOx被的NaOH溶液恰好完全吸收，溶液质量增加19.8g，则x的值为 。 (3)NO的氧化吸收。用NaClO溶液吸收硝酸尾气，可提高尾气中NO的去除率。其他条件相同，NO转化为的转化率随NaClO溶液初始pH(用稀盐酸调节)的变化如图所示。 ①在酸性中，HClO氧化NO生成和，其离子方程式为 ； ②NaClO溶液的初始pH越小，NO转化率越高。其原因是： 。 18．（24-25高一下·广东汕头·期中）某小组对碳与浓硝酸的反应进行探究。请回答下列问题： I．甲同学设计如图所示装置制备并收集NO。 (1)碳与浓硝酸反应的化学方程式为 。 (2)装置B中发生的化学方程式： ；装置C的作用为 。 (3)乙同学认为用装置F代替B更合理，理由为 。 II．利用上述反应中制备的NO探究NO与Na2O2反应。 已知：NaNO2既有氧化性，又有还原性；J处硬质玻璃管中制得的NaNO2中含有少量NaNO3。 (4)反应过程中可以看到J装置中出现的现象是 ，写出J中发生的主要化学方程式 。 (5)实验结束后，设计实验证明J处硬质玻璃管中有NaNO2生成，取少量反应后的固体于试管中，加蒸馏水溶解， 。(可供选择试剂：蒸馏水、KI-淀粉溶液、酸性KMnO4溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液) / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题02 氮及其化合物 内容导航 考点聚焦：紧扣考试命题常考点，有的放矢 重点速记：知识点和关键点梳理，查漏补缺 难点强化：难点内容标注与讲解，能力提升 复习提升：基础巩固+提升专练，全面突破 1.认识氮元素在自然界中的存在形式，了解氮的固定的意义。 2.掌握N2的结构与性质。 3.掌握NO、NO2的性质及二者的相互转化。 4.掌握NO、NO2与O2混合溶于水的计算。 5.掌握NH3的性质。 6.掌握铵盐的性质及铵根的检验方法。 7.掌握喷泉实验的原理及拓展应用。 8.掌握实验室制取NH3的方法。 9.掌握硝酸的性质及有关硝酸氧化性的实验综合题解题规律。 10.掌握硝酸与金属、非金属反应的特点。 11.知道酸雨的成因及防治措施。 一、氮及其氧化物　硝酸 1．氮的固定 2．氮气 (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 ①3Mg＋N2Mg3N2。 ②N2＋3H22NH3。 ③N2＋O22NO。 3．氮的氧化物 (1)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)NO和NO2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 4.氮氧化物对环境的污染、人体的危害及防治 (1)常见的污染类型及对人体的危害 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，随雨水降到地面。 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。 ④NO与血红蛋白结合使人中毒。 (2)常见的NOx尾气处理方法 ①碱液吸收法 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O，NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O 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)，一般适用于工业尾气中NOx的处理。 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)。 二、硝酸 1．硝酸物理性质 硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体。 2．硝酸化学性质 (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。 三、氨　铵盐 1．