5.2 氮及其化合物【上好课】高一化学深度学习辅导讲义（人教版必修第二册）

本讲义聚焦高中化学“氮及其化合物”核心知识点，系统梳理氮气的存在与固定、性质与用途，氮氧化物的种类及NO/NO₂的对比，氨的结构、性质、制备与喷泉实验，铵盐的性质及NH₄⁺检验，硝酸的强氧化性与工业制法，以及不同价态含氮物质的转换关系，构建从基础性质到实际应用的完整知识支架。 该资料以化学观念为统领，通过氮的价类二维图帮助学生建立“结构决定性质，性质决定用途”的认知，结合典例分析与变式训练培养科学思维，设计氨气制备、喷泉实验等探究活动提升科学探究与实践能力。课中辅助教师清晰呈现知识脉络，课后通过计算点拨与练习题帮助学生巩固知识，查漏补缺，体现学科特色教学方法。

第五章 化工生产中的重要非金属元素 第二节 氮及其化合物 要点 1 氮气的性质及用途 1. 自然界中氮元素的存在及氮的固定 游离态（N2，大气中体积分数约为78%） 自然固氮：a.雷电固氮：将N2转化NO；b.根瘤菌固氮将N2转化NH4+ 氮元素 氮的固定 人工固氮：合成氨工业 化合态（动植物体内，土壤及水体中） 2. 氮气的结构 分子式 电子式 结构式 N2 N≡N（共价键牢固分子稳定） 3. 氮气的物理性质 颜色状态气味 溶解性 密度 无色无味气体（在压强为101KPa下，氮气在-195.8℃时变成无色液体，氮气分子在-209.9℃时变成雪花状固体） 在水中溶解度很小（体积比=1：0.02） 比空气略小 4. 氮气的化学性质 (1) 通常状况下很难与其它物质发生化学反应 (2) 在一定条件下，能与一些物质发生化学反应 ①与H2反应 N2＋3H22NH3；　　 ②与某些金属反应 Mg：3Mg+N2Mg3N2（离子化合物，在水中强烈水解Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3↑） ③与O2反应 N2+O22NO（闪电、汽车引擎中发生的反应） 注：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。 5. 氮气的用途 ①文物馆将贵重文物保存在氮气中。 ②氮气是合成氨工业的重要原料——合成氨，制化肥，HNO3。 ③雷电是自然界重要的固氮方式。 ④医疗上，液氮是常见的冷冻剂。 6. 氮气的工业制法 (1) 分离液态空气： (2) 耗氧法： 要点 2 氮的氧化物 1. 氮有多种价态的氧化物 氧化物的化学式 N2O NO N2O3（HNO2的酸酐） NO2、N2O4 N2O5（HNO3的酸酐） 氮元素的价态 ＋1 ＋2 ＋3 ＋4 ＋5 2. 一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2）的比较 NO NO2 物 理 性 质 色态味 无色、无味、气体 红棕色、刺激性气味、气体 密度 密度略大于空气 密度比空气大 熔沸点 很低 低，易液化 溶解性 不溶 易溶 化 学 性质 毒性 有毒 有毒 与O2 2NO＋O2===2NO2 不反应 与水 不反应 3NO2+H2O=2HNO3+NO NO2既是氧化剂，又是还原剂 与碱 不反应 2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O NO＋NO2 ＋2NaOH=2NaNO2 +H2O 氧化性 2NO+2CO=2CO2+N2 2NO2+2KI=I2+2KNO2 还原性 2NO+O2=2NO2 可使KMnO4褪色 可使KMnO4褪色 与O2混合，通入水中 4NO+3O2+2H2O=4HNO3 4NO2+O2+2H2O=4HNO3 实验室制取 3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2 +2NO↑+4H2O Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2 ↑+2H2O 收集方法 排水法 向上排空气法 与人体、环 境的关系 ①与血红蛋白结合，使人中毒； ②转化成NO2，形成酸雨、光化学烟雾 形成酸雨、光化学烟雾 注：①NO2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。 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. 氮氧化物对环境的污染及防治 (1) 常见的污染类型 ①光化学烟雾：NOx在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生了一种有毒的烟雾。 ②酸雨：NOx排入大气中后，与水反应生成HNO3和HNO2，随雨雪降到地面，形成酸雨（pH＜5.6），酸雨的主要危害是能直接破坏农作物、森林、草原，使土壤、湖泊酸化，还会加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具及电信电缆的腐蚀。 ③破坏臭氧层：NO2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。 ④NO与血红蛋白结合使人中毒。 (2) 常见的NOx尾气处理方法 ①碱液吸收法：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O；NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是 n(NO2)≥n(NO)。一般适合工业尾气中NOx的处理。 ②催化转化法：在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2)，或NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2)。一般适用于汽车尾气的处理。 ③氨气吸收法：8NH3＋6NO27N2＋12H2O 4NH3＋6NO5N2＋6H2O 要点 3 氨 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 颜色状态气味 溶解性 密度 无色有刺激性味气体（加压下容易液化，液氨汽化时吸收大量的热，使周围环境温度急剧降低，工业上可使用液氨作制冷剂） 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 比空气小 3.氨的化学性质 (1)与水的反应 NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－ ①氨溶于水得氨水，氨水是混合物，溶液中存在的微粒有三种分子：NH3·H2O、NH3、H2O；三种离子：NH4+、OH－及少量的H+。 ②NH3·H2O为可溶性一元弱碱（计算氨水浓度时，溶质按NH3进行计算），具有碱的通性。氨水可使紫色石蕊试液变蓝，故常用湿润的红色石蕊试纸检验NH3的存在。 ③NH3·H2O不稳定，易分解：NH3·H2ONH3↑＋H2O。 (2)与酸的反应（生成铵盐） NH3+HCl=NH4Cl（蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，现象为 有白烟生成） NH3+HNO3=NH4NO3（白烟） 2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4 (3)与盐溶液的反应（一般生成难溶的碱）：Fe3++3NH3·H2O==Fe(OH)3↓+3NH4+ Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH Cu2＋＋2NH3·H2O（少量）===Cu(OH)2↓＋2NH Cu2＋＋4NH3·H2O（过量）===[Cu(NH3)4]2＋＋4H2O 注：与Cu2+、Zn2+、 Ag+反应先生成沉淀Cu(OH)2、Zn(OH)2、 Ag2O，继续加入NH3·H2O或通入NH3，沉淀溶解，分别生成Cu(NH3)42+、Zn(NH3)42+、 Ag(NH3)2+。 (4)还原性： 4NH3＋5O24NO＋6H2O（用于工业制硝酸） 4NH3＋3O2（纯氧）2N2＋6H2O 2NH3＋3Cl2===N2＋6HCl或8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl（用于检验Cl2管道泄漏） 2NH3＋3CuON2＋3Cu＋3H2O（用于实验室制少量N2） 4.氨的实验室制法 （1）原理：2 NH4Cl +Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O（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） 注：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（氨气的密度比空气小，收集氨气时，导管应插入接近试管的底部） 注：收集装置和反应装置的试管和导管必须是干燥的。 （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。多余气体在尾气吸收时要防止倒吸。常采用的装置有： （8） 氨气的其他实验室制法 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 5.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 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 设计说明 Ⅰ 向锥形瓶通入少量空气，将少量水压入烧瓶，导致大量的NH3溶解，烧瓶内形成负压而产生喷泉 Ⅱ 省去了胶头滴管，用手(或热毛巾等)捂热烧瓶，氨气受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气，氨气与水接触，即发生喷泉(或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶，使水进入烧瓶中，瓶内氨气溶于水) 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 Ⅳ 向导管中通入一定量的H2S和SO2，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 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，后产生喷泉 Ⅵ 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，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（确定所得溶液中溶质的物质的量和溶液的体积） ①HCl、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。 要点 4 铵盐 NH4+的检验 1. 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 NH4Cl受热分解：NH4ClNH3↑＋HCl↑（用于除去或分离铵盐） NH4HCO3或(NH4)2CO3受热分解：NH4HCO3NH3↑＋CO2↑＋H2O；(NH4)2CO32NH3↑+CO2↑+H2O NH4NO3的分解有四种情况：a. 110 ℃时分解：NH4NO3＝HNO3＋NH3↑ b. 185 ℃～200 ℃分解：NH4NO3＝N2O↑＋2H2O c. 230°C以上，同时有弱光：2NH4NO3=2N2↑+O2↑+4H2O d. 在400°C以上时，剧烈分解发生爆炸：4NH4NO3=3N2↑+2NO2↑+8H2O 注：一般情况下写为5NH4NO34N2+2HNO3+9H2O (NH4)2SO4分解两种情况： a. 280℃分解：(NH4)2SO4=NH3+NH4HSO4 b. 513℃分解：3(NH4)2SO4=3SO2↑+6H2O+N2↑+4NH3↑ ②与碱溶液反应 NH＋OH－===NH3·H2O（稀溶液中不加热） NH＋OH－NH3↑＋H2O（加热时或浓溶液） 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） 2. 的检验 注：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，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。 要点 5 硝酸 1.硝酸的物理性质 颜色 气味 状态 溶解性 无色（质量分数为69%的硝酸为常用浓硝酸，浓硝酸常因为溶解有NO2而呈黄色） 有刺激性气味（易挥发，质量分数为98%以上的硝酸称之为发烟硝酸） 液态 易溶于水 2.硝酸的化学性质 （1） 酸的通性 ①与金属反应：一般不生成氢气（浓HNO3产物一般为NO2，稀HNO3产物一般为NO） 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 注：在利用HNO3的酸性时，要注意考虑它的强氧化性。如FeO与稀硝酸反应时的方程式应是： 3FeO+10HNO3(稀)==3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O，而不是FeO+2HNO3 (稀)==Fe(NO3)2+H2O。 （2） 不稳定性 4HNO3(浓) 2H2O＋4NO2↑＋O2↑（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） （3） 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紫色石蕊试液 先变红（酸性），后褪色（强氧化性） ②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） C+4HNO3 (浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O S+6HNO3 (浓) H2SO4+6NO2↑+2H2O ③金属（一般不生成H2，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） Cu+4HNO3（浓）==Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 3Cu+8HNO3（稀）==3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 注：浓硝酸与金属（Cu）反应时，若金属（Cu）过量，反应开始时浓硝酸的还原产物为NO2，但随着反应的进行，硝酸变稀，其还原产物将为NO，最终应得到NO2与NO的混合气体，可利用氧化还原反应过程中化合价升降总数相等的守恒规律求解有关Cu、HNO3和混合气体之间的量的关系。 ④钝化（硝酸强氧化性的表现）：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（用Al或Fe制的容器来盛装浓硫酸或浓硝酸） ⑤与铁反应 ⑥与还原性化合物（H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2＋）反应 3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O 注：(1)HNO3与金属反应一般不能产生H2。 (2)还原产物一般为HNO3(浓)→NO2，HNO3(稀)→NO；很稀的硝酸还原产物也可能为N2O、N2或NH4NO3。 (3)硝酸与金属反应时既表现氧化性又表现酸性。 (4)“钝化”并非不反应。 (5)涉及HNO3的离子反应常见的易错问题 ①忽视NO在酸性条件下的强氧化性。在酸性条件下NO不能与Fe2＋、I－、SO、S2－等还原性较强的离子大量共存。 ②在书写离子方程式时，忽视HNO3的强氧化性，将氧化还原反应简单地写成复分解反应。 3.硝酸的用途 (1)在工业上可用于制化肥、农药、炸药、染料、盐类等； (2)在有机化学中，浓硝酸与浓硫酸的混合液是重要的硝化试剂 4.硝酸的工业制法 （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 5.硝酸的保存 （1） 保存硝酸：棕色瓶(避光)、玻璃塞(橡胶塞易被氧化)、阴凉处(防热)。 （2） 存放的浓硝酸中，因分解产生的NO2溶于HNO3而使其呈黄色。与工业盐酸中因含Fe3＋而呈黄色易混。 要点 6 硝酸盐 1. 硝酸盐（金属离子/铵根离子和硝酸根离子组成）的物理性质 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。 2. 硝酸盐的化学性质 （1） 不稳定性 （固体的硝酸盐加热时能分解放出氧，按金属活动性顺序表，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钾到钠的硝酸盐（生成亚硝酸盐和氧气）：2KNO32KNO2＋O2↑； ②镁到铜的硝酸盐（生成金属的氧化物、氧气和二氧化氮）：2Cu(NO3)22CuO+4NO2＋O2↑； ③铜以后的硝酸盐（生成金属单质、氧气和二氧化氮）：2AgNO32Ag+2NO2＋O2↑。 （2） 强氧化性（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） 要点 7 不同价态含氮物质的转换 1. 氮的价类二维图 （1）横向转化为物质类别变化，非氧化还原反应 ①氨气转化为铵盐：HCl＋NH3===NH4Cl ②硝酸转化为硝酸盐：NaOH＋HNO3===NaNO3＋H2O （2）纵向转化为化合价变化反应，是氧化还原反应 ①NH3转化为N2：3Cl2＋8NH3=== N2＋6NH4Cl ②NH3转化为NO：5O2＋4NH34NO＋6H2O （3） 歧化（同一物质中某元素的化合价在同一反应中既升高又降低） 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O （4） 归中（不同物质中同一元素的不同化合价在同一反应中只靠拢不交叉） 6NO＋4NH35N2＋6H2O NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O 2. 构建氮气及其化合物转化网络 3. 氮在自然界中的循环 命题点 1 氮的存在和性质 典例1 下列关于氮气的说法中错误的是 A. 氮气在通常情况下不燃烧，也不支持燃烧，不能供呼吸 B. 液氮可用于医学和高科技领域，制造低温环境 C. 高温或通电的条件下，氮气能与氧气化合生成一氧化氮 D. 高温高压催化剂条件下与氢气反应时，氮气作还原剂 典例2 自然界中时刻存在着氮的转化。下图为N2分子在催化剂作用下发生一系列转化示意图。 下列叙述正确的是 A. ，均属于氮的固定 B. 使用催化剂a、b均可以提高单位时间内生成物的产量 C. 催化剂a、b表面均发生了极性共价键的断裂 D. 在催化剂a作用下，氮原子发生了氧化反应 变式1 氮气常用作白炽灯泡中钨丝的保护气，这是因为 A. 氮气比空气轻 B. 氮气难溶于水 C. 氮气是无色无味的气体 D. 氮气很不活泼 变式2 植物对氮元素的吸收过程如下，下列说法错误的是 A. 过程①叫做氮的固定 B. 浇水和松土有利于过程② C. 过程③中发生氧化反应 D. 高温有利于加快过程④ 命题点 2 氮的氧化物与环境污染 典例1下列反应必须加入氧化剂且一步反应就能完成的是 ①N2→NO2　②NO2→NO　③NO2→HNO3　④N2→NO　⑤N2→NH3 A. ① B. ②⑤ C. ④ D. ③④ 典例2实验室通过反应：2NO+Na2O2=2NaNO2制备NaNO2。下列实验装置不能达到实验目的的是 A. 用装置甲制备NO B. 用装置乙干燥NO C. 用装置丙制备NaNO2 D. 用装置丁处理尾气 典例3煤燃烧时，烟气中NO含量随温度和氧气含量的变化如图所示。下列说法不正确的是    A. 燃煤过程中发生了氮的固定 B. 燃煤温度越高NOx污染越重 C. 含氧量越高越容易生成NO D. 煤燃烧不影响自然界氮循环 典例4如图所示，试管中盛装的是红棕色气体，当倒扣在盛有水的水槽中时，试管内水面上升，但不能充满试管，当向试管内鼓入氧气后，可以观察到试管中水柱继续上升，经过多次重复后，试管内完全被水充满，对原试管中盛装气体的说法正确的是 ①可能是与的混合气体 ②可能是气体 ③可能是与的混合气体 ④只可能是一种气体 A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 变式1关于NO的叙述正确的是 ①NO可以是某些含低价氮的物质氧化的产物　②NO是亚硝酸的酸酐　③NO可以是某些含高价氮的物质还原的产物　④NO是无色气体，在空气中可变为红棕色 A.全部 B.①③④ C.②③④ D.①④ 变式2常温常压下，注射器甲中装有NO2气体，注射器乙中装有相同体积的空气，注射器与U形管连通，固定活塞。如图所示，打开两个止水夹，足够时间后，将会看到U形管中液面 A. a端上升，b端下降 B. a端下降，b端上升 C. U形管中液面无变化 D. 无法判断 变式3现有、的混合气体22 mL，通入足量水中，充分反应后剩余气体2 mL(同温同压下)，则原混合气体中氧气的体积是 ①2 mL ②3.2 mL ③6 mL ④18.8 mL A．①② B．②③ C．①④ D．③④ 命题点 3 氨、铵盐的性质及实验 典例1下列是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是 典例2如图的“微型”实验装置(夹持装置已略去)可用于氨气的制取和检验。下列分析错误的是 A. 可分别向装置A、B处加入药品浓氨水与生石灰制取氨气 B. 装置C处的干燥剂可用无水氯化钙 C. 装置D处湿润的红色石蕊试纸变蓝，说明氨气遇水产生的物质呈碱性 D. 装置E处有白烟生成，说明氨气与氯化氢发生化合反应生成氯化铵 典例3某小组探究NH3的催化氧化，实验装置图如下。③中气体颜色无明显变化，④中收集到红棕色气体，一段时间后，④中产生白烟。下列分析正确的是 A. ②中NH4Cl能用NH4NO3替代 B. ③、④中现象说明③中的反应是 C. ④中白烟的主要成分是NH4Cl D. 反应结束后若⑤中溶液变蓝则溶液中一定含有Cu(NO3)2 典例4如下装置中，干燥烧瓶内盛有某种气体，烧杯和滴管内盛放某种溶液。挤压滴管的胶头，下列与实验事实不相符的是 A. CO2(NaHCO3溶液)/无色喷泉 B. NH3(H2O中含酚酞)/红色喷泉 C. NH3(H2O中含甲基橙)/黄色喷泉 D. HCl(AgNO3溶液)/白色喷泉 典例5下列说法错误的是 A. 检验溶液中是否含有NH的实验操作是取少量试液于试管中，加入NaOH溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体 B. 加热NH4Cl和Ca(OH)2的混合物，并将产生的气体通入酚酞溶液中，溶液变成红色 C. 施肥时，草木灰(有效成分为K2CO3)不能与NH4Cl混合使用的原因是K2CO3与NH4Cl反应生成氨气会降低肥效 D. 因NH4HCO3受热易分解，所以可用作氮肥 变式1如图所示是NH3的两个性质实验，下列有关说法中错误的是(　　) A.实验一证明了NH3极易溶于水，氨气是碱性气体 B.实验二证明了浓氨水和浓盐酸均易挥发 C.两个实验均表现了NH3是碱性气体 D.两个实验均表现了NH3是还原性气体 变式2NH3、NH4Cl、NO、NO2、HNO3等是氮的重要化合物，工业合成氨的反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4kJ•mol-1。NH3可与酸反应制得铵盐，也可通过催化氧化生成NO，用于生产HNO3。浓氨水加到生石灰中，放出大量热量，促进NH3•H2O分解，可用于实验室制取NH3。下列装置用于实验室中制取干燥氨气的实验，其中能达到实验目的的是 A. 用装置甲制备氨气 B. 用装置乙除去氨气中的少量水 C. 用装置丙收集氨气 D. 用装置丁吸收多余的氨气 变式3氨气是人工固氮的产物，易液化、极易溶于水，加热条件下能与氧化铜反应，如图所示装置制备氨气并验证氨气的还原性，其中不能达到实验目的的是 A. 用装置甲生成氨气 B. 用装置乙干燥氨气 C. 用装置丙验证氨气的还原性 D. 用装置丁和戊分别收集氨气和氮气 变式4如图所示的装置中，烧瓶中充满干燥气体a，打开弹簧夹c，将滴管中的液体b挤入烧瓶内，烧杯中的液体d呈喷泉状喷出，最终几乎充满烧瓶。则a和b分别是 a(干燥气体) b(液体) A 水 B 水 C 饱和溶液 D 溴的水溶液 命题点 4 硝酸的性质及实验探究 典例1硝酸是化学实验室中最常用的试剂之一，下列有关硝酸的说法不正确的是 (　　) A. 浓硝酸和氯水用棕色试剂瓶保存，原理相同 B. 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 C. 常温下铁和铂都不溶于浓硝酸，原理相同 D. 浓硝酸溅到皮肤上，皮肤会变黄 典例2下列装置用于实验室制取NO并回收Cu(NO3)2，不能达到实验目的的是 A. 用装置甲制NO气体 B. 用装置乙除NO中的少量 C. 用装置丙收集NO气体 D. 用装置丁蒸干溶液获得Cu(NO3)2固体 变式1在通风橱中进行下列实验： 步骤 现象 Fe表面产生大量无色气泡，液面上方变为红棕色 Fe表面产生少量红棕色气泡后，迅速停止 Fe、Cu接触后，其表面均产生红棕色气泡 下列说法不正确的是 A. Ⅰ中气体由无色变红棕色的化学方程式：2NO＋O2===2NO2 B. Ⅱ中的现象说明Fe表面形成致密的氧化膜，阻止Fe进一步反应 C. 对比Ⅰ、Ⅱ中现象，说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3 D. 针对Ⅲ中现象，在Fe、Cu之间连接电流计，可判断Fe是否被氧化 变式2金属Mn与反应的现象如下： 已知：经检验，反应后的溶液中含有；氧化性：。 下列说法错误的是 A. 缓慢滴加产生的气体中，可能含有，一定不含 B. 快速滴加实验中，硝酸表现酸性、强氧化性 C. 向缓慢滴加实验所得溶液中加入，溶液变为紫红色 D. 收集快速滴加过程中获得的红棕色气体，干燥后会得到纯净的 命题点 6 金属与硝酸反应的计算 典例1一定条件下，将28.8gCu2O固体投入100mL12.0mol·L-1的硝酸溶液中充分反应后，固体全部溶解，硝酸被还原为氮氧化物(NOx)，并收集到标准状况下氮氧化物(NOx)4.48L。(生成气体全部逸出) (1)x=____。 (2)往反应后的溶液中加入4.00mol·L-1NaOH溶液，为使沉淀质量达到最大，至少需要NaOH溶液____mL。(请写出简要的计算过程) 变式1在含有1 mol HNO3和2 mol H2SO4的混合稀溶液中，加入1.5 mol Cu，加热充分反应，产生的气体在标准状况下的体积约为（ ） A. 5.6 L B. 11.2 L C. 22.4 L D. 44.8 L 命题点 7 不同价态含氮物质的转换关系 典例1氮元素在海洋中的循环是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中无机氮的循环过程可用下图表示。下列关于海洋氮循环的说法正确的是 (　　) A. 海洋中的氮循环起始于氮的氧化 B. 海洋中的氮循环属于固氮作用的是③ C. 海洋中的反硝化作用一定有氧气的参与 D. 向海洋中排放含NO的废水会影响海洋中NH的含量 典例2如图所示是氮元素的几种价态与物质类别的对应关系，下列说法错误的是 A. 物质B可与物质A反应 B. 物质B可经催化氧化直接生成物质A C. 物质A、物质均为自然固氮 D. 和物质C常用于检验，则C为 典例3下列关于氮及其化合物的探究，结论和解释正确的是 操作和现象 结论和解释 A 铜丝溶解于稀，生成无色气体 金属能与强酸反应置换出氢气 B 能使热的氧化铜产生红色物质 有还原性 C 与混合加热不反应 N的非金属性弱 D 被溶液吸收 是酸性氧化物 变式1氮及其化合物的转化具有重要应用，下列说法不正确的是 A．工业上模拟自然界“雷雨发庄稼”的过程生产 B．自然固氮、人工固氮都是将转化为含氮化合物 C．