5.2 氮及其化合物 （10大题型专项训练）化学人教版必修第二册

第二节 氮及其化合物 题型01 氮气与氮的固定 题型02 一氧化氮和二氧化氮 题型03 NO、NO2溶于水的相关计算——加合式法 题型04 环境污染 环境保护 题型05 氨的性质 题型06 喷泉的原理及相关计算 题型07 氨的制法 题型08 铵盐的性质 NH4+的检验 题型09 硝酸的性质 硝酸的工业制法 题型10 硝酸与金属反应的相关计算 题型01 氮气与氮的固定 1．氮气的结构与化学性质 （1）N2的结构：N2的结构式为N≡N ，氮氮键很难断裂，化学性质很稳定。 （2）化学性质 N2在高温、放电等条件下，N2获得足够的能量，使N≡N断裂。 如：①3Mg＋N2Mg3N2； ②N2＋3H22NH3； ③N2＋O22NO。 2．氮的固定：将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程。 （1）自然固氮：大自然通过闪电释放的能量将空气中的氮气转化为氮的化合物，或者通过豆科植物的根瘤菌将氮气转化成氨。 （2）人工固氮：人类通过控制条件，将氮气氧化或还原为氮的化合物，最重要的人工固氮途径就是工业合成氨 。 3．自然界中氮的循环 【典例1】下列关于氮元素及氮气性质的说法中，错误的是 A．植物从土壤中吸收N、N转化为氨基酸 B．植物秸秆燃烧时释放出氮氧化物，参与了氮的循环 C．N2的化学性质不活泼，故N2不支持燃烧 D．大气、陆地和水体中的氮元素在不停地进行着氮的循环 【答案】C 【详解】A．植物通过根系吸收铵态氮（）和硝态氮（），并将其转化为氨基酸等有机物，A正确； B．秸秆燃烧释放氮氧化物（如NO、NO2），这些物质参与大气氮循环，B正确； C．虽然N2常温下稳定，但在高温下可与镁等金属反应，说明其并非绝对“不支持燃烧”，C错误； D．氮循环是自然界中氮元素在不同圈层间的持续转化过程，D正确； 故选C。 【变式1-1】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＋2O2 2NO2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 【详解】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，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．氮气和氧气高温生成NO，N2＋O2 2NO是造成汽车尾气污染的主要原因，B错误； C．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．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。 【变式1-2】有报道称“氮气能有效减少轮胎的噪音，延长轮胎使用寿命”，关于氮气的性质的说法，错误的是 A．通常情况下，氮气性质很不活泼 B．可在氧气中燃烧，生成一氧化氮 C．在水中溶解度小(通常情况下) D．跟氢气在一定条件下发生反应，氮气是氧化剂 【答案】B 【详解】A．氮气分子中存在牢固的氮氮三键，通常情况下化学性质稳定，不易发生反应，A正确； B．氮气与氧气反应需要高温或放电条件，生成一氧化氮，但氮气本身不会在氧气中“燃烧”，B错误； C．氮气在水中的溶解度极低，属于难溶气体，C正确； D．氮气与氢气合成氨时，氮元素化合价从0降至-3，氮气被还原，故作为氧化剂，D正确； 故选B。 【变式1-3】自然界中的氮循环过程如图。下列有关叙述正确的是 A．过程②属于人工固氮过程 B．若足量，则过程②中可以一步转化为 C．过程④中，生成至少需要提供 D．该循环中只有氮元素的化合价发生了变化 【答案】C 【详解】A．过程②涉及豆科植物，属于生物固氮（自然固氮），A错误； B．N2转化为NO2需分步进行：N2→NO（放电）、NO→NO2（氧化），无法一步完成，B错误； C．过程④中，N元素从-3价升至+5价，失8e-；1 mol O2得4 mol e-，所以生成至少需要提供，C正确； D．循环中O2参与反应（如生成NO、），O元素的化合价从0变为-2，并非只有N元素化合价变化，D错误； 答案选C。 题型02 一氧化氮和二氧化氮 1．NO与NO2的性质比较 物质 NO NO2 色、态、味、毒性 无色、无臭、有毒气体，密度比空气略大 红棕色、有刺激性气味、有毒气体，密度比空气大，易液化 水溶性 不溶于水 易溶于水 与氧气反应 2NO＋O2===2NO2(还原性) 不反应 与水反应 不反应 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO(自身氧化还原) 与氧气、水同时作用 4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3 4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3 氧化性 6NO＋4NH35N2＋6H2O 6NO2＋8NH37N2＋12H2O NO2能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 2．易错警示 （1）实验室里收集NO气体是用排水法而不能用排空气法。 （2）检验NO气体的方法是向气体中通入O2(或空气)，气体由无色变为红棕色。 （3）氮的氧化物都是大气污染物，NO2是造成光化学烟雾的主要物质，实验中产生的NO2尾气可用NaOH溶液吸收，发生反应：2NaOH＋2NO2===NaNO2＋NaNO3＋H2O。 【典例2】下列对NO、NO2的描述正确的是 A．NO是红棕色气体，易溶于水，是酸性氧化物 B．NO在人体内作为“信使分子”能扩张血管，提高免疫力等，因此大气中的NO对人体无害 C．NO、NO2在一定条件下可相互转化 D．NO、NO2互为同素异形体，且NO2能与水反应，不能用排水法收集 【答案】C 【详解】A．NO是无色气体，难溶于水，且不属于酸性氧化物，A错误； B．虽然NO在人体内有生理功能，但大气中的NO属于污染物，对人体有害，B错误； C．NO与反应生成，方程式为：；与水反应生成NO，方程式为：，二者可相互转化，C正确； D．同素异形体是同种元素组成的不同单质，而NO和NO2均为化合物，不互为同素异形体，D错误。 故选C。 【变式2-1】含氮元素的部分物质间相互转化关系如图所示。下列说法正确的是 A．通入NH3后的水溶液能导电说明NH3为电解质 B．反应①②均属于氮的固定 C．反应④证明NO是酸性氧化物 D．工业上常用N2通过反应②④制备HNO3 【答案】B 【分析】N2与H2在高温高压、催化剂存在条件下反应产生NH3，N2与O2在放电时反应产生NO，NH3与O2在催化剂存在条件下加热反应产生NO，NO与O2反应产生NO2，NO2与H2O反应产生HNO3、NO，NO与O2、H2O反应产生HNO3。 【详解】A．通入NH3的水溶液能够导电是因为NH3与H2O反应生成NH3·H2O，NH3·H2O电离出自由移动的离子，而NH3自身不能电离，故NH3属于非电解质，A错误； B．氮的固定是将游离态氮转化为化合态氮的过程，反应①是N2→NH3；反应②是N2→NO，都是N元素的单质转化为氮元素的化合物，因此这两个反应都符合氮的固定，B正确； C．酸性氧化物需与碱反应生成盐和水且反应过程中元素的化合价不变，NO不能与碱反应生成盐，也不能通过非氧化还原反应生成HNO3，故NO不是酸性氧化物，C错误； D．工业制HNO3的流程为N2→NH3→NO→NO2→HNO3，而并不是直接通过N2→NO和NO→HNO3，D错误； 故合理选项是B。 【变式2-2】下列说法正确的是 A．实验室能用排空气法收集N2、NO和NO2 B．工业上可以用N2冷却镁蒸气 C．除去NO中的NO2气体可以使混合气体通过蒸馏水 D．NO、NO2、N2O3、N2O5都属于酸性氧化物 【答案】C 【详解】A．N2密度与空气接近，不能用排空气法，可根据N2难溶于水的性质，使用排水的方法收集；NO会与O2反应生成NO2，也不能用排空气法。可根据NO难溶于水的性质，使用排水的方法收集；只有NO2密度比空气大，与空气的成分不反应，因此可用向上排空气法收集NO2气体，A错误； B．镁蒸气高温下会与N2反应生成Mg3N2，工业上通常用惰性气体如Ar进行冷却镁蒸气得到金属Mg，B错误； C．NO2能够与水反应生成HNO3和NO，因此可将含有NO2杂质的NO气体通过盛有蒸馏水的洗气瓶，来有效去除NO中的杂质NO2，C正确； D．NO为不成盐氧化物；NO2与水会发生歧化反应生成HNO3、NO，也不属于酸性氧化物；N2O3和N2O5分别与H2O反应生成HNO2、HNO3，因此N2O3、N2O5属于酸性氧化物，D错误； 故合理选项是C。 【变式2-3】室温下，将充满的试管倒立在水中，实验现象如下图。下列分析不正确的是 A．易溶于水，不能用排水法收集 B．试管中剩余的无色气体可能是 C．取试管中的溶液，滴加紫色石蕊溶液，溶液显红色，是因为与反应生成了酸 D．向试管中再缓缓通入一定量的，试管中的液面上升 【答案】B 【详解】A．NO2与水可发生反应（3NO2+H2O=2HNO3+NO↑），会被水吸收，因此不能用排水法收集，A正确； B．NO2与水反应的化学方程式为3NO2+H2O=2HNO3+NO↑，生成的NO为无色气体且难溶于水，故剩余无色气体应为NO，而非N2O4，B错误； C．NO2与水反应生成HNO3，HNO3为强酸，溶液显酸性，能使紫色石蕊溶液变红，C正确； D．试管中剩余气体为NO，通入O2后发生反应4NO+3O2+2H2O=4HNO3，气体被吸收，试管内压强减小，液面上升，D正确； 故答案选B。 题型03 NO、NO2溶于水的相关计算——加合式法 氮的氧化物与水反应的计算规律： 1．NO2单独溶于水(按反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO计算)，剩余气体是NO，V(NO)＝V(NO2)。 2．NO2和O2混合气体溶于水的计算： 由4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可知： V(NO2)∶V(O2) 3．NO与O2同时通入水中： 由4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3可知： V(NO)∶V(O2) 4． NO2、NO、O2三种混合气体通入水中： （1）可先将NO和O2转化为NO2，再按上述各种情况分别处理。 （2）也可先将NO2和H2O反应转化为NO，再按4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3情况处理。 【典例3】在标准状况下，烧瓶内充满气体，将此烧瓶倒扣在盛水的水槽内（已知），充分反应后（NO不与水反应，也不溶于水），此时烧瓶内溶液的物质的量浓度为 A．0.067 mol/L B．0.045 mol/L C．0.030 mol/L D．0.025 mol/L 【答案】B 【详解】设烧瓶体积为 L。标准状况下，物质的量 mol。根据反应，反应后生成物质的量，NO物质的量。NO不溶于水，占据体积 L。溶液体积 L。溶液的物质的量浓度。故答案选B。 【变式3-1】如图所示，在注射器里吸入20 mL NO（标准状况下），然后吸入5 mL水。若再吸入30 mL空气（标准状况，按O2占空气总体积计算），夹住弹簧夹，让内外大气压相同，观察现象。下列叙述不正确的是 A．可观察到注射器的活塞缓缓向左移动 B．可观察到注射器内气体由无色变成红棕色，最后变成无色 C．最终剩余气体体积约为30 mL D．所得硝酸的浓度约为0.07 mol·L-1（假设所得硝酸的体积与吸入水的体积相同） 【答案】C 【详解】A．在注射器中发生的反应为和，可以看出均为气体分子数减小反应，故活塞缓缓向左移动，A项正确； B．一氧化氮与氧气发生反应生成二氧化氮，二氧化氮与水发生反应生成硝酸和一氧化氮，标准状况下，气体体积之比等于其物质的量之比，根据可以列出，消耗的氧气为，参与反应的一氧化氮为12mL，生成了12mL二氧化氮，此反应中气体体积减小6mL， 根据(5mL水过量)可以列出，12mL的二氧化氮参与反应生成了4mL的一氧化氮，最终剩余的气体为NO，故可观察到注射器内气体由无色变成红棕色，最后变成无色，B项正确； C．标准状况下，气体体积之比等于其物质的量之比，根据可以列出，消耗的氧气为，参与反应的一氧化氮为12mL，生成了12mL二氧化氮，此反应中气体体积减小6mL， 根据(5mL水过量)可以列出，12mL的二氧化氮参与反应生成了4mL的一氧化氮，故此反应中气体体积减小了8mL，最终剩余体积约为20mL+30mL-6mL-8mL=36mL，C项错误； D．根据C选项中分析可得，参与反应的二氧化氮体积为12mL，根据方程式，可以列出，硝酸的浓度，D项正确； 故选C。 【变式3-2】常温常压下，将盛有25 mL NO2和O2混合气体的量筒倒置于盛满水的水槽中，一段时间后，气体体积减小到5 mL且不再变化，则原混合气体中NO2和O2的体积比可能为 A．1∶1 B．18∶7 C．9∶16 D．23∶2 【答案】D 【详解】①若混合气体中氧气过量，发生4NO2+O2+H2O=4HNO3，剩余5mL气体为氧气，则NO2的体积为(25mL-5mL)×=16mL，O2的体积为5mL+(25mL-5mL)×=9mL，二者体积比为16:9； ②若二氧化氮过量，则先发生4NO2+O2+H2O=4HNO3，后发生3NO2+H2O=2HNO3+NO，剩余5mL气体为NO，由3NO2+H2O=2HNO3+NO可知剩余二氧化氮为5mL×3=15mL，则氧气的体积为(25mL-15mL)×=2mL，则二者体积比为(25mL-2mL):2mL=23:2； 故选D。 【变式3-3】如图所示，常温常压下，在注射器里吸入，然后吸入水。若再吸入空气(氧气体积占)，夹住弹簧夹，让内外大气压相同，观察。下列叙述不正确的是 (已知常温常压下) A．可观察到注射器内气体由无色变成红棕色，最后变成无色 B．可观察到注射器的活塞缓缓向右移动 C．最终剩余气体体积约为 D．所得硝酸溶液的浓度约为 【答案】B 【详解】A．在注射器中发生的反应为和，故可观察到注射器内气体由无色变成红棕色，最后生成硝酸后溶液变成无色，A项正确； B．注射器中反应均为气体分子数减小的反应，故活塞缓缓向左移动，B项错误； C．同温同压下，气体体积之比等于其物质的量之比，根据可得出关系，吸入氧气的体积为过量，参与反应的一氧化氮为，生成了二氧化氮，此反应中气体体积减小，根据可得二氧化氮参与反应生成了一氧化氮，此反应中气体体积减小了，最终剩余气体体积约为，C项正确； D．根据C选项中分析可得，，故硝酸的浓度为，D项正确； 答案选B。 题型04 环境污染 环境保护 一、环境污染 1．引起温室效应的气体除CO2之外，还有CH4等。 2．酸雨、光化学烟雾、臭氧层空洞均与氮氧化物NOx有关。 3．CO2不属于空气污染物。 二、酸雨及其防治 1．酸雨 SO2、含氮氧化物NOx 及其在大气中发生反应后的生成物溶于雨水（pH<5.6）后形成的。 2．SO2、含氮氧化物NOx 的主要来源 （1）SO2：主要来源于煤、石油和某些含硫的金属矿物的燃烧或冶炼。 （2）NOx：主要来源于机动车产生的尾气 。 3．SO2、NOx对人体的危害 SO2与NOx会引起呼吸道疾病，危害人体健康，严重时会使人死亡。 4．防治措施 （1）工业废气排放到大气中之前，必须进行适当处理，防止有害物质污染大气。 （2）减少化石燃料的直接燃烧，如脱硫处理。 （3）改进汽车尾气的处理技术，控制尾气排放。 【典例4】化学与环境密切相关，下列有关说法正确的是 A．、、都是大气污染物，在空气中都能稳定存在 B．化石燃料完全燃烧不会造成大气污染 C．、都会导致酸雨的形成 D．大气中含量的增加会导致温室效应加剧 【答案】D 【详解】A．、、均为大气污染物，但在空气中易与反应生成，不能稳定存在，A错误； B．化石燃料完全燃烧仍可能释放等污染物，导致大气污染，B错误； C．不会直接导致酸雨（酸雨主要由和引起），C错误； D．是温室气体，其含量增加会加剧温室效应，D正确； 故答案选D。 【变式4-1】氮的氧化物均是大气污染物，将机动车尾气中的NO转化为N2可有效保护大气环境。从物质的性质角度考虑，下列物质中不能实现该转化的是 A．CO B．NH3 C．KMnO4 D．C 【答案】C 【详解】A．CO具有还原性，在催化剂作用下，CO与NO能发生反应生成N2和CO2，A不符合题意； B．NH3具有还原性，在催化剂作用下，能将NO还原为N2，同时有水生成，B不符合题意； C．KMnO4具有强氧化性，能将NO氧化为更高价态的氮氧化物，不能生成N2，C符合题意； D．C具有还原性，在一定条件下，能将NO还原为N2，D不符合题意； 故选C。 【变式4-2】在全面推进美丽中国建设中，化学知识发挥着巨大的作用。下列有关说法错误的是 A．酸雨对环境有巨大危害，酸雨的pH小于5.6 B．汽车尾气中的CO对环境有害，CO属于酸性氧化物 C．可以杀死河水中的有害细菌，该过程利用了的强氧化性 D．光化学烟雾具有持久性危害，是造成光化学烟雾的物质之一 【答案】B 【详解】A．酸雨指pH小于5.6的雨水，因正常雨水溶解CO2后pH约为5.6，酸雨酸性更强，A正确； B．CO虽为有害气体，但CO无法与碱直接反应生成盐，属于不成盐氧化物，B错误； C．O3的强氧化性可破坏细菌结构，用于杀菌消毒，C正确； D．NO2参与光化学反应生成光化学烟雾，是其主要成因之一，D正确； 故选B。 【变式4-3】汽车尾气中主要含有、CO、NO等物质，在汽车尾气的排气管上安装“催化转化器”，可以实现尾气净化。下列说法正确的是 A．尾气净化反应中，CO为氧化剂 B．尾气净化反应中，为还原产物 C．CO和NO为酸性氧化物 D．氮氧化物形成酸雨时没有发生氧化还原反应 【答案】B 【分析】汽车尾气中主要含有、CO、NO等物质，“催化转化器”可以实现尾气净化，说明CO与NO反应生成的是N2和CO2，由此可写出有关化学方程式：。 【详解】A．CO转化为二氧化碳过程中，碳元素化合价升高，CO作还原剂，A错误； B．N2是氮元素化合价降低过程中得到的，NO为氧化剂，为还原产物，B正确； C．CO、NO与碱均不反应，都不属于酸性氧化物，C错误； D．氮氧化物可形成硝酸型酸雨，该过程涉及反应：，属于氧化还原反应，D错误； 故选B。 题型05 氨的性质 1．氨的物理性质 氨是无色、有刺激性气味的气体，密度比空气的小，很容易液化。氨极易溶于水，在常温常压下，1体积水大约可溶解700体积氨。 2．