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。 2．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。 3．铵盐 (1)物理性质 铵盐大多数是白色固体，绝大多数易溶于水。 (2)化学性质 4．NH的检验步骤 未知液产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体，则证明含NH。 5．氨的实验室制法 (1)加热NH4Cl和Ca(OH)2的固体混合物制取氨气 简易装置示意图如图。 (2)用浓氨水制备氨气 方法 化学方程式(或原理) 发生装置 加热浓氨水 NH3·H2OH2O＋NH3↑ 浓氨水＋固体NaOH NaOH溶于水放热，促使氨水分解，且OH－浓度的增大有利于NH3的放出 浓氨水＋固体CaO CaO与水反应，使溶剂(水)减少；反应放热，促使氨水分解。化学方程式为NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2 四、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)歧化——同一物质中某元素的化合价在同一反应中既升高又降低。 如：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O (2)归中——不同物质中同一元素的不同化合价在同一反应中只靠拢。 如：6NO＋4NH35N2＋6H2O NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O 1.氮氧化物溶于水的有关计算 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.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。 3.喷泉实验的原理与应用 （1）喷泉实验的原理 使烧瓶内外在短时间内产生较大的压强差，利用大气压将烧瓶下面烧杯中的液体压入烧瓶内，在尖嘴导管口形成喷泉。 （2）形成喷泉的类型 下面是几种常见的能形成喷泉的气体和液体。 气体 HCl NH3 CO2、Cl2、 SO2、H2S NO2 NO、O2、 (4∶3) NO2、O2 (4∶1) 吸收剂 水、NaOH溶液 水 NaOH溶液 水 水 水 （3）喷泉实验的发散装置及操作方法 喷泉实验是中学化学的重要实验，其本质是形成压强差而引发液体上喷，以教材中的装置(发散源)可设计如图所示的多种不同的装置和采用不同的操作(如使气体溶于水、热敷或冷敷、生成气体、使气体发生反应等)来形成喷泉。 设计说明： (Ⅰ)装置改变了胶头滴管的位置，将胶头滴管中的水挤入试剂瓶中，试剂瓶内压强增大，即可使少量溶液沿导管进入烧瓶中，导致大量的NH3溶解，烧瓶内形成负压而产生喷泉。 (Ⅱ)装置省去了胶头滴管，用手(或热毛巾等)捂热烧瓶，氨受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气，氨与水接触(或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶，使水进入烧瓶中，氨溶于水)，即发生喷泉。 (Ⅲ)装置在水槽中加入能使水温升高的物质，使锥形瓶内酒精因升温而挥发，锥形瓶内气体压强增大而产生喷泉。 (Ⅳ)装置向烧瓶中通入一定量的H2S和SO2，现象为有淡黄色粉末状物质生成，瓶内壁附有水珠，NaOH溶液上喷形成喷泉。 (Ⅴ)装置打开①处的止水夹并向烧瓶中缓慢通入等体积的HCl气体后关闭该止水夹，等充分反应后再打开②处的止水夹，观察到先有白烟产生，后产生喷泉。 (Ⅵ)装置中，挤压胶头滴管，然后打开导管上部的两个旋塞，则在右面烧瓶出现喷烟现象，再打开导管下部的止水夹，则可产生双喷泉。 （4）喷泉实验产物的浓度计算 关键是确定所得溶液中溶质的物质的量和溶液的体积，标准状况下的气体进行喷泉实验后所得溶液的物质的量浓度： HCl、NH3、NO2气体或它们与其他不参与反应的气体混合时，所得溶液的物质的量浓度为 mol·L－1。 当是NO2和O2的混合气体且体积比为4∶1时，c(HNO3)＝ mol·L－1。 基础巩固 1．（24-25高一下·安徽黄山·期中）酸雨形成的示意图如图所示。下列说法正确的是 A．pH<7的雨水即为酸雨 B．汽车排气口处发生反应：N2+O22NO2 C．可以通过“汽车尾气催化净化”、“燃煤脱硫”等措施遏制酸雨形成 D．二氧化氮、二氧化硫均能形成强酸，所以都为酸性氧化物 【答案】C 【解析】pH小于5.6的雨水即为酸雨，故A错误；汽车排气口处发生的反应为一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮，反应的化学方程式为2NO+O2=2NO2，故B错误；可以通过“汽车尾气催化净化”、“燃煤脱硫”等措施可以减少氮的氧化物和二氧化硫的排放，遏制酸雨形成，故C正确；二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮，所以二氧化氮不属于酸性氧化物，故D错误；故选C。 2．（24-25高一下·广东深圳·期中）下列说法正确的是 A．所有铵盐中，N元素的化合价都是-3价 B． 溶于水能导电，因此是电解质 C．将少量硫酸铵和熟石灰混合在研钵中进行研磨，可以闻到刺激性气味 D．铵盐比较稳定，因此贮存铵态氮肥时无需密封保存 【答案】C 【解析】NH4NO3中N的化合价有-3和+5两种，A错误；NH3溶于水生成NH3·H2O能导电，因此NH3·H2O是电解质，NH3不是电解质，B错误；硫酸铵和熟石灰混合在研钵中进行研磨发生反应生成有刺激性气味的气体氨气，可以闻到刺激性气味，C正确；大多数铵盐不稳定，见光或受热易分解，贮存铵态氮肥时需密封保存，D错误；故选C。 3．（24-25高一下·广东深圳·期中）用排空气法收集干燥的进行喷泉实验，装置如图。打开弹簧夹，挤压胶头滴管，下列说法错误的是 A．该实验证明氨气极易溶于水 B．烧杯中换成饱和食盐水将无法形成喷泉 C．形成蓝色喷泉说明氨水呈碱性 D．实验室常用加热浓氨水的方法快速制取氨气 【答案】B 【解析】打开弹簧夹，挤压胶头滴管，氨气迅速溶解于水，使圆底烧瓶内压强迅速减小，形成喷泉，这证明氨气极易溶于水，A正确；氨气极易溶于水，即使烧杯中换成饱和食盐水，氨气也能大量溶解，使烧瓶内压强减小，依然可以形成喷泉，B错误；紫色石蕊溶液遇碱性溶液变蓝，形成蓝色喷泉说明氨水呈碱性，C正确；浓氨水不稳定，加热浓氨水，一水合氨分解生成氨气和水，实验室常用加热浓氨水的方法快速制取氨气，D正确；故选B。 4．（24-25高一下·广东深圳·期中）利用下列装置制取并收集氨气，下列装置(“→”表示气流方向)正确且能达到实验目的的是 A．制备氨气 B．净化氨气 C．收集氨气 D．尾气处理 【答案】D 【解析】氯化铵受热分解生成氨气和氯化氢，氨气和氯化氢在试管口反应生成氯化铵，因此不能用加热氯化铵得到氨气，且固体加热，试管口应向下倾斜，A错误；氨气能和浓硫酸反应，不能用浓硫酸干燥氨气，B错误；氨气密度比空气小，用向下排空气法收集氨气，气流方向为短进长出，C错误；氨气极易溶于水，图中装置能防止倒吸，D正确；故选D。 5．（24-25高一下·宁夏吴忠·期中）下列关于氮的氧化物的说法中正确的是 A．氮的氧化物都是酸性氧化物，都是大气污染物 B．氮的氧化物都既有氧化性，又有还原性 C．NO2与H2O反应生成HNO3，所以NO2是酸性氧化物 D．不能用排空气法收集NO 【答案】D 【解析】氮的氧化物均会对大气产生污染，NO、NO2不是酸性氧化物，A错误；N2O5中N为氮元素的最高价，只有氧化性，没有还原性，B错误；酸性氧化物是指能与碱反应生成盐和水的氧化物，有些酸性氧化物可与水化合生成酸，反应中中心元素化合价不变，NO2不是酸性氧化物，C错误；NO与O2反应，不能用排空气法收集NO，D正确；故选D。 6．（24-25高一下·福建福州·期中）下列说法中正确的是 A．硝酸应保存在棕色塑料瓶中 B．浓硝酸与碳反应时，硝酸只表现为强氧化性 C．稀硝酸与Cu反应时，硝酸只表现为强氧化性 D．常温下，浓硝酸不与铁和铝反应，但稀硝酸可以与铁和铝反应 【答案】B 【解析】硝酸具有强氧化性且见光易分解，故应保存在棕色玻璃瓶中，A错误；浓硝酸与碳反应时，硝酸只表现为强氧化性，B正确；稀硝酸与Cu反应时，硝酸表现为强氧化性和酸性，C错误；常温下，浓硝酸可以与铁和铝反应钝化，生成一层致密氧化膜，保护内部金属，D错误；故选B。 