氨气是重要的工业原料，可用于制备化肥和纯碱等大宗化学品 D．多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环” 变式2部分含氮物质的分类与相应氮元素的化合价关系如图所示。下列说法错误的是 A. a可经催化氧化生成b B. b为红棕色，可转化为c C. 密闭体系中，c存在2NO2N2O4 D. d的溶液与Cu反应可生成b或c 变式3合成氨及其衍生工业是化工生产的重要门类，请结合图示判断下列说法正确的是 (　　) A. 合成氨采用400～500 ℃是为了提高原料转化率和反应速率 B. 湿润的淀粉－KI试纸可以鉴别气体2和溴蒸气 C. 在饱和NaCl溶液中先通入过量CO2再通入过量NH3可得到固体1 D. 1 L气体1、2的混合气与1 L NH3在一定条件下转化为对环境无害的物质，混合气中二者的体积比为1∶1 点拨 1 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， =4：1，恰好完全反应 V(NO2)：V(O2) >4：1，NO2过量，剩余气体为NO <4：1，O2过量，剩余气体为O2 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，可知， =4：3，恰好完全反应 V(NO)：V(O2) >4：3，剩余NO <4：3，剩余O2 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。 点拨 2 氨气制取实验创新 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： 点拨 3 喷泉实验 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) 点拨 4 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)。 ◆能力强化练 1. 下列关于氮及其化合物的说法，不正确的是 A. 在日光照射下，二氧化氮能使氧气经过复杂的反应生成臭氧 B. 氨水可作化肥，氮肥还有铵态氮肥、硝态氮肥和尿素 C. 硝酸不稳定，在常温下见光或受热会发生分解 D. 亚硝酸钠与硝酸银溶液反应生成不溶于稀硝酸的沉淀 2. 随着我国汽车年销量的大幅增加，空气环境受到了很大的污染。汽车尾气装置里，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示，下列说法正确的是 A. 反应中NO为氧化剂，N2为氧化产物 B. 汽车尾气的主要污染成分包括CO、NO和N2 C. NO和O2必须在催化剂表面才能反应 D. 催化转化总化学方程式为2NO＋O2＋4CO4CO2＋N2 3. 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） 4. 用浓氨水和碱石灰制取，按照制取、干燥、收集、尾气处理的顺序进行实验。下列装置能达到实验目的的是 无水氯化钙 A．制取氨气 B．干燥氨气 C．收集氨气 D．吸收氨气 5. 资料显示：一定条件下NH3能还原CuO。为了证明资料的真实性，利用下列装置(含药品)进行实验，其中错误的是 6. 一定温度下，探究铜与稀HNO3反应过程如下： 下列说法不正确的是 A.过程Ⅰ中生成无色气体的离子方程式是3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O B.步骤Ⅲ反应速率比Ⅰ快的原因是NO2溶于水，使c(HNO3)增大 C.由实验可知，NO2对该反应具有催化作用 D.当活塞不再移动时，再抽入空气，铜可以继续溶解 7. 与一定浓度硝酸500mL恰好完全反应(忽略体积变化)，生成和NO的混合气体6.72L（折算成标准状况），下列选项正确的是 A. 转移电子是0.3mol B. 生成 C. 硝酸的浓度是1.4mol/L D. 在若将收集的和NO的集气瓶倒立于水槽中，通入一定量的氧气充分反应，则通入氧气的体积为4.48L 8. 依据下图中氮元素及其化合物的转化关系，判断下列说法不正确的是 A.X是N2O5 B.可用排空气法收集NO气体 C.工业上以NH3、空气、水为原料生产硝酸 D.从原理上看，NH3可与NO2反应实现NH3→N2的转化 9. 某小组的同学欲探究NH3经一系列反应得到HNO3和NH4NO3的过程。NH3的转化过程如图所示。 甲、乙两同学分别按下图所示装置进行实验。 用于A、B装置中的可选药品：浓氨水、30%H2O2溶液、蒸馏水、NaOH固体、MnO2。 (1)装置A的圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为______________________________________________。 装置E有多种作用，下列关于装置E的作用或其中所盛液体的说法中，不正确的是____________(填字母)。 a. 使氨气和氧气充分混合 b. 控制通入氨气和氧气的体积比 c. 平衡装置内的压强 d. 锥形瓶内液体是饱和食盐水 (2)甲同学先点燃酒精灯，再打开K1、K2、K3、K4，反应一段时间后，成功模拟了反应过程，并将实验中产生的气体持续通入装置H一段时间后，H中的溶液变成蓝色，则其中铜片所参与反应的离子方程式为____ ________________________________________________________________________ ________________， 若制得的氨气仅按Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ的顺序完全转化为硝酸，欲使装置H中所得溶液为纯净的CuSO4溶液(忽略Cu2＋的水解)，理论上所需氨气在标准状况下的体积为____________ L(假设硝酸与铜反应产生的还原产物全部排出反应装置)。 (3)乙同学为模拟过程Ⅳ的反应，在甲同学操作的基础上对该装置进行了下列各项中的一项操作，使G处圆底烧瓶中产生大量白烟，你认为这项操作是________(填字母)。 a.关闭K3并熄灭酒精灯 b.关闭K4并熄灭酒精灯 c.关闭K3、K4并熄灭酒精灯 (4)丙同学认为该系统实验装置存在一处明显的设计缺陷，你认为该设计缺陷是________________________ __________________________________________________________________________________________。 ◆综合拔高练 10. 在下列变化 ①工业固氮，②大气固氮，③碳铵分解，按氮元素被氧化、被还原、既不被氧化又不被还原的顺序排列，正确的是 A．②①③ B．③②① C．①②③ D．③①② 11. 硝酸厂的尾气中含有大量的氮氧化物(NOx)，将尾气与H2混合，通入Ce(SO4)2与Ce2(SO4)3的混合溶液中实现无害化处理，其转化过程如图所示。下列说法正确的是(　　) A. 该转化过程的实质为NOx被H2还原 B. 过程Ⅰ发生反应的离子方程式：H2＋Ce4＋===2H＋＋Ce3＋ C. 处理过程中，混合溶液中Ce3＋和Ce4＋总数减少 D. x＝1时，过程Ⅱ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1 12. 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 13. 某实验小组利用如图所示装置制备NH3并探究其性质。下列说法中不正确的是(　　) A. ①中固体可换为NH4Cl B. ②中试剂为碱石灰 C. 反应一段时间后，③中黑色固体变为红色 D. 反应一段时间后，④中锥形瓶收集到氨水 14. (双选)室温下，某兴趣小组用如图装置在通风橱中进行如下实验：下列说法正确的是 实验 现象 试管Ⅰ中开始无明显现象，逐渐有微小气泡生成，越来越剧烈，液面上方出现浅红棕色气体，溶液呈蓝色 试管Ⅱ中剧烈反应，迅速生成大量红棕色气体，溶液呈绿色；之后向绿色溶液中持续通入N2，溶液变为蓝色 A. 试管Ⅰ中浅红棕色气体为NO2，由硝酸还原生成 B. 等质量的Cu完全溶解时，Ⅱ中消耗的HNO3更多 C. 换成Fe之后重复实验，依然是试管Ⅱ中反应更剧烈 D. 试管Ⅱ中反应后溶液颜色与试管Ⅰ中的不同，是由于溶有NO2 15. 某化学兴趣小组用如图所示装置检验Pb(NO3)2受热分解的产物(图中夹持和加热设备略去)。在试管中放入研碎的Pb(NO3)2晶体后，加热；实验结束后，试管中得到黄色粉末(PbO)，U形管下部有少量液体X，集气瓶中收集到无色气体Y。下列说法不正确的是(　　) A. 液体X可能是液化的NO2或N2O4 B. 在装置中用锡纸将胶塞、胶管与产生的气体隔开，主要是为了防止其被生成的气体腐蚀 C. 气体Y可能是O2，也可能是NO2与水反应后生成的NO D. 停止反应，应注意先把导气管移出水面，然后熄灭火焰 16. 与一定浓度硝酸500mL恰好完全反应(忽略体积变化)，生成和NO的混合气体6.72L（折算成标准状况），下列选项正确的是 A. 转移电子是0.3mol B. 生成 C. 硝酸的浓度是1.4mol/L D. 在若将收集的和NO的集气瓶倒立于水槽中，通入一定量的氧气充分反应，则通入氧气的体积为4.48L 17. 硫、氮元素是高中化学学习的两种重要非金属元素，其价类二维图分别如下图所示： (1)图中物质“”的化学式是 ；“”代表的物质类别是 。 (2)将足量的气体通入下列溶液中，始终没有明显反应现象的是___________(填标号)。 A．溶液 B．溶液 C．溶液 D．溶液 (3)保存不当很容易变质，设计实验检验是否变质： 。 (4)写出工业上转化为的化学方程式 。 (5)如图为雷雨时节，雨水中硝酸的形成过程。 ①图中物质为 (填化学式)，转化①、②、③中属于氮的固定的是 。 ②与水反应生成稀硝酸的化学方程式为 ；该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。 ③将容积为，充满和气体的试管倒扣在装满水的水槽中，试管内液面上升，最终有气体剩余，假设反应前后试管内气体压强和温度均不变，则反应前试管内和的体积比可能为 。(写出所有可能答案) 18. 亚硝酰氯NOCl是重要的有机合成试剂，可由NO与Cl2在催化剂作用下合成，实验室利用如图装置制备亚硝酰氯。 已知：①亚硝酰氯与H2O或O2均能反应： ②沸点：NOCl为-5.5℃，Cl2为-34℃，NO为-152℃； ③实验所需的NO可用NaNO2固体和FeSO4溶液在酸性条件下反应制得。 回答下列问题： (1)仪器E的名称为 ；装置C中盛放的试剂为 （填名称）。 (2)实验开始时，止水夹A的状态应为 （填“开启”或“关闭”）。 (3)该实验中将酸性溶液与固体混合的操作是 ；B中发生反应的离子方程式为 。 (4)NOCl与水能发生非氧化还原反应生成HNO2和HCl，该实验中制取亚硝酰氯时发生氧化反应的物质为 （填化学式）。 (5)为收集纯净产物，装置D中放置冰盐水，应控制其温度范围为 （填标号）。 a. 高于-5.5℃                    b. 低于-34℃ c. 高于-34℃，低于-5.5℃         d. 高于-152℃，低于-5.5℃ (6)浓硝酸与浓盐酸按物质的量1:3混合反应也能生成NOCl，反应的化学方程式为 。 ◆高考真题练 19. （2025·北京·高考真题）下列反应中，体现还原性的是 A. 加热分解有生成 B. 和的混合溶液加热有生成 C. 固体在溶液中溶解 D. 溶液中滴加溶液出现白色沉淀 20. （2025·安徽·高考真题）阅读材料，完成下列小题。 氨是其他含氮化合物的生产原料。氨可在氧气中燃烧生成。金属钠的液氨溶液放置时缓慢放出气体，同时生成。遇水转化为。溶于氨水得到深蓝色溶液，加入稀硫酸又转化为蓝色溶液。氨可以发生类似于水解反应的氨解反应，浓氨水与溶液反应生成沉淀。 下列有关反应的化学方程式错误的是 A. 氨在氧气中燃烧： B. 液氨与金属钠反应： C. 氨水溶解： D. 浓氨水与反应： 21. （2025·广西·高考真题）为探究不同浓度被还原的产物，进行如下实验。下列说法错误的是 装置 实验 溶液的浓度 步骤与现象 ① 铁丝表面有气泡产生，溶液变为黄色；取出铁丝 液面上方出现红棕色气体 ② 试管口出现红棕色气体 ③ 无明显红棕色气体；取少量上层溶液，加入足量溶液，加热，产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体 A．①中溶液变为黄色，可能是溶于溶液 B．“试管口出现红棕色气体”说明②中的被还原为 C．③中无明显红棕色气体，可能是生成了 D．“石蕊试纸变蓝”说明③中有被还原为 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 放电或高温 $ 第五章 化工生产中的重要非金属元素 第二节 氮及其化合物 要点 1 氮气的性质及用途 1. 自然界中氮元素的存在及氮的固定 游离态（N2，大气中体积分数约为78%） 自然固氮：a.雷电固氮：将N2转化NO；b.根瘤菌固氮将N2转化NH4+ 氮元素 氮的固定 人工固氮：合成氨工业 化合态（动植物体内，土壤及水体中） 2. 氮气的结构 分子式 电子式 结构式 N2 N≡N（共价键牢固分子稳定） 3. 氮气的物理性质 颜色状态气味 溶解性 密度 无色无味气体（在压强为101KPa下，氮气在-195.8℃时变成无色液体，氮气分子在-209.9℃时变成雪花状固体） 在水中溶解度很小（体积比=1：0.02） 比空气略小 4. 氮气的化学性质 (1) 通常状况下很难与其它物质发生化学反应 (2) 在一定条件下，能与一些物质发生化学反应 ①与H2反应 N2＋3H22NH3；　　 ②与某些金属反应 Mg：3Mg+N2Mg3N2（离子化合物，在水中强烈水解Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3↑） ③与O2反应 N2+O22NO（闪电、汽车引擎中发生的反应） 注：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。 5. 氮气的用途 ①文物馆将贵重文物保存在氮气中。 ②氮气是合成氨工业的重要原料——合成氨，制化肥，HNO3。 ③雷电是自然界重要的固氮方式。 ④医疗上，液氮是常见的冷冻剂。 6. 氮气的工业制法 (1) 分离液态空气： (2) 耗氧法： 要点 2 氮的氧化物 1. 氮有多种价态的氧化物 氧化物的化学式 N2O NO N2O3（HNO2的酸酐） NO2、N2O4 N2O5（HNO3的酸酐） 氮元素的价态 ＋1 ＋2 ＋3 ＋4 ＋5 2. 一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2）的比较 NO NO2 物 理 性 质 色态味 无色、无味、气体 红棕色、刺激性气味、气体 密度 密度略大于空气 密度比空气大 熔沸点 很低 低，易液化 溶解性 不溶 易溶 化 学 性质 毒性 有毒 有毒 与O2 2NO＋O2===2NO2 不反应 与水 不反应 3NO2+H2O=2HNO3+NO NO2既是氧化剂，又是还原剂 与碱 不反应 2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O NO＋NO2 ＋2NaOH=2NaNO2 +H2O 氧化性 2NO+2CO=2CO2+N2 2NO2+2KI=I2+2KNO2 还原性 2NO+O2=2NO2 可使KMnO4褪色 可使KMnO4褪色 与O2混合，通入水中 4NO+3O2+2H2O=4HNO3 4NO2+O2+2H2O=4HNO3 实验室制取 3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2 +2NO↑+4H2O Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2 ↑+2H2O 收集方法 排水法 向上排空气法 与人体、环 境的关系 ①与血红蛋白结合，使人中毒； ②转化成NO2，形成酸雨、光化学烟雾 形成酸雨、光化学烟雾 注：①NO2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。 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. 氮氧化物对环境的污染及防治 (1) 常见的污染类型 ①光化学烟雾：NOx在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生了一种有毒的烟雾。 ②酸雨：NOx排入大气中后，与水反应生成HNO3和HNO2，随雨雪降到地面，形成酸雨（pH＜5.6），酸雨的主要危害是能直接破坏农作物、森林、草原，使土壤、湖泊酸化，还会加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具及电信电缆的腐蚀。 ③破坏臭氧层：NO2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。 ④NO与血红蛋白结合使人中毒。 (2) 常见的NOx尾气处理方法 ①碱液吸收法：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O；NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是 n(NO2)≥n(NO)。一般适合工业尾气中NOx的处理。 ②催化转化法：在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2)，或NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2)。一般适用于汽车尾气的处理。 ③氨气吸收法：8NH3＋6NO27N2＋12H2O 4NH3＋6NO5N2＋6H2O 要点 3 氨 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 颜色状态气味 溶解性 密度 无色有刺激性味气体（加压下容易液化，液氨汽化时吸收大量的热，使周围环境温度急剧降低，工业上可使用液氨作制冷剂） 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 比空气小 3.氨的化学性质 (1)与水的反应 NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－ ①氨溶于水得氨水，氨水是混合物，溶液中存在的微粒有三种分子：NH3·H2O、NH3、H2O；三种离子：NH4+、OH－及少量的H+。 ②NH3·H2O为可溶性一元弱碱（计算氨水浓度时，溶质按NH3进行计算），具有碱的通性。氨水可使紫色石蕊试液变蓝，故常用湿润的红色石蕊试纸检验NH3的存在。 ③NH3·H2O不稳定，易分解：NH3·H2ONH3↑＋H2O。 (2)与酸的反应（生成铵盐） NH3+HCl=NH4Cl（蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，现象为 有白烟生成） NH3+HNO3=NH4NO3（白烟） 2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4 (3)与盐溶液的反应（一般生成难溶的碱）：Fe3++3NH3·H2O==Fe(OH)3↓+3NH4+ Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH Cu2＋＋2NH3·H2O（少量）===Cu(OH)2↓＋2NH Cu2＋＋4NH3·H2O（过量）===[Cu(NH3)4]2＋＋4H2O 注：与Cu2+、Zn2+、 Ag+反应先生成沉淀Cu(OH)2、Zn(OH)2、 Ag2O，继续加入NH3·H2O或通入NH3，沉淀溶解，分别生成Cu(NH3)42+、Zn(NH3)42+、 Ag(NH3)2+。 (4)还原性： 4NH3＋5O24NO＋6H2O（用于工业制硝酸） 4NH3＋3O2（纯氧）2N2＋6H2O 2NH3＋3Cl2===N2＋6HCl或8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl（用于检验Cl2管道泄漏） 2NH3＋3CuON2＋3Cu＋3H2O（用于实验室制少量N2） 4.氨的实验室制法 （1）原理：2 NH4Cl +Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O（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） 注：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（氨气的密度比空气小，收集氨气时，导管应插入接近试管的底部） 注：收集装置和反应装置的试管和导管必须是干燥的。 （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。多余气体在尾气吸收时要防止倒吸。常采用的装置有： （8） 氨气的其他实验室制法 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 5.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 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 设计说明 Ⅰ 向锥形瓶通入少量空气，将少量水压入烧瓶，导致大量的NH3溶解，烧瓶内形成负压而产生喷泉 Ⅱ 省去了胶头滴管，用手(或热毛巾等)捂热烧瓶，氨气受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气，氨气与水接触，即发生喷泉(或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶，使水进入烧瓶中，瓶内氨气溶于水) 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 Ⅳ 向导管中通入一定量的H2S和SO2，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 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，后产生喷泉 Ⅵ 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，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（确定所得溶液中溶质的物质的量和溶液的体积） ①HCl、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。 要点 4 铵盐 NH4+的检验 1. 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 NH4Cl受热分解：NH4ClNH3↑＋HCl↑（用于除去或分离铵盐） NH4HCO3或(NH4)2CO3受热分解：NH4HCO3NH3↑＋CO2↑＋H2O；(NH4)2CO32NH3↑+CO2↑+H2O NH4NO3的分解有四种情况：a. 110 ℃时分解：NH4NO3＝HNO3＋NH3↑ b. 185 ℃～200 ℃分解：NH4NO3＝N2O↑＋2H2O c. 230°C以上，同时有弱光：2NH4NO3=2N2↑+O2↑+4H2O d. 在400°C以上时，剧烈分解发生爆炸：4NH4NO3=3N2↑+2NO2↑+8H2O 注：一般情况下写为5NH4NO34N2+2HNO3+9H2O (NH4)2SO4分解两种情况： a. 280℃分解：(NH4)2SO4=NH3+NH4HSO4 b. 513℃分解：3(NH4)2SO4=3SO2↑+6H2O+N2↑+4NH3↑ ②与碱溶液反应 NH＋OH－===NH3·H2O（稀溶液中不加热） NH＋OH－NH3↑＋H2O（加热时或浓溶液） 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） 2. 的检验 注：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，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。 要点 5 硝酸 1. 硝酸的物理性质 颜色 气味 状态 溶解性 无色（质量分数为69%的硝酸为常用浓硝酸，浓硝酸常因为溶解有NO2而呈黄色） 有刺激性气味（易挥发，质量分数为98%以上的硝酸称之为发烟硝酸） 液态 易溶于水 2. 硝酸的化学性质 （1） 酸的通性 ①与金属反应：一般不生成氢气（浓HNO3产物一般为NO2，稀HNO3产物一般为NO） 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 注：在利用HNO3的酸性时，要注意考虑它的强氧化性。如FeO与稀硝酸反应时的方程式应是： 3FeO+10HNO3(稀)==3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O，而不是FeO+2HNO3 (稀)==Fe(NO3)2+H2O。 （2） 不稳定性 4HNO3(浓) 2H2O＋4NO2↑＋O2↑（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） （3） 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紫色石蕊试液 先变红（酸性），后褪色（强氧化性） ②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） C+4HNO3 (浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O S+6HNO3 (浓) H2SO4+6NO2↑+2H2O ③金属（一般不生成H2，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） Cu+4HNO3（浓）==Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 3Cu+8HNO3（稀）==3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 注：浓硝酸与金属（Cu）反应时，若金属（Cu）过量，反应开始时浓硝酸的还原产物为NO2，但随着反应的进行，硝酸变稀，其还原产物将为NO，最终应得到NO2与NO的混合气体，可利用氧化还原反应过程中化合价升降总数相等的守恒规律求解有关Cu、HNO3和混合气体之间的量的关系。 ④钝化（硝酸强氧化性的表现）：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（用Al或Fe制的容器来盛装浓硫酸或浓硝酸） ⑤与铁反应 ⑥与还原性化合物（H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2＋）反应 3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O 注：(1)HNO3与金属反应一般不能产生H2。 (2)还原产物一般为HNO3(浓)→NO2，HNO3(稀)→NO；很稀的硝酸还原产物也可能为N2O、N2或NH4NO3。 (3)硝酸与金属反应时既表现氧化性又表现酸性。 (4)“钝化”并非不反应。 (5)涉及HNO3的离子反应常见的易错问题 ①忽视NO在酸性条件下的强氧化性。在酸性条件下NO不能与Fe2＋、I－、SO、S2－等还原性较强的离子大量共存。 ②在书写离子方程式时，忽视HNO3的强氧化性，将氧化还原反应简单地写成复分解反应。 3. 硝酸的用途 (1) 在工业上可用于制化肥、农药、炸药、染料、盐类等； (2) 在有机化学中，浓硝酸与浓硫酸的混合液是重要的硝化试剂 4. 