氨的化学性质 （1）氨气与水的反应 ①氨极易溶于水，但氨溶于水时，大部分NH3与H2O结合形成一水合氨(NH3·H2O)。而一小部分NH3·H2O电离成NH和OH－，所以氨水显弱碱性。 NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－ NH3·H2O不稳定，受热时分解为NH3和H2O，NH3·H2ONH3↑＋H2O。 ②氨水的成分：在氨水中的微粒有三种分子（NH3·H2O、NH3、H2O）和三种离子（NH、OH－、H＋）。 ③一水合氨(NH3·H2O)是一种弱碱，具有碱的通性，是很好的沉淀剂，可使多种金属阳离子如Fe3＋、Al3＋等生成沉淀。例如：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH。 （2）NH3与酸反应生成铵盐 ①浓氨水挥发出的NH3与浓盐酸挥发出的HCl相遇形成白烟：NH3＋HCl===NH4Cl ②氨通入稀硫酸中反应的离子方程式为NH3＋H＋===NH4＋。 （3）氨气的还原性 性质 化学方程式 催化氧化 4NH3＋5O24NO＋6H2O 被氯气氧化 2NH3＋3Cl2===N2＋6HCl或8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl 被氧化铜氧化 3CuO＋2NH33Cu＋N2＋3H2O 【典例5】对NH3有关性质的描述，错误的是 A．NH3极易溶于水 B．氨的催化氧化体现了NH3的还原性 C．氨的水溶液呈弱碱性，能使酚酞溶液变红 D．图中浓盐酸换成浓硫酸时现象也相同 【答案】D 【详解】A．NH3极易溶于水，常温常压下，1体积水可溶解700体积的氨气，A正确； B．氨在催化氧化过程中生成NO，体现了NH3的还原性，B正确； C．氨气溶于水生成一水合氨，一水合氨电离出OH-使得溶液呈碱性，C正确； D．浓盐酸易挥发出HCl气体，与挥发出NH3反应生成NH4Cl固体，故可以看到白烟，可用此法检验氨气，而浓硫酸难挥发，故不能看到产生白烟，D错误； 故答案选D。 【变式5-1】氯碱车间能用浓氨水检验氯气管道是否泄漏，其相关反应为。用表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．所含的质子数为 B．标准状况下，消耗17.92时转移电子数为 C．当有被还原时，消耗的分子数为 D．通入水中充分溶解，溶液中分子数为 【答案】B 【详解】A．未指明是标准状况，无法计算，A项错误； B．由方程式可计算，消耗17.92L即时转移电子数为，B项正确； C．由方程式分析可知，被氧化的氨气占参加反应氨气的四分之一，C项错误； D．氨水中存在平衡：通入水中充分溶解，溶液中分子数小于，D项错误。 故选B。 【变式5-2】如图所示的是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，立即用盖子扣在上面，下页表中对实验现象所做的解释正确的是 选项 实验现象 解释 A 浓盐酸附近产生白烟 与浓盐酸挥发出来的HCl气体反应生成了微小的晶体 B 浓硫酸附近无明显现象 与浓硫酸不发生反应 C 湿润的红色石蕊试纸变蓝 是一种可溶性碱 D 氯化物溶液变浑浊 该溶液可能是BaCl2溶液 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．向NaOH固体上滴几滴浓氨水，产生与浓盐酸挥发出来的HCl气体发生反应，生成了微小的晶体，故在浓盐酸附近产生白烟，A正确； B．与浓硫酸发生反应生成硫酸铵，因浓硫酸沸点高，难挥发，故在浓硫酸附近无明显现象，B错误； C．氨气遇湿润的红色石蕊试纸变蓝，与水反应生成的一水合氨使水溶液呈碱性，氨气不是碱，C错误； D．氯化物溶液变浑浊，氨气与氯化物生成难溶的氢氧化物比如氢氧化镁，氢氧化铝等，氢氧化钡易溶于水，该溶液不可能氯化钡，D错误； 故答案为：A。 【变式5-3】关于氨水的叙述中错误的是 A．氨水的主要成分是NH3·H2O B．氨水可使酚酞指示剂变红 C．氨水中含有两种分子 D．氨水中溶质的质量分数越大，溶液的密度越小 【答案】C 【详解】A．氨气溶于水与水反应生成一水合氨，一水合氨为弱电解质，只有一小部分电离，大部分以NH3•H2O形式存在，因此氨水的主要成分是NH3·H2O，故A正确； B．氨水中的一水合氨为弱碱，电离产生氢氧根离子，显碱性，可使酚酞指示剂变红，故B正确； C．氨水中存在NH3 + H2O NH3·H2ONH4+＋OH－，含有H2O、NH3、NH3•H2O三种分子，故C错误； D．氨水的密度比水小，则氨水中溶质的质量分数越大，溶液密度越小，故D正确； 故选C。 题型06 喷泉的原理及相关计算 1.喷泉实验的原理 使烧瓶内外在短时间内产生较大的压强差，利用大气压将烧瓶下面烧杯中的液体压入烧瓶内，在尖嘴导管口形成喷泉。 2.形成喷泉的类型 下面是几种常见的能形成喷泉的气体和液体（溶解或者发生化学反应引起的压强差）。 气体 HCl NH3 CO2、Cl2、SO2、H2S NO2＋O2（4∶1） NO＋O2（4∶3） 吸收剂 水、NaOH溶液 水 NaOH溶液 水 水 3.喷泉实验的常见装置 说明：装置①引发喷泉的方法是打开弹簧夹并挤压胶头滴管；装置②引发喷泉的方法是打开止水夹，用热毛巾或双手捂热烧瓶，松开后片刻即形成喷泉现象。 4.喷泉实验的有关计算 （1）实验完成后，溶液充满烧瓶，溶质的物质的量与气体的物质的量相同(由体积换算确定)。 标况下若烧瓶体积为V L，则有V(aq)＝V L，nB＝，cB＝＝＝ mol·L－1。 （2）若溶质由部分气体转化而成，则依实际情况判断。如标准状况下，总体积为V L的NO2与O2按4∶1混合后做喷泉实验，发生的反应为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，则有V(aq)＝V L，nB＝×，cB＝＝ mol·L－1。 【典例6】常温常压下，1体积水能溶解约700体积NH3。用如图所示装置进行实验，下列说法不正确的是 A．挤压胶头滴管并打开止水夹后，观察到烧杯中的水倒吸入烧瓶，产生红色“喷泉” B．“喷泉”的产生能证明装置内外产生了压强差 C．若将NH3换成CO2，也能产生明显的“喷泉” D．圆底烧瓶中的液体呈红色的原因是 【答案】C 【详解】A．挤压胶头滴管后，少量水进入烧瓶，氨气极易溶于水使烧瓶内压强减小，打开止水夹后，外界大气压将烧杯中含酚酞的水压入烧瓶形成喷泉，氨水显碱性使酚酞变红，A正确； B．喷泉产生的根本原因是烧瓶内气体被吸收导致压强小于外界大气压，即装置内外产生压强差，B正确； C．在水中溶解度较小，无法使烧瓶内压强显著减小，不能产生明显喷泉（需用碱液吸收才能形成喷泉），C错误； D．氨气溶于水生成，部分电离出使溶液显碱性，酚酞变红，电离平衡表达式正确，D正确； 故选C。 【变式6-1】下列所示装置和药品能完成喷泉实验的是 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A．在水中溶解度比较小，不能造成烧瓶内气体的压强减小，不能用做喷泉实验，A错误； B．可与NaOH溶液发生反应：，使烧瓶内气体压强减小，形成喷泉，B正确； C．一氧化氮不溶于氢氧化钠溶液，不能造成烧瓶内气体的压强的减小，不能进行喷泉实验，C错误； D．氨气不溶于，不能造成烧瓶内气体的压强的减小，烧杯中的溶液无法通过干燥管进入烧瓶，该装置不能达到实验目的，D错误； 故选B。 【变式6-2】用圆底烧瓶收集后进行如图所示的喷泉实验，下列分析不正确的是 A．圆底烧瓶内形成“喷泉”，说明易溶于水且溶解速率大 B．圆底烧瓶中的溶液呈红色，说明氨水呈碱性 C．喷泉停止后，圆底烧瓶的溶液中含氮微粒有、和 D．将实验中的替换为，也可形成喷泉 【答案】D 【详解】A．当圆底烧瓶内的气压小于外界大气压，则圆底烧瓶内会形成喷泉，说明易溶于水且溶解速率大，A正确； B．圆底烧瓶中的水滴有酚酞，若溶液呈红色，说明与水反应生成，可以电离出和，因此氨水呈碱性，B正确； C．喷泉停止后，圆底烧瓶的溶液中发生反应，则含氮微粒有、和，C正确； D．不溶于水，且不与水反应，则将实验中的替换为不能形成喷泉，D错误； 答案选D。 【变式6-3】如图所示为“双色双喷泉”实验装置，图中烧瓶内分别充满氨气和氯化氢，烧杯内盛装滴有石蕊溶液的蒸馏水。下列说法错误的是 A．在实验室中，可用浓盐酸和浓硫酸制备氯化氢 B．如果关闭c、d，打开a、b，可能会有白烟产生 C．实验中同时打开止水夹a、c、d，即可分别形成蓝色和红色喷泉 D．喷泉结束后，将烧瓶内溶液混合后蒸干可得氯化铵固体 【答案】D 【详解】A．浓硫酸具有吸水性，且溶于水放热，能够促进浓盐酸中氯化氢气体的挥发，所以在实验室中，可用浓盐酸和浓硫酸制备氯化氢，A正确； B．如果关闭c、d，打开a、b，氨气和氯化氢会相互接触，发生反应NH3+HCl=NH4Cl，生成的氯化铵是白色固体小颗粒，所以可能会有白烟产生，B正确； C．氨气极易溶于水，其水溶液呈碱性，能使石蕊溶液变蓝，氯化氢极易溶于水，其水溶液呈酸性，能使石蕊溶液变红。实验中同时打开止水夹a、c、d，氨气溶于水使烧瓶内压强减小，形成蓝色喷泉，氯化氢溶于水使烧瓶内压强减小，形成红色喷泉，C正确； D．氯化铵受热易分解，所以将烧瓶内溶液混合后蒸干，不能得到氯化铵固体，D错误； 故答案选D。 题型07 氨的制法 1．氨气的实验室制法 （1）原理：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。 （2）装置 ① 发生装置：固体＋固体气体，与实验室利用氯酸钾和二氧化锰加热制取氧气的装置相同。 ② 净化装置：通常用碱石灰干燥氨气，不能用五氧化二磷、浓硫酸和无水氯化钙干燥。 （3）收集方法：向下排空气法收集，试管口塞一团疏松的棉花团，目的是防止氨气与空气形成对流，以收集到较纯净的氨气。 （4）验满方法 ① 方法一：用镊子夹住一片湿润的红色石蕊试纸放在试管口，若试纸变蓝，说明已经收集满。 ② 方法二：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。 （5）尾气处理：多余的氨气要吸收掉(可在导管口放一团用水或 稀硫酸 浸润的棉花球)以避免污染空气。在吸收时要防止倒吸 ，常采用的装置如图所示： 2．氨气的快速制法 （1）加热浓氨水法：NH3·H2O不稳定，受热易分解生成NH3：NH3·H2ONH3↑＋H2O，故可直接加热浓氨水制备NH3。 （2）浓氨水加固体NaOH(或生石灰、碱石灰)法：固体NaOH溶于水放出大量的热，会促使氨水分解，而生石灰可与水反应生成Ca(OH)2，同时反应放热，也会促使氨水分解，故可在常温下向固体NaOH或CaO中滴加浓氨水来制备NH3。 【典例7】实验室制取少量干燥的氨气涉及下列装置，其中正确的是 A．①是氨气发生装置 B．②是氨气吸收装置 C．③是氨气发生装置 D．④是氨气收集、检验装置 【答案】C 【详解】A．①装置NH4Cl加热分解生成HCl和NH3，在试管口处NH3和HCl气体遇冷会再反应生成NH4Cl，收集不到NH3，A错误； B．NH3极易溶于水，NH3溶解导致导气管中气体压强减小而引发倒吸现象，因此②不能用于NH3的吸收，应将防倒吸装置中漏斗口与液面相切，但不能插入液面之下，B错误； C．③装置用浓氨水加热可分解制得NH3，C正确； D．由于NH3的密度比空气小，因此收集NH3可以采用向下排空气法，为防止空气对流应在试管口塞一团棉花，同时应该使用湿润的红色石蕊试纸检验NH3，D错误； 故答案为C。 【变式7-1】实验室制备和收集氨气并验证氨气的某些性质，下列相关实验操作合理的是 A．制备氨气 B．干燥氨气 C．收集氨气并验满 D．验证氨气易溶于水 A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．实验室制备氨气用氢氧化钙和氯化铵固体加热反应有水生成，试管口略向下倾斜，故A错误； B．浓硫酸会与氨气反应，所以不能用浓硫酸干燥氨气，故B错误； C．氨气密度比空气小，应采用向下排空气法收集，导气管应深入试管底部，故C错误； D．装置中滴入水后氨气极易溶于水，导致气球变大能验证氨气易溶于水，故D正确； 故答案选D。 【变式7-2】实验室可用下图所示的装置制备少量氨气，下列说法不正确的是 A．实验前需检查装置的气密性 B．大试管中所装药品为NH4Cl固体 C．可以用湿润的红色石蕊试纸检验氨气是否收集满 D．用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近棉花处，能观察到有大量白烟生成 【答案】B 【详解】A．制备任何气体时均要检查装置的气密性，A正确； B．NH4Cl和Ca(OH)2在加热条件下反应生成NH3，NH4Cl固体受热分解生成NH3与HCl，NH3与HCl遇冷又生成NH4Cl，B错误； C．NH3是一种碱性气体，可以使湿润的红色石蕊试纸变蓝，C正确； D．浓盐酸具有挥发性，挥发出的HCl遇NH3反应生成NH4Cl固体，产生白烟，D正确； 故选B。 【变式7-3】可用作脱硝剂。某科研小组为了探究能否被还原，设计的装置如图所示(夹持、加热装置已略去)。 下列说法错误的是 A．固体可以是碱石灰或生石灰 B．甲、乙试剂均可以是中性干燥剂固体 C．实验时宜先打开，一段时间后再打开，有利于减少空气对实验的干扰 D．C中可能会观察到有白烟生成 【答案】B 【分析】由实验装置图可知，装置A中浓氨水与碱石灰或氧化钙反应制备氨气，装置B中盛有的碱石灰用于干燥氨气；装置中浓硝酸与铜反应制备二氧化氮，装置中盛有的五氧化二磷或硅胶用于干燥二氧化氮，装置C中氨气与二氧化氮在催化剂作用下反应生成氮气和水，据此解答。 【详解】A．由分析可知，固体X可以是碱石灰或生石灰(氧化钙)，A正确； B．由分析可知，甲为用于干燥氨气的碱石灰，不能是无水氯化钙，因为无水吸收氨气会生成，B错误； C．二氧化氮的密度比空气大，所以实验时先通入二氧化氮排尽装置中的空气，有利于氨气充分与二氧化氮反应，可以减少空气对实验的干扰，故实验时宜先打开，一段时间后再打开，C正确； D．C中氨气与二氧化氮在催化剂作用下反应生成氮气和水，水与二氧化氮反应生成硝酸，硝酸与氨气反应生成，则C中可能会观察到有白烟生成，D正确； 故选B。 题型08 铵盐的性质 NH4+的检验 1．铵盐的不稳定性 大部分铵盐受热分解均有NH3生成，如NH4Cl、NH4HCO3受热分解：NH4ClNH3↑＋HCl↑、 NH4HCO3NH3↑＋H2O＋CO2↑ 但NH4NO3、(NH4)2SO4等铵盐受热分解不生成NH3，其分解产物较复杂且加热时可能发生爆炸。 2．与碱的反应 （1）固体反应：NH4Cl与NaOH反应的化学方程式为：NH4Cl＋NaOHNH3↑＋NaCl＋H2O （2）稀溶液中铵盐与强碱反应的离子方程式(加热)：NH4+＋OH－NH3↑＋H2O （3）稀溶液中铵盐与强碱反应的离子方程式(不加热)：NH4+＋OH－===NH3·H2O 3．NH4+的检验 检验方法：待测液中加NaOH溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸放置于试管口，若试纸变蓝，说明溶液中含NH4+。也可用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，若有白烟，说明溶液中含NH4+。 【典例8】碳酸铵[(NH4)2CO3]广泛应用于医药、橡胶、发酵等工业领域。同学们按如图所示实验探究碳酸铵的性质。下列说法错误的是 实验Ⅰ 实验Ⅱ 实验Ⅲ A．实验Ⅰ中可观察到紫色石蕊溶液变红 B．实验Ⅱ中可观察到湿润的红色石蕊试纸变蓝 C．实验Ⅲ中可观察到生成白色沉淀，该白色沉淀能溶于稀盐酸 D．可以用实验Ⅱ的原理鉴别碳酸铵和氯化铵 【答案】D 【详解】A．实验Ⅰ中碳酸铵和稀硫酸反应生成硫酸铵、二氧化碳和水，二氧化碳的水溶液显酸性，可观察到紫色石蕊溶液变红，A正确； B．实验Ⅱ中碳酸铵和氢氧化钠溶液加热反应生成氨气，氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，B正确； C．实验Ⅲ中碳酸铵和氯化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和氯化铵，可观察到生成白色沉淀，该白色沉淀碳酸钙能溶于稀盐酸，C正确； D．碳酸铵、氯化铵都能和氢氧化钠溶液加热反应产生氨气，不可以用实验Ⅱ的原理鉴别碳酸铵和氯化铵，D错误； 故答案选D。 【变式8-1】只用一种试剂区别、、三种溶液，这种试剂是 A． B． C． D． 【答案】C 【分析】鉴别物质时，加入鉴别试剂需要出现不同的现象。 【详解】A．H2SO4与Na2SO4、MgCl2不发生反应，因此无法鉴别，A不符合题意； B．Ba(OH)2与Na2SO4生成BaSO4白色沉淀，与MgCl2生成Mg(OH)2白色沉淀，无法区分，B不符合题意； C．NaOH与Na2SO4不反应，无现象，与MgCl2生成Mg(OH)2白色沉淀，与NH4HCO3加热反应放出NH3，三种现象不同，可以鉴别，C符合题意； D．AgNO3与Na2SO4生成微溶的白色固体Ag2SO4，与MgCl2生成白色沉淀AgCl，无法区分，D不符合题意； 故选C。 【变式8-2】下列说法正确的是 A．所有铵盐受热均可以分解，产物均有NH3 B．铵盐易溶于水，所有铵盐中的氮元素均呈-3价 C．NH4Cl溶液中加入NaOH浓溶液共热时，反应的离子方程式为NH+OH-NH3↑+H2O D．NH4Cl与I2的固体混合物可用升华法分离 【答案】C 【详解】A．硝酸铵不同温度下分解的产物不同，低温分解产生氨气，较高温度分解产生氮气或氮的氧化物，故A错误； B．铵盐都易溶于水，不是所有铵盐中的氮元素均为-3价，硝酸铵中硝酸根离子中氮元素是+5价，故B错误； C．NH4Cl溶液中加入NaOH浓溶液共热时，会反应生成氨气和水，离子方程式为NH+OH-NH3↑+H2O，故C正确； D．氯化铵受热易分解，有类似升华的现象，冷却易重新生成，可用加热法分离NH4Cl和某些固体(不分解、不升华的固体)的混合物，但碘单质易升华，不能分离，故D项错误； 答案选C。 【变式8-3】下列关于物质检验的说法错误的是 A．向某溶液中加入浓溶液并加热，产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则原溶液中一定含有 B．向某溶液中滴加溶液，无明显现象，再滴加溶液，产生白色沉淀，则原溶液中一定含有 C．用铂丝蘸取某溶液并在酒精灯火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃观察到紫色火焰，则原溶液中一定含有 D．向某溶液中滴加溶液，生成白色沉淀，再滴加稀盐酸，沉淀不溶解，则原溶液中一定含有 【答案】D 【详解】A．与浓NaOH溶液加热反应生成NH3，使湿润的红色石蕊试纸变蓝，A正确； B．向某溶液中滴加溶液，无明显现象，说明不存在等干扰离子，再加生成白色沉淀，此为检验的规范操作，B正确； C．蓝色钴玻璃滤去钠元素的黄光，紫色火焰为K+的特征现象，C正确； D．向某溶液中滴加溶液，生成白色沉淀，再滴加稀盐酸，沉淀不溶解，生成的白色沉淀可能为AgCl沉淀，则原溶液中不一定含有，D错误； 故选D。 题型09 硝酸的性质 硝酸的工业制法 1．物理性质 硝酸是无色，易挥发，有刺激性气味的液体。 2．化学性质 （1）酸性：属于强酸，具有酸的通性 如CaCO3与HNO3反应的化学方程式为： CaCO3＋2HNO3(稀)===Ca(NO3)2＋CO2↑＋H2O （2）不稳定性：4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O （3）强氧化性 ①硝酸与金属的反应 除Au、Pt等少数金属外，硝酸几乎可以氧化所有的金属。 Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O ②硝酸与非金属的反应 C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O （4）王水 浓硝酸和浓盐酸的混合物(体积比为 1∶3)叫做王水 ，能使一些不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解。 注意：常温下浓硝酸、浓硫酸能使Fe、Al发生钝化(化学变化，在金属表面上生成一层致密氧化膜)。 3．工业制硝酸的反应原理 （1）制备流程 （2）反应原理 N2＋3H22NH3 4NH3＋5O24NO＋6H2O 2NO＋O2===2NO2 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 【典例9】下列实验事实与硝酸性质不相对应的一组是 A．浓硝酸使紫色石蕊溶液先变红后褪色——酸性和强氧化性 B．铁与稀硝酸反应不能放出氢气——强氧化性 C．要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性 D．打开装有浓硝酸的细口瓶，观察到瓶口有白雾产生——吸水性 【答案】D 【详解】A．浓硝酸使紫色石蕊溶液先变红（体现酸性）后褪色（体现强氧化性），与酸性和强氧化性相对应，A正确； B．铁与稀硝酸反应不产生氢气，因为硝酸的强氧化性将铁氧化生成和氮氧化物等产物，与强氧化性相对应，B正确； C．用棕色瓶盛装浓硝酸是为了避光，防止硝酸见光分解产生二氧化氮等，与不稳定性相对应，C正确； D．打开装有浓硝酸的细口瓶，瓶口有白雾产生，是由于硝酸挥发形成酸雾，体现挥发性，而非吸水性（吸水性是浓硫酸的性质），D错误； 故答案选D。 【变式9-1】硝酸被称为“国防工业之母”，是制取炸药的重要原料。下列关于硝酸的说法正确的是 A．硝酸能与FeO反应，只表现氧化性 B．浓硝酸具有强氧化性，但常温下与铁、铝不反应 C．将分别蘸有浓硝酸和浓氨水的玻璃棒相互靠近时，有白烟生成 D．红热的炭投入浓硝酸中，产生红棕色气体证明炭与浓硝酸发生了化学反应 【答案】C 【详解】A．硝酸与FeO反应时，既作为酸提供，又作为氧化剂将氧化为，离子方程式为，因此硝酸同时表现酸性和氧化性，而非“只表现氧化性”，A错误； B．浓硝酸常温下与铁、铝接触会发生钝化反应，表面生成致密氧化膜阻止进一步反应，但钝化本身属于化学反应，因此“不反应”的表述不准确，B错误； C．浓硝酸有挥发性，挥发出的与浓氨水挥发的结合生成固体颗粒，形成白烟，C正确； D．红棕色气体可能由浓硝酸受热分解产生，并非炭与硝酸反应的直接证据，无法据此证明二者发生反应，D错误； 故选C。 【变式9-2】关于反应，下列说法错误的是 A．氧化产物有两种 B．被S还原的占总反应的 C．在此反应中体现氧化性和酸性 D．每转移10 mol电子，生成 【答案】B 【详解】A．该反应中Cu 从+1变为+2，生成，S从-2变为+6，生成，所以氧化产物是和，即氧化产物有两种，A 正确； B．反应消耗12个时，有10个被还原为，2个未被还原，起酸性的作用，S从-2变为+6，共转移8个电子（每个S转移8个电子，共1个S），每个的生成对应1个电子的转移（N 从+5到+4，共10个，共转移 10个电子），所以，S转移的8个电子对应8个被还原，占12个的 ，B错误； C．10个被还原，体现氧化性，2个未被还原，生成，体现酸性，C正确； D．中每个Cu从+1到+2，转移1个电子，每个S从-2到+6，转移8个电子，则1 mol Cu2S共转移电子，生成，D正确； 故答案选B。 【变式9-3】工业上制备硝酸的主要流程如图所示。下列说法错误的是 A．氧化炉中发生的反应是 B．物质是空气或，物质是 C．上述流程中，理论上用合成，至少需要 D．吸收塔中为提高氮原子的利用率，可通入过量空气和循环利用尾气中的NO 【答案】C 【分析】氮气和氢气在合成塔中生成氨气，氨气在氧化炉中发生催化氧化生成一氧化氮和水，吸收塔中NO和氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮。 【详解】A．氧化炉中氨气发生催化氧化生成一氧化氮和水，反应化学方程式正确，故A正确； B．氨气在氧化炉中发生催化氧化生成一氧化氮和水，吸收塔二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，所以物质X是空气或O2，Y是H2O，故B正确； C．上述流程中，发生的反应为N2+3H22NH3，氨催化氧化制硝酸的总反应为NH3 + 2O2=HNO3 + H2O，理论上用N2合成1 molHNO3只需2 mol O2，而非2.5 mol O2，故C错误； D．吸收塔中为提高氮原子的利用率，可通入过量空气发生反应，还可以循环利用尾气中的NO，故D正确； 故选C。 题型10 硝酸与金属反应的相关计算 1.原子守恒法 反应前所有的N只存在于HNO3中，反应后含N的物质有HNO3的还原产物(假设有NO2、NO)和M(NO3)x，若HNO3过量，则过量HNO3中也含N，则有n(N)＝n(NO2)＋n(NO)＋xn[M(NO3)x]＋n剩(HNO3)。 2.得失电子守恒法(以Cu和少量浓硝酸反应为例) 反应中失去电子的是参加反应的Cu，Cu－2e－→Cu2＋；得到电子的是被还原的HNO3(假设还原产物为NO2、NO)，NO＋e－→NO2、NO＋3e－→NO。根据得失电子守恒，则有2n(Cu)＝n(NO2)＋3n(NO)。若将生成的氮的氧化物与一定量的氧气共同通入水中，氮的氧化物完全生成硝酸，由于开始反应物为硝酸，中间生成了氮的氧化物，但最终又生成了硝酸，所以相当于铜失的电子最终由氧气得到，则有n(Cu)＝2n(O2)。 3.溶液中电荷守恒 若向反应后的溶液中加入NaOH溶液恰好使Mx＋沉淀完全，此时溶质为NaNO3，则存在：n(Na＋)＝n(NO)＝n剩余(HNO3)＋xn[M(NO3)x]＝n总(HNO3)－n(NO)－n(NO2)。 4.离子方程式计算法 金属与硫酸、硝酸的混合酸反应时， 如铜与硝酸、硫酸的混合溶液反应，依据离子方程式3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O确定反应比例，先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H＋或NO进行相关计算，且要符合电荷守恒。 【典例10】向400 mL稀硫酸和稀硝酸的混合溶液中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量的变化如图所示(已知硝酸只被还原为NO气体)。下列说法错误的是 A．A点溶液中的溶质为Fe2(SO4)3和H2SO4 B．AB段的反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+ C．反应中生成的n(NO)：n(H2)=1：2 D．最终溶液中溶质的物质的量浓度约为1 mol·L-1 【答案】C 【分析】向400 mL稀硫酸和稀硝酸的混合溶液中逐渐加入铁粉，依次发生反应 。 【详解】A．A点硝酸根离子恰好完全反应，铁被氧化为Fe3+，则溶液中的溶质为Fe2(SO4)3和H2SO4，故A正确； B．AB没有气体放出，则发生反应Fe+2Fe3+=3Fe2+，故B正确； C．OA段放出NO、BC段放出H2，根据图像，反应生成NO消耗Fe的物质的量为 ，生成H2消耗Fe的物质的量为 ，由反应可知生成0.2mol NO，由反应可知生成0.1mol H2，生成的n(NO)：n(H2)=2：1，故C错误； D．最终溶液中溶质为FeSO4，根据图像，参加反应的Fe的物质的量为，则生成FeSO4的物质的量为0.4mol，FeSO4的物质的量浓度约为1 mol·L-1，故D正确； 选C。 【变式10-1】向、和组成的混合物中加入溶液恰好使混合物溶解，同时收集到气体(标准状况)。已知：。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 B．跟稀硝酸反应的离子方程式为 C．若将上述混合物用足量的加热还原，所得到固体的质量为 D．