第二节 氮及其化合物（举一反三专项训练，浙江专用）【上好课】化学人教版必修第二册

第二节　氮及其化合物 题型01 氮气的结构和性质 题型02 氮的氧化物性质比较 题型03 氮的氧化物有关计算 题型04 氨的结构和性质 题型05 喷泉实验原理  题型06 氨的实验室制法 题型07 铵盐的结构和检验 题型08 硝酸的性质和应用 题型09 硝酸与金属反应的相关计算 题型10 含氮物质的转化 题型01 氮气的结构和性质 1．氮元素的原子结构和性质 (1)氮元素的原子结构 氮元素位于元素周期表的第_________周期第_________族，氮原子的原子结构示意图：_________,氮原子最外层有_______个电子，既不容易得到_______个电子，也不容易失去_______个电子。氮原子一般通过_________与其他原子相互结合构成物质。 (2)氮元素在自然界中的存在 ①游离态：主要以_________的形式存在于空气中，约占_________ (体积分数)。 ②化合态：存在于动植物体内的_________中，土壤、海洋的_______盐和_______盐中。 2．氮气 (1)结构： ①分子式：_______ ②电子式：______________ ③结构式：_____________ ④球棍模型： (2)物理性质 通常情况下，氮气是_______色、_______的气体，密度比空气的_______，_______溶于水(体积比=1：0.02)，在压强为101KPa下，氮气在—195.8℃时变成______________，氮气分子在—209.9℃时变成______________。 (3)化学性质 氮分子内两个氮原子间以__________________结合，断开该化学键需要_______的能量，所以氮气的化学性质很_______，通常情况下_______与其他物质发生化学反应，但在_______、_______等条件下，氮气也可以与镁、氢气、氧气等物质发生化合反应。 写出氮气与下列物质反应的化学方程式。 ①金属镁：_______________________________； ②氢气：______________________________； ③氧气：______________________________ (闪电、汽车引擎中发生的反应)。 3．氮的固定 (1)含义：将大气中_______的氮转化为______________的过程。 (2)分类： ①自然固氮：_______固氮(大自然通过_______释放能量将氮气转化为含氮的_______物)；_______固氮(通过豆科植物的______________将氮气转化为_______)。 ②人工固氮：合成_______ (工业上______________)；_______固氮(某些金属有机化合物可起到______________的作用)。 【典例1】(2025·浙江省绍兴一中高一质检)N2是空气的重要组成部分，因此有科学家根据蒸汽机的原理，设计制造出液氮蒸汽机，即利用液态氮的蒸发来驱动机车，从而达到环境保护的目的。其主要依据是( ) A．液态氮的沸点为-195.8 ℃，远低于常温 B．N2在空气中燃烧放热 C．N2与H2反应放热 D．N2在空气中约占78%(体积分数) 【变式1-1】(2025·浙江省杭州师大附中高一检测)下列关于氮元素说法中，正确的是( ) A．由 NH3制尿素属于人工固氮 B．闪电时，大气中氮的氧化物的生成属于氮的固定 C．氮元素在自然界只有游离态 D．从空气中分离出N2属于人工固氮 【变式1-2】下列过程属于自然固氮的是 A．氮气和氢气反应合成氨 B．氨气催化氧化生成一氧化氮 C．镁条在氮气中燃烧生成氮化镁 D．豆科植物的根瘤菌将氮气转化为氨 【变式1-3】(2025·浙江省义乌中学高一月考)氮气进入超导试验、麻醉等领域，是应用了氮气性质中的(　　) A．能与氢气反应 B．高温下能与金属反应 C．沸点低 D．密度与空气接近 题型02 氮的氧化物性质比较 1．不同价态氮的氧化物 氧化物 _______ _______ N2O3 NO2 N2O4 ______ 对应氮的化合价 ＋1 ＋2 ______ ______ ______ ＋5 2．NO和NO2 物质 NO NO2 物理性质 颜色 ______色 ______色 毒性 有毒 有毒 溶解性 ______于水 ______于水 化学性质 与O2反应 2NO＋O2===2NO2 与H2O反应 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 对人体或环境的影响 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 【易错警示】 (1)因为水溶液中发生反应3NO2+H2O=2HNO3+NO，所以无论何种情况下水溶液中不会剩余NO2。 (2)NO只能用排水法收集，不能用排空气法收集；而NO2只能用向上排空气法收集，不能用排水法收集。 (3)验证某无色气体是NO的方法是向无色气体中通入O2(或空气)，无色气体变为红棕色。 【典例2】下列说法正确的是( ) A．实验室能用排空气法收集N2、NO和NO2 B．合成氨反应属于高能固氮 C．除去NO中的NO2气体可以使混合气体通过蒸馏水 D．NO、NO2、N2O3、N2O5都属于酸性氧化物 【变式2-1】(2024·浙江温州高一期末)可生成硝酸的酸性氧化物的分子式是( ) A．HNO3 B．NO2 C．N2O5 D．NO 【变式2-2】(2024•浙江宁波高一下开学考试)下列对NO和NO2的描述正确的是(　　) A．NO2与水的反应中，NO2既是氧化剂又是还原剂 B．NO是无色气体，可用向上排空气法收集 C．NO2可由N2和O2直接化合得到 D．从元素化合价角度看，NO只有还原性 【变式2-3】下列关于一氧化氮的叙述正确的是(　　) A．一氧化氮是一种红棕色气体 B．常温常压下，一氧化氮不能与空气中的氧气直接化合 C．一氧化氮可由氮气和氧气在放电条件下直接化合得到 D．一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集 题型03 氮的氧化物有关计算 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 V(NO2):V(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 V(NO):V(O2) 4．NO2、NO、O2三种混合气体通入水中： (1)可先将NO和O2转化为NO2，再按上述各种情况分别处理。 (2)也可先将NO2和H2O反应转化为NO，再按4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3情况处理。 【易错警示】 无论是单一气体(NO2)，还是NO、NO2、O2中的两者的混合气体，反应的实质是3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，2NO＋O2===2NO2，故若有气体剩余只能是NO或O2，不可能是NO2。 【典例3】有一倒置于水槽且装满水的容器，向其中依次通入一定体积的NO2、NO和O2，充分反应后，若容器中仍充满溶液，则通入的NO2、NO和O2的体积比可能是( ) A．1∶1∶2 B．4∶3∶2 C．4∶16∶13 D．4∶3∶4 【变式3-1】室温下，将充满红棕色NO2的试管倒立在水中，12s时试管中只剩余无色气体，实验现象如图所示。下列分析正确的是( ) A．NO2易溶于水，12s时试管中液体为红棕色 B．试管中剩余的无色气体是NO，占试管体积的 C．向试管中通入一定量的O2，最终试管中的气体占试管体积的 D．取试管中的溶液，向其中加入少量CuO粉末，溶液显蓝色 【变式3-2】将盛8mL一氧化氮和18mL二氧化氮混合气体的烧瓶倒置于水中，通入一定量的氧气，完全反应后，剩余气体体积为2mL，且该气体不支持燃烧，则充入的氧气的体积为( ) A．6mL B．9mL C．10mL D．12mL 【变式3-3】(2026•浙江江山中学高一质检)在标准状况下，将O2和NO2按1∶4体积比充满干燥烧瓶，把烧瓶倒置于水中，瓶内液体逐渐上升，假设烧瓶内溶液不扩散，最终烧瓶内溶液里溶质的物质的量浓度为(　　) A． mol·L－1 B． mol·L－1 C． mol·L－1 D． mol·L－1 题型04 氨的结构和性质 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 __________ __________ 2．物理性质 (1)氨是一种________色、有__________气味的气体，密度比空气的________。氨在加压下容易液化，液化时________。液氨汽化时____________________，使周围温度__________，因此工业上可作__________。 (2)氨是一种________溶于水的气体，常温常压下，1体积水大约可溶解________体积的氨气。 3．氨的化学性质 (1)氨与水的反应 氨的水溶液俗称氨水，显________性，反应的方程式为_______________________________。 a.氨溶于水得氨水，氨水是________物，溶液中存在的微粒有三种分子：_____________________；三种离子：_______________________。 b.NH3·H2O为可溶性________碱，具有碱的通性。氨水可使紫色石蕊试液变________，故常用湿润的________色石蕊试纸检验NH3的存在。 c.NH3·H2O不稳定，易分解：_______________________________。 (2)氨与酸的反应 两根分别蘸取浓氨水和浓盐酸或浓硝酸的玻璃棒，靠近时，产生_______________，反应方程式为：NH3＋HCl=== __________ (________烟)或NH3+HNO3= __________ (________烟)。 2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4 (3)与盐溶液的反应，一般生成难溶的碱， ①氯化铁溶液与氨水反应的离子方程式：Fe3++3NH3·H2O== ___________________ ②AlCl3与过量氨水反应的离子方程式：Al3＋＋3NH3·H2O=== __________________。 (4)氨的还原性 ①氨的催化氧化，反应化学方程式：4NH3＋5O2_______________，NH3在反应中作_____________。 应用：工业上制取________。 ②氨在加热条件下和氧化铜反应生成铜和氮气，反应的化学方程式为2NH3＋3CuO_______________ (用于实验室制少量________)。 4．氨的用途 ①氨是________工业，有机合成工业，制造________、铵盐和________的原料。 ②NH3易液化，当液态NH3汽化时要吸收大量的热，使周围温度急剧降低，因此，液氨常用作________。 【易错警示】 (1)NH3是中学化学中唯一的碱性气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，可在推断题中作为解题突破口。 (2)氨水呈碱性，NH3·H2O属于一元弱碱，计算氨水的浓度时，溶质按NH3进行计算。 (3)氨水与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+。 【典例4】(2026·浙江宁波高一期中)按如图所示装置(夹持及加热装置略)进行实验：先推动注射器①的活塞将浓氨水注入左侧弯管，待气球膨胀后，向上拉动注射器②的活塞。下列叙述错误的是( ) A．a处的反应为NH3·H2O＋CaO2=Ca(OH)2＋NH3↑ B．裹有试剂的脱脂棉用于干燥NH3，其中试剂为P2O5 C．注射器②中可观察到有白烟生成 D．加热b处，固体表面由黑变红，说明NH3具有还原性 【变式4-1】下列关于氨水的叙述正确的是( ) A．氨水显碱性，能使酚酞溶液变蓝 B．氨水和液氨成分相同 C．氨水中物质的量浓度最大的粒子是NH3(除水外) D．1mol·L-1的氨水指在1L溶液中含NH3、NH3·H2O、NH4+物质的量之和为1mol 【变式4-2】(2025·浙江金华高一期中)氨是一种重要的化工产品，又是一种重要的化工原料。下图为合成氨以及氨制硝酸的流程示意图。下列说法不正确的是( ) A．物质是氧气，工业上可直接采用通空气 B．为避免氮氧化物污染环境，可采用Na2CO3溶液吸收尾气 C．在联合制碱法中，采取先通氨气后通二氧化碳，目的是提高氨气的转化率 D．合成氨是一种人工固氮 【变式4-3】(2026·浙江嘉兴高一期末)硝酸是一种重要的化工原料，某工厂制硝酸的流程如图所示。 (1)上述转化中，属于氮的固定的反应是_________(填“i”、“ii”或“iii”)。 (2)NH3的结构式为_________。 (3)“吸收塔”中发生的反应为4NO+3O2+2H2O=4HNO3，请用双线桥表示该反应的电子转移情况_________。 1.喷泉实验的原理 使烧瓶内外在短时间内产生较大的压强差，利用大气压将烧瓶下面烧杯中的液体压入烧瓶内，在尖嘴导管口形成喷泉。 2.形成喷泉的类型 下面是几种常见的能形成喷泉的气体和液体。 气体 HCl NH3 CO2、Cl2、SO2、H2S NO2＋O2(4∶1) NO＋O2(4∶3) 吸收剂 水、NaOH溶液 水 NaOH溶液 水 水 3.喷泉实验的常见装置 说明：装置①引发喷泉的方法是打开弹簧夹并挤压胶头滴管；装置②引发喷泉的方法是打开止水夹，用热毛巾或双手捂热烧瓶，松开后片刻即形成喷泉现象。 4.喷泉实验的有关计算 ①实验完成后，溶液充满烧瓶，溶质的物质的量与气体的物质的量相同(由体积换算确定)。 标况下若烧瓶体积为V L，则有V(aq)＝V L，nB＝，cB＝＝＝ mol·L－1。 ②若溶质由部分气体转化而成，则依实际情况判断。如标准状况下，总体积为V L的NO2与O2按4∶1混合后做喷泉实验，发生的反应为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，则有V(aq)＝V L，nB＝×，cB＝＝ mol·L－1。 【方法技巧】 喷泉实验的原理在于使容器内外产生较大压强差，方法有： (1)减小内压法：如图Ⅰ所示。 烧瓶内气体与液体接触→气体溶解或发生化学反应→烧瓶内压强减小→烧杯中液体迅速进入烧瓶形成喷泉。 (2)增大外压法：如图Ⅱ所示。 锥形瓶内液体挥发或发生化学反应产生气体→锥形瓶内压强增大→锥形瓶内液体迅速进入烧瓶形成喷泉。如喷雾器、人造喷泉、火山喷发等均是此原理。 【典例5】(2026·浙江强基联盟高一联考)某化学兴趣小组用图甲所示装置探究实验中三颈烧瓶内的压强变化。图甲中的三颈烧瓶收集满氨气后关闭K1，用在冰水中浸泡后的湿毛巾覆盖在三颈烧瓶上，50s时拿走毛巾并打开K2，整个过程中测得三颈烧瓶内压强变化曲线如图乙所示。下列说法正确的是( ) A．滴加试剂a，只需打开分液漏斗的玻璃旋塞 B．20s时三颈烧瓶内气体压强最大，喷泉现象最明显 C．20~50s三颈烧瓶内压强减小是NH3和水生成NH3·H2O导致 D．用热水浸泡的湿毛巾替换冰水浸泡的湿毛巾，也可观察到喷泉现象 【变式5-1】利用如图所示装置可以做喷泉实验。下列有关说法错误的是( ) A．圆底烧瓶要干燥 B．产生喷泉现象时，烧瓶内的压强大于大气压 C．若烧瓶内充满氨气，实验后烧瓶中所得氨水的浓度是mol/L(假设在标准状况下完成实验) D．烧瓶内充满SO2，胶头滴管和烧杯中加入浓碱液也可能形成喷泉 【变式5-2】如图装置中，干燥烧瓶内盛有某种气体，烧杯和胶头滴管内盛放某种溶液。挤压胶头滴管的胶头，打开活塞K，下列与实验事实相符的是( ) A．CO2(浓NaOH溶液)：无色喷泉 B．NH3(H2O含石蕊)：红色喷泉 C．SO2(浓NaOH溶液)：红色喷泉 D．HCl(H2O含石蕊)：白色喷泉 【变式5-3】(2024•浙江省义乌市高一期末)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现象的是( ) A．图甲中挤压胶头滴管使管内的溶液全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹 B．图乙中用热毛巾捂住圆底烧瓶底部并打开止水夹 C．图丙中用鼓气装置从装置的a处鼓入适量氨气并打开止水夹 D．图丁中向装置的水槽中慢慢加入足量生石灰并打开止水夹 题型06 氨的实验室制法 1．原理：2NH4Cl＋Ca(OH)2 ____________________________。 2．装置 (1)发生装置：固体＋固体气体，与实验室利用氯酸钾和二氧化锰加热制取氧气的装置相同。 (2)净化装置：通常用________干燥氨气，不能用五氧化二磷、浓硫酸和无水氯化钙干燥。 3．收集方法：向下排空气法收集，试管口塞一团疏松的棉花团，目的是防止氨气与空气形成对流，以收集到较纯净的氨气。 4．验满方法 (1)方法一：用镊子夹住一片________________试纸放在试管口，若试纸变________，说明已经收集满。 (2)方法二：用蘸取浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，若有________生成，说明已经收集满。 3．尾气处理：多余的氨气要吸收掉(可在导管口放一团用水或 稀硫酸 浸润的棉花球)以避免污染空气。在吸收时要防止倒吸 ，常采用的装置如图所示： 【归纳总结】 实验室快速制氨气的方法 (1)加热浓氨水法：NH3·H2O不稳定，受热易分解生成NH3：NH3·H2ONH3↑＋H2O，故可直接加热浓氨水制备NH3。 (2)浓氨水加固体NaOH(或生石灰、碱石灰)法：固体NaOH溶于水放出大量的热，会促使氨水分解，而生石灰可与水反应生成Ca(OH)2，同时反应放热，也会促使氨水分解，故可在常温下向固体NaOH或CaO中滴加浓氨水来制备NH3。 【典例6】(2025·浙江杭州一模)下列有关的实验，合理的是( ) A．制取较多氨气 B．干燥氨气 C．收集氨气 D．吸收氨气且防倒吸 【变式6-1】如图是实验室制取氨气的装置图，下列说法正确的是( ) A．实验室制取氨气的化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2=CaCl2＋2NH3↑＋2H2O B．采用向下排空气法收集氨气的原因是其密度比空气的大 C．装置中棉花的作用是防止氨与试管内的空气对流 D．可以用碱石灰吸收多余的尾气 【变式6-2】NH3是氮的重要化合物，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6-3】实验室制取并收集NH3，下列实验装置和操作不能达到实验目的的是( ) A．用装置甲制取NH3 B．用装置乙干燥NH3 C．用装置丙收集NH3 D．用操作丁检验NH3是否已收集满 题型07 铵盐的结构和检验 1．铵盐及物理性质 (1)铵盐的概念：____________与________________形成的化合物，农业上常用的铵态氮肥，如NH4HCO3、(NH4)2SO4、NH4NO3等都属于铵盐。 (2)物理性质：绝大多数铵盐是________色或________色晶体，都________于水。 2．铵盐的不稳定性 NH4Cl、NH4HCO3受热分解：NH4Cl ______________、 NH4HCO3 ______________________ 3．与碱的反应 (1)固体反应：NH4Cl与NaOH反应的化学方程式为：NH4Cl＋NaOH _______________________ (2)稀溶液中铵盐与强碱反应的离子方程式(加热)：NH4+＋OH－ ______________ (3)稀溶液中铵盐与强碱反应的离子方程式(不加热)：NH4+＋OH－=== ______________ 4．铵盐与碱反应的应用 (1)检验NH4+：待测液中加NaOH溶液并加热，用湿润的________________试纸放置于试管口，若试纸变______，说明溶液中含NH4+。 (2)实验室制备NH3。 【拓展视野】 硝酸铵的分解有四种情况： ①110℃时分解：NH4NO3＝HNO3＋NH3↑ ②185℃～200℃分解：NH4NO3＝N2O↑＋2H2O ③230℃以上，同时有弱光：2NH4NO3=2N2↑+O2↑+4H2O ④在400℃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 【典例7】下列有关氨和铵盐的叙述正确的是( ) A．NH4Cl中含有少量的I2可通过加热的方法除去 B．NH3易液化，液化时要吸收周围大量热，液氨常用作制冷剂 C．检验NH时，试样中加入NaOH溶液微热，用湿润的蓝色石蕊试纸检验生成的气体 D．加热NH4HCO3固体，观察到固体逐渐减少，试管口有液滴产生，说明NH4HCO3具有热不稳定性 【变式7-1】下列离子方程式正确的是( ) A．硫酸铵溶液与氢氧化钡溶液共热：NH4++OH－NH3↑+H2O B．氯化铵溶液中加入稀氢氧化钠溶液，加热：NH4++OH－NH3·H2O C．氨水与盐酸反应：NH3·H2O+H+NH4++H2O D．氨水中通入过量二氧化碳：2NH3·H2O+CO22NH4++CO32－+H2O 【变式7-2】下列关于氨气、氨水和铵盐的叙述正确的是( ) A．NH3易液化，液氨常用作制冷剂 B．实验室常用向上排空气法收集氨气 C．氨水中只含有NH3和H2O两种分子 D．铵盐较稳定，不怕风吹雨打日晒，可露天贮存 【变式7-3】某工厂用硫酸处理氨气尾气，得到铵盐(不同批次得到a，b，c三种不同的铵盐)。称取不同质量的铵盐，加入到1L0.1mol/LNaOH溶液中并加热，收集氨气(NH3)，得到如下氨气物质的量与铵盐的关系图。提示：加热条件下NH4++OH-=NH3+H2O 下列叙述不正确的是( ) A．a对应的是(NH4)2SO4 B．b对应的是(NH4)2SO4和NH4HSO4的混合铵盐 C．c对应的是NH4HSO4，生成NH3物质的量为0.1mol D．质量相同的b和c铵盐，加入足量NaOH溶液中并加热，得到氨气物质的量不同 题型08 硝酸的性质和应用 1．物理性质 硝酸是________色，________挥发，具有________气味的液体，________溶于水。浓硝酸常因为溶解有________而呈黄色。质量分数为________的硝酸为常用浓硝酸。98%以上的硝酸称之为________硝酸。 2．化学性质 (1)酸性：属于强酸，具有酸的通性 如CaCO3与HNO3反应的化学方程式为： CaCO3＋2HNO3(稀)=== ________________________ (2)不稳定性：4HNO3________________________ (3)强氧化性 ①硝酸与金属的反应 除Au、Pt等少数金属外，硝酸几乎可以氧化所有的金属。 Cu＋4HNO3(浓)=== ________________________ 3Cu＋8HNO3(稀)=== ________________________ ②硝酸与非金属的反应 C＋4HNO3(浓) ________________________ (4)王水 浓硝酸和浓盐酸的混合物(体积比为________)叫做王水 ，能使一些不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解。 注意：常温下浓硝酸、浓硫酸能使Fe、Al发生________ (化学变化，在金属表面上生成一层致密氧化膜)。 3．工业制硝酸的反应原理 (1)制备流程 (2)反应原理 N2＋3H22NH3 4NH3＋5O24NO＋6H2O 2NO＋O2===2NO2 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 【易错警示】 (1)由于HNO3中的+5价氮元素有很强的得电子能力，在硝酸参与的氧化还原反应中，几乎全部是+5价氮被还原，故硝酸具有强氧化性。硝酸无论浓、稀都有强氧化性，而且浓度越大，氧化性越强。 (2)浓硝酸能使紫色石蕊试液先变红，后褪色。 (3)金属与HNO3反应一般不生成H2，浓HNO3一般被还原为NO2，稀HNO3一般被还原为NO，极稀HNO3可被还原成NH3，生成NH4NO3等。 (4)钝化：常温时，冷的浓硝酸、浓硫酸可使铝、铁表面生成致密的氧化膜，阻止酸与金属的进一步反应，这种现象叫钝化。钝化其实也是硝酸强氧化性的表现，利用金属Al和Fe的这种性质，我们可以用Al或Fe制的容器来盛装浓硫酸或浓硝酸。当加热时，铁、铝会与浓HNO3或浓H2SO4发生反应。 【典例8】(2026·浙江台州高一期末)下图实验装置用于探究铜与浓、稀硝酸反应(夹持装置已省略)，下列说法不正确的是( ) A．关闭止水夹1，打开止水夹2，适当向外拉动针管Ⅰ，仪器B中Cu粉与浓硝酸反应 B．仪器B中，铜与浓硝酸反应产生气体会将液体压回试管，适当拉动针管Ⅱ可以进行尾气处理 C．关闭止水夹2，打开止水夹1，拉动针管Ⅰ，然后关闭止水夹1，打开止水夹2，推动针管Ⅰ，重复上述操作多次可得到稀硝酸 D．烧杯A中使用热蒸馏水的目的是加快后续反应 【变式8-1】(2026·浙江宁波高中教研联合体高一期中)在反应3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O中，硝酸体现的性质是( ) A．只有氧化性 B．只有酸性 C．既有氧化性又有酸性 D．既无氧化性又无酸性 【变式8-2】(2026·浙江杭州高一期中)关于铜与浓硝酸的反应，下列说法不正确的是( ) A．Cu(NO3)2是氧化产物 B．生成0.2mol NO2时转移电子数为1.204×1023 C．硝酸既体现氧化性又体现酸性 D．氧化剂与还原剂的物质的量之比为4：1 【变式8-3】(2026·浙江杭州高一期末)硝酸是重要的化工原料，工业上以氨为原料制硝酸，反应流程如下图所示： (1)写出反应I的化学方程式：___________。 (2)写出反应III的离子方程式：___________。 (3)常温下，盛装制得的浓硝酸，可选择___________(填序号)作为罐体材料(可多选)。 A．铜    B．铁    C．铝 (4)现欲用15mol·L-1 HNO3溶液配制480mL、1mol·L-1 HNO3溶液时，要用到的仪器除烧杯、玻璃棒、量筒外，还必须使用的玻璃仪器有___________。 题型09 硝酸与金属反应的相关计算 (1)原子守恒法 反应前所有的N只存在于HNO3中，反应后含N的物质有HNO3的还原产物(假设有NO2、NO)和M(NO3)x，若HNO3过量，则过量HNO3中也含N，则有n(N)＝n(NO2)＋n(NO)＋xn[M(NO3)x]＋n剩(HNO3)。 (2)得失电子守恒法(以Cu和少量浓硝酸反应为例) 反应中失去电子的是参加反应的Cu，Cu－2e－→Cu2＋；得到电子的是被还原的HNO3(假设还原产物为NO2、NO)，NO＋e－―→NO2、NO＋3e－―→NO。根据得失电子守恒，则有2n(Cu)＝n(NO2)＋3n(NO)。若将生成的氮的氧化物与一定量的氧气共同通入水中，氮的氧化物完全生成硝酸，由于开始反应物为硝酸，中间生成了氮的氧化物，但最终又生成了硝酸，所以相当于铜失的电子最终由氧气得到，则有n(Cu)＝2n(O2)。 (3)溶液中电荷守恒 若向反应后的溶液中加入NaOH溶液恰好使Mx＋沉淀完全，此时溶质为NaNO3，则存在：n(Na＋)＝n(NO)＝n剩余(HNO3)＋xn[M(NO3)x]＝n总(HNO3)－n(NO)－n(NO2)。 (4)离子方程式计算法 金属与硫酸、硝酸的混合酸反应时， 如铜与硝酸、硫酸的混合溶液反应，依据离子方程式3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O确定反应比例，先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H＋或NO进行相关计算，且要符合电荷守恒。 【归纳总结】 【典例9】(2026·浙江金华高一期末)将32 g铜与140 mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生标准状况下的一氧化氮和二氧化氮混合气体共11.2 L。请回答下列问题： (1)产生一氧化氮的体积为___________L(标准状况下)。 (2)待反应结束后，向溶液中加入V mL a mol/L的氢氧化钠溶液，恰好使溶液中的Cu2+全部转化为沉淀，则原硝酸的浓度为___________mol/L(用含a和V的式子表示即可)。 【变式9-1】(2026·浙江绍兴高一期末)将0.12 mol Cu和一定量的浓HNO3反应，当Cu反应完全时，收集到混合气体NO2和NO(标准状况，不考虑NO2转化为)共4.48 L，则反应中消耗HNO3的物质的量为( ) A．0.2 mol B．0.24 mol C．0.32 mol D．0.44 mol 【变式9-2】(2026·浙江杭州高一期中)38.4g Cu与一定量浓硝酸恰好完全反应生成氮的氧化物，这些氧化物恰好溶解在NaOH溶液中得到NaNO3和NaNO2的混合溶液，反应过程及有关数据如图所示，下列有关判断不正确的是( ) A．硝酸在反应中体现氧化性和酸性 B．混合气体中N2O4的物质的量是0.1mol C．该浓硝酸物质的量浓度为11mol/L D．氮的氧化物和NaOH溶液反应时，NO作还原剂 【变式9-3】(2026·浙江强基联盟高一联考)将3.40g铜镁合金完全溶解于某浓度硝酸，得到NO2和N2O4混合气体3.36L(标准状况)，当向反应后溶液中加入350mL 2.0mol·L-1NaOH溶液时，金属离子恰好全部转化为沉淀，测得沉淀的质量为6.80g。计算： (1)反应中消耗的的物质的量是_______。 (2) NO2和N2O4混合气体中，NO2的体积分数是_______。 (3)原硝酸溶液中HNO3的物质的量浓度是_______。 题型10 含氮物质的转化 1．氮气及其化合物的价类二维图 2．构建氮气及其化合物转化网络 【易错警示】【归纳总结】 1．硝酸与铜的反应： 在反应中硝酸的作用可用如图表示： 2．稀硝酸与铁的反应： 反应物的量与生成物的关系如图所示： 【典例10】(2026·浙江G5联盟高一期中)氮元素的“价—类”二维图如图所示。下列说法正确的是( ) A．气体a能使干燥的红色石蕊试纸变蓝 B．b→c的反应属于固氮反应 C．实验室制取气体b时可以用向上排空气法收集 D．常温下可用铁质容器来盛装d的浓溶液 【变式10-1】如图是氮元素形成物质的价类二维图及氮循环的部分信息： 下列说法错误的是( ) A．一定条件下，将b转化为a，这是一种固氮方式 B．a→c→d→f这几个反应中，均发生了N元素被氧化的反应 C．h可与f反应生成i D．g只具有氧化性，还可能与碱发生反应 【变式10-2】(2025·浙江杭州高一期末)合成氨及其衍生物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．湿润的淀粉-KI试纸可以鉴别气体2和溴蒸气 B．饱和NaCl溶液中先通入过量CO2再通入过量NH3可以得到固体1 C．1L气体1、2的混合气与1LNH3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 D．气体2能与水反应生成HNO3故气体2是酸性氧化物 【变式10-3】下列物质在一定条件下的转化关系如图所示。E、G、Q、R均为气体，其中R为红棕色。下列说法正确的是( ) A．E、G、Q、R、T所含同种元素化合价依次升高 B．E的水溶液能导电，所以E是电解质 C．Q和E可用排水法收集 D．铜与不同浓度的T溶液反应均可生成Q 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二节　氮及其化合物 题型01 氮气的结构和性质 题型02 氮的氧化物性质比较 题型03 氮的氧化物有关计算 题型04 氨的结构和性质 题型05 喷泉实验原理  题型06 氨的实验室制法 题型07 铵盐的结构和检验 题型08 硝酸的性质和应用 题型09 硝酸与金属反应的相关计算 题型10 含氮物质的转化 题型01 氮气的结构和性质 1．氮元素的原子结构和性质 (1)氮元素的原子结构 氮元素位于元素周期表的第二周期第ⅤA族，氮原子的原子结构示意图：,氮原子最外层有5个电子，既不容易得到3个电子，也不容易失去5个电子。氮原子一般通过共用电子对与其他原子相互结合构成物质。 (2)氮元素在自然界中的存在 ①游离态：主要以氮气分子的形式存在于空气中，约占78%(体积分数)。 ②化合态：存在于动植物体内的蛋白质中，土壤、海洋的硝酸盐和铵盐中。 2．氮气 (1)结构： ①分子式：N2 ②电子式： ③结构式：N≡N ④球棍模型： (2)物理性质 通常情况下，氮气是无色、无味的气体，密度比空气的稍小，难溶于水(体积比=1：0.02)，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。 (3)化学性质 氮分子内两个氮原子间以共价三键(N≡N)结合，断开该化学键需要较多的能量，所以氮气的化学性质很稳定，通常情况下很难与其他物质发生化学反应，但在高温、放电等条件下，氮气也可以与镁、氢气、氧气等物质发生化合反应。 写出氮气与下列物质反应的化学方程式。 ①金属镁：N2＋3MgMg3N2； ②氢气：N2＋3H22NH3； ③氧气：N2＋O22NO(闪电、汽车引擎中发生的反应)。 3．氮的固定 (1)含义：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：高能固氮(大自然通过闪电释放能量将氮气转化为含氮的氧化物)；生物固氮(通过豆科植物的根瘤菌将氮气转化为氨)。 ②人工固氮：合成氨(工业上合成氨)；仿生固氮(某些金属有机化合物可起到根瘤菌的作用)。 【典例1】(2025·浙江省绍兴一中高一质检)N2是空气的重要组成部分，因此有科学家根据蒸汽机的原理，设计制造出液氮蒸汽机，即利用液态氮的蒸发来驱动机车，从而达到环境保护的目的。其主要依据是( ) A．液态氮的沸点为-195.8 ℃，远低于常温 B．N2在空气中燃烧放热 C．N2与H2反应放热 D．N2在空气中约占78%(体积分数) 【答案】A 【解析】氮气化学性质稳定，不容易参加化学反应；液氮的沸点很低，极易汽化，汽化时吸收热量，体积膨胀而驱动机车转动，此过程中不产生污染物，保护了环境，跟氮气的化学性质及在空气中的体积分数无关；故选A。 【变式1-1】(2025·浙江省杭州师大附中高一检测)下列关于氮元素说法中，正确的是( ) A．由 NH3制尿素属于人工固氮 B．闪电时，大气中氮的氧化物的生成属于氮的固定 C．氮元素在自然界只有游离态 D．从空气中分离出N2属于人工固氮 【答案】B 【解析】由NH3制尿素是氮的化合物之间的转化，不属于固氮，A错误；闪电时大气中的氮气在放电条件下与氧气反应生成一氧化氮，空气中游离态的氮转化为含氮化合物，属于氮的固定，B正确；氮在自然界中既存在游离态(如空气中的氮气)，又存在化合态(如动植物体内的蛋白质等)，C错误；从空气中分离出氮气，为物理变化，氮元素化合价未发生变化，不是氮的固定，D错误。 【变式1-2】下列过程属于自然固氮的是 A．氮气和氢气反应合成氨 B．氨气催化氧化生成一氧化氮 C．镁条在氮气中燃烧生成氮化镁 D．豆科植物的根瘤菌将氮气转化为氨 【答案】D 【解析】A项，氮气和氢气反应合成氨是工业合成氨过程，属于人工固氮，A不符合题意；B项，氨气催化氧化生成一氧化氮是氮的氧化过程，不涉及氮气转化为化合物，B不符合题意；C项，镁条在氮气中燃烧生成氮化镁是人为化学反应，属于人工固氮，C不符合题意；D项，豆科植物的根瘤菌将氮气转化为氨是微生物在自然条件下的固氮作用，属于自然固氮，D符合题意；故选D。 【变式1-3】(2025·浙江省义乌中学高一月考)氮气进入超导试验、麻醉等领域，是应用了氮气性质中的(　　) A．能与氢气反应 B．高温下能与金属反应 C．沸点低 D．密度与空气接近 【答案】C 【解析】氮气沸点低，气化时吸热，可用于超导试验、麻醉等领域，C项正确；故选C。 题型02 氮的氧化物性质比较 1．不同价态氮的氧化物 氧化物 N2O NO N2O3 NO2 N2O4 N2O5 对应氮的化合价 ＋1 ＋2 ＋3 ＋4 ＋4 ＋5 2．NO和NO2 物质 NO NO2 物理性质 颜色 无色 红棕色 毒性 有毒 有毒 溶解性 不溶于水 能溶于水 化学性质 与O2反应 2NO＋O2===2NO2 与H2O反应 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 对人体或环境的影响 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 【易错警示】 (1)因为水溶液中发生反应3NO2+H2O=2HNO3+NO，所以无论何种情况下水溶液中不会剩余NO2。 (2)NO只能用排水法收集，不能用排空气法收集；而NO2只能用向上排空气法收集，不能用排水法收集。 (3)验证某无色气体是NO的方法是向无色气体中通入O2(或空气)，无色气体变为红棕色。 【典例2】下列说法正确的是( ) A．实验室能用排空气法收集N2、NO和NO2 B．合成氨反应属于高能固氮 C．除去NO中的NO2气体可以使混合气体通过蒸馏水 D．NO、NO2、N2O3、N2O5都属于酸性氧化物 【答案】C 【解析】A项，N2相对分子质量和空气接近，不能用排空气法收集；NO能和氧气反应，不能用排空气法收集，A错误；B项，工业合成氨反应属于人工固氮，B错误；C项，NO2能和水反应生成NO和硝酸，C正确； D项，酸性氧化物是能和碱反应生成盐和水，所以NO、NO2不属于酸性氧化物，D错误。 【变式2-1】(2024·浙江温州高一期末)可生成硝酸的酸性氧化物的分子式是( ) A．HNO3 B．NO2 C．N2O5 D．NO 【答案】C 【解析】能生成硝酸的氧化物有NO2、NO、N2O5，但NO2、NO不属于酸性氧化物，N2O5为酸性氧化物，符合题意的是C。 【变式2-2】(2024•浙江宁波高一下开学考试)下列对NO和NO2的描述正确的是(　　) A．NO2与水的反应中，NO2既是氧化剂又是还原剂 B．NO是无色气体，可用向上排空气法收集 C．NO2可由N2和O2直接化合得到 D．从元素化合价角度看，NO只有还原性 【答案】A 【解析】NO2与水发生反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，氮元素由＋4价变为＋5价和＋2价，则NO2既是氧化剂又是还原剂，A正确；NO易与O2反应生成NO2，不能用排空气法收集，只能采用排水法收集NO，B错误；N2和O2在高温或放电条件下反应生成NO，不能直接得到NO2，C错误；NO中氮元素显＋2价，处于中间价态，则NO既有氧化性又有还原性，D错误。 【变式2-3】下列关于一氧化氮的叙述正确的是(　　) A．一氧化氮是一种红棕色气体 B．常温常压下，一氧化氮不能与空气中的氧气直接化合 C．一氧化氮可由氮气和氧气在放电条件下直接化合得到 D．一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集 【答案】C 【解析】A项，NO是一种无色气体，A错误；B项，常温常压下，NO容易与氧气直接化合生成NO2，B错误；C项，氮气和氧气在放电或高温条件下反应生成NO，C正确；D项，NO难溶于水，可以用排水法收集，D错误；故选C。 题型03 氮的氧化物有关计算 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 V(NO2):V(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 V(NO):V(O2) 4．NO2、NO、O2三种混合气体通入水中： (1)可先将NO和O2转化为NO2，再按上述各种情况分别处理。 (2)也可先将NO2和H2O反应转化为NO，再按4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3情况处理。 【易错警示】【归纳总结】 无论是单一气体(NO2)，还是NO、NO2、O2中的两者的混合气体，反应的实质是3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，2NO＋O2===2NO2，故若有气体剩余只能是NO或O2，不可能是NO2。 【典例3】有一倒置于水槽且装满水的容器，向其中依次通入一定体积的NO2、NO和O2，充分反应后，若容器中仍充满溶液，则通入的NO2、NO和O2的体积比可能是( ) A．1∶1∶2 B．4∶3∶2 C．4∶16∶13 D．4∶3∶4 【答案】C 【解析】反应后容器中仍充满溶液，说明没有气体剩余，根据反应：4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3、4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3进行判断。A项，若NO2为1体积，NO为1体积，则消耗=1体积O2，故NO2、NO和O2的体积比为1∶1∶1，A项不符合题意；B项，若NO2为4体积，NO为3体积，则消耗体积O2，故NO2、NO和O2的体积比为4∶3∶，B项不符合题意；C项，若NO2为4体积，NO为16体积，则消耗=13体积O2，故NO2、NO和O2的体积比为4∶16∶13，C项符合题意；D项，若NO2为4体积，NO为3体积，则消耗=体积O2，故NO2、NO和O2的体积比为4∶3∶，D项不符合题意；故选C。 【变式3-1】室温下，将充满红棕色NO2的试管倒立在水中，12s时试管中只剩余无色气体，实验现象如图所示。下列分析正确的是( ) A．NO2易溶于水，12s时试管中液体为红棕色 B．试管中剩余的无色气体是NO，占试管体积的 C．向试管中通入一定量的O2，最终试管中的气体占试管体积的 D．取试管中的溶液，向其中加入少量CuO粉末，溶液显蓝色 【答案】D 【解析】A项，由图可知，水进入试管约三分之二体积，表明NO2易溶于水，NO2和水发生反应：3NO2+H2O=2HNO3+NO，得到硝酸溶液，为无色溶液，A错误；B项，NO2和水发生反应：3NO2+H2O=2HNO3+NO，所以试管中剩余的无色气体是NO，由3NO2~NO可知，剩余的无色气体占试管体积的1/3，B错误；C项，试管中剩余气体为NO，通入一定量的O2，发生反应：4NO+3O2+2H2O=4HNO3，若通入的O2与剩余的NO的体积比为3∶4，此时NO、O2和H2O恰好完全反应生成HNO3，液面上升可能充满试管，所以最终试管中的气体不一定占试管体积的1/9，C错误；D项，NO2和水发生反应：3NO2+H2O=2HNO3+NO，得到硝酸溶液，加入CuO粉末，CuO和硝酸反应生成硝酸铜，溶液显蓝色，D正确；故选D。 【变式3-2】将盛8mL一氧化氮和18mL二氧化氮混合气体的烧瓶倒置于水中，通入一定量的氧气，完全反应后，剩余气体体积为2mL，且该气体不支持燃烧，则充入的氧气的体积为( ) A．6mL B．9mL C．10mL D．12mL 【答案】B 【解析】倒置于水中，通入一定量的氧气，发生4NO2+O2+2H2O=4HNO3、4NO+3O2+2H2O=4HNO3，完全反应后，剩余气体体积为2mL，且该气体不支持燃烧，可知剩余2mL气体为NO。由题意可知，剩余2mL气体为NO，则参加反应的NO为6mL，结合4NO+3O2+2H2O=4HNO3可知，消耗的氧气为6mL×=4.5mL；结合4NO2+O2+2H2O=4HNO3可知，消耗的氧气为18mL×=4.5mL，则充入的氧气的体积为4.5mL+4.5mL=9mL；故选B。 【变式3-3】(2026•浙江江山中学高一质检)在标准状况下，将O2和NO2按1∶4体积比充满干燥烧瓶，把烧瓶倒置于水中，瓶内液体逐渐上升，假设烧瓶内溶液不扩散，最终烧瓶内溶液里溶质的物质的量浓度为(　　) A． mol·L－1 B． mol·L－1 C． mol·L－1 D． mol·L－1 【答案】C 【解析】设烧瓶的体积为V L，由4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3知NO2的体积为V L。又O2和NO2的体积比为1∶4，所以最终液体充满整个烧瓶，溶液的体积为V L，NO2的物质的量为V L÷22.4 L·mol－1＝V mol，所以硝酸的物质的量浓度为 V mol÷V L＝ mol·L－1。 题型04 氨的结构和性质 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．物理性质 (1)氨是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气的小。氨在加压下容易液化，液化时放热。液氨汽化时吸收大量的热，使周围温度急剧降低，因此工业上可作制冷剂。 (2)氨是一种极易溶于水的气体，常温常压下，1体积水大约可溶解700体积的氨气。 3．氨的化学性质 (1)氨与水的反应 氨的水溶液俗称氨水，显弱碱性，反应的方程式为NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－。 a.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+。 b.NH3·H2O为可溶性一元弱碱，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。 c.NH3·H2O不稳定，易分解：NH3·H2ONH3↑＋H2O。 (2)氨与酸的反应 两根分别蘸取浓氨水和浓盐酸或浓硝酸的玻璃棒，靠近时，产生大量白烟，反应方程式为：NH3＋HCl===NH4Cl(白烟)或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， ①氯化铁溶液与氨水反应的离子方程式：Fe3++3NH3·H2O==Fe(OH)3↓+3NH4+ ②AlCl3与过量氨水反应的离子方程式：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH。 (4)氨的还原性 ①氨的催化氧化，反应化学方程式：4NH3＋5O24NO＋6H2O，NH3在反应中作还原剂。 应用：工业上制取硝酸。 ②氨在加热条件下和氧化铜反应生成铜和氮气，反应的化学方程式为2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O(用于实验室制少量N2)。 4．氨的用途 ①氨是氮肥工业，有机合成工业，制造硝酸、铵盐和纯碱的原料。 ②NH3易液化，当液态NH3汽化时要吸收大量的热，使周围温度急剧降低，因此，液氨常用作制冷剂。 【易错警示】 (1)NH3是中学化学中唯一的碱性气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，可在推断题中作为解题突破口。 (2)氨水呈碱性，NH3·H2O属于一元弱碱，计算氨水的浓度时，溶质按NH3进行计算。 (3)氨水与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+。 【典例4】(2026·浙江宁波高一期中)按如图所示装置(夹持及加热装置略)进行实验：先推动注射器①的活塞将浓氨水注入左侧弯管，待气球膨胀后，向上拉动注射器②的活塞。下列叙述错误的是( ) A．a处的反应为NH3·H2O＋CaO2=Ca(OH)2＋NH3↑ B．裹有试剂的脱脂棉用于干燥NH3，其中试剂为P2O5 C．注射器②中可观察到有白烟生成 D．加热b处，固体表面由黑变红，说明NH3具有还原性 【答案】B 【解析】本实验先推动注射器①的活塞，将浓氨水注入左侧弯管，a处CaO与浓氨水反应，CaO吸水并放热，促使NH3・H2O分解生成NH3，裹有试剂的脱脂棉用于干燥NH3；待气球膨胀后，向上拉动注射器②的活塞，NH3进入注射器②，与浓盐酸挥发出的HCl反应生成NH4Cl白色固体小颗粒，可观察到有白烟生成；加热b处的CuO时，黑色CuO与NH3反应生成红色Cu，说明NH3将CuO还原，体现了NH3的还原性。A项，a处CaO与浓氨水反应，CaO吸水且放热，促使NH3・H2O分解，方程式符合事实，A正确；B项，P2O5是酸性干燥剂，会与碱性气体NH3反应，不能用于干燥NH3，应选用碱石灰等碱性干燥剂，B错误；C项，向上拉动注射器②的活塞，NH3进入注射器②与浓盐酸挥发出的HCl反应生成NH4Cl白色固体小颗粒，可观察到有白烟生成，C正确；D项，加热b处，黑色CuO与NH3反应生成红色Cu，说明NH3将CuO还原，体现了NH3的还原性，D正确；故选B。 【变式4-1】下列关于氨水的叙述正确的是( ) A．氨水显碱性，能使酚酞溶液变蓝 B．氨水和液氨成分相同 C．氨水中物质的量浓度最大的粒子是NH3(除水外) D．1mol·L-1的氨水指在1L溶液中含NH3、NH3·H2O、NH4+物质的量之和为1mol 【答案】D 【解析】A项，氨水显碱性，能使酚酞溶液变红，故A错误；B项，氨水为氨气的水溶液，为混合物，液氨为纯净物，成分不相同，故B错误；C项，氨水中有氨分子、水分子和一水合氨分子，除水外物质的量浓度最大的粒子是NH3•H2O，故C错误；D项，氨水中N元素存在微粒有：NH3、NH4+、NH3•H2O，根据N元素守恒，1L 1mol•L的氨水中NH3、NH4+、NH3•H2O的物质的量之和为1mol，故D正确；故选D。 【变式4-2】(2025·浙江金华高一期中)氨是一种重要的化工产品，又是一种重要的化工原料。下图为合成氨以及氨制硝酸的流程示意图。下列说法不正确的是( ) A．物质是氧气，工业上可直接采用通空气 B．为避免氮氧化物污染环境，可采用Na2CO3溶液吸收尾气 C．在联合制碱法中，采取先通氨气后通二氧化碳，目的是提高氨气的转化率 D．合成氨是一种人工固氮 【答案】C 【解析】氮气和氢气在合成塔中合成氨气，进入氨分离器得到氨气，氨气在氧化炉中催化氧化生成NO，NO和空气中氧气混合吸收得到硝酸，最后尾气处理。A项，一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮、氧气和水反应生成硝酸，X为O2，工业上可直接采用通空气，故A正确；B项，为避免氮氧化物污染环境，可采用Na2CO3溶液吸收尾气，发生的反应有：NO+NO2+Na2CO3═2NaNO2+CO2、2NO2+Na2CO3═NaNO2+NaNO3+CO2，故B正确；C项，在联合制碱法中，采取先通氨气后通二氧化碳，是因为氨气极易溶于水，使溶液呈碱性，有利于吸收二氧化碳，便于析出NaHCO3晶体，故C不正确；D项，合成氨是将游离态的氮转化为化合态的氮，是一种人工固氮，故D正确；答案选C。 【变式4-3】(2026·浙江嘉兴高一期末)硝酸是一种重要的化工原料，某工厂制硝酸的流程如图所示。 (1)上述转化中，属于氮的固定的反应是_________(填“i”、“ii”或“iii”)。 (2)NH3的结构式为_________。 (3)“吸收塔”中发生的反应为4NO+3O2+2H2O=4HNO3，请用双线桥表示该反应的电子转移情况_________。 【答案】(1)i (2) (3) 【解析】制备硝酸的流程中，氢气与氮气在合成塔中反应生成氨气，氨气在氧化炉中被空气中的氧气氧化得到NO，NO进入吸收塔，与空气中的氧气和水反应生成硝酸。 (1)将空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程叫氮的固定，由分析可知，上述转化中，属于氮的固定的是i； (2)氨分子中的N原子最外层有5个电子，其中3个电子与H原子的1个电子形成共用电子对(即共价键)，所以氮原子与3个氢原子分别以单键相连，结构式为； (3)该反应中，NO中的N元素由+2价变为+5价，每个N原子失去3个电子被氧化，O2中的O元素由0价变为-2价，每个O原子得到2个电子被还原，由电子守恒，每4 mol N被氧化的同时有6 mol O被还原，用双线桥表示为。 1.喷泉实验的原理 使烧瓶内外在短时间内产生较大的压强差，利用大气压将烧瓶下面烧杯中的液体压入烧瓶内，在尖嘴导管口形成喷泉。 2.形成喷泉的类型 下面是几种常见的能形成喷泉的气体和液体。 气体 HCl NH3 CO2、Cl2、SO2、H2S NO2＋O2(4∶1) NO＋O2(4∶3) 吸收剂 水、NaOH溶液 水 NaOH溶液 水 水 3.喷泉实验的常见装置 说明：装置①引发喷泉的方法是打开弹簧夹并挤压胶头滴管；装置②引发喷泉的方法是打开止水夹，用热毛巾或双手捂热烧瓶，松开后片刻即形成喷泉现象。 4.喷泉实验的有关计算 ①实验完成后，溶液充满烧瓶，溶质的物质的量与气体的物质的量相同(由体积换算确定)。 标况下若烧瓶体积为V L，则有V(aq)＝V L，nB＝，cB＝＝＝ mol·L－1。 ②若溶质由部分气体转化而成，则依实际情况判断。如标准状况下，总体积为V L的NO2与O2按4∶1混合后做喷泉实验，发生的反应为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，则有V(aq)＝V L，nB＝×，cB＝＝ mol·L－1。 【方法技巧】 喷泉实验的原理在于使容器内外产生较大压强差，方法有： (1)减小内压法：如图Ⅰ所示。 烧瓶内气体与液体接触→气体溶解或发生化学反应→烧瓶内压强减小→烧杯中液体迅速进入烧瓶形成喷泉。 (2)增大外压法：如图Ⅱ所示。 锥形瓶内液体挥发或发生化学反应产生气体→锥形瓶内压强增大→锥形瓶内液体迅速进入烧瓶形成喷泉。如喷雾器、人造喷泉、火山喷发等均是此原理。 【典例5】(2026·浙江强基联盟高一联考)某化学兴趣小组用图甲所示装置探究实验中三颈烧瓶内的压强变化。图甲中的三颈烧瓶收集满氨气后关闭K1，用在冰水中浸泡后的湿毛巾覆盖在三颈烧瓶上，50s时拿走毛巾并打开K2，整个过程中测得三颈烧瓶内压强变化曲线如图乙所示。下列说法正确的是( ) A．滴加试剂a，只需打开分液漏斗的玻璃旋塞 B．20s时三颈烧瓶内气体压强最大，喷泉现象最明显 C．20~50s三颈烧瓶内压强减小是NH3和水生成NH3·H2O导致 D．用热水浸泡的湿毛巾替换冰水浸泡的湿毛巾，也可观察到喷泉现象 【答案】D 【解析】氨气极易溶于水，导致三颈烧瓶内压强减小，烧杯中溶液进入三颈烧瓶形成喷泉。A项，分液漏斗滴加液体时，不仅需要打开玻璃旋塞，还需要打开分液漏斗上口的玻璃塞(或使塞上凹槽对准漏斗口小孔)，平衡分液漏斗内外压强，液体才能顺利流下，A错误；B项，喷泉产生的原理是三颈烧瓶内压强远小于外界大气压，压强差越大喷泉越明显。20s时压强最大，压强差最小，此时没有引发喷泉，B错误；C项，20~50sK2关闭，水与氨气未接触，三颈烧瓶受冷毛巾的降温而压强减小，C错误；D项，热毛巾可以加热三颈烧瓶，使得氨气与水接触溶解，引发喷泉，D正确；故选D。 【变式5-1】利用如图所示装置可以做喷泉实验。下列有关说法错误的是( ) A．圆底烧瓶要干燥 B．产生喷泉现象时，烧瓶内的压强大于大气压 C．若烧瓶内充满氨气，实验后烧瓶中所得氨水的浓度是mol/L(假设在标准状况下完成实验) D．烧瓶内充满SO2，胶头滴管和烧杯中加入浓碱液也可能形成喷泉 【答案】B 【解析】A项，氨气极易溶于水，所以圆底烧瓶要干燥，A正确；B项，产生喷泉现象时，烧瓶内的压强小于大气压，B错误；C项，烧瓶内充满氨气，且设烧瓶体积为VL，则氨气的物质的量为mol，实验后烧瓶中所得溶液的浓度是mol·L-1(假设在标准状况下完成实验)，C正确；D项，浓碱溶液可以吸收烧瓶中的SO2，瓶内可以形成负压从而形成喷泉，D正确； 故选B。 【变式5-2】如图装置中，干燥烧瓶内盛有某种气体，烧杯和胶头滴管内盛放某种溶液。挤压胶头滴管的胶头，打开活塞K，下列与实验事实相符的是( ) A．CO2(浓NaOH溶液)：无色喷泉 B．NH3(H2O含石蕊)：红色喷泉 C．SO2(浓NaOH溶液)：红色喷泉 D．HCl(H2O含石蕊)：白色喷泉 【答案】A 【解析】要形成喷泉，必须满足气体易溶于水或与溶液反应，烧瓶内外产生较大的压强差。A项，CO2与浓NaOH溶液容易反应生成碳酸钠，碳酸钠为无色溶液，可以产生无色喷泉，故A正确；B项，NH3易溶于水，溶液显碱性，应形成蓝色喷泉，故B错误；C项，SO2能与NaOH溶液反应，但溶液无色，形成无色喷泉，故C错误；D项，HCl易溶于水，使溶液显酸性，形成红色喷泉，故D错误；故选A。 【变式5-3】(2024•浙江省义乌市高一期末)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现象的是( ) A．图甲中挤压胶头滴管使管内的溶液全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹 B．图乙中用热毛巾捂住圆底烧瓶底部并打开止水夹 C．图丙中用鼓气装置从装置的a处鼓入适量氨气并打开止水夹 D．图丁中向装置的水槽中慢慢加入足量生石灰并打开止水夹 【答案】B 【解析】二氧化硫与NaOH反应，烧瓶内气压减小，可形成喷泉实验，A项不符题意；二氧化氮与NaOH溶液接触，部分与溶液中水反应生成NO，NO不溶于水，也不与NaOH反应，B项符合题意；氨气极易溶于水，烧瓶内气压减小，可形成喷泉实验，C项不符题意；生石灰与水反应放热，是浓氨水挥发出氨气，与HCl反应，烧瓶内气压减小，可形成喷泉实验，D项不符题意。 题型06 氨的实验室制法 1．原理：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。 2．装置 (1)发生装置：固体＋固体气体，与实验室利用氯酸钾和二氧化锰加热制取氧气的装置相同。 (2)净化装置：通常用碱石灰干燥氨气，不能用五氧化二磷、浓硫酸和无水氯化钙干燥。 3．收集方法：向下排空气法收集，试管口塞一团疏松的棉花团，目的是防止氨气与空气形成对流，以收集到较纯净的氨气。 4．验满方法 (1)方法一：用镊子夹住一片湿润的红色石蕊试纸放在试管口，若试纸变蓝，说明已经收集满。 (2)方法二：用蘸取浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，若有白烟生成，说明已经收集满。 3．尾气处理：多余的氨气要吸收掉(可在导管口放一团用水或 稀硫酸 浸润的棉花球)以避免污染空气。在吸收时要防止倒吸 ，常采用的装置如图所示： 【归纳总结】 实验室快速制氨气的方法 (1)加热浓氨水法：NH3·H2O不稳定，受热易分解生成NH3：NH3·H2ONH3↑＋H2O，故可直接加热浓氨水制备NH3。 (2)浓氨水加固体NaOH(或生石灰、碱石灰)法：固体NaOH溶于水放出大量的热，会促使氨水分解，而生石灰可与水反应生成Ca(OH)2，同时反应放热，也会促使氨水分解，故可在常温下向固体NaOH或CaO中滴加浓氨水来制备NH3。 【典例6】(2025·浙江杭州一模)下列有关的实验，合理的是( ) A．制取较多氨气 B．干燥氨气 C．收集氨气 D．吸收氨气且防倒吸 【答案】C 【解析】A项，氯化铵受热分解生成氨气和氯化氢，氨气和氯化氢在试管口遇冷反应生成氯化铵，则直接加热氯化铵无法制得氨气，故A错误；B项，五氧化二磷是酸性氧化物，能与氨气反应，不能用盛有五氧化二磷的干燥管干燥氨气，故B错误；C项，氨气的密度小于空气，可以用向下排空气法收集氨气，试管口的棉花可以防止氨气与空气对流，故C正确；D项，氨气直接通入稀硫酸中，氨气与稀硫酸反应会产生倒吸，故D错误；故选C。 【变式6-1】如图是实验室制取氨气的装置图，下列说法正确的是( ) A．实验室制取氨气的化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2=CaCl2＋2NH3↑＋2H2O B．采用向下排空气法收集氨气的原因是其密度比空气的大 C．装置中棉花的作用是防止氨与试管内的空气对流 D．可以用碱石灰吸收多余的尾气 【答案】C 【解析】A项，实验室中用NH4Cl与Ca(OH)2固体混合加热制取NH3，反应条件是加热，因此反应的化学方程式应该为2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O，A错误；B项，采用向下排空气法收集氨气的原因是其密度比空气的小，B错误；C项，在收集氨气的试管口放有一团棉花，其作用是防止氨气与试管内的空气形成对流，便于收集到纯净的氨气，C正确；D项，NH3的水溶液显碱性，不能用碱石灰吸收多余的氨气，应该根据氨气极易溶于水的性质，用水作吸水剂，同时在导气管末端安装一个倒扣的漏斗，以防止倒吸现象的发生，D错误；故选C。 【变式6-2】NH3是氮的重要化合物，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项，氨气与碱石灰不反应，碱石灰可以吸收水分子，A正确；B项，氨气属于碱性化合物，与浓硫酸反应生成铵盐，B错误；C项，丙装置体系密闭，收集氨气时空气无法排除，C错误；D项，氨气极易溶于水，漏斗口不能压在水面下，会引起倒吸，D错误；故选A。 【变式6-3】实验室制取并收集NH3，下列实验装置和操作不能达到实验目的的是( ) A．用装置甲制取NH3 B．用装置乙干燥NH3 C．用装置丙收集NH3 D．用操作丁检验NH3是否已收集满 【答案】D 【解析】实验室用浓氨水加到氧化钙或碱石灰或氢氧化钠固体中制取NH3，该装置能达到实验目的，A项不符合题意；碱石灰干燥氨气，该装置能达到实验目的，故B项不符合题意；氨气密度比空气小，极易溶于水，用“短进长出”排空法收集，该装置能达到实验目的，故C项不符合题意；浓硫酸是难挥发性酸，该装置不能观察到实验现象，因此不能检验NH3是否已收集满，故D项符合题意。 题型07 铵盐的结构和检验 1．铵盐及物理性质 (1)铵盐的概念：铵根离子(NH)与酸根离子形成的化合物，农业上常用的铵态氮肥，如NH4HCO3、(NH4)2SO4、NH4NO3等都属于铵盐。 (2)物理性质：绝大多数铵盐是白色或无色晶体，都易溶于水。 2．铵盐的不稳定性 NH4Cl、NH4HCO3受热分解：NH4ClNH3↑＋HCl↑、 NH4HCO3NH3↑＋H2O＋CO2↑ 3．与碱的反应 (1)固体反应：NH4Cl与NaOH反应的化学方程式为：NH4Cl＋NaOHNH3↑＋NaCl＋H2O (2)稀溶液中铵盐与强碱反应的离子方程式(加热)：NH4+＋OH－NH3↑＋H2O (3)稀溶液中铵盐与强碱反应的离子方程式(不加热)：NH4+＋OH－===NH3·H2O 4．铵盐与碱反应的应用 (1)检验NH4+：待测液中加NaOH溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸放置于试管口，若试纸变蓝，说明溶液中含NH4+。 (2)实验室制备NH3。 【拓展视野】 硝酸铵的分解有四种情况： ①110℃时分解：NH4NO3＝HNO3＋NH3↑ ②185℃～200℃分解：NH4NO3＝N2O↑＋2H2O ③230℃以上，同时有弱光：2NH4NO3=2N2↑+O2↑+4H2O ④在400℃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 【典例7】下列有关氨和铵盐的叙述正确的是( ) A．NH4Cl中含有少量的I2可通过加热的方法除去 B．NH3易液化，液化时要吸收周围大量热，液氨常用作制冷剂 C．检验NH时，试样中加入NaOH溶液微热，用湿润的蓝色石蕊试纸检验生成的气体 D．加热NH4HCO3固体，观察到固体逐渐减少，试管口有液滴产生，说明NH4HCO3具有热不稳定性 【答案】D 【解析】A项，氯化铵不稳定，加热易分解，不能通过加热方法除去碘单质，故A错误；B项，液氨可用作制冷剂的原因是，氨气易液化，液氨挥发吸热，故B错误；C项，氨气是碱性气体，氨气可以用湿润的红色石蕊试纸来检验，故C错误；D项，碳酸氢铵加热分解生成氨气、二氧化碳和水，化学方程式为：NH4HCO3NH3↑＋H2O＋CO2↑，故D正确；故选D。 【变式7-1】下列离子方程式正确的是( ) A．硫酸铵溶液与氢氧化钡溶液共热：NH4++OH－NH3↑+H2O B．氯化铵溶液中加入稀氢氧化钠溶液，加热：NH4++OH－NH3·H2O C．氨水与盐酸反应：NH3·H2O+H+NH4++H2O D．氨水中通入过量二氧化碳：2NH3·H2O+CO22NH4++CO32－+H2O 【答案】C 【解析】A项，漏掉Ba2+和SO42－的反应，应为2NH4++SO42－+Ba2++2OH－BaSO4↓+2NH3↑+2H2O，错误；B项，加热时应生成氨气和水，应为NH4++OH－NH3↑+H2O，错误；D项，CO2过量时应生成HCO3－，应为NH3·H2O+CO2=NH4++HCO3－，错误。 【变式7-2】下列关于氨气、氨水和铵盐的叙述正确的是( ) A．NH3易液化，液氨常用作制冷剂 B．实验室常用向上排空气法收集氨气 C．氨水中只含有NH3和H2O两种分子 D．铵盐较稳定，不怕风吹雨打日晒，可露天贮存 【答案】A 【解析】A项，氨气易液化，液氨气化时吸收热量，使周围环境得温度降低，常用作制冷剂，故A正确；B项，氨气的密度比空气小，实验室常用向下排空气法收集氨气，故B错误；C项，氨水中含有的分子有氨气、水和一水合氨，共有3种，故C错误；D项，铵盐是易溶于水的无色晶体，受热易发生分解反应，所以不能风吹雨打日晒，不能露天贮存，故D错误；故选A。 【变式7-3】某工厂用硫酸处理氨气尾气，得到铵盐(不同批次得到a，b，c三种不同的铵盐)。称取不同质量的铵盐，加入到1L0.1mol/LNaOH溶液中并加热，收集氨气(NH3)，得到如下氨气物质的量与铵盐的关系图。提示：加热条件下NH4++OH-=NH3+H2O 下列叙述不正确的是( ) A．a对应的是(NH4)2SO4 B．b对应的是(NH4)2SO4和NH4HSO4的混合铵盐 C．c对应的是NH4HSO4，生成NH3物质的量为0.1mol D．质量相同的b和c铵盐，加入足量NaOH溶液中并加热，得到氨气物质的量不同 【答案】C 【解析】氨气产生的量随着硫酸铵的加入先增加后不变，所以固体为硫酸铵，A项正确；混合物为硫酸铵和硫酸氢铵时，首先发生2NH4HSO4+2NaOH=(NH4)2SO4+Na2SO4+2H2O，然后才发生(NH4)2SO4+2NaOH=Na2SO4+2NH3↑+2H2O，在氢氧化钠总量不变时，混合物的质量增多，硫酸氢铵增多，第一个反应后剩余的氢氧化钠的量减少，第二个反应生成的氨气的量必定减少，B项正确；混合物中只有硫酸氢铵时，先发生反应2NH4HSO4+2NaOH=(NH4)2SO4+Na2SO4+2H2O，再发生反应(NH4)2SO4+2NaOH=Na2SO4+2NH3↑+2H2O，依据硫酸氢铵消耗氢氧化钠的物质的量与硫酸铵消耗氢氧化钠的物质的量，可知图像c符合题意，1L0.1mol/L的氢氧化钠溶液完全反应，加热条件下生成氨气的物质的量小于0.1mol，C项错误；根据硫酸铵与硫酸氢铵与氢氧化钠反应的顺序可知，混合物中含有硫酸氢铵越多，与相同质量的氢氧化钠反应生成的氨气越少，得到氨气的物质的量不同，D项正确。 题型08 硝酸的性质和应用 1．物理性质 硝酸是无色，易挥发，具有刺激性气味的液体，易溶于水。浓硝酸常因为溶解有NO2而呈黄色。质量分数为69%的硝酸为常用浓硝酸。98%以上的硝酸称之为发烟硝酸。 2．化学性质 (1)酸性：属于强酸，具有酸的通性 如CaCO3与HNO3反应的化学方程式为： CaCO3＋2HNO3(稀)===Ca(NO3)2＋CO2↑＋H2O (2)不稳定性：4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O (3)强氧化性 ①硝酸与金属的反应 除Au、Pt等少数金属外，硝酸几乎可以氧化所有的金属。 Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O ②硝酸与非金属的反应 C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O (4)王水 浓硝酸和浓盐酸的混合物(体积比为 1∶3)叫做王水 ，能使一些不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解。 注意：常温下浓硝酸、浓硫酸能使Fe、Al发生钝化(化学变化，在金属表面上生成一层致密氧化膜)。 3．工业制硝酸的反应原理 (1)制备流程 (2)反应原理 N2＋3H22NH3 4NH3＋5O24NO＋6H2O 2NO＋O2===2NO2 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 【易错警示】 (1)由于HNO3中的+5价氮元素有很强的得电子能力，在硝酸参与的氧化还原反应中，几乎全部是+5价氮被还原，故硝酸具有强氧化性。硝酸无论浓、稀都有强氧化性，而且浓度越大，氧化性越强。 (2)浓硝酸能使紫色石蕊试液先变红，后褪色。 (3)金属与HNO3反应一般不生成H2，浓HNO3一般被还原为NO2，稀HNO3一般被还原为NO，极稀HNO3可被还原成NH3，生成NH4NO3等。 (4)钝化：常温时，冷的浓硝酸、浓硫酸可使铝、铁表面生成致密的氧化膜，阻止酸与金属的进一步反应，这种现象叫钝化。钝化其实也是硝酸强氧化性的表现，利用金属Al和Fe的这种性质，我们可以用Al或Fe制的容器来盛装浓硫酸或浓硝酸。当加热时，铁、铝会与浓HNO3或浓H2SO4发生反应。 【典例8】(2026·浙江台州高一期末)下图实验装置用于探究铜与浓、稀硝酸反应(夹持装置已省略)，下列说法不正确的是( ) A．关闭止水夹1，打开止水夹2，适当向外拉动针管Ⅰ，仪器B中Cu粉与浓硝酸反应 B．仪器B中，铜与浓硝酸反应产生气体会将液体压回试管，适当拉动针管Ⅱ可以进行尾气处理 C．关闭止水夹2，打开止水夹1，拉动针管Ⅰ，然后关闭止水夹1，打开止水夹2，推动针管Ⅰ，重复上述操作多次可得到稀硝酸 D．烧杯A中使用热蒸馏水的目的是加快后续反应 【答案】A 【解析】该装置为一简易的启普发生器，实验时，关闭止水夹1，打开止水夹2，向外拉动针管Ⅰ，仪器B中气压减小，可将浓硝酸吸入长颈漏斗中与铜单质反应。若要终止反应，可关闭止水夹2，装置B中Cu单质与浓硝酸反应生成NO2，气压增加，将浓硝酸从长颈漏斗中压回试管下部，Cu单质与浓硝酸不再接触，反应停止。若打开止水夹1，关闭止水夹2，拉动针管Ⅰ，烧杯A中的热蒸馏水被抽入针管，之后关闭止水夹1，打开止水夹2，将蒸馏水推入试管B中，重复上述操作可得到稀硝酸。之后再关闭止水夹1，打开止水夹2，向外拉动针管Ⅰ，可将试管中的稀硝酸吸入长颈漏斗中与铜单质反应。A项，由分析可知，该装置为启普发生器，若使用铜粉可能会从长颈漏斗漏入试管中，会使反应失控，造成危险，应使用直径大于漏斗颈的铜粒进行实验，A错误；B项，拉动针管Ⅱ，仪器B中气压减小，反应生成的NO2被抽入针管Ⅱ，与NaOH溶液发生反应：2NO2+2NaOH═NaNO2+NaNO3+H2O，可以实现尾气处理，B正确；C项，由分析可知，重复“关闭止水夹2，打开止水夹1，拉动针管Ⅰ，然后关闭止水夹1，打开止水夹2，推动针管Ⅰ”的操作，可以将热蒸馏水转移进试管中，将浓硝酸稀释为稀硝酸，C正确；D项，烧杯A中使用热蒸馏水稀释浓硝酸可得到热的稀硝酸，可以有效加快与Cu单质的反应速率，D正确；故选A。 【变式8-1】(2026·浙江宁波高中教研联合体高一期中)在反应3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O中，硝酸体现的性质是( ) A．只有氧化性 B．只有酸性 C．既有氧化性又有酸性 D．既无氧化性又无酸性 【答案】C 【解析】在反应3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O中，Cu元素由0价升高到+2价，N元素由+5价部分降低到+2价，N元素发生变价后，生成NO，得电子表现氧化性，未发生变价的N元素转化为Cu(NO3)2，表现出酸性，则硝酸体现的性质是既有氧化性又有酸性，故选C。 【变式8-2】(2026·浙江杭州高一期中)关于铜与浓硝酸的反应，下列说法不正确的是( ) A．Cu(NO3)2是氧化产物 B．生成0.2mol NO2时转移电子数为1.204×1023 C．硝酸既体现氧化性又体现酸性 D．氧化剂与还原剂的物质的量之比为4：1 【答案】D 【解析】A项，铜与浓硝酸反应，铜元素化合价升高，生成Cu(NO3)2，所以Cu(NO3)2是氧化产物，故A正确；B项，反应中N元素从+5价变为+4价生成NO2，生成0.2mol NO2时，转移电子物质的量为0.2mol，数目为，故B正确；C项，硝酸中部分N元素化合价降低体现氧化性，部分N元素化合价不变(生成Cu(NO3)2)体现酸性，故C正确；D项，反应方程式为Cu+4HNO3(稀)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，氧化剂是HNO3(被还原为NO2的部分)，还原剂是Cu，氧化剂与还原剂物质的量之比为2:1，故D错误；故选D。 【变式8-3】(2026·浙江杭州高一期末)硝酸是重要的化工原料，工业上以氨为原料制硝酸，反应流程如下图所示： (1)写出反应I的化学方程式：___________。 (2)写出反应III的离子方程式：___________。 (3)常温下，盛装制得的浓硝酸，可选择___________(填序号)作为罐体材料(可多选)。 A．铜    B．铁    C．铝 (4)现欲用15mol·L-1 HNO3溶液配制480mL、1mol·L-1 HNO3溶液时，要用到的仪器除烧杯、玻璃棒、量筒外，还必须使用的玻璃仪器有___________。 【答案】(1)4NH3+5O24NO+6H2O (2)3NO2+H2O=2H++2NO3-+NO (3)BC (4)500mL容量瓶、胶头滴管 【解析】反应Ⅰ的方程式为：4NH3+5O24NO+6H2O，反应Ⅱ的方程式为：2NO+O2=2NO2，反应Ⅲ的方程式为：3NO2+H2O=2HNO3+NO，反应产生的NO可以循环利用。 (1)由分析可知，反应I的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O； (2)反应Ⅲ的方程式为：3NO2+H2O=2HNO3+NO，离子方程式为3NO2+H2O=2H++2NO3-+NO； (3)常温下，盛装制得的浓硝酸，可选择铁和铝材质，因为浓硝酸能使铁和铝发生钝化，浓硝酸能与铜反应，不能用铜制罐子装，答案为BC； (4)用浓溶液配制一定物质的量浓度溶液的一般步骤为：计算、量取、溶解、冷却、移液、洗涤、定容、摇匀等，用到的仪器：烧杯、玻璃棒、量筒、500mL容量瓶、胶头滴管，所以缺少的玻璃仪器：500mL容量瓶、胶头滴管。 题型09 硝酸与金属反应的相关计算 (1)原子守恒法 反应前所有的N只存在于HNO3中，反应后含N的物质有HNO3的还原产物(假设有NO2、NO)和M(NO3)x，若HNO3过量，则过量HNO3中也含N，则有n(N)＝n(NO2)＋n(NO)＋xn[M(NO3)x]＋n剩(HNO3)。 (2)得失电子守恒法(以Cu和少量浓硝酸反应为例) 反应中失去电子的是参加反应的Cu，Cu－2e－→Cu2＋；得到电子的是被还原的HNO3(假设还原产物为NO2、NO)，NO＋e－―→NO2、NO＋3e－―→NO。根据得失电子守恒，则有2n(Cu)＝n(NO2)＋3n(NO)。若将生成的氮的氧化物与一定量的氧气共同通入水中，氮的氧化物完全生成硝酸，由于开始反应物为硝酸，中间生成了氮的氧化物，但最终又生成了硝酸，所以相当于铜失的电子最终由氧气得到，则有n(Cu)＝2n(O2)。 (3)溶液中电荷守恒 若向反应后的溶液中加入NaOH溶液恰好使Mx＋沉淀完全，此时溶质为NaNO3，则存在：n(Na＋)＝n(NO)＝n剩余(HNO3)＋xn[M(NO3)x]＝n总(HNO3)－n(NO)－n(NO2)。 (4)离子方程式计算法 金属与硫酸、硝酸的混合酸反应时， 如铜与硝酸、硫酸的混合溶液反应，依据离子方程式3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O确定反应比例，先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H＋或NO进行相关计算，且要符合电荷守恒。 【归纳总结】 【典例9】(2026·浙江金华高一期末)将32 g铜与140 mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生标准状况下的一氧化氮和二氧化氮混合气体共11.2 L。请回答下列问题： (1)产生一氧化氮的体积为___________L(标准状况下)。 (2)待反应结束后，向溶液中加入V mL a mol/L的氢氧化钠溶液，恰好使溶液中的Cu2+全部转化为沉淀，则原硝酸的浓度为___________mol/L(用含a和V的式子表示即可)。 【答案】(1)5.6 (2) 【解析】(1) 铜的物质的量： = 0.5 mol，混合气体总物质的量(标准状况)： = 0.5 mol。 设 NO 的物质的量为xmol，NO2的物质的量为ymol，每个铜原子失去 2 个电子(Cu → Cu2+)，共失去 电子，NO 中 N 从 +5 降至 +2，每个 NO 得到 3 个电子；NO2 中 N 从 +5 降至 +4，每个 NO2 得到 1 个电子，则：，解得： ，。 NO 体积(标准状况)：。 (2)原硝酸的总物质的量等于被还原为气体的部分加上留在溶液中的部分。根据反应后溶液中的电荷守恒，有。加入NaOH溶液恰好使Cu2+全部沉淀时，消耗的,因此等于溶液中n(NO3-)。被还原的硝酸物质的量：等于生成气体的总物质的量=0.5 mol。溶液中总 NO3- 的物质的量=原硝酸总物质的量 -被还原的部分=。，，    解得：，。 【变式9-1】(2026·浙江绍兴高一期末)将0.12 mol Cu和一定量的浓HNO3反应，当Cu反应完全时，收集到混合气体NO2和NO(标准状况，不考虑NO2转化为)共4.48 L，则反应中消耗HNO3的物质的量为( ) A．0.2 mol B．0.24 mol C．0.32 mol D．0.44 mol 【答案】D 【解析】反应中消耗的HNO3分为两部分：一部分生成Cu(NO3)2，另一部分被还原为NO2和NO的混合气体。生成Cu(NO3)2的物质的量为0.12nmol，则表现酸性的HNO3的物质的量为；混合气体的总物质的量为，则表现氧化性的HNO3的物质的量为0.2nmol；因此，反应中消耗HNO3的总物质的量为，符合题意；故选D。 【变式9-2】(2026·浙江杭州高一期中)38.4g Cu与一定量浓硝酸恰好完全反应生成氮的氧化物，这些氧化物恰好溶解在NaOH溶液中得到NaNO3和NaNO2的混合溶液，反应过程及有关数据如图所示，下列有关判断不正确的是( ) A．硝酸在反应中体现氧化性和酸性 B．混合气体中N2O4的物质的量是0.1mol C．该浓硝酸物质的量浓度为11mol/L D．氮的氧化物和NaOH溶液反应时，NO作还原剂 【答案】C 【解析】n(Cu)==0.6mol，Cu与浓硝酸反应生成氮的氧化物，这些氧化物恰好溶解在NaOH溶液中得到NaNO3和NaNO2的混合溶液，n(NaOH)=0.5L×2mol/L=1mol，由Na原子守恒可知n(NaOH)=n(NaNO2)+n(NaNO3)=1mol。】A项，铜和硝酸反应生成硝酸铜和氮的化合物，硝酸部分被还原，作氧化剂，有部分生成盐，表现出酸性，A正确；B项，根据分析可知0.9mol氮的化合物转化为钠盐的物质的量为1mol，每个N2O4中含有2个N，所以混合气体中N2O4的物质的量是0.1mol，B正确；C项，铜和硝酸反应生成硝酸铜和氮的化合物，根据分析n(Cu)=0.6mol，所以生成硝酸铜0.6mol，含有硝酸根离子1.2mol，氮的化合物为0.9mol，根据分析，氮的化合物与氢氧化钠恰好完全反应生成NaNO3和NaNO2的物质的量为1mol，根据N原子守恒，硝酸的总量为1.2mol+1mol=2.2mol，浓硝酸体积为220mL，物质的量浓度为=10mol/L，C错误；D项，氮的氧化物和NaOH溶液反应生成硝酸钠和亚硝酸钠，两者N的化合价分别为+5、+3，NO中化合价为+2价，由价态可知NO化合价升高，作还原剂，D正确；故选C。 【变式9-3】(2026·浙江强基联盟高一联考)将3.40g铜镁合金完全溶解于某浓度硝酸，得到NO2和N2O4混合气体3.36L(标准状况)，当向反应后溶液中加入350mL 2.0mol·L-1NaOH溶液时，金属离子恰好全部转化为沉淀，测得沉淀的质量为6.80g。计算： (1)反应中消耗的的物质的量是_______。 (2) NO2和N2O4混合气体中，NO2的体积分数是_______。 (3)原硝酸溶液中HNO3的物质的量浓度是_______。 【答案】(1)0.70mol (2)66.7%(或) (3) 11.25mol·L-1 【解析】(1)镁铜合金溶于硝酸后，向反应液中加入NaOH溶液，Mg2+、Cu2+恰好完全沉淀，因此NaOH完全被消耗，； (2)沉淀的质量与合金的质量之差为沉淀金属离子时消耗的OH-的质量，即沉淀金属离子时消耗的，金属离子均为+2价，其物质的量之和为OH-物质的量的，所以金属的物质的量为0.10mol，反应中转移电子的物质的量为0.20mol。设NO2、N2O4的物质的量分别为xmol、ymol，则得到：、，解得、，因此NO2和N2O4混合气体中，NO2的体积分数是或； (3)当向反应后溶液中加入350 mL2.0mol·L-1NaOH溶液时，金属离子恰好全部转化为沉淀，此时溶液的溶质为NaNO3，且。根据N原子守恒，，则原硝酸溶液中HNO3的物质的量浓度是。 题型10 含氮物质的转化 1．氮气及其化合物的价类二维图 2．构建氮气及其化合物转化网络 【易错警示】【归纳总结】 1．硝酸与铜的反应： 在反应中硝酸的作用可用如图表示： 2．稀硝酸与铁的反应： 反应物的量与生成物的关系如图所示： 【典例10】(2026·浙江G5联盟高一期中)氮元素的“价—类”二维图如图所示。下列说法正确的是( ) A．气体a能使干燥的红色石蕊试纸变蓝 B．b→c的反应属于固氮反应 C．实验室制取气体b时可以用向上排空气法收集 D．常温下可用铁质容器来盛装d的浓溶液 【答案】D 【解析】根据图可知，a、b、c、d、e分别为NH3、NO、NO2、HNO3、硝酸盐。A项，气体a是NH3，氨气使湿润的红色石蕊试纸变蓝，干燥的红色石蕊试纸不会变色，A错误；B项，固氮反应是将游离态的氮转化为化合态的氮，b(NO)和c(NO2)中氮元素都是化合态，b→c的反应不属于固氮反应，B错误；C项，b是NO，NO能与空气中的氧气反应，不能用排空气法收集，应使用排水法收集 ，C错误；D项，常温下，d(HNO3)的浓溶液能使铁发生钝化，在铁表面形成一层致密的氧化膜，阻止内部金属进一步反应，所以常温下可用铁质容器来盛装d的浓溶液，D正确； 故选D。 【变式10-1】如图是氮元素形成物质的价类二维图及氮循环的部分信息： 下列说法错误的是( ) A．一定条件下，将b转化为a，这是一种固氮方式 B．a→c→d→f这几个反应中，均发生了N元素被氧化的反应 C．h可与f反应生成i D．g只具有氧化性，还可能与碱发生反应 【答案】D 【解析】由图可知，a为氨气、b为氮气、c为一氧化氮、d为二氧化氮或四氧化二氮、e为五氧化二氮、f为硝酸、g为亚硝酸、h为一水合氨、+5价的盐为硝酸盐、-3价的盐为铵盐。A项， 一定条件下，将b转化为a，既氮气与氢气反应生成氨气，反应中氮元素从游离态转化为化合态，属于氮的固定，故A正确；B项，a→c→d→f这几个反应中，氮元素的化合价均升高被氧化，均发生了被氧化的反应，故B正确；C项，h可与f反应生成i，即一水合氨能与硝酸反应生成硝酸铵和水，故C正确；D项，g为亚硝酸，亚硝酸中氮元素的化合价+3价为中间价态，既具有氧化性也具有还原性，故D错误；故选D。 【变式10-2】(2025·浙江杭州高一期末)合成氨及其衍生物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．湿润的淀粉-KI试纸可以鉴别气体2和溴蒸气 B．饱和NaCl溶液中先通入过量CO2再通入过量NH3可以得到固体1 C．1L气体1、2的混合气与1LNH3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 D．气体2能与水反应生成HNO3故气体2是酸性氧化物 【答案】C 【解析】由图可知，气体1为NO，气体2为NO2；固体1为NaHCO3，NaHCO3受热分解生成的固体2为Na2CO3。气体2为NO2，NO2和溴蒸气都具有强氧化性，遇到湿润的淀粉-KI试纸都可以变蓝，不可以鉴别，A项错误； CO2在饱和NaCl溶液中溶解度小，不利于后续反应发生，应该在饱和NaCl溶液中先通入过量NH3使溶液呈碱性，再通入过量CO2可得到NaHCO3，B项错误；1LNO、NO2的混合气与1LNH3在一定条件下转化为对环境无害的物质，化学方程式为2NH3+NO+NO2 2N2+3H2O，NO、NO2的体积比等于化学计量数之比为1：1，C项正确；气体2为NO2，和水反应生成硝酸和NO，是氧化还原反应，则二氧化氮不是酸性氧化物，D项错误。 【变式10-3】下列物质在一定条件下的转化关系如图所示。E、G、Q、R均为气体，其中R为红棕色。下列说法正确的是( ) A．E、G、Q、R、T所含同种元素化合价依次升高 B．E的水溶液能导电，所以E是电解质 C．Q和E可用排水法收集 D．铜与不同浓度的T溶液反应均可生成Q 【答案】A 【解析】由图可知，E、G、Q、R、T均为含氮化合物，故E为NH3、G为N2、Q为NO，R为NO2，T为HNO3。A项，由分析可知：E、G、Q、R、T所含同种元素化合价依次升高，A符合题意；B．E为NH3，NH3是非电解质，B不符合题意；C．E为NH3，NH3极易溶于水，不能排水集气，C不符合题意；D．铜和浓硝酸反应的还原产物是二氧化氮，铜和稀硝酸反应的还原产物是一氧化氮，D不符合题意；故选A。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $