专题7 氮与社会可持续发展（复习讲义）化学苏教版必修第二册

该高中化学复习讲义以“结构-性质-转化-应用”为主线构建氮元素知识体系，通过氮循环图示呈现自然界氮转化路径，用对比表格归纳氮气、氮氧化物、氨气等物质的物理化学性质，结合实验装置图解析喷泉实验、硝酸强氧化性等重难点，清晰展现含氮化合物间的内在联系。 讲义亮点在于“实验探究+社会情境”的练习设计，如通过NO与氧气、水反应的实验装置题培养科学探究与实践素养，结合氮肥使用、氮氧化物治理案例渗透科学态度与责任。每个知识点配套效果检测和分层考点解析，基础题巩固性质记忆，综合题提升转化推断能力，助力教师实施精准教学，学生自主构建知识网络。

专题7 氮与社会可持续发展 复习讲义 复习目标 1．能依据氮分子的微观结构预测其化学性质，认识人工固氮的化学原理和社会价值。 2．结合相关原理，体会化学科学在解决人类社会面临的粮食危机中所发挥的重要作用。 3．结合典型含氮物质的性质，能从不同视角认识含氮化合物之间转化的条件和方式。 4．能运用化学变化的知识 说明氨气、硝酸的化学性质，并根据实际需要设计无机化合物转化与制备的方案。 5．能以含氮化合物之间的转化为例，分析和探讨化学工业对人类健康、社会可持续发展可能带来的双重影响。 6．能运用绿色化学的思想对化学品的生产和使用进行初步的评估，提出处理环境污染物的建议。 重点和难点 重点：氮氧化物、氨气、硝酸等含氮化合物的性质与转化、硝酸的强氧化性、含氮化合物对环境的污染与防治。 难点：氮氧化物与水反应的计算、硝酸的强氧化性理解与应用、含氮物质的转化推断、实验设计与评价、综合计算等。 第一单元 氮的固定 █知识点一 氮气及氮的固定 1．氮分子的结构 （1）氮元素的存在： ①游离态：以 的形式存在于空气中。  ②化合态：存在于动植物体内的 中，部分氮元素存在于土壤、海洋里的 和 中。 （2）氮的原子结构：氮元素位于第二周期、第 族。氮的原子结构 ，最外电子层有5个电子，既不容易得到3个电子，也不容易失去5个电子。因此氮原子一般通过 与其它原子相互结合构成物质。 （3）化合价：氮元素常见的化合价有 。 （4） 氮分子结构：分子式： ，电子式： ，结构式： 。氮氮键很难断裂，化学性质很稳定。 2．氮气的性质 （1）物理性质：N2是一种无色、无味的气体，ρ(N2)＜ρ(空气)，难溶于水。 （2）化学性质：常温下，N2的化学性质 ，可代替稀有气体作保护气体。但N2在 等条件下，N2获得足够的能量，使N≡N断裂。写出N2与Mg、H2、O2反应的化学方程式。 ① ；② ；③ 。 3．氮的固定 （1）定义：将大气中 的氮转化为 的过程。 （2）分类： ①自然固氮： a．高能固氮：大自然通过 等途径产生含氮的化合物（如N2＋O22NO）。 b．生物固氮：通过豆科植物的根瘤菌将氮气转化成 （或 ）。 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。热化学方程式：N2(g)+3H2(g)2NH3 (g) ΔH= -92.4 kJ/mol。 （3）“雷雨发庄稼”涉及的反应过程（化学方程式）： 4．自然界中氮循环 游离态→化合态 ①豆科植物根部的根瘤菌把空气中的 转变为 等含氮的化合物。 ②在放电条件下，空气中少量的氮气与 化合生成氮的氧化物，这些氮的氧化物随降水进入土壤和水体。 ③合成氨工厂、汽车发动机将一部分 转化为化合态的氮。 化合态→游离态 硝酸盐在某些细菌作用下转化为 。 化合态→化合态 化石燃料的燃烧、森林和农作物的枝叶燃烧所产生的 通过大气进入陆地和海洋，参与氮的循环 氮循环图示 效果检测 1．关于N2分子，有关说法错误的是 A．N2分子中含有共价键 B．N2分子的结构式可表示为N≡N C．氮气液化时，N2分子间平均距离变大 D．氮气液化，可通过增加压强或降低温度 2．下图所示的氮循环是生态系统物质循环的重要组成部分。 下列说法中错误的是________（填字母）。 A．图中①和②的转化过程属于氮的固定 B．③和④的转化说明含氮有机物和含氮无机物可以相互转化 C．发生⑤转化的过程中，氮元素被还原 D．⑥是在反硝化细菌作用下的反硝化过程，该过程有助于弥补人工固氮对氮循环造成的影响 █知识点二 氮的氧化物（NO、NO2） 1．氮的氧化物类型 （1）氮有多种价态的氧化物，氮元素从＋1～＋5价都有对应的氧化物。 化合价 +1 +2 +3 +4 +5 氧化物 （2）其中，只有N2O3、N2O5属于 氧化物。 N2O5 是 的酸酐，N2O3是 的酸酐。 2．NO、NO2 的性质 （1）物理性质 颜色 状态 气味 毒性 水溶性 鉴别 NO 色 气态 溶 NO与空气接触，观察到有 生成 NO2 色 气态 气味 溶 ①观察颜色为 色；②通入水中，得到 色溶液，剩余气体为 色；③用湿润的KI-淀粉试纸检验，试纸变 色。 （2）化学性质 氮的氧化物 NO NO2 化学 性质 与O2反应 不反应 与H2O反应 ，与O2混合时反应： ，与O2混合时反应： 与碱反应 ，与NO2混合时反应： 氧化性 弱氧化性： 强氧化性： ；可使湿润的淀粉KI试纸变蓝 实验室制法 3Cu+8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O常用排水法收集 Cu+4HNO3(浓)==3Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O常用向上排空法收集 （3）应用：大气中的NO和NO2达到一定浓度时会对人体造成伤害，能引发上呼吸道及肺部疾病，人体中极少量的NO有助于促进 ，防止血管栓塞。二氧化氮在火箭燃料中用作 ，在工业上可用来制造 。 效果检测 1．氮气属于地球大气的主要成分，它是地球生命循环——氮循环的重要组成部分，下列关于氮气的说法错误的是 A．氮气不燃烧，也无法支持燃烧，不能供给呼吸 B．液氮可用于医学和高科技领域，制造低温环境 C．利用氮气的稳定性，工业上用来替代稀有气体作焊接金属的保护气 D．氮气可用于食品保鲜 2．一氧化氮和二氧化氮是氮的两种重要氧化物。回答下列问题： （1）工业上处理氮氧化物时，可用浓硝酸将NO氧化为NO2，有关反应的化学方程式为 ；再利用Na2CO3溶液吸收NO2，并通入空气使之全部转化为NaNO3，有关反应的化学方程式为 。 （2）用化学方程式表示汽车尾气中NO的产生原因： ；利用稀土金属等催化剂能将CO和NOx转化成无毒物质，从而减少汽车尾气对环境的污染，该反应中氧化剂是 （填化学式）。 （3）为了证明NO可以与氧气、水共同反应生成HNO3，某学生设计如图所示装置（夹持装置已略去）。 ①检查装置气密性良好后，打开K1，关闭K2，从U形管的长管口注入稀硝酸至U形管右侧胶塞下沿后，迅速关闭K1，观察到U形管内的现象是 。 ②蘸NaOH溶液棉花团的作用是 。 ③打开K2，至装置II中长玻璃管中的气体呈无色后，打开K3，反应一段时间后，长玻璃管中并未充满液体。设计简单方法检验长玻璃管中的气体是否为NO： 。 第二单元 重要的含氮化工原料 █知识点一 氨气（NH3） 1．结构特点 分子式为： ；电子式为_ ，结构式为_ ，氨分子的空间构型为三角锥形。键角107°18′，属于 分子。 2．氨气的性质 （1）物理性质：无色有 气味的气体，密度比空气 ，易液化（液态的氨称为液氨，液氨常用作 剂）。 溶于水(1︰ _)，可由 实验证明。 （2）喷泉实验： ①喷泉实验的原理：因为烧瓶内气体易溶于水或易与水反应，使瓶内压强减小，形成压强差，大气压将烧杯中的水压入烧瓶而形成喷泉。 ②装置： ③能否成功的关键：盛气体的烧瓶必须干燥；气体要充满烧瓶；烧瓶不能漏气(实验前应先 )；④所用气体能 溶于所用液体或气体与液体 反应。 ④常见的能形成喷泉实验的气体和吸收剂如表： 气体 HCl NH3 CO2、SO2、Cl2、H2S NO2＋O2 吸收剂 （3）化学性质 ①与水反应 a．化学方程式： 。 b．氨水：氨气溶于水得氨水，显 性，氨水中含有的粒子有： 。 c．氨水性质：NH3·H2O为可溶性 碱，不稳定，易分解，化学方程式为 。 【特别提醒】 （1）NH3是中学化学中唯一的 性气体，能使湿润的红色石蕊试纸变 ，在推断题中作为解题突破口。 （2）氨水呈碱性，NH3·H2O属于一元弱碱，计算氨水的浓度时，溶质按 进行计算。 ②氨气与酸的反应： a．蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，其现象为有 生成，将浓盐酸改为浓硝酸，也会出现相同的现象。 b．化学方程式： 。 ③与盐溶液的反应：过量氨水与AlCl3溶液反应的离子方程式： 。说明氢氧化铝 氨水。 ④氨气的还原性： a．催化氧化： (工业制备硝酸的重要反应之一)。 b．被CuO氧化： 。 c．被氯气氧化： 或 。 3．氨的用途 （1）液氨汽化时吸收大量的热，故用作制冷剂。 （2）制氮肥、硝酸、铵盐、纯碱等。 【特别提醒】液氨和氨水区别： 液氨 氨水 形成 _ __ _ _ 物质分类 _ __ 混合物 微粒种类 _ _ NH3、NH3·H2O、H＋、H2O、NH、OH－ 存在条件 常温常压下不能存在 常温常压下可存在 效果检测 1．如图，利用培养皿探究氨气的性质。实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水，立即用另一个表面皿扣在上面，如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 NH3与浓盐酸挥发的HCl气体反应生成了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 干燥的红色石蕊试纸不变色，湿润的红色石蕊试纸变蓝 NH3是一种可溶性碱 2．某化学实验小组同学利用如图所示实验装置制取氨气，并探究氨气的性质（部分仪器已略去）。 请回答： （1）实验室制备氨气的化学方程式为 。 （2）用装置B收集氨气时，氨气的进气口是 （填“a”或“b”）。 （3）喷泉实验中发现水溶液始终不能充满整个圆底烧瓶，可能的原因是 。 （4）在标准状况下，若喷泉实验后圆底烧瓶充满溶液，圆底烧瓶内氨水的物质的量浓度约为 （保留三位有效数字）。 （5）为防止环境污染，下列装置（盛放的液体均为水）可用于吸收多余氨气的是 （填序号）。 █知识点二 硝酸（HNO3） 1．物理性质 （1）纯硝酸为 、有 气味的液体，熔点：－42 ℃、沸点：_83 ℃、密度：1.5 g·cm－3。 （2）硝酸沸点较低， 挥发，在空气中遇水蒸气形成 。 （3）质量分数在69%以上的硝酸称为 。95%以上的浓硝酸叫做 硝酸。 2．化学性质 （1）硝酸是一元强酸，具有酸的通性： ①能使紫色的石蕊试液变 、与碱性氧化物反应、与某些盐反应、与碱反应。但硝酸与金属反应一般不产生H2。 ②与碱性氧化物（如CaO）反应： 。 ③与碱[如Ca(OH)2]反应： 。 ④与某些盐反应，硝酸与CaCO3反应的化学方程式为： 。 （2）不稳定性：硝酸不稳定，见光或受热易分解，化学方程式为： 。 （密封贮存在 、 处。市售硝酸常因溶有少量 略显黄色） （3）强氧化性：硝酸是一种 性很强的酸，能与大多数金属（除Au、Pt等少数金属以外）、许多非金属以及有机物发生氧化还原反应。 ①浓硝酸、稀硝酸分别与Cu的反应 a．化学方程式： ， 。 （硝酸与金属反应时，硝酸表现为 （有金属盐生成）和 性） b．铜与浓硝酸反应的实验现象：试管中铜片 ，有 色气体产生，溶液变 色。 c．铜与稀硝酸反应的实验现象：试管中铜片 ，有 色气体产生，溶液变 色。 ②硝酸与非金属（C）的反应： （该反应中，硝酸表现为 性） ③常温下浓硝酸可以使 等金属发生钝化。可以用 或 容器盛放浓硝酸。 ④与其他还原性物质反应：硝酸与Fe2+、SO反应的离子方程式： 3．硝酸的用途 硝酸是一种重要的化工原料，常用来制造 、燃料、塑料、炸药、硝酸盐等。 【特别提醒】 （1）浓、稀硝酸均具有强氧化性，浓度越大，氧化性越 ，其还原产物的价态越 。还原产物一般为HNO3(浓)→ ，HNO3(稀)→ 。 （2）常温下，铁、铝遇浓硝酸能发生“钝化”并非 ，故 下浓硝酸可以用铁桶盛放。 效果检测 1．下列有关硝酸化学性质的叙述正确的是 A．稀硝酸使红色石蕊试纸变蓝 B．硝酸能与Na2CO3反应，但不生成CO2 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 2．为证明稀硝酸与铜反应产物中气体为NO，设计如图实验(实验过程中活塞2为打开状态)，下列说法不正确的是 A.关闭活塞1，加入稀硝酸至液面a处 B.在装置左侧稍加热可以加快稀硝酸与铜的反应速率 C.通过关闭或开启活塞1可以控制反应的进行 D.反应开始后，胶塞下方有无色气体生成，打开活塞1，漏斗中有红棕色气体生成，证明该无色气体为NO 第三单元 含氮化合物的合理使用 █知识点一 铵盐的性质 1．物理性质 （1）概念：通常把由铵根离子与酸根离子形成的 化合物称为铵盐。 （2）物理性质：铵盐多为 色、 溶于水的晶体。铵盐是农业上常用的 ，对铵盐性质的研究，是科学、高效使用氮肥的前提和基础。 2．化学性质 （1）不稳定性：如NH4Cl、NH4HCO3受热分解。 化学方程式： 。 （2）与碱的反应：反应介质不同，产物不同。 ①碱溶液反应（如NaOH溶液与铵盐反应）离子方程式(加热)： 。 ②固体反应（如NH4Cl与NaOH反应）化学方程式： 。 ③稀溶液反应（如铵盐与强碱反应）离子方程式(不加热)： 。 3．铵盐与碱反应两个应用 （1）检验NH：待测液中加 并 ，用湿润的 放置于试管口，若试纸变蓝，说明溶液中含NH。 （2）实验室制备NH3: ①原理： ②净化：用 干燥。不能用P2O5、浓H2SO4、CaCl2干燥。 ③收集方法：a． 法和排 液体法； b．试管口堵棉花的作用：防止氨气和空气发生 ，提高氨气的收集速率和纯度；吸收多余的氨气，防止 。 c．验满方法：用湿润的 色石蕊试纸置于试管口，试纸变 色。 ④尾气处理：棉花用 浸湿，注意防倒吸。常见防倒吸装置： 【特别提醒】实验室快速制取氨气的方法 （1）浓氨水直接加热：氨气在水中的溶解度下降，同时NH3·H2O受热分解，产生氨气。反应方程式为： 。 （2）向浓氨水中加NaOH或CaO或碱石灰，NaOH等具有 性，使氨气从氨水中挥发出来。 效果检测 1．下列关于铵盐的说法正确的是 A．所有铵盐受热均可以分解，其产物中都有氨 B．所有铵盐都易溶于水，所有铵盐中的N均呈－3价 C．氯化铵溶液中加入烧碱浓溶液共热时反应的离子方程式为NH＋OH－ NH3↑＋H2O D．氯化铵和氯化钠的固体混合物可用升华法分离 2．某化学活动小组进行如下实验探究活动。 Ⅰ．甲组同学用如图所示装置制备氨气 已知：加热NH4Cl和NaNO2饱和溶液可以制取N2，缓慢通入原料气有利于D中氨气的合成。 （1）图示装置从左到右正确的连接顺序(填接口字母) →e→f→g→____→____→____→____， 。 （2）写出B中制取N2的化学方程式 。 （3）装置C的作用：干燥气体、 、 。 （4）小组讨论认为尾气处理须改进，可以采用下列哪种方法处理 (填选项字母)。 Ⅱ．乙组同学查阅资料：制取氮气用的亚硝酸钠外观与食盐相似，毒性较强。可以用如下装置(略去部分夹持仪器)制备。 已知：①2NO+Na2O2=2NaNO2；②酸性条件下，NO和NO2都能与反应生成和Mn2+。 （5）A中与碎铜片比较使用铜丝的优点 。 （6）实验结束后还可以通入空气把残存气体排入后面装置吸收，防止污染大气。NO2在E中发生反应的离子方程式为 。 █知识点二 常见氮肥及其使用 1．常见氮肥及其使用方法 氮肥 使用方法 铵态氮肥 ①低温保存，深施盖土，避免受热。 ②不可以跟 性物质(如 等)混合使用 硝态氮肥 NO不易被以带 电荷为主的土壤胶粒所吸附，在潮湿的土壤中流动性大，容易被植物吸收。但土壤湿度大时，易发生 作用导致硝态氮肥流失。 尿素 ①在农作物需肥前 天施用。施用尿素后，土壤中的微生物将其吸收，使其水解成 ，缓慢释放 被作物吸收利用。 ②尿素肥效高、易保存、使用方便、长期使用对土壤的破坏作用 ，是目前使用量最大的一种氮肥。 ③工业上用二氧化碳和氨气在一定条件下合成尿素，反应方程式： 。尿素是一种 肥料，适用于各种土壤和作物。 2．氮肥的科学施用 （1）根据各种氮肥 加以区别对待。碳酸氢铵和氨水易挥发损失，宜作 深施；硝态氮肥在土壤中移动性强、肥效快，可作旱田的良好 ；一般水田作追肥可用 氮肥或 。 （2）要将氮肥深施。氮肥深施可以减少肥料的 等方面的损失。深层施肥还有利于根系发育,使根系深扎,扩大营养面积。 （3）合理配施其他肥料。氮肥与 肥配合施用对作物高产、稳产及降低成本具有重要作用。 效果检测 1．近年来受极端天气多发、贸易保护主义抬头和地缘政治动荡等多重因素叠加世界粮食市场价格波动剧烈，但我国粮食由于供应充足价格平稳。氮肥的使用对于稳定粮食产量至关重要，下列有关氮肥生产使用不正确的是 A．夏天一场雷雨过后草木茂盛，属于自然界的氮肥生产过程 B．铵态氮肥使用时应深施盖土，且不可与草木灰一起使用 C．铵盐热稳定性差，受热时分解均会产生氨气 D．氮肥应保存在阴凉通风处 2．某学习小组的同学进行了以下实验，检验一种氮肥的成分： ①加热氮肥样品，生成两种气体，其中一种气体能使澄清石灰水变浑浊； ②另取少量该氮肥样品溶于水，并加入少量BaCl2溶液，有白色沉淀生成，再加入适量稀盐酸，沉淀溶解。 该氮肥的主要成分可能是 A． (NH4)2SO4 B．(NH4)2CO3 B． C．NH4Cl D．NH4NO3 █知识点三 氮氧化物的无害化处理 1．氮氧化物的来源与危害 （1）来源：硝酸生产、 和机动车辆尾气的排放是氮氧化物的主要来源。 （2）危害： ①形成酸雨：NO2形成酸雨的过程为 （用化学方程式表示）。 ②光化学烟雾：在日光照射下，NO2使氧气经过复杂的反应生成臭氧(O3)，臭氧与空气中的一些碳氢化合物在 下发生作用后，产生了一种有毒的烟雾，人们称之为光化学烟雾。 2．减少氮氧化物危害的措施 ①以 等清洁能源，代替汽油，减少氮氧化物的排放。 ②对生产化肥、硝酸工厂的废气进行处理。如用碱溶液吸收氮氧化物生成硝酸盐和亚硝酸盐。化学方程式： 、 ；在催化剂作用下，用甲烷、氨气、氢气等还原剂将其还原成无毒的氮气。化学方程式： 。 ③安装汽车尾气净化装置，将NOx转化为中性、无污染的 。如与NO反应化学方程式： 。 ④使用 或 电池作为动力的新型环保汽车。 3．硝酸型酸雨的形成 （1）在 条件下，空气中的氮气能与氧气发生反应，生成一氧化氮，一氧化氮在空气中很不稳定，易被空气中的氧气氧化生成 ，二氧化氮跟水反应生成 。有关化学方程式： 。 （2）虽然雨水中的硝酸渗入土壤后，被植物的根系吸收转化为植物生长所需的养料，但雨水中的硝酸也是形成 的主要物质，会对环境造成很大的危害。 4．光化学烟雾的形成 （1）汽车尾气排放的NO被空气中的氧气氧化为NO2： 。 （2）在日光照射下，NO2与O2经过复杂的反应生成 。 （3）臭氧与空气中的一些 化合物发生作用后，产生了一种有毒的烟雾，人们称它为光化学烟雾。 效果检测 1．利用石灰乳和硝酸工业的尾气（含NO、NO2）反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca(NO2)2，其部分工艺流程如下： 已知：在酸性溶液中Ca（NO2）2会发生分解反应生成NO。下列说法错误的是 A．上述工艺的“吸收”过程中，硝酸工业的尾气从吸收塔底部进入，石灰乳从吸收塔顶部喷淋，目的是提高尾气中NO、NO2的吸收效率 B．为提高Ca(NO2)2的产率及纯度，n（NO）∶n（NO2）应控制为1∶2 C．滤渣的主要成分为Ca(OH)2 D．生产中溶液需保持弱碱性 2．氮的氧化物是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下用将还原生成。某同学在实验室中对与的反应进行了探究。回答下列问题： （1）氨气的制备 ①实验室中制备氨气的发生装置选择上图中的 ，反应的化学方程式为 。 ②欲收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接顺序为发生装置→ (按气流方向，用小写字母表示)。 （2）氨气与二氧化氮的反应 将上述收集到的充入注射器中，硬质玻璃管中加入少量催化剂，充入(两端用夹子、夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。 操作步骤 实验现象 解释原因 打开，推动注射器活塞，使中的气体缓慢通入管中 ①Y管中 ②反应的化学方程式为 将注射器活塞退回原处并固定，待装置恢复到室温 管壁上有少量水珠 生成的气态水凝集 打开 ③ ④ █考点一 氮元素的存在及氮的固定 【例1】下列关于N2的叙述正确的是 A．在雷雨天，空气中的N2与O2可反应生成NO2 B．将氨气转化为NO属于氮的固定 C．氮气是一种无色无味的有毒气体 D．在化学反应中，氮气既可作还原剂也可作氧化剂 【变式1-1】如图是在半导体光催化的作用下，N2被光催化材料捕获进而被还原实现“N2→NH3”的转化示意图。下列说法正确的是 A．此方法不属于人工固氮技术 B．太阳光照射时，氮气和水分子即可迅速发生反应 C．由转化示意图可知，氮比氧更容易得电子 D．该反应的化学方程式是 【变式1-2】氮是动植物生长不可缺少的元素，含氮化合物也是重要的化工原料。自然界中存在如图所示的氮元素的循环过程。下列说法不正确的是 A．上图所示氮循环中，过程①、②都是氮的固定 B．氨气是生产氮肥的主要原料，工业上用氮气和氢气合成氨 C．过程③、⑤中氮元素均被氧化 D．过程④反应可能是2NO+O2 = 2NO █考点二 氮气及氮的氧化物的性质 【例2】NO分子会污染空气。近年来，科学家发现少量的NO在生物体内许多组织中存在，它有扩张血管、提高免疫、增强记忆力的功能，而成为当前生命科学的研究热点。下列关于一氧化氮的叙述正确的是 A．一氧化氮是酸性氧化物，会形成酸雨 B．常温、常压下，一氧化氮只能通过人工合成 C．一氧化氮为无色气体，在与O2反应中体现还原性 D．一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集 【变式2-1】诺贝尔化学奖曾授予德国化学家Gerhard Ertl，以表彰他对固体表面化学研究过程中的重大发现。使CO、NOx等在铂表面发生化学反应转变成无毒气体，以减少汽车尾气中有毒气体的排放，正是此项研究的重要应用之一。下列有关说法不正确的是 A．CO在铂表面被氧化生成CO2，铂起催化作用 B．汽车尾气中的NOx在铂表面发生反应的产物是N2 C．CO在铂表面可能和O2、NOx反应 D．NOx、CO、CO2均能与人体中的血红蛋白结合 【变式2-2】硝酸铵是一种常用的化肥，其工业生产流程如下，请回答下列问题。 （1）反应容器A中铁砂网的作用是： 。 （2）反应容器B中发生反应的方程式为： 。 （3）吸收塔C中通入空气的目的是 ；两个反应容器中发生的反应，属于氧化还原反应的是 （填反应容器代号）。 （4）金属铜与稀硝酸反应的离子方程式是 ，该反应中稀硝酸表现的性质是 和 。 █考点三 氨气的性质及应用 【例3】下图是喷泉实验装置图，下列说法不正确的是 A．该实验说明氨气极易溶于水，且溶解速度快 B．形成喷泉的原因是烧瓶内压强小于外界大气压 C．烧瓶中的溶液呈红色的原因：NH3+H2ONH3·H2ONH+OH- D．若烧杯中盛放酒精，则不会有喷泉形成 【变式3-1】如下图所示的“微型”实验装置（夹持装置已略去）可用于氨的制取和检验。下列分析错误的是 A．可分别向装置A、B处加入浓氨水与生石灰制取氨 B．装置C处的干燥剂可用无水氯化钙 C．装置D中湿润的红色石蕊试纸变蓝，说明氨遇水产生的物质呈碱性 D．装置E中有白烟生成，说明氨与氯化氢发生化合反应生成氯化铵 【变式3-2】氨在人类的生产和生活中有着广泛的应用。某化学兴趣小组利用下图装置探究氨气的有关性质。 （1）装置A中烧瓶内试剂可选用 （填序号）。B的作用是 。 a．碱石灰     b．生石灰     c．浓硫酸     d．烧碱溶液 （2）若用下图装置替代装置A，则发生的化学方程式为 。 （3）实验时在C中观察到的现象是 ，D中观察到的现象是 ，发生反应的化学方程式是 。 （4）该实验缺少尾气吸收装置，下图中能用来吸收尾气的装置是 （填装置序号）。 Ⅰ Ⅱ Ⅲ （5）氨气极易溶于水，会形成喷泉实验，实验装置如图所示。下列可以产生类似现象的组合为 。 圆底烧瓶（干燥气体） 烧杯及胶头滴管（液体） A NO 水 B CO2 4 mol/L NaOH溶液 C Cl2 饱和NaCl溶液 D NH3 1 mol/L盐酸 █考点四 硝酸的性质及应用 【例4】硝酸被称为“国防工业之母”是因为它是制取炸药的重要原料。下列实验事实与硝酸的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退色——酸性和强氧化性 B．不能用稀硝酸与锌反应制氢气——强氧化性 C．要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性 D．能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液的红色退去——强氧化性 【变式4-1】一定温度下，探究铜与稀HNO3的反应过程如图： 下列说法正确的是 A．过程Ⅰ中生成的无色气体是氢气 B．步骤Ⅲ反应速率比Ⅰ快的原因是NO2溶于水，使稀HNO3浓度增大 C．由实验现象可推测NO2对该反应具有催化作用 D．当活塞不再移动时，打开止水夹，滴加稀硫酸，铜不会继续溶解 【变式4-2】某同学为研究硝酸的性质进行如下实验： 装置 序号 操作 现象 ⅰ 将盛有浓硝酸的烧杯A放入盛有淀粉KI溶液的烧杯C中，然后用烧杯B罩住。 一段时间后，烧杯C中的液体变成蓝色。 ⅱ 将盛有浓硝酸的烧杯A放入盛有淀粉KI溶液的烧杯C中，然后将铜片放入烧杯A后，立即用烧杯B罩住。 烧杯A液体上方立即出现大量红棕色气体，一段时间后，红棕色气体消失。烧杯A中的液体变成绿色，烧杯C中的液体变成蓝色。 （1）依据实验ⅰ的现象可推测浓硝酸的性质是 性、氧化性。 （2）用离子方程式解释实验ⅰ中C烧杯液体变成蓝色的原因 。 （3）实验ⅱ中出现的红棕色气体是 。 （4）实验ⅱ中，将铜片放入A中反应后溶液中的离子主要有：H+、 。 （5）下列关于实验ⅱ的说法正确的是 。 a．红棕色气体消失的原因一定是NO2与KI发生了反应 b．C中的溶液变蓝的原因一定是NO2与KI发生了反应 c．若将铜片换成铁片，则C中的溶液也可能变蓝 （6）该同学猜测：实验ii的烧杯A中溶液呈绿色而不是蓝色的原因可能是由溶解的NO2引起的。设计实验进行验证： (填实验操作)，观察到蓝色溶液变成绿色，证实假设成立。 █考点五 铵盐的性质及应用 【例5】下列说法中正确的是 A．所有铵盐受热均可以分解，产物均有NH3 B．所有铵盐都易溶于水，所有铵盐中的N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和NaCl的固体混合物可用升华法分离 【变式5-1】某同学设计实验测定膨松剂中碳酸氢铵的含量。已知：膨松剂中有少量的水分且其他成分受热不分解。下列说法不正确的是 A．装置丁的作用是吸收空气中的水分和二氧化碳 B．充分反应后停止加热，应继续从a端通入氮气一段时间 C．实验前后称量装置丙的质量增加17g，则碳酸氢铵的含量为17% D．上述图中若装置乙、丙对调，也能达到测定碳酸氢铵的含量 【变式5-2】(NH4)2SO4是常见的化肥和化工原料，受热易分解。某兴趣小组拟探究其分解产物。 [查阅资料](NH4)2SO4在260℃和400℃时分解的产物不同。 [实验探究]该小组拟选用如图所示装置进行实验（夹持和加热装置略）。 （1）按图示连接好装置后，检查 ，再按图示加入试剂。 （2）实验起止的操作顺序为___________（填序号）。 A．加热装置A B．停止通入N2 C．通入N2排尽空气 D．停止加热 I．探究(NH4)2SO4在260° C时分解的产物。 已知：装置B中盛有60 mL 0. 5 mol·L-1盐酸，反应一段时间后，观察到装置A中有液体剩余，C中品红溶液不褪色。取下装置B，其中剩余的稀盐酸恰好可与50 mL 0.2 mol·L-1NaOH溶液完全反应，经检验反应后的溶液中无SO和SO；另检验出A中剩余的液体为NH4HSO4溶液。 （3）(NH4)2SO4在260 °C 分解得到的另一产物为 （填化学式），参加反应的(NH4)2SO4的质量为 g。 II．探究(NH4)2SO4、在400° C时分解的产物。 当装置A中无残留物时，停止实验。观察到装置A、B之间的导气管内有少量白色固体，C中品红溶液褪色。经检验，该白色固体和装置D内溶液中有SO、无SO。进一步研究发现，气体产物中无氮氧化物。 （4）装置A、B之间的导气管内的少量白色固体为 （填化学式）。 （5）检验装置D内溶液中有SO、无SO的实验操作和现象为 。 （6）(NH4)2SO4在400 °C分解的产物除NH3、H2O外，还有 （填化学式）。 █考点六 含氮物质之间的转化 【例6】研究表明，氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氮有关(如下图所示)。下列叙述错误的是 A．雾和霾的分散剂相同 B．雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵 C．NH3是形成无机颗粒物的催化剂 D．雾霾的形成与过度施用氮肥有关 【变式6-1】三效催化剂是最为常见的汽车尾气催化剂，其催化剂表面物质转化的关系如图所示，下列说法错误的是 A．催化剂参加储存和还原过程 B．以上转化过程中，NOx发生氧化反应，NO发生还原反应 C．每生成1molN2，还原过程转移5mole- D．三效催化剂能有效净化汽车尾气中的有害物质CO、NOx、CxHy 【变式6-2】氮在自然界中的转化是一个复杂的过程，如图所示的氮循环是生态系统物质循环的重要组成部分。下列说法正确的是 A．图中②③④的转化都属于氮的固定 B．图中④的转化反应之一可表示为 C．植物吸收的无机氮主要是和，①转化属于反硝化过程，会导致硝态氮肥的损失，也会弥补人工固氮对氮循环造成的影响 D．图中⑤⑥的转化说明含氮的有机物和含氮的无机物可以相互转化，整个循环图中只有氮、氧两种元素参加了氮循环 █考点七 含氮化合物与环境污染和防治 【例7】燃油汽车行驶中会产生CO、NO等多种污染物。下图为汽车发动机及催化转化器中发生的部分化学反应。以下判断错误的是 A．反应(Ⅰ)在常温下不容易发生 B．反应(Ⅱ)中NO是还原剂 C．甲是空气中体积分数最大的成分 D．乙是引起温室效应的气体之一 【变式7-1】汽车尾气(含CO、SO2和NO等)是城市空气的污染源之一，治理方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转化器”，它能使一氧化碳与一氧化氮反应生成可参与大气生态循环的无毒气体，并促进二氧化硫的转化。 （1）汽车尾气中导致酸雨形成的主要物质是________。 （2）写出在催化剂的作用下CO与NO反应的化学方程式：___________________________________。 （3）使用“催化转化器”的缺点是在一定程度上提高了排放废气的酸度，有可能促进了酸雨的形成，其原因是______________________________________。 （4）下列各项措施中，有利于缓解城市空气污染的有________(填序号)。 A．充分利用太阳能 B．使用电动车辆，减少汽油消耗 C．植树种草，绿化环境 D．取缔燃煤炉和木炭烧烤，改用天然气 【变式7-2】有资料认为NO、NO2不能与Na2O2反应。某小组学生提出质疑，从理论上解析Na2O2和NO2都有氧化性，根据化合价升降原则提出假设并进行探究： I．从理论上解析Na2O2和NO2都既有氧化性又有还原性，于是提出如下假设： 假设1：Na2O2氧化NO2； 假设2：NO2氧化Na2O2。 (1)甲同学设计如图1装置进行实验： ①试管A中反应的离子方程式是 。 ②待试管B中充满红棕色气体，关闭旋塞a和b；取下试管B；向其中加入适量Na2O2粉末，塞上塞子，轻轻振荡试管内粉末，观察到红棕色气体迅速消失；再将带火星的木条迅速伸进试管内，木条复燃。 结论：甲同学认为假设2正确。 (2)乙同学认为甲同学设计的实验存在缺陷，为达到实验目的，在A、B之间应增加一个装置，该装置的作用是 。乙同学用改进后的装置，重复了甲同学的实验操作，观察到红棕色气体迅速消失；带火星的木条未复燃，得出结论：假设1正确，则NO2和Na2O2反应的化学方程式是 。 II．该研究性学习小组同学还认为易与O2发生反应，应该更易被氧化。查阅资料：；；酸性条件下，能与MnO反应生成和Mn2+。 (3)丙同学用图2所示装置(部分夹持装置略)探究NO与Na2O2的反应。 ①在反应前，打开弹簧夹，通入一段时间，目的是 。 ②B中不能观察到的现象是 (填字母编号)。 a．铜片逐渐溶解，溶液变为蓝色 b．有红棕色气泡产生 c．有无色气泡产生 ③C、E中所盛装的试剂不能是 (填字母编号)。 a．无水硫酸铜     b．无水氯化钙      c．碱石灰     d．生石灰 ④充分反应后，检验D装置中产物是NaNO2还是NaNO3的实验方法是 。 █考点8 含氮化合物实验综合应用 【例8】氮化钙(Ca3N2)是一种重要试剂，常温下为棕色固体，在空气中会被氧化，遇水强烈水解，产生刺激性气味气体。实验室利用下图所示装置(部分装置可重复使用)，通过Ca与N2反应制备Ca3N2，下列说法错误的是 已知：甲为N2的发生装置。 A．按气流方向，装置的连接顺序是甲→丁→乙→丙 B．实验开始时，应先点燃甲中酒精灯，再点燃乙中酒精灯 C．装置丙的作用是液封，防止外界空气进入 D．Ca3N2与水反应的化学方程式为：Ca3N2+6H2O = 3Ca(OH)2+2NH3↑+6H2O 【变式8-1】将SO2分别通入无氧、有氧的浓度均为0.1mol/L的BaCl2溶液和Ba(NO3)2溶液中，除BaCl2溶液(无氧)外，都产生白色沉淀。实验测得各溶液pH变化曲线如图。下列说法正确的是 A．曲线a所示溶液pH降低的原因：SO2+H2OH2SO3，H2SO32H++SO B．依据曲线b可推知0.2mol/LKNO3溶液(无氧)不能氧化SO2 C．曲线d所表示的过程中NO是氧化SO2的主要微粒 D．曲线c所示溶液中发生反应的离子方程式为：2Ba2++2SO2+O2+2H2O=2BaSO4↓+4H+ 【变式8-2】一氧化氮、二氧化氮等氮氧化物是常见的大气污染物，然而它们在工业上有着广泛的用途。 已知：①室温下，2NO＋Na2O2===2NaNO2； ②酸性条件下，NO或NO都能与MnO反应生成NO和Mn2＋，如5NO＋2MnO＋6H＋===5NO＋2Mn2＋＋3H2O。 Ⅰ．以木炭、浓硝酸、水和铜为原料生成的一氧化氮与过氧化钠反应制备亚硝酸钠的装置如下图所示： (1)A中观察到的现象是_______________________________________________________。 (2)B中反应的离子方程式是_________________________________________。 (3)装置C的作用是_________________，装置F的作用是_________________________。 (4)若无装置D，则E中产物除亚硝酸钠外，还有副产物____________(填化学式)。 Ⅱ．某研究性学习小组对NO2和Na2O2能否发生反应进行探究。 (1)【提出假设】 假设一：NO2与Na2O2不反应； 假设二：NO2能被Na2O2氧化； 假设三：_________________________________。 【设计实验】 (2)实验时，将NO2气体通入盛有Na2O2的玻璃管中，淡黄色粉末完全变成白色，说明假设________不成立。 (3)若假设二成立，则反应的化学方程式是___________________________________。 (4)为验证假设二是否成立，该小组同学进行如下定性实验研究，请完成下表内容。 实验步骤(不要求写具体操作过程，试剂、仪器任选) 预期的实验现象及结论 取适量的白色固体置于试管中，加蒸馏水溶解，_______________________________ _____________________________________ 基础应用 1．下列变化过程不属于氮的固定的是 A．氮气与氢气合成氨 B．氮气由气态变为固态 C．雷电时，空气中的N2与O2生成NO D．豆类植物的根瘤将游离态氮转化为化合态的氨 2．下列有关酸雨的说法不正确的是 A．酸雨有危害，使土壤、湖泊酸化，会加速建筑物、桥梁等的腐蚀 B．NO2或SO2都会导致酸雨的形成 C．pH<5.6的雨水是酸雨 D．工业废水任意排放是造成酸雨的主要原因 3．给装有下列少量固体物质的试管加热，试管底部的物质能完全消失的是 A．氯化钠 B．碳酸氢钠 C．氯化铵 D．氯化铵与氢氧化钙 4．下列转化不能一步实现的是 A．N2→NH3　　　　　　　 B．N2→NO2 C．NO2→HNO3 D．NH4Cl→NH3 【答案】B 【解析】N2与H2在高温、高压、催化剂条件下反应生成NH3，A正确；N2与O2反应只能生成NO，NO再与O2反应才能生成NO2，B错误；NO2与H2O反应生成HNO3和NO，C正确；NH4Cl受热分解或与碱反应都可以生成NH3，D正确。 5．如图是课外活动小组的同学设计的4个喷泉实验方案，下列有关操作不可能引发喷泉的是 A.挤压装置①的胶头滴管使CCl4全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹 B.挤压装置②的胶头滴管使饱和NaHCO3溶液全部进入烧瓶，然后打开止水夹 C.用鼓气装置从装置③的a处不断鼓入空气并打开止水夹 D.在装置④的水槽中加入适量生石灰并打开止水夹 6．汽车排放的尾气中含有NO2，NO2是城市大气的主要污染物之一，在日光照射下，NO2发生一系列光化学烟雾的循环反应，从而不断产生O3，加重空气污染。反应过程为①2NO2―→2NO＋2O，②2NO＋O2―→2NO2，③O＋O2―→O3。下列对该反应过程及产物的叙述正确的是 A．NO2起催化作用 B．NO起催化作用 C．NO2只起氧化作用 D．O3与O2性质相同 7．氮和硫及其化合物对人类生存和社会发展意义重大，但氮氧化物和硫氧化物造成的环境问题也日益受到关注，下列说法正确的是 A．和均为红棕色且有刺激性气味的气体，是酸雨的主要成因 B．汽车尾气中的主要大气污染物为NO、和 C．燃料的脱硫脱氮、的回收利用和的催化转化都可以减少酸雨的产生 D．植物直接吸收利用空气中的NO和作为肥料，实现氨的固定 8．下列实验室制取氨气和氨水，并验证氨水性质的实验中，正确的是 A．制取氨气 B．吸收氨气 C．证明氨水是弱碱 D．溶解Al(OH)3 9．实验室利用难挥发性酸制备易挥发性酸的原理，用浓硫酸与硝石(NaNO3)反应制备HNO3反应装置如图，下列说法不正确的是 A．曲颈甑的长颈起到冷凝的作用 B．反应温度如果过高，制得的硝酸可能会呈现黄色 C．化学方程式为NaNO3+H2SO4(浓)NaHSO4+HNO3↑ D．可从实验室中选用无色透明洁净的试剂瓶盛装制得的硝酸 10．用下列实验装置完成对应实验，能达到实验目的的是 实验装置 实验目的 验证浓硫酸具有脱水性、氧化性 制取并收集少量氨气 实验装置 实验目的 干燥 喷泉实验 A．A B．B C．C D．D 11．用传感技术测定喷泉实验中的压强变化来认识喷泉实验的原理，下列说法错误的是 A．在收集氨气时，应该用向下排空气法收集 B．形成喷泉后的溶液中有三种分子和三种离子 C．封闭c前，将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近三颈烧瓶c口，有白烟产生 D．关闭a，封闭c，打开b，引发喷泉实验，三颈烧瓶内压强变化如图2，则D点时喷泉最剧烈 12．下列说法不正确的是 A．装置①产生气泡后，试管内气体先变红棕色后变无色 B．图②标识表示会用到或产生有害气体、烟、雾，应开启排风扇 C．装置③可用于通过实验证明非金属性强弱：Cl > C > Si D．装置④可用于比较Na2CO3和NaHCO3的热稳定性 能力提升 13．下列实验装置(部分夹持装置已略去)能达到对应实验目的是 A．实验室制取少量氨气 B．制备无水 C．探究的浓度对氢气生成速率的影响 D．探究浓度对反应速率的影响 A．A B．B C．C D．D 14．为探究氨及铵盐性质，将NH4Cl晶体装入如图所示T形三通管两端，进行微型实验。下列说法错误的是 A．轻轻挤压任一乳胶头，若蒸馏水中有气泡冒出，则装置气密性良好 B．同时点燃两个酒精灯后，两端湿润的pH试纸均变蓝 C．实验过程中竖直支管上方会出现白烟 D．停止加热后可以交替挤压两边乳胶头，使气体更充分吸收，减少污染 15．研究氮及其化合物的性质，可以有效改善人类的生存环境。氮及其化合物的“价态­类别”二维图如下，b是红棕色气体。下列说法不正确的是 A．工业上以a、空气和水为原料生产硝酸 B．由b→NO，必须加入还原剂才能实现转化 C．由a→N2，从原理上看，a可与NO反应实现 D．氮的固定是将大气中游离的氮转化成氮的化合物的过程 16．某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL，平均分成两份。向第一份中逐渐加入铜粉，最多能溶解9.6 g。向第二份中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图所示(已知硝酸只被还原为NO)。下列分析或结果错误的是 A．向第一份溶液中加入NaNO3可以溶解更多的铜粉 B．OA段产生的气体是NO，BC段产生的气体是H2 C．AB段发生的反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋ D．原混合酸中H2SO4浓度为1.25 mol/L 17．下图表示铁与不同浓度硝酸反应时，各种还原产物的相对含量与硝酸溶液浓度的关系，则下列说法不正确的是 A．一般来说，硝酸与铁反应的还原产物不是单一的 B．用一定量的铁粉与1 L 9.75 mol·L－1 HNO3溶液反应得到标准状况下气体2.24 L，则参加反应的硝酸的物质的量为0.1 mol C．硝酸的浓度越大，其还原产物中价态越高的成分越多 D．当硝酸浓度为9.75 mol·L－1时还原产物是NO、NO2、N2O，且其物质的量之比为5∶3∶1 18．小组同学探究和物质的反应，实验如下 装置 序号 物质A 实验现象 ① 0.6mol/LFe(NO3)3溶液(调pH=1) 铜粉溶解，溶液变为深棕色[经检验含Fe(NO)2+] ② 0.6mol/LFeCl3溶液(调pH=1) 铜粉溶解，溶液变为蓝绿色 ③ 1.8mol/LNaNO3溶液(调pH=1) 无明显变化 已知：Fe(NO)2+中各元素的化合价为：铁元素+2；氮元素+2；氧元素-2. 下列解析不正确的是 A．②中铜粉溶解的原因：Cu+2Fe3+ = Cu2++2Fe2+ B．①中产生NO的原因：pH=1时Cu直接将NO还原为NO C．若向③中加入FeSO4固体，推测铜粉可能会溶解 D．①②③现象的差异与物质氧化性(或还原性)强弱有关 19．过氧化钙是一种白色固体，微溶于冷水，不溶于乙醇，化学性质与过氧化钠类似。某学习小组设计在碱性环境中利用CaCl2与H2O2反应制取CaO2·8H2O，装置如图1所示： 图1 图2 回答下列问题： （1）仪器X的主要作用除导气外，还具有的作用是 ，实验在冰水浴中进行的原因是 。 （2）实验时，在三颈烧瓶中析出CaO2·8H2O晶体，总反应的离子方程式为 。 （3）过氧化钙在空气中久置会变质，实验小组设计实验测定久置过氧化钙样品中碳酸钙的含量，实验方案如下： ①如上图2所示，连接好装置，检查装置气密性； ②称量20g样品置于烧杯中，加入适量水混合，待其充分反应后，将烧杯中全部溶液和固体倒入图中烧瓶内，向分液漏斗中加入足量稀盐酸待用； ③将量气管液面调节到“0”刻度，并使量气管内液面与油层相平，打开止水夹和分液漏斗活塞； ④反应结束后，冷却至室温，向下移动量气管至量气管内的液面与油层液面相平，读出气体体积； ⑤查得CO2的密度，计算样品中碳酸钙的质量分数。 图中橡皮管的作用为：a．消除液体滴下对气体体积造成的误差；b． 。油层的作用为 ，油层上方留有空气，会使测量结果 (填“偏大”、“偏小”或“不受影响”)。反应结束后，测得量气管读数为1120mL，根据该条件下CO2的密度得知生成CO2的质量为2.2g。样品中碳酸钙的质量分数为 。 20．含氮化合物对生态环境和人类健康都有一定的影响，必须采取相应的措施来治理或加以控制。 （1）生物硝化反硝化法可将酸性废水中的氨氮转化为氮气，其原理如图1所示。 ①每处理含1mol NH的酸性废水，理论上消耗CH3OH的物质的量为 。 ②上述生物硝化反硝化法的优点是 。 （2）折点加氯法是将次氯酸钠投入废水中，将废水中的氨氮转化为N2的化学脱氮工艺。设定反应温度为25 ℃，向含NH的酸性废水中投加NaClO时，NH浓度、氯胺（NH2Cl）浓度与投入的NaClO溶液体积的关系如图2所示。 ①在酸性废水中，投入的NaClO在0～0.7 mL过程中发生的反应为NH＋HClO=NH2Cl＋H2O＋H＋。投入量在0.7～1.0 mL的过程中反应的离子方程式为 。 ②实验证明，弱酸性有助于提高废水中氮的脱除率，其原因是 。 （3）腌制食品中亚硝酸盐允许残留量（以NaNO2计）≤30 mg·kg-1。为测定某咸菜中亚硝酸盐的残留量，取0.3 kg咸菜榨汁，经处理得无色溶液，将所得溶液转移至250 mL容量瓶并定容。取出25 mL溶液置于锥形瓶中，加入盐酸调节pH，再滴加KI至过量，待反应完成后用0.0010 mol·L-1 Na2S2O3标准液滴定，共消耗体积为12.00 mL。则该市售咸菜的亚硝酸盐残留量是否符合安全标准 。（写出计算过程） （已知：2NO＋4H＋＋2I-=2NO↑＋I2＋2H2O；I2＋2Na2S2O3=2NaI＋Na2S4O6） 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题7 氮与社会可持续发展 复习讲义 复习目标 1．能依据氮分子的微观结构预测其化学性质，认识人工固氮的化学原理和社会价值。 2．结合相关原理，体会化学科学在解决人类社会面临的粮食危机中所发挥的重要作用。 3．结合典型含氮物质的性质，能从不同视角认识含氮化合物之间转化的条件和方式。 4．能运用化学变化的知识 说明氨气、硝酸的化学性质，并根据实际需要设计无机化合物转化与制备的方案。 5．能以含氮化合物之间的转化为例，分析和探讨化学工业对人类健康、社会可持续发展可能带来的双重影响。 6．能运用绿色化学的思想对化学品的生产和使用进行初步的评估，提出处理环境污染物的建议。 重点和难点 重点：氮氧化物、氨气、硝酸等含氮化合物的性质与转化、硝酸的强氧化性、含氮化合物对环境的污染与防治。 难点：氮氧化物与水反应的计算、硝酸的强氧化性理解与应用、含氮物质的转化推断、实验设计与评价、综合计算等。 第一单元 氮的固定 █知识点一 氮气及氮的固定 1．氮分子的结构 （1）氮元素的存在： ①游离态：以氮分子的形式存在于空气中。  ②化合态：存在于动植物体内的蛋白质中，部分氮元素存在于土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中。 （2）氮的原子结构：氮元素位于第二周期、第VA族。氮的原子结构 ，最外电子层有5个电子，既不容易得到3个电子，也不容易失去5个电子。因此氮原子一般通过共用电子对与其它原子相互结合构成物质。 （3）化合价：氮元素常见的化合价有＋1 、＋2 、＋3、＋4 、＋5 、－3 。 （4） 氮分子结构：分子式：N2，电子式：，结构式：N≡N。氮氮键很难断裂，化学性质很稳定。 2．氮气的性质 （1）物理性质：N2是一种无色、无味的气体，ρ(N2)＜ρ(空气)，难溶于水。 （2）化学性质：常温下，N2的化学性质不活泼，可代替稀有气体作保护气体。但N2在高温、放电等条件下，N2获得足够的能量，使N≡N断裂。写出N2与Mg、H2、O2反应的化学方程式。 ①3Mg＋N2Mg3N2；②N2+3H22NH3（工业合成氨）；③N2＋O22NO。 3．氮的固定 （1）定义：将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程。 （2）分类： ①自然固氮： a．高能固氮：大自然通过闪电或火山爆发等途径产生含氮的化合物（如N2＋O22NO）。 b．生物固氮：通过豆科植物的根瘤菌将氮气转化成氨（或铵态氮肥）。 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。热化学方程式：N2(g)+3H2(g)2NH3 (g) ΔH= -92.4 kJ/mol。 （3）“雷雨发庄稼”涉及的反应过程（化学方程式）： N2＋O22NO、2NO＋O2=2NO2、3NO2＋H2O=2HNO3＋NO 4．自然界中氮循环 游离态→化合态 ①豆科植物根部的根瘤菌把空气中的氮气转变为硝酸盐等含氮的化合物。 ②在放电条件下，空气中少量的氮气与氧气化合生成氮的氧化物，这些氮的氧化物随降水进入土壤和水体。 ③合成氨工厂、汽车发动机将一部分氮气转化为化合态的氮。 化合态→游离态 硝酸盐在某些细菌作用下转化为氮气。 化合态→化合态 化石燃料的燃烧、森林和农作物的枝叶燃烧所产生的氮氧化物通过大气进入陆地和海洋，参与氮的循环 氮循环图示 效果检测 1．关于N2分子，有关说法错误的是 A．N2分子中含有共价键 B．N2分子的结构式可表示为N≡N C．氮气液化时，N2分子间平均距离变大 D．氮气液化，可通过增加压强或降低温度 【答案】C 【解析】A．N2分子中两个氮原子形成共价键，A正确；B．N2分子的结构式可表示为N≡N，B正确；C．氮气液化时，从气态变为液态，N2分子间平均距离变小，C错误；D．增大压强或降低温度，能减小分子之间的距离，氮气液化，可通过增加压强或降低温度，D正确故选C。 2．下图所示的氮循环是生态系统物质循环的重要组成部分。 下列说法中错误的是________（填字母）。 A．图中①和②的转化过程属于氮的固定 B．③和④的转化说明含氮有机物和含氮无机物可以相互转化 C．发生⑤转化的过程中，氮元素被还原 D．⑥是在反硝化细菌作用下的反硝化过程，该过程有助于弥补人工固氮对氮循环造成的影响 【答案】C 【解析】A．图中①和②的转化过程都是将N2转化为氮的化合物，属于氮的固定，A正确；B．③是将含氮有机物转化为含氮无机物，④是将含氮无机物转化为含氮有机物，则③和④的转化说明含氮有机物和含氮无机物可以相互转化，B正确；C．发生⑤转化的过程中，氮元素由-3价转化为+3、+5价，氮元素被氧化，C错误；D．⑥是在反硝化细菌作用下的反硝化过程，将氮的化合物转化为氮气，该过程有助于弥补人工固氮对氮循环造成的影响，D正确；故选C。 █知识点二 氮的氧化物（NO、NO2） 1．氮的氧化物类型 （1）氮有多种价态的氧化物，氮元素从＋1～＋5价都有对应的氧化物。 化合价 +1 +2 +3 +4 +5 氧化物 N2O NO N2O3 NO2、N2O4 N2O5 （2）其中，只有N2O3、N2O5属于酸性氧化物。 N2O5 是HNO3的酸酐，N2O3是HNO2的酸酐。 2．NO、NO2 的性质 （1）物理性质 颜色 状态 气味 毒性 水溶性 鉴别 NO 无色 气态 无味 有毒 不溶 NO与空气接触，观察到有红棕色气体生成 NO2 红棕色 气态 有刺激性气味 有毒 易溶 ①观察颜色为红棕色；②通入水中，得到无色溶液，剩余气体为无色；③用湿润的KI-淀粉试纸检验，试纸变蓝色。 （2）化学性质 氮的氧化物 NO NO2 化学 性质 与O2反应 2NO＋O2===2NO2 不反应 与H2O反应 不反应，与O2混合时反应：4NO+3O2+2H2O=4HNO3 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，与O2混合时反应：4NO2+O2+2H2O=4HNO3 与碱反应 不反应，与NO2混合时反应：NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O 2NO2+2NaOH==NaNO3+NaNO2+H2O 氧化性 弱氧化性：6NO+4NH35N2+6H2O 强氧化性：NO2+SO2==NO+SO3；可使湿润的淀粉KI试纸变蓝 实验室制法 3Cu+8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O常用排水法收集 Cu+4HNO3(浓)==3Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O常用向上排空法收集 （3）应用：大气中的NO和NO2达到一定浓度时会对人体造成伤害，能引发上呼吸道及肺部疾病，人体中极少量的NO有助于促进血管扩张，防止血管栓塞。二氧化氮在火箭燃料中用作氧化剂，在工业上可用来制造硝酸。 效果检测 1．氮气属于地球大气的主要成分，它是地球生命循环——氮循环的重要组成部分，下列关于氮气的说法错误的是 A．