5.2 氮及其化合物 练习题 -2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册
2026-02-02
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内容正文:
氮及其化合物知识点总结及经典例题
考点一:氮气(N₂)
1.分子结构:氮气分子中存在N≡N键,N≡N键不易断裂,所以氮气化学性质稳定,常温下难与其他物质反应。
2.物理性质:无色无味气体,密度略小于空气,难溶于水(1体积水溶解约0.02体积N₂)。
3.化学性质(氮气在高温或放电条件下较活泼):
①与氢气反应(工业合成氨):N2+3H22NH3(可逆反应)。
②与氧气反应(自然固氮):N2+O22NO(生成无色NO,NO会进一步与O₂反应生成NO₂)。
③与金属反应:与活泼金属(如Mg)反应生成氮化镁:N2+3MgMg3N2。
4.用途:保护气(焊接、食品包装)、合成氨原料、液氮用于制冷剂。
经典例题
1.下列关于N2的叙述错误的是( )
A.N2既可作氧化剂又可做还原剂
B.雷雨天,空气中的N2和O2可反应生成NO
C.氮的固定是将N2转化成含氮化合物
D.1molN2可与3molH2完全反应生成2molNH3
答案:D
解析:合成氨反应是可逆反应,1molN2与3molH2反应不能完全转化为2molNH3,D错误;N2中N为0价,可被氧化为+2价(如与O2反应),也可被还原为-3价(如与H2反应),故既可作氧化剂又可作还原剂,A正确;雷雨天N2和O2在放电条件下生成NO,B正确;氮的固定是将游离态N2转化为含氮化合物,C正确。
2.下列关于氮气的性质,叙述错误的是( )
A.氮气在通常条件下化学性质稳定
B.氮气在高温、放电等条件下可以发生化学反应
C.氮气在化学反应中只能做氧化剂
D.氮气在发生化学反应过程中发生了化学键的断裂
答案:C
解析:氮气在化学反应中既能作氧化剂(如与H2、Mg反应),也能作还原剂(如与O2反应),C错误;氮气分子中存在N≡N键,化学性质稳定,高温、放电等条件下N≡N键断裂,可发生化学反应,A、B、D正确。
3.下列关于氮元素说法中,不正确的是( )
A.工业上氢气和氮气合成氨属于人工固氮
B.闪电时,大气中氮的氧化物的生成属于氮的固定
C.氮元素在自然界有游离态和化合态
D.非金属单质氮气在化学反应中只能作氧化剂
答案:D
解析:氮气与O₂反应时作还原剂,D错误;工业合成氨、闪电时生成氮氧化物均属于氮的固定,A、B正确;氮元素在自然界中有游离态(N2)和化合态(如硝酸盐、铵盐),C正确。
二、氮的氧化物(NO、NO₂)
1.一氧化氮(NO):
物理性质:无色气体,难溶于水,有毒(与血红蛋白结合)。
化学性质:易被O₂氧化:2NO + O₂ === 2NO₂(现象:无色气体变为红棕色)。
生成:雷雨天气N₂与O₂反应;汽车尾气中由氮气和氧气高温反应生成。
2.二氧化氮(NO₂):
物理性质:红棕色有刺激性气味气体,密度比空气大,易溶于水,有毒。
化学性质:
①与水反应(工业制硝酸的基础):3NO₂ + H₂O = 2HNO₃ + NO(歧化反应,NO₂既是氧化剂又是还原剂)。
NO2和O2的混合气体通入水中的计算
由3NO2+H2O===2HNO3+NO和2NO+O2===2NO2可得
总反应式4NO2+O2+2H2O===4HNO3,由此可知:
V(NO2)∶V(O2)
②自身聚合:2NO₂ N₂O₄(可逆反应,降低温度颜色变浅)。
危害:形成酸雨(与水反应生成HNO₃)、光化学烟雾的主要成分。
3.氮氧化物的环境影响与处理:
来源:汽车尾气、工业废气(如硝酸厂)。
处理:汽车安装催化转化器(2NO + 2CO N₂ + 2CO₂);工业废气用碱液吸收(NO + NO₂ + 2NaOH = 2NaNO₂ + H₂O)。
经典例题
1.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.NO为红棕色气体,NO2为无色气体
C.除去NO中的NO2气体可以使混合气体通过蒸馏水
D.NO、NO2、N2O4、N2O5都属于酸性氧化物
答案:C
解析:NO与O₂反应,不能用排空气法收集,A错误;NO为无色气体,NO₂为红棕色气体,B错误;NO₂与水反应生成NO和HNO₃,可通过蒸馏水除去NO中的NO₂,C正确;NO、NO₂不是酸性氧化物,N₂O₅是酸性氧化物,D错误。
2.下列关于一氧化氮的叙述正确的是( )
A.一氧化氮是一种红棕色气体
B.常温常压下,一氧化氮不能与空气中的氧气直接化合
C.一氧化氮可由氮气和氧气在放电条件下直接化合得到
D.一氧化氮易溶于水,不能用排水法收集
答案:C
解析:NO是无色气体,难溶于水,常温常压下易与O₂化合生成NO₂,A、B、D错误;N₂和O₂在放电条件下直接化合生成NO,C正确。
3.下列关于NO2和NO的叙述正确的是( )
A.都能溶于水且与水反应生成相应的酸 B.都是酸性氧化物,都能与强碱溶液反应
C.可以通过铜与硝酸制取 D.常温下都可以被氧气氧化
答案:C
解析:NO不溶于水也不与水反应,NO、NO₂均不是酸性氧化物,A、B错误;Cu与浓硝酸反应生成NO₂,与稀硝酸反应生成NO,C正确;常温下NO可被O₂氧化,NO₂不能被O₂氧化,D错误。
4.一氧化氮是一种大气污染物,是吸烟、汽车尾气及垃圾燃烧等释放出的有害气体,但是这种气体小分子在生物体内却是一种重要的信使分子,具有保护心血管、降低血压以及提高性能力的作用。下列关于NO的说法中正确的是( )
A.NO是无色气体,易溶于水,是酸性氧化物
B.NO在空气中可以转为NO2,二者都是大气污染物
C.NO在人体内能扩张血管,提高免疫力等,因此大气中的NO对人体无害
D.NO在化学反应中,只能作还原剂,不能作氧化剂
答案:B
解析:NO难溶于水,不是酸性氧化物,A错误;NO在空气中转化为NO2,二者均为大气污染物,B正确;大气中NO浓度过高会危害人体健康,C错误;NO中N为+2价,既可作氧化剂(如与O2反应)又可作还原剂(如与H2反应),D错误。
5.下列说法中错误的是( )
