第03讲 氮及其重要化合物（复习讲义）（上海专用）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 考情解码·命题预警 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 知识点1 氮气和氮的固定 知识点2 氮的氧化物 知识点3 氮氧化物对环境的污染和防治 考向1 考查氮气的性质及氮的固定 思维建模 解答氮气的性质及固氮试题的思维模型 考向2 考查氮及其化合物的转化 考向3 考查氮氧化物、氧气溶于水的计算 思维建模 NOX、O2、H2O计算思维模型 考向4 考查氮的氧化物与环境污染 考点二 氨、铵盐 知识点1 氨气 知识点2 铵盐 知识点3 氨气的实验室制法 考向1 考查氨、铵盐的性质及实验 考向2 考查喷泉实验原理及应用 考向3 考查氨的实验室制法及创新 思维建模 从各角度学会氨气的制法 考点三 硝酸 硝酸盐 知识点1 硝酸 知识点2 硝酸盐 考向1 考查硝酸的性质及实验探究 思维建模 利用HNO3的酸性时，要注意考虑它的强氧化性 考向2 考查金属与硝酸反应的多角度计算 思维建模 金属与硝酸反应计算问题 考点四 不同价态含氮物质的转化 知识点1 不同价态含氮物质的转化 知识点2 氮族元素的其它知识归纳 考向1 考查不同价态含氮物质的转化关系 思维建模 抓住氮元素化合价的变化进行分析、判断 考向2 考查不同价态含氮物质转化的实验探究 考向3 考查氮族元素的其他相关知识 思维建模 根据同族元素的性质推断氮族元素的性质 04 真题溯源·考向感知 考点要求 考查形式 2025年 2024年 氮及其氧化物 非选择题 —— —— 氨气与铵盐 非选择题 —— —— 硝酸与硝酸盐 非选择题 —— —— 考情分析： 1．从命题题型和内容上看，近二年上海卷均没有涉及该内容，本部分重点考查氮及其化合物的性质、检验方法、实际应用，以及氮及其化合物的制备、性质的实验为载体考查基本实验操作及实验的设计评价和实验探究能力。 2．从命题思路上看，本讲单独考查含氮化合物的性质的可能性不大，但与其相关的内容会分散在一些题目中进行考查。会结合工艺流程、实验、化学反应原理考查硝酸、氨气、铵盐等物质的性质，要关注守恒法在化学计算中的应用，具有一定的综合性；磷及其化合物一般会结合物质结构等进行考查，砷及其化合物会以新材料、新技术为背景结合工艺流程、物质结构等进行考查，具有一定的应用性。 复习目标： 1．了解N2、NO、NO2的性质，掌握NH3、NO、NO2的制法及性质探究。 2．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。 3．了解氨气、铵盐的性质及用途；掌握氨气的实验室制法。 4．掌握铵根离子的检验。 5．了解氮的化合物对环境的影响。 ( ) 考点一 氮及其氧化物 知识点1 氮气和氮的固定 1．氮的固定 2．氮气 (1)结构：分子式：N2 电子式： 结构式：N≡N (2)物理性质：色味气体，密度比空气略小，溶于水。 (3)化学性质 ①与H2反应：N2＋3H22NH3； ②与某些金属反应：3Mg+N2Mg3N2 Mg3N2离子化合物，在水中强烈水解Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3↑ ③与O2反应：在通常情况下，与O2不发生反应，但在放电或高温的条件下能与O2直接化合生成NO。 N2+O22NO(闪电、汽车引擎中发生的反应) 得分速记 (1)氮的非金属性很强，是一种活泼非金属元素，但N2非常稳定，其原因是氮氮三键很强。 (2)氮的固定是化学变化，实质是游离态的N2转化为化合态氮的化合物，可简单表示为N2→含氮化合物。 4．应用 (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。 5．工业制法 (1)分离液态空气： (2)耗氧法： 6．实验室制法 (1)制备原理 ①高温下氨气还原氧化铜：2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O。 ②用饱和NaNO2和NH4Cl溶液在加热条件反应：NaNO2+NH4ClNaCl+N2↑+2H2O。 (2)收集方法：只能用排水法(密度与空气接近，不能用排空气法)。 知识点2 氮的氧化物 1．氮的氧化物的种类 N的化合价 ＋1 ＋2 ＋3 ＋4 ＋5 对应氧化物 N2O(笑气) NO N2O3 NO2、N2O4 N2O5 其中属于酸性氧化物的是N2O3和N2O5，对应的酸分别是HNO2(亚硝酸)和HNO3。N2O俗称笑气，可以致人发笑，有轻微麻醉作用。 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 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、H2O 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 对环境的影响 NO与血红蛋白结合使人中毒，NO、NO2导致光化学烟雾、形成酸雨及破坏臭氧层 得分速记 (1)NO2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。 (3)NO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。 (4)NO2与N2O4存在下列平衡：2NO2N2O4，因此实验测得NO2的平均相对分子质量总大于46，由于此平衡的存在，通常所说的NO2气体实际上是NO2和N2O4的混合气体。例如2 mol NO与1 molO2 充分反应，由于生成的NO2部分转化为N2O4，故实际所得的NO2少于2 mol。 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 ，可知， (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)NO、NO2、O2三种混合气体通入水中，可先按情况1)求出NO2与H2O反应生成的NO的体积，再加上原混合气体中的NO的体积即为NO的总体积，再按情况3)进行计算。 知识点3 氮氧化物对环境的污染和防治 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，产生的一种有毒的烟雾。 (2)酸雨：NOx排入大气中后，与水反应生成HNO3和HNO2，随雨雪降到地面。 (3)破坏臭氧层：NO2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。 (4)NO与血红蛋白结合使人中毒。 2．氮氧化物的来源 氮氧化物(NOx)主要包括NO和NO2。化石燃料的燃烧、硝酸生产和机动车辆尾气的排放是氮氧化物的主要来源。 3．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)氨还原法：6NO＋4NH35N2＋6H2O；6NO2＋8NH37N2＋12H2O。 考向1 考查氮气的性质及氮的固定 例1(2025·上海浦东新高一期末)下列有关N2说法正确的是_______。 A．目前人工固氮主要通过以N2为原料的合成氨工业来实现 B．反应N2＋2O22NO2是造成汽车尾气污染的主要原因 C．N2容易液化，常用作低温实验的冷冻剂 D．N2是优质氮肥，可供农作物直接吸收利用 【答案】A 【解析】A项，目前人工固氮主要通过以N2为原料的合成氨工业来实现，使用氮气和氢气催化反应生成氨气，实现人工固氮，A正确；B项，氮气和氧气高温生成NO，N2＋O22NO是造成汽车尾气污染的主要原因，B错误；C项，N2不容易液化，液氮的沸点很低，常用作低温实验的冷冻剂，C错误；D项，N2很难被一般农作物直接吸收，不是氮肥，其可以用作氮肥的原料，D错误；故选A。 思维建模 解答氮气的性质及固氮试题的思维模型 (1)氮气性质思维模型：稳定性 → 键能分析 → 高温/放电条件突破 → 典型反应(O2/H2/Mg) (2)氮固定思维模型：自然固氮(闪电/生物) → 人工固氮(合成氨) → 应用(化肥/环保)。 【变式训练1·变载体】(2025·上海黄浦高一期中)自然界中氮循环如图所示： (1)上述循环中涉及到多个固氮过程，过程①是 固氮；过程②是人工固氮，写出人工固氮的方程式： 。 (2)在细菌作用下铵态氮(NH4+)与亚硝态氮(NO2-)可以转化为氮气，所涉及的离子方程式为：NH4++NO2-=N2↑+2H2O，反应中，每生成0.02mol氮气时，转移电子的物质的量为 。 【答案】(1)大气 (2)0.06mol 【解析】(1)氮的固定是将游离态氮转化为化合态氮的过程，由转化图示可知，过程①是N2和O2在打雷放电的时候转化为NO，故属于自然固氮(或大气固氮)；过程②是人工固氮，氮气和氧气反应生成氨气，发生反应； (2)根据反应的离子方程式：NH4++NO2-=N2↑+2H2O，可知反应中，每生成1mol N2转移3mol电子，故每生成0.02mol氮气时，转移电子的物质的量为0.02×3=0.06mol，故选0.06mol。 【变式训练2·变载体】(2025·上海复旦大学附中高一期中)微生物在自然界中的碳、氮、硫、铁等循环中发挥着重要作用。 (1)上图氮循环中，属于氮的固定的有是_______。 A．N2转化为NH4+ B．硝化过程 C．反硝化过程 D．NH4+与NO2-在氨氧化细菌作用下转化为N2 (2)反硝化过程中，含氮物质发生_______反应。 A．氧化 B．还原 C．歧化 D．归中 【答案】(1)A (2)B 【解析】(1)氮的固定是指将游离态的氮气转化为氮的化合物的过程。硝化过程为氮的化合物之间的转化；反硝化过程都是由氮的化合物转化为氮的化合物或N2；NH4+与NO2-在氨氧化细菌作用下转化为N2是氮的化合物转化为游离态的氮气；N2转化为NH4+是游离态的氮气转化为氮的化合物，故选A； (2)反硝化过程中氮元素化合价降低，做氧化剂被还原，发生还原反应，故选B。 【变式训练3·变载体】(2025·上海控江中学高一期中)氮元素是生命的基础，自然界中氮的循环过程如下图所示，请分析此图并回答有关问题。 (1)关于N2分子，有关说法错误的是______(选填序号)。 A．N2分子中含有共价键 B．N2分子的结构式可表示为：N≡N： C．氮气液化时，N2分子间平均距离变小 D．氮气液化，可通过增加压强或降低温度 (2)图中共表示了固氮的 种途径。农谚说：“雷雨发庄稼”。原因是雷电时实现了氮的固定，为植物提供 态氮肥。 【答案】(1)B (2) 3 硝 【解析】(1)A项，N2分子中两个氮原子形成共价键，A正确；B项，N2分子的结构式可表示为N≡N，B错误；C项，氮气液化时，从气态变为液态，N2分子间平均距离变小，C正确；D项，增大压强或降低温度，能减小分子之间的距离，氮气液化，可通过增加压强或降低温度，D正确；故选B；、 (2)氮的固定是指氮元素从游离态转化为化合态，结合图中所示信息可知，图中共表示了雷电时发生的自然固氮、人工固氮、豆科植物的根瘤菌进行生物固氮共3种途径，农谚说：“雷雨发庄稼”，原因是雷电时实现了氮的固定，N2+O22NO，2NO+O2=2NO2，H2O+3NO2=2HNO3+NO，为植物提供硝态氮肥。 考向2 考查氮及其化合物的转化 例2现有氮及其化合物的转化关系如下图，则下列说法不正确的是_______。 A．上述所有反应都是氧化还原反应 B．“一场雷雨，一场肥”路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是模拟雷电固氮的过程 C．反应①中每生成1 mol NO，转移4 mol 电子 D．S元素也能发生类似的转化，最终得到硫酸 【答案】C 【解析】A项，上述所有反应过程中N元素的化合价都发生改变，故都是氧化还原反应，A正确；B项，N2和O2在雷电作用下生成NO，NO会迅速被O2氧化为NO2，NO2和H2O反应获得硝酸，即路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径，B正确；C项，反应①中N元素的化合价由-3价变成+2价，故每生成1 mol NO，转移5 mol 电子，C错误；D项，H2S被氧化生成S，S与O2反应生成SO2，SO2被O2催化剂作用下生成SO3，SO3与水反应得到硫酸，D正确；故选C。 【变式训练1·变考法】利用石灰乳和硝酸工业的尾气反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca(NO2)2，已知NO2+NO+ Ca(OH)2= Ca(NO2)2+H2O，下列说法不正确的是_______。 A．氧化剂与还原剂之比为1：1 B．NO2-的空间构型为角形 C．每生成1mol Ca(NO2)2，有1mol电子参与反应 D．当NO2与NO的比值为2：1时，反应所得的Ca(NO2)2的纯度最高 【答案】D 【解析】A项，NO2中N元素化合价降低，NO2是氧化剂；NO中N元素化合价升高，NO是还原剂；氧化剂与还原剂之比为1：l，故A正确；B项，NO2-中N原子价电子对数为3，有1个孤电子对，空间构型为角形，故B正确；C项，NO2中N元素化合价由+4降低为+3，NO中N元素化合价由+2升高为+3，每生成1mol Ca(NO2)2，转移1mol电子，故C正确；D项，根据反应方程式，当NO2与NO的比值为1：1时，反应所得的Ca(NO2)2的纯度最高，故D错误；故选D。 【变式训练2·变载体】(2025·上海七宝中学高一期中)土壤中的硝酸盐会被细菌分解。有一种脱氮硫杆菌能够利用土壤中的硫化物来分解硝酸盐，其主要化学反应原理是：。 (1)该反应过程被称为___________。 A．生物固氮 B．大气固氮 C．硝化过程 D．反硝化过程 (1)上述过程的发生改变了土壤的成分，对农业生产带来一定的不利影响。对此请从两个不同的角度进行简要说明： 。 (1)实验小组用自培的脱氮硫杆菌进行上述反应，为检测反应后的溶液中是否存在SO42- (反应前已检测体系中无SO42-存在)，先取样滴入稀盐酸，滴入几滴后发现有气泡产生，则接下来的实验操作是： 。 (1)某地土壤样品，经电泳实验发现其胶体粒子向阳极移动，则含氮量相等的下列氮肥中，不宜在该地施用的是___________。 A．氨水 B．NH4Cl C．(NH4)2SO4 D．KNO3 【答案】(1)D (2)土壤中硝酸盐中的N元素转化为N2流失、反应生成KOH使土壤碱化 (3)继续加入稀盐酸至不再产生气泡，再加入BaCl2溶液，若产生白色沉淀说明存在SO42- (4)D 【解析】(1)由方程式可知硝酸盐转化为N2，该过程为反硝化过程； (2)土壤中的硝酸盐是氮肥，N元素转化为N2会造成氮肥流失；反应生成KOH使土壤碱化，不利于作物生长； (3)加入盐酸有气泡生成说明溶液中可能有杂质，因此要继续加盐酸将杂质除去，再加入BaCl2溶液，若产生白色沉淀说明存在SO42-； (4)土壤样品经电泳实验发现其胶体粒子向阳极移动，说明土壤的胶体粒子带负电，能吸引正电荷的氮肥，氨水、NH4Cl、(NH4)2SO4中的N均在阳离子(NH4+)中，可以被土壤结合，而KNO3的N在阴离子NO3-中，不溶于被土壤结合，故选D。 【变式训练3·变题型】工业上氨气经过一系列反应制得硝酸。流程如图所示： (1) NO2气体的颜色 ，浓见光或加热易分解为 和H2O。 (2)NH3发生催化氧化生成NO的反应方程式为 。 (3)尾气中含有氮氧化物NO\、NO2，可用溶液吸收，发生的反应有：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O，NO2＋NO＋2NaOH===____________＋H2O，(只填化学式，无需配平)。 (4)用不同浓度的NaOH溶液吸收NO2含量不同的尾气，测得氮氧化物吸收率与溶液浓度的关系如图所示： 依据测得的关系图，下列措施一定能提高氮氧化物吸收率的是_______(填序号)。 A．增大NaOH溶液的浓度 B．提高尾气中NO2的含量 C．在NaOH溶液加入H2O2 D．用热的NaOH溶液吸收 【答案】(1)红棕色 NO2、O2 (2) 4NH3＋5O24NO＋6H2O (3) NaNO2 (4)BC 【解析】氨气被氧气氧化为一氧化氮，方程式为：4NH3＋5O24NO＋6H2O，一氧化氮继续被氧气氧化为二氧化氮，方程式为：2NO＋O2===2NO2，二氧化氮溶于水反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。 (1)二氧化氮是红棕色气体。浓NaNO2见光或加热易分解，方程式为：4HNO3(浓)2H2O＋4NO2↑＋O2↑。 (2)NH3发生催化氧化生成NO的反应方程式为：4NH3＋5O24NO＋6H2O。 (3)根据电子转移守恒可知，NO2发生歧化反应，NO2中+4价的N部分化合价降低为NaNO2中+3价的N，则还应有部分N化合价升高，应转化为NaNO3中+5价的N，发生歧化反应。而NaOH与NO、NO2则发生归中反应，生成+3价的氮元素的化合物，则产物为NaNO2。 (4)A项，由图可知，当氢氧化钠浓度超过一定程度时，溶液对氮氧化物的吸收率随氢氧化钠浓度的增大而减小，A错误；B项，由图可知，二氧化氮含量越大，氮氧化物的吸收率越大，B正确；C项，氢氧化钠溶液中加入双氧水，可以增加氧化剂的量，具有氧化性的H2O2的存在，会使NO氧化成NO2，NO2的含量增大，从而使氮氧化物的吸收率增大，C正确；D项，用热的NaOH溶液吸收，会使气体溶解性降低，吸收效率下降，D错误；故选BC。 考向3 考查氮氧化物、氧气溶于水的计算 例3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。 思维建模 NOX、O2、H2O计算思维模型 无论是单一气体(NO2)，还是NO、NO2、O2中的两者的混合气体，反应的实质是3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，2NO＋O2===2NO2，故若有气体剩余只能是NO或O2，不可能是NO2。 (1)若NO和O2通入水中，总反应式为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3(NO∶O2＝4∶3)。 (2)若NO2和O2通入水中，总反应式为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3(NO2∶O2＝4∶1)。 【变式训练1·变载体】将盛有1 mol NO和NO2混合气体的试管倒立于盛满水的水槽中，再通入0.4 mol O2，充分反应后，整个试管充满水。则原混合气体中NO与NO2体积比为_______。 A．1∶2 B．2∶5 C．3∶7 D．无法确定 【答案】C 【解析】设1 mol NO和NO2的混合气体中有a mol NO和(1－a) mol NO2，根据4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3和4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可得：＝0.4，所以a＝0.3，V(NO)∶V(NO2)＝3∶7。 【变式训练2·变题型】将装有50 mL NO2、NO混合气体的量筒倒立在水槽中，反应后气体体积缩小为30 mL，则原混合气体中NO2和NO的体积比是_______。 A．5∶3 B．3∶5 C．3∶2 D．2∶3 【答案】C 【解析】解答此题可根据化学方程式，运用差量法进行计算，由所得结果来确定正确的选项。设混合气体中NO2的体积为x， 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO ΔV 3 mL 1 mL 3 mL－1 mL＝2 mL x 50 mL－30 mL＝20 mL ，x＝30 mL，则原混合气体中NO的体积为50 mL－30 mL＝20 mL，所以V(NO2)∶V(NO)＝30 mL∶20 mL＝3∶2。 【变式训练3·变题型】在标准状况下，将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_______。 A． mol·L－1 B． mol·L－1 C． mol·L－1 D． mol·L－1 【答案】C 【解析】设烧瓶的体积为V L，由4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3知NO2的体积为V L。又O2和NO2的体积比为1∶4，所以最终液体充满整个烧瓶，溶液的体积为V L，NO2的物质的量为V L÷22.4 L·mol－1＝V mol，所以硝酸的物质的量浓度为 V mol÷V L＝ mol·L－1。 考向4 考查氮的氧化物与环境污染 例4(2025•上海建平中学高一期中)化石燃料的过度使用导致SO2和NOx的过度排放污染空气导致酸雨。请回答下列有关问题： (1)用足量氨水吸收SO2的化学方程式为 。 (2)测得某地雨水样本中的硫酸浓度为，则该雨水 (选填“属于”或“不属于”)酸雨。 (3)写出一个符合“反应前后存在4种价态的硫元素”要求的化学方程式 。 (4)某同学利用如图装置测定学校周围空气中SO2的含量。 通空气样品的导管末端是带许多小孔的玻璃球泡，其主要作用是 ，若空气流速为，当观察到装置内 时，结束计时，测定耗时t min。假定空气中的SO2可被溶液充分吸收，该空气样品中SO2的含量是 mg· cm-3。 (5)利用NaClO吸收液可在脱除烟气中NOx的同时脱除SO2，研究发现在不同的初始pH条件下，吸收液对流动烟气的脱硫效率都接近100%，而对NO的脱除率如下图所示。 pH=2时，脱除SO2的离子方程式为 ；反应时间时，由图可知，越小，脱除率越小，原因是： 。 【答案】(1) SO2+2NH3·H2O=(NH4)2SO3+H2O (2)属于 (3)H2S+H2SO4(浓)=S↓+SO2↑+2H2O (4)增大接触面积，使SO2气体被充分吸收 溶液蓝色消失 (5)ClO-+SO2+H2O=Cl-+SO42-+2H+ pH越小，酸性越强，氢离子和次氯酸根离子结合生成，见光分解导致NaClO的浓度降低，NO脱除率减小 【解析】(1)用足量氨水吸收SO2反应生成亚硫酸铵和水，反应的化学方程式为：SO2+2NH3·H2O=(NH4)2SO3+H2O； (2)硫酸浓度为1.3×10−5mol⋅L−1，c(H+)=2×1.3×10−5mol·L−1=2.6×10−5mol·L-1，pH=-lgc(H+)=4.6，pH小于5.6的雨为酸雨，则该雨水属于酸雨； (3)浓硫酸具有强氧化性，H2S具有还原性，二者可以发生氧化还原反应生成S、SO2和H2O，浓硫酸、H2S、S和SO2中硫元素的化合价分别为+6、-2、0和+4，则一个符合“反应前后存在4种价态的硫元素”要求的化学方程式为：H2S+H2SO4(浓)=S↓+SO2↑+2H2O； (4)与普通导管相比，末端带许多小孔的玻璃球泡导管表面积增大，可增大气体与液体的接触面积，从而使SO2气体被充分吸收，所以通空气样品的导管末端是带许多小孔的玻璃球泡，其主要作用是：增大接触面积，使SO2气体被充分吸收；碘溶液具有氧化性，SO2具有还原性，二者发生氧化还原反应生成HI和()，淀粉溶液遇I2变蓝，当I2完全反应，即当观察到装置内溶液蓝色消失时，结束计时。通入空气tmin时，空气体积V=tmin×=atm3，二氧化硫和碘单质的物质的量相等，均为0.1L×0.1mol/L=0.01mol，则该空气样品中SO2的含量是 =； (5)pH=2时，NaClO脱除SO2反应生成硫酸钠和氯化钠，则脱除SO2的离子方程式为：ClO-+SO2+H2O=Cl-+SO42-+2H+；反应时间时，由图可知，pH越小，NO脱除率越小，原因是：pH越小，酸性越强，氢离子和次氯酸根离子结合生成HClO，HClO见光分解导致NaClO的浓度降低，NO脱除率减小。 思维建模 常见的NOx尾气处理方法 碱液 吸收法 工业尾气中的NOx常用碱液吸收处理，NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO2)≥n(NO) 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)和水，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 【变式训练1·变载体】 (2025·上海复旦大学附中高一期中)微生物介导的碳氮硫循环如图所示。下列说法正确的是___________。 A．S2-在富氧条件下最终的产物为SO32- B．S2-可作为电子供体去还原NO3- C．图中涉及三种元素的化合价变化 D．碳氮硫循环失衡可能导致温室效应、酸雨、白色污染等环境问题 【答案】B 【解析】A项，SO32-在空气中不稳定，易被氧气氧化为SO42-，则S2-在富氧条件下最终的产物为SO42-，A错误；B项，由循环图可知，S2-可将NO3-还原为N2，B正确；C项，由图可知，图中化合价发生变化的元素有C、S、N、O，一共有四种元素，C错误；D项，碳氮硫循环失衡可能导致大气中二氧化碳，N的氧化物，和S的氧化物排放超标，可能会导致温室效应、酸雨等问题，但是不会导致白色污染，D错误；故选B。 【变式训练2·变考法】(2025·上海长宁高一期中)臭氧-氨水法是一种高效的工业脱硝技术，主要流程如下图所示： 已知：NO+O3=O2+NO2；2NO2+O3=O2+N2O5。 (1)X溶液中含有一种铵盐，它由氨水与N2O5反应生成，写出反应的离子方程式 。 (2)O3/NO摩尔比对NO脱除率、NO2转化率影响如下图，最佳摩尔比是 ，理由是 。 【答案】(1)2NH3·H2O+N2O5=2NH4++ 2NO3-+H2O (2)1.1 此条件下，NO2的转化率最高，NO的脱除率也很高，超过此摩尔比，NO的脱除率几乎无变化 【解析】含NO、NO2的烟气通过静电除尘后，加入氨水同时通入臭氧氧化脱硝得到硝酸铵溶液，除雾后即为达标排放的烟气； (1)N2O5和水反应生成HNO3，氨水与N2O5反应生成硝酸铵，离子方程式为2NH3·H2O+N2O5=2NH4++ 2NO3-+H2O； (2)由图像可知，最佳摩尔比为1.1，此时NO的脱除率最大，且NO2的转化率最高，而超过此摩尔比时，NO的脱除率几乎无变化。 【尾气处理与计算结合】【变式训练3】(2025·上海复旦大学附中高一期中)工业含NO、NO2等氮氧化物的尾气排出有多种方法解决．利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO2)反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca(NO2)2，其部分工艺流程如下： (1)上述工艺中采用气液逆流接触吸收(尾气从吸收塔底进入，石灰乳从吸收塔顶喷淋)，其目的是 ；滤渣可循环使用，滤渣的主要成分是 (填化学式)。 (2)工业上也可用纯碱液吸收NOx，有关反应的化学方程式为 2NO2+Na2CO3 =NaNO3+NaNO2+CO2、NO＋NO2＋Na2CO3 =2NaNO2 +CO2。现有标准状况下aLNO2和bL NO的混合气体恰好被200mL Na2CO3溶液完全吸收，则a、b应满足的关系为 ，Na2CO3溶液的物质的量浓度为 mol·L-1。(只列式，不化简) 【答案】(1)增大气体和液体的接触面积，使尾气中的NO、NO2被充分吸收 Ca(OH)2 (2) 【解析】流程中尾气中的NO、NO2与石灰乳反应，生成Ca(NO2)2，过量的石灰乳以滤渣存在。 (1)气液逆流使反应物接触更充分，尾气中的NO、NO2被吸收得更充分；滤渣可循环使用，说明滤渣主要成分是前面的反应物之一，为Ca(OH)2。 (2)从反应方程式可知，当NO2的物质的量比NO多时，气体可以全部被吸收，则标准状况下，；与NO、NO2反应的Na2CO3的物质的量为，与NO2单独反应的Na2CO3的物质的量为，则Na2CO3溶液的物质的量浓度为。 ( ) 考点二 氨、铵盐 知识点1 氨气 1．氨的分子结构 分子式 电子式 结构式 空间构型 分子极性 NH3 键角107°18′ 三角锥形 极性分子 2．氨的物理性质 通常状况下，氨是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水(常温常压下，体积比为1∶700)，氨的水溶液称为氨水。氨在加压下容易液化，液氨气化时吸收大量的热，使周围环境温度急剧降低，工业上可使用液氨作制冷剂。 3．氨的化学性质 (1)氨与水的反应：NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－。 (2)氨与酸的反应：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：NH3＋HCl===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)氨的还原性——氨的催化氧化，化学方程式：4NH3＋5O24NO＋6H2O。 (5)与CuO反应：2NH3＋3CuON2＋3Cu＋3H2O(用于实验室制少量N2)。 (6)与氯气反应：2NH3＋3Cl2===N2＋6HCl或8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl(用于检验Cl2管道泄漏)。 得分速记 (1)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。 (2)氨水呈碱性，NH3·H2O属于一元弱碱，计算氨水的浓度时，溶质按NH3进行计算。 (3)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 4．喷泉实验及拓展应用 (1)喷泉实验的原理：使烧瓶内外在短时间内产生较大的压强差，利用大气压将烧瓶下面烧杯中的液体压入烧瓶内，在尖嘴导管口形成喷泉。 (2)形成喷泉的类型 下面是几种常见的能形成喷泉的气体和吸收剂。 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。 知识点2 铵盐 1．铵盐的物理性质：铵盐都是离子化合物，都是白色固体，均易溶于水。 2．铵盐的化学性质 (1)不稳定性 ①NH4Cl受热分解：NH4ClNH3↑＋HCl↑(用于除去或分离铵盐)。 ②NH4HCO3或(NH4)2CO3受热分解：NH4HCO3NH3↑＋CO2↑＋H2O；(NH4)2CO32NH3↑+CO2↑+H2O ③硝酸铵的分解有四种情况： 110 ℃时分解：NH4NO3＝HNO3＋NH3↑ 185 ℃～200 ℃分解：NH4NO3＝N2O↑＋2H2O 230°C以上，同时有弱光：2NH4NO3=2N2↑+O2↑+4H2O 在400°C以上时，剧烈分解发生爆炸：4NH4NO3=3N2↑+2NO2↑+8H2O ④硫酸铵分解两种情况 硫酸铵在280℃就开始分解，分解产物放出氨气而生成硫酸氢铵(酸式硫酸铵)：(NH4)2SO4=NH3+NH4HSO4； 513℃时则硫酸铵完全分解，分解放出氨气、氮气、二氧化硫及水：3(NH4)2SO4=3SO2↑+6H2O+N2↑+4NH3↑ (2)与碱反应 ①在稀溶液中不加热：NH＋OH－===NH3·H2O。 ②加热时或浓溶液：NH＋OH－NH3↑＋H2O。 (3)铵盐溶于水易水解：NH＋H2ONH3·H2O＋H＋。铵盐溶液可能显酸性，如强酸的铵盐溶液；可能呈中性，如醋酸铵溶液；也可能呈碱性，如碳酸铵溶液。 3．NH的检验 未知液呈碱性产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体，则证明含NH。 得分速记 向某盐中加入强碱溶液，用湿润的红色石蕊试纸进行检验，若试纸没有变蓝，则不能说明盐中不含有NH4+，因为盐中含有NH4+，加入强碱溶液后，需要加热才能产生NH3。 知识点3 氨的实验室制法 1．原理：利用复分解反应强碱制弱碱 2NH4Cl +Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O 2．药品的选择： (1)铵盐：制取NH3时，一般用NH4Cl而不用NH4NO3、(NH4)2SO4或(NH4)2CO3，原因如下： 铵盐 不选用的理由 NH4NO3 受热分解，会发生爆炸，不安全 (NH4)2SO4 与Ca(OH)2反应时生成CaSO4，反应物呈块状，不利于NH3逸出，且反应后试管难清洗 (NH4)2CO3 受热分解会产生CO2，使收集到的NH3不纯 (2)碱：一般用熟石灰，不用NaOH或KOH，因为NaOH或KOH易吸水结块，而且对玻璃仪器腐蚀性较强。 3．装置：固－固反应加热装置(同制O2) (1)发生装置的试管口略向下倾斜； (2)加热温度不宜过高，并用酒精灯外焰由前向后逐渐加热。 4．干燥：碱石灰(或固体NaOH、固体CaO) 得分速记 不能用浓H2SO4、CaCl2干燥，CaCl2与NH3反应：CaCl2+8NH3= CaCl2·8 NH3。 5．收集：向下排空气法收集，收集装置和反应装置的试管和导管必须是干燥的。由于氨气的密度比空气小，因此收集氨气时，导管应插入接近试管的底部。 6．验满： (1)用湿润的红色石蕊试纸放置在试管口附近，若变蓝，说明已经收集满。　　 (2)用蘸取浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，若有白烟生成，说明已经收集满。 7．尾气吸收：多余的氨要吸收掉(可在导管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球)，以避免污染空气。但多余气体在尾气吸收时要防止倒吸。常采用的装置有： 8．氨气的其它实验室制法 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 考向1 考查氨、铵盐的性质及实验 例1(2025·上海南汇中学高一期中)按下图装置进行实验(夹持装置省略)，回答下列问题： (1)写出甲装置中反应的化学方程式 。 (2)若甲中缺少Ca(OH)2，则 (选填“能”或“不能”)制得NH3，理由是 。 (3)乙中a处比b处 (选填“先”或“后”)变蓝，丙中 (选填“有”或“无”)有白烟。 (4)丁中干燥管内液面上升，理由是 。 【答案】(1)2NH4Cl+Ca(OH)22 NH3↑+2H2O +CaCl2 (2)不能 氯化铵热分解出的NH3与HCl在试管口又重新会生成氯化铵 (3)先 无 (4)氨气极易溶于水，使干燥管内压强小于外界大气压，水被压入干燥管 【解析】(1)氯化铵和氢氧化钙加热制取氨气，生成物有氨气、氯化钙和水，所以反应的化学方程式为：2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+2H2O +CaCl2； (2)制备氨气不能使用氯化铵热分解的方法，因为氯化铵受热分解出的NH3与HCl在试管口又重新会生成氯化铵； (3)①氨气密度小于空气，氨气在空气上面，因此乙瓶中a处比b处先变蓝；②氨气与挥发性酸生成白烟，浓硫酸不挥发，故在丙中无白烟； (4)氨气极易溶于水，使干燥管内压强减小，外界大气压将水压入干燥管，导致丁中干燥管内液面上升。 思维建模 从各角度学会氨气的制法 (1)制取氨时，不能用硝酸铵代替氯化铵。因为硝酸铵在加热过程中可能发生爆炸性的反应，发生危险。 (2)制取氨时，不能用氢氧化钠代替熟石灰。因为氢氧化钠具有吸湿性，易结块，不利于产生NH3，且在加热条件下易腐蚀试管。 (3)氨是碱性气体，不能用酸性干燥剂(浓硫酸等)干燥，也不能用无水CaCl2干燥，因为它们均能与氨发生反应，常用碱石灰做干燥剂。 (4)实验室快速制氨气的方法：①加热浓氨水制氨气②浓氨水滴入生石灰(或NaOH)中制氨气。 【变式训练1·变载体】(2025·上海建平中学高一期中)实验室制取少量干燥的氨气涉及下列装置，其中错误的是_______。 A．制取氨 B．除去氨中的水蒸气 C．收集并检验氨 D．吸收尾气 【答案】A 【解析】A项，氯化铵受热分解为氨气和氯化氢，但氨气和氯化氢遇冷又会重新化合成氯化铵，不能用加热氯化铵的方法制取氨气，A错误；B项，碱石灰能吸收氨气中的水蒸气，且不与氨气反应，能用于干燥氨气，B正确；C项，氨气密度比空气小，用向下排空气法收集，氨气溶于水生成一水合氨，一水合氨能电离出OH-显碱性，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，可以用湿润的红色石蕊试纸检验氨气，C正确；D项，氨气极易溶于水，因此可以用水吸收氨气，同时倒扣漏斗可以防倒吸，D正确；故选A。 【逻辑思维与实验创新】【变式训练2】(2025·上海南汇中学高一期中)如图所示利用点滴板探究氨气的性质，实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水后，立即用烧杯盖住点滴板。下列对实验现象的描述和解释都正确的是_______。(不定项选择) 选项 实验现象 解释 A NaOH固体表面有气泡 NaOH吸收氨，放出水蒸气 B 湿润红色石蕊试纸变蓝 NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－ C 烧杯内有白烟 NH3+HCl=NH4Cl D FeCl3溶液变白色浑浊 氨水与氯化铁反应生成白色氢氧化铁 【答案】BC 【解析】A项，向NaOH固体上滴浓氨水，是因为NaOH溶于水放热，使浓氨水分解产生NH3，不是NaOH吸收氨放出水蒸气，A错误；B项，氨气溶于水生成NH3·H2O，NH3·H2O电离出OH－使溶液呈碱性，湿润红色石蕊试纸遇碱变蓝，解释为NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－，B正确；C项，浓盐酸挥发出HCl，氨气与HCl反应生成NH4Cl固体小颗粒，出现白烟，反应为NH3+HCl=NH4Cl，C正确；D项，氨水与FeCl3溶液反应生成红褐色Fe(OH)3沉淀，不是白色浑浊，D错误； 故选BC。 【变式训练3·变考法】(2025·上海延安中学高一期中)氨气是具有刺激性气味的气体，但在工业中却有重大作用，对其化学性质的研究利用十分必要： (1)在密闭容器内进行的是氨的催化氧化实验，发生如下反应：4NH3+5O24NO+6H2O。反应开始前，在标准状况下测得气体体积为V1，反应结束后一段时间在标准状况下测得气体体积为V2，若V1V2，则反应中转移的电子数目为 。 (2)制得的氨气经过一系列反应可以得到HNO3，现用的浓硝酸(密度)配制的稀硝酸，配制时需用量筒量取浓硝酸 。再取制得的浓度未知的硝酸，将25.6g铜与60.0mL该硝酸发生反应，铜完全溶解，产生NO2和NO混合气体的体积为8.96L(标准状况，不考虑NO2二聚)。待产生的气体全部释放后，向溶液加入100mL的NaOH溶液，恰好使溶液中的全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为 。如图是氨工业中可以用还原生成BaO，该过程分两步进行，下图表示该过程相关物质浓度随时间的变化关系，第一步反应中消耗的与的物质的量之比是 。 (3)下列离子能在溶液中共存，加入适量制得的HNO3溶液后仍可以大量共存的是_______。 A．Fe2+、Cl-、CO32-、Ca2+ B．SO32-、NH4+、S2-、Na+ C．IO3-、Ba2+、、Cl- D．Na+、HCO3-、SO42-、Mg2+ 【材料阅读】：已知NH3和Cl2在常温下可快速反应生成氮气：2NH3+3Cl2=N2+6HCl。当NH3过量时，会发生反应NH3+HCl=NH4Cl，产生白烟，因此当Cl2和NH3比例不同时，产物有差异。 (4)若利用该反应处理含有氨气和氯气的尾气，用于制备盐酸，则Cl2和NH3的最佳比例为 。该反应可用于检验化工生产中氯气是否泄漏。若氯气有少量泄漏，用氨气检验时有明显现象，此过程中发生反应的Cl2和NH3的体积比范围为 。 (5)在标准状况下，体积为1.12L，质量为3.335g的Cl2和N2的混合气体通过浓氨水后，体积变为0.672L(其中Cl2体积分数为50%)。两位同学想要根据这些数据计算被氧化的NH3的质量。下面是两位学生从不同角度解题时所列的第一步算式，请判断他们所列未知数X分别表示什么量，并填写在表格内：(单位没列出) 学生编号 所列第一步算式 未知数X表示的意义 甲 乙 (6)有Cl2和N2的混合气体，其中N2的体积分数为x，将1L该混合气体与1L的氨气混合，请直接写出x取不同范围的数值时，所得气体体积y与x的函数解析式及其定义域 。 【答案】(1)0.8NA (2)31.9 40 8：1 (3)C (4)3：2 0<<1.5 (5)被氧化NH3的物质的量 反应前Cl2的体积 (6)y= 【解析】(1)标准状况下H2O为液态，则根据反应方程式，当标准状况下气体体积减少时，转移的电子为，现在减少标准状况下的体积为4.48L，即为，得到转移的电子为，数目为：0.8NA； (2)根据溶液的稀释过程中溶质的物质的量不变，则有，解得；浓度未知的硝酸60.0mL与25.6g铜反应，则方程式为：Cu+4HNO3(浓)==Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O、3Cu+8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，得到NO2和NO的混合气体8.96L(标准状况)，根据N原子守恒得到被还原的硝酸的物质的量为：，待产生的气体全部释放后，向溶液加入100mL的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2+全部转化成沉淀，发生的反应为：HNO3+NaOH=NaNO3+H2O、，根据反应信息可以得出加入的NaOH溶液中的OH-的物质的量与溶液中的NO3-的物质的量相等，即，根据总N原子守恒可以计算出原硝酸溶液的浓度为：；根据用H2还原生成BaO的图形，第一步是H2与反应生成BaO和NH3，则反应的方程式为：，得到H2与的物质的量之比为8：1； (3)A项，Fe2+、Cl-、CO32-、Ca2+：和本身就能与CO32-反应而不共存，A不符合题意；B项，SO32-、NH4+、S2-、Na+：SO32-和S2-具有还原性，会被加入HNO3溶液氧化而不能共存，B不符合题意；C项，IO3-、Ba2+、、Cl-：各离子间不反应能共存，加入HNO3溶液也不与原溶液离子反应，能共存，C符合题意；D项，Na+、HCO3-、SO42-、Mg2+：加入HNO3溶液后能与HCO3-反应而不能共存，D不符合题意；故选C； (4)若利用该反应处理含有氨气和氯气的尾气，用于制备盐酸，则可能按照此反应2NH3+3Cl2=N2+6HCl进行，则Cl2和NH3的最佳比例为3：2；若氯气有少量泄漏，用氨气检验时有明显现象，即要便于观察，则需要生成NH4Cl固体出现白烟，还要发生反应为NH3+HCl=NH4Cl才行，即NH3过量即可，则反应的Cl2和NH3的体积比范围为：； (5)甲：由数据分析，为参加反应Cl2的物质的量，而这个数据根据方程式可知只能代表Cl2和N2的物质的量差值，将进行化简得，刚好符合被氧化NH3的物质的量数据，则X表示的为被氧化NH3的物质的量；乙：在标准状况下，将体积为1.12L的Cl2和N2的混合气体通过浓氨水后，体积变为0.672L，其中Cl2体积分数为50%，根据关系式，数据应该表示的为参加反应Cl2的体积，则得到X代表的是反应前Cl2的体积； (6)若按上式进行反应2NH3+3Cl2=N2+6HCl，如氨过量，所以还会生成氯化铵8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl，当时恰好生成NH4Cl和N2，此时(生成0.125+原来的0.625，也可用差量法2−1.25)，当，即时，剩余氨气，可以用氯气计算，差量法求得气体减少，所以，当，即时，Cl2和NH3都用完，求出生成的氮气和氯化氢气体体积之和为，原有氮气为x，所以共有气体体积为，即。 考向2 考查喷泉实验原理及应用 例2(2025·上海南洋模范中学高一期中)中学实验中，通常利用如图所示的装置进行喷泉实验，来验证HCl的极易溶于水。喷泉结束后，溶液占烧瓶体积的80%，下列有关说法不正确的是_______。 A．用滴管加入液体后，由于气体的“溶解”，使瓶内压强减小，导致瓶内压强小于外界压强，从而形成喷泉 B．选用合适的溶液，CO2也能做喷泉实验 C．实验结果说明，原烧瓶内收集到的HCl气体占烧瓶总体积的80% D．反应结束后，烧瓶中的盐酸溶液浓度约为3.57mol/L 【答案】D 【解析】A项，挤压胶头滴管，HCl极易溶于水，圆底烧瓶的气体减少，使瓶内压强减小，导致瓶内压强小于外界压强，从而形成喷泉，故A正确；B项，二氧化碳能与NaOH溶液反应，则选用NaOH溶液，CO2也能做喷泉实验，故B正确；C项，喷泉结束后，溶液占烧瓶体积的80%，为HCl溶于水得到的盐酸，则原烧瓶内收集到的HCl气体占烧瓶总体积的80%，故C正确；D项，不知道气体的温度和压强，无法计算气体的物质的量，也就无法计算烧瓶中的盐酸浓度，故D错误；故选D。 思维建模 喷泉实验思维过程 (1)喷泉实验原理：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。形成喷泉的常见组合 ①HCl、NH3、NO2、NO与O2(4∶3)、NO2与O2(4∶1)溶于水。 ②HCl、CO2、Cl2、SO2溶于NaOH溶液。 (2)常见的喷泉实验装置及引发方法 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→烧瓶内形成负压而产生喷泉。 装置Ⅱ：挤压气球→可使少量的溶液沿导管进入烧瓶→烧瓶内形成负压而产生喷泉。 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→氨气通过导管与水接触→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) 【变式训练1·变载体】在如图所示的装置中，干燥烧瓶内盛有某种气体，烧杯和胶头滴管内盛放某种液体。挤压胶头滴管的胶头，下列与实验事实不相符的是_______。 选项 气体 液体 喷泉颜色 A Cl2 饱和食盐水 黄绿色喷泉 B NH3 含有酚酞的H2O 红色喷泉 C HCl AgNO3溶液 白色喷泉 D CO2 含有酚酞的NaOH溶液 红色喷泉 【答案】A 【解析】A项，Cl2在饱和食盐水中溶解度较小，不会形成黄绿色喷泉，与事实不相符；B项，氨气易溶于水，其水溶液呈碱性，能使酚酞变红，可形成红色喷泉，与事实相符；C项，HCl和AgNO3溶液反应生成AgCl沉淀，反应后烧瓶内压强减小，能形成白色喷泉，与事实相符；D项，含有酚酞的NaOH溶液显红色，CO2能和NaOH溶液反应，形成红色喷泉，与事实相符。 【变式训练2·变考法】同温同压下，两个等体积的干燥圆底烧瓶中分别充满：①NH3，②NO2，进行喷泉实验。经充分反应后，瓶内溶液的物质的量浓度为_______。 A．①=②=③=④ B．①>②>③>④ C．①=②>③>④ D．①=②>③=④ 【答案】D 【解析】相同条件下，等体积的气体其物质的量相等，氨气极易溶于水，则盛有氨气的烧瓶倒立在水槽中时，水会充满整个烧瓶；二氧化氮和水反应方程式为：3NO2+H2O═2HNO3+NO，根据方程式可知，水充入烧瓶容积的；如混有氧气，NO与氧气发生反应生成二氧化氮，再进一步反应生成硝酸，根据计算溶液的物质的量浓度。①设体积为3L，纯净的氨气，完全溶于水，溶液的体积等于烧瓶容积，所以溶液浓度为；②设体积为3L，纯净的NO2，发生反应：3NO2+H2O═2HNO3+NO，根据方程式可知，水充入烧瓶容积的；生成HNO3的物质的量2mol，则溶液浓度为；③NO2和O2(4：1)的混合气体，发生反应：4NO2+O2+2H2O=4HNO3，这样5份的气体(4NO2+O2)生成4份HNO3，溶液体积等于二氧化氮与氧气的体积和，故浓度为；④NO2和O2(1：1)的混合气体，发生反应：4NO2+O2+2H2O=4HNO3，这样8份的气体(4NO2+4O2)生成4份HNO3，氧气有3体积未参与反应，溶液体积为：8-3=5，故浓度为；综上所诉，故选D。 【新技术与学科知识结合】【变式训练3】如图所示，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。下列说法正确的是_______。 A．制取氨氨气时烧瓶中的固体常用CaO或CaCl2 B．喷泉实验结束后，发现水未充满三颈烧瓶，肯定是因为装置气密性不好 C．关闭a，将单孔塞(插有吸入水的胶头滴管)塞紧颈口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如图乙，则E点时喷泉最剧烈 D．工业上，若出现液氨泄漏，可通过喷水处理 【答案】D 【解析】A项，CaO与H2O反应放热，且OH-浓度增大，有利于氨气的逸出，而CaCl2中性盐，能溶于水，热量的变化很小，不与水反应，对氨气的逸出没有促进作用，A项错误；B项，喷泉实验结束后，发现水未充满三颈烧瓶，可能是因为装置气密性不好，也可能是因为氨气中混有空气等，B项错误；C项，三颈烧瓶内气体压强与外界大气压之差越大，喷泉越剧烈，C点的压强最小，大气压不变，则大气压和C点的压强差最大，则C点喷泉最剧烈，C项错误；D项，氨气极易溶于水，因此工业上，若出现液氨泄漏，可通过喷水处理，D项正确；故选D。 考向3 考查氨的实验室制法及创新 例3 (2025·广东肇庆·二模)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 【答案】D 【解析】A项，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项，氨气与氯化钙反应，不能干燥氨气，故B错误；C项，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项，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。 思维建模 NH3制取实验3方面创新 (1)制取原理创新：实验室不用铵盐和碱混合共热，而将浓氨水滴加到固态碱性物质(如CaO、NaOH、碱石灰等)上，快速制取NH3。 (2)制取装置创新： (3)吸收装置创新： 【化学史与学科知识结合】【变式训练1】1873年，卡尔·冯·林德发明了以氨为制冷剂的冷冻机。兴趣小组利用下列装置制得并收集氨气，后续用于模拟制冷过程。下列装置(“→”表示气流方向)难以达到目的的是_______。 A．制备氨气 B．净化氨气 C．收集氨气 D．尾气处理 【答案】C 【解析】A项，实验室用氯化铵和氢氧化钙加热制备氨气，故A正确；B项，氨气是碱性气体，用碱石灰干燥氨气，故B正确；C项，氨气密度比空气小，用向下排空气法收集氨气，故C错误；D项，氨气易溶于水，用水吸收氨气，且该装置能防倒吸，故D正确；选C。 【变式训练2·变考法】某制肼法是以氨为氮源，用次氯酸钠氧化氨气制备水合肼(N2H4·H2O)。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CCl4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 【解析】a中浓氨水和碱石灰反应生成氨气，b中发生制取水合肼(N2H4·H2O)，c用于吸收多余的氨气，氨气不溶于CCl4，可以防止倒吸。A项，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项，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项，氨气易溶于水，不溶于CCl4，烧杯中加入CCl4可避免在进行尾气处理时发生倒吸，C正确；D项，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。 【变式训练3·变载体】碱金属的液氨溶液含有的蓝色溶剂化电子[e(NH3)n]-是强还原剂。锂与液氨反应的装置如图(夹持装置略)，已知液氨的沸点-33.5℃。下列说法正确的是_______。 A．装置A中的药品可替换为Ca(OH)2溶液与NH4Cl固体 B．D中发生的变化是Li+nNH3=Li++[e(NH3)n]- C．锂片必须打磨出新鲜表面，C、E均可选用CaCl2固体 D．D中干冰-丙酮冷却装置可改为冰水浴 【答案】B 【解析】A项，Ca(OH)2微溶于水，其溶液浓度小，与NH4Cl固体在不加热条件下不能生成氨气(加热条件也不适合制取氨气)，故装置A中药品不能换为Ca(OH)2溶液与NH4Cl固体，A项错误；B项，氨气在双口瓶中冷却为液氨，锂与液氨反应生成[e(NH3)n]-，根据原子守恒和电荷守恒可知，双口瓶中的变化为：，B项正确；C项，锂保存在石蜡中，使用前应打磨掉表面的氧化层，氨气可与氯化钙发生络合反应，故干燥管C中不能加入CaCl2固体，C项错误；D项，冰水浴温度不能达到-77℃，干冰-丙酮冷却装置不可改为冰水浴，D项错误；故选B。 ( ) 考点三 硝酸 硝酸盐 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 (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。化学；方程式为：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，如：3Cu+8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，Cu+4HNO3(浓)==Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。 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。 (4)与有机物反应 ①硝化反应(与苯反应)：＋HNO3(浓) ＋H2O； ②显色反应：含有苯基的蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。 得分速记 (1)硝酸与金属反应时既表现氧化性又表现酸性，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)硝酸与具有还原性的弱酸盐(如Na2SO3、NaI等)、碱性氧化物、碱以及其他还原剂反应时，优先发生氧化还原反应。 (4)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。 (5)涉及HNO3的离子反应常见的易错问题 ①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。 3．硝酸工业制法的反应原理 (1)NH3在催化剂作用下与O2反应生成NO：4NH3+5O24NO+6H2O； (2)NO进一步氧化生成NO2：2NO+O2=2NO2； (3)用水吸收NO2生成HNO3：3NO2+H2O=2HNO3+NO。 4．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。 得分速记 (1)硝酸浓度不同，其还原产物不同，一般为HNO3(浓)→NO2，HNO3(稀)→NO，HNO3(极稀)→N2O或NH。 (2)“钝化”并非不反应。 (3)浓硝酸能使紫色石蕊溶液先变红，后褪色。 5．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。 知识点2 硝酸盐 1．概念：硝酸盐是硝酸HNO3与金属反应形成的盐类。由金属离子(或铵离子)和硝酸根离子组成。常见的硝酸盐有硝酸钠、硝酸钾、硝酸铵、硝酸钙、硝酸铅、硝酸铈等。 2．物理性质：硝酸盐几乎全部易溶于水，只有硝酸脲微溶于水，碱式硝酸铋难溶于水，所以溶液中硝酸根不能被其他绝大多数阳离子沉淀。 3．化学性质 (1)不稳定性：固体的硝酸盐加热时能分解放出氧，其中最活泼的金属的硝酸盐仅放出一部分氧而变成亚硝酸盐，其余大部分金属的硝酸盐，分解为金属的氧化物、氧气和二氧化氮。 ①按金属活动性顺序表，钾到钠的硝酸盐受热分解生成亚硝酸盐和氧气：2KNO32KNO2＋O2↑； ②按金属活动性顺序表，镁到铜的硝酸盐受热分解生成金属的氧化物、氧气和二氧化氮：2Cu(NO3)22CuO+4NO2＋O2↑； ③按金属活动性顺序表，铜以后的硝酸盐受热分解生成金属单质、氧气和二氧化氮：2AgNO32Ag+2NO2＋O2↑。 (2)硝酸盐在高温或酸性水溶液中是强氧化剂，但在碱性或中性的水溶液几乎没有氧化作用。 考向1 考查硝酸的性质及实验探究 例1(2025·上海复旦大学附中高一期中)某小组同学探究铜和浓硝酸的反应，进行如下实验： 实验1：分别取3mL浓硝酸与不同质量的铜粉充分反应，铜粉完全溶解，溶液颜色如下表： 编号 ① ② ③ ④ ⑤ 铜粉质量/g 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 溶液颜色 绿色 草绿色 蓝绿色偏绿 蓝绿色偏蓝 蓝色 (1)铜与浓HNO3反应产生红棕色气体的化学方程式是 。 小组同学认为溶液显绿色的可能原因是： 猜想1：硝酸铜浓度较高，溶液呈绿色； 猜想2：NO2溶解在混合溶液中，溶液呈绿色． (2)依据实验1中的现象，判断猜想1是否合理 ，并说明理由 。 A．合理 B．不合理 C．无法判断 (3)取⑤中溶液， (填操作和现象)，证实猜想2成立。 小组同学查阅文献： i．“可溶性铜盐中溶解亚硝酸”可能是实验①中溶液显绿色的主要原因 ii．NO2在溶液中存在：反应1：(慢) 反应2：(快) 小组同学为确认亚硝酸参与了形成绿色溶液的过程，继续进行实验。 实验3：取3份等体积的①中绿色溶液，分别加入不同物质，观察现象。 加入物质 NaNO2固体 3滴30%H2O2溶液 3滴水 现象 溶液绿色变深 溶液迅速变为蓝色 溶液颜色几乎不变 (4)加入H2O2后溶液迅速变蓝的原因是H2O2氧化NO2、HNO2、NO(用化学方程式表示)：H2O2+2NO2=2HNO3， ， 。 【答案】(1)Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O (2)B 实验编号①~⑤中铜粉均溶解，随着硝酸铜浓度的增大，溶液颜色反而由绿色变为蓝色，与假设不符 (3)通入NO2气体，溶液颜色变绿 (4)H2O2+HNO2=HNO3+H2O 3H2O2+2NO=2HNO3+2H2O 【解析】(1)铜和浓硝酸反应生成NO2气体和水，方程式为Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O； (2)根据题意，实验编号①~⑤中铜粉均溶解，则随着铜粉质量的增加，溶液中硝酸铜的浓度浓度不断增大，但溶液颜色由绿色逐渐变为蓝色，与假设不符，故猜想1不合理，故选B； (3)猜想2认为，NO2溶解在混合溶液中使溶液呈绿色，故向⑤中溶液通入NO2，若溶液变为绿色，则猜想2成立； (4)加入H2O2后，溶液迅速变蓝，说明H2O2能够与HNO2发生反应，使溶液中HNO2浓度降低，HNO2具有还原性，H2O2具有氧化性，故H2O2将HNO2氧化为HNO3，方程式为H2O2+HNO2=HNO3+H2O，同时溶液中的NO也被H2O2氧化为HNO3，方程式为3H2O2+2NO=2HNO3+2H2O。 思维建模 利用HNO3的酸性时，要注意考虑它的强氧化性 (1)活泼金属与金属反应不生成H2。 (2)与还原性的碱性氧化物、碱反应时，要考虑硝酸的强氧化性。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。 (3)与还原性的盐(S2-、SO32-)反应时，要考虑硝酸的强氧化性。3SO32-+2H++2NO3-=3SO42-+2NO↑+H2O，而不是SO32-+2H+=SO2↑+H2O。 (4)与指示剂反应：浓硝酸可使石蕊先变红后褪色，而不是只变红。 【变式训练1·变考法】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．①中发生了反应4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O B．由②中产生红棕色气体可推测木炭与浓硝酸发生了反应 C．由③中有红棕色可推测出浓硝酸可能具有挥发性 D．③的气体产物中检测出CO2，不能得出木炭与浓硝酸发生反应的结论 【答案】B 【解析】A项，浓硝酸受热易分解，故①中发生的反应为：4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O，A错误；B项，红热木炭会使浓硝酸受热分解生成二氧化氮、氧气和水，则红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应，B错误；C项，③中红棕色气体表明浓硝酸挥发产生的硝酸蒸气与红热木炭反应生成二氧化碳、二氧化氮和水，反应中氮元素的化合价降低被还原，硝酸是氧化剂，二氧化氮是还原产物，C正确；D项，红热木炭可与空气中氧气反应生成二氧化碳，则③的气体产物中检测出二氧化碳不能说明木炭一定与浓硝酸发生了反应，D正确；故选B。 【变式训练2·变载体】 (2025·上海市晋元高级中学高三期中考试)在实验室中，浓硝酸与其他酸常配成混酸进行使用。如浓硝酸与浓盐酸按体积比所形成的混酸称为王水，常用于蚀刻工艺和一些检测分析过程。 (1)实验室中，盛放有王水的药品柜上应张贴的图标是 。 A B C D (2)黄金不溶于盐酸，也不溶于硝酸，但却可以溶解在王水中：Au +NO3-+4H++4Cl- =[AuCl4]-+NO↑+2H2O。关于王水能溶解金的理由叙述正确的是______。 A．硝酸增强了盐酸的氧化性 B．盐酸增强了硝酸的氧化性 C．盐酸提高了金的还原性 D．硝酸提高了金的还原性 【答案】(1)B (2)C 【解析】(1)王水是浓硝酸与浓盐酸按体积比1：3所形成的混酸，具有腐蚀性，故选B；(2)由方程式可知，Cl-能与氧化产物Au3+形成配合物，Cl-提高了Au的还原性，故选C。 【逻辑思维与科学建模】【变式训练3】(2025·上海南汇中学高三月考化学试卷(等级))某实验小组利用如下装置(夹持装置略)，探究浓、稀硝酸与铜反应的气体产物。 (1)仪器X的名称为 。 (2)请写出稀硝酸与铜反应的离子方程式 。 (3)将3.2 g铜与60 mL一定浓度的硝酸充分反应，铜完全溶解，得到NO2和NO混合气体的体积为8.96 L(已折算为标准状况下)。待产生的气体全部释放后，向溶液中加入100 mL 2.0 mol/L的NaOH溶液，恰好使溶液中的铜离子全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为 mol/L。 【答案】(1)蒸馏烧瓶 (2)Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O (3)10 【解析】(1)仪器X的名称为蒸馏烧瓶。(2)稀硝酸与铜反应生成硝酸铜和一氧化氮气体，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O。(3)恰好使溶液中的Cu2+全部转化成沉淀，由N原子守恒可知，原硝酸的物质的量=混合气体的物质的量+NaOH的物质的量= +100×10-3L×2mol/L=0.6mol，则原硝酸溶液的浓度为c= 。 考向2 考查金属与硝酸反应的多角度计算 例2(2025·上海上海中学高一期中)向含2.4molHNO3的稀溶液中逐渐加入铁粉至过量，溶液中金属正离子、与所加铁粉的物质的量的关系如图所示。(已知稀硝酸的还原产物只有NO)。 (1)a表示的是 的变化曲线。 (2)n1 = 。 (3)向P点溶液中加入铜粉，最多可溶解铜粉的质量是 g。【注意：此小题要求书写解题过程】 【答案】(1)Fe3+ (2)0.6 (3)11.52 【解析】向含2.4molHNO3的稀溶液中逐渐加入铁粉至过量，Fe先与稀HNO3反应的离子方程式为①Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O，当H+被消耗完时(硝酸根过量)；继续加入铁粉，则发生反应②2Fe3+ + Fe =3Fe2+。 (1)由分析可知，随着反应的进行Fe3+物质的量先增后减，故a表示Fe3+的变化曲线； (2)n1时，Fe3+的含量最高，根据反应①的计量关系(Fe~4 H+~ Fe3+)，即n(Fe3+)=n(Fe)= n1= n(H+)=0.6mol； (3)设P点时，参与反应②2Fe3+ + Fe =3Fe2+中Fe3+的物质的量为2x mol，则有： P点时有0.6-2x=3x，x=0.12，则P点溶液中n(Fe3+)=0.36mol，根据反应2Fe3+ +Cu=2Fe2++Cu2+ ，可知最多消耗铜粉质量为。 思维建模 金属与硝酸反应计算问题 (1)金属与硝酸反应计算问题的思维模型 (2)硝酸与金属反应的计算技巧 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·变载体】将2.56 gCu投入12mL10mol·L-1硝酸中，恰好完全反应，向反应后的溶液中加入40mLamol·L-1NaOH溶液，Cu2+恰好完全沉淀，将生成的气体与bmol O2一起通入足量NaOH溶液中，气体恰好被完全吸收生成c mol NaNO3。下列判断正确的是_______。 A．生成的气体中只有NO B． C． D． 【答案】C 【解析】A项， 2.56 gCu的物质的量为=0.04mol，若生成的气体中只含有NO，由方程式3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O可知，0.04molCu需要消耗HNO3，而12mL10mol·L-1硝酸中n(HNO3)=0.12mol，<0.12mol，说明还会发生反应Cu+4HNO3=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，生成的气体有NO和NO2，A错误；B项，2.56 gCu的物质的量为=0.04mol，投入12mL10mol·L-1硝酸中，恰好完全反应，向反应后的溶液中加入40mLamol·L-1NaOH溶液，Cu2+恰好完全沉淀，则n[Cu(OH)2]=0.04mol，则n(NaOH)=0.08mol，NaOH溶液的浓度为=amol/L=2mol/L，a=2，B错误；C项，将生成的气体与bmol O2一起通入足量NaOH溶液中，气体恰好被完全吸收生成c mol NaNO3，由得失电子守恒可知，O2得到的电子数和Cu失去的电子数相等，则bmol×4=0.04mol×2，则b=0.02，C正确；D项，Cu和HNO3溶液反应完全后，生成NO、NO2的混合气体，加入NaOH溶液后溶液中存在NaNO3，则NO、NO2的总物质的量为0.12mol-0.08mol=0.04mol，由N元素守恒可知，气体恰好被完全吸收生成n(NaNO3)=0.04mol，c=0.04，D错误；故选C。 【变式训练2·变考法】(2025·上海南汇中学高一期中)研究小组利用如图所示的装置探究金属铜与浓硝酸、稀硝酸的反应。请回答下列问题： (1)用铜与稀硝酸进行实验，补全可观察到的实验现象：①铜丝逐渐变细，② ，③ 。 (2)铜与浓硝酸反应的化学方程式为 。 (3)将12.8gCu投入50mL一定浓度的硝酸中，随着Cu的不断减少，反应生成气体的颜色逐渐变浅(假设硝酸对应的还原产物只有NO2和NO)，当Cu全部溶解时，硝酸恰好完全消耗，共收集到气体3.36L(换算成标准状况)，则参加反应的硝酸的物质的量为 。 【答案】(1)溶液变为蓝色 有无色气泡产生，具支试管口变为红棕色 (2) Cu+4HNO3(浓)==Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O (3)0.55mol 【解析】(1)铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，化学方程式为3Cu+8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，生成的硝酸铜使溶液呈蓝色；产生的NO是无色气体，从溶液中逸出，与空气中氧气反应NO2，NO2为红棕色，所以会观察到有无色气泡产生，具支试管口变为红棕色； (2)铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，则化学方程式为Cu+4HNO3(浓)==Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O； (3)12.8 g Cu的物质的量是=0.2mol，生成0.2mol硝酸铜。混合气体的物质的量是=0.15mol，根据氮原子守恒可知参加反应的硝酸的物质的量为0.2mol×2+0.15mol=0.55mol。 【图象与计算结合】【变式训练3】向2LFe(NO3)3、稀H2SO4 、CuSO4的混合溶液中，缓慢加入42g铁粉充分反应。加入铁粉的量与容器中产生的气体和固体的变化曲线如图所示。(以下气体体积均已换算为标准状况)请回答以下问题： 已知：①氧化性：稀； ②Fe +4H++NO3-= Fe3++NO↑+2H2O。 (1)产生的气体为 (填化学式)。 (2)b点溶液中的溶质为 (填化学式)。 (3)原溶液中Fe(NO3)3的物质的量浓度为 mol/L。 【答案】(1)NO (2) FeSO4与Fe(NO3)2 (3)0.1 【解析】2LFe(NO3)3、稀H2SO4 、CuSO4的混合溶液中存在H+、NO3-、Fe3+、Cu2+、SO42-离子，加入Fe粉，先与HNO3反应得到气体NO，再与Fe3+反应生成Fe2+，然后再与Cu2+反应得到Cu单质和Fe2+。 (1)经分析，开始时Fe与HNO3发生氧化还原反应：Fe +4H++NO3-= Fe3++NO↑+2H2O得到气体NO； (2)加入固体0~5.6g，完全溶解气体增加，说明Fe与硝酸反应，5.6~14g，固体溶解没有气体生成，说明Fe与Fe3+反应，加入固体质量为36.4g-14g=22.4gFe粉，固体质量增加25.6g，说明Fe与Cu2+反应，加入固体质量为42-36.4=5.6gFe粉，固体质量增加31.2g-25.6g=5.6g，反应不再发生。b点溶液中存在Fe2+和NO3-、FeSO4，溶质为FeSO4与Fe(NO3)2； (3)加入固体0~5.6g，Fe的物质的量为0.1mol，完全溶解气体增加，说明Fe与硝酸反应生成Fe3+的物质的量为0.1mol，加入固体5.6~14g，Fe粉的物质的量为固体溶解没有气体生成，说明Fe与Fe3+反应生成Fe2+，根据2Fe3++Fe=3Fe2+，溶液中的Fe3+的物质的量为0.15mol×2-0.1mol=0.2mol，则原溶液中Fe(NO3)3的物质的量浓度为=0.1mol/L。 ( ) 考点四 不同价态含氮物质的转化 知识点1 不同价态含氮物质的转化 1．构建氮气及其化合物转化网络 2．氮在自然界中的循环 知识点2 氮族元素的其它知识归纳 1．肼(联氨) (1)结构： 分子式 电子式 结构式 结构简式 N2H4 H2N-NH2 (2)碱性：二元弱碱，碱性比NH3弱。在水中的电离方式与氨相似，分两步进行：N2H4＋H2ON2H＋OH－、N2H＋H2ON2H＋OH－。 (3)强还原性：①水合肼在碱性溶液中能将银、镍等金属离子还原成金属单质，如2N2H4·H2O＋2Ag＋===2Ag↓＋2NH＋N2↑＋2H2O；②能被氧气、H2O2等氧化，可用作喷气式发动机推进剂、火箭燃料等。 2．As2O3、As2O5和As2S3 (1)As2O3俗称砒霜，微溶于水生成亚砷酸(H3AsO3)，可被过氧化氢氧化成砷酸(H3AsO4)，属于两性氧化物：As2O3＋6NaOH===2Na3AsO3＋3H2O，As2O3＋6HCl===2AsCl3＋3H2O。 (2)As2O5遇热不稳定，在熔点(300℃)附近即失去O2变成As2O3。 (3)As2S3俗称雌黄，可溶于碱性硫化物或碱溶液中：As2S3＋3Na2S===2Na3AsS3，As2S3＋6NaOH===Na3AsS3＋Na3AsO3＋3H2O。也可以与SnCl2、发烟盐酸反应转化为雄黄(As4S4)：2As2S3＋2SnCl2＋4HCl===As4S4＋2SnCl4＋2H2S↑。雄黄和雌黄均可以与氧气反应生成As2O3。 考向1 考查不同价态含氮物质的转化关系 例1(2025·上海上海中学高一期末)氮及其化合物的价类二维图如图所示，下列有关说法正确的是_______。 A．实验室NH3可由NH4NO3固体分解制取 B．N2生成的过程属于氮的固定 C．“雷雨发庄稼”的原理为N2→NO→NO2→HNO3 D．向浓HNO3中投入红热的木炭，产生红棕色气体，一定可以证明NO2产生于木炭与浓HNO3的反应 【答案】B 【解析】A项，NH4NO3固体分解会得到多种气体，不用NH4NO3固体分解制取NH3，A错误；B项，氮的固定是将游离态的氮转化为化合态的氮的过程，N2生成NH3的过程属于氮的固定，B正确；C项，“雷雨发庄稼”的原理为N2+O22NO、2NO+O2==2NO2、3NO2+H2O==2HNO3+NO、HNO3生成盐，C错误；D项，向浓HNO3中投入红热的木炭，产生红棕色气体，可能是木炭可与浓HNO3反应生成NO2，也可能是浓硝酸受热分解产出了NO2，D错误；故选B。 思维建模 抓住氮元素化合价的变化进行分析、判断 (1)牢记一条转化主线，侧重物质之间转化的条件及产物： N2NH3NONO2HNO3NH4NO3。 (2)结合氧化还原反应中“价态转化规律”，认识不同价态含氮物质之间的转化关系： NH3NONO2HNO3 (3)明确含氮物质的连续氧化关系：N2NONO2HNO3 【变式训练1·变载体】已知氮元素及其化合物的转化关系如图所示，下列说法不正确的是_______。 A．①步转化中1molN2可与3molH2充分反应生成2mol NH3 B．②步转化体现NH3的还原性：4NH3＋5O24NO＋6H2O C．③步转化中可观察到气体从无色变为红棕色 D．④步转化尾气中含有NO、NO2，利用NaOH溶液将其吸收 【答案】A 【解析】A项，①步转化属于可逆反应，不能进行完全，A错误；B项，②步反应是氨气催化氧化得到NO，氨气中氮元素化合价升高，体现还原性，化学方程式：4NH3＋5O24NO＋6H2O，B正确；C项，③步的反应为一氧化氮转化为二氧化氮，一氧化氮是无色气体，二氧化氮是红棕色气体，所以可观察到气体变为红棕色，C正确；D项，④步转化尾气中含有NO、NO2，利用NaOH溶液将其同时吸收时会发生反应：NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O，D正确；故选A。 【变式训练2·变考法】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 【解析】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。A项，分析可知，甲、乙、丙三种物质中都含有氮元素，A正确；B项，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项，反应Ⅳ的另一种产物NO可循环使用，C正确；D项，反应Ⅴ为NH3+HNO3=NH4NO3，N元素化合价未发生改变，D正确；故选B。 【变式训练3·变题型】 (2025·浙江省名校协作体三开学测试)氮及其化合物对生命、生产生活意义重大。NH3是重要的化工原料，可制备硝酸和肼(N2H4，具有较强还原性)。 (1)写出过量NH3发生反应I的化学方程式 。 (2)下列说法不正确的是______。 A．硝酸能使蛋白质变性 B．步骤Ⅱ应将CO(NH2)2溶液滴入NaClO溶液中 C．硝酸工业排放的NOx尾气可用NH3处理，生成无污染的物质 D．实验室可借助浓氨水和熟石灰反应快速制取少量氨气，且用无水CaCl2干燥 (3)①N2H4是一种二元弱碱：时，N2H4第一步电离平衡常数Kb1的值为 (已知：N2H4+H+N2H5+ K=8.7×10-7) ②若硝酸的结构可表示为：，已知硝酸与水分子可形成结晶水合物2HNO3•H2O，每个水分子形成三个氢键，含有六元环状结构。请写出2HNO3•H2O的结构式 (氢键用“…”表示)。 (4)已知反应Ⅲ歧化生成两种含氧酸盐，写出该反应的离子方程式 ； 根据所提供的试剂，设计实验检验溶液A中较低价态的含氧酸根离子 ； (可供选择的试剂：稀盐酸、稀硫酸、(NH4)2Fe(SO4)2溶液、KSCN溶液、KMnO4溶液) 【答案】(1)4NH3+COCl2=CO(NH2)2+2NH4Cl (2)BD (3)8.7×10-7 (4) 2NO2+2OH-=NO3-+NO2-+H2O 取A溶液少许与一试管，向其中加入足量的稀硫酸酸化，然后滴加KMnO4溶液，充分震荡反应后，若溶液紫红色褪去，说明含有NO2- 【解析】(1)由题干流程图可知，反应I为NH3与COCl2发生取代反应生成CO(NH2)2和HCl，过量的NH3与HCl反应生成NH4Cl，故过量NH3发生反应I的化学方程式为：4NH3+COCl2=CO(NH2)2+2NH4Cl；(2)A项，硝酸是一种具有强氧化性的强酸，故能使蛋白质变性，A正确；B项，由题干信息可知，N2H4具有强还原性，而NaClO具有强氧化性，故步骤Ⅱ不能将CO(NH2)2溶液滴入NaClO溶液中，否则生成的N2H4将被过量的NaClO氧化，应将NaClO溶液滴入CO(NH2)2溶液中，B错误；C项，根据氧化还原反应的规律可知，硝酸工业排放的NOx尾气可用NH3处理，生成无污染的物质N2和H2O，反应方程式为：6NOx+4xNH3=(2x+3)N2+6xH2O，C正确；D项，已知NH3能与CaCl2形成络合物，故实验室可借助浓氨水和熟石灰反应快速制取少量氨气，不能用无水CaCl2干燥，应该用碱石灰进行干燥，D错误；故选BD；(3)①N2H4是一种二元弱碱，其第一步电离方程式是N2H4+H2ON2H5++OH-，25℃时，N2H4第一步电离平衡常数Kb1===K×Kw=8.7×107×10-14=8.7×10-7；②若硝酸的结构可表示为：，硝酸与水分子可形成一水合二硝酸结晶水合物(2HNO3•H2O)，水分子中的2个H原子与硝酸分子中的非羟基氧原子形成2个氢键，水分子中的氧原子与硝酸分子中的氢原子形成1个氢键，一水合二硝酸的结构式 ；(4)由题干流程图可知，反应Ⅲ即NO2与NaOH溶液反应，发生歧化生成两种含氧酸盐即为NaNO3、NaNO2，则该反应的离子方程式为：2NO2+2OH-= NO3-+ NO2-+H2O， 根据所提供的试剂，设计实验检验溶液A中较低价态的含氧酸根离子即NO2-，NO2-具有还原性能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故设计实验为：取A溶液少许与一试管，向其中加入足量的稀硫酸酸化，然后滴加KMnO4溶液，充分震荡反应后，若溶液紫红色褪去，说明含有NO2-。 考向2 考查不同价态含氮物质转化的实验探究 例2(2025·上海南洋模范中学高一期末)化学小组同学用铜与过量浓硝酸反应制备NO2气体，实验后发现溶液呈绿色，对其原因进行如下探究： 甲同学提出猜想：浓硝酸中溶解了生成的NO2呈黄色，黄色与蓝色叠加显绿色。 实验：向2 mL 6 mol·L-1 HNO3中通入稳定的NO2气流，溶液变黄。取该溶液与蓝色Cu(NO3)2溶液混合，观察到溶液显绿色，验证了猜想。 甲同学进一步探究硝酸溶液中何种粒子与NO2作用显黄色。 实验装置 操作 编号 溶液a 现象 向溶液a中通入稳定的NO2气流8s 实验1 ___________ 溶液基本无色 实验2 3 mol·L-1 H2SO4 立即变黄 实验3 3 mol·L-1 Na2SO4 溶液基本无色 (1)写出铜和浓硝酸反应产生NO2的离子方程式 。 (2)实验1中溶液a是 。 (3)依据上述实验推知，浓硝酸中溶解NO2呈黄色是溶液中 与NO2作用的结果。 资料：i．铜与浓硝酸反应过程中可生成HNO2，HNO2易分解产生无色气体 ii．HNO2是一种弱酸。HNO2电离出NO2-，NO2-与Cu2+发生如下反应：Cu2++4NO2- [Cu(NO2)4]2+(绿色) 乙同学依据资料提出猜想：铜与浓硝酸反应过程中生成[Cu(NO2)4]2+，使溶液呈绿色。 实验4：2 mL NaNO2溶液与2 mL Cu(NO3)2溶液混合，溶液呈绿色，加入1 mL浓硝酸后，溶液变蓝。 丙同学对加入浓硝酸后溶液变蓝的原因提出猜想并进行实验验证。 猜想1：加入浓硝酸后发生反应：H++NO2-=HNO2，NO2-浓度下降，绿色消失。 猜想2：酸性条件下HNO2分解，NO2-浓度下降，绿色消失。 将实验4中蓝色溶液分成两份 加入2 mL NaOH溶液，振荡 溶液变绿色 加入2 mL H2O，振荡 溶液仍为蓝色 (4)用离子方程式表示加入NaOH溶液的作用： 。 (5)丙同学依据实验推知猜想 (填“1”或“2”)成立。 (6)综合上述实验得出：过量浓硝酸与铜反应后溶液呈绿色的主要原因是 。 【答案】(1) Cu+4H++2NO3-==Cu2++2NO2↑+2H2O (2) 6 mol·L-1 NaNO3 (3)H+ (4)加入氢氧化钠溶液后，HNO2+OH-=NO2-+H2O，NO2-浓度增大，与铜离子反应生成[Cu(NO2)4]2+，溶液变绿色 (5)1 (6)过量浓硝酸中H+与NO2作用呈黄色，硝酸铜溶液呈蓝色，黄色蓝色叠加显绿色 【解析】甲同学进探究硝酸溶液中何种粒子与NO2作用显黄色，设计思路为研究氢离子、硝酸根与NO2作用后的颜色，待探究的离子浓度应相同且为单一变量， 实验3溶液无色，说明钠离子、硫酸根不与NO2作用，故实验1中a溶液为6 mol·L-1 NaNO3溶液，探究硝酸根与NO2作用，实验2中a溶液为3 mol·L-1 H2SO4溶液，探究氢离子与NO2作用。丙同学将实验4中蓝色溶液分成两份，第一份加入NaOH溶液后溶液变为绿色，HNO2+OH-=NO2-+H2O，NO2-浓度增大，与铜离子反应生成[Cu(NO2)4]2+，溶液变绿色；第二份加入等体积的水，为空白对照实验，可证明猜想1成立。 【解析】(1)铜和浓硝酸反应产生NO2的离子方程式Cu+4H++2NO3-==Cu2++2NO2↑+2H2O (2)实验1中溶液a是：6 mol·L-1 NaNO3 (3)实验1溶液无色，说明硝酸根不与NO2作用；实验2变黄色，说明H+与NO2作用，故浓硝酸中溶液NO2呈黄色是溶液中H+与NO2作用的结果； (4)加入氢氧化钠溶液后，HNO2+OH-=NO2-+H2O，NO2-浓度增大，与铜离子反应生成[Cu(NO2)4]2+，溶液变绿色； (5)根据分析，猜想1成立； (6)综合上述实验得出：过量浓硝酸与铜反应后溶液呈绿色的主要原因是：过量浓硝酸中H+与NO2作用呈黄色，硝酸铜溶液呈蓝色，黄色蓝色叠加显绿色。 【变式训练1·变题型】某学生按图示方法进行实验，一段时间后，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。下列相应的推理错误的是_______。 A．常温下3NO2＋H2O===2HNO3＋NO能自发进行，说明该反应 B．铜位于周期表第四周期第I族 C．锥形瓶内气体颜色先变深后变浅，说明铜与稀反应生成 NO D．锥形瓶中液面下降，最终铜丝与液面脱离接触，说明体系压强增大 【答案】B 【解析】铜丝与稀硝酸反应生成一氧化氮气体，气体不断在锥形瓶中聚集，压强不断增大，把液体压到长颈漏斗，使长颈漏斗液面上升，最终铜丝与液面脱离接触，反应停止。A项，常温下3NO2＋H2O===2HNO3＋NO为熵减反应，其能自发进行，说明该反应放热，故，A正确；B项，铜为29号元素，位于周期表第四周期第IB族，B错误；C项，二氧化氮为红色、NO为无色，锥形瓶内气体颜色先变深后变浅，说明铜与稀HNO3反应生成 NO，C正确；D项，锥形瓶中液面下降，最终铜丝与液面脱离接触，说明体系压强增大，D正确；故选B。 【实验创新与科学建模】【变式训练2】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(NaNH2)。 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P2O5 D．装置④中冷凝管的进水口应接在b处 【答案】C 【解析】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项，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项，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项，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项，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。 【探究实验与学科知识结合】【变式训练3】某小组设计实验探究NaNO2的性质，装置如图所示(夹持装置省略)。 已知：Fe2++NO=[ Fe(NO)]2+ (棕色环)。实验现象：装置乙中产生“棕色环”，装置丙中溶液紫色变浅。 下列叙述错误的是_______。 A．通入装置乙中的气体可能有NO B．用K3[ Fe(CN)6]溶液检验装置甲中FeSO4是否完全反应 C．可以用含酚酞的纯碱溶液替代装置丙中酸性KMnO4溶液 D．其他条件不变，撤去水浴，产生“棕色环”速率变慢 【答案】C 【解析】装置乙中产生“棕色环”，说明乙中发生反应Fe2++NO=[ Fe(NO)]2+，即甲中反应生成NO；装置丙中酸性高锰酸钾溶液吸收NO，溶液紫色变浅。A项，装置乙中产生“棕色环”，说明乙中发生反应Fe2++NO=[ Fe(NO)]2+，即甲中反应生成NO通入装置乙中，A正确；B项，K3[ Fe(CN)6]与Fe2+反应生成蓝色沉淀，可用K3[ Fe(CN)6]溶液检验Fe2+的存在，即K3[ Fe(CN)6]检验装置甲中Fe2+是否完全反应，B正确；C项，装置丙中酸性高锰酸钾溶液吸收NO，并检验NO，不能用纯碱溶液吸收NO，C错误；D项，热水浴起加热作用，撤去热水浴，温度降低，反应速率降低，产生“棕色环”速率变慢，D正确；故选C。 考向3 考查氮族元素的其他相关知识 例3(2025·上海复旦大学附中高一期中)已知：PCl3和PCl5能发生如下水解反应：；。现将一定量的PCl3和PCl5混合物溶于足量水中，在加热条件下缓缓通入0.020mol O2，恰好将H3PO3氧化为H3PO4 (2H3PO3+O2=2H3PO4)。往反应后的溶液中加入15.725g Ca(OH)2，充分反应后磷元素全部转化为Ca3(PO4)2沉淀，过滤后得到2.5L滤液，测得c(OH-)=0.01mol∙L-1。计算： (1)所得Ca3(PO4)2(M=310g/mol)沉淀的质量 ； (2)滤液中各溶质的物质的量浓度 。 【答案】(1)9.30g (2)Ca(OH)2为0.005 mol∙L-1，CaCl2为0.044 mol∙L-1 【解析】(1)加入15.725g Ca(OH)2，其物质的量为=0.2125mol；过滤后得到2.5L滤液，测得c(OH-)=0.01mol∙L-1，剩余Ca(OH)2的物质的量为=0.0125mol，则与H3PO4、HCl反应的Ca(OH)2的物质的量为0.2125mol-0.0125mol=0.2000mol。通入0.020mol O2，由反应2H3PO3+O2=2H3PO4可得出由H3PO3转化生成的H3PO4的物质的量为0.040mol，n(H3PO3)=0.040mol。设原溶液中n(H3PO4)=x，由H3PO3——3HCl、H3PO4——5HCl，可求出生成HCl的物质的量为(0.040×3+5x)mol，依据酸碱中和反应，可得出：(0.040×3+5x)+(0.04+x)×3=0.2000mol×2，x=0.020mol。依据P、Ca2+的关系，可得出如下关系式：2P——Ca3(PO4)2，n[Ca3(PO4)2]== =0.030mol，m[Ca3(PO4)2]=0.030mol×310g/mol=9.30g，即所得Ca3(PO4)2沉淀的质量9.30g。 (2)反应后，P元素全部转化为Ca3(PO4)2沉淀，Ca(OH)2过量，HCl全部转化为CaCl2，则溶液中的溶质为Ca(OH)2和CaCl2。过滤后得到2.5L滤液，测得c(OH-)=0.01mol∙L-1，则c[Ca(OH)2]==0.005mol∙L-1，c[CaCl2]== =0.044 mol∙L-1。所以原溶液中所含Ca(OH)2的物质的量浓度为0.005 mol∙L-1，CaCl2的物质的量浓度为0.044 mol∙L-1。 思维建模 根据同族元素的性质推断氮族元素的性质 (1)位于周期表ⅤA族，包括N/P/As/Sb/Bi，最外层5电子结构决定其多种化合价(-3至+5)，P、As、Sb的低价化合物有还原性；Bi的高价化合物有强氧化性，如NaBiO3能将Mn2+氧化为MnO4-。 (2)非金属性递变规律：N＞P＞As(Sb/Bi显金属性)，对应氢化物稳定性NH3＞PH3＞AsH3。 【变式训练1·变载体】工业废水中的砷元素(主要存在形式是)具有强毒性，需要进行脱砷处理才能排放，下图是一种处理酸性废水中砷元素的工艺。下列叙述正确的是_______。 A．氧化剂可以选择KMnO4 B．氧化步骤的离子方程式： C．加有助于通过共沉淀提高除砷率 D．脱砷后排放的水可用于配制AgNO3溶液 【答案】C 【解析】高浓度的含砷废水中，砷以As(Ⅲ)和As(Ⅴ)形式存在，废水呈酸性，向废水中加入H2O2将低价态的As(Ⅲ)氧化为高价态，再加入FeCl3和NaOH，FeCl3在碱性条件下生成Fe(OH)3沉淀，砷的化合物与Fe(OH)3共同沉淀，提高除砷率，再调节废水pH，使水质符合排放标准，最终排放。A项，若氧化剂使用KMnO4，会引入新的杂质锰元素，因此氧化剂不能选择KMnO4，A项错误；B项，氧化步骤中加H2O2将氧化为，H2O2被还原为H2O，而不是生成O2，B项错误；C项，加NaOH调节pH，FeCl3会转化为Fe(OH)3沉淀， 通过共同沉淀提高除砷率，C项正确；D项，根据流程分析可知，脱砷后排放的水中含有等杂质，会与Ag+反应生成沉淀，不能用于配制AgNO3溶液，D项错误；故选C。 【工业生产与学科知识结合】【变式训练2】晶体磷酸二氢钾(KH2PO4)是一种非线性光学材料，实验室模拟工业工序设计的流程如图所示。 已知：HCl易溶于乙醇和醚等有机溶剂，下列说法不正确的是_______。 A．有机萃取剂不可选用乙醇 B．KH2PO4既可与盐酸也可与溶液反应 C．操作I、操作II是相同的操作方法 D．一系列操作III主要包括蒸发结晶、干燥 【答案】D 【解析】H3PO4加入KCl混合，用有机萃取剂进行萃取，主要反应原理为，经操作I (分液)得到有机相和水相，水相经一系列操作可得到KH2PO4晶体，反应产生的HCl易溶于有机萃取剂，有机相加入氨水进行反萃取，发生反应NH3·H2O+HCl=NH4Cl+H2O，再分液得到有机萃取剂返回萃取操作中循环使用，另一部分经蒸发浓缩、冷却结晶，过滤、洗涤、干燥便可得到NH4Cl。A项，因为乙醇与水互溶，所以有机萃取剂不可选用乙醇，A正确；B项，KH2PO4是酸式盐，既可与盐酸也可与溶液反应，B正确；C项，操作I、操作II都是分液，是相同的操作方法，C正确；D项，NH4Cl受热易分解，所以一系列操作III主要包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，D错误；故选D。 【逻辑思维与科学建模】【变式训练3】ⅤA族氮、磷、砷(As)、锑(Sb)元素及其化合物应用广泛。氨是重要的化工原料，广泛用于生产铵盐、硝酸、纯碱、医药等；肼(N2H4)的燃烧热为624kJ/mol，是常用的火箭燃料。白磷(P4)晶胞如图所示，P元素可形成多种含氧酸，其中次磷酸(H3PO2)为一元弱酸，H3PO4为三元中强酸。雌黄(As2S3)和SnCl2在盐酸中反应转化为雄黄(As4S4)和SnCl4(沸点114 ℃)并放出H2S气体。锑是带有银色光泽的灰色金属，铅锑合金一般用作铅蓄电池的负极材料。 下列化学反应表示正确的是_______。 A．NO2制HNO3的离子方程式：3NO2＋H2O=2HNO3 ＋NO B．次磷酸与足量NaOH溶液反应： C．肼燃烧的热化学方程式：； D．雌黄制备雄黄的化学方程式：2As2S3＋2SnCl2＋4HCl=As4S4＋2SnCl4＋2H2S↑ 【答案】D 【解析】A项，NO2制HNO3的离子方程式：3NO2＋H2O=2H++2NO＋NO，故A错误；B项，次磷酸是一元弱酸，次磷酸与足量NaOH溶液反应生成NaH2PO2，方程式为：，故B错误；C项，肼(N2H4)的燃烧热为624kJ/mol，即1molN2H4燃烧生成氮气和液态水时放出624kJ热量，热化学方程式： ，故C错误；D项，雌黄(As2S3)和SnCl2在盐酸中反应转化为雄黄(As4S4)和SnCl4(沸点114 ℃)并放出H2S气体，化学方程式为：2As2S3＋2SnCl2＋4HCl=As4S4＋2SnCl4＋2H2S↑，故D正确；故选D。 1．(2025·江苏卷，1，3分)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 【解析】A项，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项，湿法炼铜通过Fe置换CuSO4中的Cu，反应不涉及氮气，B错误；C项，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项，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。 2．(2025•湖北卷，13，3分) N和P为同主族相邻元素。下列关于物质性质或现象的解释错误的是_______。 A．KNO3的熔点比K3PO4的低，因为KNO3的离子键更强 B．磷单质通常不以P2形式存在，因为磷磷之间难以形成三键 C．次磷酸比硝酸的酸性弱，因为前者的H-O键极性小 D．P形成PF5而N形成NF3，因为P的价层电子轨道更多且半径更大 【答案】A 【解析】A项，熔点的差异源于离子键的强度。K3PO4中PO43-带3个负电荷，而KNO3中NO3-只带1个负电荷；离子电荷越高，静电引力越强，离子键越强，熔点越高。因此，K3PO4的离子键比KNO3更强，A错误；B项，氮因原子半径小，p轨道有效重叠，能形成稳定的N≡N三键；磷原子半径大，p轨道重叠差，难以形成稳定的P≡P三键，因此倾向于形成P4四面体结构，B正确；C项，含氧酸的酸性与O-H键极性有关。中心原子电负性越高，O-H键极性越大，越易解离H+；氮电负性高于磷，因此HNO3中O-H键极性大，酸性强；H3PO2中P电负性低，O-H键极性小，酸性弱，C正确；D项，氮价层仅有2s和2p轨道，NF3的中心原子N形成sp3杂化后有3个σ键和1个孤对电子；磷有3d轨道可参与sp3d杂化，且原子半径大，能容纳5个配体，故形成PF5，D正确；故选A。 3．(2025•广东卷，15，4分)按如图组装装置并进行实验：将铜丝插入溶液中，当c中红色褪去时，将铜丝拔离液面。下列叙述错误的是_______。 A．a中有化合反应发生，并有颜色变化 B．b中气体变红棕色时，所含氮氧化物至少有两种 C．c中溶液红色刚好褪去时，HCO3-恰好完全反应 D．若将a中稀硝酸换为浓硫酸并加热，则c中溶液颜色会褪去 【答案】C 【解析】A项，铜和稀硝酸反应，会生成一氧化氮，一氧化氮为无色气体，液面上方有氧气存在，一氧化氮与氧气反应，生成红棕色的二氧化氮，属于化合反应，生成Cu(NO3)2为蓝色，有颜色变化，A正确；B项，b中气体变红棕色时，说明有二氧化氮存在，存在2NO2(g)N2O4(g)的反应，所以所含氮氧化物至少有两种，B正确；C项，酚酞的变色范围是8.2~10，c中溶液红色刚好褪去时，此时溶液可能呈弱碱性，所以不能判断HCO3-是否恰好完全反应，C错误；D项，若将a中稀硝酸换为浓硫酸并加热，会生成二氧化硫，二氧化硫通入碳酸氢钠溶液中，可生成亚硫酸氢钠，溶液显酸性，c中溶液颜色会褪去，D正确；故选C。 4．(2025·浙江1月卷，16，3分)蛋白质中N元素含量可按下列步骤测定： 下列说法不正确的是_______。 A．步骤Ⅰ，须加入过量浓H2SO4，以确保N元素完全转化为NH4+ B．步骤Ⅱ，浓溶液过量，有利于氨的蒸出 C．步骤Ⅲ，用定量、过量盐酸标准溶液吸收NH3，以甲基红(变色的范围：4.4~6.2)为指示剂，用标准溶液滴定，经计算可得N元素的含量 D．尿素[CO(NH2)2]样品、NaNO3样品的N元素含量均可按上述步骤测定 【答案】D 【解析】蛋白质中的N元素以氨基或酰胺基形式存在，在浓硫酸、K2SO4和催化剂CuSO4作用下发生反应生成NH4+，再加入浓NaOH溶液让NH4+转化为NH3蒸出，NH3用一定量的盐酸吸收，多余的盐酸用标准NaOH溶液通过滴定测定出来，从而计算出N的含量。A项，步骤Ⅰ，加入过量浓H2SO4，使蛋白质中的氨基和酰胺基全部转化为NH4+，确保N元素完全转化为NH4+，A正确；B项，根据NH4++OH-⇋NH3·H2O⇋NH3+H2O，NaOH过量，增大OH-浓度有利于氨的蒸出，B正确；C项，步骤Ⅲ，用定量、过量盐酸标准溶液吸收NH3后，过量的HCl用标准NaOH溶液滴定，反应后溶液中有NaCl和NH4Cl，终点显酸性，用在酸性范围内变色的甲基红为指示剂，C正确；D项，NaNO3中的N元素在浓硫酸、K2SO4和催化剂CuSO4作用下不会转化为NH4+，不能按上述步骤测定，D错误；故选D。 5．(2025•湖北卷，8，3分)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 【解析】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项，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项，D(BaCl2)易溶于水，溶于水电离出Ba2+，钡是重金属，有毒，B正确；C项，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项，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；故选A。 23 / 56 学科网（北京）股份有限公司 放电或高温 放电或高温 $$ 第03讲 氮及其重要化合物 目录 01 考情解码·命题预警 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 知识点1 氮气和氮的固定 知识点2 氮的氧化物 知识点3 氮氧化物对环境的污染和防治 考向1 考查氮气的性质及氮的固定 思维建模 解答氮气的性质及固氮试题的思维模型 考向2 考查氮及其化合物的转化 考向3 考查氮氧化物、氧气溶于水的计算 思维建模 NOX、O2、H2O计算思维模型 考向4 考查氮的氧化物与环境污染 考点二 氨、铵盐 知识点1 氨气 知识点2 铵盐 知识点3 氨气的实验室制法 考向1 考查氨、铵盐的性质及实验 考向2 考查喷泉实验原理及应用 考向3 考查氨的实验室制法及创新 思维建模 从各角度学会氨气的制法 考点三 硝酸 硝酸盐 知识点1 硝酸 知识点2 硝酸盐 考向1 考查硝酸的性质及实验探究 思维建模 利用HNO3的酸性时，要注意考虑它的强氧化性 考向2 考查金属与硝酸反应的多角度计算 思维建模 金属与硝酸反应计算问题 考点四 不同价态含氮物质的转化 知识点1 不同价态含氮物质的转化 知识点2 氮族元素的其它知识归纳 考向1 考查不同价态含氮物质的转化关系 思维建模 抓住氮元素化合价的变化进行分析、判断 考向2 考查不同价态含氮物质转化的实验探究 考向3 考查氮族元素的其他相关知识 思维建模 根据同族元素的性质推断氮族元素的性质 04 真题溯源·考向感知 考点要求 考查形式 2025年 2024年 氮及其氧化物 非选择题 —— —— 氨气与铵盐 非选择题 —— —— 硝酸与硝酸盐 非选择题 —— —— 考情分析： 1．从命题题型和内容上看，近二年上海卷均没有涉及该内容，本部分重点考查氮及其化合物的性质、检验方法、实际应用，以及氮及其化合物的制备、性质的实验为载体考查基本实验操作及实验的设计评价和实验探究能力。 2．从命题思路上看，本讲单独考查含氮化合物的性质的可能性不大，但与其相关的内容会分散在一些题目中进行考查。会结合工艺流程、实验、化学反应原理考查硝酸、氨气、铵盐等物质的性质，要关注守恒法在化学计算中的应用，具有一定的综合性；磷及其化合物一般会结合物质结构等进行考查，砷及其化合物会以新材料、新技术为背景结合工艺流程、物质结构等进行考查，具有一定的应用性。 复习目标： 1．了解N2、NO、NO2的性质，掌握NH3、NO、NO2的制法及性质探究。 2．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。 3．了解氨气、铵盐的性质及用途；掌握氨气的实验室制法。 4．掌握铵根离子的检验。 5．了解氮的化合物对环境的影响。 ( ) 考点一 氮及其氧化物 知识点1 氮气和氮的固定 1．氮的固定 2．氮气 (1)结构：分子式：_________ 电子式：_________ 结构式：_________ (2)物理性质：色味气体，密度比空气略小，溶于水。 (3)化学性质 ①与H2反应：_________________________； ②与某些金属反应：______________________ Mg3N2离子化合物，在水中强烈水解：__________________________________________ ③与O2反应：在通常情况下，与O2不发生反应，但在放电或高温的条件下能与O2直接化合生成NO。 N2+O2_________ (________、汽车引擎中发生的反应) 得分速记 (1)氮的非金属性很强，是一种活泼非金属元素，但N2非常稳定，其原因是氮氮三键很强。 (2)氮的固定是化学变化，实质是游离态的N2转化为化合态氮的化合物，可简单表示为N2→含氮化合物。 4．应用 (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_________。 (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_________。 (3)雷电是自然界重要的固氮方式，应用了N2的_________。 (4)医疗上，液氮是常见的冷冻剂，应用了N2的沸点______，液氮易________，且汽化_______热量。 5．工业制法 (1)分离液态空气： (2)耗氧法： 6．实验室制法 (1)制备原理 ①高温下氨气还原氧化铜：2NH3+3CuO______________________。 ②用饱和NaNO2和NH4Cl溶液在加热条件反应：NaNO2+NH4Cl ______________________。 (2)收集方法：只能用排_________法(密度与空气接近，不能用排_________法)。 知识点2 氮的氧化物 1．氮的氧化物的种类 N的化合价 ＋1 ＋2 ＋3 ＋4 ＋5 对应氧化物 N2O(笑气) _________ N2O3 _________、N2O4 _________ 其中属于酸性氧化物的是_________和_________，对应的酸分别是_________和_________。N2O俗称_________，可以致人发笑，有轻微_________作用。 2．NO和NO2的比较 NO NO2 物理性质 色态味 _________色、_________味、气体 _________色、_________气味、气体 密度 密度略_________于空气 密度比空气_________ 熔沸点 _________ _________ 溶解性 _________ _________ 化学性质 毒性 _________ _________ 与水 _________ 3NO2+H2O=_________ NO2既是_________剂，又是_________剂 与碱 _________ 2NO2+2NaOH= _______________ NO＋NO2＋2NaOH=________________ 氧化性 2NO+2CO=_________ 2NO2+2KI= ______________________ 还原性 2NO+O2=2NO2，可使KMnO4褪色 可使KMnO4褪色 与O2、H2O 4NO+3O2+2H2O=_________ 4NO2+O2+2H2O=_________ 实验室制取 3Cu+8HNO3(稀)= ______________________ Cu+4HNO3(浓)= ______________________ 收集方法 排_________法 向_________排空气法 对环境的影响 NO与_________结合使人中毒，NO、NO2导致_________烟雾、形成酸雨及破坏臭氧层 得分速记 (1)NO2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。 (3)NO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。 (4)NO2与N2O4存在下列平衡：2NO2N2O4，因此实验测得NO2的平均相对分子质量总大于46，由于此平衡的存在，通常所说的NO2气体实际上是NO2和N2O4的混合气体。例如2 mol NO与1 molO2 充分反应，由于生成的NO2部分转化为N2O4，故实际所得的NO2少于2 mol。 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 ，可知， (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)NO、NO2、O2三种混合气体通入水中，可先按情况1)求出NO2与H2O反应生成的NO的体积，再加上原混合气体中的NO的体积即为NO的总体积，再按情况3)进行计算。 知识点3 氮氧化物对环境的污染和防治 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，产生的一种有毒的_________。 (2)酸雨：NOx排入大气中后，与水反应生成______________________，随雨雪降到地面。 (3)破坏臭氧层：NO2可使平流层中的_________减少，导致地面紫外线辐射量增加。 (4)NO与_______________结合使人中毒。 2．氮氧化物的来源 氮氧化物(NOx)主要包括_________和_________。化石燃料的燃烧、_________和_______________的排放是氮氧化物的主要来源。 3．常见的NOx尾气处理方法 (1)碱液吸收法 2NO2＋2NaOH=== ______________________，NO2＋NO＋2NaOH===______________________。 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+2xCO ______________________，一般适用于汽车尾气的处理。 (3)氨还原法：6NO＋4NH3___________________；6NO2＋8NH3___________________。 考向1 考查氮气的性质及氮的固定 例1(2025·上海浦东新高一期末)下列有关N2说法正确的是_______。 A．目前人工固氮主要通过以N2为原料的合成氨工业来实现 B．反应N2＋2O22NO2是造成汽车尾气污染的主要原因 C．N2容易液化，常用作低温实验的冷冻剂 D．N2是优质氮肥，可供农作物直接吸收利用 思维建模 解答氮气的性质及固氮试题的思维模型 (1)氮气性质思维模型：稳定性 → 键能分析 → 高温/放电条件突破 → 典型反应(O2/H2/Mg) (2)氮固定思维模型：自然固氮(闪电/生物) → 人工固氮(合成氨) → 应用(化肥/环保)。 【变式训练1·变载体】(2025·上海黄浦高一期中)自然界中氮循环如图所示： (1)上述循环中涉及到多个固氮过程，过程①是 固氮；过程②是人工固氮，写出人工固氮的方程式： 。 (2)在细菌作用下铵态氮(NH4+)与亚硝态氮(NO2-)可以转化为氮气，所涉及的离子方程式为：NH4++NO2-=N2↑+2H2O，反应中，每生成0.02mol氮气时，转移电子的物质的量为 。 【变式训练2·变载体】(2025·上海复旦大学附中高一期中)微生物在自然界中的碳、氮、硫、铁等循环中发挥着重要作用。 (1)上图氮循环中，属于氮的固定的有是_______。 A．N2转化为NH4+ B．硝化过程 C．反硝化过程 D．NH4+与NO2-在氨氧化细菌作用下转化为N2 (2)反硝化过程中，含氮物质发生_______反应。 A．氧化 B．还原 C．歧化 D．归中 【变式训练3·变载体】(2025·上海控江中学高一期中)氮元素是生命的基础，自然界中氮的循环过程如下图所示，请分析此图并回答有关问题。 (1)关于N2分子，有关说法错误的是______(选填序号)。 A．N2分子中含有共价键 B．N2分子的结构式可表示为：N≡N： C．氮气液化时，N2分子间平均距离变小 D．氮气液化，可通过增加压强或降低温度 (2)图中共表示了固氮的 种途径。农谚说：“雷雨发庄稼”。原因是雷电时实现了氮的固定，为植物提供 态氮肥。 考向2 考查氮及其化合物的转化 例2现有氮及其化合物的转化关系如下图，则下列说法不正确的是_______。 A．上述所有反应都是氧化还原反应 B．“一场雷雨，一场肥”路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是模拟雷电固氮的过程 C．反应①中每生成1 mol NO，转移4 mol 电子 D．S元素也能发生类似的转化，最终得到硫酸 【变式训练1·变考法】利用石灰乳和硝酸工业的尾气反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca(NO2)2，已知NO2+NO+ Ca(OH)2= Ca(NO2)2+H2O，下列说法不正确的是_______。 A．氧化剂与还原剂之比为1：1 B．NO2-的空间构型为角形 C．每生成1mol Ca(NO2)2，有1mol电子参与反应 D．当NO2与NO的比值为2：1时，反应所得的Ca(NO2)2的纯度最高 【变式训练2·变载体】(2025·上海七宝中学高一期中)土壤中的硝酸盐会被细菌分解。有一种脱氮硫杆菌能够利用土壤中的硫化物来分解硝酸盐，其主要化学反应原理是：。 (1)该反应过程被称为___________。 A．生物固氮 B．大气固氮 C．硝化过程 D．反硝化过程 (1)上述过程的发生改变了土壤的成分，对农业生产带来一定的不利影响。对此请从两个不同的角度进行简要说明： 。 (1)实验小组用自培的脱氮硫杆菌进行上述反应，为检测反应后的溶液中是否存在SO42- (反应前已检测体系中无SO42-存在)，先取样滴入稀盐酸，滴入几滴后发现有气泡产生，则接下来的实验操作是： 。 (1)某地土壤样品，经电泳实验发现其胶体粒子向阳极移动，则含氮量相等的下列氮肥中，不宜在该地施用的是___________。 A．氨水 B．NH4Cl C．(NH4)2SO4 D．KNO3 【变式训练3·变题型】工业上氨气经过一系列反应制得硝酸。流程如图所示： (1) NO2气体的颜色 ，浓见光或加热易分解为 和H2O。 (2)NH3发生催化氧化生成NO的反应方程式为 。 (3)尾气中含有氮氧化物NO\、NO2，可用溶液吸收，发生的反应有：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O，NO2＋NO＋2NaOH===____________＋H2O，(只填化学式，无需配平)。 (4)用不同浓度的NaOH溶液吸收NO2含量不同的尾气，测得氮氧化物吸收率与溶液浓度的关系如图所示： 依据测得的关系图，下列措施一定能提高氮氧化物吸收率的是_______(填序号)。 A．增大NaOH溶液的浓度 B．提高尾气中NO2的含量 C．在NaOH溶液加入H2O2 D．用热的NaOH溶液吸收 考向3 考查氮氧化物、氧气溶于水的计算 例3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 思维建模 NOX、O2、H2O计算思维模型 无论是单一气体(NO2)，还是NO、NO2、O2中的两者的混合气体，反应的实质是3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，2NO＋O2===2NO2，故若有气体剩余只能是NO或O2，不可能是NO2。 (1)若NO和O2通入水中，总反应式为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3(NO∶O2＝4∶3)。 (2)若NO2和O2通入水中，总反应式为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3(NO2∶O2＝4∶1)。 【变式训练1·变载体】将盛有1 mol NO和NO2混合气体的试管倒立于盛满水的水槽中，再通入0.4 mol O2，充分反应后，整个试管充满水。则原混合气体中NO与NO2体积比为_______。 A．1∶2 B．2∶5 C．3∶7 D．无法确定 【变式训练2·变题型】将装有50 mL NO2、NO混合气体的量筒倒立在水槽中，反应后气体体积缩小为30 mL，则原混合气体中NO2和NO的体积比是_______。 A．5∶3 B．3∶5 C．3∶2 D．2∶3 【变式训练3·变题型】在标准状况下，将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_______。 A． mol·L－1 B． mol·L－1 C． mol·L－1 D． mol·L－1 考向4 考查氮的氧化物与环境污染 例4(2025•上海建平中学高一期中)化石燃料的过度使用导致SO2和NOx的过度排放污染空气导致酸雨。请回答下列有关问题： (1)用足量氨水吸收SO2的化学方程式为 。 (2)测得某地雨水样本中的硫酸浓度为，则该雨水 (选填“属于”或“不属于”)酸雨。 (3)写出一个符合“反应前后存在4种价态的硫元素”要求的化学方程式 。 (4)某同学利用如图装置测定学校周围空气中SO2的含量。 通空气样品的导管末端是带许多小孔的玻璃球泡，其主要作用是 ，若空气流速为，当观察到装置内 时，结束计时，测定耗时t min。假定空气中的SO2可被溶液充分吸收，该空气样品中SO2的含量是 mg· cm-3。 (5)利用NaClO吸收液可在脱除烟气中NOx的同时脱除SO2，研究发现在不同的初始pH条件下，吸收液对流动烟气的脱硫效率都接近100%，而对NO的脱除率如下图所示。 pH=2时，脱除SO2的离子方程式为 ；反应时间时，由图可知，越小，脱除率越小，原因是： 。 思维建模 常见的NOx尾气处理方法 碱液 吸收法 工业尾气中的NOx常用碱液吸收处理，NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO2)≥n(NO) 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)和水，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 【变式训练1·变载体】 (2025·上海复旦大学附中高一期中)微生物介导的碳氮硫循环如图所示。下列说法正确的是___________。 A．S2-在富氧条件下最终的产物为SO32- B．S2-可作为电子供体去还原NO3- C．图中涉及三种元素的化合价变化 D．碳氮硫循环失衡可能导致温室效应、酸雨、白色污染等环境问题 【变式训练2·变考法】(2025·上海长宁高一期中)臭氧-氨水法是一种高效的工业脱硝技术，主要流程如下图所示： 已知：NO+O3=O2+NO2；2NO2+O3=O2+N2O5。 (1)X溶液中含有一种铵盐，它由氨水与N2O5反应生成，写出反应的离子方程式 。 (2)O3/NO摩尔比对NO脱除率、NO2转化率影响如下图，最佳摩尔比是 ，理由是 。 【尾气处理与计算结合】【变式训练3】(2025·上海复旦大学附中高一期中)工业含NO、NO2等氮氧化物的尾气排出有多种方法解决．利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO2)反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca(NO2)2，其部分工艺流程如下： (1)上述工艺中采用气液逆流接触吸收(尾气从吸收塔底进入，石灰乳从吸收塔顶喷淋)，其目的是 ；滤渣可循环使用，滤渣的主要成分是 (填化学式)。 (2)工业上也可用纯碱液吸收NOx，有关反应的化学方程式为 2NO2+Na2CO3 =NaNO3+NaNO2+CO2、NO＋NO2＋Na2CO3 =2NaNO2 +CO2。现有标准状况下aLNO2和bL NO的混合气体恰好被200mL Na2CO3溶液完全吸收，则a、b应满足的关系为 ，Na2CO3溶液的物质的量浓度为 mol·L-1。(只列式，不化简) ( ) 考点二 氨、铵盐 知识点1 氨气 1．氨的分子结构 分子式 电子式 结构式 空间构型 分子极性 _________ 键角_________ _________ _________ 2．氨的物理性质 通常状况下，氨是一种_________色、有_________气味的气体，密度比空气_________，_________溶于水(常温常压下，体积比为_________)，氨的水溶液称为_________。氨在加压下容易_________，液氨气化时吸收大量的热，使周围环境温度急剧降低，工业上可使用液氨作_________。 3．氨的化学性质 (1)氨与水的反应：NH3＋H2ONH3·H2O ________________。 (2)氨与酸的反应：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_________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：NH3＋HCl===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=== ________________________。 (4)氨的还原性——氨的催化氧化，化学方程式：4NH3＋5O2________________________。 (5)与CuO反应：________________________ (用于实验室制_________)。 (6)与氯气反应：________________________或________________________ (用于检验_________管道泄漏)。 得分速记 (1)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。 (2)氨水呈碱性，NH3·H2O属于一元弱碱，计算氨水的浓度时，溶质按NH3进行计算。 (3)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 4．喷泉实验及拓展应用 (1)喷泉实验的原理：使烧瓶内外在短时间内产生较大的压强差，利用大气压将烧瓶下面烧杯中的液体压入烧瓶内，在尖嘴导管口形成喷泉。 (2)形成喷泉的类型 下面是几种常见的能形成喷泉的气体和吸收剂。 气体 HCl NH3 CO2、Cl2、SO2、H2S NO2 NO、O2、(4∶3) NO2、O2(4∶1) 吸收剂 _________ _________ _________ _________ _________ _________ (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_________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，_________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_________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_________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_________，现象为有淡黄色粉末状物质生成，瓶内壁附有水珠，NaOH溶液_________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_________，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_________，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。 知识点2 铵盐 1．铵盐的物理性质：铵盐都是离子化合物，都是_________色固体，均_________溶于水。 2．铵盐的化学性质 (1)不稳定性 ①NH4Cl受热分解：NH4Cl_______________ (用于除去或分离_________)。 ②NH4HCO3或(NH4)2CO3受热分解：NH4HCO3 ________________________；(NH4)2CO32NH3↑+CO2↑+H2O ③硝酸铵的分解有四种情况： 110 ℃时分解：NH4NO3＝HNO3＋NH3↑ 185 ℃～200 ℃分解：NH4NO3＝N2O↑＋2H2O 230°C以上，同时有弱光：2NH4NO3=2N2↑+O2↑+4H2O 在400°C以上时，剧烈分解发生爆炸：4NH4NO3=3N2↑+2NO2↑+8H2O ④硫酸铵分解两种情况 硫酸铵在280℃就开始分解，分解产物放出氨气而生成硫酸氢铵(酸式硫酸铵)：(NH4)2SO4=NH3+NH4HSO4； 513℃时则硫酸铵完全分解，分解放出氨气、氮气、二氧化硫及水：3(NH4)2SO4=________________________ (2)与碱反应 ①在稀溶液中不加热：________________________。 ②加热时或浓溶液：________________________。 (3)铵盐溶于水易水解：________________________。铵盐溶液可能显_________，如强酸的铵盐溶液；可能呈_________，如醋酸铵溶液；也可能呈_________，如碳酸铵溶液。 3．NH的检验 未知液呈碱性产生使湿润的红色石蕊试纸变_________的气体，则证明含NH。 得分速记 向某盐中加入强碱溶液，用湿润的红色石蕊试纸进行检验，若试纸没有变蓝，则不能说明盐中不含有NH4+，因为盐中含有NH4+，加入强碱溶液后，需要加热才能产生NH3。 知识点3 氨的实验室制法 1．原理：利用复分解反应强碱制弱碱：_______________________________________________ 2．药品的选择： (1)铵盐：制取NH3时，一般用NH4Cl而不用NH4NO3、(NH4)2SO4或(NH4)2CO3，原因如下： 铵盐 不选用的理由 NH4NO3 受热分解，会发生_________，不安全 (NH4)2SO4 与Ca(OH)2反应时生成CaSO4，反应物呈块状，不利于_________逸出，且反应后试管难清洗 (NH4)2CO3 受热分解会产生_________，使收集到的NH3不纯 (2)碱：一般用熟石灰，不用_________，因为_________易吸水结块，而且对玻璃仪器腐蚀性较强。 3．装置：固－固反应加热装置(同制O2) (1)发生装置的试管口略_________倾斜； (2)加热温度不宜过高，并用酒精灯外焰由_________向_________逐渐加热。 4．干燥：________________________ 得分速记 不能用浓H2SO4、CaCl2干燥，CaCl2与NH3反应：CaCl2+8NH3= CaCl2·8 NH3。 5．收集：向_________排空气法收集，收集装置和反应装置的试管和导管必须是_________的。由于氨气的密度比空气小，因此收集氨气时，导管应插入接近试管的_________。 6．验满： (1)用湿润的红色石蕊试纸放置在试管口_________，若变_________，说明已经收集满。　　 (2)用蘸取浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，若有_________生成，说明已经收集满。 7．尾气吸收：多余的氨要吸收掉(可在导管口放一团用水或稀硫酸浸湿的_________)，以避免污染空气。但多余气体在尾气吸收时要防止_________。常采用的装置有： 8．氨气的其它实验室制法 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 考向1 考查氨、铵盐的性质及实验 例1(2025·上海南汇中学高一期中)按下图装置进行实验(夹持装置省略)，回答下列问题： (1)写出甲装置中反应的化学方程式 。 (2)若甲中缺少Ca(OH)2，则 (选填“能”或“不能”)制得NH3，理由是 。 (3)乙中a处比b处 (选填“先”或“后”)变蓝，丙中 (选填“有”或“无”)有白烟。 (4)丁中干燥管内液面上升，理由是 。 思维建模 从各角度学会氨气的制法 (1)制取氨时，不能用硝酸铵代替氯化铵。因为硝酸铵在加热过程中可能发生爆炸性的反应，发生危险。 (2)制取氨时，不能用氢氧化钠代替熟石灰。因为氢氧化钠具有吸湿性，易结块，不利于产生NH3，且在加热条件下易腐蚀试管。 (3)氨是碱性气体，不能用酸性干燥剂(浓硫酸等)干燥，也不能用无水CaCl2干燥，因为它们均能与氨发生反应，常用碱石灰做干燥剂。 (4)实验室快速制氨气的方法：①加热浓氨水制氨气②浓氨水滴入生石灰(或NaOH)中制氨气。 【变式训练1·变载体】(2025·上海建平中学高一期中)实验室制取少量干燥的氨气涉及下列装置，其中错误的是_______。 A．制取氨 B．除去氨中的水蒸气 C．收集并检验氨 D．吸收尾气 【逻辑思维与实验创新】【变式训练2】(2025·上海南汇中学高一期中)如图所示利用点滴板探究氨气的性质，实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水后，立即用烧杯盖住点滴板。下列对实验现象的描述和解释都正确的是_______。(不定项选择) 选项 实验现象 解释 A NaOH固体表面有气泡 NaOH吸收氨，放出水蒸气 B 湿润红色石蕊试纸变蓝 NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－ C 烧杯内有白烟 NH3+HCl=NH4Cl D FeCl3溶液变白色浑浊 氨水与氯化铁反应生成白色氢氧化铁 【变式训练3·变考法】(2025·上海延安中学高一期中)氨气是具有刺激性气味的气体，但在工业中却有重大作用，对其化学性质的研究利用十分必要： (1)在密闭容器内进行的是氨的催化氧化实验，发生如下反应：4NH3+5O24NO+6H2O。反应开始前，在标准状况下测得气体体积为V1，反应结束后一段时间在标准状况下测得气体体积为V2，若V1V2，则反应中转移的电子数目为 。 (2)制得的氨气经过一系列反应可以得到HNO3，现用的浓硝酸(密度)配制的稀硝酸，配制时需用量筒量取浓硝酸 。再取制得的浓度未知的硝酸，将25.6g铜与60.0mL该硝酸发生反应，铜完全溶解，产生NO2和NO混合气体的体积为8.96L(标准状况，不考虑NO2二聚)。待产生的气体全部释放后，向溶液加入100mL的NaOH溶液，恰好使溶液中的全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为 。如图是氨工业中可以用还原生成BaO，该过程分两步进行，下图表示该过程相关物质浓度随时间的变化关系，第一步反应中消耗的与的物质的量之比是 。 (3)下列离子能在溶液中共存，加入适量制得的HNO3溶液后仍可以大量共存的是_______。 A．Fe2+、Cl-、CO32-、Ca2+ B．SO32-、NH4+、S2-、Na+ C．IO3-、Ba2+、、Cl- D．Na+、HCO3-、SO42-、Mg2+ 【材料阅读】：已知NH3和Cl2在常温下可快速反应生成氮气：2NH3+3Cl2=N2+6HCl。当NH3过量时，会发生反应NH3+HCl=NH4Cl，产生白烟，因此当Cl2和NH3比例不同时，产物有差异。 (4)若利用该反应处理含有氨气和氯气的尾气，用于制备盐酸，则Cl2和NH3的最佳比例为 。该反应可用于检验化工生产中氯气是否泄漏。若氯气有少量泄漏，用氨气检验时有明显现象，此过程中发生反应的Cl2和NH3的体积比范围为 。 (5)在标准状况下，体积为1.12L，质量为3.335g的Cl2和N2的混合气体通过浓氨水后，体积变为0.672L(其中Cl2体积分数为50%)。两位同学想要根据这些数据计算被氧化的NH3的质量。下面是两位学生从不同角度解题时所列的第一步算式，请判断他们所列未知数X分别表示什么量，并填写在表格内：(单位没列出) 学生编号 所列第一步算式 未知数X表示的意义 甲 乙 (6)有Cl2和N2的混合气体，其中N2的体积分数为x，将1L该混合气体与1L的氨气混合，请直接写出x取不同范围的数值时，所得气体体积y与x的函数解析式及其定义域 。 考向2 考查喷泉实验原理及应用 例2(2025·上海南洋模范中学高一期中)中学实验中，通常利用如图所示的装置进行喷泉实验，来验证HCl的极易溶于水。喷泉结束后，溶液占烧瓶体积的80%，下列有关说法不正确的是_______。 A．用滴管加入液体后，由于气体的“溶解”，使瓶内压强减小，导致瓶内压强小于外界压强，从而形成喷泉 B．选用合适的溶液，CO2也能做喷泉实验 C．实验结果说明，原烧瓶内收集到的HCl气体占烧瓶总体积的80% D．反应结束后，烧瓶中的盐酸溶液浓度约为3.57mol/L 思维建模 喷泉实验思维过程 (1)喷泉实验原理：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。形成喷泉的常见组合 ①HCl、NH3、NO2、NO与O2(4∶3)、NO2与O2(4∶1)溶于水。 ②HCl、CO2、Cl2、SO2溶于NaOH溶液。 (2)常见的喷泉实验装置及引发方法 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→烧瓶内形成负压而产生喷泉。 装置Ⅱ：挤压气球→可使少量的溶液沿导管进入烧瓶→烧瓶内形成负压而产生喷泉。 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→氨气通过导管与水接触→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) 【变式训练1·变载体】在如图所示的装置中，干燥烧瓶内盛有某种气体，烧杯和胶头滴管内盛放某种液体。挤压胶头滴管的胶头，下列与实验事实不相符的是_______。 选项 气体 液体 喷泉颜色 A Cl2 饱和食盐水 黄绿色喷泉 B NH3 含有酚酞的H2O 红色喷泉 C HCl AgNO3溶液 白色喷泉 D CO2 含有酚酞的NaOH溶液 红色喷泉 【变式训练2·变考法】同温同压下，两个等体积的干燥圆底烧瓶中分别充满：①NH3，②NO2，进行喷泉实验。经充分反应后，瓶内溶液的物质的量浓度为_______。 A．①=②=③=④ B．①>②>③>④ C．①=②>③>④ D．①=②>③=④ 【新技术与学科知识结合】【变式训练3】如图所示，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。下列说法正确的是_______。 A．制取氨氨气时烧瓶中的固体常用CaO或CaCl2 B．喷泉实验结束后，发现水未充满三颈烧瓶，肯定是因为装置气密性不好 C．关闭a，将单孔塞(插有吸入水的胶头滴管)塞紧颈口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如图乙，则E点时喷泉最剧烈 D．工业上，若出现液氨泄漏，可通过喷水处理 考向3 考查氨的实验室制法及创新 例3 (2025·广东肇庆·二模)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 思维建模 NH3制取实验3方面创新 (1)制取原理创新：实验室不用铵盐和碱混合共热，而将浓氨水滴加到固态碱性物质(如CaO、NaOH、碱石灰等)上，快速制取NH3。 (2)制取装置创新： (3)吸收装置创新： 【化学史与学科知识结合】【变式训练1】1873年，卡尔·冯·林德发明了以氨为制冷剂的冷冻机。兴趣小组利用下列装置制得并收集氨气，后续用于模拟制冷过程。下列装置(“→”表示气流方向)难以达到目的的是_______。 A．制备氨气 B．净化氨气 C．收集氨气 D．尾气处理 【变式训练2·变考法】某制肼法是以氨为氮源，用次氯酸钠氧化氨气制备水合肼(N2H4·H2O)。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CCl4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 【变式训练3·变载体】碱金属的液氨溶液含有的蓝色溶剂化电子[e(NH3)n]-是强还原剂。锂与液氨反应的装置如图(夹持装置略)，已知液氨的沸点-33.5℃。下列说法正确的是_______。 A．装置A中的药品可替换为Ca(OH)2溶液与NH4Cl固体 B．D中发生的变化是Li+nNH3=Li++[e(NH3)n]- C．锂片必须打磨出新鲜表面，C、E均可选用CaCl2固体 D．D中干冰-丙酮冷却装置可改为冰水浴 ( ) 考点三 硝酸 硝酸盐 知识点1 硝酸 1．物理性质：__________色，__________挥发，具有__________气味的__________体，__________溶于水。浓硝酸常因为溶解有__________而呈黄色。质量分数为__________的硝酸为常用浓硝酸。__________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__________ 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__________ (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。化学；方程式为：4HNO3(浓) ________________________。 (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__________性，而且浓度越__________，氧化性越__________。 硝酸的强氧化性规律：①温度越__________，硝酸越__________，其氧化性越__________。 ②与硝酸反应时，还原剂一般被氧化成__________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) ________________________，S+6HNO3 (浓) ________________________。 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，如：3Cu+8HNO3(稀)== ________________________，Cu+4HNO3(浓)== ________________________。 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： 3Fe2＋＋4H＋＋NO===________________________。 (4)与有机物反应 ①硝化反应(与苯反应)：＋HNO3(浓) ________________________； ②显色反应：含有__________的蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。 得分速记 (1)硝酸与金属反应时既表现氧化性又表现酸性，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)硝酸与具有还原性的弱酸盐(如Na2SO3、NaI等)、碱性氧化物、碱以及其他还原剂反应时，优先发生氧化还原反应。 (4)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。 (5)涉及HNO3的离子反应常见的易错问题 ①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。 3．硝酸工业制法的反应原理 (1)NH3在催化剂作用下与O2反应生成NO：________________________； (2)NO进一步氧化生成NO2：________________________； (3)用水吸收NO2生成HNO3：________________________。 4．硝酸的保存 (1)保存硝酸：棕色瓶(避光)、玻璃塞(橡胶塞易被__________)、阴凉处(防热)。 (2)存放的浓硝酸中，因分解产生的__________溶于HNO3而使其呈黄色。与工业盐酸中因含Fe3＋而呈黄色易混。 得分速记 (1)硝酸浓度不同，其还原产物不同，一般为HNO3(浓)→NO2，HNO3(稀)→NO，HNO3(极稀)→N2O或NH。 (2)“钝化”并非不反应。 (3)浓硝酸能使紫色石蕊溶液先变红，后褪色。 5．硝酸的用途 (1)在工业上可用于制__________、农药、__________、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__________。 知识点2 硝酸盐 1．概念：硝酸盐是硝酸HNO3与金属反应形成的盐类。由金属离子(或铵离子)和硝酸根离子组成。常见的硝酸盐有__________、__________、__________、硝酸钙、硝酸铅、硝酸铈等。 2．物理性质：硝酸盐几乎全部__________溶于水，只有硝酸脲微溶于水，碱式硝酸铋难溶于水，所以溶液中硝酸根不能被其他绝大多数__________沉淀。 3．化学性质 (1)不稳定性：固体的硝酸盐加热时能分解放出__________，其中最活泼的金属的硝酸盐仅放出一部分氧而变成__________，其余大部分金属的硝酸盐，分解为金属的氧化物、氧气和__________。 ①按金属活动性顺序表，钾到钠的硝酸盐受热分解生成__________和氧气：2KNO3________________________； ②按金属活动性顺序表，镁到铜的硝酸盐受热分解生成金属的氧化物、氧气和__________：2Cu(NO3)2________________________； ③按金属活动性顺序表，铜以后的硝酸盐受热分解生成金属单质、氧气和__________：2AgNO3________________________。 (2)硝酸盐在高温或酸性__________中是__________，但在碱性或__________的水溶液几乎__________。 考向1 考查硝酸的性质及实验探究 例1(2025·上海复旦大学附中高一期中)某小组同学探究铜和浓硝酸的反应，进行如下实验： 实验1：分别取3mL浓硝酸与不同质量的铜粉充分反应，铜粉完全溶解，溶液颜色如下表： 编号 ① ② ③ ④ ⑤ 铜粉质量/g 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 溶液颜色 绿色 草绿色 蓝绿色偏绿 蓝绿色偏蓝 蓝色 (1)铜与浓HNO3反应产生红棕色气体的化学方程式是 。 小组同学认为溶液显绿色的可能原因是： 猜想1：硝酸铜浓度较高，溶液呈绿色； 猜想2：NO2溶解在混合溶液中，溶液呈绿色． (2)依据实验1中的现象，判断猜想1是否合理 ，并说明理由 。 A．合理 B．不合理 C．无法判断 (3)取⑤中溶液， (填操作和现象)，证实猜想2成立。 小组同学查阅文献： i．“可溶性铜盐中溶解亚硝酸”可能是实验①中溶液显绿色的主要原因 ii．NO2在溶液中存在：反应1：(慢) 反应2：(快) 小组同学为确认亚硝酸参与了形成绿色溶液的过程，继续进行实验。 实验3：取3份等体积的①中绿色溶液，分别加入不同物质，观察现象。 加入物质 NaNO2固体 3滴30%H2O2溶液 3滴水 现象 溶液绿色变深 溶液迅速变为蓝色 溶液颜色几乎不变 (4)加入H2O2后溶液迅速变蓝的原因是H2O2氧化NO2、HNO2、NO(用化学方程式表示)：H2O2+2NO2=2HNO3， ， 。 思维建模 利用HNO3的酸性时，要注意考虑它的强氧化性 (1)活泼金属与金属反应不生成H2。 (2)与还原性的碱性氧化物、碱反应时，要考虑硝酸的强氧化性。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。 (3)与还原性的盐(S2-、SO32-)反应时，要考虑硝酸的强氧化性。3SO32-+2H++2NO3-=3SO42-+2NO↑+H2O，而不是SO32-+2H+=SO2↑+H2O。 (4)与指示剂反应：浓硝酸可使石蕊先变红后褪色，而不是只变红。 【变式训练1·变考法】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．①中发生了反应4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O B．由②中产生红棕色气体可推测木炭与浓硝酸发生了反应 C．由③中有红棕色可推测出浓硝酸可能具有挥发性 D．③的气体产物中检测出CO2，不能得出木炭与浓硝酸发生反应的结论 【变式训练2·变载体】 (2025·上海市晋元高级中学高三期中考试)在实验室中，浓硝酸与其他酸常配成混酸进行使用。如浓硝酸与浓盐酸按体积比所形成的混酸称为王水，常用于蚀刻工艺和一些检测分析过程。 (1)实验室中，盛放有王水的药品柜上应张贴的图标是 。 A B C D (2)黄金不溶于盐酸，也不溶于硝酸，但却可以溶解在王水中：Au +NO3-+4H++4Cl- =[AuCl4]-+NO↑+2H2O。关于王水能溶解金的理由叙述正确的是______。 A．硝酸增强了盐酸的氧化性 B．盐酸增强了硝酸的氧化性 C．盐酸提高了金的还原性 D．硝酸提高了金的还原性 【逻辑思维与科学建模】【变式训练3】(2025·上海南汇中学高三月考化学试卷(等级))某实验小组利用如下装置(夹持装置略)，探究浓、稀硝酸与铜反应的气体产物。 (1)仪器X的名称为 。 (2)请写出稀硝酸与铜反应的离子方程式 。 (3)将3.2 g铜与60 mL一定浓度的硝酸充分反应，铜完全溶解，得到NO2和NO混合气体的体积为8.96 L(已折算为标准状况下)。待产生的气体全部释放后，向溶液中加入100 mL 2.0 mol/L的NaOH溶液，恰好使溶液中的铜离子全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为 mol/L。 考向2 考查金属与硝酸反应的多角度计算 例2(2025·上海上海中学高一期中)向含2.4molHNO3的稀溶液中逐渐加入铁粉至过量，溶液中金属正离子、与所加铁粉的物质的量的关系如图所示。(已知稀硝酸的还原产物只有NO)。 (1)a表示的是 的变化曲线。 (2)n1 = 。 (3)向P点溶液中加入铜粉，最多可溶解铜粉的质量是 g。【注意：此小题要求书写解题过程】 思维建模 金属与硝酸反应计算问题 (1)金属与硝酸反应计算问题的思维模型 (2)硝酸与金属反应的计算技巧 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·变载体】将2.56 gCu投入12mL10mol·L-1硝酸中，恰好完全反应，向反应后的溶液中加入40mLamol·L-1NaOH溶液，Cu2+恰好完全沉淀，将生成的气体与bmol O2一起通入足量NaOH溶液中，气体恰好被完全吸收生成c mol NaNO3。下列判断正确的是_______。 A．生成的气体中只有NO B． C． D． 【变式训练2·变考法】(2025·上海南汇中学高一期中)研究小组利用如图所示的装置探究金属铜与浓硝酸、稀硝酸的反应。请回答下列问题： (1)用铜与稀硝酸进行实验，补全可观察到的实验现象：①铜丝逐渐变细，② ，③ 。 (2)铜与浓硝酸反应的化学方程式为 。 (3)将12.8gCu投入50mL一定浓度的硝酸中，随着Cu的不断减少，反应生成气体的颜色逐渐变浅(假设硝酸对应的还原产物只有NO2和NO)，当Cu全部溶解时，硝酸恰好完全消耗，共收集到气体3.36L(换算成标准状况)，则参加反应的硝酸的物质的量为 。 【图象与计算结合】【变式训练3】向2LFe(NO3)3、稀H2SO4 、CuSO4的混合溶液中，缓慢加入42g铁粉充分反应。加入铁粉的量与容器中产生的气体和固体的变化曲线如图所示。(以下气体体积均已换算为标准状况)请回答以下问题： 已知：①氧化性：稀； ②Fe +4H++NO3-= Fe3++NO↑+2H2O。 (1)产生的气体为 (填化学式)。 (2)b点溶液中的溶质为 (填化学式)。 (3)原溶液中Fe(NO3)3的物质的量浓度为 mol/L。 ( ) 考点四 不同价态含氮物质的转化 知识点1 不同价态含氮物质的转化 1．构建氮气及其化合物转化网络 2．氮在自然界中的循环 知识点2 氮族元素的其它知识归纳 1．肼(联氨) (1)结构： 分子式 电子式 结构式 结构简式 ______ ______ (2)碱性：______碱，碱性比______弱。在水中的电离方式与氨相似，分两步进行：N2H4＋H2O________________________、N2H＋H2O________________________。 (3)强还原性：①水合肼在碱性溶液中能将银、镍等金属离子还原成____________，如2N2H4·H2O＋2Ag＋===________________________；②能被氧气、H2O2等氧化，可用作喷气式发动机____________、____________等。 2．As2O3、As2O5和As2S3 (1)As2O3俗称______，______溶于水生成____________，可被过氧化氢氧化成________________________，属于______氧化物：As2O3＋6NaOH===________________________，As2O3＋6HCl===________________________。 (2)As2O5遇热不稳定，在熔点(300℃)附近即失去O2变成______。 (3)As2S3俗称______，可溶于碱性硫化物或碱溶液中：As2S3＋3Na2S===___________________，As2S3＋6NaOH=== ________________________。也可以与SnCl2、发烟盐酸反应转化为______________：2As2S3＋2SnCl2＋4HCl=== ________________________。雄黄和雌黄均可以与氧气反应生成______。 考向1 考查不同价态含氮物质的转化关系 例1(2025·上海上海中学高一期末)氮及其化合物的价类二维图如图所示，下列有关说法正确的是_______。 A．实验室NH3可由NH4NO3固体分解制取 B．N2生成的过程属于氮的固定 C．“雷雨发庄稼”的原理为N2→NO→NO2→HNO3 D．向浓HNO3中投入红热的木炭，产生红棕色气体，一定可以证明NO2产生于木炭与浓HNO3的反应 思维建模 抓住氮元素化合价的变化进行分析、判断 (1)牢记一条转化主线，侧重物质之间转化的条件及产物： N2NH3NONO2HNO3NH4NO3。 (2)结合氧化还原反应中“价态转化规律”，认识不同价态含氮物质之间的转化关系： NH3NONO2HNO3 (3)明确含氮物质的连续氧化关系：N2NONO2HNO3 【变式训练1·变载体】已知氮元素及其化合物的转化关系如图所示，下列说法不正确的是_______。 A．①步转化中1molN2可与3molH2充分反应生成2mol NH3 B．②步转化体现NH3的还原性：4NH3＋5O24NO＋6H2O C．③步转化中可观察到气体从无色变为红棕色 D．④步转化尾气中含有NO、NO2，利用NaOH溶液将其吸收 【变式训练2·变考法】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 【变式训练3·变题型】 (2025·浙江省名校协作体三开学测试)氮及其化合物对生命、生产生活意义重大。NH3是重要的化工原料，可制备硝酸和肼(N2H4，具有较强还原性)。 (1)写出过量NH3发生反应I的化学方程式 。 (2)下列说法不正确的是______。 A．硝酸能使蛋白质变性 B．步骤Ⅱ应将CO(NH2)2溶液滴入NaClO溶液中 C．硝酸工业排放的NOx尾气可用NH3处理，生成无污染的物质 D．实验室可借助浓氨水和熟石灰反应快速制取少量氨气，且用无水CaCl2干燥 (3)①N2H4是一种二元弱碱：时，N2H4第一步电离平衡常数Kb1的值为 (已知：N2H4+H+N2H5+ K=8.7×10-7) ②若硝酸的结构可表示为：，已知硝酸与水分子可形成结晶水合物2HNO3•H2O，每个水分子形成三个氢键，含有六元环状结构。请写出2HNO3•H2O的结构式 (氢键用“…”表示)。 (4)已知反应Ⅲ歧化生成两种含氧酸盐，写出该反应的离子方程式 ； 根据所提供的试剂，设计实验检验溶液A中较低价态的含氧酸根离子 ； (可供选择的试剂：稀盐酸、稀硫酸、(NH4)2Fe(SO4)2溶液、KSCN溶液、KMnO4溶液) 考向2 考查不同价态含氮物质转化的实验探究 例2(2025·上海南洋模范中学高一期末)化学小组同学用铜与过量浓硝酸反应制备NO2气体，实验后发现溶液呈绿色，对其原因进行如下探究： 甲同学提出猜想：浓硝酸中溶解了生成的NO2呈黄色，黄色与蓝色叠加显绿色。 实验：向2 mL 6 mol·L-1 HNO3中通入稳定的NO2气流，溶液变黄。取该溶液与蓝色Cu(NO3)2溶液混合，观察到溶液显绿色，验证了猜想。 甲同学进一步探究硝酸溶液中何种粒子与NO2作用显黄色。 实验装置 操作 编号 溶液a 现象 向溶液a中通入稳定的NO2气流8s 实验1 ___________ 溶液基本无色 实验2 3 mol·L-1 H2SO4 立即变黄 实验3 3 mol·L-1 Na2SO4 溶液基本无色 (1)写出铜和浓硝酸反应产生NO2的离子方程式 。 (2)实验1中溶液a是 。 (3)依据上述实验推知，浓硝酸中溶解NO2呈黄色是溶液中 与NO2作用的结果。 资料：i．铜与浓硝酸反应过程中可生成HNO2，HNO2易分解产生无色气体 ii．HNO2是一种弱酸。HNO2电离出NO2-，NO2-与Cu2+发生如下反应：Cu2++4NO2- [Cu(NO2)4]2+(绿色) 乙同学依据资料提出猜想：铜与浓硝酸反应过程中生成[Cu(NO2)4]2+，使溶液呈绿色。 实验4：2 mL NaNO2溶液与2 mL Cu(NO3)2溶液混合，溶液呈绿色，加入1 mL浓硝酸后，溶液变蓝。 丙同学对加入浓硝酸后溶液变蓝的原因提出猜想并进行实验验证。 猜想1：加入浓硝酸后发生反应：H++NO2-=HNO2，NO2-浓度下降，绿色消失。 猜想2：酸性条件下HNO2分解，NO2-浓度下降，绿色消失。 将实验4中蓝色溶液分成两份 加入2 mL NaOH溶液，振荡 溶液变绿色 加入2 mL H2O，振荡 溶液仍为蓝色 (4)用离子方程式表示加入NaOH溶液的作用： 。 (5)丙同学依据实验推知猜想 (填“1”或“2”)成立。 (6)综合上述实验得出：过量浓硝酸与铜反应后溶液呈绿色的主要原因是 。 【变式训练1·变题型】某学生按图示方法进行实验，一段时间后，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。下列相应的推理错误的是_______。 A．常温下3NO2＋H2O===2HNO3＋NO能自发进行，说明该反应 B．铜位于周期表第四周期第I族 C．锥形瓶内气体颜色先变深后变浅，说明铜与稀反应生成 NO D．锥形瓶中液面下降，最终铜丝与液面脱离接触，说明体系压强增大 【实验创新与科学建模】【变式训练2】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(NaNH2)。 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P2O5 D．装置④中冷凝管的进水口应接在b处 【探究实验与学科知识结合】【变式训练3】某小组设计实验探究NaNO2的性质，装置如图所示(夹持装置省略)。 已知：Fe2++NO=[ Fe(NO)]2+ (棕色环)。实验现象：装置乙中产生“棕色环”，装置丙中溶液紫色变浅。 下列叙述错误的是_______。 A．通入装置乙中的气体可能有NO B．用K3[ Fe(CN)6]溶液检验装置甲中FeSO4是否完全反应 C．可以用含酚酞的纯碱溶液替代装置丙中酸性KMnO4溶液 D．其他条件不变，撤去水浴，产生“棕色环”速率变慢 考向3 考查氮族元素的其他相关知识 例3(2025·上海复旦大学附中高一期中)已知：PCl3和PCl5能发生如下水解反应：；。现将一定量的PCl3和PCl5混合物溶于足量水中，在加热条件下缓缓通入0.020mol O2，恰好将H3PO3氧化为H3PO4 (2H3PO3+O2=2H3PO4)。往反应后的溶液中加入15.725g Ca(OH)2，充分反应后磷元素全部转化为Ca3(PO4)2沉淀，过滤后得到2.5L滤液，测得c(OH-)=0.01mol∙L-1。计算： (1)所得Ca3(PO4)2(M=310g/mol)沉淀的质量 ； (2)滤液中各溶质的物质的量浓度 。 思维建模 根据同族元素的性质推断氮族元素的性质 (1)位于周期表ⅤA族，包括N/P/As/Sb/Bi，最外层5电子结构决定其多种化合价(-3至+5)，P、As、Sb的低价化合物有还原性；Bi的高价化合物有强氧化性，如NaBiO3能将Mn2+氧化为MnO4-。 (2)非金属性递变规律：N＞P＞As(Sb/Bi显金属性)，对应氢化物稳定性NH3＞PH3＞AsH3。 【变式训练1·变载体】工业废水中的砷元素(主要存在形式是)具有强毒性，需要进行脱砷处理才能排放，下图是一种处理酸性废水中砷元素的工艺。下列叙述正确的是_______。 A．氧化剂可以选择KMnO4 B．氧化步骤的离子方程式： C．加有助于通过共沉淀提高除砷率 D．脱砷后排放的水可用于配制AgNO3溶液 【工业生产与学科知识结合】【变式训练2】晶体磷酸二氢钾(KH2PO4)是一种非线性光学材料，实验室模拟工业工序设计的流程如图所示。 已知：HCl易溶于乙醇和醚等有机溶剂，下列说法不正确的是_______。 A．有机萃取剂不可选用乙醇 B．KH2PO4既可与盐酸也可与溶液反应 C．操作I、操作II是相同的操作方法 D．一系列操作III主要包括蒸发结晶、干燥 【逻辑思维与科学建模】【变式训练3】ⅤA族氮、磷、砷(As)、锑(Sb)元素及其化合物应用广泛。氨是重要的化工原料，广泛用于生产铵盐、硝酸、纯碱、医药等；肼(N2H4)的燃烧热为624kJ/mol，是常用的火箭燃料。白磷(P4)晶胞如图所示，P元素可形成多种含氧酸，其中次磷酸(H3PO2)为一元弱酸，H3PO4为三元中强酸。雌黄(As2S3)和SnCl2在盐酸中反应转化为雄黄(As4S4)和SnCl4(沸点114 ℃)并放出H2S气体。锑是带有银色光泽的灰色金属，铅锑合金一般用作铅蓄电池的负极材料。 下列化学反应表示正确的是_______。 A．NO2制HNO3的离子方程式：3NO2＋H2O=2HNO3 ＋NO B．次磷酸与足量NaOH溶液反应： C．肼燃烧的热化学方程式：； D．雌黄制备雄黄的化学方程式：2As2S3＋2SnCl2＋4HCl=As4S4＋2SnCl4＋2H2S↑ 1．(2025·江苏卷，1，3分)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 2．(2025•湖北卷，13，3分) N和P为同主族相邻元素。下列关于物质性质或现象的解释错误的是_______。 A．KNO3的熔点比K3PO4的低，因为KNO3的离子键更强 B．磷单质通常不以P2形式存在，因为磷磷之间难以形成三键 C．次磷酸比硝酸的酸性弱，因为前者的H-O键极性小 D．P形成PF5而N形成NF3，因为P的价层电子轨道更多且半径更大 3．(2025•广东卷，15，4分)按如图组装装置并进行实验：将铜丝插入溶液中，当c中红色褪去时，将铜丝拔离液面。下列叙述错误的是_______。 A．a中有化合反应发生，并有颜色变化 B．b中气体变红棕色时，所含氮氧化物至少有两种 C．c中溶液红色刚好褪去时，HCO3-恰好完全反应 D．若将a中稀硝酸换为浓硫酸并加热，则c中溶液颜色会褪去 4．(2025·浙江1月卷，16，3分)蛋白质中N元素含量可按下列步骤测定： 下列说法不正确的是_______。 A．步骤Ⅰ，须加入过量浓H2SO4，以确保N元素完全转化为NH4+ B．步骤Ⅱ，浓溶液过量，有利于氨的蒸出 C．步骤Ⅲ，用定量、过量盐酸标准溶液吸收NH3，以甲基红(变色的范围：4.4~6.2)为指示剂，用标准溶液滴定，经计算可得N元素的含量 D．尿素[CO(NH2)2]样品、NaNO3样品的N元素含量均可按上述步骤测定 5．(2025•湖北卷，8，3分)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 1 / 41 学科网（北京）股份有限公司 放电或高温 $$