第3章 第4节 氮的循环(教参Word版)-【创新教程】2027年高考化学总复习大一轮讲义（鲁科版 单选）

该高中化学高考复习讲义围绕氮及其化合物核心考点，整合氮气、氮氧化物、氨、铵盐、硝酸的性质、制备及应用，以“价─类”二维图构建转化关系，通过考点梳理、方法指导（如守恒法解计算）、真题训练（2024江苏卷等），系统突破高考重点。 资料突出科学思维与科学探究，用“价─类”图整合知识培养物质转化观念，设计喷泉实验分析、硝酸与铜反应现象探究等活动。分层题组（基础到综合）配合易错辨析，帮助学生高效突破难点，为教师把控复习节奏、提升学生应考能力提供有力支持。

第四节　氮的循环 ★[课程标准] 1．结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解氮及其重要化合物的主要性质。 2．知道氮及其化合物的制备方法，认识这些物质在生产中的应用和对生态环境的影响。 3．以上各部分知识的综合应用。 　　　　　　　　学生用书　P122 考点一　氮气和氮的氧化物 一、氮的固定 二、氮气 1．物质性质：　无　色　无　味气体，密度比空气略小，　难　溶于水。 2．化学性质 三、氮的氧化物 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，如N2O、　NO　、N2O3、NO2(或　N2O4　)、N2O5，其中属于酸性氧化物的是N2O3、　N2O5　。 2．NO和NO2的性质比较 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 制法 试剂 Cu和稀硝酸 Cu和浓硝酸 收集 用排水法收集 用向上排空气法收集 [注意]　(1)氮的氧化物都有毒，其中NO2与N2O4存在下列平衡：2NO2N2O4，因此实验测得NO2的平均相对分子质量总是大于46。 (2)验证某无色气体为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。 3．氮氧化物对环境的污染及防治 (1)常见的污染类型 ①光化学烟雾：NOx在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生了一种有毒的烟雾。 ②酸雨：NOx排入大气中后，与水反应生成HNO3和HNO2，随雨雪降到地面。 ③破坏臭氧层：NO2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。 ④NO与血红蛋白结合使人中毒。 (2)常见的NOx尾气处理方法 ①碱液吸收法：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O，NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O，NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO2)≥n(NO)。一般适合工业尾气中NOx的处理。 ②催化转化法：在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2)或NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2)。一般适用于汽车尾气的处理。 1．易错辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)(2024·江苏卷)汽车尾气处理：2NO＋4CON2＋4CO2( × ) (2)(2023·浙江1月)工业上用氨的催化氧化制备NO( √ ) (3)燃料的脱硫脱氮、SO2的回收利用和NOx的催化转化都是减少酸雨产生的措施( √ ) (4)镁在空气中燃烧，除生成氧化镁还生成氮化镁( √ ) (5)NO2通入FeSO4溶液中始终无明显现象( √ ) (6)用稀氢氧化钠溶液吸收NO2的离子方程式是2OH－＋2NO2===NO＋NO↑＋H2O( × ) (7)汽车尾气中的氮氧化合物是由游离态氮转化来的( √ ) (8)可用NO2与水反应制取硝酸，故NO2是酸性氧化物( × ) 2．思考回答： 溴蒸气和NO2都为红棕色气体，用湿润的淀粉­KI试纸或NaOH溶液能鉴别它们吗？为什么？若不能，请你设计一种简单的方法，鉴别溴蒸气和NO2。 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 答案：不能，溴蒸气和NO2均具有强氧化性，均能使湿润的淀粉­KI试纸变蓝；溴蒸气和NO2与NaOH溶液反应，均变成无色；用水鉴别，溴蒸气溶于水得橙色溶液，NO2溶于水与水反应，得无色溶液。 3．汽车尾气主要含有CO2、CO、SO2、NOx等物质，这种尾气逐渐成为城市空气污染的主要来源之一。 (1)NOx能形成酸雨，写出NO2转化为HNO3的化学方程式：________________。 (2)用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。已知4NH3＋6NO5N2＋6H2O,8NH3＋6NO7N2＋12H2O。同温同压下，3.5 L NH3恰好将3.0 L NO和NO2的混合气体完全转化为N2，则原混合气体中NO和NO2的体积之比是____________。 解析：(2)设NO的体积为V(NO)，NO2的体积为V(NO2)，依据反应的化学方程式知，处理NO需V(NH3)＝V(NO)，处理NO2需V(NH3)＝V(NO2)， 则 解得V(NO)＝0.75 L V(NO2)＝2.25 L V(NO)∶V(NO2)＝1∶3。 答案：(1)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO (2)1∶3 ◆[题组1]　氮气与氮的氧化物的性质及应用　 1．自然界中时刻存在着氮的转化。如图为N2分子在催化剂作用下发生一系列转化示意图。 下列叙述正确的是(　　) A．N2→NH3，NH3→NO均属于氮的固定 B．使用催化剂a、b均可以提高单位时间内生成物的产量 C．催化剂a、b表面均发生了极性共价键的断裂 D．在催化剂a作用下，氮原子发生了氧化反应 答案：B 2．(2025·扬州市高三开学考)含氮化合物在生产生活中具有重要应用，下列说法不正确　的是(　　) A．工业上常以向饱和氨的食盐水中通入CO2制备NaHCO3和NH4Cl B．实验室可将苯和浓硝酸混合共热制备硝基苯 C．浓硝酸和浓盐酸以体积比1∶3组成的混合物可用于溶解金、铂等金属 D．尿素是一种中性肥料，可水解成碳酸铵或碳酸氢铵，缓慢释放氨气被作物吸收 解析：B　[由于碳酸氢钠的溶解度小于氯化铵，故工业上常以向饱和氨的食盐水中通入CO2制备NaHCO3和NH4Cl，A正确；实验室可将苯、浓硝酸和浓硫酸混合共热发生硝化反应制备硝基苯，B错误；浓硝酸和浓盐酸以体积比1∶3组成的混合物为王水，可用于溶解金、铂等金属，C正确；尿素可水解成碳酸铵或碳酸氢铵，缓慢释放氨气被作物吸收，D正确。] ◆[题组2]　氮的氧化物与环境污染　 3．煤燃烧时，烟气中NO含量随温度和氧气含量的变化如图所示。下列说法不正确的是(　　) A．燃煤过程中发生了氮的固定 B．燃煤温度越高NOx污染越重 C．含氧量越高越容易生成NO D．煤燃烧不影响自然界氮循环 答案：D 4．汽车尾气的治理是减轻空气污染的有效途径。科学家研究发现含TiO2的混凝土或沥青可以适度消除汽车尾气中的氮氧化物，其原理如下。下列关于“消除”过程的叙述错误的是(　　) A．部分光能转变为化学能 B．消除总反应为：4NOx＋(5－2x)O2＋2H2O4HNO3 C．使用纳米TiO2，产生的光生电子和空穴更多，NOx消除效率更高 D．1 mol O比1 mol羟基(－OH)多9NA个电子(NA为阿伏加德罗常数的值) 答案：D ◆[题组3]　氮的氧化物有关计算　 5．将充有m mL NO和n mL NO2的量筒倒立于水槽中，然后通入m mL O2，若m<n，则充分反应后，量筒内剩余的气体体积为(　　) A．3(m－n)mL　　　　 B．(m＋n)mL C．(m－n)mL D．mL 答案：D 6．(2025·重庆铜梁期中)将气体体积分别为V1 mL、V2 mL、V3 mL的NO、NO2、O2混合于一支大试管中，将此大试管倒立于水槽中，最终大试管内充满水。则V1、V2、V3之比可能是(　　) A．3∶4∶5 B．5∶1∶4 C．4∶2∶3 D．3∶2∶6 解析：B　[根据同温同压下，气体的体积之比等于其物质的量之比，NO、NO2、O2混合于一支大试管中，将此大试管倒立于水槽中，最终大试管内充满水，即三种气体恰好完全反应生成HNO3，根据氧化还原反应中得失电子守恒可知，n(NO2)＋3n(NO)＝4n(O2)，即3V(NO)＋V(NO2)＝4V(O2)，据此分析解题。3×3＋4≠5×4，A不符合题意；5×3＋1＝4×4，B符合题意；4×3＋2≠3×4，C不符合题意；3×3＋2≠6×4，D不符合题意。] 　巧用守恒、速解NOx溶于水的计算 对于“NO＋NO2＋O2＋H2O”型，当反应后，无气体剩余，则N均被氧化为＋5价(存在于HNO3中)，O被还原为－2价(存在于HNO3中)得失电子情况如下： NO2－e－―→HNO3，NO－3e－―→HNO3，O2＋4e－―→HNO3。根据得失电子守恒知，n(NO2)＋3n(NO)＝4n(O2)。因实际应用中，气体量通常用体积表示，由阿伏加德罗定律推论知，同温同压下气体体积比等于其气体物质的量比。故又有V(NO2)＋3V(NO)＝4V(O2) 上述公式具有广泛的适用性，若体系中没有NO，则V(NO)＝0，由此有V(NO2)＝4V(O2)；当体积中没有NO2时，则有3V(NO)＝4V(O2) 。 考点二　氨和铵盐 一、氨的物理性质与喷泉实验 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。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)常见的能形成喷泉实验的气体和吸收剂如下表： 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 二、氨的化学性质 1．与水反应 反应原理为　NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－　。氨气溶于水得氨水，氨水中含有的粒子有：　NH3·H2O、H2O、NH3、NH、OH－、H＋　。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　。 2．氨气与酸的反应 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。 化学方程式为　NH3＋HCl===NH4Cl、NH3＋HNO3===NH4NO3　。 3．与盐溶液的反应 如过量氨水与AlCl3反应的离子方程式：　Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH　。 4．氨气的还原性 (1)催化氧化：　4NH3＋5O24NO＋6H2O　。 (2)被CuO氧化：2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O。 (3)被氯气氧化：2NH3＋3Cl2===N2＋6HCl或8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl。 5．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。 三、喷泉实验及拓展应用 1．喷泉实验的原理 使烧瓶内外在短时间内产生较大的压强差，利用大气压将烧瓶下面烧杯中的液体压入烧瓶内，在尖嘴导管口形成喷泉。 2．形成喷泉的类型 下面是几种常见的能形成喷泉的气体和吸收剂。 气体 HCl NH3 CO2、Cl2、 SO2、H2S NO2 NO、O2、 (4∶3) NO2、O2 (4∶1) 吸收剂 水、NaOH 溶液 水 NaOH溶液 水 水 水 3．喷泉实验的发散装置和实验操作 装置(Ⅰ)向锥形瓶通入少量空气，将少量水压入烧瓶，导致大量氨溶解，形成喷泉。 装置(Ⅱ)省去了胶头滴管，用手(或热毛巾等)捂热烧瓶，氨受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气，氨与水接触，即发生喷泉(或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶，使水进入烧瓶中，瓶内氨溶于水)。 装置(Ⅲ)在水槽中加入能使水温升高的物质致使锥形瓶内酒精因升温而挥发，锥形瓶内气体压强增大而产生喷泉。 装置(Ⅳ)向导管中通入一定量的H2S和SO2，现象为有淡黄色粉末状物质生成，瓶内壁附有水珠，NaOH溶液上喷形成喷泉。 装置(Ⅴ)打开①处的止水夹并向烧瓶中缓慢通入等体积的HCl气体后关闭该止水夹，等充分反应后再打开②处的止水夹，观察到先有白烟产生，后产生喷泉。 装置(Ⅵ)中，挤压胶头滴管，然后打开导管上部的两个活塞，则在右面烧瓶出现喷烟现象，再打开导管下部活塞，则可产生双喷泉。 四、铵盐及NH的检验 1．铵盐的物理性质 铵盐都是　白　色固体，均易溶于水。 2．铵盐的化学性质 3．NH的检验步骤 未知液呈碱性湿润的红色石蕊试纸变　蓝色　，则证明含NH。 五、氨的实验室制法——加热固态铵盐和碱的混合物 1．易错辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)(2024·江苏卷)硝酸工业中NH3的氧化反应：4NH3＋3O22N2＋6H2O( × ) (2)(2024·广东卷)由氨制硝酸：NH3→NO→NO2→HNO3，因NH3和NO2均具有氧化性( × ) (3)(2024·浙江6月卷)NH3的空间填充模型：( √ ) (4)液氨汽化时要吸收大量的热，可用作制冷剂( √ ) (5)氨水中含氮微粒中最多的微粒是NH( × ) (6)能用加热法除去NaCl中的NH4Cl的原因是NH4Cl为强酸弱碱盐( × ) (7)铵盐都易溶于水，其水溶液均呈酸性( × ) (8)浓氨水可检验氯气管道是否漏气( √ ) 2．思考回答： (1)①干燥NH3能用浓硫酸、P2O5、无水氯化钙作干燥剂吗？如果不能，可选用什么作干燥剂？ ②将氨与氯气混合也会产生白烟，用化学方程式解释产生白烟的过程。 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ (2)①固态NH4Cl受热变成气体，气体遇冷又变为固态NH4Cl；固态碘受热变成蒸气，蒸气遇冷又变成固态碘，这两种现象的本质是否相同？ ________________________________________________________________________。 ②完成下列反应的化学方程式，思考NH的性质 a．在饱和NH4Cl溶液中滴加Na[Al(OH)4]，产生刺激性气味的气体和白色沉淀：________________________________________________________________________， 体现________________________________________________________________。 b．实验室常用饱和氯化铵(NH4Cl)与亚硝酸钠(NaNO2)加热来制取氮气：________________________________________________________________________， 体现____________。 答案：(1)①不能，因为浓H2SO4能与NH3反应，P2O5吸水后生成的酸也能与NH3反应，无水氯化钙也能与NH3反应。可以选用NaOH固体或碱石灰作干燥剂。 ②2NH3＋3Cl2===N2＋6HCl，NH3＋HCl===NH4Cl(白烟)。 (2)①不相同。NH4Cl固体受热分解成NH3和HCl，发生了化学变化，固态碘受热升华成为蒸气，是物理变化 ②a.NH＋[Al(OH)4]－===Al(OH)3↓＋NH3↑＋H2O　NH水解呈酸性 b．NH4Cl＋NaNO2NaCl＋N2↑＋2H2O　NH的还原性 3．NH3及其盐都是重要的化工原料。 (1)用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3，反应发生、气体收集和尾气处理装置依次为____________。 (2)按下图装置进行NH3性质的实验。 ①先打开旋塞1，B瓶中的现象是___________________________________________， 原因是_________________________________________________________________， 稳定后，关闭旋塞1。 ②再打开旋塞2，B瓶中的现象是__________________________________________。 答案：(1)A、C、G　(2)①有白烟生成　A瓶中的氯化氢扩散到B瓶中，与B瓶中的氨气反应生成氯化铵，能看到白烟　②液体进入B瓶中，溶液的颜色变红 ◆[题组1]　氨的性质和应用　 1．下列装置应用于实验室制取NH3，并用AlCl3溶液吸收多余氨气制氢氧化铝，最后回收氯化铵的实验，能达到实验目的的是(　　) A．用装置甲制取NH3 B．用装置乙吸收NH3制取Al(OH)3 C．用装置丙在不断搅拌下分离Al(OH)3和NH4Cl溶液 D．用装置丁蒸干NH4Cl溶液并灼烧制NH4Cl 答案：A 2．为了探究氨气的还原性，设计如下实验： 已知：Cu2O呈红色，在酸性条件下不稳定，生成铜和二价铜盐。下列说法错误的是(　　) A．固体X可能是生石灰或氢氧化钠，干燥管中的试剂可能是碱石灰 B．先启动装置①中的反应，当装置④漏斗中产生较多白雾时，再点燃酒精灯 C．在实验室，可以用装置①来制备氧气、二氧化碳或氢气 D．实验结束取少量③中的红色固体加稀硝酸，若溶液变蓝，则一定含有Cu2O 答案：D ◆[题组2]　考查喷泉实验原理及应用　 3．(2025·常德市高三开学考)实验：如图所示，干燥的烧瓶中充满氨，打开弹簧夹，将滴管中的水挤入烧瓶内，烧杯中的水则呈喷泉状喷出，最终液体占烧瓶体积的。对实验现象的分析正确的是(　　) A．烧杯中的水喷入烧瓶，说明NH3与H2O发生了反应 B．烧瓶内剩余气体，是因为NH3的溶解已达饱和 C．喷泉停止后，加热烧瓶，则烧杯中的水会继续喷入烧瓶 D．取出烧瓶中的溶液，加入酚酞溶液，溶液显红色，原因是NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－ 解析：D　[A.烧瓶中形成喷泉，不一定是因为氨气与水发生了反应引起的，还有可能是因为氨气极易溶于水造成的，A项错误；B.烧瓶中剩余少量气体可能是空气，来源于实验中某个操作，比如图中止水夹下方的玻璃管未插入水中时会有空气进入，B项错误；C.喷泉停止后，加热烧瓶，一水合氨分解产生氨气，瓶内压强增大，则烧杯中的水不会继续喷入烧瓶，C项错误；D.烧瓶中溶液变红，说明溶液呈碱性，原因是NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－，D项正确；答案选D。] 4．如图所示的装置中，烧瓶中充满干燥气体a，打开弹簧夹c，将滴管中的液体b挤入烧瓶内，烧杯中的液体d呈喷泉状喷出，最终几乎充满烧瓶。则a和b分别是(　　) a(干燥气体) b(液体) A NO2 水 B NH3 水 C CO2 饱和NaHCO3溶液 D CH4 溴的水溶液 答案：B ◆[题组3]　铵盐的性质　 5．(2025·茂名市高三开学考)探究氨气及铵盐性质的过程中，下列根据实验现象得出的结论不正确的是(　　) A．将集满氨气的试管倒扣于水槽中，液体迅速充满试管，说明氨气极易溶于水 B．将pH＝11的氨水稀释1 000倍，测得pH＞8，说明NH3·H2O为弱碱 C．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受热不稳定 D.将红热的铂丝伸入如图所示的锥形瓶中，瓶口出现少量红棕色气体，说明氨气的氧化产物为NO2 解析：D　[氨气极易溶于水生成氨水，所以将集满氨气的试管倒扣于水槽中，液体迅速充满试管，故A正确；常温下，pH＝11的氨水中c(OH－)＝10－3 mol·L－1，稀释1 000倍，测得pH＞8，c(OH－)＞10－6 mol·L－1，说明稀释时电离平衡正向移动，所以NH3·H2O为弱碱，故B正确；碳酸氢铵加热分解为氨气、二氧化碳和水，故C正确；氨气的催化氧化产物为NO，NO在锥形瓶口与氧气反应生成NO2，所以瓶口出现少量红棕色气体，故D错误。] 6．(2025·重庆市高三检测)磷酸氢二铵[(NH4)2HPO4]易溶于水，受热易分解，常应用于食品加工等领域。某学习小组用如图所示装置制备(NH4)2HPO4(夹持和搅拌装置已省略)，当溶液pH为8.0～9.0时，停止通入NH3，即可制得(NH4)2HPO4溶液。下列说法正确的是(　　) A．装置甲中固体可以是生石灰或无水氯化钙 B．装置乙溶液pH为8.0～9.0时，立即关闭K3 C．开关K1和K2配合使用可以防止倒吸 D．直接蒸发结晶(NH4)2HPO4溶液得到产品 解析：C　[A.无水氯化钙和浓氨水反应生成络合物且不放出热量，不能使浓氨水分解制得氨气，A错误；B.当pH为8.0～9.0时，可制得(NH4)2HPO4，立即关闭K1，若通入过多氨气，(NH4)2HPO4继续反应生成(NH4)3PO4，B错误；C.由于NH3极易溶于水，因此可选择打开活塞K2以平衡气压，防止发生倒吸，所以实验过程中，当出现倒吸现象时，应及时关闭K1，打开K2，C正确；D.直接蒸发结晶(NH4)2HPO4溶液，铵盐分解，D错误；故选C。] ◆[题组4]　氨气的制备　 7．氨气是一种重要化合物，在工农业生产、生活中有着重要应用。 (1)“氨的催化氧化”是工业生产硝酸的重要步骤。某化学课外活动小组设计了如下装置模拟该实验过程，并用水吸收制取硝酸(固定装置略去)： ①A装置的分液漏斗中盛放浓氨水，则烧瓶中盛放的药品应该是____________(填化学式)。 ②反应后，装置E中除存在较多的H＋外，还可能存在的一种阳离子是____________，试设计实验证明这种离子的存在__________________________________________________ ____________________________________________________________________________。 ③下列哪个装置可以同时起到装置D和E的作用__________(填代号)。 (2)若将氯气和氨气在集气瓶中混合，会出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结，另一生成物是空气的主要成分之一，请写出反应的化学方程式：__________________________________ ________________________________________________________________________，该反应生成的还原产物的化学键类型是___________________________。 解析：(1)①该实验中需要氧气和氨气，且该装置中的反应物是固液混合，所以液体是浓氨水，固体是过氧化钠，即烧瓶中盛放的药品是Na2O2。 ②4NH3＋5O24NO＋6H2O，反应过程中氧气和氨气还有剩余，由2NO＋O2===2NO2,3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，NH3＋HNO3===NH4NO3知，E中有NH4NO3，所以另一种阳离子是铵根离子。取E中少许溶液放入一支洁净试管中，加入氢氧化钠溶液，加热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气 体，证明溶液中含有NH。③D、E装置的作用是防止倒吸、制取硝酸，故选b。 (2)氯气和氨气能生成白烟，且生成空气的主要成分之一，根据氧化还原反应价态规律和元素守恒知，白烟是氯化铵，另一生成物是氮气，所以反应的化学方程式为3Cl2＋8NH3===6NH4Cl＋N2，还原产物是氯化铵，氯化铵中氯离子和铵根离子之间存在离子键，铵根离子中氮原子和氢原子之间存在共价键，所以化学键类型是离子键和共价键。 答案：(1)①Na2O2 ②NH　取E中少许溶液放入一支洁净试管中，滴加氢氧化钠溶液，加热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，证明溶液中含有NH　③b (2)3Cl2＋8NH3===6NH4Cl＋N2　离子键、共价键 考点三　硝酸的性质和应用 一、物理性质 硝酸是无色易挥发的液体，有刺激性气味。 二、化学性质 1．不稳定性 反应：　4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O　。 2．强氧化性 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　。 按要求完成下列反应的化学方程式： (1)与金属反应 ①稀硝酸与铜反应 　3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O　； ②浓硝酸与铜反应 　Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O　。 (2)与非金属反应 浓硝酸与C的反应： 　C＋4HNO3(浓)△,CO2↑＋4NO2↑＋2H2O　。 (3)与还原性物质反应 硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2＋等还原性物质。 稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式：　3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O　。 3．与有机物反应 (1)硝化反应(与苯反应)： 。 (2)颜色反应：含苯基的蛋白质遇到浓硝酸时变　黄　色。 三、硝酸工业制法的反应原理 1．NH3在催化剂作用下与O2反应生成NO： 　4NH3＋5O24NO＋6H2O　。 2．NO进一步氧化生成NO2：　2NO＋O2===2NO2　。 3．用水吸收NO2生成HNO3： 　3NO2＋H2O===2HNO3＋NO　。 (1)硝酸与变价金属反应，金属被氧化为高价态。 (2)硝酸浓度越大，其还原产物的价态越高。还原产物一般为HNO3(浓)→NO2，HNO3(稀)→NO，很稀的硝酸还原产物也可能为N2O、N2或NH4NO3。 (3)硝酸与金属反应，体现硝酸的强氧化性和酸性，浓硝酸与非金属反应只体现氧化性。 (4)浓硝酸能使紫色石蕊溶液先变红，后褪色，该反应过程中浓硝酸表现出强酸性和强氧化性。 (5)在酸性条件下NO不能与Fe2＋、I－、SO、S2－等还原性较强的离子大量共存。 (6)常温下，铁、铝遇浓硝酸能发生“钝化”，并非不反应，而是在金属表面生成一层致密的氧化膜，故浓硝酸可以用铁桶或铝桶盛放。 四、知识拓展 1．亚硝酸(HNO2) 亚硝酸是弱酸。向亚硝酸钠溶液中加酸，生成亚硝酸(HNO2)。亚硝酸不稳定，仅存在于冷的稀溶液中，微热甚至常温下也会分解，产生红棕色的二氧化氮气体。 NaNO2＋H2SO4(稀)===NaHSO4＋HNO2 2HNO2===NO↑＋NO2↑＋H2O 2．亚硝酸钠(NaNO2) (1)亚硝酸钠的物理性质及用途 亚硝酸钠的化学式为NaNO2，是可溶性盐。其熔点为271 ℃，分解温度为320 ℃。 亚硝酸钠在建筑业中常用作混凝土掺加剂，以促进混凝土凝固，提高其强度，防止在冬天低温施工时混凝土发生冻结。 亚硝酸钠还是一种食品添加剂，用作食品防腐剂和肉类食品的发色剂。 (2)亚硝酸钠的氧化性 在亚硝酸钠中，氮的化合价为＋3价，处于中间价态。因此，亚硝酸钠与强还原性物质反应时，表现出氧化性。如亚硝酸钠与碘化钾反应可生成单质碘。2NO＋2I－＋4H＋===2NO↑＋I2＋2H2O 析出的碘可以使淀粉溶液变蓝色，据此可以检验NO的存在。 亚硝酸钠与FeCl2溶液反应，生成棕黄色的FeCl3溶液。 NO＋Fe2＋＋2H＋===NO↑＋Fe3＋＋H2O (3)亚硝酸钠的还原性 亚硝酸钠与强氧化性物质反应时，表现出还原性。如亚硝酸钠与K2Cr2O7酸性溶液反应时，Cr2O被还原成Cr3＋，K2Cr2O7溶液由橙色变为绿色。 Cr2O＋3NO＋8H＋===3NO＋2Cr3＋＋4H2O (4)亚硝酸钠与氯化钠的鉴别 与氯化钠不同，亚硝酸钠与AgNO3溶液反应生成的AgNO2沉淀可溶于稀硝酸。 Ag＋＋NO===AgNO2↓ 3．N2H4 (1)碱性：二元弱碱，碱性比NH3弱。在水中的电离方式与氨相似，分两步进行：N2H4＋H2ON2H＋OH－、N2H＋H2ON2H＋OH－。 (2)强还原性：①水合肼在碱性溶液中能将银、镍等金属离子还原成金属单质，如2N2H4·H2O＋2Ag＋===2Ag↓＋2NH＋N2↑＋2H2O；②能被氧气、H2O2等氧化，可用作喷气式发动机推进剂、火箭燃料等。 4．As2O3、As2O5和As2S3 (1)As2O3俗称砒霜，微溶于水生成亚砷酸(H3AsO3)，可被过氧化氢氧化成砷酸(H3AsO4)，属于两性氧化物：As2O3＋6NaOH===2Na3AsO3＋3H2O，As2O3＋6HCl===2AsCl3＋3H2O。 (2)As2O5遇热不稳定，在熔点(300 ℃)附近即失去O变成As2O3。 (3)As2S3俗称雌黄，可溶于碱性硫化物或碱溶液中：As2S3＋3Na2S===2Na3AsS3，As2S3＋6NaOH===Na3AsS3＋Na3AsO3＋3H2O。 1．易错辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)(2023·浙江1月)常温下铁与浓硝酸反应可制备NO2( × ) (2)(2023·浙江6月)铜与稀硝酸：Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O( × ) (3)铜与浓硝酸反应生成NO2而与稀硝酸反应生成氮的更低价氧化物NO，则氧化性：稀硝酸>浓硝酸( × ) (4)试管内壁上的银镜可用稀HNO3除去，也可用氨水除去( × ) (5)为除去Cu粉中混有的CuO，可加入稀硝酸溶解，过滤、洗涤、干燥( × ) (6)在1.0 mol·L－1的KNO3溶液中，H＋、Fe2＋、Cl－、SO可以大量共存( × ) (7)磁性氧化铁溶于稀硝酸的离子方程式为3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O( × ) (8)铁不能溶于冷的浓硝酸中，说明铁不能与冷的浓硝酸反应( × ) 2．思考回答： (1)久置的硝酸呈黄色，如何除去？怎样保存硝酸？ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ (2)向一定量的浓硝酸中加入过量的铜片。 ①反应开始阶段产生____________色气体，反应的化学方程式为________________________________________________________________________。 ②反应进行一段时间后又产生无色气体，此时反应的化学方程式为________________________________________________________________________。 ③待反应停止后，再加入少量的稀硫酸，这时Cu片上又有气泡产生，原因是________________________________________________________________________。 答案：(1)硝酸显黄色是由于硝酸见光或受热发生分解，生成的NO2溶于浓硝酸所致，所以消除的方法是通入O2(或空气)，使其发生反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3。保存时应保存在棕色试剂瓶中，并置于阴凉处。 (2)①红棕　Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O ②3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O ③加入稀硫酸后，氢离子与原溶液中硝酸根离子构成强氧化性酸，又能与过量的铜反应 ◆[题组1]　硝酸的性质和应用　 1．(2025·揭阳市高三开学考)将铜丝插入浓硝酸中进行如图所示的实验，下列说法正确的是(　　) A．铜丝与浓硝酸接触后生成红棕色气体，说明HNO3酸性强 B．注水后b管内气体颜色变浅，说明气体中NO2分子数减少 C．注水后b中铜片表面有气泡，说明Cu与硝酸反应生成H2 D．装置c能用来吸收尾气，说明NO和NO2均是酸性氧化物 解析：B　[A.铜丝与浓硝酸反应生成红棕色气体，二者发生了氧化还原反应，说明了硝酸具有强氧化性，A错误；B.b管内气体是二氧化氮气体，注入水后发生3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，NO2分子数目减少，B正确；C.稀硝酸与铜反应不能生成氢气，生成NO无色气体，C错误；D.NO和NO2均不是酸性氧化物，D错误。] 2．某化学兴趣小组进行了有关Cu、硝酸、硫酸化学性质的实验，实验过程如图所示。下列有关说法正确的是(　　) A．①中溶液呈蓝色，试管口有红棕色气体产生，稀硝酸被还原为NO2 B．③中反应的化学方程式为3Cu＋Cu(NO3)2＋4H2SO4===4CuSO4＋2NO↑＋4H2O C．③中滴加稀硫酸，铜片继续溶解，说明稀硫酸的氧化性比稀硝酸的强 D．由上述实验可知，Cu在常温下既可与稀硝酸反应，又可与稀硫酸反应 答案：B ◆[题组2]　硝酸与金属反应的相关计算　 3．取一定量含Cu、Cu2O、CuO的固体混合物，将其分成两等份并进行下列转化：(　　) 则转化过程中所加稀硝酸的物质的量浓度为(　　) A．2.2 mol·L－1　　　 B．1.8 mol·L－1 C．2.0 mol·L－1 D．1.6 mol·L－1 答案：D 4．(双选)(2025·烟台市期末)向400 mL稀硫酸和稀硝酸的混合溶液中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量的变化如图所示(已知硝酸只被还原为NO气体)。下列说法错误的是(　　) A．A点溶液中的溶质为Fe2(SO4)3和H2SO4 B．AB段的反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋ C．反应中生成的n(NO)∶n(H2)＝1∶2 D．最终溶液中溶质的物质的量浓度约为1.25 mol·L－1 答案：CD 　金属与硝酸反应计算题的一般方法 ◆[题组3]　拓展应用　 5．亚硝酸钠(NaNO2)是一种具有咸味、有毒，且价格比食盐(NaCl)便宜的工业用盐，常被误作食盐使用，导致多起中毒事故发生，它的部分性质如图，下列说法错误的是(　　) A．可用淀粉碘化钾试纸和食醋鉴别食盐(NaCl)与亚硝酸钠(NaNO2) B．亚硝酸钠可以加到食品中，但添加量要符合规定 C．NaNO2与N2H4反应生成NaN3的化学方程式为NaNO2＋N2H4===NaN3＋2H2O D．上图所涉及的化学反应都是氧化还原反应 答案：D 6．(双选)(2025·济南市期末)科学家发现某些生物酶体系可以促进H＋和e－的转移，能将海洋中的NO转化为N2进入大气层，反应过程如图所示。下列说法错误的是(　　) A．过程Ⅰ为NO＋2H＋＋e－===NO＋H2O B．过程Ⅱ中参与反应的NO和NH的物质的量之比为1∶4 C．过程Ⅲ中N2H4发生还原反应 D．过程Ⅰ→Ⅲ总反应为NO＋2NH===N2↑＋2H2O 答案：BC 考点四　(素养)氮及其化合物“价─类”二维图 ①N2→NH3：　N2＋3H22NH3　； ②N2→NO：　N2＋O22NO　； ③NH3→NO：　4NH3＋5O24NO＋6H2O　； ④NO→NO2： 2NO＋O2===2NO2　； ⑤NO2→NO：　3NO2＋H2O===2HNO3＋NO　； ⑥NO2→HNO3：　3NO2＋H2O===2HNO3＋NO或4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3　； ⑦HNO3→NO2：　Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O　； ⑧HNO3→NO：　3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O　。 1．易错辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)(2021·广东卷)装有NO2的密闭烧瓶冷却后颜色变浅，故NO2转化为N2O4的反应吸热( × ) (2)(2023·浙江6月)装置可用于制取并收集氨气( × ) (3)氨极易溶于水，故液氨可用作制冷剂( × ) (4)利用 验证浓氨水与浓硫酸能够发生反应( × ) (5)NO2与水的反应中NO2既做氧化剂又做还原剂( √ ) (6)足量的铜与浓硝酸反应，只能生成二氧化氮( × ) (7)将足量铜放入稀硝酸中，反应停止后再加稀硫酸，因铜与稀硫酸不反应，故无现象( × ) (8)将铜放入稀硫酸中不反应，再加KNO3溶液，铜也不会溶解 ( × ) 2. 一定条件下，含氮元素的物质可发生如图所示的循环转化。 回答下列问题： (1)氮的原子结构示意图为__________________。 (2)图中属于“氮的固定”的是______________(填字母，下同)；转化过程中发生非氧化还原反应的是____________。 (3)若“反应h”是在NO2和H2O的作用下实现，则该反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为____________。 (4)若“反应i”是在酸性条件下由NO与Zn的作用实现，则该反应的离子方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)N位于第二周期ⅤA族，其原子结构示意图为。 (2)氮的固定是游离态的氮转化为化合态的氮，根据循环图可知，属于氮的固定的是k和c；发生非氧化还原反应，说明反应前后各元素化合价没有发生变化，则属于非氧化还原反应的是a和l。 (3)反应h的化学方程式为3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，HNO3是氧化产物，NO是还原产物，因此氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶1。 (4)根据信息，Zn＋H＋＋NO―→Zn2＋＋N2O↑＋H2O，根据电荷守恒、得失电子守恒以及原子守恒得离子方程式为4Zn＋2NO＋10H＋===4Zn2＋＋N2O↑＋5H2O。 答案：(1)　(2)k和c　a和l　(3)2∶1 (4)4Zn＋2NO＋10H＋===4Zn2＋＋N2O↑＋5H2O ◆[题组]　氮及其化合物的相互转化　 1．(2025·河北张家口统考模拟)某催化固氮机理如图所示。下列说法正确的是(　　) A．固氮过程是将气态含氮物质转化为固态含氮物质 B．整个过程中涉及到非极性键的断裂和形成 C．三步反应均为氧化还原反应 D．步骤Ⅲ可能为ΔH>0，ΔS<0的反应 答案：B 2．(2025·安徽A10联盟联考)如图是氮元素的部分“价­类”二维图，也是氮元素自然循环图，下列有关说法正确的是(　　) A．由NH3到B可以一步反应实现 B．过程①和②中N2均发生氧化反应 C．过程③和④中氮元素化合价均仅升高 D．硝化细菌在适宜的温度下才可发挥作用 解析：D　[B为NO2或N2O4，NH3催化氧化只能生成NO不能生成NO2或N2O4，A错误；过程①中N2转变为氨气发生还原反应，B错误；若过程④为NO2和H2O反应生成硝酸和NO，则N元素化合价一部分升高一部分降低，C错误；硝化细菌是微生物，温度高失去活性，温度低活性降低，在适宜的温度下才可发挥作用，D正确。] 　　　　　　　　学生用书　P130 [例]　(2024·湖南卷)某学生按图示方法进行实验，观察到以下实验现象： ①铜丝表面缓慢放出气泡，锥形瓶内气体呈红棕色； ②铜丝表面气泡释放速度逐渐加快，气体颜色逐渐变深； ③一段时间后气体颜色逐渐变浅，至几乎无色； ④锥形瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升，最终铜丝与液面脱离接触，反应停止。 下列说法正确的是(　　) A．开始阶段铜丝表面气泡释放速度缓慢，原因是铜丝在稀HNO3中表面钝化 B．锥形瓶内出现了红棕色气体，表明铜和稀HNO3反应生成了NO2 C．红棕色逐渐变浅的主要原因是3NO2＋H2O===2HNO3＋NO D．铜丝与液面脱离接触，反应停止，原因是硝酸消耗完全 试题情境 以化学实验Cu与稀硝酸反应为基础，理解化学反应原理 突破方法 Cu与稀硝酸反应生成NO，NO遇到装置内空气中氧气反应，生成红棕色NO2，NO2与水反应生成HNO3和NO，消耗完O2后NO气体增多，颜色变浅，压强增大，将锥形瓶中溶液压入长颈漏斗 核心素养 以实验为基础，结合实验现象考查有关反应原理，提升学生宏观辨识与微观探究能力 解析：C　[A.金属铜与稀硝酸不会产生钝化。开始反应速率较慢，可能的原因是铜表面有氧化铜，故A项说法错误；B.由于装置内有空气，铜和稀HNO3反应生成的NO迅速被氧气氧化为红棕色的NO2，产生的NO2浓度逐渐增加，气体颜色逐渐变深，故B项说法错误；C.装置内氧气逐渐被消耗，生成的NO2量逐渐达到最大值，同时装置内的NO2能与溶液中的H2O反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，气体颜色变浅，故C项说法正确；D.由于该装置为密闭体系，生成的NO无法排出，逐渐将锥形瓶内液体压入长颈漏斗，铜丝与液面脱离接触，反应停止，故D项说法错误；答案选C。] 1．(2023·山东卷)实验室中使用盐酸、硫酸和硝酸时，对应关系错误的是(　　) A．稀盐酸：配制AlCl3溶液 B．稀硫酸：蔗糖和淀粉的水解 C．稀硝酸：清洗附有银镜的试管 D．浓硫酸和浓硝酸的混合溶液：苯的磺化 解析：D　[AlCl3为强酸弱碱盐，在溶液中能发生水解：AlCl3＋3H2OAl(OH)3＋3HCl，配制AlCl3溶液时，为抑制其水解，常加入稀盐酸，A正确；蔗糖和淀粉在H2SO4作催化剂、加热条件下会发生水解，B正确；稀硝酸具有强氧化性，能与不活泼的金属银发生反应，故附有银镜的试管常用稀硝酸进行清洗，C正确；苯与浓硫酸和浓硝酸的混合溶液反应生成硝基苯，属于苯的硝化，D错误。] 2．(2023·广东卷)1827年，英国科学家法拉第进行了NH3喷泉实验。在此启发下，兴趣小组利用以下装置，进行如下实验。其中，难以达到预期目的的是(　　) A．图1：喷泉实验 B．图2：干燥NH3 C．图3：收集NH3 D．图4：制备NH3 解析：B　[A.NH3极易溶于水，溶于水后圆底烧瓶内压强减小，从而产生喷泉，故A可以达到预期；B.P2O5为酸性氧化物，NH3具有碱性，两者可以发生反应，故不可以用P2O5干燥NH3，故B不能达到预期；C.NH3的密度比空气小，可采用向下排空气法收集，故C可以达到预期；D.CaO与浓氨水混合后与水反应并放出大量的热，促使NH3挥发，可用此装置制备NH3，故D可以达到预期。] 3．(2023·江苏卷)氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是(　　) A．实验室探究稀硝酸与铜反应的气态产物： HNO3(稀)NONO2 B．工业制硝酸过程中的物质转化：N2NOHNO3 C．汽车尾气催化转化器中发生的主要反应：2NO＋2CON2＋2CO2 D．实验室制备少量NH3的原理：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O 解析：B　[A.Cu与稀硝酸的反应产物之一为NO，NO与氧气发生反应2NO＋O2===2NO2生成NO2，A正确；B.氮气与氧气在高温条件下生成NO，但NO无法与水发生化学反应，B错误；C.汽车尾气催化转化器主要将污染气体NO、CO转化为无污染的气体，故该反应的化学方程式为2NO＋2CON2＋2CO2，C正确；D.实验室利用熟石灰和氯化铵制备少量NH3，化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O，D正确。] 4．(2024·北京卷)HNO3是一种重要的工业原料。可采用不同的氮源制备HNO3。 (1)方法一：早期以硝石(含NaNO3)为氮源制备HNO3，反应的化学方程式为：H2SO4(浓)＋NaNO3===NaHSO4＋HNO3↑。该反应利用了浓硫酸的性质是酸性和__________。 (2)方法二：以NH3为氮源催化氧化制备HNO3，反应原理分三步进行。 ①第Ⅰ步反应的化学方程式为______________________________________________。 ②针对第Ⅱ步反应进行研究：在容积可变的密闭容器中，充入2n mol NO和n mol O2进行反应。在不同压强下(p1、p2)，反应达到平衡时，测得NO转化率随温度的变化如图所示。解释y点的容器容积小于x点的容器容积的原因_____________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)方法三：研究表明可以用电解法以N2为氮源直接制备HNO3，其原理示意图如下。 ①电极a表面生成NO的电极反应式：_________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②研究发现：N2转化可能的途径为N2NONO。电极a表面还发生ⅲ：H2O→O2。ⅲ的存在，有利于途径ⅱ，原因是_________________________________。 (4)人工固氮是高能耗的过程，结合N2分子结构解释原因___________________。方法三为N2的直接利用提供了一种新的思路。 解析：(1)浓硫酸难挥发，产物HNO3为气体，有利于复分解反应进行，体现了浓硫酸的难挥发性和酸性。 (2)①第Ⅰ步反应为氨气的催化氧化，反应的化学方程式为4NH3＋5O24NO＋6H2O； ②2NO＋O22NO2，该反应正向气体分子总数减小，同温时，p1条件下NO转化率高于p2，故p1＞p2，根据V＝n R，x、y点转化率相同，则n相同，此时压强对容积的影响大于温度对容积的影响，故y点的容器容积小于x点的容器容积。 (3)①由电极a上的物质转化可知，氮元素化合价升高，发生氧化反应，电极a为阳极，电极反应式为N2－10e－＋6H2O===2NO＋12H＋； ②反应ⅲ生成O2，O2将NO氧化成NO2，NO2更易转化成NO。 (4)N2中存在氮氮三键，键能高，断键时需要较大的能量，故人工固氮是高能耗的过程。 答案：(1)难挥发性 (2)①4NH3＋5O24NO＋6H2O ②2NO＋O22NO2，该反应正向气体分子总数减小，同温时，p1条件下NO转化率高于p2，故p1＞p2，x、y点转化率相同，此时压强对容积的影响大于温度对容积的影响 (3)①N2－10e－＋6H2O===2NO＋12H＋　②反应ⅲ生成O2，O2将NO氧化成NO2，NO2更易转化成NO (4)N2中存在氮氮三键，键能高，断键时需要较大的能量，故人工固氮是高能耗的过程 5．(化学与实验探究)下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论不正确的是(　　) ① ② ③ A.由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定是混合气体 B．红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应 C．由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物 D．③的气体产物中检测出CO2，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应 解析：D　[A.①中的碎玻璃不与浓硝酸反应，但仍有红棕色气体产生，说明浓硝酸受热分解产生了二氧化氮和氧气，因此A描述正确；B.通过A分析可知，浓硝酸受热可以分解产生二氧化氮和氧气，所以②中红棕色气体可能来源于硝酸分解，因此B描述正确；C.实验③中木炭没有与浓硝酸接触，浓硝酸没有被加热，生成的红棕色气体二氧化氮只能是挥发出的硝酸蒸气与红热木炭反应或是挥发出的硝酸受热分解，从生成的二氧化氮看，都是来源于HNO3中＋5价氮元素，所以红棕色气体是还原产物，C描述正确；D.对照C的分析，硝酸分解不可能生成CO2，CO2只能来源于硝酸与木炭的反应，但是实验③中参加反应的是硝酸蒸气，不能说明木炭与浓硝酸溶液一定反应，D描述错误。] 6．(化学与科学技术)(2025·北京五中开学考)制备纳米Fe并对其还原去除水中的硝酸盐污染物进行研究。 已知：ⅰ.纳米Fe具有很高的活性，易被氧化使表面形成氧化层 ⅱ.纳米Fe将NO还原为NH的转化关系如下： NONONH (1)纳米Fe的制备原理：FeSO4＋2NaBH4＋6H2O===2B(OH)3＋Fe＋7H2↑＋Na2SO4，其中电负性H>B。反应中，氧化剂是_________________________________________________。 (2)酸性条件下，纳米Fe和NO反应生成Fe2＋和NH的离子方程式是________________________________________________________________________。 (3)检验溶液中NH的操作和现象是__________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)水体中含有的HCO与Fe2＋反应，会降低NO的去除率。HCO与Fe2＋反应的离子方程式是________________________________________________________________________。 (5)溶液初始pH较低有利于NO的去除，可能的原因是____________________(答1条)。 (6)反应结束时，溶液的pH升高至10左右。一段时间内，纳米Fe还原NO的产物分析如图。 注：ⅰ.氨氮包括NH3、NH和NH3·H2O ⅱ.总氮包括硝态氮、亚硝态氮和氨氮 ⅲ.c/c0为溶液中粒子的物质的量浓度与初始c(NO)的比值 ①溶液中只检出少量NO，从化学反应速率的角度解释原因：___________________。 ②反应结束时，溶液中的总氮量小于初始时的总氮量，可能的原因是______________。 解析：(1)反应物中FeSO4中Fe元素从＋2价被还原为0价，H2O中H元素从＋1价被还原为0价，FeSO4和H2O为氧化剂。 (2)根据题意，可知还有H＋参与反应，还生成了H2O，反应的离子方程式为4Fe＋NO＋10H＋===4Fe2＋＋NH＋3H2O。 (3)检验溶液中NH的操作和现象是取少量试液于试管中，加入浓NaOH溶液，加热，把湿润的红色石蕊试纸放在试管口，若试纸变蓝，说明有NH3生成，证明原溶液含有NH。 (4)HCO与Fe2＋反应生成FeCO3沉淀和CO2气体，反应的离子方程式是Fe2＋＋2HCO===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O。 (5)可能是酸性越强，则NO的氧化能力越强，也可能是H＋溶解纳米铁表面氧化物或杂质，使纳米铁和NO充分接触，从而增大反应速率。 (6)①溶液中始终只存在少量NO的可能原因是反应②的化学反应速率大于反应①的化学反应速率。②可能是有NH3或其他含N气体逸出，从而导致溶液中的总氮量小于初始时的总氮量。 答案：(1)FeSO4和H2O　(2)4Fe＋NO＋10H＋===4Fe2＋＋NH＋3H2O (3)取少量试液于试管，加入浓NaOH溶液，加热，把湿润的红色石蕊试纸放在试管口，若试纸变蓝，说明有NH3生成，证明原溶液含有NH (4)Fe2＋＋2HCO===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O (5)酸性越强，则NO的氧化性越强；H＋能溶解纳米铁表面氧化物或杂质，使纳米铁和NO充分接触，从而增大反应速率(任答一条，合理即可) (6)①反应②的化学反应速率大于反应①的化学反应速率　②有NH3或其他含N气体逸出 学习至此，请完成配套训练　课时冲关十一 体系构建 核心巧记 1.牢记1条转化主线 N2―→NH3―→NO―→NO2―→HNO3―→NH4NO3 2．特殊的颜色 NO2为红棕色气体 3．特殊的检验 (1)NO：无色气体遇到空气变成红棕色。 (2)NH：NH无色气体变蓝 4．重要的化学方程式 (1)N2＋O22NO (2)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO (3)2NO2N2O4 (4)NH3＋HCl===NH4Cl(有白烟生成，用于检验氨气) (5)4NH3＋5O24NO＋6H2O (6)2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋CaCl2＋2H2O (7)3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O (8)Cu＋4HNO3(浓)=== Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O (9)C＋4HNO3(浓) CO2↑＋4NO2↑＋2H2O 学科网（北京）股份有限公司 $