A.除去NO2中NO的气体的方法是将通入足量的O2
B.NO2与溴蒸气的鉴别可以用水、AgNO3溶液或CCl4,但不能用湿润的碘化钾淀粉试纸
C.NO2与H2O的反应中氧化剂与还原剂的质量比为1:2
D.除去NO中的NO2气体的方法是将气体依次通入盛有水和浓H2SO4的洗气瓶中
答案:A
解析:通入足量O₂会引入新杂质,除去NO₂中NO应通入适量O₂,A错误;NO₂与溴蒸气均能氧化KI生成I₂,使淀粉试纸变蓝,不能用湿润的碘化钾淀粉试纸鉴别,B正确;NO₂与H₂O反应中,1molNO₂作氧化剂,2molNO₂作还原剂,氧化剂与还原剂质量比为1:2,C正确;NO₂与水反应生成NO,再用浓H₂SO₄干燥可除去NO中的NO₂,D正确。
6.硝酸工业尾气中的NO、NO2可用火碱溶液吸收,有关化学反应为:
①;②。
下列说法错误的是( )
A.反应①、②均为氧化还原反应
B.反应①中氧化产物与还原产物的物质的量之比为1:1
C.若尾气可以被完全吸收,则尾气中与NO的体积之比可能大于1:1
D.反应②中,生成2 mol 共转移电子的物质的量为2 mol
答案:D
解析:反应①②中均有元素化合价变化,均为氧化还原反应,A正确;反应①中NaNO₂既是氧化产物又是还原产物,物质的量之比为1:1,B正确;若NO₂过量,尾气中V(NO₂):V(NO)可大于1:1,C正确;反应②中生成2molNaNO₂,转移电子1mol,D错误。
7.汽车尾气净化装置“催化转化器”是防止尾气(含一氧化碳、氮氧化物等气体)污染的有效方法,能使尾气中的一氧化碳和氮氧化物发生反应生成可参与大气生态循环的无毒气体。
(1)汽车尾气中易造成光化学烟雾的物质是_______。
a.氮氧化物 b.二氧化碳 c.一氧化碳
(2)写出催化转化器中,一氧化碳和一氧化氮反应的化学方程式为____________________。
(3)可利用CH4等气体除去烟气中的氮氧化物,生成物为可参与大气循环的气体,请写出CH4与NO反应的化学方程式_____________________________________。
(4)采用NaOH溶液可以吸收废气中的氮氧化物,反应的化学方程式如下:2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O。若反应时消耗了10 L 0.1 mol·L-1的NaOH溶液,则反应中转移电子的物质的量_______mol。
【答案】(1)a (2)2NO+2CON2+2CO2 (3)CH4+4NO=CO2+2H2O+2N2
(4)0.5
【解析】(1)汽车尾气中含有的氮的氧化物如NO、NO2造成大气的污染会产生光化学烟雾,因此选a;(2)在催化转化器中,一氧化碳和一氧化氮反应产生CO2、N2,该反应的化学方程式为:2NO+2CON2+2CO2;(3)CH4与NO反应产生CO2、N2、H2O,根据电子守恒、原子守恒可知反应的化学方程式为:CH4+4NO=CO2+2H2O+2N2;(4)10 L 0.1 mol·L-1的NaOH溶液中含有NaOH的物质的量n(NaOH)=0.1 mol·L-1×10 L=1 mol,根据方程式可知:存在关系式:2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O,转移的电子的物质的量等于氢氧化钠物质的量的二分之一,反应中转移电子的物质的量0.5 mol。
8.将盛有12 mL NO2和O2的混合气体的量筒倒立于水槽中,充分反应后,还剩余2 mL无色气体。
(1)若剩余的气体是________,则NO2、O2的体积分别是________。
(2)若剩余的气体是________,则NO2、O2的体积分别是________。
【答案】(1)O2 8 mL、4 mL
(2)NO 10.8 mL、1.2 mL
【解析】解题依据的化学方程式:
4NO2+O2+2H2O===4HNO3;
3NO2+H2O===2HNO3+NO。
设O2的体积为x,剩余的气体有两种可能:
(1)若剩余O2,则V剩=x-×(12 mL-x)=2 mL,解得x=4 mL,则NO2的体积是8 mL;
(2)若剩余NO,则V剩=×[(12 mL-x)-4x]=2 mL,解得x=1.2 mL,则NO2体积是10.8 mL。
三、氨(NH₃)
1.物理性质:无色有刺激性气味气体,密度比空气小,极易溶于水(1体积水溶解约700体积NH₃),氨水呈碱性易液化。
2.化学性质:
①碱性:与水反应:NH₃ + H₂O NH₃·H₂O NH₄⁺ + OH⁻(氨水显弱碱性,能使酚酞变红);NH3·H2O不稳定,受热时分解为NH3和H2O,NH3·H2ONH3↑+H2O。
与酸反应生成铵盐:
喷泉实验:按图所示装置,打开止水夹,挤压滴管的胶头,烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶,形成喷泉,烧瓶内液体呈红色。
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(白烟现象)。
②还原性:催化氧化(工业制硝酸的关键步骤):4NH3+5O24NO+6H2O
③与盐溶液反应:如与AlCl₃溶液反应生成Al(OH)₃沉淀:Al³⁺ + 3NH₃·H₂O = Al(OH)₃↓ + 3NH₄⁺。
3.NH3的实验室制法:
①原理:2NH₄Cl + Ca(OH)₂CaCl2+ 2NH₃↑ + 2H₂O(固固加热型,用向下排空气法收集,湿润的红色石蕊试纸验满)。
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
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。
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:
4.用途:制冷剂(液氨汽化吸热)、制氮肥(如NH₄HCO₃、(NH₄)₂SO₄)、硝酸工业原料。
经典例题
1.下列装置不能达到实验目的的是
A.实验室制取并收集NH3
B.吸收NH3
C.检查装置气密性
D.利用排空气收集NH3
答案:A
解析:实验室制取NH3用固体加热装置,收集时试管口应塞一团棉花,A装置不能收集到NH3,不能达到实验目的;B装置用倒扣漏斗吸收NH3可防止倒吸,C装置通过液面差检查气密性,D装置利用向下排空气法收集NH3,均能达到实验目的。
2.在如图所示的装置中,干燥烧瓶内盛有某种气体,烧杯和滴定管内盛放某种液体。挤压滴管的胶头,下列与实验事实不相符的是( )
A.NO(H2O含石蕊) /红色喷泉 B.NH3(H2O含酚酞)/红色喷泉
C.HCl(AgNO3溶液)/白色喷泉 D.SO2(NaOH溶液)/无色喷泉
答案:A
解析:NO难溶于水,不能形成喷泉,A与实验事实不相符;NH3极易溶于水,水溶液呈碱性,能形成红色喷泉,B正确;HCl与AgNO3反应生成AgCl白色沉淀,能形成白色喷泉,C正确;SO2与NaOH溶液反应,能形成无色喷泉,D正确。
3.“封管实验”具有简易、方便、节约、绿色等优点,下列关于三个“封管实验”(夹持装置未画出)的说法正确的是( )
A.加热①时,上部汇集了NH4Cl固体,此现象与碘升华实验原理相似
B.加热时,②中溶液变红,冷却后又变为无色
C.加热③时溶液红色褪去,冷却后又变红色,体现SO2的漂白性
D.②③中都包括溶液褪色的过程,其褪色原理不同
答案:D
解析:加热①时NH₄Cl分解生成NH₃和HCl,冷却后又化合,与碘升华(物理变化)原理不同,A错误;加热②时NH₃·H₂O分解,溶液红色褪去,冷却后又变红,B错误;加热③时SO₂与品红溶液生成的无色物质分解,溶液恢复红色,体现SO₂漂白的可逆性,C错误;②中褪色是因为NH₃·H₂O分解,③中褪色是因为SO₂的漂白性,褪色原理不同,D正确。
4.在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是( )
A. B.
C.
D.
答案:C
解析:N₂与O₂放电生成NO,不能直接生成NO₂,A错误;NH₃催化氧化生成NO,不能直接生成NO₂,B错误;NH₃与HCl反应生成NH₄Cl,C正确;NO与H₂O不反应,D错误。
5.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
解析:NH₃是非电解质,其水溶液导电是因为生成NH₃·H₂O,A错误;反应①(N₂→NH₃)、②(N₂→NO)均属于氮的固定,B正确;NO不是酸性氧化物,C错误;工业上通过反应②(N₂→NO)、③(NO→NO₂)、④(NO₂→HNO₃)制备HNO₃,D错误。
6.如图所示,利用培养皿探究NH3的性质。实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水会产生氨气,立即用另一表面皿扣在上面。下表中对实验现象所做的解释正确的是( )
实验现象
解释
A
浓盐酸附近产生白烟
NH3与浓盐酸反应产生了NH4Cl固体
B
浓硫酸附近无明显现象
NH3与浓硫酸不发生反应
C
氯化物溶液变浑浊
该溶液一定是AlCl3溶液
D
干燥红石蕊试纸不变色,湿润红石蕊试纸变蓝
NH3是一种可溶性碱
答案:A
解析:NH3与浓盐酸挥发出的HCl反应生成NH4Cl固体,产生白烟,A正确;NH3与浓硫酸反应生成(NH4)2SO4,B错误;氯化物溶液变浑浊,可能是MgCl2等溶液,C错误;NH3不是碱,其水溶液呈碱性是因为生成NH3·H2O,D错误。
7.某研究性学习小组用如图所示装置(部分夹持仪器省略)制备干燥的氨气并验证氨气的性质。已知反应。
下列说法不正确的是( )
A.两盏酒精灯加热顺序是先甲后丁
B.若用丙装置收集氨气,应将b管延长至集气瓶底部
C.实验过程中观察到丁中颜色由红棕色变为黑色,说明具有还原性
D.本实验不需要尾气处理装置
答案:A
解析:应先加热丁装置,用NH₃排尽装置内空气,再加热甲装置,A错误;氨气密度比空气小,收集时b管应延长至集气瓶底部,B正确;丁中红棕色NO₂变为黑色Cu,说明NH₃具有还原性,C正确;氨气被完全吸收,不需要尾气处理装置,D正确。
8.某化学兴趣小组为了制取并探究氨性质,用下列装置(部分夹持装置已略去)进行实验[制取氨的反应原理:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O]。
【实验探究】
(1)利用上述原理,实验室制取氨应选用________(填字母)发生装置进行实验。
(2)B装置中的干燥剂可选用________。
(3)气体通过C、D装置时,试纸颜色会发生变化的是________(填“C”或“D”)装置。
(4)当实验进行一段时间后,挤压E装置中的胶头滴管,滴入1~2滴浓盐酸,可观察到的现象是______________________________________。
(5)F装置中倒置漏斗的作用是_____________________________________________。
(6)氨的用途很广,如可用氨处理二氧化氮:8NH3+6NO27N2+12H2O,该反应中氨体现________(填“氧化性”或“还原性”)。请你列举出氨的另一种用途:_________。
【答案】(1)a (2)碱石灰 (3)D
(4)产生白烟 (5)防止倒吸
(6)还原性 作制冷剂、制氮肥(或化肥)、制硝酸、作化工原料(任答一点,其他合理答案也可)
9.某课外活动小组在实验室用下图所示装置快速制取氨并验证氨的某些性质,同时收集少量纯净的氮气,请回答。
(1)写出用生石灰和浓氨水反应制氨的化学方程式__________________________________,解释放出NH3的原因_____________________________________________。
(2)实验进行一段时间,观察到硬质玻璃管内黑色氧化铜粉末变为红色,盛无水硫酸铜的干燥管内出现蓝色,并且在最后的出气导管口处收集到纯净、干燥的氮气。根据这些现象,写出在硬质玻璃管内发生反应的化学方程式:_________________________________________,这个反应说明氨具有________。
A.碱性 B.还原性 C.氧化性 D.不稳定性
(3)洗气瓶中浓硫酸的主要作用是______________________________________。
(4)在最后的出气导管口处收集干燥、纯净的氮气,收集方法是________。
A.排空气法 B.排水法 C.用气囊收集
(5)装置E的作用是__________________________,装置F的作用_______________________。
E中的碱石灰________(填“能”或“不能”)换成CaCl2。
答案:
(1) CaO + NH3·H2O = Ca(OH)2+ NH3↑;生石灰与水反应放热,使NH3·H2O分解,且OH⁻浓度增大,促进NH3·H2O电离,放出NH3
(2) 3CuO + 2NH3 3Cu + N2 + 3H2O;B
(3) 吸收未反应的NH3,干燥N2
(4) C
(5) 干燥NH3;检验是否有水生成;不能
四、铵盐(NH₄⁺的盐)
1. 物理性质:白色晶体,易溶于水。
2. 化学性质:
①热不稳定性:受热易分解(非氧化还原反应):NH4ClNH3↑+HCl↑(冷却后又化合为NH₄Cl);NH4HCO3NH3↑+H2O+CO2↑。
②与碱反应(加热):NH4++OH-NH3↑+H2O(用于实验室制NH₃及NH₄⁺的检验,现象:产生使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体)。
3. 用途:氮肥(如NH₄NO₃、(NH₄)₂HPO₄),NH₄Cl用于金属焊接除锈。
经典例题
1.下列离子方程式书写正确的是( )
A.实验室用氯化铵和熟石灰制氨:NH+OH-NH3↑+H2O
B.NaOH溶液与NH4Cl溶液混合加热:NH +OH-NH3·H2O
C.氨水中加盐酸:NH3·H2O+H+===NH+H2O
D.氨水中加入氯化铁溶液:Fe2++2NH3·H2O===2NH+Fe(OH)2↓
答案:C
解析:实验室制氨用固体反应,不能写离子方程式,A错误;NaOH与NH4Cl混合加热生成NH3↑和H2O,B错误;氨水中加盐酸生成NH和H2O,C正确;氨水中加入氯化铁溶液生成Fe(OH)3沉淀,D错误。
2.下列由相关实验现象所推出的结论正确的是
A.NH3遇到浓盐酸产生白烟NH4Cl,该反应不是氧化还原反应
B.向溶液中滴加HCl酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀,说明该溶液中一定有SO
C.NH4Cl受热能分解生成NH3,可以用加热NH4Cl的方法实验室制氨气
D.NH3通入水中,水溶液可以导电,NH3为电解质
答案:A
解析:NH3与HCl反应生成NH4Cl,无元素化合价变化,不是氧化还原反应,A正确;溶液中可能含有亚硫酸根,被HNO₃氧化为SO,B错误;加热NH4Cl分解生成NH3和HCl,冷却后又化合,不能用于实验室制氨气,C错误;NH3是非电解质,D错误。
3.为了检验某固体物质中是否含有NH,你认为下列试纸或试剂一定用不到的是( )
①蒸馏水 ②NaOH溶液 ③红色石蕊试纸 ④蓝色石蕊试纸 ⑤稀硫酸
A. ①⑤ B.④⑤ C.①③ D.①④⑤
B. 答案:B
C. 解析:检验NH需加NaOH溶液加热,用湿润的红色石蕊试纸检验NH3,不需要蓝色石蕊试纸和稀硫酸,选B。
4.检验铵盐的一般方法是将待测物取少许置于试管中,然后( )
A.加水溶解后,再滴入酚酞溶液
B.加强碱溶液加热后,用湿润的红色石蕊试纸在试管口检验
C.加入强酸溶液加热后,再滴入酚酞溶液
D.加入强碱溶液加热后,再滴入酚酞溶液
答案:B
解析:检验铵盐的方法是加强碱溶液加热,用湿润的红色石蕊试纸检验NH3,B正确。
5.对下列实验过程的评价,正确的是( )
A.某固体中加入稀盐酸,产生了无色气体,证明该固体中一定含有碳酸盐
B.某溶液中滴加 BaCl2溶液,生成不溶于稀HNO3 的白色沉淀,证明一定含有 SO
C.某无色溶液滴入酚酞试液显红色,该溶液一定呈酸性
D.某溶液中加氢氧化钠溶液加热,用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口试纸变蓝,证明一定含 NH
答案:D
解析:固体中加入稀盐酸产生无色气体,可能是碳酸盐、碳酸氢盐或活泼金属,A错误;溶液中可能含有Ag⁺,B错误;酚酞显红色,溶液呈碱性,C错误;加NaOH溶液加热,湿润红色石蕊试纸变蓝,证明含NH₄⁺,D正确。
五、硝酸(HNO₃)
1.物理性质:无色易挥发液体,有刺激性气味,浓硝酸因溶有NO₂而呈黄色。
2.化学性质:
①强酸性:具有酸的通性(与活泼金属反应不生成H₂,因硝酸的强氧化性)。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(浓硝酸需避光、低温保存)。
强氧化性(与金属、非金属及还原性物质反应):
③与金属反应:
A、与Cu反应
浓硝酸:Cu + 4HNO₃(浓) === Cu(NO₃)₂ + 2NO₂↑ + 2H₂O(NO₂为还原产物)。
稀硝酸:3Cu + 8HNO₃(稀)===3Cu(NO₃)₂ + 2NO↑ + 4H₂O(NO为还原产物)。
B、与铁反应
稀硝酸也具有强氧化性,能将Fe氧化成Fe3+,但若铁粉过量,会发生反应:
Fe+2Fe3+==3Fe2+,所以少量铁粉或过量铁粉与稀硝酸反应的化学方程式分别为:
Fe(少量)+4HNO3(稀)==Fe(NO3)3+NO↑+2H2O、3Fe(过量)+8HNO3(稀)==3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O。
常温下,浓硝酸使Fe、Al钝化(表面生成致密氧化膜)。
④与非金属反应:C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O
⑤与还原性离子反应:如Fe²⁺、I⁻等被氧化为Fe³⁺、I₂。
注意:
A、活泼金属与硝酸反应不生成H2,硝酸与金属反应时,硝酸既表现氧化性又表现酸性,与非金属反应时,硝酸表现氧化性,硝酸的浓度不同,还原产物不同,浓硝酸一般还原产物为NO2 ,稀硝酸一般还原产物为NO,极稀硝酸可为N2O、N2、NH4NO3等。
B、NO3―在酸性 条件下,就相当于硝酸溶液,具有强氧化性,因此,在强酸性条件下NO3―与Fe2+等还原性离子不能大量共存。
3.用途:制炸药(如TNT)、染料、塑料、硝酸盐,实验室常用试剂。
六、氮及其化合物的转化关系
N₂ →(O₂,放电)NO →(O₂)NO₂ →(H₂O)HNO₃ →(NH₃)NH₄NO₃(氮肥)
N₂ →(H₂,高温高压催化剂)NH₃ →(O₂,催化氧化)NO → NO₂ → HNO₃
NH₃ →(H₂O)NH₃·H₂O →(酸)铵盐(如NH₄Cl、(NH₄)₂SO₄)
核心规律:氮元素化合价从-3(NH₃)到+5(HNO₃)的转化体现了氧化还原反应的主线,涉及工业合成氨、硝酸制备及环境保护等重要应用。
经典例题
1.下列有关氮及其化合物的说法中错误的是( )
A.打开浓硝酸的试剂瓶,瓶口有白雾,体现了浓硝酸的挥发性
B.HNO3具有强氧化性,可用于制备硝酸铵
C.硝酸的浓度越大,氧化性越强,被还原后的生成物的价态越高
D.工业生产硝酸时补充空气有利于原料的充分利用和减少污染物排放
答案:C
解析:硝酸浓度越大,氧化性越强,被还原后的生成物价态越低(如浓硝酸还原为NO₂,稀硝酸还原为NO),C错误;浓硝酸挥发性强,瓶口有白雾,A正确;HNO₃与NH₃反应制备硝酸铵,B正确;工业生产硝酸时补充空气,可使NO循环利用,提高原料利用率,减少污染物排放,D正确。
2.下列有关硝酸化学性质的叙述中,正确的是( )
A.浓、稀硝酸都能使蓝色石蕊试纸最终变为红色
B.稀硝酸与铜反应生成Cu(NO3)2和NO气体只表现出强氧化性
C.硝酸可与Na2S反应制得H2S气体
D.浓硝酸因分解放出的NO2又溶解于硝酸而呈黄色
答案:D
解析:浓硝酸使蓝色石蕊试纸先变红后褪色,稀硝酸使蓝色石蕊试纸变红,A错误;稀硝酸与铜反应既表现氧化性又表现酸性,B错误;硝酸具有强氧化性,与Na2S反应生成S,不能制得H2S,C错误;浓硝酸分解生成NO2,NO2溶解于硝酸使溶液呈黄色,D正确。3.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
解析:浓硝酸瓶口有白雾是因为挥发性,不是吸水性,D错误;浓硝酸使石蕊先变红(酸性)后褪色(强氧化性),A正确;稀硝酸与铁反应生成NO,不生成H2,B正确;浓硝酸不稳定,需用棕色瓶盛装,C正确。
4.常温下,下列物质可用铁制容器盛装的是
A.溶液 B.浓硝酸 C.溶液 D.稀硫酸
答案:B
解析:常温下浓硝酸使铁钝化,可用铁制容器盛装,B正确;FeCl₃、CuSO₄溶液与铁反应,稀硫酸与铁反应,A、C、D错误。
5.氮及其化合物的转化关系如下图所示,则下列说法不正确的是( )
A.路线①②③是工业生产硝酸的主要途径
B.路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径
C.上述所有反应都是氧化还原反应
D.氮气可在足量的氧气中通过一步反应生成
答案:D
6.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
解析:硝酸与FeO反应生成Fe(NO₃)₃、NO和H₂O,既表现氧化性又表现酸性,A错误;浓硝酸常温下与铁、铝钝化,不是不反应,B错误;浓硝酸和浓氨水均易挥发,相互靠近生成NH₄Cl白烟,C正确;红热的炭投入浓硝酸中,浓硝酸分解也会产生NO₂,不能证明炭与浓硝酸发生反应,D错误。
7.氮及其化合物的转化关系如图。已知阿伏加德罗常数的值为。下列说法正确的是( )
A.所含电子数为
B.利用反应①和反应②制备等体积的NO时,两个反应消耗的的质量之比为5:2
C.溶液中所含阳离子数目为
D.浓硝酸在光照条件下分解生成,分解时转移电子数为
答案:B
8.氮及其化合物的部分转化关系如图所示:
设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.分子中所含的孤电子对数为
B.溶液中所含有的离子数目小于
C.2 mol NO与充分反应后所得的产物分子数为
D.溶液中阴离子数目约为
答案:B
9.Mg是一种活泼金属,能在多种气体中燃烧,某兴趣小组设计Mg粉在中燃烧的实验并检验其产物的装置如图所示。
已知:Mg在中燃烧可能的产物为MgO、、等,易与水反应。
回答下列问题:
(1)装置甲中铜盛放在 (填仪器名称,后同)里,浓硝酸盛放在 里。
(2)装置甲中发生反应的离子方程式为 ;该反应中硝酸起 的作用。
(3)试剂X、Y的名称分别是 、 。
(4)装置丙中的酒精灯应在 (填现象)后点燃。
(5)证明有生成的现象是 。
(6)设计实验证明固体产物中有: 。
【答案】(1) 圆底烧瓶 分液漏斗
(2) 酸性、强氧化性
(3) 无水氯化钙或五氧化二磷 无水氯化钙或五氧化二磷
(4)观察到丙中的玻璃管充满红棕色气体后
(5)装置己中气体体积增大,装置己中的水流入烧杯庚中
(6)取丙中少量反应产物,加入水中产生刺激性气味的气体,该气体可使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则说明固体产物中有
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氮及其化合物知识点总结及经典例题
考点一:氮气(N₂)
1.分子结构:氮气分子中存在N≡N键,N≡N键不易断裂,所以氮气化学性质稳定,常温下难与其他物质反应。
2.物理性质:无色无味气体,密度略小于空气,难溶于水(1体积水溶解约0.02体积N₂)。
3.化学性质(氮气在高温或放电条件下较活泼):
①与氢气反应(工业合成氨):N2+3H22NH3(可逆反应)。
②与氧气反应(自然固氮): (生成无色NO,NO会进一步与O₂反应生成NO₂)。
③与金属反应:与活泼金属(如Mg)反应生成氮化镁:N2+3MgMg3N2。
4.用途:保护气(焊接、食品包装)、合成氨原料、液氮用于制冷剂。
经典例题
1.下列关于N2的叙述错误的是( )
A.N2既可作氧化剂又可做还原剂
B.雷雨天,空气中的N2和O2可反应生成NO
C.氮的固定是将N2转化成含氮化合物
D.1molN2可与3molH2完全反应生成2molNH3
2.下列关于氮气的性质,叙述错误的是( )
A.氮气在通常条件下化学性质稳定
B.氮气在高温、放电等条件下可以发生化学反应
C.氮气在化学反应中只能做氧化剂
D.氮气在发生化学反应过程中发生了化学键的断裂
3.下列关于氮元素说法中,不正确的是( )
A.工业上氢气和氮气合成氨属于人工固氮
B.闪电时,大气中氮的氧化物的生成属于氮的固定
C.氮元素在自然界有游离态和化合态
D.非金属单质氮气在化学反应中只能作氧化剂
二、氮的氧化物(NO、NO₂)
1.一氧化氮(NO):
物理性质:无色气体,难溶于水,有毒(与血红蛋白结合)。
化学性质:易被O₂氧化: (现象:无色气体变为红棕色)。
生成:雷雨天气N₂与O₂反应;汽车尾气中由氮气和氧气高温反应生成。
2.二氧化氮(NO₂):
物理性质:红棕色有刺激性气味气体,密度比空气大,易溶于水,有毒。
化学性质:
①与水反应(工业制硝酸的基础): (歧化反应,NO₂既是氧化剂又是还原剂)。
NO2和O2的混合气体通入水中的计算
由3NO2+H2O===2HNO3+NO和2NO+O2===2NO2可得
总反应式4NO2+O2+2H2O===4HNO3,由此可知:
V(NO2)∶V(O2)
②自身聚合: (可逆反应,降低温度颜色变浅)。
危害:形成酸雨(与水反应生成HNO₃)、光化学烟雾的主要成分。
3.氮氧化物的环境影响与处理:
来源:汽车尾气、工业废气(如硝酸厂)。
处理:汽车安装催化转化器(2NO + 2CO N₂ + 2CO₂);工业废气用碱液吸收(NO + NO₂ + 2NaOH = 2NaNO₂ + H₂O)。
经典例题
1.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.NO为红棕色气体,NO2为无色气体
C.除去NO中的NO2气体可以使混合气体通过蒸馏水
D.NO、NO2、N2O4、N2O5都属于酸性氧化物
2.下列关于一氧化氮的叙述正确的是( )
A.一氧化氮是一种红棕色气体
B.常温常压下,一氧化氮不能与空气中的氧气直接化合
C.一氧化氮可由氮气和氧气在放电条件下直接化合得到
D.一氧化氮易溶于水,不能用排水法收集
3.下列关于NO2和NO的叙述正确的是( )
A.都能溶于水且与水反应生成相应的酸 B.都是酸性氧化物,都能与强碱溶液反应
C.可以通过铜与硝酸制取 D.常温下都可以被氧气氧化
4.一氧化氮是一种大气污染物,是吸烟、汽车尾气及垃圾燃烧等释放出的有害气体,但是这种气体小分子在生物体内却是一种重要的信使分子,具有保护心血管、降低血压以及提高性能力的作用。下列关于NO的说法中正确的是( )
A.NO是无色气体,易溶于水,是酸性氧化物
B.NO在空气中可以转为NO2,二者都是大气污染物
C.NO在人体内能扩张血管,提高免疫力等,因此大气中的NO对人体无害
D.NO在化学反应中,只能作还原剂,不能作氧化剂
5.下列说法中错误的是( )
A.除去NO2中NO的气体的方法是将通入足量的O2
B.NO2与溴蒸气的鉴别可以用水、AgNO3溶液或CCl4,但不能用湿润的碘化钾淀粉试纸
C.NO2与H2O的反应中氧化剂与还原剂的质量比为1:2
D.除去NO中的NO2气体的方法是将气体依次通入盛有水和浓H2SO4的洗气瓶中
6.硝酸工业尾气中的NO、NO2可用火碱溶液吸收,有关化学反应为:
①;②。
下列说法错误的是( )
A.反应①、②均为氧化还原反应
B.反应①中氧化产物与还原产物的物质的量之比为1:1
C.若尾气可以被完全吸收,则尾气中与NO的体积之比可能大于1:1
D.反应②中,生成2 mol 共转移电子的物质的量为2 mol
7.汽车尾气净化装置“催化转化器”是防止尾气(含一氧化碳、氮氧化物等气体)污染的有效方法,能使尾气中的一氧化碳和氮氧化物发生反应生成可参与大气生态循环的无毒气体。
(1)汽车尾气中易造成光化学烟雾的物质是_______。
a.氮氧化物 b.二氧化碳 c.一氧化碳
(2)写出催化转化器中,一氧化碳和一氧化氮反应的化学方程式为____________________。
(3)可利用CH4等气体除去烟气中的氮氧化物,生成物为可参与大气循环的气体,请写出CH4与NO反应的化学方程式_____________________________________。
(4)采用NaOH溶液可以吸收废气中的氮氧化物,反应的化学方程式如下:2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O。若反应时消耗了10 L 0.1 mol·L-1的NaOH溶液,则反应中转移电子的物质的量_______mol。
8.将盛有12 mL NO2和O2的混合气体的量筒倒立于水槽中,充分反应后,还剩余2 mL无色气体。
(1)若剩余的气体是________,则NO2、O2的体积分别是________。
(2)若剩余的气体是________,则NO2、O2的体积分别是________。
三、氨(NH₃)
1.物理性质:无色有刺激性气味气体,密度比空气小,极易溶于水(1体积水溶解约700体积NH₃),氨水呈碱性易液化。
2.化学性质:
①碱性:与水反应: (氨水显弱碱性,能使酚酞变红);NH3·H2O不稳定,受热时分解为NH3和H2O,NH3·H2ONH3↑+H2O。
与酸反应生成铵盐:
喷泉实验:按图所示装置,打开止水夹,挤压滴管的胶头,烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶,形成喷泉,烧瓶内液体呈红色。
浓氨水挥发出的NH3与浓盐酸挥发出的HCl相遇形成白烟: (白烟现象)。
②还原性:催化氧化(工业制硝酸的关键步骤):
③与盐溶液反应:如与AlCl₃溶液反应生成Al(OH)₃沉淀:
3.NH3的实验室制法:
①原理: (固固加热型,用向下排空气法收集,湿润的红色石蕊试纸验满)。
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
方法一:用镊子夹住一片 试纸放在试管口,若试纸变蓝,说明已经收集满。
方法二:用蘸取 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:
4.用途:制冷剂(液氨汽化吸热)、制氮肥(如NH₄HCO₃、(NH₄)₂SO₄)、硝酸工业原料。
经典例题
1.下列装置不能达到实验目的的是( )
A.实验室制取并收集NH3
B.吸收NH3
C.检查装置气密性
D.利用排空气收集NH3
2.在如图所示的装置中,干燥烧瓶内盛有某种气体,烧杯和滴定管内盛放某种液体。挤压滴管的胶头,下列与实验事实不相符的是( )
A.NO(H2O含石蕊) /红色喷泉 B.NH3(H2O含酚酞)/红色喷泉
C.HCl(AgNO3溶液)/白色喷泉 D.SO2(NaOH溶液)/无色喷泉
3.“封管实验”具有简易、方便、节约、绿色等优点,下列关于三个“封管实验”(夹持装置未画出)的说法正确的是( )
A.加热①时,上部汇集了NH4Cl固体,此现象与碘升华实验原理相似
B.加热时,②中溶液变红,冷却后又变为无色
C.加热③时溶液红色褪去,冷却后又变红色,体现SO2的漂白性
D.②③中都包括溶液褪色的过程,其褪色原理不同
4.在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是( )
A. B.
C. D.
5.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
6.如图所示,利用培养皿探究NH3的性质。实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水会产生氨气,立即用另一表面皿扣在上面。下表中对实验现象所做的解释正确的是( )
实验现象
解释
A
浓盐酸附近产生白烟
NH3与浓盐酸反应产生了NH4Cl固体
B
浓硫酸附近无明显现象
NH3与浓硫酸不发生反应
C
氯化物溶液变浑浊
该溶液一定是AlCl3溶液
D
干燥红石蕊试纸不变色,湿润红石蕊试纸变蓝
NH3是一种可溶性碱
7.某研究性学习小组用如图所示装置(部分夹持仪器省略)制备干燥的氨气并验证氨气的性质。已知反应。
下列说法不正确的是( )
A.两盏酒精灯加热顺序是先甲后丁
B.若用丙装置收集氨气,应将b管延长至集气瓶底部
C.实验过程中观察到丁中颜色由红棕色变为黑色,说明具有还原性
D.本实验不需要尾气处理装置
8.某化学兴趣小组为了制取并探究氨性质,用下列装置(部分夹持装置已略去)进行实验[制取氨的反应原理:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O]。
【实验探究】
(1)利用上述原理,实验室制取氨应选用________(填字母)发生装置进行实验。
(2)B装置中的干燥剂可选用________。
(3)气体通过C、D装置时,试纸颜色会发生变化的是________(填“C”或“D”)装置。
(4)当实验进行一段时间后,挤压E装置中的胶头滴管,滴入1~2滴浓盐酸,可观察到的现象是______________________________________。
(5)F装置中倒置漏斗的作用是_____________________________________________。
(6)氨的用途很广,如可用氨处理二氧化氮:8NH3+6NO27N2+12H2O,该反应中氨体现________(填“氧化性”或“还原性”)。请你列举出氨的另一种用途:_________。
9.某课外活动小组在实验室用下图所示装置快速制取氨并验证氨的某些性质,同时收集少量纯净的氮气,请回答。
(1)写出用生石灰和浓氨水反应制氨的化学方程式____________________________________,解释放出NH3的原因________________________________________________________。
(2)实验进行一段时间,观察到硬质玻璃管内黑色氧化铜粉末变为红色,盛无水硫酸铜的干燥管内出现蓝色,并且在最后的出气导管口处收集到纯净、干燥的氮气。根据这些现象,写出在硬质玻璃管内发生反应的化学方程式:_________________________________________,这个反应说明氨具有________。
A.碱性 B.还原性 C.氧化性 D.不稳定性
(3)洗气瓶中浓硫酸的主要作用是______________________________________________。
(4)在最后的出气导管口处收集干燥、纯净的氮气,收集方法是________。
A.排空气法 B.排水法 C.用气囊收集
(5)装置E的作用是__________________________,装置F的作用_______________________。
E中的碱石灰________(填“能”或“不能”)换成CaCl2。
四、铵盐(NH₄⁺的盐)
1. 物理性质:白色晶体,易溶于水。
2. 化学性质:
①热不稳定性:受热易分解(非氧化还原反应):NH4ClNH3↑+HCl↑(冷却后又化合为NH₄Cl);NH4HCO3NH3↑+H2O+CO2↑。
②与碱反应(加热):NH4++OH-NH3↑+H2O(用于实验室制NH₃及NH₄⁺的检验,现象:产生使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体)。
3. 用途:氮肥(如NH₄NO₃、(NH₄)₂HPO₄),NH₄Cl用于金属焊接除锈。
经典例题
1.下列离子方程式书写正确的是( )
A.实验室用氯化铵和熟石灰制氨:NH+OH-NH3↑+H2O
B.NaOH溶液与NH4Cl溶液混合加热:NH +OH-NH3·H2O
C.氨水中加盐酸:NH3·H2O+H+===NH+H2O
D.氨水中加入氯化铁溶液:Fe2++2NH3·H2O===2NH+Fe(OH)2↓
2.下列由相关实验现象所推出的结论正确的是( )
A.NH3遇到浓盐酸产生白烟NH4Cl,该反应不是氧化还原反应
B.向溶液中滴加HCl酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀,说明该溶液中一定有SO
C.NH4Cl受热能分解生成NH3,可以用加热NH4Cl的方法实验室制氨气
D.NH3通入水中,水溶液可以导电,NH3为电解质
3.为了检验某固体物质中是否含有NH,你认为下列试纸或试剂一定用不到的是( )
①蒸馏水 ②NaOH溶液 ③红色石蕊试纸 ④蓝色石蕊试纸 ⑤稀硫酸
A.①⑤ B.④⑤ C.①③ D.①④⑤
4.检验铵盐的一般方法是将待测物取少许置于试管中,然后( )
A.加水溶解后,再滴入酚酞溶液
B.加强碱溶液加热后,用湿润的红色石蕊试纸在试管口检验
C.加入强酸溶液加热后,再滴入酚酞溶液
D.加入强碱溶液加热后,再滴入酚酞溶液
5.对下列实验过程的评价,正确的是( )
A.某固体中加入稀盐酸,产生了无色气体,证明该固体中一定含有碳酸盐
B.某溶液中滴加 BaCl2溶液,生成不溶于稀HNO3 的白色沉淀,证明一定含有 SO
C.某无色溶液滴入酚酞试液显红色,该溶液一定呈酸性
D.某溶液中加氢氧化钠溶液加热,用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口试纸变蓝,证明一定含 NH
五、硝酸(HNO₃)
1.物理性质:无色易挥发液体,有刺激性气味,浓硝酸因溶有NO₂而呈黄色。
2.化学性质:
①强酸性:具有酸的通性(与活泼金属反应不生成H₂,因硝酸的强氧化性)。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(浓硝酸需避光、低温保存)。
强氧化性(与金属、非金属及还原性物质反应):
③与金属反应:
A、与Cu反应
浓硝酸:Cu + 4HNO₃(浓) === Cu(NO₃)₂ + 2NO₂↑ + 2H₂O(NO₂为还原产物)。
稀硝酸:3Cu + 8HNO₃(稀)===3Cu(NO₃)₂ + 2NO↑ + 4H₂O(NO为还原产物)。
B、与铁反应
稀硝酸也具有强氧化性,能将Fe氧化成Fe3+,但若铁粉过量,会发生反应:
Fe+2Fe3+==3Fe2+,所以少量铁粉或过量铁粉与稀硝酸反应的化学方程式分别为:
、
常温下,浓硝酸使Fe、Al钝化(表面生成致密氧化膜)。
④与非金属反应:C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O
⑤与还原性离子反应:如Fe²⁺、I⁻等被氧化为Fe³⁺、I₂。
注意:
A、活泼金属与硝酸反应不生成H2,硝酸与金属反应时,硝酸既表现氧化性又表现酸性,与非金属反应时,硝酸表现氧化性,硝酸的浓度不同,还原产物不同,浓硝酸一般还原产物为NO2 ,稀硝酸一般还原产物为NO,极稀硝酸可为N2O、N2、NH4NO3等。
B、NO3―在酸性 条件下,就相当于硝酸溶液,具有强氧化性,因此,在强酸性条件下NO3―与Fe2+等还原性离子不能大量共存。
3.用途:制炸药(如TNT)、染料、塑料、硝酸盐,实验室常用试剂。
六、氮及其化合物的转化关系
N₂ →(O₂,放电)NO →(O₂)NO₂ →(H₂O)HNO₃ →(NH₃)NH₄NO₃(氮肥)
N₂ →(H₂,高温高压催化剂)NH₃ →(O₂,催化氧化)NO → NO₂ → HNO₃
NH₃ →(H₂O)NH₃·H₂O →(酸)铵盐(如NH₄Cl、(NH₄)₂SO₄)
核心规律:氮元素化合价从-3(NH₃)到+5(HNO₃)的转化体现了氧化还原反应的主线,涉及工业合成氨、硝酸制备及环境保护等重要应用。
经典例题
1.下列有关氮及其化合物的说法中错误的是( )
A.打开浓硝酸的试剂瓶,瓶口有白雾,体现了浓硝酸的挥发性
B.HNO3具有强氧化性,可用于制备硝酸铵
C.硝酸的浓度越大,氧化性越强,被还原后的生成物的价态越高
D.工业生产硝酸时补充空气有利于原料的充分利用和减少污染物排放
2.下列有关硝酸化学性质的叙述中,正确的是( )
A.浓、稀硝酸都能使蓝色石蕊试纸最终变为红色
B.稀硝酸与铜反应生成Cu(NO3)2和NO气体只表现出强氧化性
C.硝酸可与Na2S反应制得H2S气体
D.浓硝酸因分解放出的NO2又溶解于硝酸而呈黄色
3.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
4.常温下,下列物质可用铁制容器盛装的是( )
A.溶液 B.浓硝酸 C.溶液 D.稀硫酸
5.氮及其化合物的转化关系如下图所示,则下列说法不正确的是( )
A.路线①②③是工业生产硝酸的主要途径
B.路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径
C.上述所有反应都是氧化还原反应
D.氮气可在足量的氧气中通过一步反应生成
6.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
7.氮及其化合物的转化关系如图。已知阿伏加德罗常数的值为。下列说法正确的是( )
A.所含电子数为
B.利用反应①和反应②制备等体积的NO时,两个反应消耗的的质量之比为5:2
C.溶液中所含阳离子数目为
D.浓硝酸在光照条件下分解生成,分解时转移电子数为
8.氮及其化合物的部分转化关系如图所示:
设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.分子中所含的孤电子对数为
B.溶液中所含有的离子数目小于
C.2 mol NO与充分反应后所得的产物分子数为
D.溶液中阴离子数目约为
9.Mg是一种活泼金属,能在多种气体中燃烧,某兴趣小组设计Mg粉在中燃烧的实验并检验其产物的装置如图所示。
已知:Mg在中燃烧可能的产物为MgO、、等,易与水反应。
回答下列问题:
(1)装置甲中铜盛放在 (填仪器名称,后同)里,浓硝酸盛放在 里。
(2)装置甲中发生反应的离子方程式为 ;该反应中硝酸起 的作用。
(3)试剂X、Y的名称分别是 、 。
(4)装置丙中的酒精灯应在 (填现象)后点燃。
(5)证明有生成的现象是 。
(6)设计实验证明固体产物中有: 。
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