还剩17页未读，
继续阅读
所属成套资源：2022年高考化学一轮复习名师精讲练
成套系列资料，整套一键下载
第12讲 氮及其化合物-2022年高考化学一轮复习名师精讲练
展开
这是一份第12讲 氮及其化合物-2022年高考化学一轮复习名师精讲练，共20页。
第12讲 氮及其化合物
【知识梳理】
一、氮气与氮的氧化物
1.氮气
自然界存在
氮元素在元素周期表中位于第二周期ⅤA族。在自然界中,氮元素既有 态,也有化合态,大部分氮元素以游离态的形式存在于空气中。将空气中游离的氮转变成氮的化合物的方法叫做氮的固定，氮的固定的方式有自然固氮、生物固氮、工业固氮
物理性质
N2是无色、无味气体，密度比空气略小，难溶于水
化学性质
稳定性
常温下,氮气化学性质稳定(氮氮三键的键能大),通常情况下不易发生化学反应
氧化性
3Mg＋N2Mg3N2
N2＋3H22NH3
还原性
N2＋O22NO
2.一氧化氮和二氧化氮
氮的氧化物
NO
NO2
物理性质
颜色
无色
红棕色
毒性
有毒
有毒
溶解性
不溶
能溶
化学性质
与O2反应
2NO＋O2===2NO2
与H2O反应
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
聚合反应
2NO2 （红棕色） N2O4（无色）
实验室制法
3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
与环境的关系
空气中NO、NO2主要来源于煤和石油的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂等，空气中NO、NO2是形成酸雨、光化学烟雾的主要因素
温馨提示：
（1）氮氧化物是形成光化学烟雾和酸雨的一个重要原因，同时也可造成水体污染。汽车尾气中的氮氧化物（燃料在发动机内高温燃烧时，空气中的氮气与氧气反应生成的）与碳氢化合物经紫外线照射发生反应生成形成的一种有毒的烟雾，称为光化学烟雾。光化学烟雾具有特殊气味，刺激眼睛、伤害植物并使大气能见度降低。
（2）收集NO用排水法，收集NO2用向上排空气法，前者易与氧气反应，后者易与水反应。
（3）工业上就是利用3NO2十H2O=2HNO3＋NO这一原理制取HNO3，为了提高NO2的吸收率，在吸收的过程中要补充适量的O2，所以总的吸收反应可表示为：4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3。NO与O2配比适当时，也可以被水完全吸收。总的吸收反应可表示为：4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3。
（4）通常“纯净”的NO2或N2O4并不纯，因为在常温、常压下能发生聚合反应。由于此可逆反应的发生，通常实验测得NO2的相对分子质量大于它的实际值，或在相同条件下，比相同物质的量的气体体积要小。同理，通常实验测得N2O4的相对分子质量小于它的实际值，或在相同条件下，比相同物质的量的气体体积要大。此外涉及NO2气体的颜色深浅、压强、密度等要考虑此反应。
例题1、下列说法正确的是 。
下列说法正确的是 。
①用向上排空气法收集铜粉与稀硝酸反应产生的NO
②密闭容器中2 mol NO与1 mol O2充分反应，产物的分子数为2NA
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氮元素有负化合价，正化合价和零价，因而常温下，N2既能与氧气反应，又能与H2反应
⑤1 mol N2与4 mol H2反应生成的NH3分子数为2NA
⑥NO可以是某些含低价氮物质氧化的产物
⑦NO是亚硝酸的酸酐
⑧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
⑨工业合成氨属于人工固氮
⑩制二氧化氮时，用水或NaOH溶液吸收尾气
⑪用湿润的碘化钾淀粉试纸鉴别Br2(g)和NO2
⑫N、Si、S的单质均能和氧气反应，生成的产物分别是NO2、SiO2和SO2
【指点迷津】氮的氧化物溶于水的计算
（1）NO2或NO2与N2（非O2）的混合气体溶于水可依据3NO2 + H2O ＝ 2HNO3 + NO利用气体体积变化差值进行计算。
（2）NO2和O2的混合气体溶于水时由4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3进行计算，当体积比V（NO2）：V（O2）=4：1时，恰好反应；>4：1时，NO2过量，剩余NO；<4：1时，O2过量，剩余O2。
（3）NO和O2同时通入水中时，由4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3进行计算，原理同②方法。
（4）NO、NO2、O2的混合气体通入水中，先按①求出NO的体积，再加上混合气体中NO的体积再按③方法进行计算。
二、硝酸
1．物理性质：纯硝酸为无色、刺激性气味、易挥发液体，能与水以任意比例互溶，常用浓硝酸的质量分数大约为69%。
2、化学性质
化学性质
化学反应
应用（化学方程式）
不稳定性
浓硝酸遇光遇热易分解产生的NO2
浓硝酸贮存在棕色试剂瓶中，避光保存放置于阴凉处
强酸性
稀硝酸能使紫色石蕊试液变红色，浓硝酸能使石蕊试液先变红色，微热后褪色
鉴别浓、稀硝酸
强氧化性
除Pt、Au外，大部分金属均能与HNO3反应
王水（浓硝酸和浓盐酸体积之比为1∶3）能溶解铂和金
常温下，浓硝酸、浓硫酸可使铁、铝表面形成致密的氧化膜而钝化，
用铁、铝容器贮存冷的浓HNO3
Cu与浓HNO3反应
Cu + 4HNO3（浓）＝ Cu（NO3）2 + 2NO2↑ + 2H2O
Cu与稀HNO3反应
3Cu + 8HNO3（稀）＝ 3Cu（NO3）2 + 2NO↑ + 4H2O
碳与浓HNO3反应
C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O
与某些还原性化合物或离子的反应
H2S、SO2、HBr、HI、FeCl2等
有机反应
与苯及其同系物发生硝化反应，与醇发生酯化反应，与蛋白质发生颜色反应等
鉴别蛋白质（带苯环）
温馨提示：①浓硝酸贮存在棕色试剂瓶中，避光保存放置于阴凉处。②无论浓稀硝酸均具有强氧化性，与金属反应时不放出氢气。③常温下，浓硝酸、浓硫酸可使铁、铝表面形成致密的氧化膜而钝化，保护内部的金属不再跟硝酸反应，所以可以用铝质或铁质容器盛浓硝酸。④浓硝酸和浓盐酸按体积之比为1∶3组成的混合物叫王水，王水能溶解铂和金。⑤非金属和浓硝酸反应，非金属被氧化成高价的含氧酸或最高价氧化物。⑥在溶液中NO3—几乎与所有离子能大量共存，当溶液的酸性较强时可形成硝酸溶液，具有还原性的某些离子则不能与其大量共存，如NO3—、H＋、Fe2+中任意两者能大量共存，但三者混合则不能大量共存。即NO3—在中性或碱性溶液中不表现氧化性，而在酸性溶液中表现强氧化性。⑦氧化剂氧化能力的强弱决定于得电子能力的强弱，而不是本身的被还原程度。实验证明：硝酸越浓得电子的能力越强，因而氧化能力越强。如稀硝酸能将HI氧化为I2，而浓硝酸可将HI氧化为HI03。
例题2、下列说法正确的是 。
①1 mol Fe溶于过量硝酸，电子转移数为2NA A
②将铜丝插入稀硝酸中：Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO2↑＋H2O
③将铁屑放入稀HNO3中证明Fe比H2活泼
④向稀HNO3中滴加Na2SO3溶液：SO＋2H＋===SO2↑＋H2O
⑤SO2和SO3混合气体通入Ba(NO3)2溶液可得到BaSO3和BaSO4
⑥将可调高度的铜丝伸入稀HNO3中，溶液变蓝，说明铜与稀HNO3发生置换反应
⑦稀硝酸可除去试管内壁的银镜
⑧过量的铜与浓硝酸反应，产物中一定有NO
⑨将相同质量的铜分别与足量的浓硝酸、稀硝酸反应，硝酸浓度越大消耗的硝酸越少，产生的有毒气体也越少
⑩Fe2＋、Mg2＋、Cl－、NO能大量共存于pH＝0的溶液中
⑪向Fe(NO3)2溶液中滴加稀盐酸，无明显变化
⑫在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，再加入Cu(NO3)2固体，铜粉仍不溶解
【指点迷津】硝酸与金属反应的一般规律
（1）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。
（2）足量金属与一定量浓硝酸反应时，随着硝酸浓度的降低，产物也发生改变。
（3）金属与H2SO4、HNO3的混合酸或金属与稀H2SO4、硝酸盐混合反应时，由于硝酸盐中NO在H2SO4提供H＋的条件下能继续与金属反应。
（4）HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用，以NO的形式存在于溶液中；一部分作为氧化剂转化为还原产物，这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量。
①金属＋浓硝酸→金属硝酸盐＋NO2↑＋H2O：反应中，表现氧化性(被还原)的HNO3占；表现酸性生成硝酸盐的HNO3占。
②金属＋稀硝酸→金属硝酸盐＋NO↑＋H2O：反应中，表现氧化性(被还原)的HNO3占；表现酸性生成硝酸盐的HNO3占。
三、氨气与铵盐
1．分子结构：由极性键形成的三角锥形的极性分子，N原子有一孤对电子；N -3价，为N元素的最低价态。
2．物理性质：无色、刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水，常温常压下1体积水能溶解700体积的氨气，易液化（可作致冷剂）。
温馨提示：（1）喷泉实验的原理：气体在溶液中溶解度大或者可与液体发生剧烈反应，且不再产生新的气体或者气体体积急剧减小，造成烧瓶内外压强差较大，即可发生“喷泉”现象。
（2）喷泉实验的操作要点：烧瓶中充满干燥气体，挤出胶头滴管中的水，打开止水夹。
（3）喷泉实验成功的关键：收集氨气的烧瓶要干燥；收集的氨气要全充满；装置要密闭不漏气；玻璃管的长度不能过长；实验不可能实现全充满。
3.化学性质
化学反应
化学方程式
备注
与水的反应
NH3＋H2ONH3·H2O NH4＋＋OH－
氨气溶于水得氨水，氨水中含有的粒子有NH3、H2O、NH3·H2O、NH4＋、OH－、H+，氨水为可溶性一元弱碱，易挥发，不稳定，易分解
与酸反应
HCl＋NH3===NH4Cl
蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近有白烟生成，该反应用于氨气或氯化氢气体的检验
与盐溶液反应
Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH
生成红褐色沉淀
Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH
生成白色胶状沉淀，白色沉淀可溶于盐酸和氢氧化钠溶液
Ag＋＋NH3·H2O===AgOH↓＋NH
AgOH＋2NH3·H2O==[Ag(NH3)2]＋＋OH－＋2H2O
先生成白色沉淀后消失
与氧气反应
4NH3＋5O24NO＋6H2O
氨的催化氧化是工业制硝酸的基础反应
温馨提示：①NH3是唯一能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，可用于氨气的检验。②氨水与液氨为不同物质，氨水为混合物，液氨为纯净物;NH3为非电解质，而NH3·H2O为弱电解质。③氨水的密度小于水的密度，氨水的浓度越大，密度越小。
3．实验室制法
反应原理
2NH4Cl＋Ca（OH）2CaCl2＋2NH3↑
制取装置
固体与固体反应加热制取气体的装置，与制氧气相似
收集方法
只能用向下排空气法收集，并在收集的试管口塞上棉花，防止生成的NH3和空气对流，确保收集到纯净的氨气
气体检验
①用湿润的红色石蕊试纸(变蓝)；②用蘸有浓盐酸的玻璃棒接近瓶口(白烟)
气体干燥
用碱石灰做干燥剂
温馨提示：①制氨气所用铵盐不能用硝铵、碳铵。因为加热过程中NH4NO3可能发生爆炸而发生危险；而NH4HCO3受热极易分解产生CO2使生成的NH3中混有较多的CO2杂质。②消石灰不能用NaOH、KOH代替，原因是NaOH、KOH具有吸湿性，易结块，不利于产生NH3，在加热条件下能腐蚀试管。③由于NH3极易溶于水，在制备收集过程中，都应尽可能地不与水接触，以防减少损失和防止倒吸现象。④因氨气比空气轻，易与空气发生对流，所以收集氨气时，导气管应插入收集气体的试管底部附近，管口塞一团干燥的棉花团，来防止NH3与空气对流，确保收集到纯净的氨气。⑤实验室快速制氨气的方法：用浓氨水加固体NaOH或加热浓氨水。
4.铵盐
由铵离子和酸根离子构成的盐，叫铵盐。铵盐都是白色、易溶于水的晶体，铵盐属于铵态氮肥。
（1）水解性：铵盐在水溶液中铵根离子水解。NH4++H2ONH3·H2O+H+
（2）与强碱反应：铵盐与强碱反应产生氨气。NH4++OH-NH3↑+H2O
（3）热稳定性：铵盐受热均易分解生成氨气和酸。氯化铵受热分解的方程式：NH4ClNH3+ HCl，NH4HCO3 NH3 + H2O + CO2
温馨提示：①铵盐的共性之一是与碱反应生成氨气，如果在加热时与浓碱作用，逸出氨气，可用于铵盐的检验。②铵盐的另一部分阴离子往往不被重视，某些阴离子可与酸反应，甚至放出气体，例如：（NH4）2CO3、NH4HCO3、（NH4）2SO3、NH4HSO3、（NH4）2S、NH4HS等弱酸的铵盐，既可与碱反应，又可与酸反应。③在未知溶液中加入强碱并加热，用湿润的红色石蕊试纸检验，若试纸变蓝，则证明原溶液中含NH4+。④铵盐与浓碱溶液生成氨气，铵盐与稀碱溶液反应并加热生成氨气，铵盐与稀碱溶液反应不加热生成一水合氨。⑤氯化铵分解产生“升华”现象，硫酸铵在高温时会发生氧化还原反应，生成氮气、二氧化硫和水，硝酸铵受热或受撞击都会发生爆炸。
例题3、下列说法正确的是 。
①因为NH4HCO3受热易分解，故可用作氮肥A
②下列物质间的转化能够实现：N2NH3NH4Cl(aq)
③H4Cl溶液与Ca(OH)2溶液混合的离子方程式为H＋＋OH－===H2O
④用生石灰与浓氨水制得的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，说明NH3为碱性气体(
⑤检验溶液中是否含有NH：取少量试液于试管中，加入NaOH溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体
⑥加热盛有NH4Cl的试管，试管底部有固体消失，试管口有晶体凝结，说明NH4Cl固体可以升华
⑦实验室制取氨气：
⑧施肥时，草木灰(有效成分为K2CO3)不能与NH4Cl混合使用，是因为K2CO3与NH4Cl反应生成氨气会降低肥效
⑨加热NH4Cl和Ca(OH)2混合物，并将产生的气体通入酚酞溶液中，酚酞溶液变成红色
⑩测0.1mol/L氨水的pH为11的，氨水的电离方程式：NH3·H2ONH4++OH-
⑪向Al2(SO4)3溶液中加入过量氨水的离子方程式：Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+
⑫NH3、O2和HNO3三种物质中，任意两种物质在一定条件下均能发生反应
【课时练习】
1．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性质不相对应的一组是（ ）
A．浓硝酸使紫色石蕊试液先变红后褪色——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红色褪去——强氧化性
2．下列说法不正确的是( )
A．在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，再加入Cu(NO3)2固体，铜粉仍不溶解
B．某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，该气体的水溶液一定显碱性
C．铜与稀硝酸反应的离子方程式为3Cu＋8H＋＋2NO3－===3Cu2＋＋2NO↑＋ 4H2O
D．HNO3→NO→NO2，以上各步变化均能通过一步实现
3．下列有关氮元素的单质及其化合物的说法错误的是( )
①氮气与氧气在放电的条件下可直接生成NO2 ②铵盐都不稳定，受热分解都生成氨气 ③向Fe(NO3)2溶液中滴加稀盐酸，无明显的变化 ④实验室加热氯化铵固体，用碱石灰除氯化氢的方法制备氨气
A．①③④ B．①③ C．①④ D．①②③④
4．利用N2→NH3→NO→NO2→HNO3这一过程制备HNO3，有关上述各物质的叙述中不正确的是（ ）
A．上述转化过程中某些气体会发生颜色变化
B．可利用Cu与硝酸的反应，将N元素转化为NO或NO2
C．为使上述各步骤依次发生，必须向每个步骤中提供氧化剂
D．实验室中可以利用Ca(OH)2固体与NH4Cl固体混合加热制备NH3
5．氮元素在海洋中的循环，是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中无机氮的循环过程可用如图表示，下列关于海洋氮循环的说法中，正确的是（ ）
A．海洋中不存在游离态的氮
B．②中的含氮物质转化属于氮的固定
C．④中的含氮物质转化属于氮的还原
D．向海洋中排放含NO3-的废水不会影响NH4+的含量
6．自然界中时刻存在着氮气的转化。实现氮气按照一定方向转化一直是科学领域研究的重要课题，如图为N2分子在催化剂的作用下发生的一系列转化示意图。下列叙述正确的是（ ）
A．N2→NH3，NH3→NO均属于氮的固定
B．在催化剂a作用下，N2发生了氧化反应
C．催化剂a、b表面均发生了极性共价键的断裂
D．使用催化剂a、b均可以提高单位时间内生成物的产量
7．科学工作者研发了一种 SUNCAT 的系统,借助锂循环可持续合成氨,其原理如图所示。下列说法不正确的是
A．过程Ⅰ得到的 Li3N 中 N 元素为−3 价
B．过程Ⅱ生成 W 的反应：Li3N+3H2O═3LiOH+NH3↑
C．过程Ⅲ中能量转化的形式：电能转变为化学能
D．过程Ⅲ涉及到反应：2H2O-4 e−═O2↑+4H+
8．某实验过程如图所示，则图③试管中的现象是（ ）
A．铜片溶解，产生无色气体，该气体遇空气变为红棕色
B．铜片溶解，产生无色气体，该气体遇到空气不变色
C．铜片溶解，放出红棕色有刺激性气味的气体
D．无明显现象，因稀硫酸不与铜反应
9．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
10．某实验兴趣小组利用下列实验装置探究氯气与过量氨气反应的实验，有关说法不正确的是
A．打开K1，关闭K2，将注射器的活塞往外拉一小段，然后松开，活塞复原，说明装置气密性良好
B．打开K1，推动注射器的活塞使过量的氨气与氯气混合时，产生大量的白色烟雾
C．充分反应后，关闭K1，打开K2，可观察到烧杯中的溶液会倒吸至试管内
D．实验室制备氨气和氯气可以用同一套发生装置
11．“封管实验”具有简易、方便、节约、绿色等优点，下列关于三个“封管实验”(夹持装置未画出)的说法正确的是( )
A．加热时，①中上部汇集了NH4Cl固体
B．加热时，②中溶液变红，冷却后又都变为无色
C．加热时，③中溶液红色褪去，冷却后溶液变红，体现SO2的漂白性
D．三个“封管实验”中所发生的化学反应都是可逆反应
12．已知NH4NO3在空气中爆炸时的反应为4NH4NO33N2↑＋2NO2↑＋8H2O↑。下列说法不正确的是（ ）
A．NH4NO3在高温下爆炸时可以看到红棕色的烟雾
B．NH4NO3的含氮量小于氯化铵
C．实验室不能用NH4NO3固体与Ca(OH)2固体混合加热制备NH3
D．乘坐火车时不能携带NH4NO3固体
13．某课外活动小组欲利用CuO与NH3反应，研究NH3的某种性质并测定其组成，设计了如下实验装置（夹持装置未画出）进行实验。请回答下列问题：
（1）仪器a的名称为______；仪器b中可选择的试剂为______。
（2）实验室中，利用装置A，还可制取的无色气体是______（填字母）。
A．Cl2 B．O2 C．CO2 D．NO2
（3）实验中观察到装置C中黑色CuO粉末变为红色固体，量气管有无色无味的气体，上述现象证明NH3具有______性，写出相应的化学方程式______。
（4）E装置中浓硫酸的作用______。
（5）读取气体体积前，应对装置F进行的操作：______。
（6）实验完毕，若测得干燥管D增重mg，装置F测得气体的体积为n L（已折算成标准状况），则氨分子中氮、氢的原子个数比为______（用含m、n字母的代数式表示）。
14．用零价铁（Fe）去除水体中的硝酸盐（NO3-）已成为环境修复研究的热点之一。
（1）Fe还原水体中NO3-的反应原理如图1所示。
①作负极的物质化学式为___________。
②正极的电极反应式是_________________________________________。
（2）将足量铁粉投入水体中，经24小时测定NO3-的去除率和pH，结果如下：
初始pH
pH=2.5
pH=4.5
NO3-的去除率
接近100%
＜50%
24小时pH
接近中性
接近中性
铁的最终物质形态
pH=4.5时，NO3-的去除率低。其原因是_____________________________________。
（3）实验发现：在初始pH=4.5的水体中投入足量铁粉的同时，补充一定量的Fe2+可以明显提高NO3-的去除率。对Fe2+的作用提出两种假设：
Ⅰ．Fe2+直接还原NO3-；
Ⅱ．Fe2+破坏FeO（OH）氧化层。
①做对比实验，结果如图2所示，可得到的结论是____________________。
②同位素示踪法证实Fe2+能与FeO（OH）反应生成Fe3O4，该反应的离子方程式为_________，解释加入Fe2+提高NO3-去除率的原因：_____________________________________。
15．某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，按下图装置进行实验(夹持仪器已略去)。实验表明浓硝酸能将NO氧化成，而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。
可选药品：浓硝酸、3mol/L稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳。
已知：氢氧化钠溶液不与NO反应，能与反应：。
(1)实验应避免有害气体排放到空气中，装置③、④、⑥中盛放的药品依次是____________。
(2)滴加浓硝酸之前的操作是检查装置的气密性，加入药品，打开弹簧夹后____________。
(3)装置①中发生反应的化学方程式是___________。
(4)装置②的作用是________，发生反应的化学方程式是_________。
(5)该小组得出的结论所依据的实验现象是____________。
16．某工厂以硝酸为原料生产亚硝酸钠，其工艺流程如图：
已知：Na2CO3+NO+NO2=2NaNO2+CO2
（1）“分解塔”中SO2从塔底进入，硝酸从塔顶喷淋，其目的是____。
（2）“分解塔”中的温度不宜过高，其原因是____。
（3）按一定计量比在“分解塔”中通SO2和喷入硝酸，若反应后生成的NO与NO2物质的量之比恰好1：1，则“分解塔”中发生反应的化学方程式为____。
（4）为提高氮氧化物的转化率，可向“尾气”中通入一定量的____气体，再通入“吸收塔”中，实现循环吸收。
（5）“吸收塔”所得溶液中除含有NaNO2、NaNO3和少量Na2CO3外，还含有的溶质为___（填化学式）。
参考答案
例题1、③⑥⑨
【解析】NO的密度与空气接近，且能与氧气反应生成NO2，NO不能溶于水，所以应该用排水法收集，①错误；NO与氧气反应生成二氧化氮，但常温下，二氧化氮与四氧化二氮之间存在平衡，所以产物的分子数小于2NA，②错误；燃料的脱硫脱氮、SO2的回收利用和氮氧化物的催化转化都可以减少SO2、氮氧化物的排放，所以可以减少酸雨的产生，③正确；N2在放电条件下才能与O2反应；在高温高压、催化剂条件下才能与H2化合生成NH3，④错误；N2与H2在一定条件下发生反应生成NH3，该反应是可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，故1 mol N2与4 mol H2反应生成的NH3分子数小于2NA，⑤错误；NO中氮的化合价处于中间价态，它可以是还原产物，如HNO3→NO，也可以是氧化产物，如NH3→NO，⑥正确；HNO2的酸酐是N2O3，⑦错误；硫的氧化物不能形成光化学烟雾，⑧错误；工业合成氨属于人工固氮，⑨正确；二氧化氮与水反应产生NO，不能用水吸收，⑩错误；Br2(g)和NO2都具有强氧化性，都能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝，⑪错误；氮气和氧气反应生成NO，得不到NO2，⑫错误。
例题2、⑦⑧
【解析】铁是变价金属，硝酸具有强的氧化性，所以1molFe溶于过量硝酸生成硝酸铁，反应中电子转移数目为3NA，①错误；将铜插入稀硝酸中生成NO，反应的离子方程式为：3Cu+8H++2NO3 -===3Cu2++2NO↑+4H2O，②错误；铁屑放入稀HNO3中不产生H2，而是产生NO，③错误；稀硝酸与Na2SO3发生氧化还原反应，生成SO42‾、NO和H2O，④错误；SO2在酸性环境中能被Ba(NO3)2氧化成硫酸钡，则SO2和SO3混合气体通入Ba(NO3)2溶液只得到BaSO4白色沉淀，⑤错误；铜与稀硝酸发生氧化还原反应生成硝酸铜，溶液变蓝，不是置换反应，⑥错误；稀硝酸具有强氧化性，能够与Ag发生反应产生可溶性的AgNO3，达到除去试管内壁的银镜的目的，⑦正确；浓硝酸与Cu反应，逐渐变为稀硝酸，因而会产生NO，⑧正确；铜完全反应，在进行相关计算时以铜为标准，等质量的铜在反应中失去的电子数相同，生成的Cu(NO3)2的量相同，浓硝酸被还原为NO2，价态由＋5降到＋4，每个氮原子只得1个电子，稀HNO3被还原时每个氮原子得到3个电子，故被还原的浓硝酸多、稀硝酸少，生成NO2也比NO多，⑨错误；酸性条件下，HNO3氧化Fe2＋，⑩错误；向硝酸亚铁溶液中加入稀盐酸，酸性条件下，硝酸根离子具有强氧化性，能把亚铁离子氧化成铁离子，同时自身被还原成一氧化氮，⑪错误；加入Cu(NO3)2固体后，Cu和H＋、NO发生反应：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，⑫错误。
例题3、②④⑤⑧⑨⑩⑪
【解析】NH4HCO3用作氮肥是因为其中含有氮元素，易被农作物吸收，与热稳定性无关，①错误；N2+3H22NH3、NH3+HCl===NH4Cl，②正确；NH4Cl溶液与Ca(OH) 2溶液混合产生NH3·H2O，③错误；NH3制备可以采取浓氨水和生石灰制取，可用红色石蕊试纸检验，试纸变蓝则说明NH3为碱性气体，④正确；检验氨气的方法正确，⑤正确；不是升华，试管底部NH4Cl分解生成NH3和HCl，试管口NH3与HCl反应生成了NH4Cl，发生了化学反应，⑥错误；.NH4Cl受热分解，离开热源又会重新生成NH4Cl,得不到氨气，且氨气极易溶于水，不能用排水法收集，⑦错误；草木灰的有效成分K2CO3是强碱弱酸盐，水解使溶液显碱性，而NH4Cl是强酸弱碱盐，水解使溶液显酸性，当施肥时若把草木灰（有效成分为K2CO3）与NH4Cl混合使用，则二者的水解作用相互促进，发生的双水解反应的离子方程式为：CO32-+2NH4+= CO2↑+NH3↑ +H2O，这样N元素就会以氨气的形式逸出从而使肥效会降低，⑧正确；加热氯化铵和氢氧化钙混合物，通入酚酞溶液变红，说明有碱性气体产生，⑨正确；0.1mol/L氨水的pH为11，说明氨水为弱电解质，存在电离平衡，故电离方程式应用可逆号连接，⑩错正确；氨水是弱碱不能溶解氢氧化铝，则向Al2(SO4)3溶液中加入过量氨水的离子方程式为Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH4+，⑪正确；O2和HNO3二者不能反应，⑫错误。
【课时练习】
1．D【解析】A. 浓硝酸使紫色石蕊试液先变红，表现出酸性；后褪色，表现出强氧化性，正确。
B. 不能用稀硝酸与锌反应制氢气，因为硝酸具有强氧化性，被锌还原生成氮氧化物等，而不生成氢气，正确。
C. 要用棕色瓶盛装浓硝酸，因为浓硝酸具有光的不稳定性，正确。
D. 能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去，可能是硝酸表现出强氧化性，将酚酞氧化而褪色；也可能是硝酸表现出酸性，中和了氢氧化钠的碱性，酚酞在中性溶液中呈无色，错误。
故选D。
2．A【解析】A.铜和稀硫酸不反应，加入NO3-后，NO3-在酸性条件下具有强氧化性，能溶解Cu，A项错误；
B.能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，该气体的水溶液一定显碱性，如NH3，B项正确；
C.铜与稀硝酸反应的离子方程式正确，产物正确，电荷守恒、原子守恒，C项正确；
D.稀硝酸与Cu反应产生NO，NO与O2反应产生NO2，均能通过一步实现转化，D项正确；
答案选A。
3．D【解析】①放电条件下，氮气和氧气反应生成一氧化氮而不是二氧化氮，一氧化氮不稳定，易被氧气氧化生成二氧化氮，①错误；②NH4NO3加热到190℃时分解生成一氧化二氮和水，若加热到300℃左右时分解生成氮气、硝酸和水，②错误；③向硝酸亚铁溶液中加入稀盐酸，酸性条件下，硝酸根离子具有强氧化性，能把亚铁离子氧化生成铁离子，同时自身被还原生成一氧化氮，③错误；④氯化铵受热易分解，冷却时又生成氯化铵，所以得不到氨气，④错误；答案选D。
4．C【解析】A．NO→NO2的转化会出现气体由无色到红棕色的颜色变化，故A正确；
B．Cu与稀HNO3反应生成NO，与浓HNO3反应生成NO2，故B正确；