7．（24-25高一下·山东聊城·期中）下列各组溶液中，离子一定能大量共存的是 A．使酚酞变红的溶液中：、、、 B．含有0.1mol/L 的溶液中：、、、 C．室温下，pH=1的溶液中：、、、 D．稀硫酸中：、Cu2+、、 【答案】C 【解析】使酚酞变红的溶液呈碱性，与和都不能大量共存：、，A不符合题意；含有0.1mol/L 的溶液中Fe2+、、因发生氧化还原反应而不能大量共存，B不符合题意；室温下，pH=1的溶液中含有大量的H+，H+、、、、相互之间均不反应，一定能大量共存，C符合题意；稀硫酸中含有和，和不能大量共存：，D不符合题意；故选C。 8．（24-25高一下·天津·期中）化学研究工作者利用传感技术测定喷泉实验中的压强变化来认识喷泉实验的原理。实验装置如图1，关闭a，将单孔塞(插有吸入水的胶头滴管)塞紧瓶口c，打开b，完成喷泉实验。电脑绘制三颈瓶内压强变化曲线如图2： 下列关于该实验的说法错误的是 A．制取氨气时烧瓶中的X固体可以是CaCl2 B．图中C点时喷泉最剧烈 C．若去掉装置中的胶头滴管，采用热敷烧瓶的方法也可产生喷泉现象 D．喷泉实验结束后，发现水未充满三颈烧瓶，可能是因为收集的氨气不纯 【答案】A 【解析】CaCl2固体能吸收氨气，不能与浓氨水放出氨气，X固体不可以是CaCl2，可以选用碱石灰或固体氢氧化钠等，A错误；C点时压强最小，此时气体的溶解最快，C点时喷泉最剧烈，B正确；热敷烧瓶，氨气受热膨胀，通过导管与水接触溶解，也可以产生喷泉现象，C正确；喷泉实验结束后，发现水未充满三颈烧瓶，可能是因为装置气密性不好，也可能是因为氨气中混有空气等，D正确；故选A。 9．（24-25高一下·广东汕头·期中）氮及其化合物的“价—类”二维图如下所示。 下列说法不正确的是 A．从物质类别角度分析，Q和Z都属于酸性氧化物 B．将N2转化为Q的过程属于氮的固定 C．可用氧化钙固体和浓氨水不加热来制取X D．3.2gCu与10的Y溶液恰好完全反应，生成NO、NO2混合气体1.12L(标准状况)，则Y溶液的体积为15mL 【答案】A 【解析】由图可知，X为N的氢化物NH3，Q为N的+2价氧化物NO，Z为N的+4价氧化物NO2，P为N的+5价氧化物N2O5，Y为N的+5价含氧酸HNO3，W为N的-3价碱NH3•H2O；NO不和水反应，也不和碱反应，不是酸性氧化物，NO2和水反应生成HNO3和NO，不是酸性氧化物，故A错误；氮的固定指的是游离态的氮转化为化合态氮的过程，则将N2转化为NO的过程属于氮的固定，故B正确；X为氨气，可用氧化钙固体溶解放热，使浓氨水产生氨气，该反应不加热也能实现，故C正确；3.2gCu 的物质的量为，生成NO、NO2混合气体1.12L在标况下的物质的量为，设NO的物质的量是xmol，NO2的物质的量是ymol，x+y=0.05；3x+y=0.05×2，解得x=0.025，y=0.025，由原子守恒可知n(HNO3)=2n[Cu(NO3)2]+n(气体)=2×0.05mol+0.025mol+0.025mol=0.15mol，V(HNO3)==0.015L=15mL，故D正确；故选A。 10．（23-24高一下·四川绵阳·期中）下列实验现象和结论相符的是 操作及现象 结论 A 某溶液中加入盐酸，产生能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体 溶液中一定含有 B 向某溶液中滴加氢氧化钠溶液，微热，将湿润的蓝色石蕊试纸放在试管口，试纸变红 溶液中一定含有 C 向某溶液中先加足量稀盐酸，无沉淀，再加入Ba(NO3)2溶液，有白色沉淀生成 溶液中一定含有 D 用洁净铂丝蘸取某溶液在火焰上灼烧，火焰呈黄色 该溶液一定含有钠元素 【答案】D 【解析】溶液中加入盐酸，产生能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体，该气体是CO2，溶液中可能含有，也可能含有，所以不能确定一定含有，A错误；检验时，向某溶液中滴加氢氧化钠溶液，微热，应将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，若试纸变蓝，说明溶液中一定含有，而不是用蓝色石蕊试纸，B错误；向某溶液中先加足量稀盐酸，无沉淀，再加入Ba(NO3)2溶液，有白色沉淀生成，该沉淀是BaSO4，但原溶液中可能含有，加入稀盐酸后，溶液中存在和，能将氧化为 ，进而生成BaSO4沉淀，所以不能确定原溶液中一定含有，C错误；元素的焰色试验呈黄色，用洁净铂丝蘸取某溶液在火焰上灼烧，火焰呈黄色，说明该溶液一定含有钠元素，D正确；故选D。 