第15讲 氮及其化合物（讲义+练习）-备战2026年高考化学【一轮·夯基提能】精讲精练复习讲义（新教材新高考）

备战2026年高考化学【一轮·夯基提能】精讲精练复习讲义 第15讲 氮及其化合物 （讲义） 讲义 夯基·知识精讲 【知识点1】氮气的性质及应用+5道例题 【知识点2】氮的氧化物的性质及应用+5道例题 【知识点3】硝酸+5道例题 【知识点4】氮的氧化物和O2、H2O反应、硝酸与金属反应的计算+5道例题 【知识点5】氨的性质与应用+5道例题 【知识点6】氨气的喷泉实验+5道例题 【知识点7】氨气的实验室制法+5道例题 【知识点8】铵盐及NH的检验+5道例题 【知识点9】肼、氮及其化合物的相互转化+5道例题 练习 提能·课后精练 选择题： 15 题 非选择题： 5 题 建议时长： 75 分钟 实际时长： 分钟 【知识点1】氮气的性质及应用 1．氮元素存在形态及氮的固定 （1）氮元素在周期表中的位置及氮原子结构 氮元素位于元素周期表的第二周期第ⅤA族。氮原子结构示意图为，最外电子层有5个电子，既不容易得到3个电子，也不容易失去5个电子，因此，氮原子一般通过共用电子对与其他原子相互结合构成物质。 （2）氮元素在自然界中的存在形式 游离态 在自然界中，氮元素主要以氮分子(N2)的形式存在于空气中(N2约占空气总体积的78%) 化合态 部分氮元素存在于动植物体内的蛋白质中，还有部分氮元素存在于土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中。 （3）氮的固定 ①将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程叫做氮的固定。 ②氮的固定分为自然固氮(放电条件下氮气与氧气化合)、生物固氮(豆科植物的根瘤菌固氮)和人工固氮(工业上合成氨等)。 2．氮气 （1）物理性质：无色无味气体，密度比空气略小，难溶于水。 （2）化学性质 氮分子内两个氮原子间以共价三键(N≡N)结合，断开该化学键需要吸收较多能量，故氮气的化学性质很稳定，通常情况下难以与其他物质发生化学反应，无法被大多数生物体直接吸收。 ①与活泼金属(Mg、Li)反应 3Mg＋N2Mg3N2 [氮化镁与水的反应：Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2↓＋2NH3↑ (金属氮化物易水解，生成氨气和相应的碱)] 6Li＋N22Li3N ②工业合成氨 N2＋3H22NH3； ③氮气与氧气反应 N2＋O22NO。 （3）氮气的制法 ①实验室制法：加热NH4Cl饱和溶液和NaNO2晶体的混合物：NaNO2＋NH4ClNaCl＋N2↑＋2H2O ②工业制法：工业上从液态空气中，利用液态氮的沸点比液态氧的沸点低加以分离而制得氮气。 （4）氮气的用途 ①工业上合成氨，制硝酸； ②在灯泡中填充氮气以防止钨丝被氧化或挥发； ③保存粮食、水果等食品，以防止腐烂； ④医学上用液氮作冷冻剂，以便在冷冻麻醉下进行手术； ⑤代替稀有气体作焊接金属时的保护气，以防止金属被空气氧化； ⑥高科技利用液氮制造低温环境，使某些超导材料获得超导性能； 【例1】大气中的氮是取之不尽的天然资源。下列工业生产中以氮气作反应物的是 A．工业合成氨 B．湿法炼铜 C．高炉炼铁 D．接触法制硫酸 【例2】下列含氮物质的转化属于氮的固定的是 A． B． C． D． 【例3】下列关于的叙述中不正确的是 A．雷雨天，空气中的与可反应生成NO B．与在一定条件下合成氨属于氮的固定 C．分子中键与键的比值为 D．既可作氧化剂又可作还原剂 【例4】氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法正确的是 A．自然固氮、人工固氮都是将转化为 B．工业制硝酸过程中的物质转化： C．汽车尾气催化转化器中发生的主要反应： D．实验室探究稀硝酸与铜反应的气态产物：(稀) 【例5】下列陈述I与陈述II均正确，且具有因果关系的是 选项 陈述I 陈述II A 将气体通入NaClO溶液中产生HClO和 的酸性比HClO的酸性强 B 工业固氮中将与在一定条件下反应合成 具有还原性 C 高纯硅可以制成计算机的芯片、太阳能电池 晶体硅具有半导体性能 D 相同压强下，HF的沸点比HCl的沸点低 HF分子间作用力弱于HCl A．A B．B C．C D．D 【知识点2】氮的氧化物的性质及应用 1．氮的氧化物 （1）氮有多种价态的氧化物：氮元素有+1、+2、+3、+4、+5价，五种正价对应六种氧化物N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等，其中属于酸性氧化物的是N2O3、N2O5，分别是HNO2和HNO3的酸酐。 一氧化二氮(N2O)：俗称笑气，常作麻醉剂。 三氧化二氮(N2O3)：亚硝酸的酸酐，可与水作用生成亚硝酸，N2O3＋H2O===2HNO2 四氧化二氮(N2O4)：无色气体，易液化，与NO2相互转化，N2O42NO2 五氧化二氮(N2O5)：硝酸的酸酐，可与水作用生成硝酸，N2O5＋H2O===2HNO3 （2）NO和NO2性质的比较 NO NO2 物理性质 颜色 无色 红棕色 毒性 有毒(跟血红蛋白结合)，大气污染物之一 有毒、有刺激性气味的气体、大气污染物之一 溶解性 不溶于水（排水法收集） 易溶于水（只能用向上排空气法收集） 化学性质 与O2反应 2NO＋O2===2NO2 — 与H2O反应 — 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 对环境的影响 导致光化学烟雾和酸雨，破坏臭氧层 其他性质 ①与碘化钾溶液的反应：NO2＋2KI===2KNO2＋I2 (NO2能使湿润的淀粉KI试纸为蓝) ②与水的反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO ③与氢氧化钠溶液的反应：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O ④与N2O4相互转化：2NO2N2O4（常温时没有纯净的NO2或N2O4气体，实验测得NO2的平均相对分子质量总大于46。） ⑤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。 实验室制法 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O（只能用排水法收集） Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O（只能用排空气法收集） 2．氮氧化物对环境的污染及防治 气态的氮氧化物几乎都是剧毒性物质，都是大气污染物，空气中的NO、NO2主要来源于煤和石油的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂的废气等。 （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人体中毒 NO与血红蛋白结合使人中毒。 ⑤水体污染 水体富营养化。 （2）常见的NOx尾气处理方法 ①碱液吸收法：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)，一般适合工业尾气中NOx的处理。 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O 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)。 a．氨气吸收法：8NH3＋6NO27N2＋12H2O、4NH3＋6NO5N2＋6H2O b．汽车尾气转换器：2CO＋2NO2CO2＋N2 【例1】关于氮的性质，下列说法不正确的是 A．与反应的还原产物为 B．34g 气体中s-p σ键数目为 C．，说明氧化性： D．足量NaOH溶液和等物质的量的NO和反应，生成 【例2】为达实验目的，下列采用的实验方法或试剂合理的是 选项 实验目的 实验方法或试剂 A 制备无水 在坩埚中直接加热晶体 B 除去中混有的 铁粉 C 证明溶液中含有 氨水 D 分离和的混合气体 氢氧化钠溶液 A．A B．B C．C D．D 【例3】下列关于氮及其化合物的说法正确的是 A．实验中常用排水法收集气体 B．“三月打雷麦谷堆”是指在雷电作用下最终可转化成被农作物吸收的化合态氮 C．NO与空气中的氧气反应生成属于氮的固定 D．将蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒靠近，观察到白烟 【例4】用石灰乳吸收硝酸工业的尾气(含、)可获得，其部分工艺流程如下： 下列说法不正确的是 A．吸收时主要反应的化学方程式为： B．采用气液逆流接触有利于尾气中、的充分吸收 C．将石灰乳改为澄清石灰水吸收效率将会增大 D．若尾气中，吸收后排放的气体中含量升高 【例5】N2O、NO和NO2等氮氧化物是空气污染物，含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。 (1)N2O的处理。N2O是硝酸生产中氨催化氧化的副产物，用特种催化剂能使N2O分解。NH3与O2在加热和催化剂作用下生成N2O的化学方程式为 。 (2)NO和NO2的处理。已除去N2O的硝酸尾气可用NaOH溶液吸收，主要反应为 2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O(I) NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O(II) ①反应(II)中，氧化产物和还原产物物质的量之比为 。 ②NO2和Br2蒸汽都是红棕色气体，下列可以用来鉴别这两种气体的试剂是 。 A．用氢氧化钠溶液        B．淀粉碘化钾溶液        C．用硝酸银溶液        D．用蒸馏水 ③下列措施能提高尾气中NO和NO2去除率的有 (填字母)。 A．加快通入尾气的速率 B．采用气、液逆流的方式吸收尾气 C．吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液 ④吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤，得到NaNO2晶体，该晶体中的主要杂质是 (填化学式)；吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是 (填化学式)。 (3)NO的处理。 可以用NaClO溶液吸收硝酸尾气。在酸性NaClO溶液中，HClO氧化NO生成Cl-和NO，其离子方程式为 。 【知识点3】硝酸 1．物理性质：纯净的硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体，与H2O以任意比互溶，打开盛浓硝酸的试剂瓶盖，有白雾产生(与浓盐酸相同)。 王水：是浓硝酸和浓盐酸按体积比1∶3的混合物，能使一些不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解。 2．化学性质 （1）不稳定性 ①见光或受热会分解：4HNO32H2O＋4NO2↑＋O2↑，市售浓硝酸呈黄色的原因是HNO3分解生成的NO2溶于硝酸中，消除黄色的方法是向浓硝酸中通入空气或O2，发生反应为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3。 ②浓硝酸的保存方法是保存在棕色带有玻璃塞的细口试剂瓶中，置于冷暗处。 （2）强氧化性 HNO3中的＋5价氮元素具有很强的得电子能力，硝酸无论浓、稀都有强氧化性，而且浓度越大，氧化性越强。还原产物一般为：HNO3(浓)→NO2，HNO3(稀)→NO，很稀的硝酸还原产物也可能为N2O、N2或NH4NO3。 【注意】NO3－无氧化性，而当NO3－在酸性溶液中时，则具有强氧化性。 ①与活泼金属反应：不生成H2，硝酸的浓度不同，还原产物不同。 Fe(少量)＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O 3Fe(过量)＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O ②与不活泼金属反应：除Au、Pt等少数金属外，硝酸几乎可以氧化所有的金属。 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。 Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 3Ag＋4HNO3(稀)===3AgNO3＋NO↑＋2H2O ③常温下，浓硝酸使Fe、Al钝化，可用铁或铝制容器盛放浓硝酸。 当加热时，与Fe、Al发生反应：Fe（少量）＋6HNO3(浓)Fe(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O ④与非金属反应：硝酸只表现出氧化性。 非金属单质＋浓硝酸最高价氧化物或其含氧酸＋NO2↑＋H2O C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O ⑤与还原性化合物反应：硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2＋、FeO等还原性物质。 3SO2＋2NO＋2H2O===3SO＋2NO↑＋4H＋ 3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O （3）酸性：属于强酸，溶于水完全电离HNO3===H+＋NO3－，具有酸的通性，能与碱、碱性氧化物、某些盐反应。稀硝酸使石蕊试液变红色，浓硝酸使紫色石蕊试液先变红后褪色(酸性和强氧化性)。 CaCO3＋2HNO3(稀)===Ca(NO3)2＋CO2↑＋H2O (若无稀盐酸可用稀硝酸代替室制CO2) （3）与有机化合物反应 ①硝化反应(与苯反应)： ②显色反应：含苯基的蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。 3．用途：硝酸是一种重要的化工原料，可用于制造炸药、染料、塑料、硝酸盐、氮肥等。 4．硝酸的制法 （1）硝酸的实验室制法：NaNO3＋H2SO4(浓)NaHSO4＋HNO3↑ (利用浓H2SO4的高沸点，难挥发性制取挥发性的HNO3)。因HNO3不稳定，加热温度不宜过高；由于硝酸易腐蚀橡胶，因此该反应禁用橡胶塞，所用仪器为曲颈甑. （2）硝酸的工业制法 ①NH3在催化剂作用下与O2反应生成NO：4NH3＋5O24NO＋6H2O ②NO进一步氧化生成NO2：2NO＋O2===2NO2 ③用水吸收NO2生成HNO3：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 【例1】下列离子方程式正确的是 A．向冷的石灰乳中通入制漂白粉： B．泡沫灭火器原理： C．过量的铁粉溶于稀硝酸： D．向银氨溶液中通 【例2】浓硝酸与铜作用的过程如下图所示。 现象：i．a中产生红棕色气体，溶液呈绿色，试管壁发热；b中充满红棕色气体 ii．烧杯液面上方无明显变化 下列关于该过程的分析不正确的是 A．a中产生红棕色气体，主要体现了浓硝酸的氧化性 B．b中气体的颜色比a中的浅，与正向移动有关 C．溶液吸收的反应为 D．a中溶解6.4g铜时，转移电子的数目为 【例3】对于下列实验，其离子方程式描述错误的是 A．溶液中加入少量溶液： B．将足量溶液滴入浊液中： C．通入冷的KOH溶液中： D．稀硝酸中加入少量铁粉： 【例4】在给定条件下，下列制备过程涉及的物质转化均可实现的是 A．金属Al制备：溶液Al B．硝酸工业： C．纯碱工业：NaCl溶液 D．高纯硅制备：粗硅高纯硅 【例5】下列相关实验的描述正确的是 A．试管中立即产生大量红棕色气体，说明铜与浓硝酸在常温下就能剧烈反应 B．干燥的能够使鲜花褪色，说明有漂白性 C．与的反应中，既是氧化产物又是还原产物 D．让一束光线通过溶液，会有丁达尔效应出现 【知识点4】氮的氧化物和O2、H2O反应、硝酸与金属反应的计算 1、氮的氧化物和O2、H2O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 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。 2．硝酸与金属反应的计算 两类重要反应方程式 1．硝酸与铜反应 浓硝酸与足量的铜反应，开始浓硝酸被还原为NO2，随着反应的进行，浓硝酸变稀，稀硝酸被还原为NO，向反应后的溶液中加稀硫酸，NO又被还原为NO。 2．稀硝酸与铁反应 (铁的常见价态：＋2、＋3) Fe(少量)＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O 3Fe(过量)＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O ①n(HNO3)：n(Fe)≥4，产物为Fe(NO3)3 ②n(HNO3)：n(Fe)≤，产物为Fe(NO3)2 ③<n(HNO3)：n(Fe)<4，产物为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2 常用的计算方法 1．原子守恒法： HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用，以NO的形式存在于溶液中；一部分作为氧化剂转化为还原产物，这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量。 以Cu与硝酸反应为例，反应前所有的N只存在于HNO3中，反应后含N的物质有HNO3的还原产物(假设有NO2、NO)和Cu(NO3)2，若HNO3过量，则过量HNO3中也含N，则有n(N)＝n(NO2)＋n(NO)＋2n[Cu(NO3)2]＋n(HNO3)剩(N原子守恒)。 2．电子守恒法： HNO3与金属的反应属于氧化还原反应，HNO3中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量。 以Cu与硝酸反应为例，反应中失去电子的是参加反应的Cu，Cu－2e－===Cu2＋；得到电子的是被还原的HNO3(假设还原产物为NO2、NO)，NO＋e－===NO2、NO＋3e－===NO。根据得失电子守恒，则有2n(Cu)＝n(NO2)＋3n(NO)。若将生成的氮的氧化物气体与一定量的氧气共同通入水中，氮的氧化物完全生成硝酸，由于开始反应物为硝酸，中间生成了氮的氧化物，但最终又变回了硝酸，所以相当于铜失去的电子最终由氧气得到，则有2n(Cu)＝n(O2)。 3．离子方程式计算法： 金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO在H2SO4提供H＋的条件下能继续与金属反应，因此此类题目应用离子方程式来计算，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，且溶液中要符合电荷守恒。 【例1】将铜投入一定浓度的硝酸中发生反应，铜完全溶解，产生的NO和混合气体在标准状况下的体积为(反应前后溶液体积不变，也不考虑的存在)。待产生的气体完全释放后，向溶液中加入的溶液，恰好使溶液中的全部转化为沉淀。下列说法错误的是 A．铜与硝酸的反应中，硝酸表现酸性和强氧化性 B．产生的混合气体和的体积比 C．原硝酸溶液的浓度为 D．欲使生成的和在作用下被水吸收全部转化为硝酸，至少需标准状况下 【例2】将盛有6mL 和的混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反应后，还剩余1mL无色气体，则原混合气体中的体积可能是 A．0.6mL B．2mL C．5.4mL D．3mL 【例3】铜和镁的合金10g完全溶于浓硝酸，若反应中硝酸被还原只产生的 体和的气体(已折算为标准状况)，下列说法正确的是 A．在反应后的溶液中，加入足量的NaOH溶液，生成沉淀的质量为18.5g B．该合金中，镁的物质的量为0.1mol C．将生成的气体与氧气一起通入水中恰好完全吸收，消耗标准状况下氧气1.12L D．将上述合金在氧气中加热至完全反应，得到的固体增重14g 【例4】一定条件下，将气体O2和NO2按1∶4体积比充满干燥烧瓶，把烧瓶倒置于水中，瓶内液体逐渐上升，假设烧瓶内溶液不扩散，最终烧瓶内溶液里溶质的物质的量浓度为（按标况计算） A．mol·L-1 B．mol·L-1 C．mol·L-1 D．mol·L-1 【例5】将盛有和的混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反应后，还剩余无色气体。 (1)若剩余的气体是 ，则的体积分别是 。 (2)若剩余的气体是 ，则的体积分别是 。 【知识点5】氨的性质与应用 1．氨的分子结构和物理性质 电子式及结构 密度 气味 水溶性 其他 空间构型为三角锥形，属于极性分子。 比空气 刺激性气味 极易溶于水(1∶700)，可由喷泉实验证明。（防止倒吸） 易液化可用作制冷剂。 NH3极易溶于水的原因：NH3、H2O均为极性分子，NH3与H2O之间可形成分子间氢键，并且NH3和H2O反应。 2．氨的化学性质 NH3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。 （1）氨气与水的反应 NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－，氨气溶于水得氨水，其中大部分NH3与水结合成一水合氨(NH3·H2O)，NH3·H2O为弱电解质，只能部分电离成NH4＋和OH－。 ①氨水中含有的粒子：NH3·H2O、NH3、H2O、NH、OH－、H＋。 ②NH3·H2O为可溶性一元弱碱，易挥发，不稳定，易分解：NH3·H2ONH3↑＋H2O。 ③液氨与氨水的比较 液氨 氨水 物质成分 纯净物(非电解质) 混合物(NH3·H2O为弱电解质) 粒子种类 NH3分子 NH3、NH3·H2O、H2O、NH、OH－、H＋ 主要性质 不具有碱性 具有碱的通性 存在条件 常温常压下不能存在 在常温常压下可存在 ④氨水的保存方法：氨水对许多金属有腐蚀作用，所以不能用金属容器盛装氨水，通常把氨水盛装在玻璃容器、橡皮袋、陶瓷坛或内涂沥青的铁桶里。 （2）氨气与酸的反应 a．蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，其现象为有白烟生成，将浓盐酸改为浓硝酸，也会出现相同的现象。化学方程式：HCl＋NH3===NH4Cl、NH3＋HNO3===NH4NO3。（魔棒生烟） b．与CO2、SO2等酸性氧化物反应： NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3或2NH3＋CO2＋H2O===(NH4)2CO3。 c．与硫酸反应：2NH3＋H2SO4===(NH4)2SO4 (浓硫酸没有挥发性，不能形成白烟，不能用浓硫酸干燥氨气) （3）氨气与盐溶液的反应 现象 离子方程式 FeCl3溶液 生成红褐色沉淀 Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH AlCl3溶液 生成白色沉淀 Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH （4）氨气的还原性：NH3分子中氮元素的化合价为－3价，在化学反应中氮元素化合价可能的变化是只能升高，不能降低，因此氨具有还原性。NH3能与与O2、CuO、Cl2等的反应。 ①催化氧化：4NH3＋5O24NO＋6H2O (工业制硝酸的基础，也是工业上制NO的方法) ②被CuO氧化：2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O (氨气还原CuO是实验室制氮气的方法之一) ③被氯气氧化：2NH3＋3Cl2(足量)===N2＋6HCl或8NH3＋3Cl2(少量)===N2＋6NH4Cl ④被NOx氧化：8NH3＋6NO27N2＋12H2O、4NH3＋6NO5N2＋6H2O （5）氨的用途 ①液氨汽化时吸收大量的热，故用作制冷剂。 ②制氮肥、硝酸、铵盐、纯碱等。 ③氨也是有机合成工业中的常用原料(如：尿素、合成纤维、染料等)。 【例1】脱除焦炉烟气中污染性气体的一种反应原理为：，设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．常温下，含有的质子数为 B．与的混合气体中含有的氮原子数为 C．该反应每生成转移的电子数为 D．的氨水含有的总数为 【例2】氨气溶于水得到氨水，氯气溶于水得到氯水，下列关于新制的氨水、氯水的描述正确的是 A．“两水”中都存在可逆反应的化学平衡和弱电解质的电离平衡 B．“两水”都是混合物，溶液中含有的粒子种类、数目相同 C．“两水”都有刺激性气味，都能漂白有机色素 D．“两水”放置时间较久后，都会因为相同的原理而变质 【例3】下列各组物质互滴时，现象相同的是 A．溶液和溶液 B．溶液和溶液 C．溶液和溶液 D．溶液和NaOH溶液 【例4】将浓氨水分别滴加到下列试剂中，产生的实验现象、体现出的性质以及对应的方程式不正确的是。 实验 试剂 现象 性质 方程式 A 滴有酚酞的蒸馏水 溶液变红 碱性 B 氯气 产生白烟 还原性 C 烧碱固体 产生刺激性气味的气体 不稳定性 D 溶液 溶液最终变为深蓝色 可形成配合物 A．A B．B C．C D．D 【例5】用圆底烧瓶收集NH3后进行喷泉实验，由烧瓶中的实验现象可推知的结论是 选项 现象 结论 A 形成喷泉 NH3与H2O发生了反应 B 剩余少量气体 NH3的溶解已达饱和 C 溶液呈红色 NH3∙H2O是一元弱碱 D 溶液露置于空气一段时间后，pH下降 氨水具有挥发性 A．A B．B C．C D．D 【知识点6】氨气的喷泉实验 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。容器内外产生较大压强差的两种方法： 实验装置 引发喷泉方法 打开橡皮管上的弹簧夹，挤压滴管的胶头，则烧杯中的水由玻璃管进入烧瓶，形成喷泉。 打开橡皮管上的弹簧夹，用手将烧瓶捂热，使烧瓶内氨膨胀，将导管中的空气排出，使氨与烧杯中的水接触，形成喷泉。 2、喷泉实验的类型 下面是几种常见的能形成喷泉的气体和吸收剂。 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 组合时的条件 气体在溶液中的溶解度很大或通过反应，使气体的物质的量迅速减小，产生足够的压强差(负压)。 3、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： （1）HCl、NH3、NO2气体或它们与其他不溶于水的气体混合时：所得溶液的物质的量浓度为 mol·L－1。 （2）当是NO2和O2的混合气体且体积比为4∶1时，c(HNO3)＝ mol·L－1。 【例1】用圆底烧瓶收集后进行喷泉实验，装置如图。下列叙述正确的是 A．烧瓶内的溶液中存在平衡： B．溶液未充满烧瓶，是因为氨气与水的反应已达平衡状态 C．向红色溶液中加盐酸调至恰好无色时，溶液中 D．将实验中的换为NO，亦可形成喷泉 【例2】如图所示装置中，处加入适当的物质可以产生美丽的喷泉。下列所加试剂不能产生对应现象的是 选项 试剂 现象 a b c A 水 紫色石蕊溶液 红色喷泉 B 水 无色酚酞溶液 红色喷泉 C 水 紫色石蕊 红色喷泉 D 溶液 淀粉稀溶液 蓝色喷泉 A．A B．B C．C D．D 【例3】1727年，英国的化学家哈尔斯用氯化铵与石灰的混合物合成了氨气。以下实验难以达到预期目的的是 A．制备 B．干燥 C．尾气处理 D．喷泉实验 A．A B．B C．C D．D 【例4】按下图连接好实验装置，三通阀接通氨气发生器与烧瓶，滴入浓氨水，待烧杯中酚酞完全变红后，再拧动三通阀使多余氨气通入尾气吸收装置，可见管液面迅速上升形成喷泉。下列有关说法不正确的是 A．该喷泉颜色为红色 B．该装置的优点为能处理多余氨气，减少污染 C．浓氨水与反应有生成，产氨过程熵减 D．若烧瓶内先集满气体，则产生氨气后可见“喷烟”现象 【例5】某小组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(图1)。 (1)①制取氨。烧瓶中用浓氨水和某固体反应制取氨，该固体可以是 (填字母)。 A．CaO    B．NaOH    C．CaCl2   D．P2O5 ②检验三颈烧瓶集满NH3的方法是 (填操作和现象)。 (2)喷泉实验。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，电脑绘制三颈烧瓶内压强变化曲线(图2)。图2中 点时喷泉最剧烈。 (3)引发喷泉实验的方法有多种，下列操作能引发喷泉的是_______(填字母)。 A．用热毛巾捂三颈烧瓶底部 B．通入HCl气体 C．加CH3COOH溶液 D．加CCl4 【知识点7】氨气的实验室制法 1、常规方法 【注意】 ①NH4Cl可用(NH4)2SO4等代替，但不能用NH4HCO3或NH4NO3代替。因为加热过程中NH4NO3可能发生爆炸性的分解反应，发生危险；而NH4HCO3极易分解产生CO2，使生成的中混有较多CO2杂质。 ②消石灰不能用KOH或NaOH代替，原因是：NaOH、KOH易吸水、易结块，不利于生成的NH3逸出，而且高温下NaOH、KOH会腐蚀试管。 ③收集NH3时所用的仪器必须干燥，导气管要插入管底；试管口要塞一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球，可减小NH3与空气的对流速度，使收集的气体纯净，同时也可避免污染空气。 2、简易方法 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，促使氨水分解， 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，促使氨水分解， 化学方程式：NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2 【注意】 ①通常用碱石灰干燥氨气，不能用五氧化二磷、浓硫酸和无水氯化钙干燥（8NH3＋CaCl2===CaCl2·8NH3）。 ②吸收氨气时要注意防止倒吸，常用装置为： 【例1】用废铁屑制取摩尔盐，下列原理、装置及操作能达到实验目的的是 A．用装置甲制取溶液 B．用装置乙制取并收集 C．用装置丙制备和混合溶液 D．用装置丁蒸干溶液得到 【例2】利用下列装置和原理能达到相应实验目的的是（部分加热、夹持仪器已略去） A．图1：利用和固体混合物制取氨气 B．图2：利用电石（含CaS杂质）制备并检验乙炔 C．图3：利用溶液和氨水可以实现在铁上镀铜 D．图4：制取少量气体并验证溶液中的具有氧化性 【例3】下列方程式与所给事实不相符的是 A．实验室制 B．实验室制(浓) C．工业制 D．工业冶炼铝：(熔融) 【例4】实验室在如图所示装置(部分夹持装置已省略)中，用氨气和金属钠反应制得氨基钠()。 已知：常温下氨基钠为白色晶体，熔点210℃，沸点400℃，露置于空气中遇水蒸气剧烈反应生成NaOH和；金属钠熔点为97.8℃，沸点 882.9℃；氨气在空气中不能燃烧。下列说法正确的是 A．装置①试管中盛放固体 B．实验时应先点燃装置③的酒精灯 C．装置②和⑤中固体分别为碱石灰和 D．装置④中冷凝管的进水口应接在b处 【例5】氨基钠常用作有机合成的还原剂、脱水剂。某学习小组拟制备氨基钠并测定产品的纯度。(已知：氨基钠极易水解且易被空气氧化) 【制备方法一】：如图1装置，以和Na为原料加热至制备氨基钠，并检验生成的产物。 (1)实验时，应先关闭 (填或)，打开 (同上)，通一段时间He，排尽装置内的空气。 (2)B中的作用是 ，C装置的作用是 。 (3)为证明A中反应的气体产物，需要观察到的实验现象：①E中黑色粉末变红；② 。 【制备方法二】：如图2装置，用液氨和金属钠片制备氨基钠 已知：碱金属的液氨溶液中含有蓝色溶剂化电子，钠在液氨中先形成蓝色溶液后缓慢生成气体和氨基钠粒状沉积物。 (4)E装置的作用是 。 (5)钠和液氨形成蓝色溶液的离子方程式 。0.2mol钠投入液氨中，生成0.01mol氢气时，钠转移的电子数目为 。 【产品纯度测定】 (6)气体体积法：取3.9g产品，按图3装置进行实验(产品所含杂质与水反应不生成气体)。仪器F的名称为 ，恒压分液漏斗中侧管q的作用除平衡气压，有利于液体顺利流下外，还有 。G中液面从变为(已知，数据已折合为标准状况)，则产品纯度为 。(用含的代数式表示) (7)气体质量法：称取8.0g氨基钠产品与适量水在加热条件下充分反应后，将生成的气体全部驱赶出来并用碱石灰干燥后，再用浓硫酸充分吸收，称量测得浓硫酸增重3.4g，则氨基钠产品的纯度为 %(保留三位有效数字)。 【知识点8】铵盐及NH的检验 1、铵盐：由铵离子和酸根离子构成的盐，铵盐都是白色固体，绝大多数铵盐都易溶于水。铵盐具有离子键、共价键，是由非金属元素组成的离子化合物(离子晶体)。铵盐可用作氮肥，炸药，焊药。 2、铵盐的化学性质 （1）不稳定性：铵盐受热易分解，但不是所有的铵盐分解都能生成NH3，如2NH4NO3O2↑＋2N2↑＋4H2O。 NH4ClNH3↑＋HCl↑，NH3＋HCl===NH4Cl（白色固体消失，在试管上方重新凝成白色固体） NH4HCO3NH3↑＋CO2↑＋H2O (NH4)2CO32NH3↑＋CO2↑＋H2O （2）与碱反应 NH＋OH－NH3↑＋H2O、NH＋OH－===NH3·H2O 3、NH的检验：取少量待测溶液于试管中，再加入浓的NaOH溶液，加热产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体(或将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，有白烟产生)，则该溶液中存在NH。 【例1】一种分解氯化铵实现产物分离的物质转化关系如下，其中b、d代表MgO或中的一种。下列说法不正确的是 A．a为，c为HCl B．d既可以是MgO，也可以是 C．已知为副产物，则通入水蒸气可减少的产生 D．等压条件下，反应①、②的反应热之和，等于氯化铵直接分解的反应热 【例2】物质性质决定用途，下列对应关系正确的是 A．溶液显酸性，可用于游泳池内水的杀菌消毒 B．压缩条件下氯乙烷是无色液体，可用于处理运动损伤 C．固体受热分解，可用作植物生长的氮肥 D．热的浓盐酸具有酸性和还原性，可用于洗涤试管内壁上的 【例3】氮及其化合物的“价—类”二维图如下所示，其中d为红棕色气体。下列说法正确的是 A．a、b、c、d、e都是自然界中氮循环过程中的物质 B．a在足量的空气中燃烧能够生成c C．向少量e的浓溶液中加入足量铜片，将产生的气体干燥后可得到纯净的气体d D．实验室中可通过加热消石灰和f固体混合物的方法制取气体a 【例4】下列实验操作及现象均正确，且能得出相应结论的是 选项 实验操作及现象 实验结论 A 向某溶液中加入浓氢氧化钠溶液并加热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体 该溶液含有 B 将乙醇与浓硫酸的混合物加热至170℃，并将产生的气体进入少量溴水中，溴水褪色 乙醇发生了消去反应 C 向固体中滴加稀盐酸，有气泡产生 非金属性： D 相同温度时，测得溶液 水解程度： A．A B．B C．C D．D 【例5】I．为探究和的反应，设计实验方案如下：向含的溶液中加入，反应完全后，滴加氯化钙稀溶液。 (1)若有沉淀，则与的反应可能为 (写反应的离子方程式)。 (2)若无沉淀，则与的反应可能为 (写反应的离子方程式)。 Ⅱ．溶液与溶液的反应： (3)当反应后的溶液呈碱性时，反应的离子方程式： 。 (4)当时，反应的离子方程式： 。 【知识点9】肼、氮及其化合物的相互转化 1．N2H4的结构与性质 （1）无水N2H4为无色发烟液体，并有微弱氨的气味。它的稳定性比NH3小，受热即发生爆炸性分解，生成N2、NH3和H2。 （2）燃烧：N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－622 kJ·mol－1，N2H4的主要用途是作导弹、宇宙飞船飞行的火箭燃料。 （3）N2H4的水溶液呈弱碱性，其强度比氨水弱： N2H4＋H2ON2H＋OH－、N2H＋H2ON2H＋OH－ 2．氮在自然界中的循环 3．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 4．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。 【例1】某制肼法是以氨为氮源，用次氯酸钠氧化氨气制备水合肼()。其反应装置如图所示(夹持装置已略去)。下列说法错误的是 A．可用装置d代替装置a制备氨气 B．装置a中碱石灰能够吸水并放出热量，有利于氨气的逸出 C．烧杯中加入可避免在进行尾气处理时发生倒吸 D．双口烧瓶中发生反应的离子方程式为 【例2】甲、乙、丙、丁、戊、己为短周期元素组成的常见物质，其中甲、乙、丙、戊在常温下均为气体，甲和丁为原子总数不大于4的分子，乙为单质。它们之间的转化关系如图。下列说法正确的是 A．甲易溶于水，溶液显碱性 B．丙与乙反应时无明显现象 C．气体戊可通过排水法收集 D．戊与丁生成己的反应为化合反应 【例3】合成氨及其相关工业中，部分物质间的转化关系如下，下列说法不正确的是 A．甲、乙、丙三种物质中都含有氮元素 B．甲、乙、丙在反应中均做还原剂 C．反应Ⅳ的另一种产物可循环使用 D．反应V，N元素化合价未发生改变 【例4】某些物质之间的转化关系如图所示(注：部分产物未写出，部分反应条件略去)，已知，常温下A、D、E均为无色无味的气体，C是一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，B为常被人们誉为生命之源的液体，X分解得到的产物A、B、C的物质的量之比为1：1：2。 (1)X、G的化学式依次为 、 。 (2)写出C的一种常见用途： ；E、F的大量排放会造成雾霾、 (填一种)等环境问题。 (3)反应⑤中每生成0.1mol E时，参与反应的还原剂在标准状况下的体积为 L；已知，反应⑦为加热条件下G的浓溶液与H的反应，写出反应⑦的化学方程式： 。 (4)写出反应⑧的离子方程式： 。为验证某集气瓶中充满的未知气体为E，请设计合理的操作步骤并预设现象： 。 【例5】A、B、C、D是短周期元素形成的四种气体单质。E、F均为气体，且F为红棕色。有关的转化关系如下图所示(反应条件均已略去) 请回答下列问题： (1)D的化学式为 。 (2)反应③的离子方程式为 。 (3)Y和E在一定条件下可反应生成B和Z，这是一个具有实际意义的反应，可消除E对环境的污染，该反应的化学方程式为 。 (4)0.1 mol·L-1的X溶液和0.1 mol·L-1的Y溶液等体积混合，溶液呈 性(填“酸”“碱”或“中”)，原因是 (用离子方程式说明)。 第15讲 氮及其化合物 （练习） 一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求． 1．下列关于自然界中氮的循环的说法错误的是 A．将气态含氮物质转化为固态含氮物质的过程叫做氮的固定 B．闪电释放的能量和汽车发动机中的高温条件都可将转化为NO C．豆科植物的根瘤菌可将转化为 D．人体蛋白质中的氮元素主要来源于食物 2．下列实验装置能达到实验目的的是 A．制备 B．干燥 C．收集 D．吸收尾气 A．A B．B C．C D．D 3．下列有关硝酸的反应说法正确的是 A．在反应中，是还原剂，是氧化剂 B．实验室用与反应制取气体 C．用制备：方案①，方案②，方案②的利用率高 D．浓硝酸被还原为，若反应消耗，则转移电子 4．氮元素的“价-类”二维图如图所示。下列有关说法正确的是 A．常温下，可用e的浓溶液除去铁制品表面的铜镀层 B．工业制备e的路线是b→d→e C．实验室可用浓氨水和熟石灰反应快速制取少量a，且用无水干燥 D．d可与NaOH溶液发生反应，因此d为酸性氧化物 5．如图所示的物质转化关系中，固体A与固体B研细后混合，常温下搅拌产生气体C和固体D，温度迅速下降。气体C能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。G是一种强酸。H是白色固体，常用作钡餐。下列叙述错误的是 A．在C的水溶液中加入少量固体A，溶液升高 B．D为可溶于水的有毒物质 C．F溶于雨水可形成酸雨 D．常温下可用铁制容器来盛装G的浓溶液 6．工业制备PH3的流程如图： 下列说法错误的是 A．NaH2PO2是正盐 B．PH3的还原性强于NH3 C．黄磷和烧碱溶液的反应为 D．若有1 mol P4参加反应，则整个工业流程中理论上能生成2 mol PH3 7．关于物质的分离、提纯，下列说法正确的是 A．利用升华法分离和 B．利用加热法分离和 C．利用过滤法分离胶体和溶液 D．利用萃取、分液法分离溴水中的溴 8．活性炭-臭氧氧化氨氮的机理如图所示。*表示吸附在活性炭表面的物种，为羟基自由基，其氧化性比更强。下列有关说法错误的是 A．中氧元素的化合价为-1价 B．活性炭-臭氧氧化氨氮的机理可描述为与活性炭表面吸附的作用生成，将活性炭表面吸附的转化为 C．随着的增大，氨氮去除速率一定明显增大 D．上述过程没有非极性键的断裂，但是有非极性键的形成 9．某工厂拟综合处理含废水和工业废气(主要含，不考虑其他成分)，设计了如下流程，下列有关说法错误的是 A．固体2中含有、和 B．捕获剂所捕获的气体主要是 C．X可以是空气或氧气，且需过量 D．处理含的废水时，氧化剂和还原剂物质的量之比为 10．某化学兴趣小组设计如下实验装置，通过测定反应前后质量的变化，验证固体在酒精灯加热条件下，受热分解的气态产物。 实验步骤：先缓慢通入Ar气，排尽装置内空气；关闭Ⅰ左侧阀门，点燃酒精灯；一段时间后，Ⅱ中灼热的铜网变黑，熄灭酒精灯甲；再次缓慢通入Ar气…… 下列说法错误的是 A．实验步骤中，点燃酒精灯的顺序为甲、乙、丙 B．整个过程中，若Ⅲ中灼热的铜网未变黑，则说明生成的在Ⅱ中反应完全 C．实验结束后，若Ⅰ中减少的质量等于Ⅱ中增加的质量，则分解的气态产物只有 D．应远离热源、可燃物，并与还原性物质分开存放 11．含氮化合物过多蓄积会导致水体富营养化，需将其从水体中除去，该过程称为脱氮。常用的脱氮方法有吹脱法和折点氯化法。 吹脱法：调节水体pH至8左右，然后持续向水中吹入空气。 折点氯化法：调节水体pH至6左右，向水中加入适量NaClO。 下列分析不正确的是 A．含氨和铵盐的水体中存在平衡： B．吹脱法的原理是通过鼓气降低浓度，从而降低水中与的含量 C．折点氯化法除的原理： D．折点氯化法相比于吹脱法更绿色、更环保、更安全 12．按下图装置进行实验，两张湿润的试纸贴于广口瓶内壁，先注入浓氨水，一段时间后再注入浓盐酸，对实验现象的分析合理的是 A．注入浓氨水，气球膨胀，说明分解放热 B．注入浓氨水，红色石蕊试纸变蓝，说明是电解质 C．注入浓盐酸，淀粉KI试纸变蓝后褪色，说明氯气具有漂白性 D．注入浓盐酸，出现大量白烟，说明氨气具有还原性 13．液态是火箭推进系统的有效氧化剂。实验室制备少量的流程如下，下列分析不正确的是 A．反应②、③中氮元素的化合价发生了变化 B．反应②利用了的还原性 C．反应④的颜色变化是由化学平衡移动引起的 D．制备过程中涉及氮的固定 14．含氮化合物的部分转化关系如图，设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．反应①每消耗32g，生成NO分子的数目为 B．标准状况下，22.4L中含有原子的数目为 C．1L1mol·L-1溶液中，含有的数目为 D．反应③中每生成1mol氧化产物，转移电子的数目为 15．地球上的生物循环涉及多种含氮物质，转化关系之一如图所示。下列说法错误的是 A．1个分子中σ键与π键数目之比为 B．反应j中被还原生成 C．反应c和反应k均为氮的固定 D．反应g中发生氧化反应 二、非选择题：本题共5小题，共55分。 16．如图只表示出与反应有关的一种反应物或生成物（无关物质已略去），其中A、C为无色气体。 (1)化合物W的化学式可能是 或 。 (2)反应③的离子方程式为 。 (3)反应②中氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。 (4)写出A→E反应的化学方程式： 。 17．根据所学知识，回答下列问题： I．氨和硝酸都是重要的工业原料。 (1)某工厂平均每天产生约废氨水(该氨水浓度为，密度为)，该废氨水中氨的物质的量浓度为 。 (2)常用于制备：(不考虑与氧气的反应)。设空气中氧气的体积分数为0.20，氮气的体积分数为0.80.为使恰好完全氧化为NO，氨-空气混合物中氨的体积分数为 % (保留两位有效数字)。 (3)电催化还原制。是一种电极载体，分别以、、为阴极材料，电解含的中性溶液(电极材料与溶液不发生反应)。控制电压恒定，催化剂的面积为，电解2小时后，不同电极上的产率及的选择性如图所示。 ①的VSEPR模型为 。 ②分别以、为电极电解溶液相同时间，，原因是 。 ③已知：的产率；的选择性。以为电极电解溶液2小时，消耗 mol。 II．氨是工业生产硝酸的重要原料，工业制硝酸的工艺流程如图。 (4)为避免硝酸生产尾气中的氮氧化物污染环境，人们开发了溶液吸收、催化还原等尾气处理方法。前者使用具有碱性的纯碱溶液等吸收尾气，后者使用将氨氧化物还原为。 ①纯碱溶液吸收法。请以尾气中处理为例，写出该反应的离子方程式： 。 ②氨转化法。已知6mol氨恰好能将含NO和共6mol的混合气体完全转化为，则混合气体中NO和的物质的量之比为 。 18．等微粒浓度过大容易引起水体富营养化。利用不仅可以降低污水中和的浓度，还能回收优良缓释肥料（化学式，俗称鸟粪石）。 已知常温下：。 (1)氨氮废水导致水体富营养化的直接原因是_______。 A．具有毒性 B．促进藻类过度繁殖 C．消耗水中溶解氧 D．增加水体 (2)下列说法错误的是_______。（不定项） A．的电子式 B．为正四面体形 C．既含离子键又含非极性键 D．既能与强酸反应又能与强碱反应 (3)向某氨氮废水中加入可溶性磷酸盐和镁盐，生成的离子方程式为 。 (4)常温下，若沉淀后的废水的，沉淀中同时含有和少量磷酸镁，请判断总氮的残留是否达到基本排放标准 。（写出过程） (5)用该方法处理污水时，发现溶液过高或过低都不利于磷酸铵镁回收，请结合相关知识分析可能原因 。 微生物燃料电池在治理水体富营养化方面发挥重要作用。下图是某微生物燃料电池工作原理示意图，该装置能同时除去水体中的和沉积物中的。 (6)该装置工作时，下列说法正确的是_______。（不定项） A．将电能转化为化学能 B．电极b作负极 C．电子移动方向为：电极b→沉积物→水体→电极a D．电极a发生还原反应 (7)写出在电极b表面发生的电极反应 。 (8)下通过该装置生成的氮气，计算反应过程中转移电子的物质的量为 。 19．氮、硫及其化合物的“价-类”二维图如图所示。 请回答下列问题： (1)g与i在一定条件下可发生反应生成淡黄色固体和水，反应中作氧化剂的是 (填化学式)，氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。 (2)四种粒子中模型不是平面三角形的是 。 (3)实验室利用加热固体药品制备a的化学方程式为 。 (4)常温下，k的浓溶液可储存在铁罐中，其原因是 。 (5)工业上利用氮、硫及其化合物的“价-类”二维图中的部分物质生产e的流程如图所示： 已知：Ⅰ．理论上控制“分解塔”的反应条件(如i的流速、反应温度、d溶液的浓度等)，使，才能获得高纯度的产品e；Ⅱ．b单独与溶液不反应。 ①e为 (填化学式)。 ②气体i通入稀的d溶液中时，只生成气体b，写出反应的离子方程式： 。 ③“吸收塔”中b、c与足量的碳酸钠溶液反应的化学方程式为 。 20．叠氮化钠()是汽车安全气囊的主要成分。实验室制备叠氮化钠并测定产品纯度。 已知：i．易溶于水和液氨，微溶于乙醇，不溶于乙醚，300℃以上分解。 ii．熔点为208℃，易潮解、易氧化。 iii．有氧化性，不与酸、碱反应，但可与溶液反应生成沉淀。 I．制备 先制备，再与反应制备，实验装置如图所示。 实验步骤： ①组装仪器，检查装置的气密性，加装药品。 ②打开、，关闭。加热装置，待充满装置后，调整加热套温度为350℃。 ③中反应充分后，持续通入，将加热套温度调至210∼220℃，停止加热，关闭。 ④打开和装置中活塞，装置中生成。 …… 回答下列问题 (1)装置F的作用是 ；本装置中有一处缺陷，请指出： 。 (2)装置B中的仪器及药品为 。 (3)装置中做还原剂被氧化为，则生成的离子方程式为 。 (4)制备的化学方程式为 。 (5)产品的后处理操作用到的试剂有：乙醇、乙醚、蒸馏水。操作如下：将产品溶解于，加入并搅拌，过滤，再使用洗涤。试剂X、Y、Z依次为 。 II．测定纯度 实验小组采用数字化实验仪器测定产品纯度。滴定计数器可以准确记录滴定针筒滴下的液体滴数，每滴液体体积为。 i．将粗产品溶解，定容至，取加入锥形瓶。如图连接数字化实验仪器，向滴定针筒内加入足量浓度为的溶液。 ii．缓慢推动滴定针筒活塞，使针筒内液体逐滴滴下，压强传感器和滴定计数器采集数据。待压强稳定后，关闭活塞。数据如图所示。 已知：与反应生成一种无污染气体，元素被还原为+3价；杂质不参与反应。 (6)在滴定时使用磁力搅拌器的目的是 。 (7)样品纯度为 %。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 备战2026年高考化学【一轮·夯基提能】精讲精练复习讲义 第15讲 氮及其化合物 （讲义） 讲义 夯基·知识精讲 【知识点1】氮气的性质及应用+5道例题 【知识点2】氮的氧化物的性质及应用+5道例题 【知识点3】硝酸+5道例题 【知识点4】氮的氧化物和O2、H2O反应、硝酸与金属反应的计算+5道例题 【知识点5】氨的性质与应用+5道例题 【知识点6】氨气的喷泉实验+5道例题 【知识点7】氨气的实验室制法+5道例题 【知识点8】铵盐及NH的检验+5道例题 【知识点9】肼、氮及其化合物的相互转化+5道例题 练习 提能·课后精练 选择题： 15 题 非选择题： 5 题 建议时长： 75 分钟 实际时长： 分钟 【知识点1】氮气的性质及应用 1．氮元素存在形态及氮的固定 （1）氮元素在周期表中的位置及氮原子结构 氮元素位于元素周期表的第二周期第ⅤA族。氮原子结构示意图为，最外电子层有5个电子，既不容易得到3个电子，也不容易失去5个电子，因此，氮原子一般通过共用电子对与其他原子相互结合构成物质。 （2）氮元素在自然界中的存在形式 游离态 在自然界中，氮元素主要以氮分子(N2)的形式存在于空气中(N2约占空气总体积的78%) 化合态 部分氮元素存在于动植物体内的蛋白质中，还有部分氮元素存在于土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中。 （3）氮的固定 ①将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程叫做氮的固定。 ②氮的固定分为自然固氮(放电条件下氮气与氧气化合)、生物固氮(豆科植物的根瘤菌固氮)和人工固氮(工业上合成氨等)。 2．氮气 （1）物理性质：无色无味气体，密度比空气略小，难溶于水。 （2）化学性质 氮分子内两个氮原子间以共价三键(N≡N)结合，断开该化学键需要吸收较多能量，故氮气的化学性质很稳定，通常情况下难以与其他物质发生化学反应，无法被大多数生物体直接吸收。 ①与活泼金属(Mg、Li)反应 3Mg＋N2Mg3N2 [氮化镁与水的反应：Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2↓＋2NH3↑ (金属氮化物易水解，生成氨气和相应的碱)] 6Li＋N22Li3N ②工业合成氨 N2＋3H22NH3； ③氮气与氧气反应 N2＋O22NO。 （3）氮气的制法 ①实验室制法：加热NH4Cl饱和溶液和NaNO2晶体的混合物：NaNO2＋NH4ClNaCl＋N2↑＋2H2O ②工业制法：工业上从液态空气中，利用液态氮的沸点比液态氧的沸点低加以分离而制得氮气。 （4）氮气的用途 ①工业上合成氨，制硝酸； ②在灯泡中填充氮气以防止钨丝被氧化或挥发； ③保存粮食、水果等食品，以防止腐烂； ④医学上用液氮作冷冻剂，以便在冷冻麻醉下进行手术； ⑤代替稀有气体作焊接金属时的保护气，以防止金属被空气氧化； ⑥高科技利用液氮制造低温环境，使某些超导材料获得超导性能； 【例1】大气中的氮是取之不尽的天然资源。下列工业生产中以氮气作反应物的是 A．工业合成氨 B．湿法炼铜 C．高炉炼铁 D．接触法制硫酸 【答案】A 【详解】A．工业合成氨的反应为N2 和H2 反应生成NH3，氮气是直接反应物，A正确； B．湿法炼铜通过Fe置换CuSO4中的Cu，反应不涉及氮气，B错误； C．高炉炼铁中氮气作为空气成分进入高炉，但未参与还原铁矿石的主要反应，C错误； D．接触法制硫酸涉及硫或硫化物的氧化，氮气未参与反应，D错误； 故选A。 【例2】下列含氮物质的转化属于氮的固定的是 A． B． C． D． 【答案】A 【详解】氮的固定指将游离态氮（N2）转化为化合态氮的过程，选项A中N2→NH3符合此定义，故选A。 【例3】下列关于的叙述中不正确的是 A．雷雨天，空气中的与可反应生成NO B．与在一定条件下合成氨属于氮的固定 C．分子中键与键的比值为 D．既可作氧化剂又可作还原剂 【答案】C 【详解】A．雷雨天时发生自然固氮，空气中N2和O2可反应生成NO，A正确； B．氮的固定是将空气中游离态的氮(N2)转化为含氮化合物的过程，与在一定条件下合成氨属于氮的固定，B正确； C．单键均为σ键，叁键含有1个σ键2个π键；分子中键与键的比值为1:2，C错误； D．N2中N元素的化合价可以降低生成NH3或铵根离子等，也可以升高生成NO等，故N2既可作氧化剂又可作还原剂，D正确； 故选C。 【例4】氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法正确的是 A．自然固氮、人工固氮都是将转化为 B．工业制硝酸过程中的物质转化： C．汽车尾气催化转化器中发生的主要反应： D．实验室探究稀硝酸与铜反应的气态产物：(稀) 【答案】D 【详解】A．自然固氮、人工固氮都是将转化为含氮的化合物，故A错误； B．工业制硝酸过程中的物质转化是氮气转化为氨气，氨气发生催化氧化生成一氧化氮，一氧化氮氧化为二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸，故B错误； C．汽车尾气催化转化器中发生的主要反应是一氧化氮和一氧化碳反应生成氮气和二氧化碳，，故C错误； D．实验室探究稀硝酸与铜反应的气态产物，铜稀硝酸反应生成NO气体，NO遇空气转化为NO2，故D正确； 选D。 【例5】下列陈述I与陈述II均正确，且具有因果关系的是 选项 陈述I 陈述II A 将气体通入NaClO溶液中产生HClO和 的酸性比HClO的酸性强 B 工业固氮中将与在一定条件下反应合成 具有还原性 C 高纯硅可以制成计算机的芯片、太阳能电池 晶体硅具有半导体性能 D 相同压强下，HF的沸点比HCl的沸点低 HF分子间作用力弱于HCl A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．具有还原性，将气体通入NaClO溶液中会发生氧化还原反应生成，A错误； B．工业固氮中将与在一定条件下反应合成，N元素化合价下降，说明具有氧化性，B错误； C．晶体硅具有半导体性能，使其可用于计算机芯片和太阳能电池，陈述I与陈述II均正确，C正确； D．HF因分子间氢键导致沸点显著高于HCl的，D错误； 故选C。 【知识点2】氮的氧化物的性质及应用 1．氮的氧化物 （1）氮有多种价态的氧化物：氮元素有+1、+2、+3、+4、+5价，五种正价对应六种氧化物N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等，其中属于酸性氧化物的是N2O3、N2O5，分别是HNO2和HNO3的酸酐。 一氧化二氮(N2O)：俗称笑气，常作麻醉剂。 三氧化二氮(N2O3)：亚硝酸的酸酐，可与水作用生成亚硝酸，N2O3＋H2O===2HNO2 四氧化二氮(N2O4)：无色气体，易液化，与NO2相互转化，N2O42NO2 五氧化二氮(N2O5)：硝酸的酸酐，可与水作用生成硝酸，N2O5＋H2O===2HNO3 （2）NO和NO2性质的比较 NO NO2 物理性质 颜色 无色 红棕色 毒性 有毒(跟血红蛋白结合)，大气污染物之一 有毒、有刺激性气味的气体、大气污染物之一 溶解性 不溶于水（排水法收集） 易溶于水（只能用向上排空气法收集） 化学性质 与O2反应 2NO＋O2===2NO2 — 与H2O反应 — 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 对环境的影响 导致光化学烟雾和酸雨，破坏臭氧层 其他性质 ①与碘化钾溶液的反应：NO2＋2KI===2KNO2＋I2 (NO2能使湿润的淀粉KI试纸为蓝) ②与水的反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO ③与氢氧化钠溶液的反应：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O ④与N2O4相互转化：2NO2N2O4（常温时没有纯净的NO2或N2O4气体，实验测得NO2的平均相对分子质量总大于46。） ⑤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。 实验室制法 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O（只能用排水法收集） Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O（只能用排空气法收集） 2．氮氧化物对环境的污染及防治 气态的氮氧化物几乎都是剧毒性物质，都是大气污染物，空气中的NO、NO2主要来源于煤和石油的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂的废气等。 （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人体中毒 NO与血红蛋白结合使人中毒。 ⑤水体污染 水体富营养化。 （2）常见的NOx尾气处理方法 ①碱液吸收法：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)，一般适合工业尾气中NOx的处理。 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O 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)。 a．氨气吸收法：8NH3＋6NO27N2＋12H2O、4NH3＋6NO5N2＋6H2O b．汽车尾气转换器：2CO＋2NO2CO2＋N2 【例1】关于氮的性质，下列说法不正确的是 A．与反应的还原产物为 B．34g 气体中s-p σ键数目为 C．，说明氧化性： D．足量NaOH溶液和等物质的量的NO和反应，生成 【答案】B 【详解】A．与反应生成NO和，水中的氧元素化合价降低，是还原产物，A正确； B．N原子的杂化方式为sp3杂化，C原子杂化后和H原子形成键，分子中不含s-p键，B错误； C．，NO为氧化剂，CO为还原剂，说明氧化性：，C正确； D．足量NaOH溶液和等物质的量的NO和反应，生成，方程式为：NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O，D正确； 故选B。 【例2】为达实验目的，下列采用的实验方法或试剂合理的是 选项 实验目的 实验方法或试剂 A 制备无水 在坩埚中直接加热晶体 B 除去中混有的 铁粉 C 证明溶液中含有 氨水 D 分离和的混合气体 氢氧化钠溶液 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．直接加热晶体，会发生水解生成氢氧化铁和HCl，不能得到无水，A错误； B．铁会和铁离子生成亚铁离子、和铜离子生成铜和亚铁离子，B错误； C．铜离子和氨水生成氢氧化铜蓝色沉淀，氨水过量，氢氧化铜沉淀转化为四氨合铜离子蓝色溶液，能证明溶液中含有，C正确； D．和的混合气体能与NaOH发生反应，因此不能通过氢氧化钠溶液分离两者，D错误； 故选C。 【例3】下列关于氮及其化合物的说法正确的是 A．实验中常用排水法收集气体 B．“三月打雷麦谷堆”是指在雷电作用下最终可转化成被农作物吸收的化合态氮 C．NO与空气中的氧气反应生成属于氮的固定 D．将蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒靠近，观察到白烟 【答案】B 【详解】A．能和水反应生成NO，不能用排水法收集，A错误； B．雷电可以将空气中的O2和N2转化为NO，NO与O2生成NO2，NO2与水反应生成HNO3，最终与土壤中的物质反应转化成作物能吸收的化合态氮，B正确； C．游离态的氮转化为化合态的氮称为氮的固定，NO与空气中的氧气反应生成不属于氮的固定，C错误； D．浓硫酸难挥发，将蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒靠近，不能观察到白烟，D错误； 故选B。 【例4】用石灰乳吸收硝酸工业的尾气(含、)可获得，其部分工艺流程如下： 下列说法不正确的是 A．吸收时主要反应的化学方程式为： B．采用气液逆流接触有利于尾气中、的充分吸收 C．将石灰乳改为澄清石灰水吸收效率将会增大 D．若尾气中，吸收后排放的气体中含量升高 【答案】C 【详解】用石灰乳吸收硝酸工业的尾气(含、)获得的流程为：将硝酸工业尾气通入石灰乳中，当气体中n(NO)：n(NO2)=1：1时，发生反应为：；若n(NO)：n(NO2)＞1：1，NO过量，多余的NO无法被吸收，造成排放气体中NO含量升高；若n(NO)：n(NO2)＜1：1，过量，能直接被吸收，反应为：，产品中含量会升高；将吸收后混合物过滤除去固体杂质，得到主要含的滤液，对滤液进行经过一系列处理后得到无水，据此分析解答。 A．根据分析，吸收时主要发生反应的化学方程式为：，A正确； B．采用气液逆流接触，增大了气体和石灰乳的接触面积，有利于尾气中NO、NO2的充分吸收，B正确； C．属于微溶物，澄清石灰水中非常低，改为澄清石灰水吸收效率反而会降低，C错误； D．根据分析，当尾气中时，NO过量，多余的NO无法被吸收，使吸收后排放的气体中含量升高，D正确； 故答案为：C。 【例5】N2O、NO和NO2等氮氧化物是空气污染物，含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。 (1)N2O的处理。N2O是硝酸生产中氨催化氧化的副产物，用特种催化剂能使N2O分解。NH3与O2在加热和催化剂作用下生成N2O的化学方程式为 。 (2)NO和NO2的处理。已除去N2O的硝酸尾气可用NaOH溶液吸收，主要反应为 2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O(I) NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O(II) ①反应(II)中，氧化产物和还原产物物质的量之比为 。 ②NO2和Br2蒸汽都是红棕色气体，下列可以用来鉴别这两种气体的试剂是 。 A．用氢氧化钠溶液        B．淀粉碘化钾溶液        C．用硝酸银溶液        D．用蒸馏水 ③下列措施能提高尾气中NO和NO2去除率的有 (填字母)。 A．加快通入尾气的速率 B．采用气、液逆流的方式吸收尾气 C．吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液 ④吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤，得到NaNO2晶体，该晶体中的主要杂质是 (填化学式)；吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是 (填化学式)。 (3)NO的处理。 可以用NaClO溶液吸收硝酸尾气。在酸性NaClO溶液中，HClO氧化NO生成Cl-和NO，其离子方程式为 。 【答案】 (1)2NH3+2O2N2O+3H2O (2)1：1 CD BC NaNO3 NO (3)3HClO+2NO+H2O=3Cl-+2+5H+ 【详解】（1）NH3与O2在加热和催化剂作用下生成N2O，反应过程中N元素化合价升高，根据元素守恒可知O2被还原为H2O和N2O，N元素化合价由-3升高至+1，O元素化合价由0降低至-2，根据氧化还原反应化合价升降守恒和原子守恒可知反应方程式为2NH3+2O2N2O+3H2O。故答案为2NH3+2O2N2O+3H2O； （2）①在NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O中，NO2被还原，作氧化剂，NO被氧化，作还原剂，根据原子守恒可知氧化产物和还原产物之比为1∶1；故答案为1∶1； ②A．NO2和Br2蒸汽都能与NaOH溶液反应生成无色物质，现象相同，无法鉴别，故A不符合题意； B．Br2蒸汽能氧化I-生成I2，NO2与水反应生成HNO3，HNO3能氧化I-生成I2，I2遇淀粉使溶液变蓝，现象相同，无法鉴别，故B不符合题意； C．NO2通入到硝酸银溶液，发生3NO2+H2O=HNO3+2NO，有气体生成，而溴蒸气通入到硝酸银溶液中生成AgBr浅黄色沉淀，现象不同，能鉴别，故C符合题意； D．NO2和溴蒸气都是红棕色气体，二氧化氮与水反应生成硝酸和无色的一氧化氮气体，而溴蒸气溶于水，溶液颜色为橙红色，二者现象不同，可鉴别，故D符合题意； 综上所述，答案为CD； ③A．加快通入尾气的速率，气体不能充分反应，故A不符合题意； B．采用气、液逆流的方式吸收尾气，可使气体与氢氧化钠溶液充分反应，故B符合题意； C．吸收尾气过程中：NO、NO2与NaOH溶液反应生成NaNO2，为提高尾气去除率，需要定期补加适量NaOH溶液，故C复合题意； 综上所述，答案为BC； ④根据反应Ⅰ、Ⅱ反应生成NaNO2和NaNO3，则含有的杂质为NaNO3；若NO的含量比NO2大，则尾气中含有NO，若NO2的含量比NO大，则无尾气，故答案为：NaNO3；NO； （3）在酸性NaClO溶液中，HClO氧化NO生成Cl-和，反应过程中N元素化合价由+2升高至+5，Cl元素化合价由+1降低至-1，根据氧化还原反应化合价升降守恒、原子守恒、电荷守恒和溶液呈酸性可知反应离子方程式为3HClO+2NO+H2O=3Cl-+2+5H+；故答案为3HClO+2NO+H2O=3Cl-+2+5H+。 【知识点3】硝酸 1．物理性质：纯净的硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体，与H2O以任意比互溶，打开盛浓硝酸的试剂瓶盖，有白雾产生(与浓盐酸相同)。 王水：是浓硝酸和浓盐酸按体积比1∶3的混合物，能使一些不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解。 2．化学性质 （1）不稳定性 ①见光或受热会分解：4HNO32H2O＋4NO2↑＋O2↑，市售浓硝酸呈黄色的原因是HNO3分解生成的NO2溶于硝酸中，消除黄色的方法是向浓硝酸中通入空气或O2，发生反应为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3。 ②浓硝酸的保存方法是保存在棕色带有玻璃塞的细口试剂瓶中，置于冷暗处。 （2）强氧化性 HNO3中的＋5价氮元素具有很强的得电子能力，硝酸无论浓、稀都有强氧化性，而且浓度越大，氧化性越强。还原产物一般为：HNO3(浓)→NO2，HNO3(稀)→NO，很稀的硝酸还原产物也可能为N2O、N2或NH4NO3。 【注意】NO3－无氧化性，而当NO3－在酸性溶液中时，则具有强氧化性。 ①与活泼金属反应：不生成H2，硝酸的浓度不同，还原产物不同。 Fe(少量)＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O 3Fe(过量)＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O ②与不活泼金属反应：除Au、Pt等少数金属外，硝酸几乎可以氧化所有的金属。 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。 Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 3Ag＋4HNO3(稀)===3AgNO3＋NO↑＋2H2O ③常温下，浓硝酸使Fe、Al钝化，可用铁或铝制容器盛放浓硝酸。 当加热时，与Fe、Al发生反应：Fe（少量）＋6HNO3(浓)Fe(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O ④与非金属反应：硝酸只表现出氧化性。 非金属单质＋浓硝酸最高价氧化物或其含氧酸＋NO2↑＋H2O C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O ⑤与还原性化合物反应：硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2＋、FeO等还原性物质。 3SO2＋2NO＋2H2O===3SO＋2NO↑＋4H＋ 3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O （3）酸性：属于强酸，溶于水完全电离HNO3===H+＋NO3－，具有酸的通性，能与碱、碱性氧化物、某些盐反应。稀硝酸使石蕊试液变红色，浓硝酸使紫色石蕊试液先变红后褪色(酸性和强氧化性)。 CaCO3＋2HNO3(稀)===Ca(NO3)2＋CO2↑＋H2O (若无稀盐酸可用稀硝酸代替室制CO2) （3）与有机化合物反应 ①硝化反应(与苯反应)： ②显色反应：含苯基的蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。 3．用途：硝酸是一种重要的化工原料，可用于制造炸药、染料、塑料、硝酸盐、氮肥等。 4．硝酸的制法 （1）硝酸的实验室制法：NaNO3＋H2SO4(浓)NaHSO4＋HNO3↑ (利用浓H2SO4的高沸点，难挥发性制取挥发性的HNO3)。因HNO3不稳定，加热温度不宜过高；由于硝酸易腐蚀橡胶，因此该反应禁用橡胶塞，所用仪器为曲颈甑. （2）硝酸的工业制法 ①NH3在催化剂作用下与O2反应生成NO：4NH3＋5O24NO＋6H2O ②NO进一步氧化生成NO2：2NO＋O2===2NO2 ③用水吸收NO2生成HNO3：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 【例1】下列离子方程式正确的是 A．向冷的石灰乳中通入制漂白粉： B．泡沫灭火器原理： C．过量的铁粉溶于稀硝酸： D．向银氨溶液中通 【答案】B 【详解】A．石灰乳中的Ca(OH)2是悬浊液，不能拆，则离子方程式为：，A错误； B．Al3+与双水解生成Al(OH)3和CO2，则离子方程式为：，B正确； C．过量铁粉与稀硝酸反应应生成硝酸亚铁、一氧化氮和水，则离子方程式为：，C错误； D．银氨溶液中Ag以[Ag(NH3)2]+形式存在，且产物为Ag2S，则离子方程式为：，D错误； 故选B。 【例2】浓硝酸与铜作用的过程如下图所示。 现象：i．a中产生红棕色气体，溶液呈绿色，试管壁发热；b中充满红棕色气体 ii．烧杯液面上方无明显变化 下列关于该过程的分析不正确的是 A．a中产生红棕色气体，主要体现了浓硝酸的氧化性 B．b中气体的颜色比a中的浅，与正向移动有关 C．溶液吸收的反应为 D．a中溶解6.4g铜时，转移电子的数目为 【答案】C 【详解】A．a中产生红棕色气体，发生反应 ，N元素化合价降低，主要体现了浓硝酸的氧化性，故A正确； B．二氧化氮可以转化为无色四氧化二氮，b中气体的颜色比a中的浅，与正向移动有关，故B正确； C．NO和氧气反应生成红棕色NO2，烧杯液面上方无明显变化，说明溶液吸收没有生成NO，故C错误； D．a中铜失电子酸性硝酸铜，铜元素化合价由0升高为+2价，溶解6.4g铜时，转移电子的数目为，故D正确； 选C。 【例3】对于下列实验，其离子方程式描述错误的是 A．溶液中加入少量溶液： B．将足量溶液滴入浊液中： C．通入冷的KOH溶液中： D．稀硝酸中加入少量铁粉： 【答案】D 【详解】A．溶液中加入少量溶液，生成硫酸钡和水，其离子方程式为，A项正确； B．将足量溶液滴入浊液中，生成氢氧化铁沉淀，其离子方程式为，B项正确； C．通入冷的KOH溶液中，生成氯化钾、次氯酸钾和水，其离子方程式为，C项正确； D．稀硝酸中加入少量铁粉，生成铁离子、一氧化氮和水，其离子方程式为，D项错误； 故选D。 【例4】在给定条件下，下列制备过程涉及的物质转化均可实现的是 A．金属Al制备：溶液Al B．硝酸工业： C．纯碱工业：NaCl溶液 D．高纯硅制备：粗硅高纯硅 【答案】D 【详解】A．工业上制备Al是电解熔融的Al2O3，而不是电解AlCl3溶液，A不符合题意； B．NO不能与H2O反应生成HNO3，B不符合题意； C．向NaCl溶液中直接通入CO2不能制得NaHCO3，应向饱和食盐水中先通入NH3，后通入CO2才能制得NaHCO3，C不符合题意； D．粗硅与HCl在高温下反应生成SiHCl3，SiHCl3再与H2在高温反应生成高纯硅，分别发生反应：Si+3HClSiHCl3+H2、SiHCl3+H2Si+3HCl，则高纯硅制备为：粗硅高纯硅，D符合题意； 故选D。 【例5】下列相关实验的描述正确的是 A．试管中立即产生大量红棕色气体，说明铜与浓硝酸在常温下就能剧烈反应 B．干燥的能够使鲜花褪色，说明有漂白性 C．与的反应中，既是氧化产物又是还原产物 D．让一束光线通过溶液，会有丁达尔效应出现 【答案】A 【详解】A．试管中立即产生大量红棕色气体，说明铜与浓硝酸在常温下就能剧烈反应，生成二氧化氮，且用氢氧化钠吸收尾气防止污染空气，实验操作及结论正确，A正确； B．干燥的能够使鲜花褪色，是氯气与水反应产生的HClO具有漂白性，不能说明有漂白性，B错误； C．与的反应中，中O元素的化合价升高生成，O元素化合价降低生成NaOH，是氧化产物，NaOH是还原产物，C错误； D．溶液不参形成丁达尔效应，故让一束光线通过溶液，不会有丁达尔效应出现，D错误； 答案选A。 【知识点4】氮的氧化物和O2、H2O反应、硝酸与金属反应的计算 1、氮的氧化物和O2、H2O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 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。 2．硝酸与金属反应的计算 两类重要反应方程式 1．硝酸与铜反应 浓硝酸与足量的铜反应，开始浓硝酸被还原为NO2，随着反应的进行，浓硝酸变稀，稀硝酸被还原为NO，向反应后的溶液中加稀硫酸，NO又被还原为NO。 2．稀硝酸与铁反应 (铁的常见价态：＋2、＋3) Fe(少量)＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O 3Fe(过量)＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O ①n(HNO3)：n(Fe)≥4，产物为Fe(NO3)3 ②n(HNO3)：n(Fe)≤，产物为Fe(NO3)2 ③<n(HNO3)：n(Fe)<4，产物为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2 常用的计算方法 1．原子守恒法： HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用，以NO的形式存在于溶液中；一部分作为氧化剂转化为还原产物，这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量。 以Cu与硝酸反应为例，反应前所有的N只存在于HNO3中，反应后含N的物质有HNO3的还原产物(假设有NO2、NO)和Cu(NO3)2，若HNO3过量，则过量HNO3中也含N，则有n(N)＝n(NO2)＋n(NO)＋2n[Cu(NO3)2]＋n(HNO3)剩(N原子守恒)。 2．电子守恒法： HNO3与金属的反应属于氧化还原反应，HNO3中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量。 以Cu与硝酸反应为例，反应中失去电子的是参加反应的Cu，Cu－2e－===Cu2＋；得到电子的是被还原的HNO3(假设还原产物为NO2、NO)，NO＋e－===NO2、NO＋3e－===NO。根据得失电子守恒，则有2n(Cu)＝n(NO2)＋3n(NO)。若将生成的氮的氧化物气体与一定量的氧气共同通入水中，氮的氧化物完全生成硝酸，由于开始反应物为硝酸，中间生成了氮的氧化物，但最终又变回了硝酸，所以相当于铜失去的电子最终由氧气得到，则有2n(Cu)＝n(O2)。 3．离子方程式计算法： 金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO在H2SO4提供H＋的条件下能继续与金属反应，因此此类题目应用离子方程式来计算，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，且溶液中要符合电荷守恒。 【例1】将铜投入一定浓度的硝酸中发生反应，铜完全溶解，产生的NO和混合气体在标准状况下的体积为(反应前后溶液体积不变，也不考虑的存在)。待产生的气体完全释放后，向溶液中加入的溶液，恰好使溶液中的全部转化为沉淀。下列说法错误的是 A．铜与硝酸的反应中，硝酸表现酸性和强氧化性 B．产生的混合气体和的体积比 C．原硝酸溶液的浓度为 D．欲使生成的和在作用下被水吸收全部转化为硝酸，至少需标准状况下 【答案】C 【详解】A．铜与硝酸的反应中，生成了硝酸铜，硝酸表现酸性，生成氮的氧化物，硝酸表现强氧化性，A正确； B．根据题中信息和电子守恒，设反应生成的和的物质的量分别为和，则；；得，计算知，B正确； C．向溶液中加入的溶液，恰好使溶液中的全部转化为沉淀，说明表现酸性的硝酸和未反应的硝酸的物质的量为，表现氧化性的硝酸的物质的量为，所以原硝酸溶液的浓度为，C错误； D．根据电子守恒，欲使生成的和在作用下被水吸收全部转化为硝酸，则转移0.6mol电子，至少需要0.15molO2，即至少需要标准状况下氧气的体积为，D正确； 故选C。 【例2】将盛有6mL 和的混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反应后，还剩余1mL无色气体，则原混合气体中的体积可能是 A．0.6mL B．2mL C．5.4mL D．3mL 【答案】C 【详解】根据化学方程式：、，设的体积为x，剩余的气体有两种可能： ①若剩1mL，则另外5mL气体发生，则二氧化氮占5mL气体的五分之四，即体积为； ②若剩1mL，根据，得到生成1mLNO气体消耗的二氧化氮气体体积为3mL，说明另外还有3mL气体发生，则这3mL气体中二氧化氮占五分之四，则总的二氧化氮气体体积为； 故选C。 【例3】铜和镁的合金10g完全溶于浓硝酸，若反应中硝酸被还原只产生的 体和的气体(已折算为标准状况)，下列说法正确的是 A．在反应后的溶液中，加入足量的NaOH溶液，生成沉淀的质量为18.5g B．该合金中，镁的物质的量为0.1mol C．将生成的气体与氧气一起通入水中恰好完全吸收，消耗标准状况下氧气1.12L D．将上述合金在氧气中加热至完全反应，得到的固体增重14g 【答案】A 【详解】标准状况下的体和的气体的物质的量分别为、，则反应过程中HNO3得到电子总数为0.2mol×1+0.15mol×2=0.5mol。铜和镁的合金与硝酸反应时，金属元素化合价均升高至+2，设合金中铜的物质的量为xmol，镁的物质的量为ymol，根据质量守恒和转移电子守恒可得，解得。 A．在反应后的溶液中，加入足量的NaOH溶液，则生成0.1mol Cu(OH)2、0.15mol Mg(OH)2，沉淀的质量为0.1mol×98g/mol+0.15mol×58g/mol=18.5g，故A项正确； B．由上述分析可知，该合金中，镁的物质的量为0.15mol，故B项错误； C．将生成的气体与氧气一起通入水中恰好完全吸收，和均生成HNO3，根据HNO3反应得到电子的物质的量可知，气体溶解过程中N原子失去电子总物质的量为0.5mol，因此消耗氧气的物质的量为，在标准状况下的体积为0.125mol×22.4L/mol=2.8L，故C项错误； D．将上述合金在氧气中加热至完全反应，金属均转化为金属氧化物(MO)，增加氧原子的物质的量为0.15mol+0.1mol=0.25mol，氧化物中氧元素的质量为0.25mol×16g/mol=4g，故D项错误； 综上所述，正确的是A项。 【例4】一定条件下，将气体O2和NO2按1∶4体积比充满干燥烧瓶，把烧瓶倒置于水中，瓶内液体逐渐上升，假设烧瓶内溶液不扩散，最终烧瓶内溶液里溶质的物质的量浓度为（按标况计算） A．mol·L-1 B．mol·L-1 C．mol·L-1 D．mol·L-1 【答案】C 【详解】假设O2的体积为1L，则NO2的体积为4L，烧瓶的体积为5L，根据反应方程式：4NO2+O2+2H2O=4HNO3可知，生成的HNO3的物质的量为：=mol，水能充满整个烧瓶，即所得溶液的体积为5L，故所得溶液的物质的量浓度为：==mol/L，故答案为：C。 【例5】将盛有和的混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反应后，还剩余无色气体。 (1)若剩余的气体是 ，则的体积分别是 。 (2)若剩余的气体是 ，则的体积分别是 。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）解题依据的化学方程式：；。设的体积为x， 若剩余，则，解得，则的体积是。 （2）解题依据的化学方程式：；。设的体积为x，若剩余，则，解得，则体积是。 【知识点5】氨的性质与应用 1．氨的分子结构和物理性质 电子式及结构 密度 气味 水溶性 其他 空间构型为三角锥形，属于极性分子。 比空气 刺激性气味 极易溶于水(1∶700)，可由喷泉实验证明。（防止倒吸） 易液化可用作制冷剂。 NH3极易溶于水的原因：NH3、H2O均为极性分子，NH3与H2O之间可形成分子间氢键，并且NH3和H2O反应。 2．氨的化学性质 NH3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。 （1）氨气与水的反应 NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－，氨气溶于水得氨水，其中大部分NH3与水结合成一水合氨(NH3·H2O)，NH3·H2O为弱电解质，只能部分电离成NH4＋和OH－。 ①氨水中含有的粒子：NH3·H2O、NH3、H2O、NH、OH－、H＋。 ②NH3·H2O为可溶性一元弱碱，易挥发，不稳定，易分解：NH3·H2ONH3↑＋H2O。 ③液氨与氨水的比较 液氨 氨水 物质成分 纯净物(非电解质) 混合物(NH3·H2O为弱电解质) 粒子种类 NH3分子 NH3、NH3·H2O、H2O、NH、OH－、H＋ 主要性质 不具有碱性 具有碱的通性 存在条件 常温常压下不能存在 在常温常压下可存在 ④氨水的保存方法：氨水对许多金属有腐蚀作用，所以不能用金属容器盛装氨水，通常把氨水盛装在玻璃容器、橡皮袋、陶瓷坛或内涂沥青的铁桶里。 （2）氨气与酸的反应 a．蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，其现象为有白烟生成，将浓盐酸改为浓硝酸，也会出现相同的现象。化学方程式：HCl＋NH3===NH4Cl、NH3＋HNO3===NH4NO3。（魔棒生烟） b．与CO2、SO2等酸性氧化物反应： NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3或2NH3＋CO2＋H2O===(NH4)2CO3。 c．与硫酸反应：2NH3＋H2SO4===(NH4)2SO4 (浓硫酸没有挥发性，不能形成白烟，不能用浓硫酸干燥氨气) （3）氨气与盐溶液的反应 现象 离子方程式 FeCl3溶液 生成红褐色沉淀 Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH AlCl3溶液 生成白色沉淀 Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH （4）氨气的还原性：NH3分子中氮元素的化合价为－3价，在化学反应中氮元素化合价可能的变化是只能升高，不能降低，因此氨具有还原性。NH3能与与O2、CuO、Cl2等的反应。 ①催化氧化：4NH3＋5O24NO＋6H2O (工业制硝酸的基础，也是工业上制NO的方法) ②被CuO氧化：2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O (氨气还原CuO是实验室制氮气的方法之一) ③被氯气氧化：2NH3＋3Cl2(足量)===N2＋6HCl或8NH3＋3Cl2(少量)===N2＋6NH4Cl ④被NOx氧化：8NH3＋6NO27N2＋12H2O、4NH3＋6NO5N2＋6H2O （5）氨的用途 ①液氨汽化时吸收大量的热，故用作制冷剂。 ②制氮肥、硝酸、铵盐、纯碱等。 ③氨也是有机合成工业中的常用原料(如：尿素、合成纤维、染料等)。 【例1】脱除焦炉烟气中污染性气体的一种反应原理为：，设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．常温下，含有的质子数为 B．与的混合气体中含有的氮原子数为 C．该反应每生成转移的电子数为 D．的氨水含有的总数为 【答案】A 【详解】A．常温下，17gNH3即1mol NH3，1个NH3中含有10个质子，则17gNH3中含有的质子数为10NA，A正确； B．2molNO与N2的混合气体中含有的氮原子数为2NA，B错误； C．根据化学方程式：可知，生成4molN2，转移12mol电子，该反应每生成4.48LN2（标准状况下）转移的电子数为0.6NA，题中未注明标准状况下，C错误； D．1L0.1mol/L的氨水含有的、NH3⋅H2O、NH3，则含有的、NH3⋅H2O总数小于0.1NA，D错误； 故选A。 【例2】氨气溶于水得到氨水，氯气溶于水得到氯水，下列关于新制的氨水、氯水的描述正确的是 A．“两水”中都存在可逆反应的化学平衡和弱电解质的电离平衡 B．“两水”都是混合物，溶液中含有的粒子种类、数目相同 C．“两水”都有刺激性气味，都能漂白有机色素 D．“两水”放置时间较久后，都会因为相同的原理而变质 【答案】A 【详解】A．一水合氨、HClO均为弱电解质，存在电离平衡，氨气与水的反应、氯气与水的反应均为可逆反应，存在化学平衡，故A正确； B．氨水和氯水均为混合物，但氨水中含6种微粒：NH3·H2O、H2O、NH3、、H+、OH-，氯水中含7种微粒：Cl2、HClO、H2O、Cl-、ClO-、H+、OH-，故B错误； C．氨水没有漂白性，不能漂白有机色素，故C错误； D．“两水”放置时间较久后，氨水易挥发，浓度减小变质，而氯水中HClO见光分解，变质为盐酸，原理不同，故D错误； 故答案选A。 【例3】下列各组物质互滴时，现象相同的是 A．溶液和溶液 B．溶液和溶液 C．溶液和溶液 D．溶液和NaOH溶液 【答案】A 【详解】A．溶液逐滴滴入溶液生成碳酸钡沉淀，溶液变浑浊，溶液逐滴滴入溶液也生成碳酸钡沉淀，溶液也变浑浊，A符合题意； B．溶液逐滴滴入AgNO3，先生成沉淀后沉淀溶解，AgNO3逐滴滴入氨水开始一段时间没有沉淀生成，现象不同，B不符合题意； C．溶液逐滴滴入溶液，有二氧化碳气体生成，溶液液逐滴滴入溶液开始一段时间没有二氧化碳气体生成，现象不同，C不符合题意； D．逐滴滴入NaOH溶液，NaOH是过量的，直接生成Na[Al(OH)4]，开始一段时间没有沉淀生成，NaOH溶液逐滴滴入溶液，刚开始Al3+是过量的，先出现白色沉淀，后沉淀消失，现象不同，D不符合题意； 故选A。 【例4】将浓氨水分别滴加到下列试剂中，产生的实验现象、体现出的性质以及对应的方程式不正确的是。 实验 试剂 现象 性质 方程式 A 滴有酚酞的蒸馏水 溶液变红 碱性 B 氯气 产生白烟 还原性 C 烧碱固体 产生刺激性气味的气体 不稳定性 D 溶液 溶液最终变为深蓝色 可形成配合物 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．一水合氨为弱电解质，，A错误； B．氯气自身有强氧化性，可以把氨水中的溶质氧化为氮气，自身被还原为氯化铵，B正确； C．浓氨水滴入到烧碱中，溶解放热，且碱性较强，促进氨水分解，生成氨气，C正确； D．浓氨水滴加硫酸铜，溶液变色，生成了[Cu(NH3)4]SO4，D正确； 故答案为：A。 【例5】用圆底烧瓶收集NH3后进行喷泉实验，由烧瓶中的实验现象可推知的结论是 选项 现象 结论 A 形成喷泉 NH3与H2O发生了反应 B 剩余少量气体 NH3的溶解已达饱和 C 溶液呈红色 NH3∙H2O是一元弱碱 D 溶液露置于空气一段时间后，pH下降 氨水具有挥发性 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．形成喷泉表明氨气易溶于水，从而形成负压，但不能说明氨气与水发生反应，A不正确； B．剩余的少量气体，是未排尽的空气，烧瓶内溶解的氨气未达饱和，B不正确； C．溶液呈红色，表明氨气溶于水后，溶液呈碱性，不能确定NH3∙H2O是强碱还是弱碱，C不正确； D．溶液露置于空气一段时间后，pH下降，表明溶液的碱性减弱，氨水挥发出氨气，D正确； 故选D。 【知识点6】氨气的喷泉实验 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。容器内外产生较大压强差的两种方法： 实验装置 引发喷泉方法 打开橡皮管上的弹簧夹，挤压滴管的胶头，则烧杯中的水由玻璃管进入烧瓶，形成喷泉。 打开橡皮管上的弹簧夹，用手将烧瓶捂热，使烧瓶内氨膨胀，将导管中的空气排出，使氨与烧杯中的水接触，形成喷泉。 2、喷泉实验的类型 下面是几种常见的能形成喷泉的气体和吸收剂。 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 组合时的条件 气体在溶液中的溶解度很大或通过反应，使气体的物质的量迅速减小，产生足够的压强差(负压)。 3、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： （1）HCl、NH3、NO2气体或它们与其他不溶于水的气体混合时：所得溶液的物质的量浓度为 mol·L－1。 （2）当是NO2和O2的混合气体且体积比为4∶1时，c(HNO3)＝ mol·L－1。 【例1】用圆底烧瓶收集后进行喷泉实验，装置如图。下列叙述正确的是 A．烧瓶内的溶液中存在平衡： B．溶液未充满烧瓶，是因为氨气与水的反应已达平衡状态 C．向红色溶液中加盐酸调至恰好无色时，溶液中 D．将实验中的换为NO，亦可形成喷泉 【答案】A 【详解】A．氨气溶于水，生成一水合氨，一水合氨是弱电解质，微弱电离，，A正确； B．溶液未充满烧瓶，是因为收集的氨气不纯，含有少量不溶于水的气体，而不是氨气与水的反应已达平衡状态，B错误； C．向红色溶液中加盐酸调至恰好无色时，溶液仍为碱性，根据电荷守恒，则，C错误； D．NO不溶于水且不与水反应，不形成喷泉，D错误； 故选A。 【例2】如图所示装置中，处加入适当的物质可以产生美丽的喷泉。下列所加试剂不能产生对应现象的是 选项 试剂 现象 a b c A 水 紫色石蕊溶液 红色喷泉 B 水 无色酚酞溶液 红色喷泉 C 水 紫色石蕊 红色喷泉 D 溶液 淀粉稀溶液 蓝色喷泉 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．极易溶于水，水溶液呈酸性，可以使紫色石蕊溶液变红，产生红色喷泉，A项正确； B．极易溶于水，水溶液呈碱性，可以使无色酚酞溶液变红，产生红色喷泉，B项正确； C．在水中溶解度较小(约为)，无法产生喷泉，C项错误； D．可与溶液反应生成，可使淀粉变蓝，D项正确； 故选C。 【例3】1727年，英国的化学家哈尔斯用氯化铵与石灰的混合物合成了氨气。以下实验难以达到预期目的的是 A．制备 B．干燥 C．尾气处理 D．喷泉实验 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．实验室可用Ca(OH)2固体与NH4Cl固体混合加热反应制备NH3，加热时试管口向下倾斜，图示装置可用于制备NH3，A不符合题意； B．NH3能与酸反应生成铵盐，干燥NH3时不能用浓硫酸作干燥剂，B符合题意； C．NH3极易溶于水，多余的NH3可用水吸收，图示装置中球形干燥管能防止倒吸，故该装置可用于实验室制氨气时的尾气处理，C不符合题意； D．NH3极易溶于水，且NH3与水反应生成，部分电离生成，使溶液呈碱性，可用酚酞检验，图示装置可用于做NH3的喷泉实验，D不符合题意； 故选B。 【例4】按下图连接好实验装置，三通阀接通氨气发生器与烧瓶，滴入浓氨水，待烧杯中酚酞完全变红后，再拧动三通阀使多余氨气通入尾气吸收装置，可见管液面迅速上升形成喷泉。下列有关说法不正确的是 A．该喷泉颜色为红色 B．该装置的优点为能处理多余氨气，减少污染 C．浓氨水与反应有生成，产氨过程熵减 D．若烧瓶内先集满气体，则产生氨气后可见“喷烟”现象 【答案】C 【详解】A．氨气溶于水反应生成一水合氨，一水合氨为弱碱，遇酚酞变红，因此该喷泉颜色为红色，A正确； B．该装置形成喷泉后，装置中产生的多余氨气可通过三通阀利用倒扣的漏斗所处烧杯中的水吸收，减少污染，B正确； C．浓氨水与反应有生成，产氨过程气体分子数增加，为熵增，C不正确； D．若烧瓶内先集满气体，则产生氨气后相遇能反应生成氯化铵，故可见“喷烟”现象，D正确； 答案选C。 【例5】某小组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(图1)。 (1)①制取氨。烧瓶中用浓氨水和某固体反应制取氨，该固体可以是 (填字母)。 A．CaO    B．NaOH    C．CaCl2   D．P2O5 ②检验三颈烧瓶集满NH3的方法是 (填操作和现象)。 (2)喷泉实验。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，电脑绘制三颈烧瓶内压强变化曲线(图2)。图2中 点时喷泉最剧烈。 (3)引发喷泉实验的方法有多种，下列操作能引发喷泉的是_______(填字母)。 A．用热毛巾捂三颈烧瓶底部 B．通入HCl气体 C．加CH3COOH溶液 D．加CCl4 【答案】 (1)AB 将湿润的红色石蕊试纸靠近瓶口c，试纸变蓝色，证明NH3已收集满(或将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近瓶口c，有白烟生成，证明NH3已收集满) (2)D (3)ABC 【详解】（1）①A．CaO能与水反应同时放出大量的热且c(OH-)增大，有利于氨的逸出，A符合题意； B．NaOH溶于水放出大量的热且c(OH-)增大，有利于氨的逸出，B项符合题意； C．CaCl2会与NH3反应生成CaCl2•8NH3，不能用于制备氨气，C不符合题意； D．P2O5为酸性氧化物，会与浓氨水发生反应，不能用于制备氨气，D不符合题意； 故选AB； ②检验三颈烧瓶集满NH3的方法是将湿润的红色石蕊试纸靠近瓶口c，试纸变蓝色，证明NH3已收集满(或将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近瓶口c，有白烟生成，证明NH3已收集满)。 （2）外界大气压与三颈烧瓶内压强之差越大，喷泉越剧烈，外界大气压不变，D点三颈烧瓶内压强最小，两者压强之差最大，则D点时喷泉最剧烈。 （3）能够产生压强差就能引发喷泉，氨不溶于CCl4，两者也不反应，不能产生压强差，不能引发喷泉，A、B、C项操作均具备引发喷泉的条件，能引发喷泉。故选ABC。 【知识点7】氨气的实验室制法 1、常规方法 【注意】 ①NH4Cl可用(NH4)2SO4等代替，但不能用NH4HCO3或NH4NO3代替。因为加热过程中NH4NO3可能发生爆炸性的分解反应，发生危险；而NH4HCO3极易分解产生CO2，使生成的中混有较多CO2杂质。 ②消石灰不能用KOH或NaOH代替，原因是：NaOH、KOH易吸水、易结块，不利于生成的NH3逸出，而且高温下NaOH、KOH会腐蚀试管。 ③收集NH3时所用的仪器必须干燥，导气管要插入管底；试管口要塞一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球，可减小NH3与空气的对流速度，使收集的气体纯净，同时也可避免污染空气。 2、简易方法 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，促使氨水分解， 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，促使氨水分解， 化学方程式：NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2 【注意】 ①通常用碱石灰干燥氨气，不能用五氧化二磷、浓硫酸和无水氯化钙干燥（8NH3＋CaCl2===CaCl2·8NH3）。 ②吸收氨气时要注意防止倒吸，常用装置为： 【例1】用废铁屑制取摩尔盐，下列原理、装置及操作能达到实验目的的是 A．用装置甲制取溶液 B．用装置乙制取并收集 C．用装置丙制备和混合溶液 D．用装置丁蒸干溶液得到 【答案】A 【详解】A用装置甲制取FeSO4溶液，铁粉过量，可以防止Fe2+被氧化成Fe3+，A正确； B．用装置乙制取NH3，收集气体时试管口放棉花，不能带胶塞，B错误； C．用装置丙将氨气通入FeSO4和H2SO4的混合溶液中，应用倒置漏斗，防止倒吸，C错误； D．用装置丁浓缩溶液，降温结晶得到(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O，蒸干溶液，(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O结构会被破坏，D错误； 故选A。 【例2】利用下列装置和原理能达到相应实验目的的是（部分加热、夹持仪器已略去） A．图1：利用和固体混合物制取氨气 B．图2：利用电石（含CaS杂质）制备并检验乙炔 C．图3：利用溶液和氨水可以实现在铁上镀铜 D．图4：制取少量气体并验证溶液中的具有氧化性 【答案】C 【详解】A．利用和固体混合物制取氨气，试管口应该略向下倾斜，故A错误； B．利用电石（含CaS杂质）制备并检验乙炔，生成的乙炔中含有H2S、PH3等还原性气体，故B错误； C．铜做阳极失去电子进入电解质中，在氨水中铜离子会与氨分子形成稳定的铜氨络离子，会在阴极生成更光亮的铜镀层，故C正确； D．铜和浓硫酸在常温下无法反应制取气体，故D错误； 答案选C。 【例3】下列方程式与所给事实不相符的是 A．实验室制 B．实验室制(浓) C．工业制 D．工业冶炼铝：(熔融) 【答案】C 【详解】A．实验室制的反应为氯化铵与氢氧化钙共热生成氨气、氯化钙和水，A正确； B．实验室制时，浓盐酸与二氧化锰共热生成氯化锰、氯气和水，方程式配平及条件均正确，B正确； C．工业制NaOH实际通过电解饱和食盐水（氯碱工业），，而非氧化钠与水反应。虽然与水反应生成NaOH的方程式化学正确，但与工业方法不符，C错误； D．工业冶炼铝通过电解熔融（加入冰晶石降低熔点），D正确； 故选C。 【例4】实验室在如图所示装置(部分夹持装置已省略)中，用氨气和金属钠反应制得氨基钠()。 已知：常温下氨基钠为白色晶体，熔点210℃，沸点400℃，露置于空气中遇水蒸气剧烈反应生成NaOH和；金属钠熔点为97.8℃，沸点 882.9℃；氨气在空气中不能燃烧。下列说法正确的是 A．装置①试管中盛放固体 B．实验时应先点燃装置③的酒精灯 C．装置②和⑤中固体分别为碱石灰和 D．装置④中冷凝管的进水口应接在b处 【答案】C 【详解】由实验装置图可知，装置①中氯化铵和氢氧化钙共热反应制备氨气，装置②中盛有的碱石灰用于干燥氨气，装置③中金属钠与氨气反应制备氨基钠，装置④用于冷凝回流挥发出的氨基钠，装置⑤中盛有的五氧化二磷用于吸收未反应的氨气，防止污染空气，同时防止水蒸气进入装置③中导致氨基钠与水蒸气反应，点燃的目的是除去反应生成的氢气，防止氢气逸出而发生意外事故。 A．由分析可知，装置①中氯化铵和氢氧化钙共热反应制备氨气，故A错误； B．金属钠能与空气中的氧气和水蒸气反应，所以实验时应先点燃装置①的酒精灯，利用反应生成的氨气排尽装置中的空气后，再点燃装置③的酒精灯，故B错误； C．由分析可知，装置②中盛有的碱石灰用于干燥氨气，装置⑤中盛有的五氧化二磷用于吸收未反应的氨气，防止污染空气，同时防止水蒸气进入装置③中导致氨基钠与水蒸气反应，故C正确； D．由分析可知，装置④用于冷凝回流挥发出的氨基钠，为增强冷凝效果，冷凝管的进水口应接在下口a处，故D错误； 故选C。 【例5】氨基钠常用作有机合成的还原剂、脱水剂。某学习小组拟制备氨基钠并测定产品的纯度。(已知：氨基钠极易水解且易被空气氧化) 【制备方法一】：如图1装置，以和Na为原料加热至制备氨基钠，并检验生成的产物。 (1)实验时，应先关闭 (填或)，打开 (同上)，通一段时间He，排尽装置内的空气。 (2)B中的作用是 ，C装置的作用是 。 (3)为证明A中反应的气体产物，需要观察到的实验现象：①E中黑色粉末变红；② 。 【制备方法二】：如图2装置，用液氨和金属钠片制备氨基钠 已知：碱金属的液氨溶液中含有蓝色溶剂化电子，钠在液氨中先形成蓝色溶液后缓慢生成气体和氨基钠粒状沉积物。 (4)E装置的作用是 。 (5)钠和液氨形成蓝色溶液的离子方程式 。0.2mol钠投入液氨中，生成0.01mol氢气时，钠转移的电子数目为 。 【产品纯度测定】 (6)气体体积法：取3.9g产品，按图3装置进行实验(产品所含杂质与水反应不生成气体)。仪器F的名称为 ，恒压分液漏斗中侧管q的作用除平衡气压，有利于液体顺利流下外，还有 。G中液面从变为(已知，数据已折合为标准状况)，则产品纯度为 。(用含的代数式表示) (7)气体质量法：称取8.0g氨基钠产品与适量水在加热条件下充分反应后，将生成的气体全部驱赶出来并用碱石灰干燥后，再用浓硫酸充分吸收，称量测得浓硫酸增重3.4g，则氨基钠产品的纯度为 %(保留三位有效数字)。 【答案】 (1) (2)吸收未反应完的氨气(或除去气体产物中混杂的氨气) 证明氨气已除尽 (3)C中试纸颜色无变化，F中无水硫酸铜白色粉末变蓝 (4)阻止空气中水和氧气等成分进入系统，使产品纯度降低 (5)或( (6)蒸馏烧瓶 消除分液漏斗中滴落的水所占据的体积造成气体体积测定误差(减少测定气体体积时的误差) (7) 【详解】制备方法一：NH3和Na在加热条件下生成NaNH2和H2，利用P2O5除去H2中混有的NH3，除杂后的H2在加热条件下，将黑色CuO还原为红色Cu，生成的水使无水CuSO4粉末变蓝色； 制备方法二：A装置中浓氨水和生石灰反应生成氨气，氨气通过C装置干燥后进入D，钠在液氨中先形成蓝色溶液后缓慢生成气体和氨基钠粒状沉积物。 （1）装置内空气中的水蒸气，氧气等都可与钠反应，且氨气和钠反应生成的氨基钠易被空气氧化，生成的氢气和氧气在加热时也会发生反应甚至爆炸，所以实验开始时，应先关闭，打开，通一段时间He，排尽装置内的空气。 （2）利用与氨气反应，B中的作用是吸收未反应完的氨气(或除去气体产物中混杂的氨气)，氨气可以使湿润的红色石蕊试纸变蓝，C装置的作用是：证明氨气已除尽。 （3）装置A中Na和氨气在加热条件生成NaNH2和H2，当C中试纸无变化，E中黑色粉末变红，F中白色粉末变蓝，说明A中有H2生成。 （4）氨基钠极易水解且易被空气氧化，E装置的作用是阻止空气中水和氧气等成分进入系统，使产品纯度降低。 （5）由题意可知，钠和液氨形成和Na+，离子方程式为：或(。该反应中Na元素由0价上升到+1价，0.2mol钠投入液氨中，因碱金属的液氨溶液中含有蓝色溶剂化电子，钠在液氨中先形成蓝色溶液然后缓慢生成气体和氨基钠粒状沉积物，所以生成0.01mol氢气时，钠转移的电子数目依然为。 （6）仪器F的名称为蒸馏烧瓶，恒压分液漏斗中侧管q的作用除平衡气压，有利于液体顺利流下外，还有消除分液漏斗中滴落的水所占据的体积造成气体体积测定误差(减少测定气体体积时的误差)；氨基钠和水反应生成NH3，方程式为，G中液面从变为(已知，数据已折合为标准状况)，则n(NH3)==n，产品纯度为=。 （7）根据题意可知产生了3.4gNH3，则NaNH2的质量为： =7.8g，所以NaNH2的纯度为：×100%=97.5%。 【知识点8】铵盐及NH的检验 1、铵盐：由铵离子和酸根离子构成的盐，铵盐都是白色固体，绝大多数铵盐都易溶于水。铵盐具有离子键、共价键，是由非金属元素组成的离子化合物(离子晶体)。铵盐可用作氮肥，炸药，焊药。 2、铵盐的化学性质 （1）不稳定性：铵盐受热易分解，但不是所有的铵盐分解都能生成NH3，如2NH4NO3O2↑＋2N2↑＋4H2O。 NH4ClNH3↑＋HCl↑，NH3＋HCl===NH4Cl（白色固体消失，在试管上方重新凝成白色固体） NH4HCO3NH3↑＋CO2↑＋H2O (NH4)2CO32NH3↑＋CO2↑＋H2O （2）与碱反应 NH＋OH－NH3↑＋H2O、NH＋OH－===NH3·H2O 3、NH的检验：取少量待测溶液于试管中，再加入浓的NaOH溶液，加热产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体(或将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，有白烟产生)，则该溶液中存在NH。 【例1】一种分解氯化铵实现产物分离的物质转化关系如下，其中b、d代表MgO或中的一种。下列说法不正确的是 A．a为，c为HCl B．d既可以是MgO，也可以是 C．已知为副产物，则通入水蒸气可减少的产生 D．等压条件下，反应①、②的反应热之和，等于氯化铵直接分解的反应热 【答案】B 【详解】b、d代表MgO或中的一种。MgO不分解，可分解为氧化镁和HCl，则b代表，d代表MgO。分解的产物是和HCl，分解得到的MgO与氯化铵反应生成和氨气，综上，a为，b为，c为HCl，d为MgO，即，据此回答； A．由分析知，a为，c为HCl，A正确； B．由分析知，d为MgO，B错误； C．可以水解生成，通入水蒸气可以减少的生成，C正确； D．反应①和反应②相加即为氯化铵直接分解的反应，由盖斯定律可知，等压条件下，反应①、反应②的反应热之和等于氯化铵直接分解的反应热，D正确； 故选B。 【例2】物质性质决定用途，下列对应关系正确的是 A．溶液显酸性，可用于游泳池内水的杀菌消毒 B．压缩条件下氯乙烷是无色液体，可用于处理运动损伤 C．固体受热分解，可用作植物生长的氮肥 D．热的浓盐酸具有酸性和还原性，可用于洗涤试管内壁上的 【答案】D 【详解】A．CuSO4溶液可用于游泳池内水的消毒，是因为铜离子(Cu2+)是重金属离子，能使蛋白质变性，从而起到杀菌消毒的作用，而不是因为溶液显酸性，A错误； B．压缩条件下氯乙烷汽化时会吸收大量的热，可用于处理运动损伤，而不是因为其为无色液体，B错误； C．用作植物生长的肥料，是因为它含有氮元素，能为植物提供氮营养，而不是因为其受热易分解，C错误；     D．热的浓盐酸具有酸性和还原性，可用于洗涤试管内壁上的，反应产物为氯化锰、氯气和水，D正确； 故选D。 【例3】氮及其化合物的“价—类”二维图如下所示，其中d为红棕色气体。下列说法正确的是 A．a、b、c、d、e都是自然界中氮循环过程中的物质 B．a在足量的空气中燃烧能够生成c C．向少量e的浓溶液中加入足量铜片，将产生的气体干燥后可得到纯净的气体d D．实验室中可通过加热消石灰和f固体混合物的方法制取气体a 【答案】A 【详解】根据表格中N元素化合价和物质类别信息，a为价氢化物，则a为；b为0价单质，则b为；c为价氧化物，则c为；d为价氧化物且颜色为红棕色，则d为；e为价酸，则e为；f为价氢化物与价酸形成的盐，则f为，据此分析解答。 A．氮循环中的重要物质主要有氮气、一氧化氮、二氧化氮、氨气和硝酸等，A正确； B．在足量的空气中燃烧生成N2，不能得到NO，B错误； C．少量的浓中加入足量铜片，开始产生的气体为，由于铜片足量，硝酸不足，浓度降低，此时产生的气体变为NO，所以最后得到的气体为和NO的混合气体，C错误； D．加热硝酸铵的时候有爆炸的危险，故实验室中不能用加热消石灰和硝酸铵固体混合物的方法制取氨气，一般采用加热氯化铵和熟石灰（消石灰）固体混合物的方法来制取氨气，D错误； 故答案为：A。 【例4】下列实验操作及现象均正确，且能得出相应结论的是 选项 实验操作及现象 实验结论 A 向某溶液中加入浓氢氧化钠溶液并加热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体 该溶液含有 B 将乙醇与浓硫酸的混合物加热至170℃，并将产生的气体进入少量溴水中，溴水褪色 乙醇发生了消去反应 C 向固体中滴加稀盐酸，有气泡产生 非金属性： D 相同温度时，测得溶液 水解程度： A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．向某溶液中加入浓氢氧化钠溶液并加热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，该气体为NH3，说明该溶液含有，A正确； B．乙醇发生消去反应生成的乙烯中混有二氧化硫，二氧化硫和乙烯都可以被溴氧化而使溴水褪色，该实验不能证明乙醇发生了消去反应，B错误； C．向固体中滴加稀盐酸，有气泡产生，有二氧化碳生成，说明HCl的酸性强于H2CO3，但非金属性比较应基于最高价氧化物对应酸的酸性，即HClO4> H2CO3，而非HCl，C错误； D．要比较和的水解程度，应该测定相同温度时，等浓度的溶液和溶液的pH，D错误； 故选A。 【例5】I．为探究和的反应，设计实验方案如下：向含的溶液中加入，反应完全后，滴加氯化钙稀溶液。 (1)若有沉淀，则与的反应可能为 (写反应的离子方程式)。 (2)若无沉淀，则与的反应可能为 (写反应的离子方程式)。 Ⅱ．溶液与溶液的反应： (3)当反应后的溶液呈碱性时，反应的离子方程式： 。 (4)当时，反应的离子方程式： 。 【答案】 (1) (2) (3) (4) 【详解】I．电离出的、都能与反应，滴加少量的氢氧化钠溶液，反应完全后，滴加氯化钙稀溶液，(1)有沉淀生成，说明是与反应生成碳酸根离子，(2)没有沉淀生成，说明与反应生成一水合氨； Ⅱ．溶液与溶液反应，反应后的溶液呈碱性，说明溶液过量，据此分析解题。 （1）根据分析，有沉淀生成，说明是与反应生成碳酸根离子，反应的离子方程式为； （2）没有沉淀生成，说明与反应生成一水合氨，反应的离子方程式为； （3）当反应后的溶液呈碱性时，说明溶液过量，反应的离子方程式为； （4）当时，生成硫酸钡、水的物质的量之比为，反应的离子方程式为。 【知识点9】肼、氮及其化合物的相互转化 1．N2H4的结构与性质 （1）无水N2H4为无色发烟液体，并有微弱氨的气味。它的稳定性比NH3小，受热即发生爆炸性分解，生成N2、NH3和H2。 （2）燃烧：N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－622 kJ·mol－1，N2H4的主要用途是作导弹、宇宙飞船飞行的火箭燃料。 （3）N2H4的水溶液呈弱碱性，其强度比氨水弱： N2H4＋H2ON2H＋OH－、N2H＋H2ON2H＋OH－ 2．氮在自然界中的循环 3．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 4．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。 【例1】某制肼法是以氨为氮源，用次氯酸钠氧化氨气制备水合肼()。其反应装置如图所示(夹持装置已略去)。下列说法错误的是 A．可用装置d代替装置a制备氨气 B．装置a中碱石灰能够吸水并放出热量，有利于氨气的逸出 C．烧杯中加入可避免在进行尾气处理时发生倒吸 D．双口烧瓶中发生反应的离子方程式为 【答案】A 【详解】a中浓氨水和碱石灰反应生成氨气，b中发生制取水合肼()，c用于吸收多余的氨气，氨气不溶于CCl4，可以防止倒吸，据此解答。 A．氯化铵分解生成氨气和HCl，NH3、HCl遇冷又生成氯化铵，不可用装置d代替装置a制备氨气，A错误； B．装置a中碱石灰能够吸水并放出热量，使浓氨水生成氨气，有利于氨气的逸出，B正确； C．氨气易溶于水，不溶于CCl4，烧杯中加入可避免在进行尾气处理时发生倒吸，C正确； D．双口烧瓶中氨气被氧化生成产物，发生反应的离子方程式为，D正确； 故选A。 【例2】甲、乙、丙、丁、戊、己为短周期元素组成的常见物质，其中甲、乙、丙、戊在常温下均为气体，甲和丁为原子总数不大于4的分子，乙为单质。它们之间的转化关系如图。下列说法正确的是 A．甲易溶于水，溶液显碱性 B．丙与乙反应时无明显现象 C．气体戊可通过排水法收集 D．戊与丁生成己的反应为化合反应 【答案】A 【详解】甲、乙、丙、丁、戊、己为短周期元素组成的常见物质，其中甲、乙、丙、戊在常温下均为气体，甲和丁为原子总数不大于4的10e-分子，乙为单质，结合转化关系分析可知，甲为NH3，乙为O2，丁为H2O，丙为NO，戊为NO2，己为HNO3，据此分析判断。 A．甲为NH3易溶于水，形成的一水合氨溶液显碱性，故A正确； B．丙与乙反应时生成红棕色气体二氧化氮，有明显现象，故B错误； C．气体戊为NO2，二氧化氮和水反应，不能通过排水法收集，故C错误； D．戊与丁生成己的反应为：3NO2+H2O=2HNO3+NO，不是化合反应，故D错误； 故选：A。 【例3】合成氨及其相关工业中，部分物质间的转化关系如下，下列说法不正确的是 A．甲、乙、丙三种物质中都含有氮元素 B．甲、乙、丙在反应中均做还原剂 C．反应Ⅳ的另一种产物可循环使用 D．反应V，N元素化合价未发生改变 【答案】B 【详解】合成氨及其相关工业中，部分物质间的转化关系如下，甲为N2，反应Ⅰ为N2+3H22NH3，反应Ⅱ为4NH3+5O24NO+6H2O，乙为NO，Ⅲ为2NO+O2=2NO2，丙为NO2，Ⅳ为3NO2+H2O=2HNO3+NO，Ⅴ为NH3+HNO3=NH4NO3，据此分析判断。 A．分析可知，甲、乙、丙三种物质中都含有氮元素，A正确； B．甲为N2，反应中做氧化剂，乙为NO，反应中做还原剂，丙NO2，反应中既作氧化剂也做还原剂，B错误； C．反应Ⅳ的另一种产物NO可循环使用，C正确； D．反应Ⅴ为NH3+HNO3=NH4NO3，N元素化合价未发生改变，D正确； 故答案为：B。 【例4】某些物质之间的转化关系如图所示(注：部分产物未写出，部分反应条件略去)，已知，常温下A、D、E均为无色无味的气体，C是一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，B为常被人们誉为生命之源的液体，X分解得到的产物A、B、C的物质的量之比为1：1：2。 (1)X、G的化学式依次为 、 。 (2)写出C的一种常见用途： ；E、F的大量排放会造成雾霾、 (填一种)等环境问题。 (3)反应⑤中每生成0.1mol E时，参与反应的还原剂在标准状况下的体积为 L；已知，反应⑦为加热条件下G的浓溶液与H的反应，写出反应⑦的化学方程式： 。 (4)写出反应⑧的离子方程式： 。为验证某集气瓶中充满的未知气体为E，请设计合理的操作步骤并预设现象： 。 【答案】 (1) (2)作制冷剂 酸雨 (3)2.24 (浓) (4) 打开集气瓶盖，在集气瓶口观察到有红棕色气体出现 【详解】常温下A、D、E均为无色无味的气体，C能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，可知C为NH3，观察反应⑤为C与D反应产生E，以及反应⑧为G与铜反应也产生E可知，氨气发生催化氧化生成NO，因此D为O2、E为NO、G为HNO3；B为常被人们誉为生命之源的液体，即B为H2O，再进行观察可知，反应⑥为D与E反应产生F，而F可以与B反应产生G，即F与水反应产生硝酸，可知F为NO2，即反应⑥为NO和O2反应生成NO2，则F为NO2；根据D是O2、E是NO、B是H2O，A能与过氧化钠反应生成O2，A为CO2；X分解产生CO2、H2O和NH3三种产物的物质的量之比为1：1：2，则X为，H与HNO3反应可以同时产生二氧化碳和二氧化氮，因此H为C单质，综合可知，X为、A为CO2、B为H2O、C为NH3、D为O2、E为NO、F为NO2、G为HNO3、H为C单质，据此作答。 （1）根据分析可知，X为，G为HNO3。 （2）根据分析可知，C为NH3，氨气的沸点低，易液化，液氨可以作为制冷剂； NO、NO2的大量排放会造成雾霾、酸雨等污染，酸雨类型为硝酸型酸雨。 （3）反应⑤是氨气发生催化氧化生成NO和水，反应的化学方程式为 ，反应中N元素化合价升高，作为还原剂，因此生成0.1molNO，消耗的氨气为0.1mol，即在标准状况下的体积为2.24L； 反应⑦为加热条件下硝酸的浓溶液与碳单质的反应，反应的化学方程式为：(浓)。 （4）反应⑧为铜和稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮、水，反应的离子方程式为：； 由于NO会与空气中的氧气反应产生红棕色的气体二氧化氮，因此检验产物NO充满集气瓶的方法为：打开集气瓶盖，在集气瓶口观察到有红棕色气体出现。 【例5】A、B、C、D是短周期元素形成的四种气体单质。E、F均为气体，且F为红棕色。有关的转化关系如下图所示(反应条件均已略去) 请回答下列问题： (1)D的化学式为 。 (2)反应③的离子方程式为 。 (3)Y和E在一定条件下可反应生成B和Z，这是一个具有实际意义的反应，可消除E对环境的污染，该反应的化学方程式为 。 (4)0.1 mol·L-1的X溶液和0.1 mol·L-1的Y溶液等体积混合，溶液呈 性(填“酸”“碱”或“中”)，原因是 (用离子方程式说明)。 【答案】 (1)H2 (2)3NO2＋H2O=2H＋＋2NO＋NO (3)4NH3＋6NO=5N2＋6H2O (4)酸 NH＋H2ONH3·H2O＋H＋ 【详解】本框图突破口之一是“白烟”，是挥发性酸和氨气相遇后的产物，由此可推知D是H2，突破口之二是“红棕色气体”，F应为NO2，反推可知E为NO，C为O2，Z为H2O，Y为NH3，X为HCl，G为HNO3。 （1）根据以上分析，D的化学式为H2； （2）反应③为NO2和水反应生成硝酸和NO，反应的离子方程式为3NO2＋H2O=2H＋＋2NO＋NO。 （3）氨气和NO反应生成N2和H2O，反应方程式为4NH3＋6NO=5N2＋6H2O； （4）0.1 mol·L-1的盐酸和0.1 mol·L-1的氨水等体积混合，恰好反应生成氯化铵，氯化铵是强酸弱碱盐，铵根离子水解而使溶液显酸性，离子方程式为NH＋H2ONH3·H2O＋H＋。 第15讲 氮及其化合物 （练习） 一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求． 1．下列关于自然界中氮的循环的说法错误的是 A．将气态含氮物质转化为固态含氮物质的过程叫做氮的固定 B．闪电释放的能量和汽车发动机中的高温条件都可将转化为NO C．豆科植物的根瘤菌可将转化为 D．人体蛋白质中的氮元素主要来源于食物 【答案】A 【详解】A．氮的固定是指将游离态的N2转化为化合态含氮物质的过程，而非特指转化为固态物质，如生成气态NH3或NO也属于固氮，因此A错误； B．闪电和汽车发动机的高温条件均可促使N2与O2反应生成NO，属于自然和人为固氮，B正确； C．根瘤菌通过生物固氮将N2转化为NH3，供植物吸收利用，C正确； D．人体无法直接利用N2，需通过食物中的蛋白质获取氮元素，D正确； 故选A。 2．下列实验装置能达到实验目的的是 A．制备 B．干燥 C．收集 D．吸收尾气 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．加热时氯化铵分解生成氨气和氯化氢，在试管口氨气与氯化氢化合生成氯化铵，不能制备氨气，应选氯化铵与氢氧化钙加热制备，故A错误； B．氨气与氯化钙反应，不能干燥氨气，故B错误； C．NH3的密度比空气的小，应该采用向下排空气法收集，即进口在上出口在下，故C错误； D．氨气不与四氯化碳反应，不溶于四氯化碳，可防止倒吸，故D正确； 答案选D。 3．下列有关硝酸的反应说法正确的是 A．在反应中，是还原剂，是氧化剂 B．实验室用与反应制取气体 C．用制备：方案①，方案②，方案②的利用率高 D．浓硝酸被还原为，若反应消耗，则转移电子 【答案】C 【详解】A．NO2中N化合价既升高又降低，既作氧化剂又作还原剂，故A错误； B．硝酸具有氧化性，S2-具有还原性，硝酸与硫化钠会发生氧化还原反应，制备H2S应使用非氧化性酸，故B错误； C．方案①中铜与浓硝酸或稀硝酸反应生成硝酸铜的同时会放出NO2或NO，而方案②铜先被氧化为氧化铜，氧化铜与硝酸反应只生成硝酸铜和水，硝酸利用率更高，故C正确； D．Cu与浓硝酸反应方程式为Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，消耗1molHNO3，转移0.5mol电子，故D错误； 故答案为：C。 4．氮元素的“价-类”二维图如图所示。下列有关说法正确的是 A．常温下，可用e的浓溶液除去铁制品表面的铜镀层 B．工业制备e的路线是b→d→e C．实验室可用浓氨水和熟石灰反应快速制取少量a，且用无水干燥 D．d可与NaOH溶液发生反应，因此d为酸性氧化物 【答案】A 【详解】由图可知，a为NH3，b为N2，c为NO，d为NO2，e为HNO3，由此分析解答。 A．常温下，铁遇浓硝酸会钝化，而铜与浓硝酸反应为Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，因此可用浓硝酸除去铁制品表面的铜镀层，故A正确； B．工业制备HNO3的路线是NH3催化氧化生成NO，NO再被氧化生成NO2，NO2与水反应生成HNO3，即a→c→d→e，故B错误； C．实验室可用浓氨水和熟石灰反应快速制取少量NH3，但用无水干燥NH3会生成络合物CaCl2·8NH3，故C错误； D．2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O，NO2与NaOH溶液发生反应生成了两种盐和水，因此NO2不是酸性氧化物，故D错误； 故选A。 5．如图所示的物质转化关系中，固体A与固体B研细后混合，常温下搅拌产生气体C和固体D，温度迅速下降。气体C能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。G是一种强酸。H是白色固体，常用作钡餐。下列叙述错误的是 A．在C的水溶液中加入少量固体A，溶液升高 B．D为可溶于水的有毒物质 C．F溶于雨水可形成酸雨 D．常温下可用铁制容器来盛装G的浓溶液 【答案】A 【详解】固体A与固体B研细后混合，常温下搅拌产生气体C和固体D，温度迅速下降。气体C能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则C为NH3，G是强酸，则E是NO，F是NO2，G是HNO3；H是白色固体，常用作钡餐，H是BaSO4，D是BaCl2，A和B反应是NH4Cl和Ba(OH)2·8H2O反应，C(NH3)和HCl可转化为NH4Cl，则A是NH4Cl，B是Ba(OH)2·8H2O。 A．在C(NH3)的水溶液(氨水)中加入少量固体A(NH4Cl)，铵根浓度增大，抑制了NH3·H2O的电离，OH-浓度减小，溶液pH减小，A错误； B．D(BaCl2)易溶于水，溶于水电离出Ba2+，钡是重金属，有毒，B正确； C．F(NO2)与水反应生成强酸硝酸，故NO2溶于雨水可形成硝酸型酸雨，C正确； D．G是HNO3，常温下浓HNO3将Fe钝化，故常温下可用铁制容器来盛装浓硝酸，D正确； 答案选A。 6．工业制备PH3的流程如图： 下列说法错误的是 A．NaH2PO2是正盐 B．PH3的还原性强于NH3 C．黄磷和烧碱溶液的反应为 D．若有1 mol P4参加反应，则整个工业流程中理论上能生成2 mol PH3 【答案】D 【详解】黄磷在碱性条件下发生歧化反应产生PH3、NaH2PO2，NaH2PO2与H2SO4发生复分解反应产生H3PO2、Na2SO4(或NaHSO4)，H3PO2在加热条件下发生分解反应产生PH3、H3PO4，根据元素守恒、电子守恒分析解答。 A．由于碱足量，因此黄磷与过量NaOH溶液发生歧化反应产生的盐NaH2PO2属于正盐，A正确； B．元素的非金属性越强，其简单氢化物的还原性就越弱。元素的非金属性：P＜N，所以简单氢化物的还原性：PH3＞NH3，B正确； C．黄磷和烧碱溶液发生歧化反应，产生PH3、NaHPO2，根据电子守恒、原子守恒，可得反应的化学方程式为：，C正确； D．黄磷在第一步发生反应，第二步发生反应：NaH2PO2+H2SO4=H3PO2+NaHSO4，在第三步H3PO2发生分解反应产生PH3、H3PO4，反应方程式为：2H3PO2PH3+H3PO4，则根据物质反应转化关系可知：1 mol P4参加反应，则整个工业流程中理论上能生成PH3的物质的量为n(PH3)=1 mol+1.5 mol=2.5 mol，D错误； 故合理选项是D。 7．关于物质的分离、提纯，下列说法正确的是 A．利用升华法分离和 B．利用加热法分离和 C．利用过滤法分离胶体和溶液 D．利用萃取、分液法分离溴水中的溴 【答案】D 【详解】A．因受热分解，受冷凝结，不能用升华法分离和，故A错误； B．加热会使转化为，不能将二者分离，故B错误； C．用渗析法提纯胶体，应用渗析法分离胶体和溶液，故C错误； D．溴易溶于有机溶剂，可利用苯或四氯化碳等有机溶剂通过萃取、分液分离溴水中的溴，故D正确； 选D。 8．活性炭-臭氧氧化氨氮的机理如图所示。*表示吸附在活性炭表面的物种，为羟基自由基，其氧化性比更强。下列有关说法错误的是 A．中氧元素的化合价为-1价 B．活性炭-臭氧氧化氨氮的机理可描述为与活性炭表面吸附的作用生成，将活性炭表面吸附的转化为 C．随着的增大，氨氮去除速率一定明显增大 D．上述过程没有非极性键的断裂，但是有非极性键的形成 【答案】C 【详解】A．不带电荷，因氢元素的化合价为+1价，所以氧元素的化合价为-1价，A正确； B．结合反应过程，该过程可描述为与活性炭表面吸附的作用生成，将活性炭表面吸附的转化为，B正确； C．随着的增大，活性炭上吸附的增多，生成增多，去除速率增大；继续增大时，将转化为，不利于活性炭对氨氮的吸附，C错误； D．上述过程没有非极性键的断裂，但是有非极性键的形成，D正确； 故选C。 9．某工厂拟综合处理含废水和工业废气(主要含，不考虑其他成分)，设计了如下流程，下列有关说法错误的是 A．固体2中含有、和 B．捕获剂所捕获的气体主要是 C．X可以是空气或氧气，且需过量 D．处理含的废水时，氧化剂和还原剂物质的量之比为 【答案】C 【详解】N2、CO2、SO2、NO、CO通过过量的石灰乳，CO2、SO2被吸收，生成CaCO3和CaSO3，剩余气体1含有N2、NO和CO，从后面产物有NaNO2知，通入的X可能是空气，将NO氧化为NO2，但不能过量，否则不能生成NaNO2，气体2为N2、CO，N2为无污染，所以捕获产物为CO。 A．工业废气中的CO2、SO2与石灰乳反应生成更难溶的CaCO3和CaSO3，石灰乳微溶于水，则固体2中含有CaCO3、CaSO3和Ca(OH)2，A正确； B．通过分析可知气体2为N2、CO的混合气体，N2无污染，所以捕获气体为CO，B正确； C．通入空气不能过量，不然会生成，而不能产生NaNO2，C错误； D．NaNO2具有氧化性，具有还原性，二者发生氧化还原反应生成无污染的N2，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:1，D正确； 故选C。 10．某化学兴趣小组设计如下实验装置，通过测定反应前后质量的变化，验证固体在酒精灯加热条件下，受热分解的气态产物。 实验步骤：先缓慢通入Ar气，排尽装置内空气；关闭Ⅰ左侧阀门，点燃酒精灯；一段时间后，Ⅱ中灼热的铜网变黑，熄灭酒精灯甲；再次缓慢通入Ar气…… 下列说法错误的是 A．实验步骤中，点燃酒精灯的顺序为甲、乙、丙 B．整个过程中，若Ⅲ中灼热的铜网未变黑，则说明生成的在Ⅱ中反应完全 C．实验结束后，若Ⅰ中减少的质量等于Ⅱ中增加的质量，则分解的气态产物只有 D．应远离热源、可燃物，并与还原性物质分开存放 【答案】A 【详解】A．一段时间后，Ⅱ中灼热的铜网变黑，说明NaNO3分解产生了O2，为确保能准确测定产生的氧气的质量，应先点燃乙处酒精灯，再点燃丙处酒精灯，最后点燃甲处酒精灯，A错误； B．Ⅱ、Ⅲ中Cu均能和氧气反应生成黑色的CuO，整个过程中，若Ⅱ中灼热的铜网未变黑，则说明生成的O2在Ⅱ中反应完全，B正确； C．Ⅱ中的Cu只能吸收O2，实验结束后，若Ⅰ中减少的质量等于Ⅰ中增加的质量，则分解的气态产物只有O2，C正确； D．由该实验可知NaNO3受热易分解产生氧化剂、助燃性气体O2，故NaNO3应远离热源、可燃物，并与还原性物质分开存放，D正确； 答案选A。 11．含氮化合物过多蓄积会导致水体富营养化，需将其从水体中除去，该过程称为脱氮。常用的脱氮方法有吹脱法和折点氯化法。 吹脱法：调节水体pH至8左右，然后持续向水中吹入空气。 折点氯化法：调节水体pH至6左右，向水中加入适量NaClO。 下列分析不正确的是 A．含氨和铵盐的水体中存在平衡： B．吹脱法的原理是通过鼓气降低浓度，从而降低水中与的含量 C．折点氯化法除的原理： D．折点氯化法相比于吹脱法更绿色、更环保、更安全 【答案】D 【详解】A．含氨和铵盐的水体中存在一水合氨的电离平衡和一水合氨的分解平衡，即存在：，故A正确； B．吹脱法的原理是通过鼓气降低的溶解度，降低NH3浓度，使平衡正向移动，从而降低水中与的含量，故B正确； C．次氯酸钠具有强氧化性，能氧化中-3价N元素，折点氯化法除的原理：，故C正确； D．吹脱法利用物理方法脱氮，折点氯化法中生成氢离子和Cl-，次氯酸根和Cl-在酸性环境中可能发生归中反应生成氯气，氯气有毒，故D错误； 故答案为：D。 12．按下图装置进行实验，两张湿润的试纸贴于广口瓶内壁，先注入浓氨水，一段时间后再注入浓盐酸，对实验现象的分析合理的是 A．注入浓氨水，气球膨胀，说明分解放热 B．注入浓氨水，红色石蕊试纸变蓝，说明是电解质 C．注入浓盐酸，淀粉KI试纸变蓝后褪色，说明氯气具有漂白性 D．注入浓盐酸，出现大量白烟，说明氨气具有还原性 【答案】D 【详解】A．注入浓氨水，分解产生氨气，使广口瓶内压强增大，气球膨胀，并不是因为分解放热，A错误； B．注入浓氨水，红色石蕊试纸变蓝，是因为氨气与水反应生成的电离出使溶液显碱性，氨气自身不能电离，属于非电解质，B错误； C．注入浓盐酸，浓盐酸与反应生成氯气，氯气将KI氧化为，淀粉KI试纸变蓝，氯气不具有漂白性，是次氯酸等具有漂白性，C错误； D．注入浓盐酸，浓盐酸与反应生成氯气，与氨气反应生成氯化铵固体，出现大量白烟，氯元素化合价降低，说明氨气具有还原性，D正确； 故选D。 13．液态是火箭推进系统的有效氧化剂。实验室制备少量的流程如下，下列分析不正确的是 A．反应②、③中氮元素的化合价发生了变化 B．反应②利用了的还原性 C．反应④的颜色变化是由化学平衡移动引起的 D．制备过程中涉及氮的固定 【答案】D 【详解】A．已知这五种化合物NH4Cl、NH3、NO、NO2、N2O4中N元素的化合价分别为-3、-3、+2、+4、+4，所以反应①④中N元素的化合价没有变化，反应②③中N元素的化合价变化了，A正确； B．反应②中N元素从-3价升高为+2价，NH3表现出还原性，B正确； C．由于2NO2N2O4是放热反应，则降低温度，平衡正向移动，使NO2转化为N2O4，C正确； D．氮的固定是游离态的氮变成化合态的氮，制备过程中不涉及这个过程，D错误； 故选D。 14．含氮化合物的部分转化关系如图，设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．反应①每消耗32g，生成NO分子的数目为 B．标准状况下，22.4L中含有原子的数目为 C．1L1mol·L-1溶液中，含有的数目为 D．反应③中每生成1mol氧化产物，转移电子的数目为 【答案】D 【详解】反应①为；反应②为；反应③为，据此分析作答。 A．根据反应①可知，每消耗32g，生成NO分子的数目为，A项错误； B．标准状况下，不是气体，无法计算，B项错误； C．在溶液中会发生水解，1L1mol·L-1溶液中，含有的数目小于，C项错误； D．中，为氧化产物，该反应每生成1个转移电子1个，则每生成1mol，转移电子的数目为，D项正确； 答案选D。 15．地球上的生物循环涉及多种含氮物质，转化关系之一如图所示。下列说法错误的是 A．1个分子中σ键与π键数目之比为 B．反应j中被还原生成 C．反应c和反应k均为氮的固定 D．反应g中发生氧化反应 【答案】B 【详解】A．分子中化学键为氮氮三键，σ键与π键的比为，A正确； B．反应j中没有注明标准状况，无法计算，B错误； C．反应c和反应k均为游离态氮转化为化合态氮，是氮的固定，C正确； D．反应g中，氮元素化合价升高，发生氧化反应，D正确； 故答案选B。 二、非选择题：本题共5小题，共55分。 16．如图只表示出与反应有关的一种反应物或生成物（无关物质已略去），其中A、C为无色气体。 (1)化合物W的化学式可能是 或 。 (2)反应③的离子方程式为 。 (3)反应②中氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。 (4)写出A→E反应的化学方程式： 。 【答案】 (1)(NH4)2CO3 NH4HCO3 (2) (3)1:2 (4) 【详解】W与NaOH(碱)反应生成的气体为碱性气体，则该气体A为NH3，W为铵盐；C能与Na2O2反应产生无色气体D，D应为O2，C为CO2，所以W可能为(NH4)2CO3或NH4HCO3。NH3催化氧化生成E为NO，NO与O2反应生成F为NO2，由W受热分解可推出产物B为H2O；NO2与H2O反应生成G为HNO3，反应②NO2与H2O反应生成HNO3和NO，反应③为稀硝酸与Cu反应生成NO等。以此解题。 （1）由分析可知，化合物W的化学式可能是(NH4)2CO3或NH4HCO3。 （2）反应③中，稀硝酸与Cu反应生成NO、Cu(NO3)2等，依据得失电子守恒、电荷守恒和元素守恒，可得出发生反应的离子方程式为。 （3）反应②为3NO2+H2O=2HNO3+NO，在此反应中，若有3molNO2参加反应，则有1molNO2作氧化剂，2molNO2作还原剂，则氧化剂和还原剂的物质的量之比为1:2。 （4）A(NH3)→E(NO)表示NH3的催化氧化反应，依据得失电子守恒和元素守恒，可得出发生反应的化学方程式：。 17．根据所学知识，回答下列问题： I．氨和硝酸都是重要的工业原料。 (1)某工厂平均每天产生约废氨水(该氨水浓度为，密度为)，该废氨水中氨的物质的量浓度为 。 (2)常用于制备：(不考虑与氧气的反应)。设空气中氧气的体积分数为0.20，氮气的体积分数为0.80.为使恰好完全氧化为NO，氨-空气混合物中氨的体积分数为 % (保留两位有效数字)。 (3)电催化还原制。是一种电极载体，分别以、、为阴极材料，电解含的中性溶液(电极材料与溶液不发生反应)。控制电压恒定，催化剂的面积为，电解2小时后，不同电极上的产率及的选择性如图所示。 ①的VSEPR模型为 。 ②分别以、为电极电解溶液相同时间，，原因是 。 ③已知：的产率；的选择性。以为电极电解溶液2小时，消耗 mol。 II．氨是工业生产硝酸的重要原料，工业制硝酸的工艺流程如图。 (4)为避免硝酸生产尾气中的氮氧化物污染环境，人们开发了溶液吸收、催化还原等尾气处理方法。前者使用具有碱性的纯碱溶液等吸收尾气，后者使用将氨氧化物还原为。 ①纯碱溶液吸收法。请以尾气中处理为例，写出该反应的离子方程式： 。 ②氨转化法。已知6mol氨恰好能将含NO和共6mol的混合气体完全转化为，则混合气体中NO和的物质的量之比为 。 【答案】 (1) (2)14 (3)平面三角形 在电极放电过程中转化为其他含氮物质，且转化速率大 (或0.14或0.143) (4) 【详解】（1）该氨水浓度为，取1L，则含氨153mg，氨的物质的量为，该废氨水中氨的物质的量浓度为； （2）根据氨被氧气恰好完全氧化为NO的化学方程式，可假设氨的体积是4L，需要空气的体积为，氨-空气混合物中氨的体积分数为； （3）①的价层电子对数，VSEPR模型为平面三角形； ②据图可知，分别以、为电极电解溶液相同时间，，原因是在电极放电过程中转化为其他含氮物质，且转化速率大； ③由图可知，以为电极电解溶液2小时，的产率，的选择性为，则生成NH3物质的量，消耗； （4）①纯碱溶液与反应生成硝酸钠、亚硝酸钠和二氧化碳，反应离子方程式为； ②已知6mol氨恰好能将含NO和共6mol的混合气体完全转化为，氨气中氮元素化合价由价变为0价，NO和中氮元素化合价分别由价、价变为0价，设NO的物质的量为a mol，则混合气体中NO和的物质的量之比为，由电子守恒可知，，，故NO和的物质的量之比为； 18．等微粒浓度过大容易引起水体富营养化。利用不仅可以降低污水中和的浓度，还能回收优良缓释肥料（化学式，俗称鸟粪石）。 已知常温下：。 (1)氨氮废水导致水体富营养化的直接原因是_______。 A．具有毒性 B．促进藻类过度繁殖 C．消耗水中溶解氧 D．增加水体 (2)下列说法错误的是_______。（不定项） A．的电子式 B．为正四面体形 C．既含离子键又含非极性键 D．既能与强酸反应又能与强碱反应 (3)向某氨氮废水中加入可溶性磷酸盐和镁盐，生成的离子方程式为 。 (4)常温下，若沉淀后的废水的，沉淀中同时含有和少量磷酸镁，请判断总氮的残留是否达到基本排放标准 。（写出过程） (5)用该方法处理污水时，发现溶液过高或过低都不利于磷酸铵镁回收，请结合相关知识分析可能原因 。 微生物燃料电池在治理水体富营养化方面发挥重要作用。下图是某微生物燃料电池工作原理示意图，该装置能同时除去水体中的和沉积物中的。 (6)该装置工作时，下列说法正确的是_______。（不定项） A．将电能转化为化学能 B．电极b作负极 C．电子移动方向为：电极b→沉积物→水体→电极a D．电极a发生还原反应 (7)写出在电极b表面发生的电极反应 。 (8)下通过该装置生成的氮气，计算反应过程中转移电子的物质的量为 。 【答案】 (1)B (2)C (3) (4)不能达到基本排放标准 (5)过低浓度下降生成磷酸等弱电解质，过高与和反应生成和，都不利于生成 (6)BD (7) (8)0.015 【详解】（1）氮元素可以促进藻类过度繁殖，故氨氮废水导致水体富营养化，故答案为：B。 （2）A. 的电子式，正确； B. 的价层电子对数为4+=4，故立体结构为正四面体形，正确； C. 中阴阳离子之间为离子键，磷酸根中存在极性键，无非极性键，错误； D. 中的镁离子、铵根可以和强碱反应，磷酸根可以和强酸反应，正确； 故选C。 （3）向某氨氮废水中加入可溶性磷酸盐和镁盐，生成的离子方程式为。 （4）， ，，，，，故残留的总氮不能达到基本排放标准。 （5）过低浓度下降生成磷酸等弱电解质，过高与和反应生成和，都不利于生成。 （6）生物燃料电池中有机物发生氧化反应生成二氧化碳气体，故电极b为负极，硝酸根发生还原反应生成氮气，电极a为正极。 A．燃料电池是将化学能转化为电能的装置，A错误； B．由分析可知，电极b为负极，B正确； C．电子不能在内电路移动，C错误； D．电极a为正极，发生还原反应，D正确； 故选BD。 （7）氨根发生氧化反应生成氮气，故电极反应为。 （8）总反应为，得到4N2~15e-，生成氮气转移电子的物质的量为mol=0.015mol。 19．氮、硫及其化合物的“价-类”二维图如图所示。 请回答下列问题： (1)g与i在一定条件下可发生反应生成淡黄色固体和水，反应中作氧化剂的是 (填化学式)，氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。 (2)四种粒子中模型不是平面三角形的是 。 (3)实验室利用加热固体药品制备a的化学方程式为 。 (4)常温下，k的浓溶液可储存在铁罐中，其原因是 。 (5)工业上利用氮、硫及其化合物的“价-类”二维图中的部分物质生产e的流程如图所示： 已知：Ⅰ．理论上控制“分解塔”的反应条件(如i的流速、反应温度、d溶液的浓度等)，使，才能获得高纯度的产品e；Ⅱ．b单独与溶液不反应。 ①e为 (填化学式)。 ②气体i通入稀的d溶液中时，只生成气体b，写出反应的离子方程式： 。 ③“吸收塔”中b、c与足量的碳酸钠溶液反应的化学方程式为 。 【答案】 (1) (2) (3) (4)常温下，浓硫酸将铁钝化 (5) 【详解】（1）与在一定条件下可发生反应生成淡黄色固体和水，中硫元素化合价降低，在反应中作氧化剂，为还原剂，根据化学方程式：，氧化剂和还原剂的物质的量之比为； （2）中心原子杂化轨道数=，模型是平面三角形，中心原子杂化轨道数=，模型是平面三角形，中心原子杂化轨道数=，模型是四面体，中心原子杂化轨道数=，模型是平面三角形，则模型不是平面三角形的是； （3）实验室制备的化学方程式为：； （4）常温下，的浓溶液可储存在铁罐中，其原因是常温下，浓硫酸将铁钝化； （5）①根据分析知，e为； ②气体通入稀的溶液中时，只生成气体，根据得失电子守恒，原子、电荷守恒，反应的离子方程式：； ③根据得失电子守恒，原子守恒，“吸收塔”中、与足量的碳酸钠溶液反应的化学方程式为：。 20．叠氮化钠()是汽车安全气囊的主要成分。实验室制备叠氮化钠并测定产品纯度。 已知：i．易溶于水和液氨，微溶于乙醇，不溶于乙醚，300℃以上分解。 ii．熔点为208℃，易潮解、易氧化。 iii．有氧化性，不与酸、碱反应，但可与溶液反应生成沉淀。 I．制备 先制备，再与反应制备，实验装置如图所示。 实验步骤： ①组装仪器，检查装置的气密性，加装药品。 ②打开、，关闭。加热装置，待充满装置后，调整加热套温度为350℃。 ③中反应充分后，持续通入，将加热套温度调至210∼220℃，停止加热，关闭。 ④打开和装置中活塞，装置中生成。 …… 回答下列问题 (1)装置F的作用是 ；本装置中有一处缺陷，请指出： 。 (2)装置B中的仪器及药品为 。 (3)装置中做还原剂被氧化为，则生成的离子方程式为 。 (4)制备的化学方程式为 。 (5)产品的后处理操作用到的试剂有：乙醇、乙醚、蒸馏水。操作如下：将产品溶解于，加入并搅拌，过滤，再使用洗涤。试剂X、Y、Z依次为 。 II．测定纯度 实验小组采用数字化实验仪器测定产品纯度。滴定计数器可以准确记录滴定针筒滴下的液体滴数，每滴液体体积为。 i．将粗产品溶解，定容至，取加入锥形瓶。如图连接数字化实验仪器，向滴定针筒内加入足量浓度为的溶液。 ii．缓慢推动滴定针筒活塞，使针筒内液体逐滴滴下，压强传感器和滴定计数器采集数据。待压强稳定后，关闭活塞。数据如图所示。 已知：与反应生成一种无污染气体，元素被还原为+3价；杂质不参与反应。 (6)在滴定时使用磁力搅拌器的目的是 。 (7)样品纯度为 %。 【答案】 (1)吸收尾气，防止引发倒吸，防止水蒸气进入引发潮解 未设置尾气的处理装置 (2)干燥管、碱石灰 (3) (4) (5)蒸馏水、乙醇、乙醚 (6)加快反应速率，使溶液混合均匀，防止假终点到来，从而减少测定误差 (7) 【详解】（1）该反应中使用到了氨气，会污染空气，同时根据题给信息可知，易潮解，制备过程中要注意防水，故装置F的作用是：吸收尾气，防止引发倒吸，防止水蒸气进入引发潮解；制备过程中生成了氢气，需要进行尾气处理，则本装置中有一处缺陷是：未设置尾气的处理装置；故答案为：吸收尾气，防止引发倒吸，防止水蒸气进入引发潮解；未设置尾气的处理装置 （2）装置A制备同时要注意除去挥发出来的硝酸和氯化氢，则装置B中的仪器及药品为：干燥管、碱石灰； （3）结合题意，装置A中和硝酸反应生成和，离子方程式为：； （4）根据题意在装置E中和反应生成，方程式为：； （5）根据题给信息可知，易溶于水和液氨，微溶于乙醇，不溶于乙醚，则将产品溶解于水，加入乙醇降低产品的溶解度，随后搅拌，过滤，再使用乙醚洗涤，故答案为：蒸馏水、乙醇、乙醚； （6）通过搅拌可加快反应速度，故在滴定时使用磁力搅拌器的目的是：加快反应速率，使溶液混合均匀，防止假终点到来，从而减少测定误差； （7）根据题意与反应生成一种无污染气体，方程式为：2(NH4)2Ce(NO3)6+2NaN3=4NH4NO3+2Ce(NO3)3+2NaNO3+3N2↑，由图可知，n滴时压强不再变化，达到滴定终点，则n()=n××10-3L/mL××=2nc×10-4mol，样品纯度为： 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$