氮气不燃烧，也无法支持燃烧，不能供给呼吸 B．液氮可用于医学和高科技领域，制造低温环境 C．利用氮气的稳定性，工业上用来替代稀有气体作焊接金属的保护气 D．氮气可用于食品保鲜 【答案】A 【解析】A．氮气可支持镁的燃烧，A错误；B．氮气的沸点为-196℃，故液氮可用于医学和高科技领域，制造低温环境，B正确；C．利用氮气的稳定性，工业上用来替代稀有气体作焊接金属的保护气，C正确；D．氮气化学性质不活泼，可用于食品保鲜，D正确；故选A。 2．一氧化氮和二氧化氮是氮的两种重要氧化物。回答下列问题： （1）工业上处理氮氧化物时，可用浓硝酸将NO氧化为NO2，有关反应的化学方程式为 ；再利用Na2CO3溶液吸收NO2，并通入空气使之全部转化为NaNO3，有关反应的化学方程式为 。 （2）用化学方程式表示汽车尾气中NO的产生原因： ；利用稀土金属等催化剂能将CO和NOx转化成无毒物质，从而减少汽车尾气对环境的污染，该反应中氧化剂是 （填化学式）。 （3）为了证明NO可以与氧气、水共同反应生成HNO3，某学生设计如图所示装置（夹持装置已略去）。 ①检查装置气密性良好后，打开K1，关闭K2，从U形管的长管口注入稀硝酸至U形管右侧胶塞下沿后，迅速关闭K1，观察到U形管内的现象是 。 ②蘸NaOH溶液棉花团的作用是 。 ③打开K2，至装置II中长玻璃管中的气体呈无色后，打开K3，反应一段时间后，长玻璃管中并未充满液体。设计简单方法检验长玻璃管中的气体是否为NO： 。 【答案】（1）2HNO3(浓)+NO = 3NO2+H2O 4NO2+O2+2Na2CO3 = 4NaNO3+2CO2 （2）N2+O22NO NOx （3）U形管右端液面下降，产生无色气体 吸收氮的氧化物，防止污染环境 再打开K3，若观察到长玻璃管中气体迅速变为红棕色，则证明余气含NO 【解析】（1）可用浓硝酸将NO氧化为NO2，HNO3中N元素由+5价下降到+4价，NO中N元素由+2价上升到+4价，根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为：2HNO3(浓)+NO = 3NO2+H2O。 （2）汽车燃料中一般不含氮元素，汽缸中生成NO的原因为发动机工作时的高温使空气中的N2和O2反应生成NO，化学方程式为：N2+O22NO ；利用稀土金属等催化剂能将CO和NOx转化成无毒物质N2和CO，N元素化合价下降，该反应中氧化剂是NOx。 （3）①加入的硝酸应跟铜丝充分接触，反应生成NO关闭K2打开K1，U形管右侧因为生成不溶于水的无色气体NO压强增大，U形管右端液面下降； ②蘸NaOH溶液的棉花团的作用是吸收氮的氧化物，防止污染环境； ③NO是无色的气体，要想检验它的存在可以通过氧化反应转化成红棕色的NO2，化学方程式：2NO+O2=2NO2，检验长玻璃管中的气体是否为NO的方法为：再打开K3，若观察到长玻璃管中气体迅速变为红棕色，则证明余气含NO。 第二单元 重要的含氮化工原料 █知识点一 氨气（NH3） 1．结构特点 分子式为：NH3；电子式为_ ，结构式为_ ，氨分子的空间构型为三角锥形。键角107°18′，属于极性分子。 2．氨气的性质 （1）物理性质：无色有刺激性气味的气体，密度比空气小，易液化（液态的氨称为液氨，液氨常用作制冷剂）。极易溶于水(1︰700_)，可由喷泉实验证明。 （2）喷泉实验： ①喷泉实验的原理：因为烧瓶内气体易溶于水或易与水反应，使瓶内压强减小，形成压强差，大气压将烧杯中的水压入烧瓶而形成喷泉。 ②装置： ③能否成功的关键：盛气体的烧瓶必须干燥；气体要充满烧瓶；烧瓶不能漏气(实验前应先检查装置的气密性)；④所用气体能大量溶于所用液体或气体与液体快速反应。 ④常见的能形成喷泉实验的气体和吸收剂如表： 气体 HCl NH3 CO2、SO2、Cl2、H2S NO2＋O2 吸收剂 水或NaOH溶液 水或盐酸 浓NaOH溶液 水 （3）化学性质 ①与水反应 a．化学方程式：NH3＋H2ONH3·H2ONH4＋＋OH－。 b．氨水：氨气溶于水得氨水，显碱性，氨水中含有的粒子有：NH3·H2O、H2O、NH3、NH4＋、OH－、H＋。 c．氨水性质：NH3·H2O为可溶性一元弱碱，不稳定，易分解，化学方程式为NH3·H2ONH3↑＋H2O。 【特别提醒】 （1）NH3是中学化学中唯一的碱性气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，在推断题中作为解题突破口。 （2）氨水呈碱性，NH3·H2O属于一元弱碱，计算氨水的浓度时，溶质按NH3进行计算。 ②氨气与酸的反应： a．蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，其现象为有白烟生成，将浓盐酸改为浓硝酸，也会出现相同的现象。 b．化学方程式：HCl＋NH3===NH4Cl、NH3＋HNO3===NH4NO3。 ③与盐溶液的反应：过量氨水与AlCl3溶液反应的离子方程式：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4＋。说明氢氧化铝不溶于氨水。 ④氨气的还原性： a．催化氧化：4NH3＋5O24NO＋6H2O (工业制备硝酸的重要反应之一)。 b．被CuO氧化：2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O。 c．被氯气氧化：2NH3＋3Cl2===N2＋6HCl或8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl。 3．氨的用途 （1）液氨汽化时吸收大量的热，故用作制冷剂。 （2）制氮肥、硝酸、铵盐、纯碱等。 【特别提醒】液氨和氨水区别： 液氨 氨水 形成 _NH3液化__ _NH3溶于水_ 物质分类 _纯净物__ 混合物 微粒种类 _NH3__ NH3、NH3·H2O、H＋、H2O、NH、OH－ 存在条件 常温常压下不能存在 常温常压下可存在 效果检测 1．如图，利用培养皿探究氨气的性质。实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水，立即用另一个表面皿扣在上面，如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 NH3与浓盐酸挥发的HCl气体反应生成了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 干燥的红色石蕊试纸不变色，湿润的红色石蕊试纸变蓝 NH3是一种可溶性碱 【答案】A 【解析】NaOH固体溶于水放热，氨水易挥发，实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水，会产生氨气，与浓盐酸反应生成氯化铵，反应现象是有白烟生成，故A正确；氨气为碱性气体，能与浓硫酸发生反应，故B错误；氨气与氯化物发生复分解反应生成氢氧化物，若氯化物溶液变浑浊，可能生成难溶性氢氧化物，但不一定为Al(OH)3，也可能为Mg(OH)2等沉淀，故C错误；氨气使湿润的红色石蕊试纸变蓝的原因是与水反应生成的NH3·H2O电离生成OH-，溶液呈碱性，但氨气为非电解质，不属于碱，故D错误。 2．某化学实验小组同学利用如图所示实验装置制取氨气，并探究氨气的性质（部分仪器已略去）。 请回答： （1）实验室制备氨气的化学方程式为 。 （2）用装置B收集氨气时，氨气的进气口是 （填“a”或“b”）。 （3）喷泉实验中发现水溶液始终不能充满整个圆底烧瓶，可能的原因是 。 （4）在标准状况下，若喷泉实验后圆底烧瓶充满溶液，圆底烧瓶内氨水的物质的量浓度约为 （保留三位有效数字）。 （5）为防止环境污染，下列装置（盛放的液体均为水）可用于吸收多余氨气的是 （填序号）。 【答案】（1）2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O （2）b （3）排空气法收集氨气时，氨气中可能混有空气 （4）0.0446 （5）②④ 【解析】实验室用NH4Cl固体和Ca(OH)2粉末混合共热制取氨气，利用氨气易溶于水的性质可设计喷泉实验，由于氨水显碱性，使酚酞溶液变红，可得到红色喷泉。 （1）氯化铵和氢氧化钙加热生成氯化钙、水和氨气2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O； （2）用装置B收集氨气时，由于氨气的密度比空气小，可用向下排空气法收集，导气管要伸入烧瓶底部，所以应选择氨气的进气口是b。 （3）由于收集氨气用向下排空气法，氨气中可能混有空气，从而导致喷泉实验中水溶液始终不能充满整个圆底烧瓶； （4）氨气极易溶于水，若最终圆底烧瓶充满溶液，设圆底烧瓶的体积为VL，则所得氨水的物质的量浓度为。 （5）①为密闭装置，不能使NH3与水接触，不利于NH3吸收，②④中NH3能与水接触且可以防倒吸，③会发生倒吸。故选②④。 █知识点二 硝酸（HNO3） 1．物理性质 （1）纯硝酸为_无色_、有_刺激性_气味的液体，熔点：－42 ℃、沸点：_83 ℃、密度：1.5 g·cm－3。 （2）硝酸沸点较低，_易_挥发，在空气中遇水蒸气形成_白雾_。 （3）质量分数在69%以上的硝酸称为_浓硝酸_。95%以上的浓硝酸叫做_发烟_硝酸。 2．化学性质 （1）硝酸是一元强酸，具有酸的通性： ①能使紫色的石蕊试液变红、与碱性氧化物反应、与某些盐反应、与碱反应。但硝酸与金属反应一般不产生H2。 ②与碱性氧化物（如CaO）反应：CaO+2HNO3=Ca(NO3)2+H2O。 ③与碱[如Ca(OH)2]反应：Ca(OH)2+2HNO3=Ca(NO3)2+2H2O。 ④与某些盐反应，硝酸与CaCO3反应的化学方程式为：CaCO3+2HNO3=Ca(NO3)2+CO2↑+H2O。 （2）不稳定性：硝酸不稳定，见光或受热易分解，化学方程式为：4HNO32H2O＋4NO2↑＋O2↑。 （密封贮存在低温、避光处。市售硝酸常因溶有少量NO2略显黄色） （3）强氧化性：硝酸是一种氧化性很强的酸，能与大多数金属（除Au、Pt等少数金属以外）、许多非金属以及有机物发生氧化还原反应。 ①浓硝酸、稀硝酸分别与Cu的反应 a．化学方程式：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O， 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。 （硝酸与金属反应时，硝酸表现为酸性（有金属盐生成）和强氧化性） b．铜与浓硝酸反应的实验现象：试管中铜片溶解，有红棕色气体产生，溶液变蓝色。 c．铜与稀硝酸反应的实验现象：试管中铜片溶解，有无色气体产生，溶液变蓝色。 ②硝酸与非金属（C）的反应：C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O（该反应中，硝酸表现为强氧化性） ③常温下浓硝酸可以使铝、铁等金属发生钝化。可以用铝质或铁质容器盛放浓硝酸。 ④与其他还原性物质反应：硝酸与Fe2+、SO反应的离子方程式： 3Fe2++4H++NO=3Fe3++NO↑+2H2O、3SO+2H++2NO=3SO+2NO↑+H2O 3．硝酸的用途 硝酸是一种重要的化工原料，常用来制造氮肥、燃料、塑料、炸药、硝酸盐等。 【特别提醒】 （1）浓、稀硝酸均具有强氧化性，浓度越大，氧化性越强，其还原产物的价态越高。还原产物一般为HNO3(浓)→NO2，HNO3(稀)→NO。 （2）常温下，铁、铝遇浓硝酸能发生“钝化”并非不反应，故常温下浓硝酸可以用铁桶盛放。 效果检测 1．下列有关硝酸化学性质的叙述正确的是 A．稀硝酸使红色石蕊试纸变蓝 B．硝酸能与Na2CO3反应，但不生成CO2 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】A．稀硝酸显酸性，不可能使红色石蕊试纸变蓝，故A错误；B．发生复分解反应，可以生成CO2，故B错误；C．HNO3有强氧化性，可以氧化H2S气体，不能用于制取H2S，故C错误；D．NO2呈红棕色，浓硝酸因分解放出的NO2又溶解于硝酸而呈黄色，故D正确；故选D。 2．为证明稀硝酸与铜反应产物中气体为NO，设计如图实验(实验过程中活塞2为打开状态)，下列说法不正确的是 A.关闭活塞1，加入稀硝酸至液面a处 B.在装置左侧稍加热可以加快稀硝酸与铜的反应速率 C.通过关闭或开启活塞1可以控制反应的进行 D.反应开始后，胶塞下方有无色气体生成，打开活塞1，漏斗中有红棕色气体生成，证明该无色气体为NO 【答案】A 【解析】关闭活塞1，将无法加液体到液面a处，A错误；加热可以加快稀硝酸与铜的反应速率，B正确；关闭活塞1，生成的NO把稀硝酸压向右边，使铜丝与稀硝酸分离，C正确；想证明该气体为NO，必须使NO与O2接触，生成红棕色的NO2，D正确。 第三单元 含氮化合物的合理使用 █知识点一 铵盐的性质 1．物理性质 （1）概念：通常把由铵根离子与酸根离子形成的离子化合物称为铵盐。 （2）物理性质：铵盐多为无色、易溶于水的晶体。铵盐是农业上常用的化肥，对铵盐性质的研究，是科学、高效使用氮肥的前提和基础。 2．化学性质 （1）不稳定性：如NH4Cl、NH4HCO3受热分解。 化学方程式：NH4ClNH3↑＋HCl 、NH4HCO3NH3↑＋H2O＋CO2↑。 （2）与碱的反应：反应介质不同，产物不同。 ①碱溶液反应（如NaOH溶液与铵盐反应）离子方程式(加热)： NH4＋＋OH－NH3↑＋H2O。 ②固体反应（如NH4Cl与NaOH反应）化学方程式：NH4Cl＋NaOHNH3↑＋NaCl＋H2O。 ③稀溶液反应（如铵盐与强碱反应）离子方程式(不加热)：NH＋OH－===NH3·H2O。 3．铵盐与碱反应两个应用 （1）检验NH：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NH。 （2）实验室制备NH3: ①原理：2NH4Cl+Ca（OH）22NH3↑+2H2O+CaCl2 ②净化：用碱石灰干燥。不能用P2O5、浓H2SO4、CaCl2干燥。 ③收集方法： a．向上排空气法和排四氯化碳液体法； b．试管口堵棉花的作用：防止氨气和空气发生对流，提高氨气的收集速率和纯度；吸收多余的氨气，防止污染空气。 c．验满方法：用湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝色。 ④尾气处理：棉花用水或稀硫酸浸湿，注意防倒吸。常见防倒吸装置： 【特别提醒】实验室快速制取氨气的方法 （1）浓氨水直接加热：氨气在水中的溶解度下降，同时NH3·H2O受热分解，产生氨气。反应方程式为：NH3·H2ONH3↑＋H2O 。 （2）向浓氨水中加NaOH或CaO或碱石灰，NaOH等具有吸水性，使氨气从氨水中挥发出来。 效果检测 1．下列关于铵盐的说法正确的是 A．所有铵盐受热均可以分解，其产物中都有氨 B．所有铵盐都易溶于水，所有铵盐中的N均呈－3价 C．氯化铵溶液中加入烧碱浓溶液共热时反应的离子方程式为NH＋OH－ NH3↑＋H2O D．氯化铵和氯化钠的固体混合物可用升华法分离 【答案】C 【解析】有的铵盐受热分解最终不产生氨，如硝酸铵分解不生成氨气，故A错误。硝酸铵中硝酸根离子中氮元素是＋5价，故B错误。C是正确的。用加热法分离NH4Cl和某些固体的混合物，但其过程为先受热分解，再降温化合，而不是升华，故D错误。 2．某化学活动小组进行如下实验探究活动。 Ⅰ．甲组同学用如图所示装置制备氨气 已知：加热NH4Cl和NaNO2饱和溶液可以制取N2，缓慢通入原料气有利于D中氨气的合成。 （1）图示装置从左到右正确的连接顺序(填接口字母) →e→f→g→____→____→____→____， 。 （2）写出B中制取N2的化学方程式 。 （3）装置C的作用：干燥气体、 、 。 （4）小组讨论认为尾气处理须改进，可以采用下列哪种方法处理 (填选项字母)。 Ⅱ．乙组同学查阅资料：制取氮气用的亚硝酸钠外观与食盐相似，毒性较强。可以用如下装置(略去部分夹持仪器)制备。 已知：①2NO+Na2O2=2NaNO2；②酸性条件下，NO和NO2都能与反应生成和Mn2+。 （5）A中与碎铜片比较使用铜丝的优点 。 （6）实验结束后还可以通入空气把残存气体排入后面装置吸收，防止污染大气。NO2在E中发生反应的离子方程式为 。 【答案】（1）ihjk （2）NH4Cl+NaNO2N2↑+NaCl+2H2O （3）均匀混合气体 观察气泡控制气体流速 （4）BD （5）容易控制反应的发生与停止 （6）5NO2+MnO+H2O=5NO+Mn2++2H+ 【解析】A为H2的制取装置，B为N2的制取装置，C为干燥、并把气体混合装置，D为H2和N2反应生成NH3的装置，E为NH3的收集装置，F为吸收NH3的装置；由于NH3的密度比空气小，故在E中，应该从短口i通入气体，在F中，应从j通入气体，以便更好的吸收NH3；故正确的链接顺序为a→d(b→c)→e→f→g→i→h→j→k； 【解析】（1）由解析，装置从左到右正确的连接顺序(填接口字母) →e→f→g→i→h→j→k； （2）已知：加热NH4Cl和NaNO2饱和溶液可以制取N2，氯化铵中氮化合价由-3变为0、亚硝酸钠中氮由+3变为0，结合电子守恒，反应为NH4Cl+NaNO2N2↑+NaCl+2H2O； （3）装置C为浓硫酸液体，具有吸水性能干燥氢气和氮气，作用有：干燥气体；均匀混合气体；观察气泡控制气体流速； （4）实验中NH3在F中被水吸收，N2和H2不能完全反应，且N2无毒且化学性质很稳定，不需要处理，则题中所谓的“安全隐患”是因为H2，所以需要处理H2，可以点燃处理，也可以用气球收集，而且H2不能被NaOH溶液或者碱石灰吸收，故选BD； （5）与碎铜片比较使用铜丝的优点为：铜丝可以拉伸，所以使用铜丝的优点是可以控制反应的发生与停止； （6）高锰酸钾具有强氧化性，能氧化二氧化氮为硝酸，反应中氮化合价由+4变为+5、锰化合价由+7变为+2，结合电子守恒，反应为：5NO2+MnO+H2O=5NO+Mn2++2H+。 █知识点二 常见氮肥及其使用 1．常见氮肥及其使用方法 氮肥 使用方法 铵态氮肥 ①低温保存，深施盖土，避免受热。 ②不可以跟碱性物质(如草木灰等)混合使用 硝态氮肥 NO不易被以带负电荷为主的土壤胶粒所吸附，在潮湿的土壤中流动性大，容易被植物吸收。但土壤湿度大时，易发生反硝化作用导致硝态氮肥流失。 尿素 ①在农作物需肥前4～8天施用。施用尿素后，土壤中的微生物将其吸收，使其水解成碳酸铵或碳酸氢铵，缓慢释放氨气被作物吸收利用。 ②尿素肥效高、易保存、使用方便、长期使用对土壤的破坏作用小，是目前使用量最大的一种氮肥。 ③工业上用二氧化碳和氨气在一定条件下合成尿素，反应方程式：CO2+2NH3CO(NH2)2+H2O。尿素是一种中性肥料，适用于各种土壤和作物。 2．氮肥的科学施用 （1）根据各种氮肥特性加以区别对待。碳酸氢铵和氨水易挥发损失，宜作基肥深施；硝态氮肥在土壤中移动性强、肥效快，可作旱田的良好追肥；一般水田作追肥可用铵态氮肥或尿素。 （2）要将氮肥深施。氮肥深施可以减少肥料的直接挥发、随水流失、硝化脱氮等方面的损失。深层施肥还有利于根系发育,使根系深扎,扩大营养面积。 （3）合理配施其他肥料。氮肥与有机肥配合施用对作物高产、稳产及降低成本具有重要作用。 效果检测 1．近年来受极端天气多发、贸易保护主义抬头和地缘政治动荡等多重因素叠加世界粮食市场价格波动剧烈，但我国粮食由于供应充足价格平稳。氮肥的使用对于稳定粮食产量至关重要，下列有关氮肥生产使用不正确的是 A．夏天一场雷雨过后草木茂盛，属于自然界的氮肥生产过程 B．铵态氮肥使用时应深施盖土，且不可与草木灰一起使用 C．铵盐热稳定性差，受热时分解均会产生氨气 D．氮肥应保存在阴凉通风处 【答案】C 【解析】A．放电条件下氮气与氧气反应生成一氧化氮，一氧化氮经过一系列反应生成植物吸收的氮肥，所以夏天一场雷雨过后草木茂盛，属于自然界的氮肥生产过程，属于自然固氮的过程，故A正确；B．铵态氮肥一般显酸性，不能和碱性物质混用，草木灰显碱性，所以不能和草木灰混用，否则会造成肥料流失，故B正确；C．铵盐不稳定都能加热分解，但不一定有氨气产生，例如硝酸铵等，故C错误；D．氮肥受热易分解，所以氮肥应保存在阴凉通风处，故D正确；故选C。 2．某学习小组的同学进行了以下实验，检验一种氮肥的成分： ①加热氮肥样品，生成两种气体，其中一种气体能使澄清石灰水变浑浊； ②另取少量该氮肥样品溶于水，并加入少量BaCl2溶液，有白色沉淀生成，再加入适量稀盐酸，沉淀溶解。 该氮肥的主要成分可能是 A． (NH4)2SO4 B．(NH4)2CO3 B． C．NH4Cl D．NH4NO3 【答案】B 【解析】某铵盐加热生成两种气体，其中一种能使澄清石灰水变浑浊，说明含CO或HCO；另取少量该氮肥样品溶于水，并加入少量BaCl2溶液，有白色沉淀生成，再加入适量稀盐酸沉淀溶解，综合说明该氮肥为(NH4)2CO3；故选B。 █知识点三 氮氧化物的无害化处理 1．氮氧化物的来源与危害 （1）来源：硝酸生产、化石燃料的燃烧和机动车辆尾气的排放是氮氧化物的主要来源。 （2）危害： ①形成酸雨：NO2形成酸雨的过程为3NO2＋H2O=2HNO3＋NO（用化学方程式表示）。 ②光化学烟雾：在日光照射下，NO2使氧气经过复杂的反应生成臭氧(O3)，臭氧与空气中的一些碳氢化合物在紫外线照射下发生作用后，产生了一种有毒的烟雾，人们称之为光化学烟雾。 2．减少氮氧化物危害的措施 ①以甲醇、液化气等清洁能源，代替汽油，减少氮氧化物的排放。 ②对生产化肥、硝酸工厂的废气进行处理。如用碱溶液吸收氮氧化物生成硝酸盐和亚硝酸盐。化学方程式：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O、NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O；在催化剂作用下，用甲烷、氨气、氢气等还原剂将其还原成无毒的氮气。化学方程式：6NO＋4NH35N2＋6H2O、CH4＋4NO2N2＋CO2＋2H2O、4H2＋2NO2N2＋4H2O。 ③安装汽车尾气净化装置，将NOx转化为中性、无污染的氮气。如与NO反应化学方程式：2CO＋2NO 2CO2＋N2。 ④使用液化天然气或高效燃料电池作为动力的新型环保汽车。 3．硝酸型酸雨的形成 （1）在放电或高温条件下，空气中的氮气能与氧气发生反应，生成一氧化氮，一氧化氮在空气中很不稳定，易被空气中的氧气氧化生成二氧化氮，二氧化氮跟水反应生成硝酸。有关化学方程式： N2＋O22NO，2NO＋O2===2NO2，3NO2＋H2O===2HNO3＋NO （2）虽然雨水中的硝酸渗入土壤后，被植物的根系吸收转化为植物生长所需的养料，但雨水中的硝酸也是形成酸雨的主要物质，会对环境造成很大的危害。 4．光化学烟雾的形成 （1）汽车尾气排放的NO被空气中的氧气氧化为NO2：2NO＋O2===2NO2。 （2）在日光照射下，NO2与O2经过复杂的反应生成臭氧。 （3）臭氧与空气中的一些碳氢化合物发生作用后，产生了一种有毒的烟雾，人们称它为光化学烟雾。 效果检测 1．利用石灰乳和硝酸工业的尾气（含NO、NO2）反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca(NO2)2，其部分工艺流程如下： 已知：在酸性溶液中Ca（NO2）2会发生分解反应生成NO。下列说法错误的是 A．上述工艺的“吸收”过程中，硝酸工业的尾气从吸收塔底部进入，石灰乳从吸收塔顶部喷淋，目的是提高尾气中NO、NO2的吸收效率 B．为提高Ca(NO2)2的产率及纯度，n（NO）∶n（NO2）应控制为1∶2 C．滤渣的主要成分为Ca(OH)2 D．生产中溶液需保持弱碱性 【答案】B 【解析】A.在题述工艺的“吸收”过程中，硝酸工业的尾气从吸收塔底部进入，气体密度小，会向上扩散，石灰乳从吸收塔顶部喷淋，目的是使尾气中的NO、NO2与石灰乳充分接触，提高NO、NO2的吸收效率，故A正确；B.NO、NO2与Ca（OH）2发生反应的化学方程式为NO＋NO2＋Ca（OH）2==Ca（NO2）2＋H2O，n（NO）∶n（NO2）＝1∶1时恰好反应生成Ca（NO2）2；若NO2过量，会发生反应：4NO2＋2Ca（OH）2==Ca（NO2）2＋Ca（NO3）2＋2H2O，产物中含有杂质Ca（NO3）2，若NO过量，则NO不能被完全吸收，因此为提高 Ca（NO2）2的产率及纯度，n（NO）∶n（NO2）应控制为 1∶1，故B错误；C.石灰乳和硝酸工业的尾气（含NO、NO2）反应生成Ca（NO2）2，Ca（NO2）2 易溶于水，Ca（OH）2微溶于水，因此滤渣的主要成分是Ca（OH）2，故C正确；D.在酸性溶液中Ca（NO2）2会发生分解产生NO，不利于硝酸工业的尾气吸收，因此生产中溶液需保持弱碱性，故D正确。 2．氮的氧化物是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下用将还原生成。某同学在实验室中对与的反应进行了探究。回答下列问题： （1）氨气的制备 ①实验室中制备氨气的发生装置选择上图中的 ，反应的化学方程式为 。 ②欲收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接顺序为发生装置→ (按气流方向，用小写字母表示)。 （2）氨气与二氧化氮的反应 将上述收集到的充入注射器中，硬质玻璃管中加入少量催化剂，充入(两端用夹子、夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。 操作步骤 实验现象 解释原因 打开，推动注射器活塞，使中的气体缓慢通入管中 ①Y管中 ②反应的化学方程式为 将注射器活塞退回原处并固定，待装置恢复到室温 管壁上有少量水珠 生成的气态水凝集 打开 ③ ④ 【答案】（1）A 2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋CaCl2＋2H2O d→c→f→e→i （2）红棕色气体慢慢变浅 8NH3＋6NO27N2＋12H2O Z中NaOH溶液产生倒吸现象 反应后气体分子数减少，Y管中压强小于外界压强 【解析】（1）①实验室用氯化铵和碱石灰加热反应制取氨气；②氨气密度比空气小，极易溶于水，据此选择；（2）打开K1，推动注射器活塞,使X中的气体缓慢充入Y管中,则氨气与二氧化氮发生归中反应生成无色氮气；根据反应8NH3＋6NO27N2＋12H2O以及装置恢复至室温后气态水凝聚可判断反应后气体分子数减少，进行解析。 （1）①实验室用加热固体氯化铵和氢氧化钙的方法制备氨气，反应物状态为固体与固体，反应条件为加热，所以选择A为发生装置，反应方程式：2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋CaCl2＋2H2O； ②实验室用加热固体氯化铵和氢氧化钙的方法制备氨气，制备的气体中含有水蒸气，氨气为碱性气体，应选择盛有碱石灰干燥管干燥气体，氨气极易溶于水，密度小于空气密度所以应选择向下排空气法收集气体，氨气极易溶于水，尾气可以用水吸收，注意防止倒吸的发生，所以正确的连接顺序为：发生装置→d→c→f→e→i； （2）打开K1，推动注射器活塞，使X中的气体缓慢充入Y管中，则氨气与二氧化氮发生归中反应生成无色氮气，看到现象为：红棕色气体慢慢变浅；根据反应8NH3＋6NO27N2＋12H2O，以及装置恢复至室温后气态水凝聚可判断反应后气体分子数减少，装置内压强降低，所以打开K2在大气压的作用下发生倒吸。 █考点一 氮元素的存在及氮的固定 【例1】下列关于N2的叙述正确的是 A．在雷雨天，空气中的N2与O2可反应生成NO2 B．将氨气转化为NO属于氮的固定 C．氮气是一种无色无味的有毒气体 D．在化学反应中，氮气既可作还原剂也可作氧化剂 【答案】D 【解析】A．雷雨天时，发生自然固氮，空气中N2和O2可反应生成NO，A错误；B．氮的固定是将空气中游离态的氮（N2）转化为含氮化合物的过程，B错误;C．氮气是一种无色无味的气体，空气约占78%， C项错误；D．N2中N元素的化合价可以降低生成NH3，也可以升高生成NO等，故N2既可作氧化剂又可作还原剂，D项正确；答案选D。 【变式1-1】如图是在半导体光催化的作用下，N2被光催化材料捕获进而被还原实现“N2→NH3”的转化示意图。下列说法正确的是 A．此方法不属于人工固氮技术 B．太阳光照射时，氮气和水分子即可迅速发生反应 C．由转化示意图可知，氮比氧更容易得电子 D．该反应的化学方程式是 【答案】D 【解析】A．该方法是通过人工将氮气转化为氨气，属于人工固氮技术，故A错误；B．由示意图可知，太阳光照射时，氮气和水分子要在催化剂作用下反应，故B错误；C．O的非金属性强于N，故O的得电子能力强于N，故C错误；D．由图可知，氮气和水在半导体光催化的作用下生成氨气和氧气，方程式为：，故D正确；答案选D。 【变式1-2】氮是动植物生长不可缺少的元素，含氮化合物也是重要的化工原料。自然界中存在如图所示的氮元素的循环过程。下列说法不正确的是 A．上图所示氮循环中，过程①、②都是氮的固定 B．氨气是生产氮肥的主要原料，工业上用氮气和氢气合成氨 C．过程③、⑤中氮元素均被氧化 D．过程④反应可能是2NO+O2 = 2NO 【答案】C 【解析】过程①中氮气和氧气化合生成生成NO，NO被氧气氧化生成NO2，NO2溶于水转化为硝酸，过程②中氮气转化为氨气或铵根，氨气或铵根被氧化转化为亚硝酸根，亚硝酸根继续被氧化转化为硝酸根，硝酸根被还原又转化为氮气。A．过程①是氮气和氧气化合转化为NO，过程②中氮气转化为氨气或铵根，是由游离态氮元素转化为化合态氮元素的过程，是氮的固定，故A正确；B．工业上用氮气和氢气在高温、高压、催化剂作用下合成氨，故B正确；C．过程⑤中N元素化合价降低，氮元素被还原，故C错误；D．过程④中亚硝酸根被氧化转化为硝酸根，反应可能是2NO+O2 = 2NO，故D正确；故选C。 █考点二 氮气及氮的氧化物的性质 【例2】NO分子会污染空气。近年来，科学家发现少量的NO在生物体内许多组织中存在，它有扩张血管、提高免疫、增强记忆力的功能，而成为当前生命科学的研究热点。下列关于一氧化氮的叙述正确的是 A．一氧化氮是酸性氧化物，会形成酸雨 B．常温、常压下，一氧化氮只能通过人工合成 C．一氧化氮为无色气体，在与O2反应中体现还原性 D．一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集 【答案】C 【解析】A．一氧化氮既不与酸反应也不与碱反应，属于中性氧化物，不是酸性氧化物，A错误；B．电闪雷鸣的雨天，N2和O2在放电条件下能够生成NO，反应方程式为：N2+O22NO，即常温、常压下，一氧化氮不是只能通过人工合成，B错误；C．一氧化氮为无色气体，在与O2反应2NO+O2=2NO2中N的化合价升高被氧化，故NO体现还原性，C正确；D．一氧化氮不溶于水，且易被空气中的O2氧化，故一般只能用排水法收集，D错误；故答案为：C。 【变式2-1】诺贝尔化学奖曾授予德国化学家Gerhard Ertl，以表彰他对固体表面化学研究过程中的重大发现。使CO、NOx等在铂表面发生化学反应转变成无毒气体，以减少汽车尾气中有毒气体的排放，正是此项研究的重要应用之一。下列有关说法不正确的是 A．CO在铂表面被氧化生成CO2，铂起催化作用 B．汽车尾气中的NOx在铂表面发生反应的产物是N2 C．CO在铂表面可能和O2、NOx反应 D．NOx、CO、CO2均能与人体中的血红蛋白结合 【答案】D 【解析】CO、NOx在铂表面发生的反应为CO＋NOx―→CO2＋N2(未配平)，也可能是CO与O2反应，此过程中铂作催化剂；CO2不能与人体中的血红蛋白结合。 【变式2-2】硝酸铵是一种常用的化肥，其工业生产流程如下，请回答下列问题。 （1）反应容器A中铁砂网的作用是： 。 （2）反应容器B中发生反应的方程式为： 。 （3）吸收塔C中通入空气的目的是 ；两个反应容器中发生的反应，属于氧化还原反应的是 （填反应容器代号）。 （4）金属铜与稀硝酸反应的离子方程式是 ，该反应中稀硝酸表现的性质是 和 。 【答案】（1）作催化剂 （2）4NH3＋5O24NO＋6H2O （3）将NO氧化成NO2 C （4）3Cu＋8H+＋2NO=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O 酸性 氧化性 【解析】由NH4NO3的工业生产流程可知，N2与H2在铁砂网的作用下反应产生NH3，NH3在Pt－Rh合金网作用下加热被空气中的O2氧化为NO和水，NO在吸收塔中与O2反应生成NO2，NO2水反应得到HNO3和NO，HNO3与NH3作用生成NH4NO3。 （1）在反应容器A中，N2与H2在铁砂网的作用下反应产生NH3，铁砂网作催化剂； （2）反应容器B中发生反应的化学方程式为4NH3＋5O24NO＋6H2O。 （3）在吸收塔C中通入空气的目的是将NO氧化成NO2；在C中发生反应：2NO＋O2=2NO2、3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，在D中发生反应：HNO3＋NH3=NH4NO3，C中发生的反应是氧化还原反应，D中发生的反应不是氧化还原反应，所以发生氧化还原反应的容器为C。 （4）硝酸有强氧化性，不仅能把活泼的金属氧化，还能把不活泼的金属如Cu氧化。金属Cu与稀硝酸反应的离子方程式为3Cu＋8H+＋2NO=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。在该反应中一部分HNO3中的N元素由＋5价变为＋2价，得到电子，被还原，表现氧化性，还有一部分HNO3中的N元素的化合价没有变化，提供酸根离子用来生成硝酸盐，起酸的作用，故硝酸的作用是酸性和氧化性。 █考点三 氨气的性质及应用 【例3】下图是喷泉实验装置图，下列说法不正确的是 A．该实验说明氨气极易溶于水，且溶解速度快 B．形成喷泉的原因是烧瓶内压强小于外界大气压 C．烧瓶中的溶液呈红色的原因：NH3+H2ONH3·H2ONH+OH- D．若烧杯中盛放酒精，则不会有喷泉形成 【答案】D 【解析】A．用氨气做喷泉实验，说明氨气极易溶于水，且溶解速度快，A正确；B．由于氨气极易溶于水，造成烧瓶内压强小于外界大气压，大气压把酚酞溶液压入到圆底烧瓶中形成喷泉，B正确；C．氨气溶于水形成氨水，氨水电离出OH-离子，使酚酞变红色，方程式为：NH3+H2ONH3·H2ONH+OH-，C正确；D．氨气也能与酒精形成氢键，也易溶于酒精，烧杯中若是酒精，也能形成喷泉，D错误；答案选D。 【变式3-1】如下图所示的“微型”实验装置（夹持装置已略去）可用于氨的制取和检验。下列分析错误的是 A．可分别向装置A、B处加入浓氨水与生石灰制取氨 B．装置C处的干燥剂可用无水氯化钙 C．装置D中湿润的红色石蕊试纸变蓝，说明氨遇水产生的物质呈碱性 D．装置E中有白烟生成，说明氨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，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，A正确；B.装置C处的作用是干燥氨，氨能与无水氯化钙发生反应生成络合物，不能用无水氯化钙来干燥，B错误；C.氨遇水时发生反应NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－，NH3·H2O呈碱性，可以使湿润的红色石蕊试纸变蓝，C正确；D.氨可以与酸反应，加入浓盐酸后，挥发出的HCl与NH3发生化合反应生成NH4Cl固体，故装置E中有白烟生成，D正确。 【变式3-2】氨在人类的生产和生活中有着广泛的应用。某化学兴趣小组利用下图装置探究氨气的有关性质。 （1）装置A中烧瓶内试剂可选用 （填序号）。B的作用是 。 a．碱石灰     b．生石灰     c．浓硫酸     d．烧碱溶液 （2）若用下图装置替代装置A，则发生的化学方程式为 。 （3）实验时在C中观察到的现象是 ，D中观察到的现象是 ，发生反应的化学方程式是 。 （4）该实验缺少尾气吸收装置，下图中能用来吸收尾气的装置是 （填装置序号）。 Ⅰ Ⅱ Ⅲ （5）氨气极易溶于水，会形成喷泉实验，实验装置如图所示。下列可以产生类似现象的组合为 。 圆底烧瓶（干燥气体） 烧杯及胶头滴管（液体） A NO 水 B CO2 4 mol/L NaOH溶液 C Cl2 饱和NaCl溶液 D NH3 1 mol/L盐酸 【答案】（1）ab 吸收水蒸气干燥氨气 （2）2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O （3） 黑色粉末部分逐渐变为红色 白色固体变为蓝色 3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O （4）Ⅱ、Ⅲ （5）BD 【解析】浓氨水在碱石灰或生石灰的作用下生成氨气，在B中用碱石灰干燥，在C中加热条件下与氧化铜发生氧化还原反应生成水、氮气和铜，D可用于检验是否生成水，最后氨气用水吸收，因氨气极易溶于水，注意防止倒吸，据此分析解题。 （1）装置A是制备氨气的发生装置，浓氨水滴入固体碱石灰或氧化钙或固体氢氧化钠都可以生成氨气，浓硫酸和氨气发生反应，氨气易溶于烧碱溶液，故不选择浓硫酸、氢氧化钠溶液制备氨气，所以装置A中试剂为：a.碱石灰，b.生石灰；B装置中的碱石灰是吸收水蒸气，起干燥氨气的作用； （2）若采用固固加热型的装置来制备氨气，反应物为氯化铵和氢氧化钙，化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O； （3）实验中观察到C中CuO粉末由黑色变红色证明生成铜，D中无水硫酸铜变蓝证明生成水，依据氧化还原反应分析，氧化铜氧化氨气为氮气，氧化铜被还原为铜，反应的化学方程式为：3CuO+2NH33Cu +N2+3H2O； （4）氨气极易溶于水，尾气吸收时需要防止倒吸，图中能用来吸收尾气的装置是Ⅱ、Ⅲ，装置Ⅰ易发生倒吸，故答案为：Ⅱ、Ⅲ； （5）若产生喷泉，气体应易溶于溶液，使烧瓶内压强减小，A．NO不溶于水，烧瓶内压强不变，不产生喷泉；B．CO2能与NaOH溶液反应，烧瓶内压强减小，产生喷泉；C．氯气在饱和食盐水中溶解度很小，烧瓶内压强几乎不变，不能产生喷泉； D．NH3易溶于水且能与HCl反应，使烧瓶内压强减小，能形成喷泉；BD符合，故答案为BD。 █考点四 硝酸的性质及应用 【例4】硝酸被称为“国防工业之母”是因为它是制取炸药的重要原料。下列实验事实与硝酸的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退色——酸性和强氧化性 B．不能用稀硝酸与锌反应制氢气——强氧化性 C．要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性 D．能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液的红色退去——强氧化性 【答案】D 【解析】浓硝酸使紫色石蕊溶液变红表现的是酸性，使其退色表现的是强氧化性，A项正确；硝酸具有强氧化性，与锌反应生成的是氮的氧化物，不是氢气，B项正确；浓硝酸见光易分解，应用棕色试剂瓶存放，C项正确；硝酸与NaOH溶液中和后，使溶液中的红色退去，利用的是酸性，D项错误。 【变式4-1】一定温度下，探究铜与稀HNO3的反应过程如图： 下列说法正确的是 A．过程Ⅰ中生成的无色气体是氢气 B．步骤Ⅲ反应速率比Ⅰ快的原因是NO2溶于水，使稀HNO3浓度增大 C．由实验现象可推测NO2对该反应具有催化作用 D．当活塞不再移动时，打开止水夹，滴加稀硫酸，铜不会继续溶解 【答案】C 【解析】铜和稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，不能生成氢气，A错误；随着反应的进行，消耗硝酸，反应后硝酸浓度比原硝酸浓度小，不会增大，B错误；加入NO2后反应速率加快，说明NO2对该反应具有催化作用，C正确；原溶液中含有硝酸根离子，加入硫酸后就加入了氢离子，相当于再次产生了硝酸，铜可以继续溶解，D错误。 【变式4-2】某同学为研究硝酸的性质进行如下实验： 装置 序号 操作 现象 ⅰ 将盛有浓硝酸的烧杯A放入盛有淀粉KI溶液的烧杯C中，然后用烧杯B罩住。 一段时间后，烧杯C中的液体变成蓝色。 ⅱ 将盛有浓硝酸的烧杯A放入盛有淀粉KI溶液的烧杯C中，然后将铜片放入烧杯A后，立即用烧杯B罩住。 烧杯A液体上方立即出现大量红棕色气体，一段时间后，红棕色气体消失。烧杯A中的液体变成绿色，烧杯C中的液体变成蓝色。 （1）依据实验ⅰ的现象可推测浓硝酸的性质是 性、氧化性。 （2）用离子方程式解释实验ⅰ中C烧杯液体变成蓝色的原因 。 （3）实验ⅱ中出现的红棕色气体是 。 （4）实验ⅱ中，将铜片放入A中反应后溶液中的离子主要有：H+、 。 （5）下列关于实验ⅱ的说法正确的是 。 a．红棕色气体消失的原因一定是NO2与KI发生了反应 b．C中的溶液变蓝的原因一定是NO2与KI发生了反应 c．若将铜片换成铁片，则C中的溶液也可能变蓝 （6）该同学猜测：实验ii的烧杯A中溶液呈绿色而不是蓝色的原因可能是由溶解的NO2引起的。设计实验进行验证： (填实验操作)，观察到蓝色溶液变成绿色，证实假设成立。 【答案】（1）挥发 （2）2NO+8H++6I- = 3I2+2NO↑+4H2O （3）NO2或二氧化氮 （4）Cu2+、NO+ （5）c （6）向硝酸铜溶液中持续通入一段时间二氧化氮 【解析】实验ⅰ中，将盛有浓硝酸的烧杯A放入盛有淀粉KI溶液的烧杯C中，然后用烧杯B罩住，一段时间后，烧杯C中的液体变成蓝色，硝酸具有挥发性、强氧化性，导致C中碘离子被挥发出来的硝酸氧化成碘单质，C中溶液变蓝； 实验ⅱ中，将盛有浓硝酸的烧杯A放入盛有淀粉KI溶液的烧杯C中，然后将铜片放入烧杯A后，立即用烧杯B罩住，烧杯A中铜与浓硝酸反应生成二氧化氮气体，反应方程式为：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，据此进行解答。（1）依据实验ⅰ的现象可知，碘离子被氧化为碘单质，根据解析可知，可能是挥发出的硝酸氧化碘离子为碘单质，推测浓硝酸的性质是挥发性、氧化性。 （2）在酸性条件下，硝酸根作为强氧化剂，将KI中的I⁻氧化为I2，生成的碘单质与淀粉结合，使得溶液显蓝色，根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒，反应的离子方程式为：2NO+8H++6I- = 3I2+2NO↑+4H2O。 （3）根据解析可知，烧杯A中铜与浓硝酸反应生成二氧化氮气体，反应方程式为：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，因此实验ⅱ中，出现的红棕色气体是NO2或二氧化氮。 （4）实验ⅱ中，将铜片放入A中，反应的离子方程式为：Cu+2NO+4H+ = Cu2++2NO2↑+2H2O，若是硝酸未反应完，则反应后溶液中的离子主要有：H+、Cu2+、NO。 （5）a．NO2能够直接与溶液中的水反应产生HNO3和NO，硝酸具有挥发性，挥发的HNO3具有氧化性，将烧杯C中的KI氧化产生I2单质，红棕色气体消失与NO2和烧杯C中的KI发生反应有关，也与二氧化氮与水反应有关，故a错误；b．烧杯A中铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，反应方程式为：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，C中溶液变蓝的原因是产生了碘单质，不仅二氧化氮可以氧化碘离子为碘单质，挥发出的硝酸也会氧化碘离子为碘单质，故b错误；c．若将铜片换成铁片，由于铁在常温下遇浓硝酸会发生钝化，由于浓硝酸具有挥发性，则挥发出的硝酸能够氧化碘离子，导致C中的液体也可能变蓝，故c正确；故答案选c。 （6）实验ii的烧杯A中溶液呈绿色而不是蓝色的原因可能是由溶解的NO2引起的，根据题意设计实验进行验证：向硝酸铜溶液中持续通入一段时间二氧化氮，观察到蓝色溶液变成绿色，证实假设成立。 █考点五 铵盐的性质及应用 【例5】下列说法中正确的是 A．所有铵盐受热均可以分解，产物均有NH3 B．所有铵盐都易溶于水，所有铵盐中的N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和NaCl的固体混合物可用升华法分离 【答案】C 【解析】A项，有的铵盐受热分解产生氨气(如NH4Cl)，有的铵盐受热分解不产生氨气(如硝酸铵)；D项，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，但其过程为先受热分解，再降温化合，而不是升华。 【变式5-1】某同学设计实验测定膨松剂中碳酸氢铵的含量。已知：膨松剂中有少量的水分且其他成分受热不分解。下列说法不正确的是 A．装置丁的作用是吸收空气中的水分和二氧化碳 B．充分反应后停止加热，应继续从a端通入氮气一段时间 C．实验前后称量装置丙的质量增加17g，则碳酸氢铵的含量为17% D．上述图中若装置乙、丙对调，也能达到测定碳酸氢铵的含量 【答案】C 【解析】装置甲中碳酸氢铵受热分解生成氨气、二氧化碳和水，装置乙中碱石灰吸收二氧化碳和水，装置丙浓硫酸与氨气反应生成硫酸铵，装置丁的作用是吸收空气中的水分和二氧化碳；A．装置丁碱石灰的作用是吸收空气中的水分和二氧化碳，防止被装置丙中浓硫酸吸收，影响结果，故A正确；B．充分反应后停止加热，应继续从a端通入氮气一段时间，使氨气全部被浓硫酸吸收，故B正确； C．装置C的浓硫酸作用是与氨气反应生成硫酸铵，通过称量装置C的质量可知氨气的质量为17g，进而测定碳酸氢铵的含量为79/100=79%，故C错误； D．装置乙、丙对调，由于浓硫酸能吸收水分和氨气，还有膨松剂中有少量的水分，碱石灰吸收的只有二氧化碳的质量，也能计算碳酸氢铵的质量，能达到实验目的，故D正确；故选C。 【变式5-2】(NH4)2SO4是常见的化肥和化工原料，受热易分解。某兴趣小组拟探究其分解产物。 [查阅资料](NH4)2SO4在260℃和400℃时分解的产物不同。 [实验探究]该小组拟选用如图所示装置进行实验（夹持和加热装置略）。 （1）按图示连接好装置后，检查 ，再按图示加入试剂。 （2）实验起止的操作顺序为___________（填序号）。 A．加热装置A B．停止通入N2 C．通入N2排尽空气 D．停止加热 I．探究(NH4)2SO4在260° C时分解的产物。 已知：装置B中盛有60 mL 0. 5 mol·L-1盐酸，反应一段时间后，观察到装置A中有液体剩余，C中品红溶液不褪色。取下装置B，其中剩余的稀盐酸恰好可与50 mL 0.2 mol·L-1NaOH溶液完全反应，经检验反应后的溶液中无SO和SO；另检验出A中剩余的液体为NH4HSO4溶液。 （3）(NH4)2SO4在260 °C 分解得到的另一产物为 （填化学式），参加反应的(NH4)2SO4的质量为 g。 II．探究(NH4)2SO4、在400° C时分解的产物。 当装置A中无残留物时，停止实验。观察到装置A、B之间的导气管内有少量白色固体，C中品红溶液褪色。经检验，该白色固体和装置D内溶液中有SO、无SO。进一步研究发现，气体产物中无氮氧化物。 （4）装置A、B之间的导气管内的少量白色固体为 （填化学式）。 （5）检验装置D内溶液中有SO、无SO的实验操作和现象为 。 （6）(NH4)2SO4在400 °C分解的产物除NH3、H2O外，还有 （填化学式）。 【答案】（1）装置气密性 （2）CADB （3）NH3 2.64 （4）(NH4)2SO3 （5）取少量装置D内溶液于试管中，先滴加BaCl2溶液，生成白色沉淀，再滴入稀盐酸，白色沉淀完全溶解且产生有刺激性气味的气体 （6）SO2、N2 【解析】实验探究(NH4)2SO4在260℃和400℃时不同的分解产物，实验反应前先通入氮气，排尽装置中的空气，装置A为(NH4)2SO4加热分解，然后分别用装置B、C进行产物检验，最后用氢氧化钠溶液进行尾气处理，防止污染空气，据此解答。 （1）连接好装置后，首先需要检查装置气密性，再加入相应试剂；故答案为：装置气密性。 （2）实验操作顺序为：先通入N2排尽空气，然后加热装置A，反应完成后，停止加热，最后停止通入N2；故答案为：CADB。 （3）(NH4)2SO4在260℃时发生分解，装置B中盛有60 mL 0. 5 mol·L-1盐酸，最后剩余的稀盐酸恰好可与50 mL 0.2 mol·L-1NaOH溶液完全反应，则反应消耗的盐酸为：60 mL ×0. 5 mol·L-1-50 mL× 0.2 mol·L-1=0.02mol，且经检验反应后的溶液中无SO和SO，则分解得到的产物为NH3和NH4HSO4，其中NH3的物质的量为0.02mol，根据N原子物料守恒可得，发生分解的(NH4)2SO4的物质的量为0.02mol，质量为2.64g；故答案为：NH3；2.64。 （4）(NH4)2SO4、在400℃时分解，C中品红溶液褪色。白色固体和装置D内溶液中有SO、无SO，说明分解产物中有SO2，则装置A、B之间的导气管内的少量白色固体为(NH4)2SO3；故答案为：(NH4)2SO3。 （5）检验装置D内溶液中有SO、无SO的实验操作和现象为：取少量装置D内溶液于试管中，先滴加BaCl2溶液，生成白色沉淀，再滴入稀盐酸，白色沉淀完全溶解且产生有刺激性气味的气体；故答案为：取少量装置D内溶液于试管中，先滴加BaCl2溶液，生成白色沉淀，再滴入稀盐酸，白色沉淀完全溶解且产生有刺激性气味的气体。 （6）(NH4)2SO4在400℃分解的产物除NH3、H2O外，还有二氧化硫，根据氧化还原规律可得，另一产物为氮气；故答案为：SO2、N2。 █考点六 含氮物质之间的转化 【例6】研究表明，氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氮有关(如下图所示)。下列叙述错误的是 A．雾和霾的分散剂相同 B．雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵 C．NH3是形成无机颗粒物的催化剂 D．雾霾的形成与过度施用氮肥有关 【答案】C 【解析】A.雾的分散剂是空气，分散质是水；霾的分散剂是空气，分散质是固体颗粒。因此雾和霾的分散剂相同，A正确；B.由于氮氧化物和二氧化硫转化为铵盐形成无机颗粒物，因此雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵，B正确；C.NH3作为反应物参加反应转化为铵盐，因此氨气不是形成无机颗粒物的催化剂，C错误；D.氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关，由于氮肥会释放出氨气，因此雾霾的形成与过度施用氮肥有关，D正确。 【变式6-1】三效催化剂是最为常见的汽车尾气催化剂，其催化剂表面物质转化的关系如图所示，下列说法错误的是 A．催化剂参加储存和还原过程 B．以上转化过程中，NOx发生氧化反应，NO发生还原反应 C．每生成1molN2，还原过程转移5mole- D．三效催化剂能有效净化汽车尾气中的有害物质CO、NOx、CxHy 【答案】C 【解析】A．BaO为催化剂，在NOx、O2、BaO转化为Ba(NO3)2的过程中，BaO参与储存N元素，还原过程生成的氧化钡、氮气、水和二氧化碳，A正确；B．NOx与BaO、O2转化成Ba(NO3)2的过程中，N元素化合价升高被氧化，发生氧化反应，NO中N元素由+5价变为0价被还原，发生还原反应，B正确；C．还原过程中N元素由+5价变为0价被还原，每生成1molN2，还原过程转移10mole-，C错误；D．整个过程中，CO、CxHy、NOx转化成CO2、H2O、N2，说明三效催化剂能有效实现汽车尾气中CO、CxHy、NOx三种有害成分的净化，D正确；答案选C。 【变式6-2】氮在自然界中的转化是一个复杂的过程，如图所示的氮循环是生态系统物质循环的重要组成部分。下列说法正确的是 A．图中②③④的转化都属于氮的固定 B．图中④的转化反应之一可表示为 C．植物吸收的无机氮主要是和，①转化属于反硝化过程，会导致硝态氮肥的损失，也会弥补人工固氮对氮循环造成的影响 D．图中⑤⑥的转化说明含氮的有机物和含氮的无机物可以相互转化，整个循环图中只有氮、氧两种元素参加了氮循环 【答案】C 【解析】A．由题干流程图可知，图中②③的转化均为由游离态的氮转化为化合态的氮，都属于氮的固定，但转化④为化合态的氮到化合态的氮，不属于氮的固定，A错误；B．原离子方程式质量不守恒、电荷不守恒，图中④的转化反应之一可表示为：，B错误；C．由题干流程图可知，植物吸收的无机氮主要是NH和NO，①转化为将硝酸根、亚硝酸根离子转化为N2，属于反硝化过程，会导致硝态氮肥的损失，也会弥补人工固氮对氮循环造成的影响，C正确；D．氮循环中铵盐和蛋白质可相互转化，铵盐属于无机物，蛋白质属于有机物，图中⑤⑥的转化说明含氮的有机物和含氮的无机物可以相互转化，整个循环图中不只有氮、氧两种元素参加了氮循环，还有H元素参与循环，D错误；故选C。 █考点七 含氮化合物与环境污染和防治 【例7】燃油汽车行驶中会产生CO、NO等多种污染物。下图为汽车发动机及催化转化器中发生的部分化学反应。以下判断错误的是 A．反应(Ⅰ)在常温下不容易发生 B．反应(Ⅱ)中NO是还原剂 C．甲是空气中体积分数最大的成分 D．乙是引起温室效应的气体之一 【答案】B 【解析】甲与O2反应生成NO，NO与CO反应生成甲和乙，可得甲为N2，乙为CO2。A．反应(Ⅰ)为N2与O2反应，该反应在常温下不容易发生，A正确；B．反应(Ⅱ)中NO中的N元素化合价降低，则NO为氧化剂，B错误；C．甲为N2，是空气中体积分数最大的成分，C正确；D．乙为CO2，是引起温室效应的气体之一，D正确；故选B。 【变式7-1】汽车尾气(含CO、SO2和NO等)是城市空气的污染源之一，治理方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转化器”，它能使一氧化碳与一氧化氮反应生成可参与大气生态循环的无毒气体，并促进二氧化硫的转化。 （1）汽车尾气中导致酸雨形成的主要物质是________。 （2）写出在催化剂的作用下CO与NO反应的化学方程式：___________________________________。 （3）使用“催化转化器”的缺点是在一定程度上提高了排放废气的酸度，有可能促进了酸雨的形成，其原因是______________________________________。 （4）下列各项措施中，有利于缓解城市空气污染的有________(填序号)。 A．充分利用太阳能 B．使用电动车辆，减少汽油消耗 C．植树种草，绿化环境 D．取缔燃煤炉和木炭烧烤，改用天然气 【答案】（1）SO2、NO （2）2CO＋2NON2＋2CO2 （3）由于促进了SO2的转化，导致生成的SO3增多，SO3＋H2O===H2SO4，提高了废气的酸度 （4）ABCD 【解析】（2）从“它能使CO与NO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体”的叙述中，可推出该反应为2CO＋2NON2＋2CO2。 （3）使用“催化转化器”促使SO2转化为SO3，而SO3与H2O化合生成H2SO4，提高了废气的酸度，促进了酸雨的形成。 【变式7-2】有资料认为NO、NO2不能与Na2O2反应。某小组学生提出质疑，从理论上解析Na2O2和NO2都有氧化性，根据化合价升降原则提出假设并进行探究： I．从理论上解析Na2O2和NO2都既有氧化性又有还原性，于是提出如下假设： 假设1：Na2O2氧化NO2； 假设2：NO2氧化Na2O2。 (1)甲同学设计如图1装置进行实验： ①试管A中反应的离子方程式是 。 ②待试管B中充满红棕色气体，关闭旋塞a和b；取下试管B；向其中加入适量Na2O2粉末，塞上塞子，轻轻振荡试管内粉末，观察到红棕色气体迅速消失；再将带火星的木条迅速伸进试管内，木条复燃。 结论：甲同学认为假设2正确。 (2)乙同学认为甲同学设计的实验存在缺陷，为达到实验目的，在A、B之间应增加一个装置，该装置的作用是 。乙同学用改进后的装置，重复了甲同学的实验操作，观察到红棕色气体迅速消失；带火星的木条未复燃，得出结论：假设1正确，则NO2和Na2O2反应的化学方程式是 。 II．该研究性学习小组同学还认为易与O2发生反应，应该更易被氧化。查阅资料：；；酸性条件下，能与MnO反应生成和Mn2+。 (3)丙同学用图2所示装置(部分夹持装置略)探究NO与Na2O2的反应。 ①在反应前，打开弹簧夹，通入一段时间，目的是 。 ②B中不能观察到的现象是 (填字母编号)。 a．铜片逐渐溶解，溶液变为蓝色 b．有红棕色气泡产生 c．有无色气泡产生 ③C、E中所盛装的试剂不能是 (填字母编号)。 a．无水硫酸铜     b．无水氯化钙      c．碱石灰     d．生石灰 ④充分反应后，检验D装置中产物是NaNO2还是NaNO3的实验方法是 。 【答案】（1）Cu+4H++2NO=Cu2++2NO2↑+2H2O （2）除去生成NO2气体中混有的水蒸气 Na2O2+2NO2=2NaNO3 （3）将装置中的空气排出 b a 取D装置中产物少许于试管，加入足量稀盐酸，若产生无色气体，且遇到空气变为红棕色，产物是亚硝酸钠；反之为硝酸钠 【解析】（1）A中浓硝酸与铜反应生成NO2，B试管用于收集NO2，NaOH溶液用于尾气处理，C干燥管可以起到防倒吸的作用；(3)反应前通入N2的目的是将装置中的空气排出，A中浓硝酸与铜反应生成NO2，B中二氧化氮与水反应生成稀硝酸，稀硝酸与Cu反应生成NO；C为干燥剂用于干燥NO，D中发生反应，E中干燥管的作用是防止水蒸气进入D中，最后用酸性高锰酸钾溶液进行尾气处理。（1）①Cu与浓硝酸反应生成二氧化氮、硝酸铜和水，其反应的离子方程式为：Cu+4H++2NO=Cu2++2NO2↑+2H2O； （2）Cu与浓硝酸反应生成二氧化氮中含有水蒸气；红棕色气体迅速消失；带火星的木条未复燃，说明没有生成氧气，则过氧化钠氧化二氧化氮，生成硝酸钠。Cu与浓硝酸反应生成二氧化氮中含有水蒸气，水蒸气能与过氧化钠反应生成氧气，所以要在A、B之间增加一个装置干燥装置，除去生成NO2气体中混有的水蒸气；若过氧化钠氧化二氧化氮，则生成硝酸钠，其反应的化学方程式为：Na2O2+2NO2=2NaNO3； （3）①空气中的氧气能氧化NO，实验时要排尽装置中的空气，所以在反应前，打开弹簧夹，通入一段时间N2，目的是：将装置中的空气排出； ②在B装置中二氧化氮与水反应生成稀硝酸，稀硝酸与Cu反应生成NO，所以B中观察到的主要现象是：铜片逐渐溶解，溶液变为蓝色，有无色气泡产生，故选：b； ③C、E中所盛装的试剂的作用是除去NO中的水蒸汽，而无水硫酸铜只能检验水不能吸收水，无水氯化钙、碱石灰、生石灰均能干燥NO，故选：a； ④亚硝酸钠中加盐酸会生成NO，NO遇到空气中的氧气会变为红棕色，则检验D装置中物质的方法为：取D装置中产物少许于试管，加入足量稀盐酸，若产生无色气体，且遇到空气变为红棕色，产物是亚硝酸钠；反之为硝酸钠。 █考点8 含氮化合物实验综合应用 【例8】氮化钙(Ca3N2)是一种重要试剂，常温下为棕色固体，在空气中会被氧化，遇水强烈水解，产生刺激性气味气体。实验室利用下图所示装置(部分装置可重复使用)，通过Ca与N2反应制备Ca3N2，下列说法错误的是 已知：甲为N2的发生装置。 A．按气流方向，装置的连接顺序是甲→丁→乙→丙 B．实验开始时，应先点燃甲中酒精灯，再点燃乙中酒精灯 C．装置丙的作用是液封，防止外界空气进入 D．Ca3N2与水反应的化学方程式为：Ca3N2+6H2O = 3Ca(OH)2+2NH3↑+6H2O 【答案】A 【解析】由实验装置图可知，装置甲中饱和氯化铵溶液与亚硝酸钠溶液反应制备氮气，装置丁中盛有的碱石灰用于干燥氮气，装置乙中氮气与钙高温条件下反应生成氮化钙，装置丁中盛有的碱石灰用于吸收装置丙中产生的水蒸气进入装置乙中，导致氮化钙水解，装置丙的作用是液封，防止外界空气进入装置乙中，导致钙与氧气反应干扰实验，则装置的连接顺序是甲→丁→乙→丁→丙。A．由解析可知，装置的连接顺序是甲→丁→乙→丁→丙，故A错误；B．实验开始时，应先点燃甲中酒精灯，使氮气充满装置，排除装置内的空气，再点燃乙中酒精灯，故B正确；C．由解析可知，装置丙的作用是液封，防止外界空气进入装置乙中，导致钙与氧气反应干扰实验，故C正确；D．Ca3N2与水反应的化学方程式为：Ca3N2+6H2O = 3Ca(OH)2 +2NH3↑+6H2O，故D正确；故选A。 【变式8-1】将SO2分别通入无氧、有氧的浓度均为0.1mol/L的BaCl2溶液和Ba(NO3)2溶液中，除BaCl2溶液(无氧)外，都产生白色沉淀。实验测得各溶液pH变化曲线如图。下列说法正确的是 A．曲线a所示溶液pH降低的原因：SO2+H2OH2SO3，H2SO32H++SO B．依据曲线b可推知0.2mol/LKNO3溶液(无氧)不能氧化SO2 C．曲线d所表示的过程中NO是氧化SO2的主要微粒 D．曲线c所示溶液中发生反应的离子方程式为：2Ba2++2SO2+O2+2H2O=2BaSO4↓+4H+ 【答案】D 【解析】A．二氧化硫与水生成亚硫酸，亚硫酸电离显酸性，则线a 所示溶液pH降低的原因为SO2+H2OH2SO3，H2SO3H++HSO，故A错误；B．酸性条件下硝酸根离子可氧化二氧化硫，则曲线b可推知0.2mol•L-1KNO3溶液(无氧)能氧化SO2，故B错误；C．Ba(NO3)2溶液中无氧、有氧均生成白色沉淀，BaCl2溶液中有氧时生成白色沉淀，不能确定曲线d所表示的过程中NO是否为氧化SO2的主要微粒，故C错误；D．有氧时可将+4价S氧化，生成硫酸根离子与钡离子反应生成沉淀，则曲线c 所示溶液中发生反应为2Ba2++2SO2+O2+2H2O=2BaSO4↓+4H+，故D正确；答案选D。 【变式8-2】一氧化氮、二氧化氮等氮氧化物是常见的大气污染物，然而它们在工业上有着广泛的用途。 已知：①室温下，2NO＋Na2O2===2NaNO2； ②酸性条件下，NO或NO都能与MnO反应生成NO和Mn2＋，如5NO＋2MnO＋6H＋===5NO＋2Mn2＋＋3H2O。 Ⅰ．以木炭、浓硝酸、水和铜为原料生成的一氧化氮与过氧化钠反应制备亚硝酸钠的装置如下图所示： (1)A中观察到的现象是_______________________________________________________。 (2)B中反应的离子方程式是_________________________________________。 (3)装置C的作用是_________________，装置F的作用是_________________________。 (4)若无装置D，则E中产物除亚硝酸钠外，还有副产物____________(填化学式)。 Ⅱ．某研究性学习小组对NO2和Na2O2能否发生反应进行探究。 (1)【提出假设】 假设一：NO2与Na2O2不反应； 假设二：NO2能被Na2O2氧化； 假设三：_________________________________。 【设计实验】 (2)实验时，将NO2气体通入盛有Na2O2的玻璃管中，淡黄色粉末完全变成白色，说明假设________不成立。 (3)若假设二成立，则反应的化学方程式是___________________________________。 (4)为验证假设二是否成立，该小组同学进行如下定性实验研究，请完成下表内容。 实验步骤(不要求写具体操作过程，试剂、仪器任选) 预期的实验现象及结论 取适量的白色固体置于试管中，加蒸馏水溶解，_______________________________ _____________________________________ 【答案】Ⅰ.（1）有红棕色气体生成　 （2）3NO2＋H2O===2H＋＋2NO＋NO、3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O　 （3）防止倒吸　吸收未反应的NO （4）Na2CO3、NaOH Ⅱ.（1）NO2能被Na2O2还原 （2）一　 （3）2NO2＋Na2O2===2NaNO3 （4）再滴加稀硫酸酸化，最后滴加高锰酸钾溶液　若高锰酸钾溶液不褪色，则假设二成立；若高锰酸钾溶液褪色，则假设二不成立(其他合理答案也可) 【解析】Ⅰ.（1）加热条件下木炭与浓硝酸反应生成CO2、NO2和水，所以A中观察到的现象是有红棕色气体生成。 （2） 二氧化氮溶于水生成硝酸和NO，硝酸具有强氧化性，能与金属铜反应，则B中反应的离子方程式是3NO2＋H2O===2H＋＋2NO＋NO、3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。 （3） 二氧化氮易溶于水，所以装置C的作用是防止倒吸。反应后NO过量，NO是大气污染物，则装置F的作用是吸收未反应的NO。 （4）碱石灰的作用是吸收NO中的水蒸气和二氧化碳，二者均与过氧化钠反应，所以若无装置D，则E中产物除亚硝酸钠外，还有副产物Na2CO3、NaOH。 Ⅱ.（1）由于二氧化氮也具有氧化性，则假设三应该是NO2能被Na2O2还原。 （2） 实验时，将NO2气体通入盛有Na2O2的玻璃管中，淡黄色粉末完全变成白色，说明发生了化学反应，因此假设一不成立。 （3） 若假设二成立，则二氧化氮被氧化为硝酸钠，反应的化学方程式是2NO2＋Na2O2===2NaNO3。 （4）要验证假设二是否成立，只需要检验是否产生亚硝酸钠即可，如果有亚硝酸钠生成，则假设二不正确。根据题干信息可知，亚硝酸根能使酸性高锰酸钾溶液褪色，所以实验操作是取适量的白色固体置于试管中，加蒸馏水溶解，再滴加稀硫酸酸化，最后滴加高锰酸钾溶液，如果高锰酸钾溶液不褪色，则假设二成立。 基础应用 1．下列变化过程不属于氮的固定的是 A．氮气与氢气合成氨 B．氮气由气态变为固态 C．雷电时，空气中的N2与O2生成NO D．豆类植物的根瘤将游离态氮转化为化合态的氨 【答案】B 【解析】A．氢气与氮气合成氨，氮元素由单质转化为氮的化合物，属于氮的固定，不符合题意，不选A；B．氮气由气态变为固态，只是状态改变，不是氮的固定，符合题意，选B；C．雷雨天时氮气与氧气反应生成NO，是氮元素由单质转化为氮的化合物，属于氮的固定，不符合题意，不选C；D．大豆根瘤菌将氮气转化为氨态氮肥，是氮元素由单质转化为氮的化合物，属于氮的固定，不符合题意，不选D；故选B。 2．下列有关酸雨的说法不正确的是 A．酸雨有危害，使土壤、湖泊酸化，会加速建筑物、桥梁等的腐蚀 B．NO2或SO2都会导致酸雨的形成 C．pH<5.6的雨水是酸雨 D．工业废水任意排放是造成酸雨的主要原因 【答案】D 【解析】A．酸雨呈酸性，它可能对植物，水生动物、土壤、湖泊产生有害影响，能造成桥梁等钢结构的腐蚀以及石材建筑物和雕像的风化，故A不符合题意；B．NO2或SO2的过度排放是形成酸雨的主要原因，故B不符合题意；C．酸雨主要由化石燃料燃烧产生的二氧化硫、氮氧化物等酸性气体溶于水形成的，酸雨pH值小于5.6的降水，故C不符合题意；D．工业废水任意排放引起江河湖泊的污染，而酸雨是由于SO2、NO2过度排放引起的，故D符合题意；故选D。 3．给装有下列少量固体物质的试管加热，试管底部的物质能完全消失的是 A．氯化钠 B．碳酸氢钠 C．氯化铵 D．氯化铵与氢氧化钙 【答案】C 【解析】A．氯化钠受热不分解，有固体残余，A错误；B．碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、CO2和水蒸气，有碳酸钠固体残余，B错误；C．氯化铵受热分解生成氨气和HCl，无固体残余，C正确；D．氯化铵与氢氧化钙受热生成氯化钙，氨气和水，由氯化钙固体残余，D错误； 故选C。 4．下列转化不能一步实现的是 A．N2→NH3　　　　　　　 B．N2→NO2 C．NO2→HNO3 D．NH4Cl→NH3 【答案】B 【解析】N2与H2在高温、高压、催化剂条件下反应生成NH3，A正确；N2与O2反应只能生成NO，NO再与O2反应才能生成NO2，B错误；NO2与H2O反应生成HNO3和NO，C正确；NH4Cl受热分解或与碱反应都可以生成NH3，D正确。 5．如图是课外活动小组的同学设计的4个喷泉实验方案，下列有关操作不可能引发喷泉的是 A.挤压装置①的胶头滴管使CCl4全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹 B.挤压装置②的胶头滴管使饱和NaHCO3溶液全部进入烧瓶，然后打开止水夹 C.用鼓气装置从装置③的a处不断鼓入空气并打开止水夹 D.在装置④的水槽中加入适量生石灰并打开止水夹 【答案】B 【解析】Cl2易溶于CCl4且易和NaOH溶液反应，烧瓶内压强减小，形成喷泉，A项不符合题意；CO2在饱和NaHCO3溶液中溶解度很小，不能形成喷泉，B符合题意；从a处鼓入空气，打开止水夹，HCl和NaCl溶液接触，因为HCl极易溶于水，导致烧瓶内压强降低，可形成喷泉，C项不符合题意；加入生石灰，生石灰和水反应放出大量的热，浓盐酸挥发，HCl进入烧瓶与NH3反应，使烧瓶内外产生较大压强差，可形成喷泉，D项不符合题意。 6．汽车排放的尾气中含有NO2，NO2是城市大气的主要污染物之一，在日光照射下，NO2发生一系列光化学烟雾的循环反应，从而不断产生O3，加重空气污染。反应过程为①2NO2―→2NO＋2O，②2NO＋O2―→2NO2，③O＋O2―→O3。下列对该反应过程及产物的叙述正确的是 A．NO2起催化作用 B．NO起催化作用 C．NO2只起氧化作用 D．O3与O2性质相同 【答案】A 【解析】由①式和②③式叠加，反应的总方程式为2O2===O3＋O，因此NO2为催化剂，由反应知NO为中间产物不起催化作用，NO2在反应①中化合价既升高，又降低，故NO2在①的反应过程中既起氧化作用，又起还原作用，故A项正确，B、C项错误；O2和O3的性质是不同的，D项错误。 7．氮和硫及其化合物对人类生存和社会发展意义重大，但氮氧化物和硫氧化物造成的环境问题也日益受到关注，下列说法正确的是 A．和均为红棕色且有刺激性气味的气体，是酸雨的主要成因 B．汽车尾气中的主要大气污染物为NO、和 C．燃料的脱硫脱氮、的回收利用和的催化转化都可以减少酸雨的产生 D．植物直接吸收利用空气中的NO和作为肥料，实现氨的固定 【答案】C 【解析】A．NO2是红棕色且有刺激性气味的气体，而SO2是无色有刺激性气味的气体，A错误；B．汽车尾气中的主要大气污染物为碳与氮的氧化物，如NOx和CO等，二氧化碳不是，B错误；C．燃料的脱硫脱氮，SO2的回收利用和NOx的催化转化都可以减少SO2、NOx的排放，从而减少酸雨的产生，C正确；D．植物可吸收土壤中的铵根离子或硝酸根离子作为肥料，不能直接吸收空气中的氮氧化物，D错误；故选C。 