提升专练 11．（23-24高一下·四川绵阳·期中）将1.76g铜镁合金完全溶解于50mL某浓度的硝酸中，得到NO2和NO的混合气体1120mL(标准状况)，当向反应后的溶液中加入540mL1.0mol/LNaOH溶液时，金属离子全部转化为沉淀，测得沉淀的质量为3.12g。下列说法正确的是 A．该合金中铜与镁的物质的量之比是1∶1 B．NO2和NO的混合气体中，NO2的体积分数是30% C．得到的NO2和NO混合气体通入一定量O2后被水完全吸收，消耗O2的体积为448 mL D．该硝酸中HNO3的物质的量浓度是10.8 mol/L 【答案】A 【解析】金属离子全部沉淀时，得到3.12g沉淀为Cu(OH)2、Mg(OH)2，故沉淀中，则，根据电荷守恒可知，金属提供的电子物质的量等于氢氧根的物质的量，设Cu、Mg的物质的量分别为xmol、ymol，根据二者总质量、电子转移守恒有：64x+24y=1.76、2x+2y=0.08，解得：x=0.02=y=0.02，故合金中铜与镁的物质的量之比是0.02mol：0.02mol=1∶1，A正确；设NO2的物质的量为amol，则NO的物质的量为，根据电子转移守恒可知：，解得a=0.035，则NO2的体积分数，B错误；得到的NO2和NO混合气体通入一定量O2后被水完全吸收，又重新转化为HNO3，根据电子转移守恒可知，氧气获得电子数等于金属失去电子数，故消耗O2物质的量为，但氧气不一定处于标准状况下，即消耗氧气的体积不一定是448mL，C错误；NO2和NO混合气体的物质的量为，完全沉淀溶液中溶质为硝酸钠，根据Na元素守恒可知：，根据N元素混合可知：，故，D错误；故选A。 12．（24-25高一下·广东深圳·期中）32g Cu与适量浓硝酸完全反应，将生成的混合气体(NO和NO2组成)通入700 mL 1 mol/L NaOH溶液中，混合气体恰好被完全吸收，得到只含NaNO2和NaNO3的混合溶液，混合气体中NO2的物质的量为 A．0.15 mol B．0.3 mol C．0.5 mol D．0.55 mol 【答案】D 【解析】32g Cu与适量浓硝酸完全反应，n(Cu)==0.5mol，每个 Cu 原子失去 2e⁻，总失去电子数为：生成的NO和NO2中，N的还原分别对应每个分子获得3e⁻和1e⁻。设NO的物质的量为，NO2 的物质的量为，则：；混合气体被 NaOH 吸收后生成 NaNO2 和 NaNO3。溶液中钠的总物质的量为：，同时，气体中N的总物质的量等于盐中N的总量：，联立方程组：，解得：，因此NO2的物质的量为0.55 mol，故选D。 13．（24-25高一下·安徽黄山·期中）将1.93g锌铜合金投入20mL一定浓度的硝酸中，合金完全溶解，产生NO和NO2混合气体896mL(不考虑其他气体，体积折算为标准状况下)，反应结束后向溶液中加入80mL 1mol∙L−1 NaOH溶液，恰好使溶液呈中性且金属阳离子全部转化为2.95g沉淀。若将盛有生成混合气体的容器倒扣在水中，通入一定体积的氧气，恰好可将该混合气体完全转化。下列说法错误的是 A．Zn与Cu的物质的量之比为1∶2 B．NO和NO2的体积之比为3∶1 C．原硝酸的浓度为6 mol∙L−1 D．通入的O2体积(标准状况下)V=336mL 【答案】B 【分析】由题意可知，锌铜合金与硝酸反应生成硝酸铜、硝酸锌、氮的氧化物和水，向完全溶解得到的溶液中加入氢氧化钠溶液得到氢氧化铜和氢氧化锌沉淀，设锌铜合金中铜、锌的物质的量分别为amol、bmol，由合金的质量可得：64a+65b=1.93，由沉淀的质量可得：98a+99b=2.95，解联立方程可得a=0.02、b=0.01；设反应生成一氧化氮和二氧化氮的物质的量分别为xmol、ymol，由混合气体的体积可得：x+y=0.04，由得失电子数目守恒可得：3x+y=0.06，解得x=0.01、y=0.03；由加入氢氧化钠溶液恰好使溶液呈中性可知，反应得到的溶液为硝酸钠溶液，由电荷守恒可知，溶液中硝酸根离子的物质的量为1mol/L×0.08L=0.08mol，则由原子个数守恒可知，原硝酸的浓度为=6mol/L；将盛有生成混合气体的容器倒扣在水中，通入一定体积的氧气，恰好可将该混合气体完全转化说明一氧化氮、二氧化氮与氧气和水反应恰好生成硝酸，由得失电子数目守恒可知，标准状况下氧气的体积为×22.4L/mol×103mL/L=336mL。 【解析】由分析可知，合金中铜、锌的物质的量之比为0.02mol∶0.01mol=2∶1，故A正确；由分析可知，混合气体中一氧化氮和二氧化氮的体积比等于物质的量比为0.01mol∶0.03mol=1∶3，故B错误；由分析可知，原硝酸的浓度为6mol/L，故C正确；由分析可知，通入标准状况下氧气的体积为336mL，故D正确；故选B。 14．（24-25高一下·四川宜宾·期中）硝酸可用于制化肥、农药、染料等。将一定质量的铜放入500 mL的浓硝酸溶液中恰好完全反应，共收集到标准状况下的NO2和NO的混合气体44.8 L，将混合气体倒立于水中，通入0.75 mol O2恰好使混合气体全部转化为硝酸，下列说法不正确的是 A．铜与硝酸反应中硝酸表现出酸性和强氧化性 B．原硝酸的物质的量浓度为12 mol/L C．铜的物质的量为1.5 mol D．混合气体中NO2和NO的物质的量之比为3∶1 【答案】B 【解析】铜与一定量浓硝酸反应，反应产生Cu(NO3)2、NO2和NO、H2O，在反应中硝酸表现出酸性和强氧化性，A正确；HNO3与金属反应产生Cu(NO3)2、NO2和NO，反应中起酸作用的硝酸的物质的量等于反应过程中转移电子的物质的量等于溶液中的物质的量；起氧化剂作用的HNO3的物质的量等于反应产生的标准状况下NO2和NO的混合气体的物质的量。NO2和NO的混合气体44.8L的物质的量n(NO2)+n(NO)=。金属失去电子的物质的量与硝酸得到电子转化为NO2和NO时物质的量相等，NO2和NO与通入水中的0.75 molO2恰好反应转化为HNO3，n(e-)=4n(O2)=4×0.75mol=3mol，故n(HNO3)=2n[Cu(NO3)2]+n(NO2)+n(NO)=3mol+2mol=5mol，由于溶液的体积是500mL，故原硝酸的物质的量浓度c(HNO3)=，B错误；根据电子守恒，铜失去的电子数等于硝酸得到电子数，也等于O2得到的电子数，由于Cu是+2价金属，所以铜的物质的量之和为n(Cu)=，C正确；反应产生的标准状况下44.8LNO、NO2混合气体的物质的量n(NO2)+n(NO)=，根据电子得失数目相等可得n(NO2)+3n(NO)=0.75mol×4=3mol，解得n(NO2)=1.5mol，n(NO)=0.5mol，n(NO2)：n(NO)=3：1。在相同外界条件下，气体的体积比等于气体的物质的量的比，所以混合气体中NO2和NO的体积比为3：1，D正确；故选B 15．（24-25高一下·湖南衡阳·期中）将一定质量的Cu、CuO混合物加入到0.5 L稀硝酸中，固体完全溶解，产生5.6 L NO(标准状况)。向所得溶液中再加入0.5 L 2.5 mol/L NaOH溶液，恰好使Cu2+ 沉淀完全。过滤后，将沉淀洗涤、干燥、充分灼烧得到40.0 g固体。下列判断错误的是 A．稀硝酸浓度为3.0 mol/L B．原固体混合物中含10.0 g CuO C．原固体混合物中m(Cu)：m(O) = 4：1 D．固体完全溶解时所消耗的硝酸中，被还原与未被还原的硝酸物质的量之比为1：4 【答案】C 【分析】铜和氧化铜的混合物溶于稀硝酸中，铜和稀硝酸反应生成硝酸铜、5.6LNO(0.25mol)和水，氧化铜和硝酸反应生成硝酸铜和水，向所得溶液中加入NaOH溶液，Cu2+和OH-反应生成Cu(OH)2沉淀，过滤洗涤后灼烧得到氧化铜的质量为40.0 g (0.5mol)，所得滤液为硝酸钠溶液，按钠离子守恒，硝酸钠为0.5 L× 2.5 mol/L=1.25 mol； 【解析】按氮元素守恒，0.5 L稀硝酸中溶质的物质的量为1.25 mol+0.25 mol=1.5 mol，则稀硝酸浓度为1.5 mol÷0.5 L =3.0 mol/L，A正确；铜和稀硝酸反应生成硝酸铜、NO和水，生成的NO的物质的量为0.25mol，则转移电子0.75mol，根据电子守恒，消耗的铜为0.375mol，根据铜元素守恒，固体溶解后溶液中铜离子共0.5mol，其中有0.5mol -0.375mol=0.125mol来自氧化铜，则原有氧化铜0.125mol，质量为0.125mol×80g/mol =10.0g，B正确；由B分析可知，混合物中铜元素共有0.5mol、质量为0.5mol×64g/mol =32g，氧化铜有0. 125mol，则氧元素质量为0.125mol×16g/mol =2g，所以原固体混合物中m(Cu)：m(O) = 32:2=16:1，C错误；固体完全溶解时所消耗的硝酸用于生成一氧化氮和硝酸铜，生成的NO的物质的量为0.25mol，则被还原的硝酸为0.25mol，反应中形成硝酸铜0.5mol，则未被还原的硝酸为1.0mol，则被还原与未被还原的硝酸物质的量之比为0.25mol :1.0mol =1:4，D正确；故选C。 16．（24-25高一下·广东深圳·期中）部分含氮物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是 A．将足量铜丝插入d的浓溶液只产生c气体 B．a既可被氧化， 也可被还原 C．c作为尾气可用 NaOH 溶液吸收除去 D．自然界可存在a→b→c→d→e的转化 【答案】A 【分析】根据图示，a为0价且为单质，则a为N2；b为+2价、c为+4价且都为氧化物，则b为NO、c为NO2(或N2O4)；d为+5价且为酸，则d为HNO3；e为+5价且为盐，则e为硝酸盐，据此分析解答； 【解析】足量铜丝插入d的浓溶液，先发生，得到气体c：NO2，随着反应进行，逐渐降低，发生反应，得到的气体变为b：NO，不是只能得到c气体，A错误；a为N2，在一定条件下能被氧化：，也可以被还原：，B正确；c作为尾气可用NaOH溶液吸收除去，C正确；自然界可存在a→b→c→d→e的转化，自然界的雷雨固氮由氮气与氧气生成NO，NO与氧气生成NO2，NO2溶于水生成硝酸和NO，硝酸与矿物质生成硝酸盐，D正确；故选A。 17．（24-25高一下·江苏无锡·期中）氮氧化物()是大气污染物之一，处理工业废气中的对于环境保护具有重要的意义。 (1)在一定条件下可将还原。甲同学在实验室对该反应进行了探究。实验设计如图(部分夹持装置省略) ①用装置A制备，其中发生反应的化学方程式为 ；装置B内的试剂是 。 ②装置D中发生反应的离子方程式是 。 ③在装置M中和充分反应，生成两种对环境友好的物质，该反应中和的物质的量之比为 。 (2)用NaOH溶液吸收法处理(仅含NO、)。已知过程中发生的反应有： ； ①用不同浓度的NaOH溶液吸收含量不同的尾气，关系如图： (表示中的含量)：用NaOH溶液吸收氮氧化物的最佳条件为： ； 。 ②若一定体积的NOx被的NaOH溶液恰好完全吸收，溶液质量增加19.8g，则x的值为 。 (3)NO的氧化吸收。用NaClO溶液吸收硝酸尾气，可提高尾气中NO的去除率。其他条件相同，NO转化为的转化率随NaClO溶液初始pH(用稀盐酸调节)的变化如图所示。 ①在酸性中，HClO氧化NO生成和，其离子方程式为 ； ②NaClO溶液的初始pH越小，NO转化率越高。其原因是： 。 【答案】(1) 碱石灰 4：3 (2) 50% 1.25mol/L 1.6 (3) NaClO溶液的初始pH越小，则氢离子浓度越大，使得次氯酸根离子和氢离子转化为氧化性强的HClO，导致NO转化率越高 【分析】据实验装置分析可知，装置A中用Ca(OH)2和NH4Cl制备氨气，方程式为，B中盛放碱石灰干燥氨气，D中Cu与浓硝酸制备NO2，方程式为4HNO3(浓)+Cu=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，用无水CaCl2干燥NO2，生成的两种气体进入M中发生反应，8NH3+6NO27N2+12H2O，上方的气球用于收集尾气气体； 【解析】（1）①用装置A制备NH3，反应为氯化铵和氢氧化钙加热生成氯化钙、水和氨气，；装置B的作用是干燥氨气，U型管内的试剂是碱石灰； ②装置D中铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮与水，装置D中发生反应的离子方程式是； ③在装置M中和NO2充分反应，生成两种对环境友好的物质，结合质量守恒，反应生成氮气和水：8NH3+6NO27N2+12H2O，该反应中NH3和NO2的物质的量之比为4：3； （2）①根据图象分析可知，50%、1.25mol/L时，氮氧化物的吸收率最高，因此用溶液吸收氮氧化物的最佳条件为：50%、1.25mol/L； ②若一定体积的被的NaOH溶液（含0.25L×2mol/L=0.5molNaOH）恰好完全吸收，溶液质量增加19.8g，结合质量守恒，则NOX质量为19.8g、，结合方程式可知，，则NOx物质的量为0.5mol，则，x的值为1.6； （3）①在酸性中，HClO氧化NO生成和，反应中氯化合价由+1变-1、氮化合价由+2变为+5，结合电子守恒，其离子方程式为； ②NaClO溶液的初始pH越小，则氢离子浓度越大，使得次氯酸根离子和氢离子转化为氧化性强的HClO，导致NO转化率越高。 18．（24-25高一下·广东汕头·期中）某小组对碳与浓硝酸的反应进行探究。请回答下列问题： I．甲同学设计如图所示装置制备并收集NO。 (1)碳与浓硝酸反应的化学方程式为 。 (2)装置B中发生的化学方程式： ；装置C的作用为 。 (3)乙同学认为用装置F代替B更合理，理由为 。 II．利用上述反应中制备的NO探究NO与Na2O2反应。 已知：NaNO2既有氧化性，又有还原性；J处硬质玻璃管中制得的NaNO2中含有少量NaNO3。 (4)反应过程中可以看到J装置中出现的现象是 ，写出J中发生的主要化学方程式 。 (5)实验结束后，设计实验证明J处硬质玻璃管中有NaNO2生成，取少量反应后的固体于试管中，加蒸馏水溶解， 。(可供选择试剂：蒸馏水、KI-淀粉溶液、酸性KMnO4溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液) 【答案】(1)C+4HNO3(浓)4NO2↑+CO2↑+2H2O (2) 3NO2+H2O=2HNO3+NO 除去反应生成的CO2 (3)装置F可以起到防倒吸的作用 (4) 黄色固体变为白色 2NO+Na2O2 2NaNO2 (5)取少量反应后的固体溶于蒸馏水，滴加足量的稀硫酸，再加入KMnO4溶液，若溶液褪色则有NaNO2 生成 【分析】根据题意结合图可知，I.制备并收集NO：浓HNO3和碳共热生成NO2和CO2，经与水反应NO2变成NO，再经NaOH除去CO2，用排水集气法收集NO； II.探究NO与Na2O2反应：NO经干燥后与Na2O2共热反应，用酸性高锰酸钾溶液检验NaNO2，以此解题。 【解析】（1）碳与浓硝酸反应生成CO2、NO2和H2O，化学方程式为C+4HNO3(浓)4NO2↑+CO2↑+2H2O； （2）NO2与水反应生成HNO3和NO，装置B中水的作用是将二氧化氮转化为一氧化氮，化学方程式为，再将混合气体通入装置C的NaOH溶液中，可以除去NO中混有的CO2； （3）将碳与浓硝酸反应生成的CO2、NO2通入B装置的水中，因NO2与水反应生成HNO3和NO，造成气体减少、压强减小，从而产生倒吸，CCl4密度比水大，若将混合气体先通入CCl4中，则不会产生倒吸； （4）J处硬质玻璃管中与反应制得的NaNO2，可以观察到黄色固体变为白色，发生的主要化学方程式为； （5）J处硬质玻璃管中制得的NaNO2中含有少量NaNO3，因在酸性条件下也具有强氧化性，所以不能使用还原性的试剂如KI－淀粉溶液检验，可根据NaNO2具有还原性而NaNO3没有还原性，但需要考虑原样品中也具有还原性，故实验方案为：取少量反应后的固体溶于蒸馏水，滴加足量的稀硫酸，再加入KMnO4溶液，若溶液褪色则有NaNO2 生成。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$