硝酸的工业制法 （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 5. 硝酸的保存 （1） 保存硝酸：棕色瓶(避光)、玻璃塞(橡胶塞易被氧化)、阴凉处(防热)。 （2） 存放的浓硝酸中，因分解产生的NO2溶于HNO3而使其呈黄色。与工业盐酸中因含Fe3＋而呈黄色易混。 要点 6 硝酸盐 1. 硝酸盐（金属离子/铵根离子和硝酸根离子组成）的物理性质 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。 2. 硝酸盐的化学性质 （1） 不稳定性 （固体的硝酸盐加热时能分解放出氧，按金属活动性顺序表，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钾到钠的硝酸盐（生成亚硝酸盐和氧气）：2KNO32KNO2＋O2↑； ②镁到铜的硝酸盐（生成金属的氧化物、氧气和二氧化氮）：2Cu(NO3)22CuO+4NO2＋O2↑； ③铜以后的硝酸盐（生成金属单质、氧气和二氧化氮）：2AgNO32Ag+2NO2＋O2↑。 （2） 强氧化性（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） 要点 7 不同价态含氮物质的转换 1. 氮的价类二维图 （1）横向转化为物质类别变化，非氧化还原反应 ①氨气转化为铵盐：HCl＋NH3===NH4Cl ②硝酸转化为硝酸盐：NaOH＋HNO3===NaNO3＋H2O （2）纵向转化为化合价变化反应，是氧化还原反应 ①NH3转化为N2：3Cl2＋8NH3=== N2＋6NH4Cl ②NH3转化为NO：5O2＋4NH34NO＋6H2O （3） 歧化（同一物质中某元素的化合价在同一反应中既升高又降低） 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O （4） 归中（不同物质中同一元素的不同化合价在同一反应中只靠拢不交叉） 6NO＋4NH35N2＋6H2O NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O 2. 构建氮气及其化合物转化网络 3. 氮在自然界中的循环 命题点 1 氮的存在和性质 典例1 下列关于氮气的说法中错误的是 A. 氮气在通常情况下不燃烧，也不支持燃烧，不能供呼吸 B. 液氮可用于医学和高科技领域，制造低温环境 C. 高温或通电的条件下，氮气能与氧气化合生成一氧化氮 D. 高温高压催化剂条件下与氢气反应时，氮气作还原剂 【答案】D 【解析】A．氮气在通常情况下不燃烧，也不支持燃烧，不能供给呼吸，故A正确；B．液氮具有极低的温度，可以用于医学和高科技领域，制造低温环境，如在医疗上用于冷冻麻醉和保存生物样品，故B正确；C．在高温或通电的条件下，氮气能与氧气反应生成一氧化氮，故C正确；D．在高温高压和催化剂条件下氮气和氢气反应生成氨气，氮气的化合价降低，因此氮气在此反应中作氧化剂，而不是还原剂，故D错误。 故选D。 典例2 自然界中时刻存在着氮的转化。下图为N2分子在催化剂作用下发生一系列转化示意图。 下列叙述正确的是 A. ，均属于氮的固定 B. 使用催化剂a、b均可以提高单位时间内生成物的产量 C. 催化剂a、b表面均发生了极性共价键的断裂 D. 在催化剂a作用下，氮原子发生了氧化反应 【答案】B 【分析】把游离态的氮转化为氮的化合物，称为氮的固定；氧化还原反应中元素化合价升高，发生氧化反应，元素化合价降低，发生还原反应；化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成，同种原子形成的共价键称为非极性共价键，不同原子形成的共价键称为极性共价键；催化剂可以提高化学反应速率，据此分析解答。 【解析】A．把游离态的氮转化为氮的化合物，称为氮的固定，N2→NH3属于氮的固定，NH3→NO不属于氮的固定，A错误；B．催化剂可以提高化学反应速率，可以提高单位时间内生成物的产量，B正确；C．催化剂a作用下，N2→NH3，断裂非极性共价键N≡N键；催化剂b作用下，NH3→NO，断裂极性共价键N-H键，C错误；D．催化剂a作用下，N2→NH3，氮原子化合价从0降低至-3价，发生了还原反应，D错误；故选B。 变式1 氮气常用作白炽灯泡中钨丝的保护气，这是因为 A. 氮气比空气轻 B. 氮气难溶于水 C. 氮气是无色无味的气体 D. 氮气很不活泼 【答案】D 【解析】A．氮气的密度与空气相近，但这并不是它被用作保护气的主要原因，故A错误；B．氮气难溶于水的特征与它作为保护气的用途无关，故B错误；C．氮气是无色无味气体，但这也不是它被用作保护气的主要原因，故C错误；D．氮气的化学性质非常不活泼，在一般条件下不与其他物质反应，这使得它能够有效的防止钨丝在高温下氧化，从而延长灯泡的使用寿命，故D正确。 故选D。 变式2 植物对氮元素的吸收过程如下，下列说法错误的是 A. 过程①叫做氮的固定 B. 浇水和松土有利于过程② C. 过程③中发生氧化反应 D. 高温有利于加快过程④ 【答案】D 【解析】A．①过程将游离态的氮气转化成了化合态的NH3或铵根离子，属于氮的固定，A正确；B．浇水有利于NH3和溶解于水中，松土有利于氧气进入土中从而与NH3和反应生成，B正确；C．过程③中N失电子转化为，发生氧化反应，C正确；D．高温下植物的活性降低，不利于其吸收，同时硝酸盐高温下不稳定，易分解，也不利于植物吸收，D错误。 故选D。 命题点 2 氮的氧化物与环境污染 典例1下列反应必须加入氧化剂且一步反应就能完成的是 ①N2→NO2　②NO2→NO　③NO2→HNO3　④N2→NO　⑤N2→NH3 A. ① B. ②⑤ C. ④ D. ③④ 【答案】C 【解析】该题有两个要求：(1)必须加入氧化剂；(2)一步反应就能完成。反应①、③、④从化合价角度来看都升高，但反应①N2→NO2不能一步反应完成；而反应③NO2→HNO3，虽然氮的化合价升高，但不加氧化剂也能实现，如3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，在该反应中，NO2既是氧化剂又是还原剂；只有反应④N2→NO必须加入氧化剂且一步反应就能完成。 故选C。 典例2实验室通过反应：2NO+Na2O2=2NaNO2制备NaNO2。下列实验装置不能达到实验目的的是 A. 用装置甲制备NO B. 用装置乙干燥NO C. 用装置丙制备NaNO2 D. 用装置丁处理尾气 【答案】D 【解析】A．甲中利用稀硝酸和碳酸钙反应生成的二氧化碳先排尽装置中的空气，然后用Cu与稀硝酸反应制备NO，故A正确；B．装置乙中碱石灰可干燥NO，故B正确；C．丙中发生2NO+Na2O2＝2NaNO2，故C正确；D．丁中吸收尾气的导气管需深入液面以下，而且NO与氧气反应的用量不好控制与操作，多余的NO可能会从支管口溢出，不能达到尾气处理的目的，故D错误。 故选D。 典例3煤燃烧时，烟气中NO含量随温度和氧气含量的变化如图所示。下列说法不正确的是    A. 燃煤过程中发生了氮的固定 B. 燃煤温度越高NOx污染越重 C. 含氧量越高越容易生成NO D. 煤燃烧不影响自然界氮循环 【答案】D 【解析】A．燃煤过程中氮气转化为一氧化氮，发生了氮的固定，A正确；B．由图可知，随着温度升高，一氧化氮的含量升高，污染加重，B正确；C．由图可知，从下到上氧气浓度升高，一氧化氮含量升高，则含氧量越高越容易生成NO，C正确；D．由图可知，煤燃烧将氮气转化为一氧化氮，污染环境，影响了氮循环，D错误。 故选D。 典例4如图所示，试管中盛装的是红棕色气体，当倒扣在盛有水的水槽中时，试管内水面上升，但不能充满试管，当向试管内鼓入氧气后，可以观察到试管中水柱继续上升，经过多次重复后，试管内完全被水充满，对原试管中盛装气体的说法正确的是 ①可能是与的混合气体 ②可能是气体 ③可能是与的混合气体 ④只可能是一种气体 A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 【答案】B 【分析】试管中盛装的是红棕色气体，一定含有NO2，当向试管内鼓入氧气后，试管内完全被水充满，则一定不含N2，混合气体可能发生以下反应：4NO2+O2+2H2O=4HNO3，4NO+3O2+2H2O=4HNO3，气体恰好发生反应时，试管内完全被水充满。 【解析】①N2不溶于水，在溶液中不能与氧气反应，试管不可能完全被水充满，故①错误； ②如全部是NO2一种气体，通入氧气，能发生4NO2+O2+2H2O=4HNO3，气体恰好发生反应时，试管内完全被水充满，故②正确； ③如是NO与NO2的混和气体，通入氧气，可能发生：4NO2+O2+2H2O=4HNO3，4NO+3O2+2H2O=4HNO3，气体恰好发生反应时，试管内完全被水充满，气体可能是NO与NO2的混合气体，故③正确； ④由②和③的分析可知，可能是气体，也可能是与的混合气体，故④错误； 正确有②③； 答案选B。 变式1关于NO的叙述正确的是 ①NO可以是某些含低价氮的物质氧化的产物　②NO是亚硝酸的酸酐　③NO可以是某些含高价氮的物质还原的产物　④NO是无色气体，在空气中可变为红棕色 A.全部 B.①③④ C.②③④ D.①④ 【答案】B 【解析】NO中氮元素的化合价处于中间价态，它可以是还原产物，如HNO3→NO，也可以是氧化产物，如NH3→NO；HNO2的酸酐是N2O3；NO是无色气体，可被空气中的氧气氧化为红棕色的NO2。 故选B。 变式2常温常压下，注射器甲中装有NO2气体，注射器乙中装有相同体积的空气，注射器与U形管连通，固定活塞。如图所示，打开两个止水夹，足够时间后，将会看到U形管中液面 A. a端上升，b端下降 B. a端下降，b端上升 C. U形管中液面无变化 D. 无法判断 【答案】A 【解析】注射器甲中的NO2与水反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，注射器甲中气体的量减小，注射器乙中的空气与水不反应，气体量不变，故a端液面上升，b端液面下降。 故选A。 变式3现有、的混合气体22 mL，通入足量水中，充分反应后剩余气体2 mL(同温同压下)，则原混合气体中氧气的体积是 ①2 mL ②3.2 mL ③6 mL ④18.8 mL A．①② B．②③ C．①④ D．③④ 【答案】B 【详解】如氧气过量，则剩余2ml无色气体为氧气，设参加反应的氧气的体积为xmL，则有根据方程式4NO2+O2+2H2O＝4HNO3可知消耗NO2是4xmL，4x+x=22mL-2mL=20mL，x=4mL，所以氧气的体积为：4mL+2mL=6mL；如NO2过量，则剩余2mL无色气体为NO，设氧气的体积为ymL，依据方程式4NO2+O2+2H2O＝4HNO3可知消耗NO2是4ymL，剩余NO2是（22－y－4y）mL，根据方程式3NO2+H2O＝2HNO3+NO可知生成NO是，解得y＝3.2；所以原混合气体中氧气的体积为：6mL或3.2mL； 故选B。 命题点 3 氨、铵盐的性质及实验 典例1下列是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是 【答案】A 【解析】NH4Cl加热生成的NH3和HCl，冷却后又生成NH4Cl，不能得到NH3。 故选A。 典例2如图的“微型”实验装置(夹持装置已略去)可用于氨气的制取和检验。下列分析错误的是 A. 可分别向装置A、B处加入药品浓氨水与生石灰制取氨气 B. 装置C处的干燥剂可用无水氯化钙 C. 装置D处湿润的红色石蕊试纸变蓝，说明氨气遇水产生的物质呈碱性 D. 装置E处有白烟生成，说明氨气与氯化氢发生化合反应生成氯化铵 【答案】B 【解析】A．微型塑料滴管可以控制反应的速率，得到平稳的气流，相当于分液漏斗，由题意可知，题给装置可制取和检验氨气，故A、B处分别盛装浓氨水与生石灰，二者反应生成氢氧化钙和氨气，A正确；B．装置C处的作用是干燥氨气，不能用无水氯化钙来干燥，因为氨气和无水氯化钙会反应生成络合物，B错误；C．氨气遇水时发生反应，NH3•H2O呈碱性，可以使湿润的红色石蕊试纸变蓝，C正确；D．氨气可以与酸反应，加入浓盐酸后，挥发出的HCl与NH3发生化合反应生成NH4Cl，D正确。 故选B。 典例3某小组探究NH3的催化氧化，实验装置图如下。③中气体颜色无明显变化，④中收集到红棕色气体，一段时间后，④中产生白烟。下列分析正确的是 A. ②中NH4Cl能用NH4NO3替代 B. ③、④中现象说明③中的反应是 C. ④中白烟的主要成分是NH4Cl D. 反应结束后若⑤中溶液变蓝则溶液中一定含有Cu(NO3)2 【答案】B 【分析】由图可知，①中高锰酸钾受热分解制备氧气，装置②中氯化铵与氢氧化钙共热反应制备氨气，装置③中氨气在催化剂作用下与氧气发生催化氧化反应生成一氧化氮，装置④中反应生成的一氧化氮与过量的氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮与水蒸气反应生成硝酸，硝酸与氨气反应生成硝酸铵，会有白烟产生，装置⑤中氮的氧化物与氧气溶于水反应生成硝酸，硝酸与铜反应生成淡蓝色的硝酸铜。 【解析】A．NH4NO3是氧化性铵盐，加热时低温生成NH3和HNO3，随着温度升高，硝酸的强氧化性发挥作用使生成的氨进一步被氧化生成氮气和氮的氧化物，所以不能用NH4NO3跟Ca(OH)2反应制氨气，故A错误；B．由分析可知，③中气体颜色无明显变化、④中收集到红棕色气体，一段时间后产生白烟说明③中氨气在催化剂作用下与氧气发生催化氧化反应生成一氧化氮，反应的化学方程式为，故B正确；C．由分析可知，④中白烟的主要成分是硝酸铵，故C错误；D．由分析可知，一段时间后，装置⑤中氮的氧化物与氧气溶于水反应生成硝酸，硝酸与铜反应生成硝酸铜，溶液中还可能存在CuSO4也呈蓝色，故D错误。 故选B。 典例4如下装置中，干燥烧瓶内盛有某种气体，烧杯和滴管内盛放某种溶液。挤压滴管的胶头，下列与实验事实不相符的是 A. CO2(NaHCO3溶液)/无色喷泉 B. NH3(H2O中含酚酞)/红色喷泉 C. NH3(H2O中含甲基橙)/黄色喷泉 D. HCl(AgNO3溶液)/白色喷泉 【答案】A 【解析】A．因NaHCO3溶液抑制CO2的溶解，则挤压胶管的胶头，气压变化不明显，则不会形成喷泉，故A错误；B．因氨气极易溶于水，则挤压胶管的胶头，使烧瓶中的气压减小，且小于外界大气压，则形成喷泉，又因氨水溶液显碱性，酚酞遇碱变红，故形成红色喷泉，故B正确；C．因氨气极易溶于水，则挤压胶管的胶头，使烧瓶中的气压减小，且小于外界大气压，则形成喷泉，又因氨水溶液显碱性，甲基橙遇碱变黄，故形成黄色喷泉，故C正确；D．因HCl与AgNO3溶液反应生成白色的AgCl沉淀，则挤压胶管的胶头，使烧瓶中的气压减小，且小于外界大气压，则形成喷泉，又因溶液中有白色的AgCl，溶液变白，故形成白色喷泉，故D正确。 故选A。 典例5下列说法错误的是 A. 检验溶液中是否含有NH的实验操作是取少量试液于试管中，加入NaOH溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体 B. 加热NH4Cl和Ca(OH)2的混合物，并将产生的气体通入酚酞溶液中，溶液变成红色 C. 施肥时，草木灰(有效成分为K2CO3)不能与NH4Cl混合使用的原因是K2CO3与NH4Cl反应生成氨气会降低肥效 D. 因NH4HCO3受热易分解，所以可用作氮肥 【答案】D 【解析】NH与NaOH溶液共热生成氨气，氨气是碱性气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，A正确；NH4Cl与Ca(OH)2混合加热生成氨气，氨气通入酚酞溶液中，溶液变成红色，B正确；K2CO3溶于水显碱性，与NH4Cl反应生成氨气会降低肥效，C正确；NH4HCO3中含有氮元素，可用作氮肥，D错误。 故选D。 变式1如图所示是NH3的两个性质实验，下列有关说法中错误的是(　　) A.实验一证明了NH3极易溶于水，氨气是碱性气体 B.实验二证明了浓氨水和浓盐酸均易挥发 C.两个实验均表现了NH3是碱性气体 D.两个实验均表现了NH3是还原性气体 【答案】D 【解析】实验一是氨气的喷泉实验，喷泉实验证明氨气极易溶于水，溶于水形成一水合氨弱碱溶液，使酚酞溶液变红色，证明氨气是碱性气体，A正确；实验二中浓氨水挥发出的氨气和浓盐酸挥发出的氯化氢结合生成白烟是氯化铵固体小颗粒，证明浓氨水和浓盐酸都易挥发，B正确；氨气遇到氯化氢发生反应生成氯化铵，证明氨气是碱性气体，C正确。 故选D。 变式2NH3、NH4Cl、NO、NO2、HNO3等是氮的重要化合物，工业合成氨的反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4kJ•mol-1。NH3可与酸反应制得铵盐，也可通过催化氧化生成NO，用于生产HNO3。浓氨水加到生石灰中，放出大量热量，促进NH3•H2O分解，可用于实验室制取NH3。下列装置用于实验室中制取干燥氨气的实验，其中能达到实验目的的是 A. 用装置甲制备氨气 B. 用装置乙除去氨气中的少量水 C. 用装置丙收集氨气 D. 用装置丁吸收多余的氨气 【答案】A 【解析】A．浓氨水遇碱石灰放出氨气，实验室可以用装置甲制备氨气，故选A； B．浓硫酸和氨气反应生成硫酸铵，浓硫酸能吸收氨气，不能用浓硫酸干燥氨气，故不选B； C．体系密闭，若用装置丙收集氨气，空气无法排除，故不选C； D．氨气极易溶于水，漏斗口浸没在水中，若用装置丁吸收多余的氨气，引起倒吸，故不选D； 故选A。 变式3氨气是人工固氮的产物，易液化、极易溶于水，加热条件下能与氧化铜反应，如图所示装置制备氨气并验证氨气的还原性，其中不能达到实验目的的是 A. 用装置甲生成氨气 B. 用装置乙干燥氨气 C. 用装置丙验证氨气的还原性 D. 用装置丁和戊分别收集氨气和氮气 【答案】D 【解析】由实验装置图可知，装置甲为氯化铵与氢氧化钙固体共热反应制备氨气，装置乙中盛有的碱石灰用于干燥氨气，装置丙中氨气与氧化铜共热反应验证氨气的还原性，装置丁和戊分别用于收集氨气和氮气，但氨气的密度小于空气，收集氨气时应从短导气管通入氨气，否则无法收集氨气。 故选D。 变式4如图所示的装置中，烧瓶中充满干燥气体a，打开弹簧夹c，将滴管中的液体b挤入烧瓶内，烧杯中的液体d呈喷泉状喷出，最终几乎充满烧瓶。则a和b分别是 a(干燥气体) b(液体) A 水 B 水 C 饱和溶液 D 溴的水溶液 【答案】B 【解析】A．NO2与水反应为3NO2+H2O=2HNO3+NO，NO难溶于水，液体不可能充满烧瓶，A不正确；B．NH3极易溶于水，造成烧瓶中压强变小，形成喷泉，且水最终几乎充满烧瓶，B正确；C．CO2难溶于饱和NaHCO3溶液，烧瓶内不可能形成喷泉，C不正确；D．CH4难溶于水，且不与溴单质反应，烧瓶内不可能形成喷泉，D不正确。 故选B。 命题点 4 硝酸的性质及实验探究 典例1硝酸是化学实验室中最常用的试剂之一，下列有关硝酸的说法不正确的是 (　　) A. 浓硝酸和氯水用棕色试剂瓶保存，原理相同 B. 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 C. 常温下铁和铂都不溶于浓硝酸，原理相同 D. 浓硝酸溅到皮肤上，皮肤会变黄 【答案】C 【解析】A项，HNO3和氯水中的HClO见光都易分解，都应避光保存，正确；B项，浓HNO3和浓氨水都具有挥发性，HNO3与NH3化合生成白色固体小颗粒NH4NO3，正确；C项，常温下，铁在浓硝酸中钝化，而Pt与浓硝酸不反应，原理不同，错误；D项，浓HNO3能使蛋白质显黄色，正确。 故选C。 典例2下列装置用于实验室制取NO并回收Cu(NO3)2，不能达到实验目的的是 A. 用装置甲制NO气体 B. 用装置乙除NO中的少量 C. 用装置丙收集NO气体 D. 用装置丁蒸干溶液获得Cu(NO3)2固体 【答案】D 【解析】A．Cu与稀硝酸在常温下发生氧化还原反应产生Cu(NO3)2、NO、H2O，因此可以用装置甲制NO气体，A不符合题意；B．二氧化氮和水生成一氧化氮，能除去NO中的少量，B不符合题意；C．NO气体在常温下容易与空气中的O2反应产生NO2气体，因此应该根据NO不溶于水，也不能与水发生反应，采用排水方法收集NO气体，C不符合题意；D．Cu(NO3)2溶液加热时会促进铜离子水解，且生成硝酸易挥发，应根据其溶解度受温度的影响变化较大，采用冷却结晶法制备Cu(NO3)2·6H2O，D符合题意。 故选D。 变式1在通风橱中进行下列实验： 步骤 现象 Fe表面产生大量无色气泡，液面上方变为红棕色 Fe表面产生少量红棕色气泡后，迅速停止 Fe、Cu接触后，其表面均产生红棕色气泡 下列说法不正确的是 A. Ⅰ中气体由无色变红棕色的化学方程式：2NO＋O2===2NO2 B. Ⅱ中的现象说明Fe表面形成致密的氧化膜，阻止Fe进一步反应 C. 对比Ⅰ、Ⅱ中现象，说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3 D. 针对Ⅲ中现象，在Fe、Cu之间连接电流计，可判断Fe是否被氧化 【答案】C 【解析】A.铁放入稀HNO3中发生反应Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，NO逸出，遇到O2生成NO2，气体由无色变为红棕色；B.铁放入浓HNO3中，在常温下会钝化，即在Fe表面形成致密的氧化膜，阻止Fe进一步反应；C.浓HNO3的氧化性强于稀HNO3；D.在铁、铜之间加一个电流计，根据电子的流向，可判断铁是否被氧化，若电子由铁移动到铜，则铁被氧化。 故选C。 变式2金属Mn与反应的现象如下： 已知：经检验，反应后的溶液中含有；氧化性：。 下列说法错误的是 A. 缓慢滴加产生的气体中，可能含有，一定不含 B. 快速滴加实验中，硝酸表现酸性、强氧化性 C. 向缓慢滴加实验所得溶液中加入，溶液变为紫红色 D. 收集快速滴加过程中获得的红棕色气体，干燥后会得到纯净的 【答案】D 【解析】A．根据缓慢滴加硝酸产生的气体为无色、无味可判断，该气体可能含有，一定不含，A正确；B．快速滴加硝酸实验中，生成的红棕色气体为，溶液中含，则硝酸表现出酸性、强氧化性，B正确；C．根据已知信息，氧化性：，在含有的溶液中加入，会生成，溶液会变为紫红色，C正确；D．会自发转化为，则收集快速滴加过程中获得的红棕色气体，干燥后得到的仍为混合物，D错误。 故选D。 命题点 6 金属与硝酸反应的计算 典例1一定条件下，将28.8gCu2O固体投入100mL12.0mol·L-1的硝酸溶液中充分反应后，固体全部溶解，硝酸被还原为氮氧化物(NOx)，并收集到标准状况下氮氧化物(NOx)4.48L。(生成气体全部逸出) (1)x=____。 (2)往反应后的溶液中加入4.00mol·L-1NaOH溶液，为使沉淀质量达到最大，至少需要NaOH溶液____mL。(请写出简要的计算过程) 【答案】(1)1.5 (2)250 【解析】(1)n(Cu2O)==0.2mol，n(NOx)==0.2mol，在反应中，Cu2O中的Cu元素由+1价升高到+2价，HNO3中生成NOx的N元素由+5价降低为+2x价，依据得失电子守恒可得：0.2mol×2=0.2mol×(5-2x)，x=1.5。答案为：1.5； (2)往反应后的溶液中加入4.00mol·L-1NaOH溶液，当沉淀质量达到最大时，Cu(NO3)2及过量HNO3刚好与NaOH完全反应，生成NaNO3等，则n(NaOH)=n()，从而得出4.00mol·L-1×V(NaOH)=n(HNO3)-n(NOx)= 0.100L×12.0mol·L-1-0.2mol，V(NaOH)=0.25L=250mL。答案为：250。 变式1在含有1 mol HNO3和2 mol H2SO4的混合稀溶液中，加入1.5 mol Cu，加热充分反应，产生的气体在标准状况下的体积约为（ ） A. 5.6 L B. 11.2 L C. 22.4 L D. 44.8 L 【答案】C 【答案】混合酸中n(H+)=1 mol+2 mol×2=5 mol，n(NO3-)=n(HNO3)=1 mol， 3Cu+2NO3-+8H+===3Cu2++2NO↑＋4H2O 3 2 8 2 1.5 1 4 1 故H+剩余，Cu、NO3-完全反应，由方程式可知生成NO的物质的量是1 mol，故标准状况下，生成NO的体积为1 mol×22.4 L/mol=22.4 L。 故选C。 命题点 7 不同价态含氮物质的转换关系 典例1氮元素在海洋中的循环是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中无机氮的循环过程可用下图表示。下列关于海洋氮循环的说法正确的是 (　　) A. 海洋中的氮循环起始于氮的氧化 B. 海洋中的氮循环属于固氮作用的是③ C. 海洋中的反硝化作用一定有氧气的参与 D. 向海洋中排放含NO的废水会影响海洋中NH的含量 【答案】D 【解析】A项，海洋中的氮循环起始于氮的还原，错误；B项，海洋中的氮循环属于固氮作用的是②，错误；C项，反硝化作用是氮元素化合价降低的过程，反硝化细菌在氧气不足的条件下还原N，不一定有氧气参与，错误；D项，由氮的循环过程可知，硝酸根离子增多，反硝化作用增强，会进一步影响海洋中NH的含量，正确。 故选D。 典例2如图所示是氮元素的几种价态与物质类别的对应关系，下列说法错误的是 A. 物质B可与物质A反应 B. 物质B可经催化氧化直接生成物质A C. 物质A、物质均为自然固氮 D. 和物质C常用于检验，则C为 【答案】C 【分析】由图可知，B为氨气，A为一氧化氮，C为硝酸盐。 【解析】A.氨气和一氧化氮发生氧化还原反应，A正确；B.氨气和氧气催化氧化反应生成一氧化氮和水，B正确；C．将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程为氮的固定，一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮，不属于自然固氮，C错误；D．实验室通常采用硝酸酸化的硝酸银检验氯离子，D正确。 故选C。 典例3下列关于氮及其化合物的探究，结论和解释正确的是 操作和现象 结论和解释 A 铜丝溶解于稀，生成无色气体 金属能与强酸反应置换出氢气 B 能使热的氧化铜产生红色物质 有还原性 C 与混合加热不反应 N的非金属性弱 D 被溶液吸收 是酸性氧化物 【答案】B 【解析】A．铜丝溶解于稀HNO3，生成硝酸铜、NO、水，无色气体为NO，不会生成氢气，故A错误；B．NH3能使热的氧化铜产生红色物质，原理是：，说明氨气具有还原性，故B正确；C．N2与H2混合，在催化剂、加热的条件下反应生成氨气，没有催化剂时，加热速率慢，生成物的含量少，但不能说明N的非金属性弱，故C错误；D．NO2被NaOH溶液吸收，生成硝酸钠、亚硝酸钠和水，发生歧化反应，体现NO2的氧化性和还原性，没有体现酸性，故D错误； 故选B。 变式1氮及其化合物的转化具有重要应用，下列说法不正确的是 A．工业上模拟自然界“雷雨发庄稼”的过程生产 B．自然固氮、人工固氮都是将转化为含氮化合物 C．氨气是重要的工业原料，可用于制备化肥和纯碱等大宗化学品 D．多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环” 【答案】A 【解析】A．自然界 “雷雨发庄稼”的第一步是将空气中的氮气转化为NO，工业生产硝酸的第一步是将氮气和氢气反应生成氨气，氨气催化氧化得到NO，NO被氧化为，和水反应最后得到硝酸，A项错误；B．氮的固定是是将转化为含氮化合物的过程，其中氮的固定包括自然固氮、人工固氮，B项正确；C．氨气作为重要的工业原料可以制备化肥和纯碱等大宗化学品，C项正确；D．氮元素在自然界中既有游离态又有化合态，多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”，D项正确。 故选A。 变式2部分含氮物质的分类与相应氮元素的化合价关系如图所示。下列说法错误的是 A. a可经催化氧化生成b B. b为红棕色，可转化为c C. 密闭体系中，c存在2NO2N2O4 D. d的溶液与Cu反应可生成b或c 【答案】B 【解析】 A.由题中信息知，a为NH3，b为NO，NH3可经催化氧化生成NO，A说法正确；B.b为NO，为无色气体，与氧气反应可转化为c，即NO2，B说法错误；C.c存在2NO2N2O4，C说法正确；D.d为硝酸，Cu与稀硝酸溶液反应生成NO，与浓硝酸反应生成NO2，D说法正确。 故选B。 变式3合成氨及其衍生工业是化工生产的重要门类，请结合图示判断下列说法正确的是 (　　) A. 合成氨采用400～500 ℃是为了提高原料转化率和反应速率 B. 湿润的淀粉－KI试纸可以鉴别气体2和溴蒸气 C. 在饱和NaCl溶液中先通入过量CO2再通入过量NH3可得到固体1 D. 1 L气体1、2的混合气与1 L NH3在一定条件下转化为对环境无害的物质，混合气中二者的体积比为1∶1 【答案】D 【解析】由图可知：气体1为NO，气体2为NO2，NO2与水反应生成硝酸，固体1为NaHCO3，NaHCO3受热分解生成的固体2为Na2CO3；1 L NO、NO2的混合气体与1 L NH3在一定条件下转化为对环境无害的物质，反应方程式为2NH3＋NO＋NO22N2＋3H2O，NO、NO2的体积之比等于化学计量数之比，为1∶1，故D正确。 故选D。 点拨 1 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， =4：1，恰好完全反应 V(NO2)：V(O2) >4：1，NO2过量，剩余气体为NO <4：1，O2过量，剩余气体为O2 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，可知， =4：3，恰好完全反应 V(NO)：V(O2) >4：3，剩余NO <4：3，剩余O2 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。 点拨 2 氨气制取实验创新 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： 点拨 3 喷泉实验 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) 点拨 4 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)。 ◆能力强化练 1. 下列关于氮及其化合物的说法，不正确的是 A. 在日光照射下，二氧化氮能使氧气经过复杂的反应生成臭氧 B. 氨水可作化肥，氮肥还有铵态氮肥、硝态氮肥和尿素 C. 硝酸不稳定，在常温下见光或受热会发生分解 D. 亚硝酸钠与硝酸银溶液反应生成不溶于稀硝酸的沉淀 【答案】D 【解析】光化学烟雾形成的过程中，在日光照射下，二氧化氮能使氧气经过复杂的反应生成臭氧，臭氧与空气中的一些碳氢化合物发生作用，生成一种有毒的烟雾，叫作光化学烟雾，据此可知，A正确；氮肥是指以氮(N)为主要成分，施于土壤可提供植物氮素营养的肥料，氮肥按含氮基团可分为氨态氮肥、铵态氮肥、硝态氮肥、硝铵态氮肥、氰氨态氮肥和酰胺态氮肥(尿素)，B正确；硝酸不稳定，在常温下见光或受热会发生分解：4HNO34NO2↑＋2H2O＋O2↑，C正确；亚硝酸钠与硝酸银溶液反应：NaNO2＋AgNO3===AgNO2↓＋NaNO3，生成淡黄色的AgNO2，AgNO2可以与稀硝酸反应，D错误。 故选D。 2. 随着我国汽车年销量的大幅增加，空气环境受到了很大的污染。汽车尾气装置里，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示，下列说法正确的是 A. 反应中NO为氧化剂，N2为氧化产物 B. 汽车尾气的主要污染成分包括CO、NO和N2 C. NO和O2必须在催化剂表面才能反应 D. 催化转化总化学方程式为2NO＋O2＋4CO4CO2＋N2 【答案】D 【解析】反应过程中NO、O2为氧化剂，N2为还原产物；汽车尾气中的N2不是污染物；NO和O2的反应不需要催化剂；根据题中的图示，可将反应的过程分成如下两步写：2NO＋O2===2NO2，2NO2＋4CO===N2＋4CO2，将两步反应式合并可得总化学方程式为2NO＋O2＋4CO4CO2＋N2。 故选D。 3. 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 【解析】A．在注射器中发生的反应为2NO+O2=2NO2和3NO2+H2O=2HNO3+NO，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2NO+O2=2NO2可以列出2NO~O2~2NO2，消耗的氧气为30 mL× =6 mL，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3NO2+H2O=2HNO3+NO(5mL水过量)可以列出3NO2~NO，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2NO+O2=2NO2可以列出2NO~O2~2NO2，消耗的氧气为30 mL× =6 mL，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3NO2+H2O=2HNO3+NO(5mL水过量)可以列出3NO2~NO，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3NO2+H2O=2HNO3+NO，可以列出3NO2~2HNO3，硝酸的浓度，D项正确。 故选C。 4. 用浓氨水和碱石灰制取，按照制取、干燥、收集、尾气处理的顺序进行实验。下列装置能达到实验目的的是 无水氯化钙 A．制取氨气 B．干燥氨气 C．收集氨气 D．吸收氨气 【答案】C 【解析】A．碱石灰呈粉末状且易溶于水，故浓氨水和碱石灰的反应不能在启普发生器中进行，A不能达到实验目的;B．氨气会与无水氯化钙反应，故不能用无水氯化钙干燥氨气，B不能达到实验目的;C．氨气的密度小于空气的密度，可用向下排空气法收集氨气，并在试管口塞一团棉花，防止与空气形成对流，C能达到实验目的;D．导管插入稀硫酸中，容易发生倒吸，D不能达到实验目的。 故选C。 5. 资料显示：一定条件下NH3能还原CuO。为了证明资料的真实性，利用下列装置(含药品)进行实验，其中错误的是 【答案】A 【解析】氯化铵分解生成氨气和氯化氢，在试管口附近氨和氯化氢相遇又生成了白色固体氯化铵，故不能用于制备氨，选项A错误；可以在硬质玻璃管中进行氨还原氧化铜的反应，选项B正确；碱石灰可以干燥氨，选项C正确；氨极易溶于稀硫酸，该装置吸收尾气中的氨可以防止倒吸，选项D正确。 故选A。 6. 一定温度下，探究铜与稀HNO3反应过程如下： 下列说法不正确的是 A.过程Ⅰ中生成无色气体的离子方程式是3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O B.步骤Ⅲ反应速率比Ⅰ快的原因是NO2溶于水，使c(HNO3)增大 C.由实验可知，NO2对该反应具有催化作用 D.当活塞不再移动时，再抽入空气，铜可以继续溶解 【答案】B 【解析】A项，过程Ⅰ中铜与稀硝酸反应的离子方程式为3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，正确；B项，步骤Ⅲ中硝酸的浓度没有Ⅰ中大，因为部分硝酸转化成了一氧化氮，因此反应速率比Ⅰ快的原因不可能是c(HNO3)增大，错误；C项，由实验可知，步骤Ⅲ反应速率比Ⅰ快，说明NO2对该反应具有催化作用，正确；D项，当活塞不再移动时，再抽入空气，一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮溶于水生成硝酸，能够与铜继续反应，正确。 故选B。 7. 与一定浓度硝酸500mL恰好完全反应(忽略体积变化)，生成和NO的混合气体6.72L（折算成标准状况），下列选项正确的是 A. 转移电子是0.3mol B. 生成 C. 硝酸的浓度是1.4mol/L D. 在若将收集的和NO的集气瓶倒立于水槽中，通入一定量的氧气充分反应，则通入氧气的体积为4.48L 【答案】C 【解析】A．12.8g铜的物质的量为0.2mol，反应时铜从0价升高到+2价，失去两个电子，所以0.2mol铜参与反应转移电子是0.2mol×2=0.4mol，A错误；B．6.72 L NO2和NO的物质的量为0.3mol，设NO2为xmol，NO为(0.3-x)mol，则根据电子守恒，x×1+(0.3-x)×3=0.2×2，x=0.25mol，所以NO2为0.25mol，B错误；C．根据N原子守恒，硝酸总物质的量为0.2×2+0.3=0.7mol，浓度=1.4mol/L，C正确；D．无标准状况，不能计算出氧气的体积，D错误。 故选C。 8. 依据下图中氮元素及其化合物的转化关系，判断下列说法不正确的是 A.X是N2O5 B.可用排空气法收集NO气体 C.工业上以NH3、空气、水为原料生产硝酸 D.从原理上看，NH3可与NO2反应实现NH3→N2的转化 【答案】B 【解析】NO遇空气中的氧气被氧化为NO2，不可用排空气法收集NO气体，故B错误。 故选B。 9. 某小组的同学欲探究NH3经一系列反应得到HNO3和NH4NO3的过程。NH3的转化过程如图所示。 甲、乙两同学分别按下图所示装置进行实验。 用于A、B装置中的可选药品：浓氨水、30%H2O2溶液、蒸馏水、NaOH固体、MnO2。 (1)装置A的圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为______________________________________________。 装置E有多种作用，下列关于装置E的作用或其中所盛液体的说法中，不正确的是____________(填字母)。 a. 使氨气和氧气充分混合 b. 控制通入氨气和氧气的体积比 c. 平衡装置内的压强 d. 锥形瓶内液体是饱和食盐水 (2)甲同学先点燃酒精灯，再打开K1、K2、K3、K4，反应一段时间后，成功模拟了反应过程，并将实验中产生的气体持续通入装置H一段时间后，H中的溶液变成蓝色，则其中铜片所参与反应的离子方程式为____ ________________________________________________________________________ ________________， 若制得的氨气仅按Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ的顺序完全转化为硝酸，欲使装置H中所得溶液为纯净的CuSO4溶液(忽略Cu2＋的水解)，理论上所需氨气在标准状况下的体积为____________ L(假设硝酸与铜反应产生的还原产物全部排出反应装置)。 (3)乙同学为模拟过程Ⅳ的反应，在甲同学操作的基础上对该装置进行了下列各项中的一项操作，使G处圆底烧瓶中产生大量白烟，你认为这项操作是________(填字母)。 a.关闭K3并熄灭酒精灯 b.关闭K4并熄灭酒精灯 c.关闭K3、K4并熄灭酒精灯 (4)丙同学认为该系统实验装置存在一处明显的设计缺陷，你认为该设计缺陷是________________________ __________________________________________________________________________________________。 【答案】(1)2H2O22H2O＋O2↑　d (2)3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O　2.24 (3)a　(4)缺少尾气处理装置 【解析】(1)由题给条件和实验装置图可知，装置A是制备氧气的装置，装置B是制备氨气的装置，装置A的圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为2H2O22H2O＋O2↑；装置E可以使氨气和氧气充分混合，观察装置E中气泡的速率可以控制通入氨气和氧气的体积比，装置E还可以平衡装置内的压强。因为氨气极易溶于水，所以锥形瓶中液体不能是饱和食盐水，选d。(2)铜与稀硫酸不反应，溶液呈蓝色，说明铜与硝酸发生了反应：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。n(H2SO4)＝0.15 L×1 mol·L－1＝0.15 mol，n(H＋)＝0.15 mol×2＝0.3 mol，n(SO)＝0.15 mol，根据上述反应和题目要求，可知SO～Cu2＋～HNO3，故需要HNO3的物质的量为0.1 mol，根据NH3～NO～NO2～HNO3，可知需要NH3的物质的量为0.1 mol，在标准状况下的体积为2.24 L。(3)过程Ⅳ的反应是NH3与HNO3的反应，则应停止供O2，关闭K3，熄灭酒精灯，使氨气进入G发生反应，选a。(4)整套装置没有尾气处理装置。 ◆综合拔高练 10. 在下列变化 ①工业固氮，②大气固氮，③碳铵分解，按氮元素被氧化、被还原、既不被氧化又不被还原的顺序排列，正确的是 A．②①③ B．③②① C．①②③ D．③①② 【答案】A 【解析】①工业固氮是游离态氮转化为化合态的氨气，N元素的化合价降低，氮元素被还原；②大气固氮是游离态氮转化为化合态的氮的氧化物，氮元素被氧化；③碳铵分解生成氨气、水、二氧化碳，氮元素化合价没有发生变化，既不被氧化又不被还原;综上所述按氮元素被氧化、被还原、既不被氧化又不被还原的顺序排列为②①③。 故选A。 11. 硝酸厂的尾气中含有大量的氮氧化物(NOx)，将尾气与H2混合，通入Ce(SO4)2与Ce2(SO4)3的混合溶液中实现无害化处理，其转化过程如图所示。下列说法正确的是(　　) A. 该转化过程的实质为NOx被H2还原 B. 过程Ⅰ发生反应的离子方程式：H2＋Ce4＋===2H＋＋Ce3＋ C. 处理过程中，混合溶液中Ce3＋和Ce4＋总数减少 D. x＝1时，过程Ⅱ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1 【答案】A 【解析】A.该转化过程的实质为NOx被H2还原为N2，H2被氧化为水，故A正确；B.过程Ⅰ发生的反应为Ce4＋把H2氧化为H＋，自身被还原为Ce3＋，反应的离子方程式为H2＋2Ce4＋===2H＋＋2Ce3＋，故B错误；C.处理过程中，Ce3＋和Ce4＋做催化剂，催化剂在反应前后，质量不变，数量不变，故C错误；D.x＝1时，过程Ⅱ中4Ce3＋＋2NO＋4H＋===4Ce4＋＋N2＋2H2O，过程Ⅱ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2，故D错误。 故选A。 12. 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 【解析】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。 13. 某实验小组利用如图所示装置制备NH3并探究其性质。下列说法中不正确的是(　　) A. ①中固体可换为NH4Cl B. ②中试剂为碱石灰 C. 反应一段时间后，③中黑色固体变为红色 D. 反应一段时间后，④中锥形瓶收集到氨水 【答案】A 【解析】NH4Cl受热分解生成NH3和HCl气体，遇冷重新反应生成NH4Cl，无法制取NH3，A错误；可用碱石灰干燥氨气，B正确；NH3具有还原性，可将黑色氧化铜还原成红色的铜单质，则反应一段时间后，③中黑色固体变为红色，C正确；氨气与氧化铜反应后生成水，过量的氨气可溶于水，收集到的是氨水，D正确。 故选A。 14. (双选)室温下，某兴趣小组用如图装置在通风橱中进行如下实验：下列说法正确的是 实验 现象 试管Ⅰ中开始无明显现象，逐渐有微小气泡生成，越来越剧烈，液面上方出现浅红棕色气体，溶液呈蓝色 试管Ⅱ中剧烈反应，迅速生成大量红棕色气体，溶液呈绿色；之后向绿色溶液中持续通入N2，溶液变为蓝色 A. 试管Ⅰ中浅红棕色气体为NO2，由硝酸还原生成 B. 等质量的Cu完全溶解时，Ⅱ中消耗的HNO3更多 C. 换成Fe之后重复实验，依然是试管Ⅱ中反应更剧烈 D. 试管Ⅱ中反应后溶液颜色与试管Ⅰ中的不同，是由于溶有NO2 【答案】BD 【解析】A.试管Ⅰ中Cu与稀硝酸反应生成NO，然后NO与氧气反应生成浅红棕色气体NO2，试管Ⅱ中红棕色气体为NO2，由硝酸还原生成，故A错误；B.3 mol Cu消耗8 mol 稀硝酸，1 mol Cu消耗4 mol 浓硝酸，则等质量的 Cu 完全溶解时，Ⅱ中消耗的 HNO3 更多，故B正确；C.常温下Fe遇浓硝酸发生钝化，则试管Ⅱ中反应不明显，故C错误；D.二氧化氮为红棕色气体，则Ⅱ中反应后溶液颜色与试管Ⅰ中的不同，是由于溶有 NO2，故D正确。 故选BD。 15. 某化学兴趣小组用如图所示装置检验Pb(NO3)2受热分解的产物(图中夹持和加热设备略去)。在试管中放入研碎的Pb(NO3)2晶体后，加热；实验结束后，试管中得到黄色粉末(PbO)，U形管下部有少量液体X，集气瓶中收集到无色气体Y。下列说法不正确的是(　　) A. 液体X可能是液化的NO2或N2O4 B. 在装置中用锡纸将胶塞、胶管与产生的气体隔开，主要是为了防止其被生成的气体腐蚀 C. 气体Y可能是O2，也可能是NO2与水反应后生成的NO D. 停止反应，应注意先把导气管移出水面，然后熄灭火焰 【答案】C 【解析】A.Pb(NO3)2晶体加热分解得到PbO、NO2和O2，试管中得到黄色粉末为PbO，U形管中发生2NO2N2O4，实验结束后U形管下部有少量液体X可能是液化的NO2或N2O4，最终集气瓶中收集到无色气体Y为O2，A正确；B.装置中试管和U形管上的橡皮塞最好用锡箔包住，用橡皮管连接的两玻璃管口要相互紧靠，因为NO2气体会损坏橡胶，B正确；C.2Pb(NO3)22PbO＋4NO2↑＋O2↑，4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，实验下部有少量液体可能是液化的NO2或N2O4，所以氧气过量，不可能是NO2与水反应后生成的NO，C错误；D.停止反应，应注意先把导气管移出水面，然后熄灭火焰，防止倒吸，D正确。 故选C。 16. 与一定浓度硝酸500mL恰好完全反应(忽略体积变化)，生成和NO的混合气体6.72L（折算成标准状况），下列选项正确的是 A. 转移电子是0.3mol B. 生成 C. 硝酸的浓度是1.4mol/L D. 在若将收集的和NO的集气瓶倒立于水槽中，通入一定量的氧气充分反应，则通入氧气的体积为4.48L 【答案】C 【详解】A．12.8g铜的物质的量为0.2mol，反应时铜从0价升高到+2价，失去两个电子，所以0.2mol铜参与反应转移电子是0.2mol×2=0.4mol，A错误；B．和NO的物质的量为0.3mol，设NO2为xmol，NO为(0.3-x)mol，则根据电子守恒，x×1+(0.3-x)×3=0.2×2，x=0.25mol，所以NO2为0.25mol，B错误；C．根据N原子守恒，硝酸总物质的量为0.2×2+0.3=0.7mol，浓度=1.4mol/L，C正确；D．无标准状况，不能计算出氧气的体积，D错误； 故选C。 17. 硫、氮元素是高中化学学习的两种重要非金属元素，其价类二维图分别如下图所示： (1)图中物质“”的化学式是 ；“”代表的物质类别是 。 (2)将足量的气体通入下列溶液中，始终没有明显反应现象的是___________(填标号)。 A．溶液 B．溶液 C．溶液 D．溶液 (3)保存不当很容易变质，设计实验检验是否变质： 。 (4)写出工业上转化为的化学方程式 。 (5)如图为雷雨时节，雨水中硝酸的形成过程。 ①图中物质为 (填化学式)，转化①、②、③中属于氮的固定的是 。 ②与水反应生成稀硝酸的化学方程式为 ；该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。 ③将容积为，充满和气体的试管倒扣在装满水的水槽中，试管内液面上升，最终有气体剩余，假设反应前后试管内气体压强和温度均不变，则反应前试管内和的体积比可能为 。(写出所有可能答案) 【答案】(1) 单质 (2)BC (3)取少量e于试管中，先加足量稀盐酸酸化，再加氯化钡溶液，若产生白色沉淀，则e已变质 (4) (5) O2 ① 1：2 18：7或43：7 【分析】由题意得，a为SO2，b为SO3，d为H2SO3，c为H2SO4，e为亚硫酸盐，Y为单质，X为NO，据此解答。 【解析】（1）由分析，d为H2SO3，Y代表单质。 （2）A．往Ba(NO3)2溶液通入SO2，溶液酸性增强，SO2被氧化为后再与Ba2+反应生成白色沉淀，有明显现象，A不符题意； B．CaCl2不与SO2反应，无明显现象，B符合题意； C．H2O2与SO2虽发生氧化还原反应，但生成水和硫酸，无明显反应现象，C符合题意； D．由于H2SO3酸性强于H2CO3，所以通入足量SO2反应生成CO2，有明显气泡生成，D不符题意； 故选BC。 （3）亚硫酸盐易被空气氧化为硫酸盐，检验亚硫酸盐是否变质的操作为取少量于试管中，先加足量稀盐酸酸化，再加氯化钡溶液，若产生白色沉淀，则已变质。 （4）工业上SO2转化为SO3的化学方程式为。 （5）①根据元素守恒可知，X为O2，转化①属于氮的固定中的高能固氮（自然固氮）； ②NO2与水反应生成稀硝酸的化学方程式为；该反应为NO2的歧化反应，氧化剂与还原剂物质的量之比为1:2； ③反应前后气体压强和温度不变，根据PV=nRT，则反应前后气体体积之比等于物质的量之比，为50 mL:5 mL=10:1，将充满NO2和O2的试管接触水时，发生反应：、2NO+O2=NO2，由于NO2和O2体积比未知，则剩余气体有两种情况：①剩余气体为NO（即氧气较少时），不妨设总方程式为，根据反应前后气体体积比，可得x+y=10z，根据得失电子守恒，可得2x+4y=x-z，联立解得x:y=43:7，所以反应前NO2和O2的体积比可以为43:7；②当剩余气体为O2（即O2较多时）总化学方程式为4NO2+O2+2H2O=4HNO3，由于O2未完全反应，设参加反应的O2物质的量为a mol，未参加反应的O2物质的量为b mol，则NO2的物质的量为4a mol，根据反应前后气体体积比，可得，解得a=，所以反应前NO2和O2的物质的量之比为，故答案为18:7或43:7。 18. 亚硝酰氯NOCl是重要的有机合成试剂，可由NO与Cl2在催化剂作用下合成，实验室利用如图装置制备亚硝酰氯。 已知：①亚硝酰氯与H2O或O2均能反应： ②沸点：NOCl为-5.5℃，Cl2为-34℃，NO为-152℃； ③实验所需的NO可用NaNO2固体和FeSO4溶液在酸性条件下反应制得。 回答下列问题： (1)仪器E的名称为 ；装置C中盛放的试剂为 （填名称）。 (2)实验开始时，止水夹A的状态应为 （填“开启”或“关闭”）。 (3)该实验中将酸性溶液与固体混合的操作是 ；B中发生反应的离子方程式为 。 (4)NOCl与水能发生非氧化还原反应生成HNO2和HCl，该实验中制取亚硝酰氯时发生氧化反应的物质为 （填化学式）。 (5)为收集纯净产物，装置D中放置冰盐水，应控制其温度范围为 （填标号）。 a. 高于-5.5℃                    b. 低于-34℃ c. 高于-34℃，低于-5.5℃         d. 高于-152℃，低于-5.5℃ (6)浓硝酸与浓盐酸按物质的量1:3混合反应也能生成NOCl，反应的化学方程式为 。 【答案】(1) 干燥管或球形干燥管 浓硫酸 (2)开启 (3) 关闭止水夹A (4)NO (5)c (6) 【分析】制取NOCl时，考虑到NOCl能与水和O2发生反应，所以实验前应排尽装置内的空气，Fe与稀硫酸反应，既可提供排空气所用的H2，又能提供还原NaNO2的FeSO4；B 装置内NaNO2与FeSO4反应制取NO；C装置内将Cl2、NO混合并干燥；在硬质玻璃管内，NO与Cl2在催化剂作用下反应制取NOCl；在D装置内冷凝并分离出NOCl(呈液态)，E装置内的干燥剂吸收Cl2、NO尾气，同时防止空气中的水蒸气和氧气进入D装置内。 【解析】（1）仪器E的名称为：干燥管或球形干燥管；题中信息显示：亚硝酰氯与H2O能反应，所以Cl2与NO反应前需干燥，装置C中盛放的试剂为浓硫酸。 （2）因为亚硝酰氯与H2O能反应，所以实验开始时，需排尽装置内的空气，铁与稀硫酸反应可生成H2，能排出装置内的空气，所以止水夹A的状态应为开启。 （3）该实验中将酸性FeSO4溶液与NaNO2固体混合的操作是：关闭止水夹A，利用生成的H2将FeSO4溶液压入B装置内，与NaNO2发生反应生成NO、Fe3+等，依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒，可得出B中发生反应的离子方程式为。 （4）NOCl与水能发生非氧化还原反应生成HNO2和HCl，该实验中制取亚硝酰氯时，NO与Cl2发生反应生成NOCl， Cl2作氧化剂，NO作还原剂，则发生氧化反应的物质为NO。 （5）沸点：NOCl为-5.5℃，Cl2为-34℃，NO为-152℃，为收集纯净产物，应使NOCl呈液态，Cl2和NO都呈气态，装置D中放置冰盐水，应控制其温度范围为高于-34℃、低于-5.5℃，故选c。 （6）浓硝酸与浓盐酸按物质的量1:3混合反应也能生成NOCl，N元素由+5价降低到+3价，则Cl元素价态应升高，也就是有Cl2生成，依据得失电子守恒和原子守恒，可得出发生反应的化学方程式为。 【点睛】浓硝酸与浓盐酸按物质的量1:3混合，所得混合物具有强氧化性。 ◆高考真题练 19. （2025·北京·高考真题）下列反应中，体现还原性的是 A. 加热分解有生成 B. 和的混合溶液加热有生成 C. 固体在溶液中溶解 D. 溶液中滴加溶液出现白色沉淀 【答案】B 【详解】A．NH4HCO3分解生成NH3，氮的氧化态保持-3，未发生氧化还原反应，A不符合题意；B．中的N(-3价)与中的N(+3价)反应生成N2(0价)，被氧化，体现还原性，B符合题意；C．水溶液中，铵根离子可以直接结合氢氧化镁弱电离的氢氧根离子，使沉淀溶解平衡向正向移动，则该氢氧化镁溶解过程，无化合价变化，没有体现其还原性，C不符合题意；D．(NH4)2SO4与BaCl2的沉淀反应属于复分解反应，未参与氧化还原，D不符合题意； 故选B。 20. （2025·安徽·高考真题）阅读材料，完成下列小题。 氨是其他含氮化合物的生产原料。氨可在氧气中燃烧生成。金属钠的液氨溶液放置时缓慢放出气体，同时生成。遇水转化为。溶于氨水得到深蓝色溶液，加入稀硫酸又转化为蓝色溶液。氨可以发生类似于水解反应的氨解反应，浓氨水与溶液反应生成沉淀。 下列有关反应的化学方程式错误的是 A. 氨在氧气中燃烧： B. 液氨与金属钠反应： C. 氨水溶解： D. 浓氨水与反应： 【答案】D 【分析】A．根据题干信息可知，氨可在氧气中燃烧生成，所给方程式符合反应原理，A正确；B．金属钠的液氨溶液放置时缓慢放出气体，生成氨基钠和氢气，发生的是置换反应，所给方程式符合反应原理，B正确；C．根据题干信息可知，溶于氨水得到深蓝色溶液，所给方程式符合反应原理，C正确；D．浓氨水与溶液反应生成沉淀，生成物应为，方程式为：，D错。 故选D。 21. （2025·广西·高考真题）为探究不同浓度被还原的产物，进行如下实验。下列说法错误的是 装置 实验 溶液的浓度 步骤与现象 ① 铁丝表面有气泡产生，溶液变为黄色；取出铁丝 液面上方出现红棕色气体 ② 试管口出现红棕色气体 ③ 无明显红棕色气体；取少量上层溶液，加入足量溶液，加热，产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体 A．①中溶液变为黄色，可能是溶于溶液 B．“试管口出现红棕色气体”说明②中的被还原为 C．③中无明显红棕色气体，可能是生成了 D．“石蕊试纸变蓝”说明③中有被还原为 【答案】B 【详解】A．①中12mol/L HNO3溶液为浓硝酸，与铁反应生成NO2（红棕色气体），NO2溶于水可能使溶液呈黄色，该说法合理，A正确； B．②中试管口出现红棕色气体，是因为生成的NO在试管口被O2氧化为NO2，说明HNO3被还原为NO而非NO2，B错误； C．③中为0.5mol/L HNO3溶液为稀硝酸，无红棕色气体说明无NO2，若生成N2（无色气体），则不会出现红棕色，该可能性存在，C正确； D．③中加入NaOH加热产生使石蕊试纸变蓝的气体（NH3），说明溶液中含，即HNO3被还原为，D正确； 故选B。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 放电或高温 $