若混合物中含，将该混合物与稀硫酸充分反应，消耗的物质的量为 【答案】C 【详解】A．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； B．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，B正确； C．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，C错误； D．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C。 【变式10-2】铜被一定量浓硝酸恰好完全溶解，得到硝酸铜溶液，产生标准状况下和的混合气体(假设气体完全逸出)，这些气体与标准状况下混合后通入水中，所有气体恰好完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入溶液至恰好完全沉淀。相关数据正确的是 A． B． C． D． 【答案】A 【分析】铜与浓硝酸反应生成和，铜被氧化为，硝酸被还原，生成的和的混合气体与 (标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸，此过程相当于氮氧化物被氧气氧化回硝酸，铜失去的电子由氧气获得，即Cu失去电子等于O2获得的电子；向所得硝酸铜溶液中加入溶液至Cu2+恰好完全沉淀，沉淀为Cu(OH)2，由、可知，Cu失去电子物质的量等于氢氧化铜中OH-的物质的量，据此计算。 【详解】A．由分析知，Cu提供电子等于O2获得的电子，反应中1 molCu失去2 mol电子，1 molO2得到4 mol电子，在标准状况下的物质的量为，故铜的质量=6.4 g，A正确； B．由电子得失守恒可知，标况下和转化为硝酸失去电子数与标况下得到电子数相等，，无法求出具体的值且不唯一，B错误； C．由B分析可知，C错误； D．由分析知，Cu提供的电子的物质的量等于氢氧化铜中OH-的物质的量，氢氧化铜中OH-的物质的量等于的物质的量，故，D错误； 故答案选A。 【变式10-3】向含有溶液中逐渐加入铁粉至过量；溶液中金属阳离子a、b的物质的量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)，下列有关判断正确的是 A．a表示的关系曲线 B．P点时， C． D．向P点溶液中加入铜粉，最多可溶解6.4 g 【答案】B 【分析】在含有的溶液中，能被氧化，，此时Fe元素只能以形式存在；当溶液中的完全反应后，过量的Fe继续与反应生成，，则a表示的关系曲线，b表示的关系曲线。 【详解】A．根据分析可知，a表示的关系曲线，A错误； B．根据反应，完全反应生成，此时消耗0.25 mol铁，即。P点时的物质的量相等，设从这一阶段消耗铁的物质的量为。 反应中，消耗的，生成，则有，解得。 所以P点时，B正确； C．当溶液中完全转化为时，该点为。根据反应，将点生成的完全转化需要消耗Fe的物质的量为。因此，点消耗Fe的总物质的量为，C错误； D．P点时，向P点溶液中加入铜粉，发生反应，根据化学计量关系可知，最多可溶解铜的物质的量为，其质量为，D错误； 故选B。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二节 氮及其化合物 题型01 氮气与氮的固定 题型02 一氧化氮和二氧化氮 题型03 NO、NO2溶于水的相关计算——加合式法 题型04 环境污染 环境保护 题型05 氨的性质 题型06 喷泉的原理及相关计算 题型07 氨的制法 题型08 铵盐的性质 NH4+的检验 题型09 硝酸的性质 硝酸的工业制法 题型10 硝酸与金属反应的相关计算 题型01 氮气与氮的固定 1．氮气的结构与化学性质 （1）N2的结构：N2的结构式为 ，氮氮键很难断裂，化学性质很 。 （2）化学性质 N2在 等条件下，N2获得足够的能量，使N≡N断裂。 如：①3Mg＋N2Mg3N2； ②N2＋3H22NH3； ③N2＋O22NO。 2．氮的固定：将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程。 （1）自然固氮：大自然通过闪电释放的能量将空气中的氮气转化为氮的 ，或者通过豆科植物的根瘤菌将氮气转化成氨。 （2）人工固氮：人类通过控制条件，将氮气氧化或还原为氮的 ，最重要的人工固氮途径就是工业合成氨 。 3．自然界中氮的循环 【典例1】下列关于氮元素及氮气性质的说法中，错误的是 A．植物从土壤中吸收N、N转化为氨基酸 B．植物秸秆燃烧时释放出氮氧化物，参与了氮的循环 C．N2的化学性质不活泼，故N2不支持燃烧 D．大气、陆地和水体中的氮元素在不停地进行着氮的循环 【变式1-1】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＋2O2 2NO2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 【变式1-2】有报道称“氮气能有效减少轮胎的噪音，延长轮胎使用寿命”，关于氮气的性质的说法，错误的是 A．通常情况下，氮气性质很不活泼 B．可在氧气中燃烧，生成一氧化氮 C．在水中溶解度小(通常情况下) D．跟氢气在一定条件下发生反应，氮气是氧化剂 【变式1-3】自然界中的氮循环过程如图。下列有关叙述正确的是 A．过程②属于人工固氮过程 B．若足量，则过程②中可以一步转化为 C．过程④中，生成至少需要提供 D．该循环中只有氮元素的化合价发生了变化 题型02 一氧化氮和二氧化氮 1．NO与NO2的性质比较 物质 NO NO2 色、态、味、毒性 色、无臭、 毒气体，密度比空气略大 色、有刺激性气味、 毒气体，密度比空气大，易液化 水溶性 不溶于水 易溶于水 与氧气反应 2NO＋O2===2NO2(还原性) 不反应 与水反应 不反应 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO(自身氧化还原) 与氧气、水同时作用 4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3 4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3 氧化性 6NO＋4NH35N2＋6H2O 6NO2＋8NH37N2＋12H2O NO2能使湿润的淀粉碘化钾试纸 2．易错警示 （1）实验室里收集NO气体是用排水法而不能用排空气法。 （2）检验NO气体的方法是向气体中通入O2(或空气)，气体由 色变为 色。 （3）氮的氧化物都是大气污染物，NO2是造成光化学烟雾的主要物质，实验中产生的NO2尾气可用NaOH溶液吸收，发生反应：2NaOH＋2NO2===NaNO2＋NaNO3＋H2O。 【典例2】下列对NO、NO2的描述正确的是 A．NO是红棕色气体，易溶于水，是酸性氧化物 B．NO在人体内作为“信使分子”能扩张血管，提高免疫力等，因此大气中的NO对人体无害 C．NO、NO2在一定条件下可相互转化 D．NO、NO2互为同素异形体，且NO2能与水反应，不能用排水法收集 【变式2-1】含氮元素的部分物质间相互转化关系如图所示。下列说法正确的是 A．通入NH3后的水溶液能导电说明NH3为电解质 B．反应①②均属于氮的固定 C．反应④证明NO是酸性氧化物 D．工业上常用N2通过反应②④制备HNO3 【变式2-2】下列说法正确的是 A．实验室能用排空气法收集N2、NO和NO2 B．工业上可以用N2冷却镁蒸气 C．除去NO中的NO2气体可以使混合气体通过蒸馏水 D．NO、NO2、N2O3、N2O5都属于酸性氧化物 【变式2-3】室温下，将充满的试管倒立在水中，实验现象如下图。下列分析不正确的是 A．易溶于水，不能用排水法收集 B．试管中剩余的无色气体可能是 C．取试管中的溶液，滴加紫色石蕊溶液，溶液显红色，是因为与反应生成了酸 D．向试管中再缓缓通入一定量的，试管中的液面上升 题型03 NO、NO2溶于水的相关计算——加合式法 氮的氧化物与水反应的计算规律： 1．NO2单独溶于水(按反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO计算)，剩余气体是NO，V(NO)＝V(NO2)。 2．NO2和O2混合气体溶于水的计算： 由4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可知： V(NO2)∶V(O2) 3．NO与O2同时通入水中： 由4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3可知： V(NO)∶V(O2) 4． NO2、NO、O2三种混合气体通入水中： （1）可先将NO和O2转化为NO2，再按上述各种情况分别处理。 （2）也可先将NO2和H2O反应转化为NO，再按4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3情况处理。 【典例3】在标准状况下，烧瓶内充满气体，将此烧瓶倒扣在盛水的水槽内（已知），充分反应后（NO不与水反应，也不溶于水），此时烧瓶内溶液的物质的量浓度为 A．0.067 mol/L B．0.045 mol/L C．0.030 mol/L D．0.025 mol/L 【变式3-1】如图所示，在注射器里吸入20 mL NO（标准状况下），然后吸入5 mL水。若再吸入30 mL空气（标准状况，按O2占空气总体积计算），夹住弹簧夹，让内外大气压相同，观察现象。下列叙述不正确的是 A．可观察到注射器的活塞缓缓向左移动 B．可观察到注射器内气体由无色变成红棕色，最后变成无色 C．最终剩余气体体积约为30 mL D．所得硝酸的浓度约为0.07 mol·L-1（假设所得硝酸的体积与吸入水的体积相同） 【变式3-2】常温常压下，将盛有25 mL NO2和O2混合气体的量筒倒置于盛满水的水槽中，一段时间后，气体体积减小到5 mL且不再变化，则原混合气体中NO2和O2的体积比可能为 A．1∶1 B．18∶7 C．9∶16 D．23∶2 【变式3-3】如图所示，常温常压下，在注射器里吸入，然后吸入水。若再吸入空气(氧气体积占)，夹住弹簧夹，让内外大气压相同，观察。下列叙述不正确的是 (已知常温常压下) A．可观察到注射器内气体由无色变成红棕色，最后变成无色 B．可观察到注射器的活塞缓缓向右移动 C．最终剩余气体体积约为 D．所得硝酸溶液的浓度约为 题型04 环境污染 环境保护 一、环境污染 1．引起温室效应的气体除 之外，还有CH4等。 2．酸雨、光化学烟雾、臭氧层空洞均与氮氧化物 有关。 3．CO2不属于空气污染物。 二、酸雨及其防治 1．酸雨 SO2、含氮氧化物NOx 及其在大气中发生反应后的生成物溶于雨水（pH< ）后形成的。 2．SO2、含氮氧化物NOx 的主要来源 （1）SO2：主要来源于煤、石油和某些含硫的金属矿物的燃烧或冶炼。 （2）NOx：主要来源于机动车产生的尾气 。 3．SO2、NOx对人体的危害 SO2与NOx会引起呼吸道疾病，危害人体健康，严重时会使人死亡。 4．防治措施 （1）工业废气排放到大气中之前，必须进行适当处理，防止有害物质污染大气。 （2）减少化石燃料的直接燃烧，如脱硫处理。 （3）改进汽车尾气的处理技术，控制尾气排放。 【典例4】化学与环境密切相关，下列有关说法正确的是 A．、、都是大气污染物，在空气中都能稳定存在 B．化石燃料完全燃烧不会造成大气污染 C．、都会导致酸雨的形成 D．大气中含量的增加会导致温室效应加剧 【变式4-1】氮的氧化物均是大气污染物，将机动车尾气中的NO转化为N2可有效保护大气环境。从物质的性质角度考虑，下列物质中不能实现该转化的是 A．CO B．NH3 C．KMnO4 D．C 【变式4-2】在全面推进美丽中国建设中，化学知识发挥着巨大的作用。下列有关说法错误的是 A．酸雨对环境有巨大危害，酸雨的pH小于5.6 B．汽车尾气中的CO对环境有害，CO属于酸性氧化物 C．可以杀死河水中的有害细菌，该过程利用了的强氧化性 D．光化学烟雾具有持久性危害，是造成光化学烟雾的物质之一 【变式4-3】汽车尾气中主要含有、CO、NO等物质，在汽车尾气的排气管上安装“催化转化器”，可以实现尾气净化。下列说法正确的是 A．尾气净化反应中，CO为氧化剂 B．尾气净化反应中，为还原产物 C．CO和NO为酸性氧化物 D．氮氧化物形成酸雨时没有发生氧化还原反应 题型05 氨的性质 1．氨的物理性质 氨是 色、 气味的气体，密度比空气的小，很容易液化。氨 于水，在常温常压下，1体积水大约可溶解700体积氨。 2．氨的化学性质 （1）氨气与水的反应 ①氨极易溶于水，但氨溶于水时，大部分NH3与H2O结合形成一水合氨(NH3·H2O)。而一小部分NH3·H2O电离成NH和OH－，所以氨水显 性。 NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－ NH3·H2O不稳定，受热时分解为NH3和H2O，NH3·H2ONH3↑＋H2O。 ②氨水的成分：在氨水中的微粒有三种分子（NH3·H2O、NH3、H2O）和三种离子（NH、OH－、H＋）。 ③一水合氨(NH3·H2O)是一种弱碱，具有碱的通性，是很好的沉淀剂，可使多种金属阳离子如Fe3＋、Al3＋等生成沉淀。例如：Al3＋＋3NH3·H2O=== 。 （2）NH3与酸反应生成铵盐 ①浓氨水挥发出的NH3与浓盐酸挥发出的HCl相遇形成 ：NH3＋HCl===NH4Cl ②氨通入稀硫酸中反应的离子方程式为 。 （3）氨气的还原性 性质 化学方程式 催化氧化 4NH3＋5O24NO＋6H2O 被氯气氧化 2NH3＋3Cl2===N2＋6HCl或8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl 被氧化铜氧化 3CuO＋2NH33Cu＋N2＋3H2O 【典例5】对NH3有关性质的描述，错误的是 A．NH3极易溶于水 B．氨的催化氧化体现了NH3的还原性 C．氨的水溶液呈弱碱性，能使酚酞溶液变红 D．图中浓盐酸换成浓硫酸时现象也相同 【变式5-1】氯碱车间能用浓氨水检验氯气管道是否泄漏，其相关反应为。用表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．所含的质子数为 B．标准状况下，消耗17.92时转移电子数为 C．当有被还原时，消耗的分子数为 D．通入水中充分溶解，溶液中分子数为 【变式5-2】如图所示的是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，立即用盖子扣在上面，下页表中对实验现象所做的解释正确的是 选项 实验现象 解释 A 浓盐酸附近产生白烟 与浓盐酸挥发出来的HCl气体反应生成了微小的晶体 B 浓硫酸附近无明显现象 与浓硫酸不发生反应 C 湿润的红色石蕊试纸变蓝 是一种可溶性碱 D 氯化物溶液变浑浊 该溶液可能是BaCl2溶液 A．A B．B C．C D．D 【变式5-3】关于氨水的叙述中错误的是 A．氨水的主要成分是NH3·H2O B．氨水可使酚酞指示剂变红 C．氨水中含有两种分子 D．氨水中溶质的质量分数越大，溶液的密度越小 题型06 喷泉的原理及相关计算 1.喷泉实验的原理 使烧瓶内外在短时间内产生较大的压强差，利用大气压将烧瓶下面烧杯中的液体压入烧瓶内，在尖嘴导管口形成喷泉。 2.形成喷泉的类型 下面是几种常见的能形成喷泉的气体和液体（溶解或者发生化学反应引起的压强差）。 气体 HCl NH3 CO2、Cl2、SO2、H2S NO2＋O2（4∶1） NO＋O2（4∶3） 吸收剂 水、NaOH溶液 水 NaOH溶液 水 水 3.喷泉实验的常见装置 说明：装置①引发喷泉的方法是打开弹簧夹并挤压胶头滴管；装置②引发喷泉的方法是打开止水夹，用热毛巾或双手捂热烧瓶，松开后片刻即形成喷泉现象。 4.喷泉实验的有关计算 （1）实验完成后，溶液充满烧瓶，溶质的物质的量与气体的物质的量相同(由体积换算确定)。 标况下若烧瓶体积为V L，则有V(aq)＝V L，nB＝，cB＝＝＝ mol·L－1。 （2）若溶质由部分气体转化而成，则依实际情况判断。如标准状况下，总体积为V L的NO2与O2按4∶1混合后做喷泉实验，发生的反应为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，则有V(aq)＝V L，nB＝×，cB＝＝ mol·L－1。 【典例6】常温常压下，1体积水能溶解约700体积NH3。用如图所示装置进行实验，下列说法不正确的是 A．挤压胶头滴管并打开止水夹后，观察到烧杯中的水倒吸入烧瓶，产生红色“喷泉” B．“喷泉”的产生能证明装置内外产生了压强差 C．若将NH3换成CO2，也能产生明显的“喷泉” D．圆底烧瓶中的液体呈红色的原因是 【变式6-1】下列所示装置和药品能完成喷泉实验的是 A． B． C． D． 【变式6-2】用圆底烧瓶收集后进行如图所示的喷泉实验，下列分析不正确的是 A．圆底烧瓶内形成“喷泉”，说明易溶于水且溶解速率大 B．圆底烧瓶中的溶液呈红色，说明氨水呈碱性 C．喷泉停止后，圆底烧瓶的溶液中含氮微粒有、和 D．将实验中的替换为，也可形成喷泉 【变式6-3】如图所示为“双色双喷泉”实验装置，图中烧瓶内分别充满氨气和氯化氢，烧杯内盛装滴有石蕊溶液的蒸馏水。下列说法错误的是 A．在实验室中，可用浓盐酸和浓硫酸制备氯化氢 B．如果关闭c、d，打开a、b，可能会有白烟产生 C．实验中同时打开止水夹a、c、d，即可分别形成蓝色和红色喷泉 D．喷泉结束后，将烧瓶内溶液混合后蒸干可得氯化铵固体 题型07 氨的制法 1．氨气的实验室制法 （1）原理： 。 （2）装置 ① 发生装置：固体＋固体气体，与实验室利用氯酸钾和二氧化锰加热制取氧气的装置相同。 ② 净化装置：通常用 干燥氨气，不能用五氧化二磷、浓硫酸和无水氯化钙干燥。 （3）收集方法：向下排空气法收集，试管口塞一团疏松的棉花团，目的是防止氨气与空气形成对流，以收集到较纯净的氨气。 （4）验满方法 ① 方法一：用镊子夹住一片 试纸放在试管口，若试纸变 ，说明已经收集满。 ② 方法二：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。 （5）尾气处理：多余的氨气要吸收掉(可在导管口放一团用水或 稀硫酸 浸润的棉花球)以避免污染空气。在吸收时要防止倒吸 ，常采用的装置如图所示： 2．氨气的快速制法 （1）加热浓氨水法：NH3·H2O不稳定，受热易分解生成NH3：NH3·H2ONH3↑＋H2O，故可直接加热浓氨水制备NH3。 （2）浓氨水加固体NaOH(或生石灰、碱石灰)法：固体NaOH溶于水放出大量的热，会促使氨水分解，而生石灰可与水反应生成Ca(OH)2，同时反应放热，也会促使氨水分解，故可在常温下向固体NaOH或CaO中滴加浓氨水来制备NH3。 【典例7】实验室制取少量干燥的氨气涉及下列装置，其中正确的是 A．①是氨气发生装置 B．②是氨气吸收装置 C．③是氨气发生装置 D．④是氨气收集、检验装置 【变式7-1】实验室制备和收集氨气并验证氨气的某些性质，下列相关实验操作合理的是 A．制备氨气 B．干燥氨气 C．收集氨气并验满 D．验证氨气易溶于水 A． B． C． D． 【变式7-2】实验室可用下图所示的装置制备少量氨气，下列说法不正确的是 A．实验前需检查装置的气密性 B．大试管中所装药品为NH4Cl固体 C．可以用湿润的红色石蕊试纸检验氨气是否收集满 D．用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近棉花处，能观察到有大量白烟生成 【变式7-3】可用作脱硝剂。某科研小组为了探究能否被还原，设计的装置如图所示(夹持、加热装置已略去)。 下列说法错误的是 A．固体可以是碱石灰或生石灰 B．甲、乙试剂均可以是中性干燥剂固体 C．实验时宜先打开，一段时间后再打开，有利于减少空气对实验的干扰 D．C中可能会观察到有白烟生成 题型08 铵盐的性质 NH4+的检验 1．铵盐的不稳定性 大部分铵盐受热分解均有NH3生成，如NH4Cl、NH4HCO3受热分解：NH4Cl 、 NH4HCO3 但NH4NO3、(NH4)2SO4等铵盐受热分解不生成NH3，其分解产物较复杂且加热时可能发生爆炸。 2．与碱的反应 （1）固体反应：NH4Cl与NaOH反应的化学方程式为：NH4Cl＋NaOH （2）稀溶液中铵盐与强碱反应的离子方程式(加热)：NH4+＋OH－ （3）稀溶液中铵盐与强碱反应的离子方程式(不加热)：NH4+＋OH－=== 3．NH4+的检验 检验方法：待测液中加NaOH溶液并加热，用湿润的 试纸放置于试管口，若试纸变 ，说明溶液中含NH4+。也可用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，若有 ，说明溶液中含NH4+。 【典例8】碳酸铵[(NH4)2CO3]广泛应用于医药、橡胶、发酵等工业领域。同学们按如图所示实验探究碳酸铵的性质。下列说法错误的是 实验Ⅰ 实验Ⅱ 实验Ⅲ A．实验Ⅰ中可观察到紫色石蕊溶液变红 B．实验Ⅱ中可观察到湿润的红色石蕊试纸变蓝 C．实验Ⅲ中可观察到生成白色沉淀，该白色沉淀能溶于稀盐酸 D．可以用实验Ⅱ的原理鉴别碳酸铵和氯化铵 【变式8-1】只用一种试剂区别、、三种溶液，这种试剂是 A． B． C． D． 【变式8-2】下列说法正确的是 A．所有铵盐受热均可以分解，产物均有NH3 B．铵盐易溶于水，所有铵盐中的氮元素均呈-3价 C．NH4Cl溶液中加入NaOH浓溶液共热时，反应的离子方程式为NH+OH-NH3↑+H2O D．NH4Cl与I2的固体混合物可用升华法分离 【变式8-3】下列关于物质检验的说法错误的是 A．向某溶液中加入浓溶液并加热，产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则原溶液中一定含有 B．向某溶液中滴加溶液，无明显现象，再滴加溶液，产生白色沉淀，则原溶液中一定含有 C．用铂丝蘸取某溶液并在酒精灯火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃观察到紫色火焰，则原溶液中一定含有 D．向某溶液中滴加溶液，生成白色沉淀，再滴加稀盐酸，沉淀不溶解，则原溶液中一定含有 题型09 硝酸的性质 硝酸的工业制法 1．物理性质 硝酸是 色，易 ，有 气味的液体。 2．化学性质 （1）酸性：属于强酸，具有酸的通性 如CaCO3与HNO3反应的化学方程式为： （2）不稳定性：4HNO3 （3）强氧化性 ①硝酸与金属的反应 除Au、Pt等少数金属外，硝酸几乎可以氧化所有的金属。 Cu＋4HNO3(浓)=== 3Cu＋8HNO3(稀)=== ②硝酸与非金属的反应 C＋4HNO3(浓) （4）王水 浓硝酸和浓盐酸的混合物(体积比 )叫做王水 ，能使一些不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解。 注意：常温下浓硝酸、浓硫酸能使Fe、Al发生 (化学变化，在金属表面上生成一层致密氧化膜)。 3．工业制硝酸的反应原理 （1）制备流程 （2）反应原理 N2＋3H22NH3 4NH3＋5O24NO＋6H2O 2NO＋O2===2NO2 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 【典例9】下列实验事实与硝酸性质不相对应的一组是 A．浓硝酸使紫色石蕊溶液先变红后褪色——酸性和强氧化性 B．铁与稀硝酸反应不能放出氢气——强氧化性 C．要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性 D．打开装有浓硝酸的细口瓶，观察到瓶口有白雾产生——吸水性 【变式9-1】硝酸被称为“国防工业之母”，是制取炸药的重要原料。下列关于硝酸的说法正确的是 A．硝酸能与FeO反应，只表现氧化性 B．浓硝酸具有强氧化性，但常温下与铁、铝不反应 C．将分别蘸有浓硝酸和浓氨水的玻璃棒相互靠近时，有白烟生成 D．红热的炭投入浓硝酸中，产生红棕色气体证明炭与浓硝酸发生了化学反应 【变式9-2】关于反应，下列说法错误的是 A．氧化产物有两种 B．被S还原的占总反应的 C．在此反应中体现氧化性和酸性 D．每转移10 mol电子，生成 【变式9-3】工业上制备硝酸的主要流程如图所示。下列说法错误的是 A．氧化炉中发生的反应是 B．物质是空气或，物质是 C．上述流程中，理论上用合成，至少需要 D．吸收塔中为提高氮原子的利用率，可通入过量空气和循环利用尾气中的NO 题型10 硝酸与金属反应的相关计算 1.原子守恒法 反应前所有的N只存在于HNO3中，反应后含N的物质有HNO3的还原产物(假设有NO2、NO)和M(NO3)x，若HNO3过量，则过量HNO3中也含N，则有n(N)＝n(NO2)＋n(NO)＋xn[M(NO3)x]＋n剩(HNO3)。 2.得失电子守恒法(以Cu和少量浓硝酸反应为例) 反应中失去电子的是参加反应的Cu，Cu－2e－→Cu2＋；得到电子的是被还原的HNO3(假设还原产物为NO2、NO)，NO＋e－→NO2、NO＋3e－→NO。根据得失电子守恒，则有2n(Cu)＝n(NO2)＋3n(NO)。若将生成的氮的氧化物与一定量的氧气共同通入水中，氮的氧化物完全生成硝酸，由于开始反应物为硝酸，中间生成了氮的氧化物，但最终又生成了硝酸，所以相当于铜失的电子最终由氧气得到，则有n(Cu)＝2n(O2)。 3.溶液中电荷守恒 若向反应后的溶液中加入NaOH溶液恰好使Mx＋沉淀完全，此时溶质为NaNO3，则存在：n(Na＋)＝n(NO)＝n剩余(HNO3)＋xn[M(NO3)x]＝n总(HNO3)－n(NO)－n(NO2)。 4.离子方程式计算法 金属与硫酸、硝酸的混合酸反应时， 如铜与硝酸、硫酸的混合溶液反应，依据离子方程式3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O确定反应比例，先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H＋或NO进行相关计算，且要符合电荷守恒。 【典例10】向400 mL稀硫酸和稀硝酸的混合溶液中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量的变化如图所示(已知硝酸只被还原为NO气体)。下列说法错误的是 A．A点溶液中的溶质为Fe2(SO4)3和H2SO4 B．AB段的反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+ C．反应中生成的n(NO)：n(H2)=1：2 D．最终溶液中溶质的物质的量浓度约为1 mol·L-1 【变式10-1】向、和组成的混合物中加入溶液恰好使混合物溶解，同时收集到气体(标准状况)。已知：。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 B．跟稀硝酸反应的离子方程式为 C．若将上述混合物用足量的加热还原，所得到固体的质量为 D．若混合物中含，将该混合物与稀硫酸充分反应，消耗的物质的量为 【变式10-2】铜被一定量浓硝酸恰好完全溶解，得到硝酸铜溶液，产生标准状况下和的混合气体(假设气体完全逸出)，这些气体与标准状况下混合后通入水中，所有气体恰好完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入溶液至恰好完全沉淀。相关数据正确的是 A． B． C． D． 【变式10-3】向含有溶液中逐渐加入铁粉至过量；溶液中金属阳离子a、b的物质的量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)，下列有关判断正确的是 A．a表示的关系曲线 B．P点时， C． D．向P点溶液中加入铜粉，最多可溶解6.4 g / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $