专题03 氮及其化合物（知识清单）（全国通用）2026年高考化学一轮复习讲练测

专题03 氮及其化合物 目录 01知识脑图·学科框架速建 02考点精析·知识能力全解 【知能解读01】氮及氮的氧化物 【知能解读02】氨及铵盐 【知能解读03】硝酸 【知能解读04】含氮化合物之间的转化 03 攻坚指南·高频考点突破 【重难点突破01】喷泉实验的拓展应用 【重难点突破02】绿色化学与环境保护 04 避坑锦囊·易混易错诊疗 【易混易错01】氮及其重要化合物的知识盲点 【易混易错02】氮及化合物的“十大”误区 05 通法提炼·高频思维拆解 【方法技巧01】金属与硝酸反应计算的思维流程 【方法技巧02】现象描述答题模板 01 氮及氮的氧化物 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 写出有关化学方程式： 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 氮的氧化物 NO NO2 物理性质 无色、不溶于水的气体 　红棕　色、有刺激性气味、易溶于水的气体 化学性质 2NO＋O2 2NO2 4NO＋3O2＋2H2O4HNO3 4NH3＋6NO5N2＋6H2O 4NO2＋O2＋2H2O4HNO3 2NO2N2O4（无色） 8NH3＋6NO27N2＋12H2O 毒性 有毒 有毒 制法 3Cu＋8HNO3（稀） 3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O Cu＋4HNO3（浓） Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O 转化 3NO2＋H2O　2HNO3＋NO　 4．氮氧化物对环境的污染及防治 污染 类型 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所产生的一种有毒的烟雾 酸雨：NOx排入大气后，与水反应生成HNO3和HNO2，随雨、雪降到地面 破坏臭氧层：NO、NO2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加 处理 方法 ①碱液吸收法：NO2、NO的混合气体能被足量的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。2NO2＋2NaOH NaNO3＋NaNO2＋H2O， NO2＋NO＋2NaOH2NaNO2＋H2O。 ②催化转化：在催化剂条件下，NOx可与氨反应转化为无毒气体（N2）和H2O或与CO反应转化为无毒气体（N2和CO2）。一般适用于汽车尾气的处理 【跟踪训练】 1.易错辨析 （1）自然界中固氮反应均为游离态氮的氧化反应。（　✕　） （2）文物馆将贵重文物保存在氮气中是利用了氮气的稳定性。（　√　） （3）医疗上，液氮常作冷冻剂，是利用氮气的沸点低，液氮易汽化，且汽化时吸收热量。（　√　） （4）用向上排空气法收集铜粉与稀硝酸反应产生的气体。（　✕　） （5）可用NO2与水反应制取硝酸，故NO2是酸性氧化物。（　✕　） （6）N2与O2在放电条件下直接化合生成NO2。（　✕　） （7）制二氧化氮时，用水或NaOH溶液吸收尾气。（　✕　） （8）利用AgNO3、CCl4和蒸馏水均可鉴别NO2和溴蒸气。（　√　） （9）NO2通入FeSO4溶液中始终无明显现象。（　✕　） 2.下列氮气的用途叙述中，分别应用了氮气的什么性质？ ①文物馆将贵重文物保存在氮气中________。 ②氮气是合成氨工业的重要原料________。 ③雷电是自然界重要的固氮方式________。 ④医疗上，液氮是常见的冷冻剂________。 【答案】　①N2的稳定性　②N2的氧化性　③N2的还原性　④N2的沸点低，液氮易汽化，且汽化吸收热量 3.写出N2的电子式：　∶N︙︙N∶　，从电子云重叠方式角度指出N2分子中共价键的个数及类型　N2分子中含有1个σ键、2个π键　。 4.氮化镁遇水易发生水解反应，生成沉淀并放出能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，写出其水解方程式：　Mg3N2＋6H2O3Mg（OH）2＋2NH3↑　。 5.在有氧条件下，某新型催化剂能催化NH3与NOx反应生成N2。写出NH3与NO2反应的化学方程式：　8NH3＋6NO27N2＋12H2O　。当生成1 mol N2时，转移电子的物质的量为　mol。 6.NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。 （1）NOx能形成酸雨，写出NO2转化为HNO3的化学方程式：　3NO2＋H2O2HNO3＋NO　。 （2）在汽车尾气系统中装上催化转化器，可有效降低NOx的排放。当尾气中空气不足时，NOx在催化转化器中被还原成N2排出。写出NO被CO还原的化学方程式：　2CO＋2NON2＋2CO2　。 02 氨及铵盐 1．氨的分子结构和物理性质 电子式 密度 气味 水溶性 比空气的小 刺激性气味 极易溶于水(1∶700) 2．氨的化学性质 (1)氨气与水的反应 NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－，氨气溶于水得氨水，氨水中含有的粒子有NH3·H2O、NH3、H2O、NH、OH－、H＋。氨水为可溶性一元弱碱，易挥发，不稳定，易分解：NH3·H2ONH3↑＋H2O。 (2)氨气与酸的反应 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。 (3)与盐溶液的反应 如过量氨水与AlCl3反应的离子方程式：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH。 (4)氨气的还原性——氨的催化氧化 化学方程式：4NH3＋5O24NO＋6H2O。 3．喷泉实验 如图为氨喷泉实验的装置(夹持装置均已略去)。 (1)用图1装置进行喷泉实验。 ①引发“喷泉”的方法是_________________________________________________________。 【答案】　打开止水夹，挤出胶头滴管中的水 ②简述产生喷泉的原理：_________________________________________________________。 【答案】　氨极易溶于水，使烧瓶内的压强迅速减小 (2)只使用图2所示装置进行喷泉实验。 ①打开止水夹，水不能倒吸入烧瓶的原因是_____________________________________ ___。 【答案】　玻璃管中有空气，氨与水不接触，不能被水吸收，烧瓶内压强不减小，故不能产生倒吸现象 ②如何引发图2装置的“喷泉”？ ________________________________________________________________________。 【答案】　打开止水夹，用手(或热毛巾等)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 (3)指出下面几种常见的能形成喷泉的气体的吸收剂。 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 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： (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。 5．铵盐及NH的检验 (1)铵盐的物理性质 铵盐大多数是白色固体，绝大多数易溶于水。 (2)铵盐的化学性质 (3)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。 6．氨的实验室制法 (1)加热固态铵盐和碱的混合物 简易装置 干燥 用碱石灰 验满 ①将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝； ②将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有白烟产生 (2)实验室制取氨的其他方法 方法 化学方程式(或原理) 气体发生装置 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。化学方程式为NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2 【跟踪训练】 1.易错辨析。 （1）浓氨水可检验氯气管道是否漏气。（　√　） （2）由于NH3易溶于水，故其可用作制冷剂。（　✕　） （3）液氨制冷、碘的升华、NH4Cl气化都不涉及化学变化。（　✕　） （4）现有1 mol·L－1的氨水，则该溶液中NH3·H2O的浓度是1 mol·L－1。（　✕　） （5）工业上用N2和H2合成NH3，生成标准状况下22.4 L NH3，电子转移数为2NA。（　✕　） （6）氨气溶于水能导电，所以氨气是电解质( × ) （7）实验室可用浓氨水与生石灰制取氨气( √ ) （8）氨气的还原性可以解释氨气与氯化氢的反应实验( × ) （9）实验室制取氨气的方法是加热分解氯化铵( × ) （10）铵盐加热都易分解，产生氨气( × ) 2.氨溶于水得到氨水，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　） A.“两水”都是混合物，溶液中含有的粒子种类不同 B.“两水”都能导电，因此NH3和Cl2都是电解质 C.氨水与FeCl2反应的离子方程式为2OH－＋Fe2＋Fe（OH）2↓，新制氯水与FeCl2反应的离子方程式为 2Fe2＋＋Cl2 2Fe3＋＋2Cl－ D.“两水”长时间放置后都会因为相同的原理变质 3.氨分子的空间结构是　三角锥形　，氮原子的杂化类型为　sp3　，氨极易溶于水和氨易液化都与　氢键　有关。 4.从结构上看，NH3、—NH2显碱性的本质原因是　氮原子上的孤电子对能与氢离子形成配位键　。 5.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　。 6.（1）在饱和NH4Cl溶液中滴加Na[Al（OH）4]溶液，产生刺激性气味的气体和白色沉淀，用离子方程式解释其现象：　N＋[Al（OH）4]－Al（OH）3↓＋NH3↑＋H2O　，体现N水解呈　酸性　（填“酸性”或“碱性”）。 （2）实验室常用饱和氯化铵（NH4Cl）溶液与亚硝酸钠（NaNO2）溶液加热来制取氮气，写出发生反应的化学方程式：　NH4Cl＋NaNO2NaCl＋N2↑＋2H2O　，体现N的　还原性　（填“氧化性”或“还原性”）。 03 硝酸 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：　4HNO3 4NO2↑＋O2↑＋2H2O　（保存在　棕色　试剂瓶中，放置在阴凉处）。 （2）强氧化性：硝酸无论浓、稀都有强氧化性，而且浓度越大氧化性越强；常温下，铝、铁遇浓硝酸发生　钝化　，铝、铁制品可以盛放浓硝酸。 ①与金属反应 稀硝酸与铜反应：3Cu＋8HNO3（稀） 3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O。 浓硝酸与铜反应：Cu＋4HNO3（浓） Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O。 ②与非金属C的反应：　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、亚铁盐等还原性物质。 稀硝酸与FeSO4溶液反应（离子方程式）：　3Fe2＋＋4H＋＋N 3Fe3＋＋NO↑＋2H2O　。 （3）与有机物反应 ①硝化反应：如苯的硝化反应为 ＋HNO3（浓）＋H2O。 ②颜色反应：含有苯基的蛋白质遇到浓硝酸时（微热）变　黄　色。 【跟踪训练】 1.易错辨析。 （1）王水的成分中浓盐酸和浓硝酸的体积比为1∶3。（　✕　） （2）实验室里可用锌粒和稀硝酸反应制氢气。（　✕　） （3）常温下，铁、铝在浓硝酸中的钝化为化学变化。（　√　） （4）铜、炭分别与浓HNO3反应，都体现了浓硝酸的强氧化性和酸性。（　✕　） （5）用稀HNO3清洗附有银镜的试管。（　√　） （6）在1.0 mol·L－1的KNO3溶液中，H＋、Fe2＋、Cl－、S可以大量共存。（　✕　） （7）浓HNO3和氯水均用棕色试剂瓶保存，其原理相同。（　√　） （8）常温下，铁、铝在浓硝酸中的钝化为化学变化(　√　) （9）可用稀HNO3与FeS固体反应制取H2S(　×　) （10）在酸性条件下，NO与I－、Fe2＋、SO等离子均不能大量共存(　√　) （11）Cu在KNO3溶液和稀H2SO4中均不溶解，但能溶解在其混合液中(　√　) （12）浓HNO3和氯水均用棕色试剂瓶保存，其原理相同(　√　) （13）浓HNO3溅到皮肤上，皮肤会变黄(　√　) 2.浓硝酸能使紫色石蕊溶液先变红后褪色，该过程中浓硝酸表现出酸性和强氧化性。 04 含氮化合物之间的转化 1.典型含氮元素物质之间的相互转化 典型物质间转化方程式再落实。 (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。 2.氮元素的价类二维图及转化关系 【跟踪训练】 研究氮及其化合物的性质，可以有效改善人类的生存环境。氮元素化合价－物质类别关系图如图： 回答下列问题： （1）在催化剂和加热的条件下，物质A生成NO是工业制硝酸的重要反应，反应的化学方程式是　4NH3＋5O2 4NO＋6H2O　。 （2）在加热条件下，物质C的浓溶液与碳单质反应，写出反应的化学方程式：　C＋4HNO3（浓）CO2↑＋4NO2↑＋2H2O　。 （3）实验室中，检验溶液中含有N的操作方法是　取少量溶液于试管中，加入氢氧化钠溶液，稍微加热，若有使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体产生，则证明溶液中含有N（合理即可）　。 （4）物质B为红棕色气体，写出该物质与水反应的化学方程式：　3NO2＋H2O2HNO3＋NO　，当反应消耗0.15 mol物质B时，转移电子的物质的量为　0.1 mol　。 01 喷泉实验的拓展应用 1.形成喷泉的原理 形成喷泉最根本的原因是容器内外存在较大的压强差。在这种压强差的作用下，液体迅速流动，通过带有尖嘴的导管喷出来，形成喷泉。 2.常见喷泉的类型 ①容器内气体极易溶于水（或容器内气体易与溶液反应），使容器内压强迅速降低引发的喷泉（容器内压强小于外界大气压）。图1中打开　止水夹　，挤出　胶头滴管中的水　，氨气极易溶于水，烧瓶内压强迅速　减小　，即产生喷泉。图2中打开　止水夹　，用手（或热毛巾等）　将烧瓶捂热　，氨气受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气，与水接触，即产生喷泉。 ②容器内的液体由于受热或发生化学反应产生了大量的气体，使容器内的压强增大引发的喷泉（容器内压强大于外界大气压）。 图3的锥形瓶中盛放“碳酸氢铵与稀盐酸”或“过氧化钠与水”等均能形成喷泉。城市喷泉装置的原理与图3所示装置相同，属于正压喷泉。 3.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 （体积比为4∶3） NO2、O2 （体积比为4∶1） 吸收剂 水、碱 溶液 水、酸 溶液 碱溶液 水、碱 溶液 水、碱 溶液 水、碱 溶液 4.常见的装置 装置Ⅰ：打开　止水夹　，挤压胶头滴管的　胶头　，使少量水进入　烧瓶　，导致大量的NH3溶解。烧瓶内形成负压而产生喷泉。 装置Ⅱ：挤压　气球　，即可使少量的酚酞溶液沿导管进入　烧瓶　，导致大量的NH3溶解，烧瓶内形成负压而产生　红　色喷泉。 装置Ⅲ：打开　止水夹　，用手（或热毛巾等）　捂热烧瓶　，氨气受热膨胀，使氨气通过导管与水接触，即产生喷泉（或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶，使水进入烧瓶，烧瓶内氨气溶于水）。 装置Ⅳ：在锥形瓶中加入能产生气体的物质，使锥形瓶内气体的压强明显　增大　，将液体压入烧瓶而产生喷泉。 装置Ⅴ：在水槽中加入使水温度升高的物质，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。 装置Ⅵ：向烧瓶中通入H2S（或SO2），然后通入SO2（或H2S），有　淡黄　色粉末状物质生成，烧瓶内壁附有水珠，NaOH溶液喷到烧瓶内。 装置Ⅶ：向烧瓶中通入HCl，使HCl进入烧瓶中与NH3反应，导致烧瓶中压强　减小　，NaOH溶液喷到烧瓶内。 5.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。 【跟踪训练】 如图是课外活动小组的同学设计的四个喷泉实验方案，下列有关操作不可能形成喷泉的是（　　） A.挤压装置①的胶头滴管使胶头滴管中的NaOH溶液全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹 B.挤压装置②的胶头滴管使AgNO3溶液全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹 C.用鼓气装置从装置③的a处不断鼓入空气并打开止水夹 D.向装置④的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开止水夹 【解析】A 【解析】　NO与NaOH溶液不反应，所以烧瓶中的气体压强不会有明显变化，不能形成喷泉，故A符合题意；HCl气体能够和AgNO3溶液反应，挤压装置②的胶头滴管使AgNO3溶液全部进入烧瓶，使烧瓶中气体压强减少，能形成喷泉，故B不符合题意；用鼓气装置从装置③的a处不断鼓入空气，导致锥形瓶中压强增大，促使水进入烧瓶中，氨气极易溶于水，烧瓶中的气体压强减小，能形成喷泉，故C不符合题意；浓硫酸溶于水时放热，使得浓氨水受热分解产生氨气，使锥形瓶中压强增大，促进浓氨水进入烧瓶，浓氨水和氯化氢气体反应，烧瓶中的气体压强减小，能形成喷泉，故D不符合题意。 02 绿色化学与环境保护 1.环境保护 2.绿色化学 （1）核心：从源头上减少或消除工业生产对环境造成的污染。又称为“环境无害化学”“环境友好化学”“清洁化学”。绿色化学的理念在于不再使用有毒有害的物质，不再产生废物，不再处理废物，从源头上减少或消除污染。 （2）绿色化学的研究主要是围绕化学反应、原料、催化剂、溶剂和产品的绿色化开展的，因此化学反应及其产物具有以下特征： ①采用无毒、无害的原料； ②在无毒、无害的条件（包括催化剂、溶剂）下进行； ③产品应该是环境友好的； ④具有“原子经济性”，即反应具有高选择性、极少副产物，甚至实现“零排放”。此外，它还应当满足“物美价廉”的传统标准。 3.原子经济性 原子经济性可用原子利用率来衡量，其定义可表示为原子利用率＝×100％。原子经济性的反应有两个显著优点：一是最大限度地利用了原料，二是最大限度地减少了废物的排放。 4.碳中和 2020年9月，我国提出争取在2060年前实现碳中和。碳中和是指直接或间接产生的温室气体排放总量，通过植树造林、节能减排、碳捕集与封存等形式，抵消自身产生的二氧化碳排放量，实现二氧化碳“零排放”。 【跟踪训练】 1.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　2NH3＋2O2N2O＋3H2O　。 （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 NO＋NO2＋2OH－2N＋H2O 2NO2＋2OH－N＋N＋H2O ①下列措施能提高尾气中NO和NO2去除率的有　BC　（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 ②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　NaNO3　（填化学式）；吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是　NO　（填化学式）。 （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N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NaClO溶液中，HClO氧化NO生成Cl－和N，其离子方程式为　3HClO＋2NO＋H2O3Cl－＋2N＋5H＋　。 ②NaClO溶液的初始pH越小，NO转化率越高。其原因是　溶液pH越小，溶液中HClO的浓度越大，氧化NO的能力越强　。 【解析】　（1）NH3被O2氧化生成N2O，N元素从－3价升至＋1价，1 mol NH3失去4 mol e－，O元素从0价降至－2价，1 mol O2得到4 mol e－，根据N和O元素得失电子守恒及原子守恒配平方程式。（2）①A项，通入尾气速率过快时，尾气吸收不充分，错误；B项，采用气、液逆流的方式吸收尾气时，尾气吸收会更充分，正确；C项，补充NaOH溶液，c（OH－）增大，能更充分吸收尾气，正确。②NO2与NaOH反应可生成NaNO2、NaNO3和水，所以NaNO2晶体中会混有NaNO3杂质。由吸收尾气的主要反应可知，NO2吸收更充分，故吸收后排放的尾气中NO的含量较高。（3）①HClO氧化NO生成N，自身被还原为Cl－，根据得失电子守恒、原子守恒、电荷守恒配平方程式。②氧化NO的是HClO，NaClO在酸性条件下会生成HClO，所以pH越小，溶液中HClO的浓度越大，NO转化率越高。 01 氮及其重要化合物的知识盲点 1．NO只能用排水法或气囊法收集，NO2不能用排水法，一般用向上排空气法收集。 2．工业上制备的盐酸显黄色是因为溶有Fe3＋，而浓HNO3显黄色是因为溶有NO2。 3．NO2能被NaOH溶液吸收，NO单独不能被强碱溶液吸收，NO与NO2 1∶1混合能被NaOH溶液吸收。 4．NO2或NO与O2通入水的计算中常用到4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3、4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3两个方程式，也可以利用N元素化合价的变化，根据得失电子守恒进行计算。 5．强氧化性酸(如HNO3、浓H2SO4)与金属反应不生成H2；金属和浓HNO3反应一般生成NO2，而金属和稀HNO3反应一般生成NO。 6．实验室制备NH3，除了用Ca(OH)2和NH4Cl反应外，还可用浓氨水的分解(加NaOH固体或CaO)制取，而检验NH须用浓NaOH溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸检验生成的气体，以确定NH的存在。 7．收集NH3时，把一团干燥的棉花放在试管口，以防止与空气对流；收集完毕，尾气处理时，应放一团用稀硫酸浸湿的棉花在试管口，以吸收NH3。 8．浓盐酸和浓氨水反应有白烟生成，常用于HCl和NH3的相互检验。 【跟踪训练】 (1)加热盛有少量NH4HCO3固体的试管，并在试管口放置湿润的红色石蕊试纸，石蕊试纸变蓝，证明NH4HCO3显碱性(　　) (2)氨气使AlCl3溶液产生白色沉淀，氨气被还原(　　) (3)NH3易溶于水，故可用作制冷剂(　　) (4)下列物质间转化能实现：NH3NOHNO3(　　) (5)因为NH4HCO3受热易分解，故可用作氮肥(　　) (6)将稀硝酸加入过量铁粉中，充分反应后滴加KSCN溶液，现象为有气体生成，溶液呈红色，可以得出稀硝酸将Fe氧化成Fe3＋(　　) (7)六水氯化钙可用作食品干燥剂，CaCl2也可干燥NH3(　　) (8)将浓硝酸溶液滴入用砂纸打磨过的铝条中，则产生红棕色气体(　　) (9)实验室制取氨(　　) (10)利用，根据①浓硝酸、②Na2CO3、③Na2SiO3溶液，可证明酸性：硝酸>碳酸>硅酸(　　) (11)利用，根据②中酚酞试液变红，能证实①中加热NH4Cl和Ca(OH)2混合物发生反应生成NH3(　　) 【答案】(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×　(7)×　(8)×　(9)×　(10)×　(11)√ 02 氮及化合物的“十大”误区 1．氮的氧化物都有毒，其中NO2与N2O4存在下列平衡：2NO2N2O4，因此实验测得NO2的平均相对分子质量总是大于46。 2．验证某无色气体为NO的方法是向无色气体中通入O2(或空气)，无色气体变为红棕色。 3．NO能用排水法收集，不能用排空气法收集；而NO2能用向上排空气法收集，不能用排水法收集。 4．浓、稀硝酸均具有强氧化性，浓度越大，氧化性越强，其还原产物的价态越高。还原产物一般为HNO3(浓)→NO2，HNO3(稀)→NO。 5．常温下，铁、铝遇浓硝酸能发生“钝化”并非不反应。故常温下浓硝酸可以用铁桶盛放。 6．制氨时，选用的铵盐及碱都有一定的要求。选铵盐时，不选(NH4)2CO3、NH4HCO3、NH4NO3等，因它们受热易分解，使产生的NH3中混有较多的杂质气体，另外NH4NO3易爆炸；选碱时，用Ca(OH)2而不用NaOH或KOH，因NaOH、KOH具有吸湿性，易结块，不利于产生氨气，且在高温下均能腐蚀玻璃。 7．干燥氨气不能用浓硫酸，也不能用无水CaCl2(8NH3＋CaCl2===CaCl2·8NH3)，通常用碱石灰干燥氨气。 8．NH3是中学化学中唯一的碱性气体，可在推断题中作为解题的突破口，确定NH3的存在。氨与酸反应的实质是NH3与H＋结合形成NH。氨几乎能与所有的可溶性酸反应生成盐。 9．氨水的成分是三分子：NH3、NH3·H2O、H2O；三离子：NH、OH－、H＋，氨水呈弱碱性。计算氨水浓度时，溶质视为NH3。 10．吸收氨气(或HCl)时要注意防止倒吸。 可用于吸收氨气(或HCl)并能防倒吸的常用装置为 【跟踪训练】 (1)用氢氧化钠溶液吸收工业废气中的NO2：2NO2＋2OH－===NO＋NO＋H2O。(　√　) (2)工业上利用合成氨实现人工固氮涉及氧化还原反应。(　√　) (3)NO2通入FeSO4溶液中始终无明显现象。(　×　) (4)在实验室里，NO和NO2均可用排水法收集。(　× ) (5)浓硝酸中加入用砂纸打磨过的铝条，产生红棕色气体。(　×　) (6)浓硝酸在光照下久置，会变黄。(　√　) (7)硝酸具有强氧化性，硝酸与Fe反应一定生成Fe3＋。(　×　) (8)下列物质间的转化能够实现N2NH3NH4Cl(aq)。(　√　) (9)某元素的气态氢化物与其最高价氧化物对应的水化物反应生成盐，则该元素一定是氮元素。(　√　) (10)NH3能使酚酞溶液变红、NH3可用于设计喷泉实验，上述叙述均正确并有因果关系。 (11)用NH4Cl固体和Ca(OH)2固体制备并收集NH3，需要的仪器只有酒精灯、烧杯、导管、集气瓶。(　×　) (12)实验室用如图所示的装置制取少量氨气。(　×　) 01 金属与硝酸反应计算的思维流程 1.金属与硝酸反应的思维模型 2.硝酸与金属反应的规律 ①HNO3与金属反应一般不能产生H2。 ②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。 ③硝酸与金属反应时既表现氧化性又表现酸性。 (2)涉及HNO3的离子反应常见的易错问题 ①忽视NO在酸性条件下的强氧化性。在酸性条件下NO不能与Fe2＋、I－、SO、S2－等还原性较强的离子大量共存。 ②在书写离子方程式时，忽视HNO3的强氧化性，将氧化还原反应简单的写成复分解反应。 3.金属与硝酸反应计算的四种方法 (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。 (2)得失电子守恒法 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。 (3)电荷守恒法 HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH－)则有： c(NO)＝c(H＋)＋nc(Mn＋)(Mn＋代表金属离子)。 (4)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。 【跟踪训练】 1.正误判断，正确的打“√”，错误的打“×” (1)常温下，铁、铝在浓硝酸中的钝化为化学变化(√) (2)可用稀硝酸与FeS固体反应制取H2S(×) (3)过量的铜与浓硝酸反应，产物中一定有NO(√) (4)浓硝酸在光照下久置，会变黄(√) (5)浓硝酸中滴加紫色石蕊试液，最终变为红色(×) 【解析】　(2)稀硝酸具有强氧化性，可氧化H2S。(3)浓硝酸与Cu反应，逐渐变为稀硝酸，因而会产生NO。(5)浓硝酸具有酸性和强氧化性，可使石蕊试液先变红后褪色。 2.久置的浓硝酸呈黄色，如何除去？怎样保存浓硝酸？ 【答案】　浓硝酸显黄色是由于浓硝酸见光或受热发生分解，生成的NO2溶于浓硝酸所致，所以消除的方法是通入O2(或空气)，使其发生反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3。保存时应保存在棕色试剂瓶中，并置于阴凉处。 3.锌与某浓度的硝酸以物质的量之比为1∶3发生反应，若硝酸被还原的产物为N2O，反应结束后锌没有剩余，下列说法正确的是(　　) A.在此反应中硝酸体现强氧化性，全部被还原 B.向反应后的溶液中再加入金属铁，不再发生化学反应 C.该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸之比为1∶4 D.该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸之比为1∶5 【答案】　D 【解析】　设锌的物质的量为a，则稀硝酸中HNO3的物质量为3a，发生还原反应的HNO3与锌的关系为HNO3～2Zn，由于锌不足，被还原的HNO3为，未被还原的HNO3为(3a－)，二者之比为∶(3a－)＝1∶5，D项正确。 4.某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL，平均分成两份。向其中一份中逐渐加入铜粉，最多能溶解9.6 g。向另一份中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图所示(已知硝酸只被还原为NO气体)。下列分析或结果错误的是(　　) A.原混合酸中NO物质的量为0.1 mol B.OA段产生的是NO，AB段的反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，BC段产生氢气 C.第二份溶液中最终溶质为FeSO4 D.H2SO4浓度为2.5 mol·L－1 【答案】　A 【解析】　铁粉既能与硝酸反应也能与硫酸反应，从题干图中看出(注意只是第二份100 mL)OA段产生的是NO，AB段的反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，BC段产生氢气，反应为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，可知NO反应完全，第二份中NO应为×3÷3＝0.1 mol，溶液中最终溶质为FeSO4，此时反应的铁的质量是14 g，即0.25 mol，故原混合酸中H2SO4浓度为＝2.5 mol·L－1，NO物质的量为0.2 mol。所以选A。 02 现象描述答题模板 (1)全面描述现象的程序——“海、陆、空” “海”——溶液有什么变化； “陆”——固体有什么变化； “空”——气体有什么变化。 (2)规范描述现象的答题模板 如①颜色：……由……(具体颜色)变为……(具体颜色)； ②气体：溶液中产生……(颜色)的气泡，(或)在固体表面产生……(颜色)气泡； ③沉淀：在……(颜色)溶液中产生……(颜色)的沉淀(浑浊)。 【例】某实验小组设计了如下装置，验证卤素单质氧化性的递变规律。 (1)为确保“氧化性”的实验结论可靠，应该注意 。 (2)若实验操作得当，可证明“氧化性”的实验现象是 。 【答案】(1)氯气不能过量 (2)分液漏斗中溶液变橙红色，试管内溶液分层，且下层为紫红色，上层无色 【解析】（1）过量的氯气也能氧化碘离子，为确保“氧化性”的实验结论可靠，应该注意氯气不能过量； （2）若实验操作得当，可证明“氧化性”的实验现象是：分液漏斗中溶液变橙红色，试管内溶液分层，且下层为紫红色，上层无色。 【跟踪训练】 1．实验室闻Cl2及其他气体的方法是怎样的？ 【答案】闻气体时的操作方法如图所示。用手轻轻在集气瓶口扇动，使极少量的气体飘进鼻孔 【解析】实验室闻Cl2及其他有毒气体的方法是用手轻轻在集气瓶口扇动，使极少量的气体飘进鼻孔，如图。 2．做某溶液的焰色反应实验，火焰呈黄色，则溶液中一定存在钠元素，不存在钾元素，该判断是否正确？为什么 。 【答案】判断错误，钾的焰色反应必须透过蓝色钴玻璃片才能观察到 【解析】焰色反应为黄色，则溶液中存在钠元素，钾元素焰色反应为紫色，必须透过蓝色钴玻璃才能观察到，不能确定一定没有钾元素，错误。 3．“滤渣”与SOCl2混合前需要洗涤、干燥，检验滤渣中是否洗净的试剂是 。检验方法？ 【答案】HCl溶液、BaCl2溶液 检验滤渣中硫酸根离子是否洗净的方法是取最后一次洗涤液少许于试管中，先加入盐酸，再加入氯化钡溶液，溶液中无白色沉淀生成，说明沉淀洗涤干净， 4．若某溶液中既含又含，请设计实验检验混合溶液中是否存在。 。 【答案】取少量试液于一洁净试管中，加入过量的溶液，过滤后在滤液中加入稀硝酸和，若有白色沉淀生成，则证明试液中含有 【解析】检验所用的试剂是溶液和稀硝酸，由于能干扰的检验，故检验时先用溶液排除造成的干扰。 检验操作为：取少量试液于一洁净试管中，加入过量的溶液，过滤后在滤液中加入稀硝酸和，若有白色沉淀生成，则证明试液中含有。 5．有一包白色固体，加水后能完全溶解，请设计实验方案证明该白色固体的成分是。 。 【答案】①取少量固体于试管中，加入溶液并加热，产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，说明样品中含有。②另取少量固体于试管中，加蒸馏水使其完全溶解，再滴入几滴硝酸酸化的溶液，若产生白色沉淀，则证明样品中含有，由实验①②判断该白色固体的成分是。 【解析】①取少量固体于试管中，加入溶液并加热，产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，说明样品中含有。②另取少量固体于试管中，加蒸馏水使其完全溶解，再滴入几滴硝酸酸化的溶液，若产生白色沉淀，则证明样品中含有，由实验①②判断该白色固体的成分是。 6．电解饱和食盐水反应的化学方程式为 ，阳极产物的检验方法 。 【答案】 将湿润的淀粉KI试纸放在阳极上方，若变蓝，证明是Cl2 【解析】电解饱和食盐水生成NaOH、氢气、氯气，反应的化学方程式为：；电解池中阳极发生氧化反应，阳极产物是氯气，检验方法是：将湿润的淀粉KI试纸放在阳极上方，若变蓝，证明是Cl2。 7．三聚氯氰()是许多农药、活性染料和荧光增白剂的重要原料，实验室可用如图所示装置制备(部分装置省略)。 回答下列问题： （1）检查装置B的气密性操作为 。 【答案】向装置B中加水至浸没两根长导管，关闭，打开，用分液漏斗向圆底烧瓶中加水，在B中观察到有一根导管有气泡放出，另一根导管有水柱形成，关闭分液漏斗活塞，一段时间后B中导管水柱无变化，则装置B气密性良好 【解析】装置气密性检验的原理是：通过气体发生器与液体构成封闭体系，依据改变体系内压强时产生的现象（如气泡的生成、水柱的形成、液面的升降等）来判断装置气密性的好坏。检查装置B的气密性操作为：向装置B中加水至浸没两根长导管，关闭，打开，用分液漏斗向圆底烧瓶中加水，在B中观察到有一根导管有气泡放出，另一根导管有水柱形成，关闭分液漏斗活塞，一段时间后B中导管水柱无变化，则装置B气密性良好。 学科网（北京）股份有限公司1 / 17 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题03 氮及其化合物 目录 01知识脑图·学科框架速建 02考点精析·知识能力全解 【知能解读01】氮及氮的氧化物 【知能解读02】氨及铵盐 【知能解读03】硝酸 【知能解读04】含氮化合物之间的转化 03 攻坚指南·高频考点突破 【重难点突破01】喷泉实验的拓展应用 【重难点突破02】绿色化学与环境保护 04 避坑锦囊·易混易错诊疗 【易混易错01】氮及其重要化合物的知识盲点 【易混易错02】氮及化合物的“十大”误区 05 通法提炼·高频思维拆解 【方法技巧01】金属与硝酸反应计算的思维流程 【方法技巧02】现象描述答题模板 01 氮及氮的氧化物 1．氮的固定 2．氮气 (1)物理性质： 色 味的气体，密度比空气略小， 溶于水。 (2)化学性质 写出有关化学方程式： ① ； ② ； ③ 。 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、 、N2O3、NO2(或 )、N2O5，其中属于酸性氧化物的是N2O3、 。 (2)NO和NO2的比较 氮的氧化物 NO NO2 物理性质 无色、不溶于水的气体 　 　色、有刺激性气味、易溶于水的气体 化学性质 2NO＋O2 2NO2 4NO＋3O2＋2H2O4HNO3 4NH3＋6NO5N2＋6H2O 4NO2＋O2＋2H2O4HNO3 2NO2N2O4（无色） 8NH3＋6NO27N2＋12H2O 毒性 有毒 有毒 制法 3Cu＋8HNO3（稀） 3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O Cu＋4HNO3（浓） Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O 转化 3NO2＋H2O　 　 4．氮氧化物对环境的污染及防治 污染 类型 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所产生的一种有毒的烟雾 酸雨：NOx排入大气后，与水反应生成HNO3和HNO2，随雨、雪降到地面 破坏臭氧层：NO、NO2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加 处理 方法 ①碱液吸收法：NO2、NO的混合气体能被足量的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。2NO2＋2NaOH NaNO3＋NaNO2＋H2O， NO2＋NO＋2NaOH2NaNO2＋H2O。 ②催化转化：在催化剂条件下，NOx可与氨反应转化为无毒气体（N2）和H2O或与CO反应转化为无毒气体（N2和CO2）。一般适用于汽车尾气的处理 【跟踪训练】 1.易错辨析 （1）自然界中固氮反应均为游离态氮的氧化反应。（　 　） （2）文物馆将贵重文物保存在氮气中是利用了氮气的稳定性。（　 　） （3）医疗上，液氮常作冷冻剂，是利用氮气的沸点低，液氮易汽化，且汽化时吸收热量。（　 　） （4）用向上排空气法收集铜粉与稀硝酸反应产生的气体。（　 　） （5）可用NO2与水反应制取硝酸，故NO2是酸性氧化物。（　 　） （6）N2与O2在放电条件下直接化合生成NO2。（　 　） （7）制二氧化氮时，用水或NaOH溶液吸收尾气。（　 　） （8）利用AgNO3、CCl4和蒸馏水均可鉴别NO2和溴蒸气。（　 　） （9）NO2通入FeSO4溶液中始终无明显现象。（　 　） 2.下列氮气的用途叙述中，分别应用了氮气的什么性质？ ①文物馆将贵重文物保存在氮气中________。 ②氮气是合成氨工业的重要原料________。 ③雷电是自然界重要的固氮方式________。 ④医疗上，液氮是常见的冷冻剂________。 3.写出N2的电子式：　 　，从电子云重叠方式角度指出N2分子中共价键的个数及类型　 　。 4.氮化镁遇水易发生水解反应，生成沉淀并放出能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，写出其水解方程式：　 　。 5.在有氧条件下，某新型催化剂能催化NH3与NOx反应生成N2。写出NH3与NO2反应的化学方程式：　 　。当生成1 mol N2时，转移电子的物质的量为　mol。 6.NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。 （1）NOx能形成酸雨，写出NO2转化为HNO3的化学方程式：　 　。 （2）在汽车尾气系统中装上催化转化器，可有效降低NOx的排放。当尾气中空气不足时，NOx在催化转化器中被还原成N2排出。写出NO被CO还原的化学方程式：　 　。 02 氨及铵盐 1．氨的分子结构和物理性质 电子式 密度 气味 水溶性 比空气的 性气味 极易溶于水(1∶700) 2．氨的化学性质 (1)氨气与水的反应 NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－，氨气溶于水得氨水，氨水中含有的粒子有 。氨水为可溶性一元弱碱，易挥发，不稳定，易分解：NH3·H2O 。 (2)氨气与酸的反应 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 ，将浓盐酸改为 ，也会出现相同的现象。 化学方程式：HCl＋NH3===NH4Cl、NH3＋HNO3===NH4NO3。 (3)与盐溶液的反应 如过量氨水与AlCl3反应的离子方程式：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH。 (4)氨气的还原性——氨的催化氧化 化学方程式：4NH3＋5O24NO＋6H2O。 3．喷泉实验 如图为氨喷泉实验的装置(夹持装置均已略去)。 (1)用图1装置进行喷泉实验。 ①引发“喷泉”的方法是_________________________________________________________。 ②简述产生喷泉的原理：_________________________________________________________。 (2)只使用图2所示装置进行喷泉实验。 ①打开止水夹，水不能倒吸入烧瓶的原因是_____________________________________ ___。 ②如何引发图2装置的“喷泉”？ ________________________________________________________________________。 (3)指出下面几种常见的能形成喷泉的气体的吸收剂。 气体 HCl NH3 CO2、Cl2、 SO2、H2S NO2 NO、O2(4∶3) NO2、O2(4∶1) 吸收剂 水、 水 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： (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。 5．铵盐及NH的检验 (1)铵盐的物理性质 铵盐大多数是 色固体，绝大多数易溶于水。 (2)铵盐的化学性质 (3)NH的检验步骤 未知液产生使湿润的红色石蕊试纸变 的气体，则证明含NH。 6．氨的实验室制法 (1)加热固态铵盐和碱的混合物 简易装置 干燥 用 验满 ①将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变 ； ②将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有白烟产生 (2)实验室制取氨的其他方法 方法 化学方程式(或原理) 气体发生装置 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。化学方程式为NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2 【跟踪训练】 1.易错辨析。 （1）浓氨水可检验氯气管道是否漏气。（　 　） （2）由于NH3易溶于水，故其可用作制冷剂。（　 　） （3）液氨制冷、碘的升华、NH4Cl气化都不涉及化学变化。（　 　） （4）现有1 mol·L－1的氨水，则该溶液中NH3·H2O的浓度是1 mol·L－1。（　 　） （5）工业上用N2和H2合成NH3，生成标准状况下22.4 L NH3，电子转移数为2NA。（　 　） （6）氨气溶于水能导电，所以氨气是电解质( ) （7）实验室可用浓氨水与生石灰制取氨气( ) （8）氨气的还原性可以解释氨气与氯化氢的反应实验( ) （9）实验室制取氨气的方法是加热分解氯化铵( ) （10）铵盐加热都易分解，产生氨气( ) 2.氨溶于水得到氨水，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”都是混合物，溶液中含有的粒子种类不同 B.“两水”都能导电，因此NH3和Cl2都是电解质 C.氨水与FeCl2反应的离子方程式为2OH－＋Fe2＋Fe（OH）2↓，新制氯水与FeCl2反应的离子方程式为 2Fe2＋＋Cl2 2Fe3＋＋2Cl－ D.“两水”长时间放置后都会因为相同的原理变质 3.氨分子的空间结构是　 　，氮原子的杂化类型为　 　，氨极易溶于水和氨易液化都与　 　有关。 4.从结构上看，NH3、—NH2显碱性的本质原因是　 　。 5.NH3是中学化学中唯一的碱性气体，能使湿润的　 　色石蕊试纸变　 　。 6.（1）在饱和NH4Cl溶液中滴加Na[Al（OH）4]溶液，产生刺激性气味的气体和白色沉淀，用离子方程式解释其现象：　 　，体现N水解呈　 　（填“酸性”或“碱性”）。 （2）实验室常用饱和氯化铵（NH4Cl）溶液与亚硝酸钠（NaNO2）溶液加热来制取氮气，写出发生反应的化学方程式：　 　，体现N的　 　（填“氧化性”或“还原性”）。 03 硝酸 1．物理性质 硝酸是 色、 挥发、 气味的液体。 2．化学性质 （1）不稳定性 反应：　 　（保存在　 　试剂瓶中，放置在阴凉处）。 （2）强氧化性：硝酸无论浓、稀都有强氧化性，而且浓度越大氧化性越强；常温下，铝、铁遇浓硝酸发生　 　，铝、铁制品可以盛放浓硝酸。 ①与金属反应 稀硝酸与铜反应：3Cu＋8HNO3（稀） 3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O。 浓硝酸与铜反应：Cu＋4HNO3（浓） Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O。 ②与非金属C的反应：　 　。 ③与还原性化合物反应：硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、亚铁盐等还原性物质。 稀硝酸与FeSO4溶液反应（离子方程式）：　 　。 （3）与有机物反应 ①硝化反应：如苯的硝化反应为 ＋HNO3（浓）＋H2O。 ②颜色反应：含有苯基的蛋白质遇到浓硝酸时（微热）变　 　色。 【跟踪训练】 1.易错辨析。 （1）王水的成分中浓盐酸和浓硝酸的体积比为1∶3。（　 　） （2）实验室里可用锌粒和稀硝酸反应制氢气。（　 　） （3）常温下，铁、铝在浓硝酸中的钝化为化学变化。（　 　） （4）铜、炭分别与浓HNO3反应，都体现了浓硝酸的强氧化性和酸性。（　 　） （5）用稀HNO3清洗附有银镜的试管。（　 　） （6）在1.0 mol·L－1的KNO3溶液中，H＋、Fe2＋、Cl－、S可以大量共存。（　 　） （7）浓HNO3和氯水均用棕色试剂瓶保存，其原理相同。（　 　） （8）常温下，铁、铝在浓硝酸中的钝化为化学变化(　 　) （9）可用稀HNO3与FeS固体反应制取H2S(　 　) （10）在酸性条件下，NO与I－、Fe2＋、SO等离子均不能大量共存(　 　) （11）Cu在KNO3溶液和稀H2SO4中均不溶解，但能溶解在其混合液中(　 　) （12）浓HNO3和氯水均用棕色试剂瓶保存，其原理相同(　 　) （13）浓HNO3溅到皮肤上，皮肤会变黄(　 　) 2.浓硝酸能使紫色石蕊溶液先变红后褪色，该过程中浓硝酸表现出 性和 性。 04 含氮化合物之间的转化 1.典型含氮元素物质之间的相互转化 典型物质间转化方程式再落实。 (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。 2.氮元素的价类二维图及转化关系 【跟踪训练】 研究氮及其化合物的性质，可以有效改善人类的生存环境。氮元素化合价－物质类别关系图如图： 回答下列问题： （1）在催化剂和加热的条件下，物质A生成NO是工业制硝酸的重要反应，反应的化学方程式是　 　。 （2）在加热条件下，物质C的浓溶液与碳单质反应，写出反应的化学方程式：　 　。 （3）实验室中，检验溶液中含有N的操作方法是　 　。 （4）物质B为红棕色气体，写出该物质与水反应的化学方程式：　 　，当反应消耗0.15 mol物质B时，转移电子的物质的量为　 　。 01 喷泉实验的拓展应用 1.形成喷泉的原理 形成喷泉最根本的原因是容器内外存在较大的压强差。在这种压强差的作用下，液体迅速流动，通过带有尖嘴的导管喷出来，形成喷泉。 2.常见喷泉的类型 ①容器内气体极易溶于水（或容器内气体易与溶液反应），使容器内压强迅速降低引发的喷泉（容器内压强小于外界大气压）。图1中打开　 　，挤出　 　，氨气极易溶于水，烧瓶内压强迅速　 　，即产生喷泉。图2中打开　 　，用手（或热毛巾等）　 　，氨气受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气，与水接触，即产生喷泉。 ②容器内的液体由于受热或发生化学反应产生了大量的气体，使容器内的压强增大引发的喷泉（容器内压强大于外界大气压）。 图3的锥形瓶中盛放“碳酸氢铵与稀盐酸”或“过氧化钠与水”等均能形成喷泉。城市喷泉装置的原理与图3所示装置相同，属于正压喷泉。 3.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 （体积比为4∶3） NO2、O2 （体积比为4∶1） 吸收剂 水、碱 溶液 水、酸 溶液 碱溶液 水、碱 溶液 水、碱 溶液 水、碱 溶液 4.常见的装置 装置Ⅰ：打开　 　，挤压胶头滴管的　 　，使少量水进入　 　，导致大量的NH3溶解。烧瓶内形成负压而产生喷泉。 装置Ⅱ：挤压　 　，即可使少量的酚酞溶液沿导管进入　 　，导致大量的NH3溶解，烧瓶内形成负压而产生　 　色喷泉。 装置Ⅲ：打开　 　，用手（或热毛巾等）　 　，氨气受热膨胀，使氨气通过导管与水接触，即产生喷泉（或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶，使水进入烧瓶，烧瓶内氨气溶于水）。 装置Ⅳ：在锥形瓶中加入能产生气体的物质，使锥形瓶内气体的压强明显　 　，将液体压入烧瓶而产生喷泉。 装置Ⅴ：在水槽中加入使水温度升高的物质，使锥形瓶内酒精因升温而挥发，锥形瓶内气体压强　 　而产生喷泉。 装置Ⅵ：向烧瓶中通入H2S（或SO2），然后通入SO2（或H2S），有　 　色粉末状物质生成，烧瓶内壁附有水珠，NaOH溶液喷到烧瓶内。 装置Ⅶ：向烧瓶中通入HCl，使HCl进入烧瓶中与NH3反应，导致烧瓶中压强　 　，NaOH溶液喷到烧瓶内。 5.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。 【跟踪训练】 如图是课外活动小组的同学设计的四个喷泉实验方案，下列有关操作不可能形成喷泉的是（　　） A.挤压装置①的胶头滴管使胶头滴管中的NaOH溶液全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹 B.挤压装置②的胶头滴管使AgNO3溶液全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹 C.用鼓气装置从装置③的a处不断鼓入空气并打开止水夹 D.向装置④的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开止水夹 02 绿色化学与环境保护 1.环境保护 2.绿色化学 （1）核心：从源头上减少或消除工业生产对环境造成的污染。又称为“环境无害化学”“环境友好化学”“清洁化学”。绿色化学的理念在于不再使用有毒有害的物质，不再产生废物，不再处理废物，从源头上减少或消除污染。 （2）绿色化学的研究主要是围绕化学反应、原料、催化剂、溶剂和产品的绿色化开展的，因此化学反应及其产物具有以下特征： ①采用无毒、无害的原料； ②在无毒、无害的条件（包括催化剂、溶剂）下进行； ③产品应该是环境友好的； ④具有“原子经济性”，即反应具有高选择性、极少副产物，甚至实现“零排放”。此外，它还应当满足“物美价廉”的传统标准。 3.原子经济性 原子经济性可用原子利用率来衡量，其定义可表示为原子利用率＝×100％。原子经济性的反应有两个显著优点：一是最大限度地利用了原料，二是最大限度地减少了废物的排放。 4.碳中和 2020年9月，我国提出争取在2060年前实现碳中和。碳中和是指直接或间接产生的温室气体排放总量，通过植树造林、节能减排、碳捕集与封存等形式，抵消自身产生的二氧化碳排放量，实现二氧化碳“零排放”。 【跟踪训练】 1.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 NO＋NO2＋2OH－2N＋H2O 2NO2＋2OH－N＋N＋H2O ①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 ②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N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NaClO溶液中，HClO氧化NO生成Cl－和N，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　 　。 01 氮及其重要化合物的知识盲点 1．NO只能用排水法或气囊法收集，NO2不能用排水法，一般用向上排空气法收集。 2．工业上制备的盐酸显黄色是因为溶有Fe3＋，而浓HNO3显黄色是因为溶有NO2。 3．NO2能被NaOH溶液吸收，NO单独不能被强碱溶液吸收，NO与NO2 1∶1混合能被NaOH溶液吸收。 4．NO2或NO与O2通入水的计算中常用到4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3、4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3两个方程式，也可以利用N元素化合价的变化，根据得失电子守恒进行计算。 5．强氧化性酸(如HNO3、浓H2SO4)与金属反应不生成H2；金属和浓HNO3反应一般生成NO2，而金属和稀HNO3反应一般生成NO。 6．实验室制备NH3，除了用Ca(OH)2和NH4Cl反应外，还可用浓氨水的分解(加NaOH固体或CaO)制取，而检验NH须用浓NaOH溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸检验生成的气体，以确定NH的存在。 7．收集NH3时，把一团干燥的棉花放在试管口，以防止与空气对流；收集完毕，尾气处理时，应放一团用稀硫酸浸湿的棉花在试管口，以吸收NH3。 8．浓盐酸和浓氨水反应有白烟生成，常用于HCl和NH3的相互检验。 【跟踪训练】 (1)加热盛有少量NH4HCO3固体的试管，并在试管口放置湿润的红色石蕊试纸，石蕊试纸变蓝，证明NH4HCO3显碱性(　　) (2)氨气使AlCl3溶液产生白色沉淀，氨气被还原(　　) (3)NH3易溶于水，故可用作制冷剂(　　) (4)下列物质间转化能实现：NH3NOHNO3(　　) (5)因为NH4HCO3受热易分解，故可用作氮肥(　　) (6)将稀硝酸加入过量铁粉中，充分反应后滴加KSCN溶液，现象为有气体生成，溶液呈红色，可以得出稀硝酸将Fe氧化成Fe3＋(　　) (7)六水氯化钙可用作食品干燥剂，CaCl2也可干燥NH3(　　) (8)将浓硝酸溶液滴入用砂纸打磨过的铝条中，则产生红棕色气体(　　) (9)实验室制取氨(　　) (10)利用，根据①浓硝酸、②Na2CO3、③Na2SiO3溶液，可证明酸性：硝酸>碳酸>硅酸(　　) (11)利用，根据②中酚酞试液变红，能证实①中加热NH4Cl和Ca(OH)2混合物发生反应生成NH3(　　) 02 氮及化合物的“十大”误区 1．氮的氧化物都有毒，其中NO2与N2O4存在下列平衡：2NO2N2O4，因此实验测得NO2的平均相对分子质量总是大于46。 2．验证某无色气体为NO的方法是向无色气体中通入O2(或空气)，无色气体变为红棕色。 3．NO能用排水法收集，不能用排空气法收集；而NO2能用向上排空气法收集，不能用排水法收集。 4．浓、稀硝酸均具有强氧化性，浓度越大，氧化性越强，其还原产物的价态越高。还原产物一般为HNO3(浓)→NO2，HNO3(稀)→NO。 5．常温下，铁、铝遇浓硝酸能发生“钝化”并非不反应。故常温下浓硝酸可以用铁桶盛放。 6．制氨时，选用的铵盐及碱都有一定的要求。选铵盐时，不选(NH4)2CO3、NH4HCO3、NH4NO3等，因它们受热易分解，使产生的NH3中混有较多的杂质气体，另外NH4NO3易爆炸；选碱时，用Ca(OH)2而不用NaOH或KOH，因NaOH、KOH具有吸湿性，易结块，不利于产生氨气，且在高温下均能腐蚀玻璃。 7．干燥氨气不能用浓硫酸，也不能用无水CaCl2(8NH3＋CaCl2===CaCl2·8NH3)，通常用碱石灰干燥氨气。 8．NH3是中学化学中唯一的碱性气体，可在推断题中作为解题的突破口，确定NH3的存在。氨与酸反应的实质是NH3与H＋结合形成NH。氨几乎能与所有的可溶性酸反应生成盐。 9．氨水的成分是三分子：NH3、NH3·H2O、H2O；三离子：NH、OH－、H＋，氨水呈弱碱性。计算氨水浓度时，溶质视为NH3。 10．吸收氨气(或HCl)时要注意防止倒吸。 可用于吸收氨气(或HCl)并能防倒吸的常用装置为 【跟踪训练】 (1)用氢氧化钠溶液吸收工业废气中的NO2：2NO2＋2OH－===NO＋NO＋H2O。(　 　) (2)工业上利用合成氨实现人工固氮涉及氧化还原反应。(　 　) (3)NO2通入FeSO4溶液中始终无明显现象。(　 　) (4)在实验室里，NO和NO2均可用排水法收集。(　 ) (5)浓硝酸中加入用砂纸打磨过的铝条，产生红棕色气体。(　 　) (6)浓硝酸在光照下久置，会变黄。(　 　) (7)硝酸具有强氧化性，硝酸与Fe反应一定生成Fe3＋。(　 　) (8)下列物质间的转化能够实现N2NH3NH4Cl(aq)。(　 　) (9)某元素的气态氢化物与其最高价氧化物对应的水化物反应生成盐，则该元素一定是氮元素。(　 　) (10)NH3能使酚酞溶液变红、NH3可用于设计喷泉实验，上述叙述均正确并有因果关系。 (11)用NH4Cl固体和Ca(OH)2固体制备并收集NH3，需要的仪器只有酒精灯、烧杯、导管、集气瓶。(　 　) (12)实验室用如图所示的装置制取少量氨气。(　 　) 01 金属与硝酸反应计算的思维流程 1.金属与硝酸反应的思维模型 2.硝酸与金属反应的规律 ①HNO3与金属反应一般不能产生H2。 ②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。 ③硝酸与金属反应时既表现氧化性又表现酸性。 (2)涉及HNO3的离子反应常见的易错问题 ①忽视NO在酸性条件下的强氧化性。在酸性条件下NO不能与Fe2＋、I－、SO、S2－等还原性较强的离子大量共存。 ②在书写离子方程式时，忽视HNO3的强氧化性，将氧化还原反应简单的写成复分解反应。 3.金属与硝酸反应计算的四种方法 (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。 (2)得失电子守恒法 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。 (3)电荷守恒法 HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH－)则有： c(NO)＝c(H＋)＋nc(Mn＋)(Mn＋代表金属离子)。 (4)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。 【跟踪训练】 1.正误判断，正确的打“√”，错误的打“×” (1)常温下，铁、铝在浓硝酸中的钝化为化学变化( ) (2)可用稀硝酸与FeS固体反应制取H2S( ) (3)过量的铜与浓硝酸反应，产物中一定有NO( ) (4)浓硝酸在光照下久置，会变黄( ) (5)浓硝酸中滴加紫色石蕊试液，最终变为红色( ) 2.久置的浓硝酸呈黄色，如何除去？怎样保存浓硝酸？ 3.锌与某浓度的硝酸以物质的量之比为1∶3发生反应，若硝酸被还原的产物为N2O，反应结束后锌没有剩余，下列说法正确的是(　　) A.在此反应中硝酸体现强氧化性，全部被还原 B.向反应后的溶液中再加入金属铁，不再发生化学反应 C.该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸之比为1∶4 D.该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸之比为1∶5 4.某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL，平均分成两份。向其中一份中逐渐加入铜粉，最多能溶解9.6 g。向另一份中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图所示(已知硝酸只被还原为NO气体)。下列分析或结果错误的是(　　) A.原混合酸中NO物质的量为0.1 mol B.OA段产生的是NO，AB段的反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，BC段产生氢气 C.第二份溶液中最终溶质为FeSO4 D.H2SO4浓度为2.5 mol·L－1 02 现象描述答题模板 (1)全面描述现象的程序——“海、陆、空” “海”——溶液有什么变化； “陆”——固体有什么变化； “空”——气体有什么变化。 (2)规范描述现象的答题模板 如①颜色：……由……(具体颜色)变为……(具体颜色)； ②气体：溶液中产生……(颜色)的气泡，(或)在固体表面产生……(颜色)气泡； ③沉淀：在……(颜色)溶液中产生……(颜色)的沉淀(浑浊)。 【例】某实验小组设计了如下装置，验证卤素单质氧化性的递变规律。 (1)为确保“氧化性”的实验结论可靠，应该注意 。 (2)若实验操作得当，可证明“氧化性”的实验现象是 。 【跟踪训练】 1．实验室闻Cl2及其他气体的方法是怎样的？ 2．做某溶液的焰色反应实验，火焰呈黄色，则溶液中一定存在钠元素，不存在钾元素，该判断是否正确？为什么 。 3．“滤渣”与SOCl2混合前需要洗涤、干燥，检验滤渣中是否洗净的试剂是 。检验方法？ 4．若某溶液中既含又含，请设计实验检验混合溶液中是否存在。 。 5．有一包白色固体，加水后能完全溶解，请设计实验方案证明该白色固体的成分是。 。 6．电解饱和食盐水反应的化学方程式为 ，阳极产物的检验方法 。 7．三聚氯氰()是许多农药、活性染料和荧光增白剂的重要原料，实验室可用如图所示装置制备(部分装置省略)。 回答下列问题： （1）检查装置B的气密性操作为 。 学科网（北京）股份有限公司1 / 17 学科网（北京）股份有限公司 $$