8．下列实验室制取氨气和氨水，并验证氨水性质的实验中，正确的是 A．制取氨气 B．吸收氨气 C．证明氨水是弱碱 D．溶解Al(OH)3 【答案】B 【解析】A．氢氧化钠和氯化铵不加热时，生成一水合氨，图中缺少酒精灯加热制备氨气，故A项错误；B．氨气极易溶于水，且图中装置吸收尾气时能防倒吸，故B项正确；C．只能说明氨水显碱性，不能证明氨水是弱碱，故C项错误；D．氢氧化铝不溶于氨水，故D项错误；故本题选B。 9．实验室利用难挥发性酸制备易挥发性酸的原理，用浓硫酸与硝石(NaNO3)反应制备HNO3反应装置如图，下列说法不正确的是 A．曲颈甑的长颈起到冷凝的作用 B．反应温度如果过高，制得的硝酸可能会呈现黄色 C．化学方程式为NaNO3+H2SO4(浓)NaHSO4+HNO3↑ D．可从实验室中选用无色透明洁净的试剂瓶盛装制得的硝酸 【答案】D 【解析】曲颈甑的长颈将挥发出的硝酸冷凝，故A正确；浓硝酸受热易分解，分解生成的二氧化氮溶解在硝酸中使其呈现黄色，故B正确；硝酸钠和浓硫酸反应可以生成硝酸和硫酸氢钠，化学方程式为NaNO3+H2SO4(浓)NaHSO4+HNO3↑，故C正确；硝酸见光易分解，应避光保存，放在棕色试剂瓶中，故D错误。 10．用下列实验装置完成对应实验，能达到实验目的的是 实验装置 实验目的 验证浓硫酸具有脱水性、氧化性 制取并收集少量氨气 实验装置 实验目的 干燥 喷泉实验 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【解析】A．浓硫酸和蔗糖常温下使得蔗糖碳化，体现浓硫酸脱水性，浓硫酸和碳发生氧化还原反应并产生二氧化硫、二氧化碳气体，可验证浓硫酸具有氧化性，A正确；B．收集氨气的试管口不能密封，应利用一团棉花堵住试管口，防止与空气发生对流，B错误；C．干燥气体，导管应长进短出，C错误；D．氯气难溶于饱和食盐水，不能形成喷泉，D错误；故选A。 11．用传感技术测定喷泉实验中的压强变化来认识喷泉实验的原理，下列说法错误的是 A．在收集氨气时，应该用向下排空气法收集 B．形成喷泉后的溶液中有三种分子和三种离子 C．封闭c前，将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近三颈烧瓶c口，有白烟产生 D．关闭a，封闭c，打开b，引发喷泉实验，三颈烧瓶内压强变化如图2，则D点时喷泉最剧烈 【答案】D 【解析】A．氨气的密度比空气小，在收集氨气时，应该用向下排空气法收集，A正确；B．形成喷泉后的溶液是氨水，含有三种分子：NH3·H2O、NH3、H2O和三种离子：NH、H+、OH-，B正确；C．封闭c前，将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近三颈烧瓶c口，有白烟氯化铵产生，C正确；D．C点时三颈烧瓶内压强最小，喷泉最剧烈，D错误；故选D。 12．下列说法不正确的是 A．装置①产生气泡后，试管内气体先变红棕色后变无色 B．图②标识表示会用到或产生有害气体、烟、雾，应开启排风扇 C．装置③可用于通过实验证明非金属性强弱：Cl > C > Si D．装置④可用于比较Na2CO3和NaHCO3的热稳定性 【答案】C 【解析】A．铜与稀硝酸在常温下缓慢反应，生成无色气体NO，与试管中空气里的O2反应，生成红棕色NO2，二氧化氮被氢氧化钠溶液吸收且O2消耗完后，试管中只生成无色气体NO，故试管内气体先变红棕色后变无色，A项正确；B．图②标识为排风标识，实验中会用到或产生有害气体，或产生烟、雾，应开启排风管道或排风扇，B项正确；C．装置③中稀盐酸与Na2CO3溶液反应生成CO2，Na2SiO3溶液中通入CO2可生成难溶的硅酸沉淀，但盐酸易挥发，挥发出的HCl也可与Na2SiO3反应生成难溶的硅酸沉淀，故不能证明非金属性的强弱，且盐酸不是氯元素最高价氧化物的水合物，C项错误；D．NaHCO3受热易分解，生成的CO2能使澄清石灰水变浑浊，Na2CO3无此现象，故可用装置④比较Na2CO3和NaHCO3的热稳定性，D项正确；答案选C。 能力提升 13．下列实验装置(部分夹持装置已略去)能达到对应实验目的是 A．实验室制取少量氨气 B．制备无水 C．探究的浓度对氢气生成速率的影响 D．探究浓度对反应速率的影响 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【解析】A．直接加热氯化铵固体不能制得氨气，氯化铵受热分解生成氨气和氯化氢，但在试管口遇冷，氨气和氯化氢会重新化合为氯化铵，实验室制取少量氨气应该是氯化铵和氢氧化钙固体加热，A不能达到实验目的；B．HCl可以防止氯化镁水解，所以在氯化氢气流中加热氯化镁晶体可以制备无水氯化镁，碱石灰能吸收氯化氢，防止污染空气，B能达到实验目的；C．硝酸与金属反应不产生氢气，C不能达到实验目的；D．高锰酸钾溶液和草酸溶液反应，根据高锰酸钾溶液褪色来确定反应所需时间，所以高锰酸钾的浓度应该相同，探究浓度对反应速率的影响，应控制草酸浓度不同，D不能达到实验目的；故选B。 14．为探究氨及铵盐性质，将NH4Cl晶体装入如图所示T形三通管两端，进行微型实验。下列说法错误的是 A．轻轻挤压任一乳胶头，若蒸馏水中有气泡冒出，则装置气密性良好 B．同时点燃两个酒精灯后，两端湿润的pH试纸均变蓝 C．实验过程中竖直支管上方会出现白烟 D．停止加热后可以交替挤压两边乳胶头，使气体更充分吸收，减少污染 【答案】B 【解析】A．整套装置是密闭体系，若装置气密性良好，轻轻挤压任一乳胶头，则蒸馏水中有气泡冒出，故A正确；B．pH试纸遇酸变红，遇碱变蓝，氯化铵受热分解生成氨气和HCl，左边氯化钙会吸收氨气，右边NaOH会吸收HCl，因此同时点燃两个酒精灯后，左端pH试纸变红，右边pH试纸变蓝，故B错误；C．竖直支管上方同时有氨气和HCl，两者相遇变为氯化铵，因此实验过程中竖直支管上方会出现白烟，故C正确；D．停止加热后，不断交替挤压两边乳胶头，增大压强，将残余的气体全部赶入到蒸馏水中被吸收，减少污染，故D正确。 15．研究氮及其化合物的性质，可以有效改善人类的生存环境。氮及其化合物的“价态­类别”二维图如下，b是红棕色气体。下列说法不正确的是 A．工业上以a、空气和水为原料生产硝酸 B．由b→NO，必须加入还原剂才能实现转化 C．由a→N2，从原理上看，a可与NO反应实现 D．氮的固定是将大气中游离的氮转化成氮的化合物的过程 【答案】B 【解析】a是氮的氢化物，且N为－3价，a为NH3。b为氮的氧化物，N为＋4价且为红棕色气体，b为NO2。c为酸，N为＋5价，c为HNO3。工业上NH3与氧气反应生成NO，NO与O2反应生成NO2，最后NO2与水反应生成硝酸，A正确；NO2转化为NO，NO2既可以是氧化剂也可以是还原剂，如3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，不一定必须加入还原剂，B错误；NH3转化为N2，N失电子为还原剂，NO转化为N2，N得电子为氧化剂，从原理上看，NH3可与NO反应生成氮气，C正确；氮的固定是将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程，D正确。 16．某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL，平均分成两份。向第一份中逐渐加入铜粉，最多能溶解9.6 g。向第二份中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图所示(已知硝酸只被还原为NO)。下列分析或结果错误的是 A．向第一份溶液中加入NaNO3可以溶解更多的铜粉 B．OA段产生的气体是NO，BC段产生的气体是H2 C．AB段发生的反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋ D．原混合酸中H2SO4浓度为1.25 mol/L 【答案】D 【解析】由3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，Fe＋NO＋4H＋===Fe3＋＋NO↑＋2H2O可知，两反应中NO和H＋均按1∶4反应的，第二份溶液中NO完全消耗掉，H＋过量，故向第一份溶液中加入NaNO3可以溶解更多的铜粉，A正确；OA段产生的气体是NO，BC段产生的气体是H2，B正确；AB段发生的反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，C正确；反应消耗14 g铁，即＝0.25 mol，所有的铁都在硫酸亚铁中，根据硫酸根离子守恒，则每份含硫酸0.25 mol，故硫酸的浓度为＝2.5 mol/L，D错误。17．下图表示铁与不同浓度硝酸反应时，各种还原产物的相对含量与硝酸溶液浓度的关系，则下列说法不正确的是 A．一般来说，硝酸与铁反应的还原产物不是单一的 B．用一定量的铁粉与1 L 9.75 mol·L－1 HNO3溶液反应得到标准状况下气体2.24 L，则参加反应的硝酸的物质的量为0.1 mol C．硝酸的浓度越大，其还原产物中价态越高的成分越多 D．当硝酸浓度为9.75 mol·L－1时还原产物是NO、NO2、N2O，且其物质的量之比为5∶3∶1 【答案】B 【解析】根据图象可知硝酸的还原产物有多种，A正确；参加反应的硝酸包括被还原的和显酸性的，参加反应的硝酸的物质的量大于0.1 mol，B错误；根据图象可知随着硝酸浓度的升高，NO2的含量增大，这说明硝酸的浓度越大，其还原产物中价态越高的成分越多，C正确；据图象知硝酸浓度为9.75 mol·L－1时还原产物是NO、NO2、N2O，且其物质的量之比为10∶6∶2＝5∶3∶1，D正确。 18．小组同学探究和物质的反应，实验如下 装置 序号 物质A 实验现象 ① 0.6mol/LFe(NO3)3溶液(调pH=1) 铜粉溶解，溶液变为深棕色[经检验含Fe(NO)2+] ② 0.6mol/LFeCl3溶液(调pH=1) 铜粉溶解，溶液变为蓝绿色 ③ 1.8mol/LNaNO3溶液(调pH=1) 无明显变化 已知：Fe(NO)2+中各元素的化合价为：铁元素+2；氮元素+2；氧元素-2. 下列解析不正确的是 A．②中铜粉溶解的原因：Cu+2Fe3+ = Cu2++2Fe2+ B．①中产生NO的原因：pH=1时Cu直接将NO还原为NO C．若向③中加入FeSO4固体，推测铜粉可能会溶解 D．①②③现象的差异与物质氧化性(或还原性)强弱有关 【答案】B 【解析】A．Cu和FeCl3溶液反应生成FeCl2和CuCl2，反应的离子方程式为Cu+2Fe3+ = Cu2++2Fe2+，A项正确；B．①中反应后溶液经检验含Fe(NO)2+，说明加入铜粉后铜与铁离子反应生成蓝色铜离子和绿色亚铁离子，酸性条件下亚铁离子与硝酸根离子反应产生NO，B项错误；C．若向③中加入FeSO4固体，因酸性条件下亚铁离子与硝酸根离子发生氧化还原反应生成铁离子，产生了硝酸铁，根据实验①的条件，推测铜粉会溶解，C项正确；D．Fe3+、NO(H+)具有氧化性，Fe2+具有还原性，则①②③现象的差异与物质氧化性(或还原性)强弱有关，D项正确；答案选B。 19．过氧化钙是一种白色固体，微溶于冷水，不溶于乙醇，化学性质与过氧化钠类似。某学习小组设计在碱性环境中利用CaCl2与H2O2反应制取CaO2·8H2O，装置如下图1所示： 图1 图2 回答下列问题： （1）仪器X的主要作用除导气外，还具有的作用是 ，实验在冰水浴中进行的原因是 。 （2）实验时，在三颈烧瓶中析出CaO2·8H2O晶体，总反应的离子方程式为 。 （3）过氧化钙在空气中久置会变质，实验小组设计实验测定久置过氧化钙样品中碳酸钙的含量，实验方案如下： ①如上图2所示，连接好装置，检查装置气密性； ②称量20g样品置于烧杯中，加入适量水混合，待其充分反应后，将烧杯中全部溶液和固体倒入图中烧瓶内，向分液漏斗中加入足量稀盐酸待用； ③将量气管液面调节到“0”刻度，并使量气管内液面与油层相平，打开止水夹和分液漏斗活塞； ④反应结束后，冷却至室温，向下移动量气管至量气管内的液面与油层液面相平，读出气体体积； ⑤查得CO2的密度，计算样品中碳酸钙的质量分数。 图中橡皮管的作用为：a．消除液体滴下对气体体积造成的误差；b． 。油层的作用为 ，油层上方留有空气，会使测量结果 (填“偏大”、“偏小”或“不受影响”)。反应结束后，测得量气管读数为1120mL，根据该条件下CO2的密度得知生成CO2的质量为2.2g。样品中碳酸钙的质量分数为 。 【答案】（1）防止三颈烧瓶中溶液发生倒吸 防止温度过高H2O2分解、有利于晶体析出 （2）Ca2++H2O2+2NH3+8H2O=CaO2·8H2O↓+2NH （3）便于移动量气管至量气管内的液面与油层液面相平 隔绝水和CO2，防止CO2溶于水 不受影响 25% 【解析】本实验在碱性环境中利用CaCl2与H2O2反应制取CaO2·8H2O，通入氨气使溶液呈碱性，反应原理为Ca2++H2O2+2NH3+8H2O=CaO2·8H2O↓+2NH；过氧化钙在空气中久置会变质，为测定过氧化钙样品中碳酸钙的含量，先将样品放入烧杯溶于水，发生反应2CaO2+2H2O=2Ca(OH)2+ O2↑，将烧杯中全部溶液和固体倒入图中烧瓶内，滴入足量盐酸，发生反应CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑，利用生成二氧化碳的体积去计算样品中碳酸钙的质量分数。（1）氨气易溶于水，导致装置中气压降低，容易发生倒吸，仪器X的体积大，除导气外，还可防止三颈烧瓶中溶液发生倒吸；冰水浴可防止温度过高H2O2分解、有利于晶体析出。 （2）应为氨气、过氧化氢和氯化钙，生成过氧化钙和氯化铵，离子方程式为Ca2++H2O2+2NH3+8H2O= CaO2·8H2O↓+2NH。 （3）图中分液漏斗连接的橡皮管的作用为：a．消除液体滴下对气体体积造成的误差；量气管连接的橡皮管的作用为：b．便于移动量气管至量气管内的液面与油层液面相平；油的密度小于水，在上层，则油层的作用为：隔绝水和CO2，防止CO2溶于水；该实验利用的是排液量气法，因此油层上方留有空气，不会影响测量结果；2.2gCO2的物质的量为 2.2g/(44g/mol)=0.05mol，根据碳守恒可知，m(CaCO3)=0.05mol×100g/mol=5g，样品中碳酸钙的质量分数为(5g/20g)×100%=25%。 20．含氮化合物对生态环境和人类健康都有一定的影响，必须采取相应的措施来治理或加以控制。 （1）生物硝化反硝化法可将酸性废水中的氨氮转化为氮气，其原理如图1所示。 ①每处理含1mol NH的酸性废水，理论上消耗CH3OH的物质的量为 。 ②上述生物硝化反硝化法的优点是 。 （2）折点加氯法是将次氯酸钠投入废水中，将废水中的氨氮转化为N2的化学脱氮工艺。设定反应温度为25 ℃，向含NH的酸性废水中投加NaClO时，NH浓度、氯胺（NH2Cl）浓度与投入的NaClO溶液体积的关系如图2所示。 ①在酸性废水中，投入的NaClO在0～0.7 mL过程中发生的反应为NH＋HClO=NH2Cl＋H2O＋H＋。投入量在0.7～1.0 mL的过程中反应的离子方程式为 。 ②实验证明，弱酸性有助于提高废水中氮的脱除率，其原因是 。 （3）腌制食品中亚硝酸盐允许残留量（以NaNO2计）≤30 mg·kg-1。为测定某咸菜中亚硝酸盐的残留量，取0.3 kg咸菜榨汁，经处理得无色溶液，将所得溶液转移至250 mL容量瓶并定容。取出25 mL溶液置于锥形瓶中，加入盐酸调节pH，再滴加KI至过量，待反应完成后用0.0010 mol·L-1 Na2S2O3标准液滴定，共消耗体积为12.00 mL。则该市售咸菜的亚硝酸盐残留量是否符合安全标准 。（写出计算过程） （已知：2NO＋4H＋＋2I-=2NO↑＋I2＋2H2O；I2＋2Na2S2O3=2NaI＋Na2S4O6） 【答案】（1） 0.83mol（或5/6mol） 不产生二次污染 （2） 2NH2Cl＋HClO=N2↑＋3Cl-＋3H＋＋H2O或2NH2Cl＋ClO-=N2↑＋3Cl-＋2H＋＋H2O 酸性条件下，ClO-可转化为HClO，氧化性增强 （3）关系式：2NO～I2～2Na2S2O3，n（Na2S2O3）=0.0010 mol·L-1×12.00×10-3L=1.2×10-5 mol，n（NaNO2）=n（NO）=n（Na2S2O3）=1.2×10-5 mol×250mL/25mL=1.2×10-4 mol，亚硝酸盐残留量==27.6 mg·kg-1，27.6mg·kg-1<30mg·kg-1，符合安全标准 【解析】（1）①根据氮守恒，1mol NH转化成1mol NO，1mol NO转化成N2得到5 mol电子，1mol CH3OH转化为二氧化碳失去6 mol电子，故每处理1mol NH需要消耗5/6mol CH3OH； ②观察题图1可知，最终产物为氮气和二氧化碳，不会产生二次污染； （2）①折点加氯法是将次氯酸钠投入废水中，将废水中的氨氮转化为N2的化学脱氮工艺，说明终产物为氮气，投入量在0.7～1.0 mL的过程中NH2Cl减少，故第二步反应为2NH2Cl＋HClO=N2↑＋3Cl-＋3H＋＋H2O； ②实验证明，弱酸性有助于提高废水中氮的脱除率，其原因是酸性条件下，ClO-可转化为HClO，氧化性增强； （3）设NO的物质的量为n，根据题意可知： n（NaNO2）=n（NO）=n（Na2S2O3）=1.2×10-5 mol×=250mL/25mL1.2×10-4 mol 亚硝酸盐残留量==27.6 mg·kg-1，27.6 mg·kg-1<30 mg·kg-1，故符合安全标准。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $