2022届老高考化学（人教版）一轮总复习学案：第12讲　氮及其重要化合物 （含解析）.doc

1、第第 12 讲讲氮及其重要化合物氮及其重要化合物 高考备考导航 考试要求：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.知道氮及其重要化合物的制备方法，认识氮的化合物对生态环境的影响。 名师点拨：本讲知识内容丰富，涉及面广，是高考命题的热点内容之一。试题常以氮元 素及其化合物知识为载体，与基本概念、基本理论、实验、计算等密切结合。高考对本节内 容的考查主要有四点：一是结合氮及其化合物的转化考查基本概念、基本理论；二是结合 NOx 和 HNO3的性质考查相关实验及计算；三是以框图推断形式考查氮及化合物的性质和应用；四 是结合相关工业生产考查含氮化合物对环境质量

2、的影响。预计 2022 年高考中，金属与硝酸反 应的相关计算、物质的推断和检验、以工农业生产为背景的化工生产工艺流程、有关氮化合 物性质的实验探究，环境保护的重要性，形成可持续发展意识和绿色化学观念将是考查的热 点。 考点一氮气及氮的氧化物的性质 核心知识梳理 1自然界中氮的存在和氮的固定 2氮气 电子式为_NN_，结构式为_NN_。 (1)物理性质：_无_色_无_味气体，密度比空气略小，_不_溶于水。熔点、沸点很低。 (2)化学性质 N2分子结构很稳定，化学性质_不活泼_。 与 O2反应。 _N2O2= 放电 2NO_。(N2不能通过一步反应生成 NO2) 工业合成氨。 _N23H2 催化剂

3、 高温、高压 2NH3_。 与 Mg 反应。 _3MgN2= 点燃 Mg3N2_。 (Mg3N2是离子化合物，遇水强烈水解。) 3氮的氧化物 (1)氮有多种价态的氧化物，氮元素从15 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_。氮的氧化物都有 毒，都是大气污染物。 (2)NO 和 NO2性质的比较。 性质NONO2 颜色状态气味_无_色无味气体 _红棕色_、有刺 激性气味的气体 溶解性难溶于水与水反应 毒性有毒有毒 与水反应不反应_3NO2H2O=2HNO3NO_ 与氧气反应2NOO2=2NO2不反应

4、 对人体和 环境的影响 与_血红蛋白_结合，使人中 毒 转化成 NO2，形成酸雨、_光 化学_烟雾 形成酸雨、_光化学烟雾_、破 坏臭氧层 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：氮的氧化物都有毒，其中 NO2与 N2O4存在下列平衡：2NO2N2O4，因此实 验测得 NO2的平均相对分子质量总是大于 46。 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。 NO 能用排水法收集，不能用排空气法收集；而 NO2能用向上排空气法收集，不能用排 水法收集。 4氮氧化物对环境的污染及防治 (1)常见的污染类型 a光化学烟

5、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，产生的一 种有毒的烟雾。 b酸雨：NOx排入大气中后，与水反应生成 HNO3和 HNO2，随雨雪降到地面形成酸雨。 c破坏臭氧层：NOx可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。 dNO 与血红蛋白结合使人中毒。 (2)常见的 NOx尾气处理方法 a碱液吸收法 2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2O NO2NO2NaOH=2NaNO2H2O 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。 b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

6、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。 5NO2和溴蒸气的比较与鉴别 NO2和溴蒸气在性质上的相似性 a均有氧化性； b溶于水后溶液均呈酸性； c均能与碱反应。 NO2和溴蒸气的鉴别方法 鉴别溴蒸气和 NO2不能用淀粉KI 试纸、碱溶液等，但可以利用它们性质上的差异性来 鉴别。 a通入水中，NO2溶于水发生反应：3NO2H2O=2HNO3NO，反应后溶液无色，而 溴蒸气溶于水后溶液呈橙色。 b通入 AgNO3溶液中，有淡黄色沉淀生成的为溴蒸气(Br2H2OHBrHBrO，HBr AgNO3=AgBrHNO3)，无此现象的为

7、 NO2。 c通入 CCl4有机溶剂中，易溶于 CCl4而且 CCl4溶液呈橙红色的为溴蒸气，无此现象的 为 NO2。 6隐含反应 2NO2(g)N2O4(g)的应用 通 常 “ 纯 净 ” 的 NO2或 N2O4并 不 纯 净 ， 因 为 在 常 温 、 常 压 下 就 能 发 生 反 应 2NO2(g)N2O4(g)，由于此反应可逆，导致一些物理量的理论值与实际值存在差异。如在标 准状况下收集的 1 mol NO2的体积小于 22.4 L；NO 与 O2混合后，平均相对分子质量应大于按 已知条件求得的数值。 基础小题自测 1判断正误，正确的打“”，错误的打“”。 (1)豆科植物通过根瘤菌吸

8、收空气中的氮，属于氮的固定，固氮反应一定属于氧化还原反 应。() 提示固氮是游离态的氮生成化合态的氮，所以氮的化合价一定发生变化。 (2)食品袋中充氮气可用来防腐。() (3)NO 中的 NO2杂质气体，可通过盛有水的洗气瓶除去。() 提示NO2溶于水生成 NO，便可除去 NO 中的 NO2。 (4)CO、NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都稳定存在。() 提示NO 遇 O2反应生成 NO2。 (5)氮的氧化物和硫的氧化物既是形成光化学烟雾，又是形成酸雨的主要物质。() (6)N2与 O2在放电条件下直接化合成 NO2。() 提示N2与 O2在放电条件下直接化合成 NO。 (7)汽车尾气中

9、有 NOx，主要是汽油不充分燃烧引起的。() (8)制二氧化氮时，用水或 NaOH 溶液吸收尾气。() (9)氮元素的非金属性很强，但 N2的化学性质特别稳定。() (10)用氢氧化钠溶液吸收工业废气中的 NO2：2NO22OH =NO 3NO 2H2O。 () (11)工业上利用合成氨实现人工固氮涉及氧化还原反应。() (12)NO2通入 FeSO4溶液中始终无明显现象。() (13)在实验室里，NO 和 NO2均可用排水法收集。() (14)NO 能够与人体里血红蛋白结合，造成人体缺氧中毒。() (15)用湿润的淀粉 KI 试纸或 NaOH 溶液可以鉴别溴蒸气和 NO2。() (16)密闭

10、容器中 2 mol NO 与 1 mol O2充分反应，产物的分子数为 2NA。() (17)通过灼热的镁粉，可除 N2中的少量氧气。() (18)可用 NO2与水反应制取硝酸，故 NO2是酸性氧化物。() (19)NO2与 H2O 反应中氧化剂与还原剂的质量比为 12。() 2深度思考： (1)俗话说“雷雨发庄稼”，这说明雷雨中含有能被植物吸收利用的化合态的氮。请写出 三个有关的化学方程式： _N2O2= 放电或高温2NO_； _2NOO2=2NO2_； _3NO2H2O=2HNO3NO_。 (2)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

11、么？若不能，请你设计一种简单的方法，鉴别溴蒸气和 NO2。 提示(2)不能鉴别。因为这两种气体都有氧化性，都可以把 KI 中的 I 氧化成 I2，从而 使试纸变蓝色。 NaOH 溶液可以吸收溴蒸气和 NO2而形成无色溶液。 鉴别的方法： 用 AgNO3 溶液，Br2可与 AgNO3溶液反应生成浅黄色沉淀 AgBr；用水，溶于水后有颜色的是 Br2，无 颜色的是 NO2。 考点突破提升 微考点 1氮气及其氧化物的性质和应用 典例 1 (2021经典习题选萃)下列关于自然界中氮循环(如图)的说法不正确的是 (A) A氮元素均被氧化 B工业合成氨属于人工固氮 C含氮无机物和含氮有机物可相互转化 D碳

12、、氢、氧三种元素也参与了氮循环 解析N2NH3中氮元素被还原，A 错误；工业合成氨是氮气转化为氨气，属于人工固 氮，B 正确；通过生物体，铵盐(含氮无机物)与蛋白质(含氮有机物)可相互转化，C 正确；生 物体合成蛋白质的过程有 C、H、O 的参与，D 正确。 (2)(2021江苏高三检测)N2O、NO 和 NO2等氮氧化物是空气污染物，含有氮氧化物的尾气 需处理后才能排放。 N2O 的处理。N2O 是硝酸生产中氨催化氧化的副产物，用特种催化剂能使 N2O 分解。 NH3与 O2在加热和催化剂作用下生成 N2O 的化学方程式为_2NH32O2= 催化剂 N2O3H2O_。 NO 和 NO2的处理

13、。已除去 N2O 的硝酸尾气可用 NaOH 溶液吸收，主要反应为 NONO22OH =2NO 2H2O 2NO22OH =NO 2NO 3H2O .下列措施能提高尾气中 NO 和 NO2去除率的有_C_(填字母)。 A加快通入尾气的速率 B采用气、气逆流的方式吸收尾气 C吸收尾气过程中定期补加适量 NaOH 溶液 .吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤，得到 NaNO2晶体，该晶体中的主要杂质是 _NaNO3_(填化学式)；吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是_NO_(填化学式)。 NO 的氧化吸收。用 NaClO 溶液吸收硝酸尾气，可提高尾气中 NO 的去除率。其他条件 相同，NO 转化为 NO

14、 3的转化率随 NaClO 溶液初始 pH(用稀盐酸调节)的变化如下图所示。 A 在酸性 NaClO 溶液中， HClO 氧化 NO 生成 Cl 和 NO 3， 其离子方程式为_3HClO2NO H2O=3Cl 2NO 35H _。 BNaClO 溶液的初始 pH 越小，NO 转化率越高。其原因是 _溶液 pH 越小，溶液中 HClO 的浓度越大，氧化 NO 的能力越强_。 解析本题以氮氧化物的处理为载体，考查有关化学方程式或离子方程式的书写。 NH3与 O2反应：2NH3 8e N2O，O2 4e 2O2 ，根据电子守恒和原子守恒，写出化 学方程式：2NH32O2= 催化剂 N2O3H2O。

15、 .根据用碱液吸收氮氧化物的原理，为提高去除率，可采取缓缓通入气体，气、液逆 流以及定期补加 NaOH 溶液的方法，故选 C。 .从题给离子方程式看，晶体中所含主要杂质为 NaNO3；当nNO2 nNO 1 时，NO2、NO 可 全部吸收，nNO2 nNO ac .若起始不通入 NO2，则最终检测不 到 SO2 4 3%氨水b 空气 蒸馏水c 3%氨水d 下列说法不正确的是(C) A控制 SO2和氮氧化物的排放是治理雾霾的有效措施 B反应室中可能发生反应：SO22NO22H2O=H2SO42HNO2 C本研究表明：硫酸盐的形成主要与空气中 O2有关 D农业生产中大量使用铵态氮肥可能会加重雾霾的

16、形成 解析因为空气中的硫酸盐会加剧雾霾的形成，SO2和氮氧化物在一定条件下可以产生 SO2 4，所以控制 SO2和氮氧化物的排放是治理雾霾的有效措施，故 A 项正确，不符合题意； 反应室中 SO2为还原剂，NO2为氧化剂，N2作载体，蒸馏水作吸收液，可发生反应：SO2 2NO22H2O=H2SO42HNO2，故 B 项正确，不符合题意；由已知 bdac，若起始不 通入 NO2，则最终检测不到 SO2 4，可知硫酸盐的形成主要与 NO2有关，故 C 项错误，符合题 意；铵态氮肥易挥发产生氨气。由已知的数据分析可知，在载气相同，吸收液为氨水的条件 下，将 SO2和 NO2按一定比例混合时产生 SO

17、 2 4的浓度较大，而空气中的硫酸盐又会加剧雾霾 的形成，所以农业生产中大量使用铵态氮肥可能会加重雾霾的形成，故 D 项正确，不符合题 意。 微考点 2氮氧化物溶于水的定量判断 典例 2 (2021天津高三检测)如图所示，相同条件下，两个容积相同的试管分别装 满 NO2和 NO 气体，分别倒置于水槽中，然后通过导管缓慢通入氧气，边通边慢慢摇动试管， 直到两个试管内充满液体。假设试管内的溶质不向水槽中扩散，则(1)和(2)两个试管内溶液物 质的量浓度之比为(A) A11B43 C57D75 解析设试管的容积为 V，水充满整个试管，溶液的体积是 V，无论是 NO2还是 NO 最 终都转变成了 HN

18、O3，根据氮元素守恒，生成的 HNO3的物质的量相等，则硝酸的物质的量浓 度相等，故选 A。 对点集训 2(1)(2021经典习题选萃)在一定条件下，将 NO2和 O2的混合气体 12 mL 通 入足量水中，充分反应后剩余 2 mL 气体(同温同压下)，则原混合气体中氧气的体积为(D) 1.2 mL2.4 mL3 mL4 mL AB CD 解析由 4NOO22H2O=4HNO3可知， 若剩余的气体是 O2， 则 V(NO2)4 5(12 mL 2 mL)8 mL， V(O2)12 mL8 mL4 mL。 若剩余的气体是 NO(2 mL)6 mL NO2。 则 V(O2)1 5(12 mL6 m

19、L)1.2 mL。 (2)(2021福建福州四中月考)将容积为 50 mL 的量筒内充满二氧化氮和氧气的混合气体， 将量筒倒置在盛满水的水槽里，一段时间后，量筒里剩余气体体积为 5 mL，若向量筒内鼓入 氧气后，可以观察到量筒内水柱继续上升，直至量筒内完全被水充满，则原混合气体中 NO2 和 O2的体积比是(A) A437B187 C41D223 解析NO2、O2与水的反应属于循环反应，可简化为 4NO2O22H2O=4HNO3；根 据“若向量筒内鼓入氧气后，可以观察到量筒内水柱继续上升，直至量筒内完全被水充满” 可知，反应后剩余气体为 NO，其体积为 5 mL，结合反应 3NO2H2O=2H

20、NO3NO 可知生 成 5 mL NO， 需消耗 NO2的体积为 5 mL315 mL， 其余的 35 mL 混合气体按 V(NO2)V(O2) 41 恰好发生反应，则混合气体中氧气的体积为 35 mL1 57 mL，则二氧化氮的体积为 50 mL7 mL43 mL，故原混合气体中 NO2和 O2的体积比为 437。 萃取精华： 氮的氧化物与 O2、H2O 反应的计算 利用关系式求解 氮的氧化物溶于水的过程中所发生的反应有： 3NO2H2O=2HNO3NO2NOO2=2NO2。 叠加后得4NO2O22H2O=4HNO3； 4NO3O22H2O=4HNO3； NO2NOO2H2O=2HNO3。

21、若 NO2、O2混合气体通入水中，由式可知其体积比有： V(NO2)V(O2) 41，恰好完全反应，无剩余气体 41，NO2过量，剩余气体为 NO 因过量的 NO2和水反应 若 NO、O2通入水中，由式可知其体积比有： V(NO)V(O2) 43，恰好完全反应，无剩余气体 43，NO 过量，剩余气体为 NO 若 NO、NO2、O2通入水中，当 V(NO)V(NO2)V(O2)111 时，恰好转化为 HNO3， 即按式反应。当 V(NO)V(NO2)V(O2)111 时，可先将 NO2转化为 NO，然后再按照 NO 和 O2溶于水的反应进行计算。 依据氮氧原子个数比求解 通过上述方程式的关系，我

22、们不难发现：无论是哪种情况，生成 HNO3的 NO、NO2、O2 中氮氧原子个数比都为 25。都等效于硝酸的酸酐 N2O5与 H2O 的反应。在解题时，我们也 可以利用这个关系来进行分析判断，并最终得出结论。 氮氧原子个数比 25，无剩余气体 25，氧气不足，剩余气体为 NO (3)利用电子守恒关系求解 从氧化还原反应的电子得失角度分析上述反应，都是氮的氧化物被氧气氧化生成硝酸。 NO 失 3e HNO3NO2 失 1e HNO3 O2 得 4e HNO3 解题时，可以根据氮的氧化物失电子总数氧气得电子总数的关系来求解。 考点二硝酸的性质和应用 核心知识梳理 1硝酸的物理性质 (1)纯硝酸为_

23、无色_、有_刺激性_气味的液体，熔点：_42 _、沸点：_83 _、密 度：_1.5 gcm 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硝酸的化学性质 (1)强酸性 稀硝酸使紫色石蕊试液_变红色_。浓硝酸使紫色石蕊试液_先变红后褪色_，反应过程 中浓硝酸表现强酸性和强氧化性。 (2)不稳定性 硝酸见光或受热会分解产生 NO2气体。 _4HNO3(浓) = 或光照2H 2O4NO2O2_ 硝酸应用棕色瓶放置在阴凉处。市售浓硝酸呈黄色，是因为硝酸分解生成的 NO2溶解在 硝酸里。

24、 (3)强氧化性 与金属反应 稀硝酸与铜反应： _3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O_ 浓硝酸与铜反应： _Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O_ 硝酸几乎能与所有金属(Au、Pt 除外)反应，一般情况下，金属与浓 HNO3反应生成 NO2， 与稀 HNO3反应生成 NO，与极稀的 HNO3反应生成 N2O 或 NH3。 与非金属反应 硝酸能把许多非金属单质(如：C、S、P 等)氧化，生成最高价含氧酸或最高价非金属氧化 物。如与 C 的反应： _C4HNO3(浓)= CO24NO22H2O_ 与其他还原性化合物反应 硝酸可氧化 H2S、SO2、Na2SO

25、3、FeSO4、KI、NaBr 等还原性物质。 稀硝酸与 FeSO4溶液反应的离子方程式： _3Fe2 4HNO 3=3Fe3 NO2H2O_ (4)与有机物反应 硝化反应(与反应) 颜色反应 某些蛋白质(含有苯基的蛋白质)遇浓硝酸时变_黄色_。 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。 3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 _4NH35O2= 催化剂 4NO6H2

26、O_。 (2)NO 进一步氧化生成 NO2 _2NOO2=2NO2_。 (3)用水吸收 NO2生成 HNO3 _3NO2H2O=2HNO3NO_。 基础小题自测 1判断正误，正确的打“”，错误的打“”。 (1)浓硝酸中加入用砂纸打磨过的铝条，产生红棕色气体。() (2)浓硝酸在光照下久置，会变黄。() (3)硝酸具有强氧化性，硝酸与 Fe 反应一定生成 Fe3 。( ) (4)在酸性条件下，NO 3不能与 Fe2 、I、SO2 3、S2 共存。( ) (5)浓硝酸中滴加紫色石蕊溶液，最终变为红色。() (6)稀硝酸可除去试管内壁的银镜。() (7)将稀硝酸加入过量铁粉中，充分反应后滴加 KSC

27、N 溶液，有气体生成，溶液呈红色， 稀硝酸将 Fe 氧化为 Fe3 。( ) (8)将可调高度的铜丝伸入到稀硝酸中溶液变蓝，所以 Cu 与稀硝酸发生置换反应。 () (9)Fe 与稀硝酸、稀硫酸反应均有气泡产生，说明 Fe 与两种酸均发生置换反应。() (10)过量的铜与浓硝酸反应有一氧化氮生成。() (11)浓硝酸的还原产物一般是 NO2，而稀硝酸的还原产物一般是 NO，并且硝酸的浓度越 大，氧化性越强。() (12)硝酸与活泼金属 Mg、Al 等反应产生 H2，而与 Cu 反应产生 NO 或者 NO2。() (13)常温下，可用铁制或铝制容器盛放浓 HNO3，说明 Fe、Al 与浓 HNO

28、3不反应。 () (14)Cu 在 KNO3溶液和稀 H2SO4中均不溶解，能溶解在其混合液中。() 2在浓硝酸中放入铜片，回答下列问题。 (1)反应开始时的化学方程式为_Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O_，实验现 象为_铜片逐渐溶解，溶液逐渐变蓝色，有红棕色气体逸出_。 (2)若铜有剩余，则反应将要结束时的化学方程式为_3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2 2NO4H2O_。 (3)待反应停止后，再加入少量 25%的稀硫酸，这时铜片上又有气泡产生，其原因是_加入 稀 H2SO4后，H 与原溶液中的 NO 3形成 HNO3溶液，又能与过量的 Cu 反应_。 3深度思

29、考： (1)久置的浓硝酸呈黄色，如何除去？怎样保存浓硝酸？ _浓硝酸显黄色的原因是 HNO3见光或受热发生分解，生成的 NO2溶于其中所致；消除的 方法是通入 O2(或空气)，使其发生反应 4NO2O22H2O=4HNO3。浓硝酸应保存在棕色试 剂瓶中，并置于阴凉处。_(不能用橡胶塞) (2)常温下，铝和铁在浓硝酸中“钝化”是化学变化吗？ _是。“钝化”是在铁、铝的表面形成一层致密的氧化物保护膜，阻止了金属与硝酸的进 一步反应。_ 考点突破提升 微考点 1硝酸的性质及应用 典例 1 (1)(2021广西高三检测)室温下，某兴趣小组用下图装置在通风橱中进行如 下实验： 实验现象 试管中开始无明显

30、现象，逐渐有微小气泡生成，越来 越剧烈，液面上方出现浅红棕色气体，溶液呈蓝色 试管中剧烈反应，迅速生成大量红棕色气体，溶液呈 绿色，之后向绿色溶液中持续通入 N2，溶液变为蓝色 下列说法正确的是(D) A试管中浅红棕色气体为 NO2，由硝酸被还原生成 B等质量的 Cu 完全溶解时，中消耗的 HNO3更多 C换成 Fe 之后重复实验，依然是试管中反应更剧烈 D试管中反应后溶液颜色与试管中的不同，是由于溶有 NO2 解析试管中浅红棕色气体为 NO 和 NO2的混合物，Cu 与稀硝酸反应，硝酸被还原 为 NO，部分 NO 遇到空气中的氧气被氧化为红棕色的 NO2，A 不正确；等质量的 Cu 完全溶

31、解时，因稀硝酸被还原为 NO，N 的化合价由5 价降到2 价，而浓硝酸被还原为 NO2，N 的化合价由5 价降低到4 价， 故中消耗的 HNO3较少， B 不正确； 换成 Fe 之后重复实验， Fe 遇浓硝酸发生钝化，试管中无明显变化，C 不正确；试管中持续通入氮气后，可以把 溶液中溶解的 NO2带走， 溶液由绿色变为蓝色， 说明试管中反应后溶液颜色与其溶解的 NO2 有关，D 正确。 (2)(2021山东潍坊高三检测)某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的气体主要 是 NO 而设计了下列实验， 装置如图所示(加热装置和固定装置均已略去)。 图中 K 为止水夹(处 于关闭状态)，F 是一

32、半空的注射器。 请回答有关问题： 设计装置 A 的目的是_利用生成的二氧化碳将整个装置内的空气赶尽，避免 NO 和氧气 反应生成二氧化氮对气体产物的观察产生干扰_；为达到此目的，应进行的操作是打开 K，且 打开分液漏斗活塞，当装置 C 中产生_白色沉淀_时，关闭 K。 在完成中的“操作”后，将装置 B 中铜丝插入稀硝酸，并微热之，观察到装置 B 中 的现象是_铜丝表面产生气泡，稀硝酸液面上方仍为无色，溶液变为蓝色_；B 中反应的离子 方程式为_3Cu8H 2NO 3=3Cu2 2NO4H2O_。 装置 E 和 F 的作用是_验证无色气体为 NO_；为实现此作用，其操作方法是_将注射器 F 中的

33、空气推入 E 中或将 E 中的无色气体吸入注射器中_。 装置 D 的作用是吸收多余的氮氧化物，防止污染空气，兼有_防止倒吸_的功能。 对点集训 1(1)(2021经典习题汇编)硝酸具有酸的通性，同时也具有其独特的性质，下 列有关硝酸的说法正确的是_(填序号)。 浓硝酸不论与铜反应还是与碳反应，均体现其酸性和强氧化性 向稀硝酸中加入过量铁粉，充分反应后滴加 KSCN 溶液，溶液呈血红色，说明稀硝酸 将 Fe 氧化为 Fe3 热铜丝插入稀硝酸中产生无色气体，随后变为红棕色 根据反应物浓度越大，反应速率越快，可知常温下，相同的铝片中分别加入足量的浓、 稀硝酸，浓硝酸中铝片先溶解完 稀硝酸可除去试管内

34、壁的银镜 某溶液中加入 Ba(NO3)2溶液后产生白色沉淀，再加入足量盐酸，仍有白色沉淀，说明 原溶液中有 SO2 4 解析浓硝酸与铜的反应中生成硝酸铜体现了其酸性，生成 NO2体现了其强氧化性，而 浓硝酸与碳的反应生成 NO2和 CO2只体现了浓硝酸的强氧化性，故错误。过量铁粉与稀硝 酸反应：3Fe8HNO3(稀)=3Fe(NO3)22NO4H2O，即 Fe 过量时，生成 Fe(NO3)2，溶液 中不可能存在 Fe3 ，滴加 KSCN 溶液，溶液不会呈血红色，故错误。热铜丝与稀硝酸反应， 生成无色的 NO，NO 又与 O2反应生成红棕色的 NO2，故正确。通常情况下，反应物浓度越 大，反应速

35、率越快，然而常温下，铝在浓硝酸中钝化，不溶于浓硝酸，故错误。硝酸的氧 化性很强，能与 Au、Pt 以外的金属反应，所以可用稀硝酸除去试管内壁的银镜，故正确。 硝酸根离子在酸性条件下具有强氧化性，可以将溶液中的亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子， 因此若原溶液中存在亚硫酸根离子，滴加 Ba(NO3)2溶液后，产生白色沉淀 BaSO3，再加入足 量盐酸，硝酸根离子在酸性条件下将 BaSO3氧化为 BaSO4，此时仍有白色沉淀，故错误。 (2)下列有关实验操作、现象、解释或结论都正确的是(D) 选项实验操作现象解释或结论 过量的 Fe 粉中加入稀硝 酸，充分反应后，滴入 KSCN 溶液 溶液呈 红色 稀硝

36、酸将 Fe 氧化为 Fe3 浓硝酸久置或光照变黄色HNO3不稳定易分解 Al 箔插入稀硝酸中无现象 Al 箔表面被 HNO3氧化， 形成致密的氧化膜 用玻璃棒蘸取浓硝酸点到 蓝色石蕊试纸上 试纸先变红色后褪色 浓硝酸具有酸性和强氧化 性 AB CD 解析过量的铁粉加入稀硝酸生成 Fe2 ，加入 KSCN 溶液时，颜色不变，故错误；浓 硝酸久置变黄是因为 HNO3分解产生的 NO2溶于 HNO3溶液所致，故正确；Al 箔遇浓硝酸 钝化，稀硝酸会使 Al 箔溶解，故错误；浓硝酸具有酸性和强氧化性，可使蓝色石蕊试纸先 变红色后褪色，故正确。 (3)在如图所示的实验装置中，盛有足量水的水槽里放两个烧杯

37、，小烧杯里放有适量铜片 和过量浓硝酸，小烧杯外面倒扣一大烧杯，请回答下列问题： 实验过程中，观察到的主要现象是： A_铜片表面产生气泡，铜片慢慢溶解，最后消失_； B_小烧杯中溶液的颜色逐渐变成蓝色_； C_大烧杯中有红棕色气体生成，后来慢慢变成无色_； D_大烧杯内液面上升，水槽中液面下降_ 用该装置做铜与浓硝酸反应的实验，最突出的优点是_反应体系封闭，无氮氧化合物逸 出，不污染环境_。 若要验证最终得到的气体生成物，最简便的操作及现象是_轻轻掀起倒扣的大烧杯，通 入适量的空气，若有红棕色气体生成，则证明最终气体生成物为 NO_。 萃取精华： 硝酸强氧化性的反应规律 微考点 2硝酸与金属反应

38、的计算 典例 2 (2021山东青岛二中调研)如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浓度的关系，则下列说法不正确的是(B) A一般来说，硝酸与铁反应的还原产物不是单一的 B用一定量的铁粉与大量的 9.75 molL 1HNO3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 molL 1时还原产物是 NO、NO2、N2O，且其物质的量之比为 53 1 解析根据图像可知硝酸的还原产物有多种，因此一般来说，硝酸与铁反应的还原产物 不是单一的，A 正确；参加反应

39、的硝酸包括被还原的，以及没有被还原的(转化为硝酸盐)，因 此参加反应的硝酸的物质的量大于 0.1 mol，B 错误；根据图像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；根据图像 可知当硝酸浓度为 9.75 molL 1时还原产物是 NO、NO2、N2O，且其物质的量之比为 106 2531，D 正确。 对点集训 2 (1)(2021山东滨州高三检测)将 11.2 g 的 Mg、 Cu 混合物完全溶解于足量的 硝酸中， 收集反应产生的气体 x(假定产生的气体全部逸出)。 再向所得溶液中加入足量的 NaOH 溶液，产生 21.4 g

40、沉淀。根据题意推断气体 x 的成分可能是(D) A0.3 mol NO2和 0.3 mol NO B0.2 mol NO2和 0.1 mol N2O4 C0.6 mol NO D0.1 mol NO、0.2 mol NO2和 0.05 mol N2O4 解析向 Mg、Cu 混合物与足量的硝酸反应所得溶液中加入足量的 NaOH 溶液，产生 21.4 g 沉淀为氢氧化镁、氢氧化铜，所以沉淀中氢氧根的质量为 21.4 g11.2 g10.2 g，物质 的量为 10.2 g 17 gmol 10.6 mol，根据电子守恒可知反应过程中共转移 0.6 mol e ，确定 D 项符合。 (2)(2021福

41、州模拟)将19.2 g的铜和某浓度的硝酸充分反应， 生成8.96 L(标准状况)的气体， 则参加反应的硝酸为_1_mol，将这 8.96 L 的气体和标准状况下_3.36_L 的氧气混合，再通入 水中没有气体剩余。 解析因为硝酸的浓度不确定， 故生成的气体可能是 NO2或 NO 也可能是 NO2与 NO 的 混合气体。因 N 原子守恒，所以参加反应的硝酸 n(HNO3)2nCu(NO3)2n(NOx)2n(Cu) n(NOx) 19.2 g 64 gmol 12 8.96 L 22.4 Lmol 11 mol；因产生的气体和氧气最终变为硝酸，在上述两 个过程中只有两种元素铜、 氧的化合价发生变

42、化， 根据电子得失守恒， 则 n(O2)4n(Cu)2， 即 n(O2)n(Cu)1 2 19.2 g 64 gmol 11 20.15 mol，体积为 3.36 L。 萃取精华： 硝酸与金属反应中的守恒思想 若生成的气体 NO、NO2恰好完全溶于 NaOH 溶液，由于生成物中 Na 与 N 原子个数比 为 11，则 n(NaOH)n(NO2)n(NO) 金属与 HNO3、H2SO4混合酸反应时，NO 3在 H2SO4提供 H 的条件下能继续与金属反 应，此时应采用离子方程式来分析：先进行过量判断，然后根据完全反应的金属或 H 或 NO 3 进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒 考点三氨和铵盐

43、的性质及应用 核心知识梳理 1氨气(NH3) (1)结构 NH3的电子式为_，结构式为_，氨分子的空间构型为_三角锥形 _。键角 10718，是_极性_分子。 (2)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。 (3)化学性质 注意：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。 氨水呈碱性，属于一元弱碱溶液，计算氨水的浓度时，溶质按 NH3进行计算。 (4)实验室制取 反应原理 _2NH4ClCa(OH)2= CaCl22NH32H2O_ 反应装置 固体固体 气体与用 K

44、ClO3或 KMnO4制 O2的装置相同 净化装置 用_碱石灰_干燥 收集装置 向下排空气法 验满方法 用湿润的红色石蕊试纸置于试管口， 试纸变_蓝_色； 将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口， 有_白烟_产生 尾气处理 收集时，一般在管口塞一团用水或稀硫酸 浸湿的棉花球，可减小 NH3与空气的对流 速度，收集到纯净的 NH3 其他制取方法 方法化学方程式(或原理)气体发生装置 加热浓 氨水 NH3H2O= NH3H2O 浓氨水 固体 CaO CaO 与水反应，使溶剂(水)减少； 反应放热，促使氨水分解。化学 方程式为 NH3H2O CaO=NH3Ca(OH)2 (5)氨的用途 化工原料，用于制硝酸

45、、铵盐、纯碱、尿素，用作制冷剂。 2铵盐 (1)物理性质：都是_无_色或_白_色晶体，都_易_溶于水。 (2)化学性质 受热分解(不稳定性) NH4Cl 受热分解：_NH4Cl= HClNH3_。 NH4HCO3受热分解：_NH4HCO3= NH3CO2H2O_。 与强碱反应(如 NaOH)碱解 稀溶液不加热：_NH 4OH NH3H2O_。 浓溶液或加热：_NH 4OH = NH3H2O_。 铵盐溶于水易水解：NH 4H2ONH3H2OH 。 (3)NH 4的检验 待检物 强碱 无色气体 湿润红色 石蕊试纸 试纸变蓝 结论 有 NH 4 特别提醒 (1)制氨时，选用的铵盐及碱都有一定的要求。

46、选铵盐时，不选(NH4)2CO3、NH4HCO3、 NH4NO3等， 因它们受热易分解， 使产生的 NH3中混有较多的杂质气体， 另外 NH4NO3易爆炸； 选碱时，用 Ca(OH)2而不用 NaOH 或 KOH，因 NaOH、KOH 具有吸湿性，易结块，不利于产 生氨气，且在高温下均能腐蚀玻璃。 (2)干燥氨气不能用浓硫酸，也不能用无水 CaCl2(8NH3CaCl2=CaCl28NH3)，通常用碱 石灰干燥氨气。 3含氮元素物质之间的转化关系 (1)歧化同一物质中某元素的化合价在同一反应中既升高又降低。 如：3NO2H2O=2HNO3NO 2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2O (

47、2)归中不同物质中同一元素的不同化合价在同一反应中只靠拢。如：6NO 4NH3= 5N26H2O NO2NO2NaOH=2NaNO2H2O 基础小题自测 1判断正误，正确的打“”，错误的打“”。 (1)氨气溶于水能导电，所以氨气是电解质。() (2)铵盐都易溶于水，其水溶液均呈酸性。() (3)现有 1 molL 1的氨水，则该溶液中 NH3H2O 的浓度是 1 molL1。( ) (4)充满纯净氨气的试管倒扣在水槽中，水会迅速充满试管。() (5)浓氨水可检验氯气管道是否漏气。() (6)把 NH3通入稀 HNO3中，当溶液的 pH 等于 7 时，是 NH3和 HNO3等物质的量反应。 ()

48、 (7)氨水中物质的量浓度最大的粒子是 NH3H2O(除水外)。() (8)下列物质间的转化能够实现 N2 H2 高温、高压、催化剂NH3 HClaq NH4Cl(aq)。() (9)某元素的气态氢化物与其最高价氧化物对应的水化物反应生成盐，则该元素一定是氮 元素。() (10)NH3能使酚酞溶液变红、NH3可用于设计喷泉实验，上述叙述均正确并有因果关系。 () (11)因为 NH4Cl 为强酸弱碱盐，所以可用加热法除去 NaCl 中的 NH4Cl。() (12)可用蘸浓盐酸的棉棒检验输送氨气的管道是否漏气。() (13)检验 NH 4时，往试样中加入 NaOH 溶液，微热，用湿润的蓝色石蕊试

49、纸检验逸出的 气体。() (14)用 NH4Cl 固体和 Ca(OH)2固体制备并收集 NH3， 需要的仪器只有酒精灯、 烧杯、 导管、 集气瓶。() (15)实验室用如图所示的装置制取少量氨气。() 2(2021淄博模拟)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，立即用另一培养皿扣在上面。下表中对实验现象所做的解释正确的是(A) 选项实验现象解释 A浓盐酸附近产生白烟NH3与浓盐酸反应产生了 NH4Cl 固体 B浓硫酸附近无明显现象NH3与浓硫酸不发生反应 C氯化物溶液变浑浊该溶液一定是 AlCl3溶液 D 干燥红石蕊试纸不变色，湿润红石蕊试纸 变蓝 NH3是

50、一种可溶性碱 提示实验时向 NaOH 固体上滴几滴浓氨水，NaOH 固体溶于水放热，氨水易挥发，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， 与浓硫酸发生反应生成硫酸铵，故 B 错误；氨气与氯化物发生复分解反应生成氢氧化物，如 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 NH3H2O，电离产生 OH ，溶液呈碱性，氨气为非电解质，不属于碱，故 D 错误。 3深度思考： (1)将蘸有浓硫酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，有白烟