第03讲 氮及其重要化合物（复习讲义）（黑吉辽蒙专用）2026年高考化学一轮复习讲练测

第03讲 氮及其重要化合物 目录 01 02 体系构建·思维可视 03 核心突破·靶向攻坚 考点一 氮及其氧化物的性质 气的性质 的氧化物的性质 考向1 考查氮及其氧化物的性质 考向2 氮的氧化物与氧气、水反应的定量关系 【思维建模】氮的氧化物与氧气、水反应定量计算思维建模 考点二 氨和铵盐的性质及其应用 知识点1 氨气的性质及其应用 知识点2 氨的实验室制法 知识点3 铵盐的性质及铵根的检验 考向1 氨气的性质 【思维建模】喷泉实验及拓展应用的思维建模 考向2 铵盐及其检验 考向3 氨气的制法 考点三 硝酸的性质及不同价态含氮物质的转化 知识点1 硝酸 知识点2 不同价态含氮物质的转化 考向1 考查硝酸的性质及实验探究 考向2 考查金属与硝酸反应的计算 【思维建模】金属与硝酸反应计算的思维建模和计算技巧 考向3 考查氮及其化合物的转化 04 考点要求 考察形式 2025年 2024年 2023年 2022年 2021年 氮及其氧化物‌ 选择题 非选择题 黑吉辽蒙卷T8，3分 辽宁卷T3，3分 辽宁卷T4，3分 氨气与铵盐‌ 选择题 非选择题 甲卷T4，6分 考情分析： 1.高考命题的特点和规律： （1）考查氮及其化合物性质及其应用； （2）考查有关氨气、硝酸的实验操作及探究能力； （3）以氮及其化合物的基础知识为主线，综合考查学生综合运用知识的能力。 2.复习时要注意以下几个方面： （1）注重氮及其化合物在生活中的应用。 （2）结合相关工业生产注重氮及其化合物对环境质量的影响。 （3）要关注守恒法在化学计算中的应用。 预测2026年结合工艺流程、实验、化学反应原理考查硝酸、氨气、铵盐等物质的性质。 复习目标： 1．了解氮及其重要化合物的性质和应用。 2．了解氨气、铵盐的性质及用途； 3．掌握氨气的实验室制法。 4．掌握铵根离子的检验。 5．掌握硝酸的性质和用途，结合金属与HNO3的反应，掌握守恒法的计算技巧。 考点一 氮及其氧化物的性质 知识点1 氮气的性质 1．自然界中氮的存在和氮的固定 （1）存在 ①游离态：N2是空气中含量 的气体(体积分数约为 )； ②化合态：存在于 体内、土壤和海洋中。 （2）氮的固定 将 氮转化为 称为氮的固定，分为自然固氮和人工固氮： ①自然固氮（a.雷电固氮：将N2转化NO；b.根瘤菌固氮将N2转化NH4+） ②人工固氮（合成氨工业：将N2转化NH3） 2．氮气的性质和用途 （1）结构：分子式： 电子式： 结构式： = N2分子中有 个σ键、 个π键。 （2）物理性质：无色、无味的气体，密度比空气 ， 溶于水（体积比=1：0.02），在压强为101KPa下，氮气在—195.8℃时变成无色液体，氮气分子在—209.9℃时变成雪花状固体，N2空气中N2的体积分数约为0.78。 （3）化学性质 ①与O2反应： ②与H2反应： （工业合成氨） ③与Mg反应： （4）用途 ①文物馆将贵重文物保存在氮气中，粮食种子保存在氮气中，应用了N2的 性。 ②氮气是合成氨工业的重要原料，合成氨，制化肥，HNO3，应用了N2的 性。 ③雷电是自然界重要的固氮方式，应用了N2的 性。 ④医疗上，液氮是常见的冷冻剂，应用了N2的沸点低，液氮易 ，且汽化吸收热量。 知识点2 氮的氧化物的性质 1.氮的氧化物的种类 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N2O5、N2O3分别是硝酸、亚硝酸（HNO2）的酸酐。 2.NO和NO2的比较 　 NO NO2 物 理 性 质 色态味 无色、无味、气体 色、刺激性气味、气体 密度 密度略大于空气 密度比空气大 熔沸点 很低 低，易 溶解性 不溶 易溶 化 学 性质 毒性 有毒 有毒 与水 不反应 3NO2+H2O=2HNO3+NO NO2既是氧化剂，又是还原剂 与碱 不反应 2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O NO＋NO2 ＋2NaOH=2NaNO2 +H2O 氧化性 2NO+2CO=2CO2+N2 2NO2+2KI=I2+2KNO2 还原性 2NO+O2=2NO2可使KMnO4褪色 可使KMnO4褪色 与O2混合，通入水中 4NO+3O2+2H2O=4HNO3 4NO2+O2+2H2O=4HNO3 实验室制取 3Cu+8HNO3（稀）==3Cu(NO3)2 +2NO↑+4H2O　 Cu+4HNO3（浓）==Cu(NO3)2+2NO2 ↑+2H2O 收集方法 　 得分速记 ①NO2既有氧化性又有还原性，以氧化性为主。NO2能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝。 ②验证某无色气体为NO的方法是向该无色气体中通入O2(或空气)，无色气体变为红棕色。 ③NO只能用排水法收集，不能用排空气法收集；而NO2只能用向上排空气法收集，不能用排水法收集。 3.氮的氧化物溶于水的几种情况分析 （1）NO2或NO2与N2混合气体溶于水时，3NO2+H2O==2HNO3+NO，利用气体体积变化差进行计算。 （2）NO2与O2的混合气体溶于水，由3NO2+H2O==2HNO3+NO及2NO+O2==2NO2，得： 4NO2+O2+2H2O==4HNO3 。 （3）NO和O2同时通入水中时，其反应是2NO+O2==2NO2 ①，3NO2+H2O==2HNO3+NO ②，将①×3+②×2得总反应式为：4NO+3O2+2H2O==4HNO3。 4.氮氧化物对环境的污染及防治 （1）常见的污染类型 ①光化学烟雾：NOx在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生了一种有毒的烟雾。 ②酸雨：NOx排入大气中后，与水反应生成HNO3和HNO2，随雨雪降到地面，形成酸雨pH＜5.6，酸雨的主要危害是能直接破坏农作物、森林、草原，使土壤、湖泊酸化，还会加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具及电信电缆的腐蚀。 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 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)。一般适合工业尾气中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)：2NOx+2xCON2+2xCO2，一般适用于汽车尾气的处理。 ③氨气吸收法：8NH3＋6NO27N2＋12H2O、4NH3＋6NO5N2＋6H2O 考向1 考查氮及其氧化物的性质 例1 （2025·辽宁省大连市育明高中·一模）下列关于氮及其化合物，说法不正确的是(　　) A.氮的固定是将N2转化成含氮化合物 B.氮元素在自然界中既有游离态又有化合态 C.NO和NO2都可稳定存在于空气中 D.N2既可作氧化剂又可作还原剂 【变式训练1】（24-25高三上·辽宁省营口市高级中学·期中） NO分子会污染空气。近年来，科学家发现少量的NO在生物体内许多组织中存在，它有扩张血管、提高免疫、增强记忆力的功能，而成为当前生命科学的研究热点。下列关于一氧化氮的叙述正确的是(　　) A.一氧化氮是酸性氧化物，会形成酸雨 B.常温、常压下，一氧化氮只能通过人工合成 C.一氧化氮为无色气体，在与O2反应中体现还原性 D.一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集 【变式训练2】（24-25·辽宁省建平县实验中学·期末）选择性催化还原技术是一种以NH3作为还原剂，将烟气中NOx分解成无害的N2和H2O的干法脱硝技术，反应原理为 ①6NO＋4NH35N2＋6H2O； ②6NO2＋8NH37N2＋12H2O； ③NO＋NO2＋2NH3===2N2＋3H2O。 下列说法正确的是(　　) A.NO2为酸性氧化物 B.氮气性质不活泼，其原因是氮元素的非金属性较弱 C.反应③中标准状况下每生成22.4 L N2，转移电子数为1.5NA D.NO→NO2→HNO3，以上各步变化均能通过一步完成 考向2 氮的氧化物与氧气、水反应的定量关系 例2 （2025·内蒙古呼铁一中·一模）如图所示，将相同条件下的m体积NO和n体积O2同时通入倒立于水槽中且盛满水的试管内，充分反应后，试管内残留体积的气体，该气体与空气接触后立即变为红棕色。则m与n的比值为(　　) A.3∶2 B.2∶3 C.8∶3 D.3∶8 思维建模 氮的氧化物与氧气、水反应定量计算思维建模 无论是单一气体(NO2)，还是NO、NO2、O2中的两者或三者的混合气体，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。 (2)若NO2和O2通入水中，总关系式为4NO2＋O2＋2H2O==4HNO3。 【变式训练1】（2025·辽宁省抚顺市二中·二模）将充有m mL NO和n mL NO2的量筒倒立于水槽中，然后通入m mL O2，若m<n，则充分反应后，量筒内剩余的气体体积为(　　) A．3(m－n)mL B．(m＋n)mL C．(m－n)mL D． mL 【变式训练2·变考法】（2025·吉林省长春市第六中学·一模）将盛有12 mL NO2和O2的混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反应后，还剩余2 mL无色气体。 (1)若剩余的气体是________，则NO2、O2的体积分别是________。 (2)若剩余的气体是________，则NO2、O2的体积分别是________。 考点二 氨和铵盐的性质及其应用 知识点1 氨气的性质及其应用 1.氨的结构特征 NH3分子中氮原子的杂化类型为 。NH3的空间结构是 形。氨气的电子式为。 2.氨的物理性质 无色、有 气味的气体，密度比空气的 ，易 ，液氨可作 剂， 溶于水(1∶700)，可由 实验证明。 3.氨的化学性质（N的非金属性强，N—H的键能大，因而NH3比较稳定） (1)与水反应 ①反应原理： ②氨水中的微粒有： 。 ③NH3·H2O为可溶性一元弱碱，易分解，化学方程式为 。 (2)与酸反应 ①与盐酸反应的方程式为 。 ②蘸有浓 酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，产生大量 。 (3)与盐溶液的反应 如过量氨水与AlCl3反应的离子方程式： 。 (4)还原性 ①催化氧化： 。 ②被CuO氧化： 。 ③被氯气氧化：2NH3＋3Cl2===N2＋6HCl或8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl。 4.氨气的用途 (1)液氨汽化时吸收大量的热，故用作 。(2)制硝酸、铵盐、纯碱、尿素等。 【易错警示】氨水、液氨和一水合氨的区别 氨水 液氨 一水合氨 化学式 —— NH3 NH3·H2O 分类 混合物，多成分物，非电解质 纯净物，氢化物 一元弱碱 成分 NH3、NH3·H2O、NH、OH－、H＋(极少) NH3 NH3·H2O 联系 氨溶于水形成氨水，氨水中含有NH3和NH3·H2O 知识点2 氨的实验室制法 1.加热氯化铵和氢氧化钙的固体混合物制取氨气 原理 装置图 收集 干燥 用碱石灰干燥，不能用浓硫酸、无水CaCl2和P2O5干燥 验满 将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝；或将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有白烟产生 2.用浓氨水制备氨气 方法 化学方程式(或原理) 气体发生装置 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 知识点3 铵盐的性质及铵根的检验 1.铵盐的性质 (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 ①不稳定性 绝大多数铵盐受热 ，生成氨气： NH4Cl ；NH4HCO3 ，硫酸铵、硝酸铵分解产物复杂。 ②与碱反应 与消石灰反应： （实验室制备氨气） 与氢氧化钠溶液反应： （铵根离子检验） 2.铵根离子的检验 未知液产生使湿润的 石蕊试纸变 的气体，则证明含N。 考向1 氨气的性质 例1 （24-25·黑龙江齐齐哈尔市民族中学·期中）1827年，英国科学家法拉第进行了NH3喷泉实验。在此启发下，兴趣小组利用以下装置，进行如下实验。其中，难以达到预期目的的是(　　) A.图1：喷泉实验 B.图2：干燥NH3 C.图3：收集NH3 D.图4：制备NH3 思维建模 喷泉实验及拓展应用的思维建模 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 3.喷泉实验的发散装置和实验操作 装置(Ⅰ)向锥形瓶通入少量空气，将少量水压入烧瓶，导致大量氨溶解，形成喷泉。 装置(Ⅱ)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，即发生喷泉(或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶，使水进入烧瓶中，瓶内氨溶于水)。 装置(Ⅲ)在水槽中加入能使水温升高的物质致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(Ⅳ)向导管中先通入一定量的H2S后，再通入一定量SO2，发生反应，压强减小，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。 装置(Ⅴ)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，压强减小，产生喷泉。 装置(Ⅵ)中，挤压胶头滴管，然后打开导管上部的两个活塞，则在右面烧瓶出现喷烟现象，压强减小，再打开导管下部活塞，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： （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。 【变式训练1】（24-25·吉林省长春市第二实验中学·期末）如图所示，利用培养皿探究氨气的性质。实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水，立即用另一表面皿扣在上面。表中对应的实验现象及解释正确的是(　　) 选项 实验现象 解释 A 浓盐酸附近产生白烟 NH3与浓盐酸挥发出的HCl反应产生了NH4Cl固体 B 浓硫酸附近无明显现象 NH3与浓硫酸不发生反应 C 氯化铝溶液先浑浊再澄清 氢氧化铝沉淀溶解 D 干燥红色石蕊试纸不变色，湿润红色石蕊试纸变蓝 氨气属于碱 【变式训练2】（2025·吉林省吉林毓文中学·一模）利用压强传感器测定氨气的喷泉实验中压强变化的装置如图1所示(夹持仪器略)。下列说法错误的是(　　) A.取下a处胶头滴管，用湿润的红色石蕊试纸在瓶口验满 B.打开弹簧夹b，挤压a处胶头滴管，使少量水进入三颈瓶引发喷泉 C.喷泉实验时三颈瓶内压强变化曲线如图2，C点时喷泉最剧烈 D.常温常压下，实验结束后所得溶液的物质的量浓度为 mol·L－1 考向2 铵盐及其检验 例2（24-25·吉林省通榆县第一中学·期末）下列说法中正确的是(　　) A.所有铵盐受热均可以分解，但产物不一定有NH3 B.加热可除去NH4Cl中的少量NaHCO3 C.在盛有硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]溶液的试管中，滴加少量NaOH溶液，在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验，试纸变蓝 D.铵盐易溶于水，其水溶液只能与碱反应，不能与酸反应 【变式训练1】（2025·吉林省辽源市第五中学·一模）某同学进行如下实验： 实验步骤 实验现象 Ⅰ 将NH4Cl固体加入试管中，并将湿润的pH试纸置于试管口，试管口略向下倾斜，对试管底部进行加热 试纸颜色变化：黄色→蓝色(pH≈10)→黄色→红色(pH≈2)；试管中部有白色固体附着 Ⅱ 将饱和NH4Cl溶液滴在pH试纸上 试纸颜色变化：黄色→橙黄色(pH≈5) 下列说法不正确的是(　　) A.根据Ⅰ中试纸变蓝，说明NH4Cl发生了分解反应 B.根据Ⅰ中试纸颜色变化，说明氨气比氯化氢气体扩散速率快 C.Ⅰ中试纸变成红色，是由于NH4Cl水解造成的 D.根据试管中部有白色固体附着，说明不宜用加热NH4Cl的方法制备NH3 【变式训练2】（2025·辽宁省沈阳市翔宇中学·二模）(NH4)2SO4是一种常见的化肥，其溶解度随着温度的升高而增大，某工厂用石膏、NH3、H2O和CO2制备(NH4)2SO4的工艺流程如图： 下列说法正确的是(　　) A.通入NH3和CO2的顺序可以互换 B.操作2为将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，可得(NH4)2SO4 C.步骤②中反应的离子方程式为Ca2＋＋2NH3＋2H2O===Ca(OH)2↓＋2NH D.通入的NH3和CO2均应过量，且工艺流程中CO2可循环利用 考向3 氨气的制法 例3（24-25·辽宁省锦州市锦州中学·期末）某实验小组用下图装置制取氨气，有关制取氨气的说法正确的是(　　) A.甲装置中的试剂可以换为氯化铵固体 B.乙中的试剂可以是氨水和氧化钙固体 C.可以用排饱和氯化铵溶液收集氨气 D.甲中的棉花可以换为橡胶塞塞住烧瓶口 【变式训练1】（24-25·辽宁省岫岩县第一中学·期末）下列装置适用于实验室制氨气并验证氨气的性质，其中能达到实验目的的是(　　) A.用装置甲制取氨气 B.用装置乙除去氨气中的水蒸气 C.丙的原理为NH3＋HCl===NH4Cl D.装置丁中，干燥烧瓶内盛有氨气，烧杯和胶头滴管内盛有水(含酚酞)，挤压胶头滴管的胶头，会出现蓝色喷泉 【变式训练2】（2025·辽宁省辽阳市第一中学·一模）下列实验装置能达到实验目的的是 A．制备NH3 B．干燥NH3 C．收集NH3 D．吸收NH3尾气 考点三 硝酸的性质及不同价态含氮物质的转化 知识点1　硝酸 1．物理性质：无色，易挥发，具有刺激性气味的液体，易溶于水。浓硝酸常因为溶解有NO2而呈 。质量分数为69%的硝酸为常用浓硝酸。98%以上的硝酸称之为 硝酸。 2．化学性质 （1）硝酸具有酸的通性 ①与金属反应：一般不生成 ②与碱性氧化物反应：如CuO、Na2O、Fe2O3等 ③与碱反应：Cu(OH)2、NaOH等 ④与盐反应：NaHCO3、Na2CO3等 ⑤与指示剂反应：浓硝酸可使石蕊先 后 得分速记 在利用HNO3的酸性时，要注意考虑它的强氧化性。如FeO与稀硝酸反应时的方程式应是： 3FeO+10HNO3(稀)==3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O，而不是FeO+2HNO3 (稀)==Fe(NO3)2+H2O。 （2）不稳定性 硝酸是不稳定性酸，受热或者光照易 ，所以实验室中常用 瓶储存硝酸，置于 处。 4HNO3(浓) 2H2O＋4NO2↑＋O2↑。 （3）强氧化性 由于HNO3中的+5价氮元素有很强的得电子能力，在硝酸参与的氧化还原反应中，几乎全部是+5价氮被还原，故硝酸具有强氧化性。硝酸无论浓、稀都有强氧化性，而且浓度越大，氧化性越强。 硝酸的强氧化性规律：①温度越高，硝酸越浓，其氧化性越强。 ②与硝酸反应时，还原剂一般被氧化成最高价态。 ①浓硝酸能使紫色石蕊试液先 ，后 。 ②与非金属单质C、S、P等在加热条件下反应，非金属元素被氧化成 。如： C+4HNO3 (浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O，S+6HNO3 (浓) H2SO4+6NO2↑+2H2O。 ③金属与HNO3反应一般不生成 ，浓HNO3一般被还原为 ，稀HNO3一般被还原为 ，极稀HNO3可被还原成NH3，生成 等。 ，Cu+4HNO3（浓）==Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 得分速记 浓硝酸与Cu反应时，若Cu过量，反应开始时浓硝酸的还原产物为NO2，但随着反应的进行，硝酸变稀，其还原产物将为NO，最终应得到NO2与NO的混合气体，可利用氧化还原反应过程中化合价升降总数相等的守恒规律求解有关Cu、HNO3和混合气体之间的量的关系。 ④钝化：常温时，冷的浓硝酸、浓硫酸可使 表面生成致密的氧化膜，阻止酸与金属的进一步反应，这种现象叫钝化。钝化其实也是硝酸强氧化性的表现，利用金属Al和Fe的这种性质，我们可以用Al或Fe制的容器来盛装 。 ⑤硝酸与铁反应时，产物符合以下规律 ⑥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。如稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式： 。 得分速记 （1）HNO3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。 （4）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地写成复分解反应。 （5）王水是指浓硝酸和浓盐酸体积比为1∶3的混合物，可溶解Au、Pt等。 3.硝酸的用途 （1）在工业上可用于制化肥、农药、炸药、染料、盐类等； （2）在有机化学中，浓硝酸与浓硫酸的混合液是重要的硝化试剂。 4.硝酸工业制法的反应原理 ①NH3在催化剂作用下与O2反应生成NO： 。 ②NO进一步氧化生成NO2： 。 ③用水吸收NO2生成HNO3： 。 5.硝酸的保存 ①保存硝酸：棕色瓶(避光)、玻璃塞(橡胶塞易被氧化)、阴凉处(防热)。 ②存放的浓硝酸中，因分解产生的NO2溶于HNO3而使其呈黄色。与工业盐酸中因含Fe3＋而呈黄色易混。 知识点2 不同价态含氮物质的转化 1.氮气及其化合物的价类二维图 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。 （1）横向转化为物质类别变化，为 反应，如 氨气转化为铵盐：HCl＋NH3===NH4Cl 硝酸转化为硝酸盐：NaOH＋HNO3===NaNO3＋H2O （2）纵向转化为化合价变化反应，是 反应，如 NH3转化为N2：3Cl2＋8NH3=== N2＋6NH4Cl NH3转化为NO：5O2＋4NH34NO＋6H2O （3）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 （4）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 2.氮气及其化合物转化 3．氮在自然界中的循环 考向1 考查硝酸的性质及实验探究 例1（2025·辽宁省沈阳铁路实验中学·一模）某学生按图示方法进行实验，观察到以下实验现象： ①铜丝表面缓慢放出气泡，锥形瓶内气体呈红棕色； ②铜丝表面气泡释放速度逐渐加快，气体颜色逐渐变深； ③一段时间后气体颜色逐渐变浅，至几乎无色； ④锥形瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升，最终铜丝与液面脱离接触，反应停止。 下列说法正确的是(　　) A.开始阶段铜丝表面气泡释放速度缓慢，原因是铜丝在稀HNO3中表面钝化 B.锥形瓶内出现了红棕色气体，表明铜和稀HNO3反应生成了NO2 C.红棕色逐渐变浅的主要原因是3NO2＋H2O===2HNO3＋NO D.铜丝与液面脱离接触，反应停止，原因是硝酸消耗完全 【变式训练1】（2025·东北师范大学附属实验学校·一模）铁与不同密度的HNO3溶液反应时产生的含氮产物的百分含量分布如图所示，下列有关说法错误的是(　　) A.一般来说，不同密度硝酸与铁反应的还原产物不是单一的 B.N2、NO、N2O、NO2都既有氧化性又有还原性 C.硝酸的密度越大，其还原产物中高价态的成分所占比例越多 D.P点处氧化剂与还原剂的物质的量之比一定为2∶3 【变式训练2】（24-25·辽宁省沈阳市二中·期末）下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论不正确的是(　　) ① ② ③ A.由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定是混合气体 B.红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应 C.由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物 D.③的气体产物中检测出CO2，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应 考向2 考查金属与硝酸反应的计算 例2（2025·黑龙江大庆·二模）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 Cu。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)。下列分析错误的是(　　) A.原混合酸中N的物质的量为0.1 mol B.OA段产生的是NO，AB段的反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，BC段产生的是氢气 C.第二份溶液中的最终溶质是FeSO4 D.稀硫酸浓度为2.5 mol·L－1 思维建模 金属与硝酸反应计算的思维建模和计算技巧 （1）原子守恒法：HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用，以NO3-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(NO3-)＝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。 【变式训练1】（24-25·辽宁省瓦房店市第八高级中学·期末）将32.64 g铜与140 mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2 L，下列说法中错误的是(　　) A.NO的体积为5.824 L，NO2的体积为5.376 L B.参加氧化还原反应的HNO3的物质的量是1.52 mol C.待产生的气体全部释放后，向溶液中加入V mL a mol/L的NaOH溶液，恰好使溶液的Cu2＋全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为 mol·L－1 D.欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3，至少需要30%的双氧水57.8 g 【变式训练2】（2025·内蒙包头北重三中·一模）向Cu、Cu2O和CuO组成的混合物中加入1 L 0.6 mol·L-1 HNO3溶液恰好使混合物溶解，同时收集到2 240 mL NO气体(标准状况)。已知：Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O。下列说法不正确的是 A．上述体现酸性的硝酸与体现氧化性的硝酸的物质的量之比为5∶1 B．若将上述混合物用足量的H2加热还原，所得到固体的质量为32 g C．Cu2O跟稀硝酸反应的离子方程式为3Cu2O+14H++2=6Cu2++2NO↑+7H2O D．若混合物中含0.1 mol Cu，将该混合物与稀硫酸充分反应，消耗H2SO4的物质的量为0.1 mol 考向3 考查氮及其化合物的转化 例3（2025·内蒙古通辽实验中学·一模）“价—类”二维图是学习元素化合物的工具，图中a～g分别表示不同价态的氮元素所对应的物质，下列说法正确的是(　　) A.液态a可用作制冷剂 B.a与c不能发生化学反应 C.常温下，稀的e溶液可以用铁罐车运输 D.f属于强电解质 【变式训练1】（24-25·吉林省白城市第一中学·期末）部分含氮物质的分类与相关化合价的关系如图所示。下列推断不合理的是(　　) A.图中a、b、c、d、e之间的转化均表示一步反应 B.c的颜色一定是红棕色 C.c与NaOH溶液反应可同时生成d和e D.b、c在一定条件下均可被氮的氢化物还原为a 【变式训练2】（2025·黑龙江鹤岗市第一中学·一模）结合氮及其化合物“价—类”二维图及氧化还原反应的规律，下列分析或预测正确的是(　　) A.N2O3、NO2、N2O5均能与水反应生成酸，三者均为酸性氧化物 B.HNO3、HNO2、NaNO3、NH3的水溶液均可以导电，四者均属于电解质 C.联氨(N2H4)可能被亚硝酸(HNO2)氧化成氢叠氮酸(HN3) D.硝酸具有较强的氧化性，可用稀硝酸溶解Au、Pt 1.（2025·黑吉辽蒙卷）巧设实验，方得真知。下列实验设计合理的是 A．除去中的HCl B．制备少量NO避免其被氧化 C．用乙醇萃取中的S D．制作简易氢氧燃料电池 2.（2024·甲卷）四瓶无色溶液，它们之间的反应关系如图所示。其中a、b、c、d代表四种溶液，e和g为无色气体，f为白色沉淀。下列叙述正确的是 A.a呈弱碱性 B.f可溶于过量的b中 C.c中通入过量的e可得到无色溶液 D.b和d反应生成的沉淀不溶于稀硝酸 3.（2023·辽宁卷）下列有关物质的工业制备反应错误的是（ ） A. 合成氨：N2+3H22NH3 B. 制HCl：H2+Cl22HCl C. 制粗硅：SiO2+2CSi+2CO D. 冶炼镁：2MgO(熔融)2Mg+O2↑ 4．（2021·辽宁卷）下列说法正确的是 A．(标准状况)与水充分反应转移电子 B．和均可通过化合反应得到 C．将蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒相互靠近，有白烟产生 D．与溶液反应： / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第03讲 氮及其重要化合物 目录 01 02 体系构建·思维可视 03 核心突破·靶向攻坚 考点一 氮及其氧化物的性质 气的性质 的氧化物的性质 考向1 考查氮及其氧化物的性质 考向2 氮的氧化物与氧气、水反应的定量关系 【思维建模】氮的氧化物与氧气、水反应定量计算思维建模 考点二 氨和铵盐的性质及其应用 知识点1 氨气的性质及其应用 知识点2 氨的实验室制法 知识点3 铵盐的性质及铵根的检验 考向1 氨气的性质 【思维建模】喷泉实验及拓展应用的思维建模 考向2 铵盐及其检验 考向3 氨气的制法 考点三 硝酸的性质及不同价态含氮物质的转化 知识点1 硝酸 知识点2 不同价态含氮物质的转化 考向1 考查硝酸的性质及实验探究 考向2 考查金属与硝酸反应的计算 【思维建模】金属与硝酸反应计算的思维建模和计算技巧 考向3 考查氮及其化合物的转化 04 考点要求 考察形式 2025年 2024年 2023年 2022年 2021年 氮及其氧化物‌ 选择题 非选择题 黑吉辽蒙卷T8，3分 辽宁卷T3，3分 辽宁卷T4，3分 氨气与铵盐‌ 选择题 非选择题 甲卷T4，6分 考情分析： 1.高考命题的特点和规律： （1）考查氮及其化合物性质及其应用； （2）考查有关氨气、硝酸的实验操作及探究能力； （3）以氮及其化合物的基础知识为主线，综合考查学生综合运用知识的能力。 2.复习时要注意以下几个方面： （1）注重氮及其化合物在生活中的应用。 （2）结合相关工业生产注重氮及其化合物对环境质量的影响。 （3）要关注守恒法在化学计算中的应用。 预测2026年结合工艺流程、实验、化学反应原理考查硝酸、氨气、铵盐等物质的性质。 复习目标： 1．了解氮及其重要化合物的性质和应用。 2．了解氨气、铵盐的性质及用途； 3．掌握氨气的实验室制法。 4．掌握铵根离子的检验。 5．掌握硝酸的性质和用途，结合金属与HNO3的反应，掌握守恒法的计算技巧。 考点一 氮及其氧化物的性质 知识点1 氮气的性质 1．自然界中氮的存在和氮的固定 （1）存在 ①游离态：N2是空气中含量最多的气体(体积分数约为78%)； ②化合态：存在于动植物体内、土壤和海洋中。 （2）氮的固定 将游离态氮转化为化合态称为氮的固定，分为自然固氮和人工固氮： ①自然固氮（a.雷电固氮：将N2转化NO；b.根瘤菌固氮将N2转化NH4+） ②人工固氮（合成氨工业：将N2转化NH3） 2．氮气的性质和用途 （1）结构：分子式：N2 电子式： 结构式：N≡N N2分子中有1个σ键、2个π键。 （2）物理性质：无色、无味的气体，密度比空气略小，难溶于水（体积比=1：0.02），在压强为101KPa下，氮气在—195.8℃时变成无色液体，氮气分子在—209.9℃时变成雪花状固体，N2空气中N2的体积分数约为0.78。 （3）化学性质 ①与O2反应：N2＋O22NO ②与H2反应：N2＋3H22NH3 （工业合成氨） ③与Mg反应：N2＋3MgMg3N2 （4）用途 ①文物馆将贵重文物保存在氮气中，粮食种子保存在氮气中，应用了N2的稳定性。 ②氮气是合成氨工业的重要原料，合成氨，制化肥，HNO3，应用了N2的氧化性。 ③雷电是自然界重要的固氮方式，应用了N2的还原性。 ④医疗上，液氮是常见的冷冻剂，应用了N2的沸点低，液氮易汽化，且汽化吸收热量。 知识点2 氮的氧化物的性质 1.氮的氧化物的种类 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N2O5、N2O3分别是硝酸、亚硝酸（HNO2）的酸酐。 2.NO和NO2的比较 　 NO NO2 物 理 性 质 色态味 无色、无味、气体 红棕色、刺激性气味、气体 密度 密度略大于空气 密度比空气大 熔沸点 很低 低，易液化 溶解性 不溶 易溶 化 学 性质 毒性 有毒 有毒 与水 不反应 3NO2+H2O=2HNO3+NO NO2既是氧化剂，又是还原剂 与碱 不反应 2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O NO＋NO2 ＋2NaOH=2NaNO2 +H2O 氧化性 2NO+2CO=2CO2+N2 2NO2+2KI=I2+2KNO2 还原性 2NO+O2=2NO2可使KMnO4褪色 可使KMnO4褪色 与O2混合，通入水中 4NO+3O2+2H2O=4HNO3 4NO2+O2+2H2O=4HNO3 实验室制取 3Cu+8HNO3（稀）==3Cu(NO3)2 +2NO↑+4H2O　 Cu+4HNO3（浓）==Cu(NO3)2+2NO2 ↑+2H2O 收集方法 　排水法 向上排空气法 得分速记 ①NO2既有氧化性又有还原性，以氧化性为主。NO2能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝。 ②验证某无色气体为NO的方法是向该无色气体中通入O2(或空气)，无色气体变为红棕色。 ③NO只能用排水法收集，不能用排空气法收集；而NO2只能用向上排空气法收集，不能用排水法收集。 3.氮的氧化物溶于水的几种情况分析 （1）NO2或NO2与N2混合气体溶于水时，3NO2+H2O==2HNO3+NO，利用气体体积变化差进行计算。 （2）NO2与O2的混合气体溶于水，由3NO2+H2O==2HNO3+NO及2NO+O2==2NO2，得： 4NO2+O2+2H2O==4HNO3 。 （3）NO和O2同时通入水中时，其反应是2NO+O2==2NO2 ①，3NO2+H2O==2HNO3+NO ②，将①×3+②×2得总反应式为：4NO+3O2+2H2O==4HNO3。 4.氮氧化物对环境的污染及防治 （1）常见的污染类型 ①光化学烟雾：NOx在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生了一种有毒的烟雾。 ②酸雨：NOx排入大气中后，与水反应生成HNO3和HNO2，随雨雪降到地面，形成酸雨pH＜5.6，酸雨的主要危害是能直接破坏农作物、森林、草原，使土壤、湖泊酸化，还会加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具及电信电缆的腐蚀。 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)。一般适合工业尾气中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)：2NOx+2xCON2+2xCO2，一般适用于汽车尾气的处理。 ③氨气吸收法：8NH3＋6NO27N2＋12H2O、4NH3＋6NO5N2＋6H2O 考向1 考查氮及其氧化物的性质 例1 （2025·辽宁省大连市育明高中·一模）下列关于氮及其化合物，说法不正确的是(　　) A.氮的固定是将N2转化成含氮化合物 B.氮元素在自然界中既有游离态又有化合态 C.NO和NO2都可稳定存在于空气中 D.N2既可作氧化剂又可作还原剂 【答案】C 【解析】氮的固定是将空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程，如与豆类植物共生的根瘤菌，能吸收大气中的氮气分子，将其转变成含氮化合物，A正确；自然界中N有游离态，如N2，也有化合态，如铵盐、硝酸盐等，B正确；NO不稳定，易与O2反应生成NO2，C错误；N2中N元素为0价，处于氮的中间价态，化合价既可以升高又可以降低，N2既可以作氧化剂又可以作还原剂，D正确。 【变式训练1】（24-25高三上·辽宁省营口市高级中学·期中） NO分子会污染空气。近年来，科学家发现少量的NO在生物体内许多组织中存在，它有扩张血管、提高免疫、增强记忆力的功能，而成为当前生命科学的研究热点。下列关于一氧化氮的叙述正确的是(　　) A.一氧化氮是酸性氧化物，会形成酸雨 B.常温、常压下，一氧化氮只能通过人工合成 C.一氧化氮为无色气体，在与O2反应中体现还原性 D.一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集 【答案】C 【解析】能和碱反应生成盐和水的氧化物是酸性氧化物，一氧化氮和碱不反应，所以是不成盐氧化物，A错误；电闪雷鸣的雨天，N2和O2在放电条件下生成NO，N2＋O22NO，B错误；一氧化氮是一种无色气体，具有还原性能被氧气等氧化剂氧化，氧化后产生二氧化氮，C正确；一氧化氮是一种无色、难溶于水的气体，在空气中易被氧化成红棕色的二氧化氮，故一氧化氮能用排水法收集，不能用排空气法收集，D错误。 【变式训练2】（24-25·辽宁省建平县实验中学·期末）选择性催化还原技术是一种以NH3作为还原剂，将烟气中NOx分解成无害的N2和H2O的干法脱硝技术，反应原理为 ①6NO＋4NH35N2＋6H2O； ②6NO2＋8NH37N2＋12H2O； ③NO＋NO2＋2NH3===2N2＋3H2O。 下列说法正确的是(　　) A.NO2为酸性氧化物 B.氮气性质不活泼，其原因是氮元素的非金属性较弱 C.反应③中标准状况下每生成22.4 L N2，转移电子数为1.5NA D.NO→NO2→HNO3，以上各步变化均能通过一步完成 【答案】D 【解析】NO2和氢氧化钠反应生成硝酸钠、亚硝酸钠和水，NO2不是酸性氧化物，故A错误；氮气性质不活泼，其原因是氮气分子中含有氮氮三键，故B错误；反应③中生成2 mol N2转移6 mol电子，标准状况下每生成22.4 L N2，转移电子数为3NA，故C错误；NO→NO2→HNO3，NO和O2反应生成NO2，NO2和水反应生成HNO3和NO，故D正确。 考向2 氮的氧化物与氧气、水反应的定量关系 例2 （2025·内蒙古呼铁一中·一模）如图所示，将相同条件下的m体积NO和n体积O2同时通入倒立于水槽中且盛满水的试管内，充分反应后，试管内残留体积的气体，该气体与空气接触后立即变为红棕色。则m与n的比值为(　　) A.3∶2 B.2∶3 C.8∶3 D.3∶8 【答案】C 【解析】该过程中涉及的反应有2NO＋O2===2NO2、3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，可将两个方程式“合并”为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3。剩余气体与空气接触立即变为红棕色，说明剩余气体为NO。则可知体积的NO气体与n体积的O2恰好完全反应生成HNO3。结合反应关系可得：＝，则m∶n＝8∶3。 思维建模 氮的氧化物与氧气、水反应定量计算思维建模 无论是单一气体(NO2)，还是NO、NO2、O2中的两者或三者的混合气体，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。 (2)若NO2和O2通入水中，总关系式为4NO2＋O2＋2H2O==4HNO3。 【变式训练1】（2025·辽宁省抚顺市二中·二模）将充有m mL NO和n mL NO2的量筒倒立于水槽中，然后通入m mL O2，若m<n，则充分反应后，量筒内剩余的气体体积为(　　) A．3(m－n)mL B．(m＋n)mL C．(m－n)mL D． mL 【答案】D 【解析】发生反应：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，故NO与NO2按1∶1混合的总反应为NO＋NO2＋O2＋H2O===2HNO3，充有m mL NO和n mL NO2的量筒倒立于水槽中，然后通入m mL O2，由于m<n，故按总反应进行，NO2有剩余，剩余NO2的体积为n mL－m mL＝(n－m)mL，再发生反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，故生成NO的体积为 mL。 【变式训练2·变考法】（2025·吉林省长春市第六中学·一模）将盛有12 mL NO2和O2的混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反应后，还剩余2 mL无色气体。 (1)若剩余的气体是________，则NO2、O2的体积分别是________。 (2)若剩余的气体是________，则NO2、O2的体积分别是________。 【答案】(1)O2　8 mL、4 mL (2)NO　10.8 mL、1.2 mL 【解析】解题依据的化学方程式： 4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3； 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。 设O2的体积为x，剩余的气体有两种可能： (1)若剩余O2，则V剩＝x－×(12 mL－x)＝2 mL，解得x＝4 mL，则NO2的体积是8 mL；(2)若剩余NO，则V剩＝×[(12 mL－x)－4x]＝2 mL，解得x＝1.2 mL，则NO2的体积是10.8 mL。 考点二 氨和铵盐的性质及其应用 知识点1 氨气的性质及其应用 1.氨的结构特征 NH3分子中氮原子的杂化类型为sp3。NH3的空间结构是三角锥形。氨气的电子式为。 2.氨的物理性质 无色、有刺激性气味的气体，密度比空气的小，易液化，液氨可作制冷剂，极易溶于水(1∶700)，可由喷泉实验证明。 3.氨的化学性质（N的非金属性强，N—H的键能大，因而NH3比较稳定） (1)与水反应 ①反应原理：NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－。 ②氨水中的微粒有：NH3·H2O、NH3、H2O、NH、OH－、H＋。 ③NH3·H2O为可溶性一元弱碱，易分解，化学方程式为NH3·H2ONH3↑＋H2O。 (2)与酸反应 ①与盐酸反应的方程式为NH3＋HCl===NH4Cl。 ②蘸有浓挥发性酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，产生大量白烟。 (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)还原性 ①催化氧化：4NH3＋5O24NO＋6H2O。 ②被CuO氧化：2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O。 ③被氯气氧化：2NH3＋3Cl2===N2＋6HCl或8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl。 4.氨气的用途 (1)液氨汽化时吸收大量的热，故用作制冷剂。(2)制硝酸、铵盐、纯碱、尿素等。 【易错警示】氨水、液氨和一水合氨的区别 氨水 液氨 一水合氨 化学式 —— NH3 NH3·H2O 分类 混合物，多成分物，非电解质 纯净物，氢化物 一元弱碱 成分 NH3、NH3·H2O、NH、OH－、H＋(极少) NH3 NH3·H2O 联系 氨溶于水形成氨水，氨水中含有NH3和NH3·H2O 知识点2 氨的实验室制法 1.加热氯化铵和氢氧化钙的固体混合物制取氨气 原理 2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O 装置图 收集 向下排空气法 干燥 用碱石灰干燥，不能用浓硫酸、无水CaCl2和P2O5干燥 验满 将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝；或将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有白烟产生 2.用浓氨水制备氨气 方法 化学方程式(或原理) 气体发生装置 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 知识点3 铵盐的性质及铵根的检验 1.铵盐的性质 (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 ①不稳定性 绝大多数铵盐受热易分解，生成氨气： NH4Cl NH3↑＋HCl；NH4HCO3 NH3↑+CO2↑＋H2O，硫酸铵、硝酸铵分解产物复杂。 ②与碱反应 与消石灰反应：2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋CaCl2＋2H2O（实验室制备氨气） 与氢氧化钠溶液反应： NH＋OH－NH3↑＋H2O（铵根离子检验） 2.铵根离子的检验 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N。 考向1 氨气的性质 例1 （24-25·黑龙江齐齐哈尔市民族中学·期中）1827年，英国科学家法拉第进行了NH3喷泉实验。在此启发下，兴趣小组利用以下装置，进行如下实验。其中，难以达到预期目的的是(　　) A.图1：喷泉实验 B.图2：干燥NH3 C.图3：收集NH3 D.图4：制备NH3 【答案】B 【解析】NH3极易溶于水，溶于水后圆底烧瓶内压强减小，从而产生喷泉，故A可以达到预期；P2O5为酸性氧化物，NH3具有碱性，两者可以发生反应，故不可以用P2O5干燥NH3，故B不可以达到预期；NH3的密度比空气小，可采用向下排空气法收集，故C可以达到预期；CaO与浓氨水混合后与水反应并放出大量的热，促使NH3挥发，可用此装置制备NH3，故D可以达到预期。 思维建模 喷泉实验及拓展应用的思维建模 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 3.喷泉实验的发散装置和实验操作 装置(Ⅰ)向锥形瓶通入少量空气，将少量水压入烧瓶，导致大量氨溶解，形成喷泉。 装置(Ⅱ)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，即发生喷泉(或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶，使水进入烧瓶中，瓶内氨溶于水)。 装置(Ⅲ)在水槽中加入能使水温升高的物质致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(Ⅳ)向导管中先通入一定量的H2S后，再通入一定量SO2，发生反应，压强减小，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。 装置(Ⅴ)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，压强减小，产生喷泉。 装置(Ⅵ)中，挤压胶头滴管，然后打开导管上部的两个活塞，则在右面烧瓶出现喷烟现象，压强减小，再打开导管下部活塞，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： （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。 【变式训练1】（24-25·吉林省长春市第二实验中学·期末）如图所示，利用培养皿探究氨气的性质。实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水，立即用另一表面皿扣在上面。表中对应的实验现象及解释正确的是(　　) 选项 实验现象 解释 A 浓盐酸附近产生白烟 NH3与浓盐酸挥发出的HCl反应产生了NH4Cl固体 B 浓硫酸附近无明显现象 NH3与浓硫酸不发生反应 C 氯化铝溶液先浑浊再澄清 氢氧化铝沉淀溶解 D 干燥红色石蕊试纸不变色，湿润红色石蕊试纸变蓝 氨气属于碱 【答案】A 【解析】NaOH固体溶于水放热，氨水易挥发，实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水，会产生氨气，与浓盐酸挥发出的HCl反应生成氯化铵固体，反应现象是产生白烟，A正确；氨气为碱性气体，与浓硫酸发生反应生成硫酸铵，由于浓硫酸不挥发，该反应无明显现象，B错误；氨气溶于水形成NH3·H2O，NH3·H2O与氯化铝在溶液中发生复分解反应生成氢氧化铝和NH4Cl，NH3·H2O为弱碱，不能溶解氢氧化铝沉淀，故氯化铝溶液变浑浊后不会变澄清，C错误；氨气使湿润的红色石蕊试纸变蓝的原因是氨气与水反应生成NH3·H2O，NH3·H2O电离出OH－，使溶液呈碱性，氨气为非电解质，不属于碱，D错误。 【变式训练2】（2025·吉林省吉林毓文中学·一模）利用压强传感器测定氨气的喷泉实验中压强变化的装置如图1所示(夹持仪器略)。下列说法错误的是(　　) A.取下a处胶头滴管，用湿润的红色石蕊试纸在瓶口验满 B.打开弹簧夹b，挤压a处胶头滴管，使少量水进入三颈瓶引发喷泉 C.喷泉实验时三颈瓶内压强变化曲线如图2，C点时喷泉最剧烈 D.常温常压下，实验结束后所得溶液的物质的量浓度为 mol·L－1 【答案】D 【解析】氨气溶于水呈碱性，取下a处胶头滴管，用湿润的红色石蕊试纸在瓶口验满，若红色石蕊试纸变蓝，说明氨气已经充满装置，故A正确；氨气极易溶于水，打开弹簧夹b，挤压a处胶头滴管，使少量水进入三颈瓶，瓶内氨气溶于水使瓶内压强减小，引发喷泉，故B正确；电脑绘制三颈瓶内压强变化曲线如图2，C点时容器内外压强差最大，则喷泉最剧烈，故C正确；若为标况下完成该实验，假设溶液刚好充满烧瓶且混合均匀，容器的容积为V L，则溶液的物质的量＝ mol·L－1，则常温下应小于该值，故D错误。 考向2 铵盐及其检验 例2（24-25·吉林省通榆县第一中学·期末）下列说法中正确的是(　　) A.所有铵盐受热均可以分解，但产物不一定有NH3 B.加热可除去NH4Cl中的少量NaHCO3 C.在盛有硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]溶液的试管中，滴加少量NaOH溶液，在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验，试纸变蓝 D.铵盐易溶于水，其水溶液只能与碱反应，不能与酸反应 【答案】A 【解析】铵盐分解不一定产生氨气，如NH4NO3在400 ℃以上分解生成N2、NO2和H2O，A正确；在加热的条件下氯化铵与碳酸氢钠均分解，不能除去氯化铵中的碳酸氢钠，B错误；盛有硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]溶液的试管中，滴加少量NaOH溶液，氢氧根离子与亚铁离子生成氢氧化亚铁沉淀，没有氨气生成，所以在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验，试纸不变蓝，C错误；铵盐都易溶于水，其水溶液不一定只能与碱反应不能与酸反应，例如碳酸铵溶液能和盐酸反应，选项D错误。 【变式训练1】（2025·吉林省辽源市第五中学·一模）某同学进行如下实验： 实验步骤 实验现象 Ⅰ 将NH4Cl固体加入试管中，并将湿润的pH试纸置于试管口，试管口略向下倾斜，对试管底部进行加热 试纸颜色变化：黄色→蓝色(pH≈10)→黄色→红色(pH≈2)；试管中部有白色固体附着 Ⅱ 将饱和NH4Cl溶液滴在pH试纸上 试纸颜色变化：黄色→橙黄色(pH≈5) 下列说法不正确的是(　　) A.根据Ⅰ中试纸变蓝，说明NH4Cl发生了分解反应 B.根据Ⅰ中试纸颜色变化，说明氨气比氯化氢气体扩散速率快 C.Ⅰ中试纸变成红色，是由于NH4Cl水解造成的 D.根据试管中部有白色固体附着，说明不宜用加热NH4Cl的方法制备NH3 【答案】C 【解析】氯化铵是强酸弱碱盐，其水溶液显酸性，会使湿润的pH试纸变红，根据Ⅰ中试纸变蓝，说明NH4Cl发生了分解反应，故A正确；根据Ⅰ中试纸颜色变化，说明氨气比氯化氢气体扩散速率快，故B正确；Ⅰ中试纸变成红色，是由于NH4Cl分解产生的氯化氢造成的，故C错误；根据试管中部有白色固体附着，说明氯化铵分解产生的氨气和氯化氢在扩散过程中又化合生成氯化铵，则不宜用加热NH4Cl的方法制备NH3，故D正确。 【变式训练2】（2025·辽宁省沈阳市翔宇中学·二模）(NH4)2SO4是一种常见的化肥，其溶解度随着温度的升高而增大，某工厂用石膏、NH3、H2O和CO2制备(NH4)2SO4的工艺流程如图： 下列说法正确的是(　　) A.通入NH3和CO2的顺序可以互换 B.操作2为将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，可得(NH4)2SO4 C.步骤②中反应的离子方程式为Ca2＋＋2NH3＋2H2O===Ca(OH)2↓＋2NH D.通入的NH3和CO2均应过量，且工艺流程中CO2可循环利用 【答案】B 【解析】由于CO2微溶于水，NH3易溶于水，应先通入足量NH3，使溶液呈碱性，然后再通入适量CO2，反应的化学方程式为CaSO4＋2NH3＋CO2＋H2O===(NH4)2SO4＋CaCO3↓，通入NH3和CO2的顺序不可以互换，A错误；流程中，向硫酸钙悬浊液中通入足量的氨气，使溶液成碱性，再通入适量的二氧化碳利于反应的进行，硫酸钙与氨气、水和二氧化碳反应生成了硫酸铵和碳酸钙沉淀，加热制成饱和溶液，再降温冷却，结晶析出，过滤，则可以使硫酸铵从溶液中结晶析出，操作2是从溶液中得到溶质固体的过程，需要蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等，可得(NH4)2SO4，B正确；硫酸钙与氨气、水和二氧化碳反应生成了硫酸铵和碳酸钙沉淀，发生的主要化学反应为CaSO4＋2NH3＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋(NH4)2SO4，反应的离子方程式为CaSO4＋2NH3＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2NH＋SO，C错误；反应过程中二氧化碳参与反应生成硫酸铵和碳酸钙，碳酸钙分解生成二氧化碳，工艺流程中产生的CO2可循环利用，通入足量NH3，应通适量二氧化碳，二氧化碳若过量、碳酸钙会溶解，D错误。 考向3 氨气的制法 例3（24-25·辽宁省锦州市锦州中学·期末）某实验小组用下图装置制取氨气，有关制取氨气的说法正确的是(　　) A.甲装置中的试剂可以换为氯化铵固体 B.乙中的试剂可以是氨水和氧化钙固体 C.可以用排饱和氯化铵溶液收集氨气 D.甲中的棉花可以换为橡胶塞塞住烧瓶口 【答案】B 【解析】氯化铵加热分解为氨气和氯化氢，氯化氢和氨气遇冷又生成氯化铵，甲装置中的试剂若换为氯化铵固体，不能制取氨气，故A错误；氧化钙和浓氨水混合放出氨气，乙中的试剂可以是氨水和氧化钙固体，故B正确；氨气易溶于水，不能用排饱和氯化铵溶液收集氨气，故C错误；甲中的棉花若换为橡胶塞塞住烧瓶口，空气无法排出，故D错误。 【变式训练1】（24-25·辽宁省岫岩县第一中学·期末）下列装置适用于实验室制氨气并验证氨气的性质，其中能达到实验目的的是(　　) A.用装置甲制取氨气 B.用装置乙除去氨气中的水蒸气 C.丙的原理为NH3＋HCl===NH4Cl D.装置丁中，干燥烧瓶内盛有氨气，烧杯和胶头滴管内盛有水(含酚酞)，挤压胶头滴管的胶头，会出现蓝色喷泉 【答案】C 【解析】NH4Cl固体受热分解生成NH3和HCl，而当温度降低时，NH3和HCl又重新化合成固体NH4Cl，气体进入收集装置的机会不多，故A错误；浓硫酸和氨气反应，不能干燥氨气，故B错误；浓氨水和浓盐酸都能挥发，氨气和氯化氢生成氯化铵，有白烟现象，反应方程式为NH3＋HCl===NH4Cl，故C正确；氨气溶于水显碱性，打开止水夹后会看到红色喷泉，故D错误。 【变式训练2】（2025·辽宁省辽阳市第一中学·一模）下列实验装置能达到实验目的的是 A．制备NH3 B．干燥NH3 C．收集NH3 D．吸收NH3尾气 【答案】D 【解析】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；氨气与氯化钙反应，不能干燥氨气，故B错误；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；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；故选D。 考点三 硝酸的性质及不同价态含氮物质的转化 知识点1　硝酸 1．物理性质：无色，易挥发，具有刺激性气味的液体，易溶于水。浓硝酸常因为溶解有NO2而呈黄色。质量分数为69%的硝酸为常用浓硝酸。98%以上的硝酸称之为发烟硝酸。 2．化学性质 （1）硝酸具有酸的通性 ①与金属反应：一般不生成氢气 ②与碱性氧化物反应：如CuO、Na2O、Fe2O3等 ③与碱反应：Cu(OH)2、NaOH等 ④与盐反应：NaHCO3、Na2CO3等 ⑤与指示剂反应：浓硝酸可使石蕊先变红后褪色 得分速记 在利用HNO3的酸性时，要注意考虑它的强氧化性。如FeO与稀硝酸反应时的方程式应是： 3FeO+10HNO3(稀)==3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O，而不是FeO+2HNO3 (稀)==Fe(NO3)2+H2O。 （2）不稳定性 硝酸是不稳定性酸，受热或者光照易分解，所以实验室中常用棕色瓶储存硝酸，置于冷暗处。 4HNO3(浓) 2H2O＋4NO2↑＋O2↑。 （3）强氧化性 由于HNO3中的+5价氮元素有很强的得电子能力，在硝酸参与的氧化还原反应中，几乎全部是+5价氮被还原，故硝酸具有强氧化性。硝酸无论浓、稀都有强氧化性，而且浓度越大，氧化性越强。 硝酸的强氧化性规律：①温度越高，硝酸越浓，其氧化性越强。 ②与硝酸反应时，还原剂一般被氧化成最高价态。 ①浓硝酸能使紫色石蕊试液先变红，后褪色。 ②与非金属单质C、S、P等在加热条件下反应，非金属元素被氧化成酸性氧化物或最高价含氧酸。如： C+4HNO3 (浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O，S+6HNO3 (浓) H2SO4+6NO2↑+2H2O。 ③金属与HNO3反应一般不生成H2，浓HNO3一般被还原为NO2，稀HNO3一般被还原为NO，极稀HNO3可被还原成NH3，生成NH4NO3等。 3Cu+8HNO3（稀）==3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，Cu+4HNO3（浓）==Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 得分速记 浓硝酸与Cu反应时，若Cu过量，反应开始时浓硝酸的还原产物为NO2，但随着反应的进行，硝酸变稀，其还原产物将为NO，最终应得到NO2与NO的混合气体，可利用氧化还原反应过程中化合价升降总数相等的守恒规律求解有关Cu、HNO3和混合气体之间的量的关系。 ④钝化：常温时，冷的浓硝酸、浓硫酸可使铝、铁表面生成致密的氧化膜，阻止酸与金属的进一步反应，这种现象叫钝化。钝化其实也是硝酸强氧化性的表现，利用金属Al和Fe的这种性质，我们可以用Al或Fe制的容器来盛装浓硫酸或浓硝酸。 ⑤硝酸与铁反应时，产物符合以下规律 ⑥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。如稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式： 3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。 得分速记 （1）HNO3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。 （4）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地写成复分解反应。 （5）王水是指浓硝酸和浓盐酸体积比为1∶3的混合物，可溶解Au、Pt等。 3.硝酸的用途 （1）在工业上可用于制化肥、农药、炸药、染料、盐类等； （2）在有机化学中，浓硝酸与浓硫酸的混合液是重要的硝化试剂。 4.硝酸工业制法的反应原理 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。 5.硝酸的保存 ①保存硝酸：棕色瓶(避光)、玻璃塞(橡胶塞易被氧化)、阴凉处(防热)。 ②存放的浓硝酸中，因分解产生的NO2溶于HNO3而使其呈黄色。与工业盐酸中因含Fe3＋而呈黄色易混。 知识点2 不同价态含氮物质的转化 1.氮气及其化合物的价类二维图 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。 （1）横向转化为物质类别变化，为非氧化还原反应，如 氨气转化为铵盐：HCl＋NH3===NH4Cl 硝酸转化为硝酸盐：NaOH＋HNO3===NaNO3＋H2O （2）纵向转化为化合价变化反应，是氧化还原反应，如 NH3转化为N2：3Cl2＋8NH3=== N2＋6NH4Cl NH3转化为NO：5O2＋4NH34NO＋6H2O （3）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 （4）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 2.氮气及其化合物转化 3．氮在自然界中的循环 考向1 考查硝酸的性质及实验探究 例1（2025·辽宁省沈阳铁路实验中学·一模）某学生按图示方法进行实验，观察到以下实验现象： ①铜丝表面缓慢放出气泡，锥形瓶内气体呈红棕色； ②铜丝表面气泡释放速度逐渐加快，气体颜色逐渐变深； ③一段时间后气体颜色逐渐变浅，至几乎无色； ④锥形瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升，最终铜丝与液面脱离接触，反应停止。 下列说法正确的是(　　) A.开始阶段铜丝表面气泡释放速度缓慢，原因是铜丝在稀HNO3中表面钝化 B.锥形瓶内出现了红棕色气体，表明铜和稀HNO3反应生成了NO2 C.红棕色逐渐变浅的主要原因是3NO2＋H2O===2HNO3＋NO D.铜丝与液面脱离接触，反应停止，原因是硝酸消耗完全 【答案】C 【解析】金属铜在稀硝酸中不会发生钝化，开始反应速率较慢，可能的原因是铜丝表面有氧化铜，故A错误；铜和稀HNO3反应生成的NO迅速被氧气氧化为红棕色的NO2，NO2浓度逐渐增加，气体颜色逐渐变深，故B错误；装置内氧气逐渐被消耗，生成的NO2量逐渐达到最大值，同时装置内的NO2能与H2O反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，气体颜色变浅，故C正确；由于该装置为密闭体系，生成的NO无法排出，逐渐将锥形瓶内液体压入长颈漏斗，铜丝与液面脱离，反应停止，故D错误。 【变式训练1】（2025·东北师范大学附属实验学校·一模）铁与不同密度的HNO3溶液反应时产生的含氮产物的百分含量分布如图所示，下列有关说法错误的是(　　) A.一般来说，不同密度硝酸与铁反应的还原产物不是单一的 B.N2、NO、N2O、NO2都既有氧化性又有还原性 C.硝酸的密度越大，其还原产物中高价态的成分所占比例越多 D.P点处氧化剂与还原剂的物质的量之比一定为2∶3 【答案】D 【解析】根据图中铁与不同密度的HNO3溶液反应时产生的含氮产物的百分含量分布图可知，一般来说，不同密度硝酸与铁反应的还原产物不是单一的，A正确；氮元素的最低化合价为－3价，最高价为＋5价，则N2、NO、N2O、NO2都既有氧化性又有还原性，B正确；结合图像可知，硝酸的密度越大，其还原产物中高价态的成分所占比例越多，C正确；P点处生成的NO2和NO的百分含量相等，则生成的NO2和NO物质的量之比为1∶1，但铁与硝酸反应生成的不一定是铁离子，也可能是亚铁离子，所以P点处氧化剂与还原剂的物质的量之比不一定为2∶3，D错误。 【变式训练2】（24-25·辽宁省沈阳市二中·期末）下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论不正确的是(　　) ① ② ③ A.由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定是混合气体 B.红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应 C.由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物 D.③的气体产物中检测出CO2，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应 【答案】D 【解析】①中浓HNO3受热分解，发生反应：4HNO3(浓)4NO2↑＋O2↑＋2H2O，产生的气体为混合气体，故A正确；由①可知，浓硝酸受热分解可生成红棕色气体NO2，所以“产生红棕色气体”不能说明②中木炭能与浓硝酸发生反应，故B正确；根据①和②，浓硝酸分解产生红棕色NO2时需要加热，所以浓硝酸具有挥发性才可与上方红热木炭接触，同时，N元素化合价降低，所以生成的NO2为还原产物，故C正确；红热的木炭可与空气中的O2反应生成CO2，故D错误。 考向2 考查金属与硝酸反应的计算 例2（2025·黑龙江大庆·二模）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 Cu。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)。下列分析错误的是(　　) A.原混合酸中N的物质的量为0.1 mol B.OA段产生的是NO，AB段的反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，BC段产生的是氢气 C.第二份溶液中的最终溶质是FeSO4 D.稀硫酸浓度为2.5 mol·L－1 【答案】AD 【解析】铁粉既能与硝酸反应，也能与硫酸反应，从题图看出OA段产生的是NO，发生的反应为Fe＋4H＋＋N===Fe3＋＋NO↑＋2H2O，AB段的反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，BC段产生的是氢气，反应为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，可知OA段N完全反应，第二份溶液中n(N)=n(Fe)==0.1 mol，溶液中最终溶质为FeSO4，此时反应的铁的质量是14.0 g(即0.25 mol)，故原混合酸中H2SO4浓度为=2.5 mol·L－1，N物质的量为0.2 mol。 思维建模 金属与硝酸反应计算的思维建模和计算技巧 （1）原子守恒法：HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用，以NO3-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(NO3-)＝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。 【变式训练1】（24-25·辽宁省瓦房店市第八高级中学·期末）将32.64 g铜与140 mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2 L，下列说法中错误的是(　　) A.NO的体积为5.824 L，NO2的体积为5.376 L B.参加氧化还原反应的HNO3的物质的量是1.52 mol C.待产生的气体全部释放后，向溶液中加入V mL a mol/L的NaOH溶液，恰好使溶液的Cu2＋全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为 mol·L－1 D.欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3，至少需要30%的双氧水57.8 g 【答案】B 【解析】32.64 g铜的物质的量n(Cu)＝＝0.51 mol，反应产生的NO、NO2气体的物质的量n(气体)＝＝0.5 mol。假设混合气体中NO、NO2的物质的量分别是x、y，则根据气体物质的量关系可知：x＋y＝0.5 mol；根据电子守恒可知3x＋y＝0.51 mol×2，解得x＝0.26 mol，y＝0.24 mol，故反应产生的气体在标准状况下的体积：V(NO)＝0.26 mol×22.4 L/mol＝5.824 L；V(NO2)＝0.24 mol×22.4 L/mol＝5.376 L，A正确；参加氧化还原反应的HNO3，就是反应变为NO、NO2气体的硝酸，其物质的量是0.5 mol，B错误；在该反应中HNO3的一部分起酸的作用，与Cu2＋结合形成Cu(NO3)2，其物质的量为Cu2＋变为Cu(OH)2沉淀时NaOH的物质的量，n(HNO3)酸＝a mol/L×V×10－3 L＝aV×10－3 mol，还有一部分起氧化剂作用，反应变为NO、NO2，其物质的量n(HNO3)氧化剂＝0.5 mol，由于溶液的体积是140 mL，故原硝酸溶液的浓度c(HNO3)＝＝ mol/L，C正确；用30%的双氧水使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3，双氧水得到的电子等于NO、NO2失去的电子，等于Cu变为Cu2＋失去电子。设需要30%的双氧水m g，根据电子得失守恒，有：0.26×3＋0.24×1＝0.51×2＝30%××2，解得m＝57.8 g，D正确。 【变式训练2】（2025·内蒙包头北重三中·一模）向Cu、Cu2O和CuO组成的混合物中加入1 L 0.6 mol·L-1 HNO3溶液恰好使混合物溶解，同时收集到2 240 mL NO气体(标准状况)。已知：Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O。下列说法不正确的是 A．上述体现酸性的硝酸与体现氧化性的硝酸的物质的量之比为5∶1 B．若将上述混合物用足量的H2加热还原，所得到固体的质量为32 g C．Cu2O跟稀硝酸反应的离子方程式为3Cu2O+14H++2=6Cu2++2NO↑+7H2O D．若混合物中含0.1 mol Cu，将该混合物与稀硫酸充分反应，消耗H2SO4的物质的量为0.1 mol 【答案】B 【解析】Cu、Cu2O、CuO与HNO3恰好完全反应时生成Cu(NO3)2、NO和H2O，硝酸的物质的量为1 L×0.6 mol·L-1=0.6 mol，生成的NO的物质的量=2.24 L÷22.4 L·mol-1=0.1 mol，则体现氧化性的硝酸是0.1 mol，体现酸性的硝酸是0.5 mol，体现酸性的硝酸与体现氧化性的硝酸的物质的量之比为5∶1，A正确；根据N原子守恒可知：n[Cu(NO3)2]=(0.6 mol-0.1 mol)÷2=0.25 mol，混合物中所含的Cu元素共有0.25 mol，根据铜元素守恒可知，用H2还原Cu、Cu2O、CuO的混合物后应得到0.25 mol Cu，故所得固体的质量为0.25 mol×64 g·mol-1=16 g，B错误；Cu2O被稀HNO3氧化为Cu2+，硝酸根被还原为NO，同时生成H2O，反应的离子方程式为3Cu2O+14H++2NO3-=6Cu2++2NO↑+7H2O，C正确；若混合物中含0.1 mol Cu，生成的NO的物质的量0.1mol，共转移0.3mol电子，Cu-Cu2+-2e-、Cu2O-Cu2+-2e-，根据电子转移守恒，混合物中n(Cu2O)=(0.1 mol×3－0.1 mol×2)÷2=0.05 mol，根据铜元素守恒可知，n(CuO)=0.25 mol－0.1 mol－0.05 mol×2=0.05 mol，混合物中，Cu不与稀H2SO4反应，0.05 mol Cu2O、0.05 mol CuO与稀H2SO4反应，根据Cu2O、CuO中氧原子与H2SO4电离出的H+反应生成H2O，可得n(H2SO4)=0.05 mol+0.05 mol=0.1 mol，D正确；故选B。 考向3 考查氮及其化合物的转化 例3（2025·内蒙古通辽实验中学·一模）“价—类”二维图是学习元素化合物的工具，图中a～g分别表示不同价态的氮元素所对应的物质，下列说法正确的是(　　) A.液态a可用作制冷剂 B.a与c不能发生化学反应 C.常温下，稀的e溶液可以用铁罐车运输 D.f属于强电解质 【答案】A 【解析】由图可知，a为－3价的氢化物，即NH3，b为N2，c为＋2价的氧化物，即NO，d为＋4价的氧化物，即NO2或N2O4，e为＋5价的含氧酸，即HNO3，f为－3价的碱，即NH3·H2O，g为－3价的盐，即铵盐，据此分析作答。A.液氨汽化时要吸收大量热量，可用作制冷剂，A正确；B.NH3与NO在一定条件下可发生生成N2的归中反应，B错误；C.根据分析可知，e为HNO3，铁遇浓硝酸常温下钝化，浓硝酸可以用铁罐车运输，但铁遇稀硝酸常温下不发生钝化，稀硝酸不能用铁罐车运输，C错误；D.根据分析可知，f为NH3·H2O，属于弱电解质，D错误。 【变式训练1】（24-25·吉林省白城市第一中学·期末）部分含氮物质的分类与相关化合价的关系如图所示。下列推断不合理的是(　　) A.图中a、b、c、d、e之间的转化均表示一步反应 B.c的颜色一定是红棕色 C.c与NaOH溶液反应可同时生成d和e D.b、c在一定条件下均可被氮的氢化物还原为a 【答案】AB 【解析】据题意知a是N2，b是NO，c是N2O4或NO2，d是NaNO2，e是NaNO3，N2不能一步生成NO2，A推断不合理；NO2是红棕色气体，N2O4无色，B推断不合理；NO2中的N元素是＋4价，处于中间价态，可与NaOH溶液发生歧化反应生成＋3价的NaNO2和＋5价的NaNO3，C推断合理；氮的氢化物NH3中的N元素是－3价，处于最低价，可与＋2、＋4价的氮发生归中反应生成0价的氮，即NO、NO2可被氮的氢化物还原为N2，D推断合理。 【变式训练2】（2025·黑龙江鹤岗市第一中学·一模）结合氮及其化合物“价—类”二维图及氧化还原反应的规律，下列分析或预测正确的是(　　) A.N2O3、NO2、N2O5均能与水反应生成酸，三者均为酸性氧化物 B.HNO3、HNO2、NaNO3、NH3的水溶液均可以导电，四者均属于电解质 C.联氨(N2H4)可能被亚硝酸(HNO2)氧化成氢叠氮酸(HN3) D.硝酸具有较强的氧化性，可用稀硝酸溶解Au、Pt 【答案】C 【解析】N2O3、N2O5为酸性氧化物，NO2溶于水生成硝酸和一氧化氮，NO2不是酸性氧化物，A错误；NH3溶于水后生成的一水合氨电离出阴阳离子导电，一水合氨为电解质，氨气为非电解质，B错误；联氨(N2H4)中氮为－2价，从元素价态规律分析，可能被含有＋3价氮的亚硝酸(HNO2)氧化成氢叠氮酸(HN3)，C正确；硝酸具有较强的氧化性，但Au、Pt需要硝酸与浓盐酸配成的王水才可以溶解，D错误。 1.（2025·黑吉辽蒙卷）巧设实验，方得真知。下列实验设计合理的是 A．除去中的HCl B．制备少量NO避免其被氧化 C．用乙醇萃取中的S D．制作简易氢氧燃料电池 【答案】B 【解析】碱石灰为NaOH和CaO的混合物，既能吸收HCl又能吸收Cl2，不能用碱石灰除去Cl2中的HCl，故A错误；铜丝和稀硝酸反应生成硝酸铜、NO和水，NO难溶于水，U形管左侧与大气隔绝，即NO存在于无氧环境中，故B正确；S微溶于酒精、易溶于CS2，不能用乙醇萃取CS2中的S，故C错误；关闭K1、打开K2时，该装置为电解池，锌为活性阳极，无氧气生成，阴极生成氢气，则打开K1、关闭K2时，不能形成氢氧燃料电池，故D错误；故选B。 2.（2024·甲卷）四瓶无色溶液，它们之间的反应关系如图所示。其中a、b、c、d代表四种溶液，e和g为无色气体，f为白色沉淀。下列叙述正确的是 A.a呈弱碱性 B.f可溶于过量的b中 C.c中通入过量的e可得到无色溶液 D.b和d反应生成的沉淀不溶于稀硝酸 【答案】B 【解析】由题意及关系图可知，a与b反应需要加热，且产生的e为无色气体，则a和b分别为和的一种，产生的气体e为；又由于b和c反应生成白色沉淀f，不会与其他三种溶液产生沉淀，故b为，a为；又由于c既能与b产生沉淀f，又能与d反应产生沉淀f，故c为，d为，生成的白色沉淀为，无色气体g为。综上所述，a为溶液，b为溶液，c为溶液，d为溶液，e为，f为，g为。由分析可知，a为溶液，为强酸弱碱盐的溶液，水解显酸性，故a显弱酸性，A项错误；由分析可知，f为，b为溶液，为两性氢氧化物，可溶液强碱，故f可溶于过量的b中，B项正确；由分析可知，c为溶液，e为，溶液通入会生成沉淀，不溶于弱碱，继续通入不能得到无色溶液，C项错误；由分析可知，b为 ，d为，二者反应生成沉淀，可溶与稀硝酸，D项错误；故选B。 3.（2023·辽宁卷）下列有关物质的工业制备反应错误的是（ ） A. 合成氨：N2+3H22NH3 B. 制HCl：H2+Cl22HCl C. 制粗硅：SiO2+2CSi+2CO D. 冶炼镁：2MgO(熔融)2Mg+O2↑ 【答案】D 【解析】工业合成氨是利用氮气和氢气在催化剂的条件下反应生成的，反应方程式为N2+3H22NH3，A正确；工业制氯化氢是利用氢气和氯气反应生成的，反应方程式为H2+Cl22HCl，B正确；工业制粗硅是将SiO2与C在高温下反应生成粗硅，反应方程式为SiO2+2CSi+2CO，C正确；冶炼金属镁是电解熔融氯化镁，反应方程式为MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑，D错误；故选D。 4．（2021·辽宁卷）下列说法正确的是 A．(标准状况)与水充分反应转移电子 B．和均可通过化合反应得到 C．将蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒相互靠近，有白烟产生 D．与溶液反应： 【答案】B 【解析】由于溶于水中的Cl2只有部分与H2O反应，故(标准状况)与水充分反应转移电子数目小于，A错误；根据反应：SO3+H2O=H2SO4，Cu+Cl2CuCl2，故和均可通过化合反应得到，B正确；将蘸有浓氨水和浓盐酸或浓硝酸的玻璃棒相互靠近，有白烟产生，由于浓硫酸难挥发，故不能形成白烟，C错误；由于ClO-具有强氧化性，SO2具有强还原性，故与溶液反应：，D错误；故选B。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$