C．N2转化为NH3时，需要加入H2做还原剂，不需要加入氧化剂，NO2与H2O反应生成HNO3时，NO2既是氧化剂又是还原剂，也不需要再加入氧化剂，故C错误；
D．Ca(OH)2与NH4Cl混合加热可制备NH3，故D正确；
故答案为C。
5．B【解析】A.根据图像，海水中存在氮气，A错误；
B. ②中氮气转化为含氮化合物，属于氮的固定，B正确；
C. ④中转化为或，化合价升高，属于氮的氧化反应，C错误；
D.根据图像，能转化为，转为氮气，氮气转化为，故向海水中排放会造成浓度增大，D错误；
故答案选B。
6．D【解析】A.氮的固定是指氮由游离态转变为化合态，N2→NH3的反应为氮的固定，但NH3→NO的反应没有氮气参与，不属于氮的固定，故A错误；
B.由示意图可知，在催化剂a作用下，氮元素化合价降低被还原，氮气发生还原反应，故B错误；
C.由示意图可知，催化剂a的表面只发生了非极性共价键的断裂，没有发生极性共价键的断裂，故C错误；
D.使用催化剂a、b可加快反应速率，能提高单位时间内生成物的产量，故D正确；
故选D。
7．D【解析】A．由图可知，过程Ⅰ是Li和N2生成Li3N，Li元素为+1价，N 元素为−3 价，A正确；
B．W是LiOH，过程II的反应为：Li3N+3H2O=3LiOH+NH3，B正确；
C．过程Ⅲ是4LiOH＝4Li+2H2O+O2↑，该反应需要电解，所以是电能转变为化学能，C正确；
D．由于该过程为了合成NH3，故电解质环境为碱性，过程Ⅲ涉及到反应为：4OH--4e-=O2 +2H2O，D错误；
故选D。
8．A【解析】在②试管的溶液中仍然有NO3-，加入稀硫酸，相当于有硝酸存在，所以铜片溶解、产生无色气体NO，该气体遇空气变为红棕色;
答案选A。
9．D【解析】A．①中灼热碎玻璃起加热作用，浓硝酸受热分解生成红棕色NO2，硝酸中氮元素化合价降低，必有元素化合价升高，只能为氧元素，因此，还有O2生成，产生的气体为混合气体，A项正确；
B．由①可知，浓硝酸受热分解可生成红棕色气体，所以②中产生的“红棕色气体”不一定是木炭与浓硝酸发生反应产生的，B项正确；
C．③中浓硝酸挥发才能与红热木炭接触，产生的NO2是还原产物，C项正确；
D．红热的木炭还可与空气中的O2反应生成CO2，不一定是木炭与浓硝酸发生反应生成了CO2，D项错误；
故选D。
10．B【解析】A. 打开K1，关闭K2，将注射器的活塞往外拉一小段，然后松开，活塞复原，说明装置不漏气，气密性良好，故A正确；
B. 打开K1，推动注射器的活塞使过量的氨气与氯气混合时，过量的氨气与氯气反应生成氮气和氯化铵，只产生大量的白烟，没有雾，故B错误；
C. 充分反应后，装置内的气体压强减小或生成极易溶于水的气体，关闭K1，打开K2，可观察到烧杯中的溶液会倒吸至试管内，故C正确；
D. 实验室制备氨气和氯气都可以使用固体与液体制备，制备氨气可以选用浓氨水和氧化钙，制备氯气可以选用高锰酸钾和浓盐酸，可以用同一套发生装置，故D正确；
故选B。
11．A【解析】A．加热时，①上部汇集了固体NH4Cl，是由于氯化铵不稳定，受热易分解，分解生成的氨气遇冷重新反应生成氯化铵，A正确；
B．加热时氨气逸出，②中颜色为无色，冷却后氨气又溶解②中为红色，B错误；
C．二氧化硫与有机色素化合生成无色物质而具有漂白性，受热又分解，恢复颜色，所以加热时，③溶液变红，冷却后又变为无色，C错误；
D．可逆反应应在同一条件下进行，题中实验分别在加热条件下和冷却后进行，不是可逆反应，D错误；
答案选A。
12．B【解析】A．根据NH4NO3的爆炸反应可知生成的NO2为红棕色，爆炸时，NO2、粉尘、H2O等形成了红棕色的烟雾，故A正确；
B．NH4NO3的含氮量为35%，NH4Cl的含氮量为26.2%，故B错误；
C．由于NH4NO3固体受热可能爆炸，故实验室不能用其制备NH3，故C正确；
D．NH4NO3属于易爆炸物，不能带上火车，故D正确；
故答案为B。
13．（1）分液漏斗；固体氢氧化钠或氧化钙或碱石灰（2）BC（3）还原；3CuO+2NH33Cu+3H2O+N2（4）吸收未反应的氨气，阻止F中水蒸气进入D（4）慢慢上下移动右边漏斗，使左右两管液面相平（5）
【解析】A装置制取氨气，B装置干燥氨气，C为反应装置，D装置吸收反应产生的水，E装置防止F中的水分进入D装置干扰实验结果，F装置测量生成氮气的体积。
（1）装置中仪器a为分液漏斗，浓氨水遇氧化钙、氢氧化钠会释放氨气，故可选用固体氢氧化钠或氧化钙或碱石灰（成分为氧化钙和氢氧化钠）；
（2）该装置为固液不加热制取气体，
A.氯气为黄绿色气体，A错误；
B.过氧化钠和水，或过氧化氢和二氧化锰制氧气都无需加热，B正确；
C.碳酸钙和稀盐酸制取二氧化碳，无需加热，C正确；
D.二氧化氮为红棕色气体，D错误；
答案选BC；
（3）装置C中黑色粉末变为红色固体，说明氧化铜被还原为铜单质，说明氨气具有还原性，量气管有无色无味的气体，根据元素守恒该气体肯定含有氮元素，只能是氮气，故方程式为；
（4）根据实验目的，需要测定D装置的质量变化来确定生成水的量，故E装置的作用是防止F中的水分进入D装置，同时浓硫酸还能吸收氨气；
（5）为保证读出的气体体积为标准大气压下的体积，需要调整两边液面相平；
（6）测得干燥管D增重m g，即生成m g水，装置F测得气体的体积为n L，即n L氮气，根据元素守恒，水中的氢元素都来自于氨气，氮气中的氮元素都来自于氨气，故氨分子中氮、氢的原子个数比为：。
14．（1）①Fe②NO3-+8e-+10H+=NH4++3H2O（2）FeO（OH）不导电，阻碍电子转移（3）①本实验条件下，Fe2+不能直接还原NO3-；在Fe和Fe2+共同作用下能提高NO3-的去除率②Fe2++2FeO（OH）=Fe3O4+2H+；Fe2+将不导电的FeO（OH）转化为可导电的Fe3O4，利于电子转移
【解析】（1）①原电池中负极材料失电子，根据图1，铁失电子，所以作负极的物质化学式为Fe；
②根据示意图，正极是NO3-得电子生成NH4+，正极的电极反应式是NO3-+8e-+10H+=NH4++3H2O；
（2）根据图示，pH=4.5时，NO3-的去除率低的原因是：pH=4.5生成了较多的FeO（OH），FeO（OH）不导电，阻碍电子转移，所以NO3-的去除率低；
（3）①根据图2可知，只加入Fe2+的水中NO3-的去除率为0，加入Fe2+、Fe的水中NO3-的去除率最高，可得到的结论是本实验条件下，Fe2+不能直接还原NO3-；在Fe和Fe2+共同作用下能提高NO3-的去除率；
②根据得失电子守恒，Fe2+与FeO（OH）反应生成Fe3O4的离子方程式是Fe2++2FeO（OH）=Fe3O4+2H+；加入Fe2+提高NO3-去除率的原因是：Fe2+将不导电的FeO（OH）转化为可导电的Fe3O4，利于电子转移，所以加入Fe2+提高NO3-去除率。
15．（1）3mol/L稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液（2）通入一段时间，关闭弹簧夹，将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内（3）（4）将转化为NO；（5）装置③中液面上方的气体仍为无色，装置④中液面上方的气体由无色变为红棕色
【解析】（1）根据装置特点和实验目的，装置⑤是收集NO，装置⑥中盛放NaOH溶液吸收NO2，因为要验证稀HNO3不能氧化NO，所以装置③中应该盛放稀硝酸，④盛放浓硝酸，生成二氧化氮气体，应用氢氧化钠溶液吸收，故答案为：3mol/L稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液；
（2）由于装置中残存的空气能氧化NO而对实验产生干扰，所以滴加浓HNO3之前需要通入一段时间CO2赶走装置中的空气，同时也需将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内防止反应产生的NO气体逸出，故答案为：通入一段时间，关闭弹簧夹，将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内；
（3）装置①中是Cu与浓HNO3反应，所以反应的化学方程式是 Cu+4HNO3(浓) =Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，故答案为：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O；
（4）根据实验目的，装置①中没有生成NO，故装置②中可以盛放H2O，使NO2与H2O反应生成NO：3NO2+H2O=2HNO3+NO，故答案为：将转化为NO；3NO2+H2O=2HNO3+NO；
（5）NO通过稀HNO3溶液后，若无红棕色NO2产生，说明稀HNO3不能氧化NO，所以盛放稀HNO3装置的液面上方没有颜色变化即可说明之，装置④中盛放的是浓HNO3，若浓HNO3能氧化NO则装置④液面的上方会产生红棕色气体，故答案为：④中液面上方气体变为红棕色，③中液面上方气体不变色。
16．（1）使SO2气体被充分吸收（2）硝酸受热会挥发、分解（3）2HNO3+2SO2+H2O=NO+NO2+2H2SO4（4）O2（5）NaHCO3
【解析】 (1) “分解塔”中SO2从塔底进入，硝酸从塔顶喷淋，其目的是使SO2气体被充分吸收；
(2) “分解塔”中的温度不宜过高，其原因是温度太高，硝酸会挥发、分解；
(3)按一定计量比在“分解塔”中通SO2和喷入硝酸，SO2 被氧化，在酸性条件下生成H2SO4, HNO3被还原，若反应后生成的NO与NO2物质的量之比恰好1 : 1，根据得失电子守恒，则“分解塔”中发生反应的化学方程式为2HNO3+2SO2+H2O= NO+NO2 t 2H2SO4；
(4)由于NO不溶于Na2CO3，为提高氮氧化物的转化率，可向“尾气”中通入一定量的O2气体，使NO部分转化为NO2，再通入“吸收塔”中，实现循环吸收；
(5)进入“吸收塔”的混合气体中是NO、NO2，反应后又生成了CO2， CO2被Na2CO3吸收生成了NaHCO3，故“吸收塔”所得溶液中除含有NaNO2、NaNO3和少量Na2CO3外，还含有的溶质为NaHCO3。
第12讲 氮及其化合物
【知识梳理】
一、氮气与氮的氧化物
1.氮气
自然界存在
氮元素在元素周期表中位于第二周期ⅤA族。在自然界中,氮元素既有 态,也有化合态,大部分氮元素以游离态的形式存在于空气中。将空气中游离的氮转变成氮的化合物的方法叫做氮的固定，氮的固定的方式有自然固氮、生物固氮、工业固氮
物理性质
N2是无色、无味气体，密度比空气略小，难溶于水
化学性质
稳定性
常温下,氮气化学性质稳定(氮氮三键的键能大),通常情况下不易发生化学反应
氧化性
3Mg＋N2Mg3N2
N2＋3H22NH3
还原性
N2＋O22NO
2.一氧化氮和二氧化氮
氮的氧化物
NO
NO2
物理性质
颜色
无色
红棕色
毒性
有毒
有毒
溶解性
不溶
能溶
化学性质
与O2反应
2NO＋O2===2NO2
与H2O反应
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
聚合反应
2NO2 （红棕色） N2O4（无色）
实验室制法
3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
与环境的关系
空气中NO、NO2主要来源于煤和石油的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂等，空气中NO、NO2是形成酸雨、光化学烟雾的主要因素
温馨提示：
（1）氮氧化物是形成光化学烟雾和酸雨的一个重要原因，同时也可造成水体污染。汽车尾气中的氮氧化物（燃料在发动机内高温燃烧时，空气中的氮气与氧气反应生成的）与碳氢化合物经紫外线照射发生反应生成形成的一种有毒的烟雾，称为光化学烟雾。光化学烟雾具有特殊气味，刺激眼睛、伤害植物并使大气能见度降低。
（2）收集NO用排水法，收集NO2用向上排空气法，前者易与氧气反应，后者易与水反应。
（3）工业上就是利用3NO2十H2O=2HNO3＋NO这一原理制取HNO3，为了提高NO2的吸收率，在吸收的过程中要补充适量的O2，所以总的吸收反应可表示为：4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3。NO与O2配比适当时，也可以被水完全吸收。总的吸收反应可表示为：4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3。
（4）通常“纯净”的NO2或N2O4并不纯，因为在常温、常压下能发生聚合反应。由于此可逆反应的发生，通常实验测得NO2的相对分子质量大于它的实际值，或在相同条件下，比相同物质的量的气体体积要小。同理，通常实验测得N2O4的相对分子质量小于它的实际值，或在相同条件下，比相同物质的量的气体体积要大。此外涉及NO2气体的颜色深浅、压强、密度等要考虑此反应。
例题1、下列说法正确的是 。
下列说法正确的是 。
①用向上排空气法收集铜粉与稀硝酸反应产生的NO
②密闭容器中2 mol NO与1 mol O2充分反应，产物的分子数为2NA
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氮元素有负化合价，正化合价和零价，因而常温下，N2既能与氧气反应，又能与H2反应
⑤1 mol N2与4 mol H2反应生成的NH3分子数为2NA
⑥NO可以是某些含低价氮物质氧化的产物
⑦NO是亚硝酸的酸酐
⑧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
⑨工业合成氨属于人工固氮
⑩制二氧化氮时，用水或NaOH溶液吸收尾气
⑪用湿润的碘化钾淀粉试纸鉴别Br2(g)和NO2
⑫N、Si、S的单质均能和氧气反应，生成的产物分别是NO2、SiO2和SO2
【指点迷津】氮的氧化物溶于水的计算
（1）NO2或NO2与N2（非O2）的混合气体溶于水可依据3NO2 + H2O ＝ 2HNO3 + NO利用气体体积变化差值进行计算。
（2）NO2和O2的混合气体溶于水时由4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3进行计算，当体积比V（NO2）：V（O2）=4：1时，恰好反应；>4：1时，NO2过量，剩余NO；<4：1时，O2过量，剩余O2。
（3）NO和O2同时通入水中时，由4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3进行计算，原理同②方法。
（4）NO、NO2、O2的混合气体通入水中，先按①求出NO的体积，再加上混合气体中NO的体积再按③方法进行计算。
二、硝酸
1．物理性质：纯硝酸为无色、刺激性气味、易挥发液体，能与水以任意比例互溶，常用浓硝酸的质量分数大约为69%。
2、化学性质
化学性质
化学反应
应用（化学方程式）
不稳定性
浓硝酸遇光遇热易分解产生的NO2
浓硝酸贮存在棕色试剂瓶中，避光保存放置于阴凉处
强酸性
稀硝酸能使紫色石蕊试液变红色，浓硝酸能使石蕊试液先变红色，微热后褪色
鉴别浓、稀硝酸
强氧化性
除Pt、Au外，大部分金属均能与HNO3反应
王水（浓硝酸和浓盐酸体积之比为1∶3）能溶解铂和金
常温下，浓硝酸、浓硫酸可使铁、铝表面形成致密的氧化膜而钝化，
用铁、铝容器贮存冷的浓HNO3
Cu与浓HNO3反应
Cu + 4HNO3（浓）＝ Cu（NO3）2 + 2NO2↑ + 2H2O
Cu与稀HNO3反应
3Cu + 8HNO3（稀）＝ 3Cu（NO3）2 + 2NO↑ + 4H2O
碳与浓HNO3反应
C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O
与某些还原性化合物或离子的反应
H2S、SO2、HBr、HI、FeCl2等
有机反应
与苯及其同系物发生硝化反应，与醇发生酯化反应，与蛋白质发生颜色反应等
鉴别蛋白质（带苯环）
温馨提示：①浓硝酸贮存在棕色试剂瓶中，避光保存放置于阴凉处。②无论浓稀硝酸均具有强氧化性，与金属反应时不放出氢气。③常温下，浓硝酸、浓硫酸可使铁、铝表面形成致密的氧化膜而钝化，保护内部的金属不再跟硝酸反应，所以可以用铝质或铁质容器盛浓硝酸。④浓硝酸和浓盐酸按体积之比为1∶3组成的混合物叫王水，王水能溶解铂和金。⑤非金属和浓硝酸反应，非金属被氧化成高价的含氧酸或最高价氧化物。⑥在溶液中NO3—几乎与所有离子能大量共存，当溶液的酸性较强时可形成硝酸溶液，具有还原性的某些离子则不能与其大量共存，如NO3—、H＋、Fe2+中任意两者能大量共存，但三者混合则不能大量共存。即NO3—在中性或碱性溶液中不表现氧化性，而在酸性溶液中表现强氧化性。⑦氧化剂氧化能力的强弱决定于得电子能力的强弱，而不是本身的被还原程度。实验证明：硝酸越浓得电子的能力越强，因而氧化能力越强。如稀硝酸能将HI氧化为I2，而浓硝酸可将HI氧化为HI03。
例题2、下列说法正确的是 。
①1 mol Fe溶于过量硝酸，电子转移数为2NA A
②将铜丝插入稀硝酸中：Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO2↑＋H2O
③将铁屑放入稀HNO3中证明Fe比H2活泼
④向稀HNO3中滴加Na2SO3溶液：SO＋2H＋===SO2↑＋H2O
⑤SO2和SO3混合气体通入Ba(NO3)2溶液可得到BaSO3和BaSO4
⑥将可调高度的铜丝伸入稀HNO3中，溶液变蓝，说明铜与稀HNO3发生置换反应
⑦稀硝酸可除去试管内壁的银镜
⑧过量的铜与浓硝酸反应，产物中一定有NO
⑨将相同质量的铜分别与足量的浓硝酸、稀硝酸反应，硝酸浓度越大消耗的硝酸越少，产生的有毒气体也越少
⑩Fe2＋、Mg2＋、Cl－、NO能大量共存于pH＝0的溶液中
⑪向Fe(NO3)2溶液中滴加稀盐酸，无明显变化
⑫在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，再加入Cu(NO3)2固体，铜粉仍不溶解
【指点迷津】硝酸与金属反应的一般规律
（1）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。
（2）足量金属与一定量浓硝酸反应时，随着硝酸浓度的降低，产物也发生改变。
（3）金属与H2SO4、HNO3的混合酸或金属与稀H2SO4、硝酸盐混合反应时，由于硝酸盐中NO在H2SO4提供H＋的条件下能继续与金属反应。
（4）HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用，以NO的形式存在于溶液中；一部分作为氧化剂转化为还原产物，这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量。
①金属＋浓硝酸→金属硝酸盐＋NO2↑＋H2O：反应中，表现氧化性(被还原)的HNO3占；表现酸性生成硝酸盐的HNO3占。
②金属＋稀硝酸→金属硝酸盐＋NO↑＋H2O：反应中，表现氧化性(被还原)的HNO3占；表现酸性生成硝酸盐的HNO3占。
三、氨气与铵盐
1．分子结构：由极性键形成的三角锥形的极性分子，N原子有一孤对电子；N -3价，为N元素的最低价态。
2．物理性质：无色、刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水，常温常压下1体积水能溶解700体积的氨气，易液化（可作致冷剂）。
温馨提示：（1）喷泉实验的原理：气体在溶液中溶解度大或者可与液体发生剧烈反应，且不再产生新的气体或者气体体积急剧减小，造成烧瓶内外压强差较大，即可发生“喷泉”现象。
（2）喷泉实验的操作要点：烧瓶中充满干燥气体，挤出胶头滴管中的水，打开止水夹。
（3）喷泉实验成功的关键：收集氨气的烧瓶要干燥；收集的氨气要全充满；装置要密闭不漏气；玻璃管的长度不能过长；实验不可能实现全充满。
3.化学性质
化学反应
化学方程式
备注
与水的反应
NH3＋H2ONH3·H2O NH4＋＋OH－
氨气溶于水得氨水，氨水中含有的粒子有NH3、H2O、NH3·H2O、NH4＋、OH－、H+，氨水为可溶性一元弱碱，易挥发，不稳定，易分解
与酸反应
HCl＋NH3===NH4Cl
蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近有白烟生成，该反应用于氨气或氯化氢气体的检验
与盐溶液反应
Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH
生成红褐色沉淀
Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH
生成白色胶状沉淀，白色沉淀可溶于盐酸和氢氧化钠溶液
Ag＋＋NH3·H2O===AgOH↓＋NH
AgOH＋2NH3·H2O==[Ag(NH3)2]＋＋OH－＋2H2O
先生成白色沉淀后消失
与氧气反应
4NH3＋5O24NO＋6H2O
氨的催化氧化是工业制硝酸的基础反应
温馨提示：①NH3是唯一能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，可用于氨气的检验。②氨水与液氨为不同物质，氨水为混合物，液氨为纯净物;NH3为非电解质，而NH3·H2O为弱电解质。③氨水的密度小于水的密度，氨水的浓度越大，密度越小。
3．实验室制法
反应原理
2NH4Cl＋Ca（OH）2CaCl2＋2NH3↑
制取装置
固体与固体反应加热制取气体的装置，与制氧气相似
收集方法
只能用向下排空气法收集，并在收集的试管口塞上棉花，防止生成的NH3和空气对流，确保收集到纯净的氨气
气体检验
①用湿润的红色石蕊试纸(变蓝)；②用蘸有浓盐酸的玻璃棒接近瓶口(白烟)
气体干燥
用碱石灰做干燥剂
温馨提示：①制氨气所用铵盐不能用硝铵、碳铵。因为加热过程中NH4NO3可能发生爆炸而发生危险；而NH4HCO3受热极易分解产生CO2使生成的NH3中混有较多的CO2杂质。②消石灰不能用NaOH、KOH代替，原因是NaOH、KOH具有吸湿性，易结块，不利于产生NH3，在加热条件下能腐蚀试管。③由于NH3极易溶于水，在制备收集过程中，都应尽可能地不与水接触，以防减少损失和防止倒吸现象。④因氨气比空气轻，易与空气发生对流，所以收集氨气时，导气管应插入收集气体的试管底部附近，管口塞一团干燥的棉花团，来防止NH3与空气对流，确保收集到纯净的氨气。⑤实验室快速制氨气的方法：用浓氨水加固体NaOH或加热浓氨水。
4.铵盐
由铵离子和酸根离子构成的盐，叫铵盐。铵盐都是白色、易溶于水的晶体，铵盐属于铵态氮肥。
（1）水解性：铵盐在水溶液中铵根离子水解。NH4++H2ONH3·H2O+H+
（2）与强碱反应：铵盐与强碱反应产生氨气。NH4++OH-NH3↑+H2O
（3）热稳定性：铵盐受热均易分解生成氨气和酸。氯化铵受热分解的方程式：NH4ClNH3+ HCl，NH4HCO3 NH3 + H2O + CO2
温馨提示：①铵盐的共性之一是与碱反应生成氨气，如果在加热时与浓碱作用，逸出氨气，可用于铵盐的检验。②铵盐的另一部分阴离子往往不被重视，某些阴离子可与酸反应，甚至放出气体，例如：（NH4）2CO3、NH4HCO3、（NH4）2SO3、NH4HSO3、（NH4）2S、NH4HS等弱酸的铵盐，既可与碱反应，又可与酸反应。③在未知溶液中加入强碱并加热，用湿润的红色石蕊试纸检验，若试纸变蓝，则证明原溶液中含NH4+。④铵盐与浓碱溶液生成氨气，铵盐与稀碱溶液反应并加热生成氨气，铵盐与稀碱溶液反应不加热生成一水合氨。⑤氯化铵分解产生“升华”现象，硫酸铵在高温时会发生氧化还原反应，生成氮气、二氧化硫和水，硝酸铵受热或受撞击都会发生爆炸。
例题3、下列说法正确的是 。
①因为NH4HCO3受热易分解，故可用作氮肥A
②下列物质间的转化能够实现：N2NH3NH4Cl(aq)
③H4Cl溶液与Ca(OH)2溶液混合的离子方程式为H＋＋OH－===H2O
④用生石灰与浓氨水制得的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，说明NH3为碱性气体(
⑤检验溶液中是否含有NH：取少量试液于试管中，加入NaOH溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体
⑥加热盛有NH4Cl的试管，试管底部有固体消失，试管口有晶体凝结，说明NH4Cl固体可以升华
⑦实验室制取氨气：
⑧施肥时，草木灰(有效成分为K2CO3)不能与NH4Cl混合使用，是因为K2CO3与NH4Cl反应生成氨气会降低肥效
⑨加热NH4Cl和Ca(OH)2混合物，并将产生的气体通入酚酞溶液中，酚酞溶液变成红色
⑩测0.1mol/L氨水的pH为11的，氨水的电离方程式：NH3·H2ONH4++OH-
⑪向Al2(SO4)3溶液中加入过量氨水的离子方程式：Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+
⑫NH3、O2和HNO3三种物质中，任意两种物质在一定条件下均能发生反应
【课时练习】
1．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性质不相对应的一组是（ ）
A．浓硝酸使紫色石蕊试液先变红后褪色——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红色褪去——强氧化性
2．下列说法不正确的是( )
A．在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，再加入Cu(NO3)2固体，铜粉仍不溶解
B．某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，该气体的水溶液一定显碱性
C．铜与稀硝酸反应的离子方程式为3Cu＋8H＋＋2NO3－===3Cu2＋＋2NO↑＋ 4H2O
D．HNO3→NO→NO2，以上各步变化均能通过一步实现
3．下列有关氮元素的单质及其化合物的说法错误的是( )
①氮气与氧气在放电的条件下可直接生成NO2 ②铵盐都不稳定，受热分解都生成氨气 ③向Fe(NO3)2溶液中滴加稀盐酸，无明显的变化 ④实验室加热氯化铵固体，用碱石灰除氯化氢的方法制备氨气
A．①③④ B．①③ C．①④ D．①②③④
4．利用N2→NH3→NO→NO2→HNO3这一过程制备HNO3，有关上述各物质的叙述中不正确的是（ ）
A．上述转化过程中某些气体会发生颜色变化
B．可利用Cu与硝酸的反应，将N元素转化为NO或NO2
C．为使上述各步骤依次发生，必须向每个步骤中提供氧化剂
D．实验室中可以利用Ca(OH)2固体与NH4Cl固体混合加热制备NH3
5．氮元素在海洋中的循环，是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中无机氮的循环过程可用如图表示，下列关于海洋氮循环的说法中，正确的是（ ）
A．海洋中不存在游离态的氮
B．②中的含氮物质转化属于氮的固定
C．④中的含氮物质转化属于氮的还原
D．向海洋中排放含NO3-的废水不会影响NH4+的含量
6．自然界中时刻存在着氮气的转化。实现氮气按照一定方向转化一直是科学领域研究的重要课题，如图为N2分子在催化剂的作用下发生的一系列转化示意图。下列叙述正确的是（ ）
A．N2→NH3，NH3→NO均属于氮的固定
B．在催化剂a作用下，N2发生了氧化反应
C．催化剂a、b表面均发生了极性共价键的断裂
D．使用催化剂a、b均可以提高单位时间内生成物的产量
7．科学工作者研发了一种 SUNCAT 的系统,借助锂循环可持续合成氨,其原理如图所示。下列说法不正确的是
A．过程Ⅰ得到的 Li3N 中 N 元素为−3 价
B．过程Ⅱ生成 W 的反应：Li3N+3H2O═3LiOH+NH3↑
C．过程Ⅲ中能量转化的形式：电能转变为化学能
D．过程Ⅲ涉及到反应：2H2O-4 e−═O2↑+4H+
8．某实验过程如图所示，则图③试管中的现象是（ ）
A．铜片溶解，产生无色气体，该气体遇空气变为红棕色
B．铜片溶解，产生无色气体，该气体遇到空气不变色
C．铜片溶解，放出红棕色有刺激性气味的气体
D．无明显现象，因稀硫酸不与铜反应
9．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
10．某实验兴趣小组利用下列实验装置探究氯气与过量氨气反应的实验，有关说法不正确的是
A．打开K1，关闭K2，将注射器的活塞往外拉一小段，然后松开，活塞复原，说明装置气密性良好
B．打开K1，推动注射器的活塞使过量的氨气与氯气混合时，产生大量的白色烟雾
C．充分反应后，关闭K1，打开K2，可观察到烧杯中的溶液会倒吸至试管内
D．实验室制备氨气和氯气可以用同一套发生装置
11．“封管实验”具有简易、方便、节约、绿色等优点，下列关于三个“封管实验”(夹持装置未画出)的说法正确的是( )
A．加热时，①中上部汇集了NH4Cl固体
B．加热时，②中溶液变红，冷却后又都变为无色
C．加热时，③中溶液红色褪去，冷却后溶液变红，体现SO2的漂白性
D．三个“封管实验”中所发生的化学反应都是可逆反应
12．已知NH4NO3在空气中爆炸时的反应为4NH4NO33N2↑＋2NO2↑＋8H2O↑。下列说法不正确的是（ ）
A．NH4NO3在高温下爆炸时可以看到红棕色的烟雾
B．NH4NO3的含氮量小于氯化铵
C．实验室不能用NH4NO3固体与Ca(OH)2固体混合加热制备NH3
D．乘坐火车时不能携带NH4NO3固体
13．某课外活动小组欲利用CuO与NH3反应，研究NH3的某种性质并测定其组成，设计了如下实验装置（夹持装置未画出）进行实验。请回答下列问题：
（1）仪器a的名称为______；仪器b中可选择的试剂为______。
（2）实验室中，利用装置A，还可制取的无色气体是______（填字母）。
A．Cl2 B．O2 C．CO2 D．NO2
（3）实验中观察到装置C中黑色CuO粉末变为红色固体，量气管有无色无味的气体，上述现象证明NH3具有______性，写出相应的化学方程式______。
（4）E装置中浓硫酸的作用______。
（5）读取气体体积前，应对装置F进行的操作：______。
（6）实验完毕，若测得干燥管D增重mg，装置F测得气体的体积为n L（已折算成标准状况），则氨分子中氮、氢的原子个数比为______（用含m、n字母的代数式表示）。
14．用零价铁（Fe）去除水体中的硝酸盐（NO3-）已成为环境修复研究的热点之一。
（1）Fe还原水体中NO3-的反应原理如图1所示。
①作负极的物质化学式为___________。
②正极的电极反应式是_________________________________________。
（2）将足量铁粉投入水体中，经24小时测定NO3-的去除率和pH，结果如下：
初始pH
pH=2.5
pH=4.5
NO3-的去除率
接近100%
＜50%
24小时pH
接近中性
接近中性
铁的最终物质形态
pH=4.5时，NO3-的去除率低。其原因是_____________________________________。
（3）实验发现：在初始pH=4.5的水体中投入足量铁粉的同时，补充一定量的Fe2+可以明显提高NO3-的去除率。对Fe2+的作用提出两种假设：
Ⅰ．Fe2+直接还原NO3-；
Ⅱ．Fe2+破坏FeO（OH）氧化层。
①做对比实验，结果如图2所示，可得到的结论是____________________。
②同位素示踪法证实Fe2+能与FeO（OH）反应生成Fe3O4，该反应的离子方程式为_________，解释加入Fe2+提高NO3-去除率的原因：_____________________________________。
15．某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，按下图装置进行实验(夹持仪器已略去)。实验表明浓硝酸能将NO氧化成，而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。
可选药品：浓硝酸、3mol/L稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳。
已知：氢氧化钠溶液不与NO反应，能与反应：。
(1)实验应避免有害气体排放到空气中，装置③、④、⑥中盛放的药品依次是____________。
(2)滴加浓硝酸之前的操作是检查装置的气密性，加入药品，打开弹簧夹后____________。
(3)装置①中发生反应的化学方程式是___________。
(4)装置②的作用是________，发生反应的化学方程式是_________。
(5)该小组得出的结论所依据的实验现象是____________。
16．某工厂以硝酸为原料生产亚硝酸钠，其工艺流程如图：
已知：Na2CO3+NO+NO2=2NaNO2+CO2
（1）“分解塔”中SO2从塔底进入，硝酸从塔顶喷淋，其目的是____。
（2）“分解塔”中的温度不宜过高，其原因是____。
（3）按一定计量比在“分解塔”中通SO2和喷入硝酸，若反应后生成的NO与NO2物质的量之比恰好1：1，则“分解塔”中发生反应的化学方程式为____。
（4）为提高氮氧化物的转化率，可向“尾气”中通入一定量的____气体，再通入“吸收塔”中，实现循环吸收。
（5）“吸收塔”所得溶液中除含有NaNO2、NaNO3和少量Na2CO3外，还含有的溶质为___（填化学式）。
参考答案
例题1、③⑥⑨
【解析】NO的密度与空气接近，且能与氧气反应生成NO2，NO不能溶于水，所以应该用排水法收集，①错误；NO与氧气反应生成二氧化氮，但常温下，二氧化氮与四氧化二氮之间存在平衡，所以产物的分子数小于2NA，②错误；燃料的脱硫脱氮、SO2的回收利用和氮氧化物的催化转化都可以减少SO2、氮氧化物的排放，所以可以减少酸雨的产生，③正确；N2在放电条件下才能与O2反应；在高温高压、催化剂条件下才能与H2化合生成NH3，④错误；N2与H2在一定条件下发生反应生成NH3，该反应是可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，故1 mol N2与4 mol H2反应生成的NH3分子数小于2NA，⑤错误；NO中氮的化合价处于中间价态，它可以是还原产物，如HNO3→NO，也可以是氧化产物，如NH3→NO，⑥正确；HNO2的酸酐是N2O3，⑦错误；硫的氧化物不能形成光化学烟雾，⑧错误；工业合成氨属于人工固氮，⑨正确；二氧化氮与水反应产生NO，不能用水吸收，⑩错误；Br2(g)和NO2都具有强氧化性，都能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝，⑪错误；氮气和氧气反应生成NO，得不到NO2，⑫错误。
例题2、⑦⑧
【解析】铁是变价金属，硝酸具有强的氧化性，所以1molFe溶于过量硝酸生成硝酸铁，反应中电子转移数目为3NA，①错误；将铜插入稀硝酸中生成NO，反应的离子方程式为：3Cu+8H++2NO3 -===3Cu2++2NO↑+4H2O，②错误；铁屑放入稀HNO3中不产生H2，而是产生NO，③错误；稀硝酸与Na2SO3发生氧化还原反应，生成SO42‾、NO和H2O，④错误；SO2在酸性环境中能被Ba(NO3)2氧化成硫酸钡，则SO2和SO3混合气体通入Ba(NO3)2溶液只得到BaSO4白色沉淀，⑤错误；铜与稀硝酸发生氧化还原反应生成硝酸铜，溶液变蓝，不是置换反应，⑥错误；稀硝酸具有强氧化性，能够与Ag发生反应产生可溶性的AgNO3，达到除去试管内壁的银镜的目的，⑦正确；浓硝酸与Cu反应，逐渐变为稀硝酸，因而会产生NO，⑧正确；铜完全反应，在进行相关计算时以铜为标准，等质量的铜在反应中失去的电子数相同，生成的Cu(NO3)2的量相同，浓硝酸被还原为NO2，价态由＋5降到＋4，每个氮原子只得1个电子，稀HNO3被还原时每个氮原子得到3个电子，故被还原的浓硝酸多、稀硝酸少，生成NO2也比NO多，⑨错误；酸性条件下，HNO3氧化Fe2＋，⑩错误；向硝酸亚铁溶液中加入稀盐酸，酸性条件下，硝酸根离子具有强氧化性，能把亚铁离子氧化成铁离子，同时自身被还原成一氧化氮，⑪错误；加入Cu(NO3)2固体后，Cu和H＋、NO发生反应：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，⑫错误。
例题3、②④⑤⑧⑨⑩⑪
【解析】NH4HCO3用作氮肥是因为其中含有氮元素，易被农作物吸收，与热稳定性无关，①错误；N2+3H22NH3、NH3+HCl===NH4Cl，②正确；NH4Cl溶液与Ca(OH) 2溶液混合产生NH3·H2O，③错误；NH3制备可以采取浓氨水和生石灰制取，可用红色石蕊试纸检验，试纸变蓝则说明NH3为碱性气体，④正确；检验氨气的方法正确，⑤正确；不是升华，试管底部NH4Cl分解生成NH3和HCl，试管口NH3与HCl反应生成了NH4Cl，发生了化学反应，⑥错误；.NH4Cl受热分解，离开热源又会重新生成NH4Cl,得不到氨气，且氨气极易溶于水，不能用排水法收集，⑦错误；草木灰的有效成分K2CO3是强碱弱酸盐，水解使溶液显碱性，而NH4Cl是强酸弱碱盐，水解使溶液显酸性，当施肥时若把草木灰（有效成分为K2CO3）与NH4Cl混合使用，则二者的水解作用相互促进，发生的双水解反应的离子方程式为：CO32-+2NH4+= CO2↑+NH3↑ +H2O，这样N元素就会以氨气的形式逸出从而使肥效会降低，⑧正确；加热氯化铵和氢氧化钙混合物，通入酚酞溶液变红，说明有碱性气体产生，⑨正确；0.1mol/L氨水的pH为11，说明氨水为弱电解质，存在电离平衡，故电离方程式应用可逆号连接，⑩错正确；氨水是弱碱不能溶解氢氧化铝，则向Al2(SO4)3溶液中加入过量氨水的离子方程式为Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH4+，⑪正确；O2和HNO3二者不能反应，⑫错误。
【课时练习】
1．D【解析】A. 浓硝酸使紫色石蕊试液先变红，表现出酸性；后褪色，表现出强氧化性，正确。
B. 不能用稀硝酸与锌反应制氢气，因为硝酸具有强氧化性，被锌还原生成氮氧化物等，而不生成氢气，正确。
C. 要用棕色瓶盛装浓硝酸，因为浓硝酸具有光的不稳定性，正确。
D. 能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去，可能是硝酸表现出强氧化性，将酚酞氧化而褪色；也可能是硝酸表现出酸性，中和了氢氧化钠的碱性，酚酞在中性溶液中呈无色，错误。
故选D。
2．A【解析】A.铜和稀硫酸不反应，加入NO3-后，NO3-在酸性条件下具有强氧化性，能溶解Cu，A项错误；
B.能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，该气体的水溶液一定显碱性，如NH3，B项正确；
C.铜与稀硝酸反应的离子方程式正确，产物正确，电荷守恒、原子守恒，C项正确；
D.稀硝酸与Cu反应产生NO，NO与O2反应产生NO2，均能通过一步实现转化，D项正确；
答案选A。
3．D【解析】①放电条件下，氮气和氧气反应生成一氧化氮而不是二氧化氮，一氧化氮不稳定，易被氧气氧化生成二氧化氮，①错误；②NH4NO3加热到190℃时分解生成一氧化二氮和水，若加热到300℃左右时分解生成氮气、硝酸和水，②错误；③向硝酸亚铁溶液中加入稀盐酸，酸性条件下，硝酸根离子具有强氧化性，能把亚铁离子氧化生成铁离子，同时自身被还原生成一氧化氮，③错误；④氯化铵受热易分解，冷却时又生成氯化铵，所以得不到氨气，④错误；答案选D。
4．C【解析】A．NO→NO2的转化会出现气体由无色到红棕色的颜色变化，故A正确；
B．Cu与稀HNO3反应生成NO，与浓HNO3反应生成NO2，故B正确；
C．N2转化为NH3时，需要加入H2做还原剂，不需要加入氧化剂，NO2与H2O反应生成HNO3时，NO2既是氧化剂又是还原剂，也不需要再加入氧化剂，故C错误；
D．Ca(OH)2与NH4Cl混合加热可制备NH3，故D正确；
故答案为C。
5．B【解析】A.根据图像，海水中存在氮气，A错误；
B. ②中氮气转化为含氮化合物，属于氮的固定，B正确；
C. ④中转化为或，化合价升高，属于氮的氧化反应，C错误；
D.根据图像，能转化为，转为氮气，氮气转化为，故向海水中排放会造成浓度增大，D错误；
故答案选B。
6．D【解析】A.氮的固定是指氮由游离态转变为化合态，N2→NH3的反应为氮的固定，但NH3→NO的反应没有氮气参与，不属于氮的固定，故A错误；
B.由示意图可知，在催化剂a作用下，氮元素化合价降低被还原，氮气发生还原反应，故B错误；
C.由示意图可知，催化剂a的表面只发生了非极性共价键的断裂，没有发生极性共价键的断裂，故C错误；
D.使用催化剂a、b可加快反应速率，能提高单位时间内生成物的产量，故D正确；
故选D。
7．D【解析】A．由图可知，过程Ⅰ是Li和N2生成Li3N，Li元素为+1价，N 元素为−3 价，A正确；
B．W是LiOH，过程II的反应为：Li3N+3H2O=3LiOH+NH3，B正确；
C．过程Ⅲ是4LiOH＝4Li+2H2O+O2↑，该反应需要电解，所以是电能转变为化学能，C正确；
D．由于该过程为了合成NH3，故电解质环境为碱性，过程Ⅲ涉及到反应为：4OH--4e-=O2 +2H2O，D错误；
故选D。
8．A【解析】在②试管的溶液中仍然有NO3-，加入稀硫酸，相当于有硝酸存在，所以铜片溶解、产生无色气体NO，该气体遇空气变为红棕色;
答案选A。
9．D【解析】A．①中灼热碎玻璃起加热作用，浓硝酸受热分解生成红棕色NO2，硝酸中氮元素化合价降低，必有元素化合价升高，只能为氧元素，因此，还有O2生成，产生的气体为混合气体，A项正确；
B．由①可知，浓硝酸受热分解可生成红棕色气体，所以②中产生的“红棕色气体”不一定是木炭与浓硝酸发生反应产生的，B项正确；
C．③中浓硝酸挥发才能与红热木炭接触，产生的NO2是还原产物，C项正确；
D．红热的木炭还可与空气中的O2反应生成CO2，不一定是木炭与浓硝酸发生反应生成了CO2，D项错误；
故选D。
10．B【解析】A. 打开K1，关闭K2，将注射器的活塞往外拉一小段，然后松开，活塞复原，说明装置不漏气，气密性良好，故A正确；
B. 打开K1，推动注射器的活塞使过量的氨气与氯气混合时，过量的氨气与氯气反应生成氮气和氯化铵，只产生大量的白烟，没有雾，故B错误；
C. 充分反应后，装置内的气体压强减小或生成极易溶于水的气体，关闭K1，打开K2，可观察到烧杯中的溶液会倒吸至试管内，故C正确；
D. 实验室制备氨气和氯气都可以使用固体与液体制备，制备氨气可以选用浓氨水和氧化钙，制备氯气可以选用高锰酸钾和浓盐酸，可以用同一套发生装置，故D正确；
故选B。
11．A【解析】A．加热时，①上部汇集了固体NH4Cl，是由于氯化铵不稳定，受热易分解，分解生成的氨气遇冷重新反应生成氯化铵，A正确；
B．加热时氨气逸出，②中颜色为无色，冷却后氨气又溶解②中为红色，B错误；
C．二氧化硫与有机色素化合生成无色物质而具有漂白性，受热又分解，恢复颜色，所以加热时，③溶液变红，冷却后又变为无色，C错误；
D．可逆反应应在同一条件下进行，题中实验分别在加热条件下和冷却后进行，不是可逆反应，D错误；
答案选A。
12．B【解析】A．根据NH4NO3的爆炸反应可知生成的NO2为红棕色，爆炸时，NO2、粉尘、H2O等形成了红棕色的烟雾，故A正确；
B．NH4NO3的含氮量为35%，NH4Cl的含氮量为26.2%，故B错误；
C．由于NH4NO3固体受热可能爆炸，故实验室不能用其制备NH3，故C正确；
D．NH4NO3属于易爆炸物，不能带上火车，故D正确；
故答案为B。
13．（1）分液漏斗；固体氢氧化钠或氧化钙或碱石灰（2）BC（3）还原；3CuO+2NH33Cu+3H2O+N2（4）吸收未反应的氨气，阻止F中水蒸气进入D（4）慢慢上下移动右边漏斗，使左右两管液面相平（5）
【解析】A装置制取氨气，B装置干燥氨气，C为反应装置，D装置吸收反应产生的水，E装置防止F中的水分进入D装置干扰实验结果，F装置测量生成氮气的体积。
（1）装置中仪器a为分液漏斗，浓氨水遇氧化钙、氢氧化钠会释放氨气，故可选用固体氢氧化钠或氧化钙或碱石灰（成分为氧化钙和氢氧化钠）；
（2）该装置为固液不加热制取气体，
A.氯气为黄绿色气体，A错误；
B.过氧化钠和水，或过氧化氢和二氧化锰制氧气都无需加热，B正确；
C.碳酸钙和稀盐酸制取二氧化碳，无需加热，C正确；
D.二氧化氮为红棕色气体，D错误；
答案选BC；
（3）装置C中黑色粉末变为红色固体，说明氧化铜被还原为铜单质，说明氨气具有还原性，量气管有无色无味的气体，根据元素守恒该气体肯定含有氮元素，只能是氮气，故方程式为；
（4）根据实验目的，需要测定D装置的质量变化来确定生成水的量，故E装置的作用是防止F中的水分进入D装置，同时浓硫酸还能吸收氨气；
（5）为保证读出的气体体积为标准大气压下的体积，需要调整两边液面相平；
（6）测得干燥管D增重m g，即生成m g水，装置F测得气体的体积为n L，即n L氮气，根据元素守恒，水中的氢元素都来自于氨气，氮气中的氮元素都来自于氨气，故氨分子中氮、氢的原子个数比为：。
14．（1）①Fe②NO3-+8e-+10H+=NH4++3H2O（2）FeO（OH）不导电，阻碍电子转移（3）①本实验条件下，Fe2+不能直接还原NO3-；在Fe和Fe2+共同作用下能提高NO3-的去除率②Fe2++2FeO（OH）=Fe3O4+2H+；Fe2+将不导电的FeO（OH）转化为可导电的Fe3O4，利于电子转移
【解析】（1）①原电池中负极材料失电子，根据图1，铁失电子，所以作负极的物质化学式为Fe；
②根据示意图，正极是NO3-得电子生成NH4+，正极的电极反应式是NO3-+8e-+10H+=NH4++3H2O；
（2）根据图示，pH=4.5时，NO3-的去除率低的原因是：pH=4.5生成了较多的FeO（OH），FeO（OH）不导电，阻碍电子转移，所以NO3-的去除率低；
（3）①根据图2可知，只加入Fe2+的水中NO3-的去除率为0，加入Fe2+、Fe的水中NO3-的去除率最高，可得到的结论是本实验条件下，Fe2+不能直接还原NO3-；在Fe和Fe2+共同作用下能提高NO3-的去除率；
②根据得失电子守恒，Fe2+与FeO（OH）反应生成Fe3O4的离子方程式是Fe2++2FeO（OH）=Fe3O4+2H+；加入Fe2+提高NO3-去除率的原因是：Fe2+将不导电的FeO（OH）转化为可导电的Fe3O4，利于电子转移，所以加入Fe2+提高NO3-去除率。
15．（1）3mol/L稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液（2）通入一段时间，关闭弹簧夹，将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内（3）（4）将转化为NO；（5）装置③中液面上方的气体仍为无色，装置④中液面上方的气体由无色变为红棕色
【解析】（1）根据装置特点和实验目的，装置⑤是收集NO，装置⑥中盛放NaOH溶液吸收NO2，因为要验证稀HNO3不能氧化NO，所以装置③中应该盛放稀硝酸，④盛放浓硝酸，生成二氧化氮气体，应用氢氧化钠溶液吸收，故答案为：3mol/L稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液；
（2）由于装置中残存的空气能氧化NO而对实验产生干扰，所以滴加浓HNO3之前需要通入一段时间CO2赶走装置中的空气，同时也需将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内防止反应产生的NO气体逸出，故答案为：通入一段时间，关闭弹簧夹，将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内；
（3）装置①中是Cu与浓HNO3反应，所以反应的化学方程式是 Cu+4HNO3(浓) =Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，故答案为：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O；
（4）根据实验目的，装置①中没有生成NO，故装置②中可以盛放H2O，使NO2与H2O反应生成NO：3NO2+H2O=2HNO3+NO，故答案为：将转化为NO；3NO2+H2O=2HNO3+NO；
（5）NO通过稀HNO3溶液后，若无红棕色NO2产生，说明稀HNO3不能氧化NO，所以盛放稀HNO3装置的液面上方没有颜色变化即可说明之，装置④中盛放的是浓HNO3，若浓HNO3能氧化NO则装置④液面的上方会产生红棕色气体，故答案为：④中液面上方气体变为红棕色，③中液面上方气体不变色。
16．（1）使SO2气体被充分吸收（2）硝酸受热会挥发、分解（3）2HNO3+2SO2+H2O=NO+NO2+2H2SO4（4）O2（5）NaHCO3
【解析】 (1) “分解塔”中SO2从塔底进入，硝酸从塔顶喷淋，其目的是使SO2气体被充分吸收；
(2) “分解塔”中的温度不宜过高，其原因是温度太高，硝酸会挥发、分解；
(3)按一定计量比在“分解塔”中通SO2和喷入硝酸，SO2 被氧化，在酸性条件下生成H2SO4, HNO3被还原，若反应后生成的NO与NO2物质的量之比恰好1 : 1，根据得失电子守恒，则“分解塔”中发生反应的化学方程式为2HNO3+2SO2+H2O= NO+NO2 t 2H2SO4；
(4)由于NO不溶于Na2CO3，为提高氮氧化物的转化率，可向“尾气”中通入一定量的O2气体，使NO部分转化为NO2，再通入“吸收塔”中，实现循环吸收；
(5)进入“吸收塔”的混合气体中是NO、NO2，反应后又生成了CO2， CO2被Na2CO3吸收生成了NaHCO3，故“吸收塔”所得溶液中除含有NaNO2、NaNO3和少量Na2CO3外，还含有的溶质为NaHCO3。
相关试卷
2024年江苏高考化学一轮复习 第12讲 氮及其化合物 课时练（含解析）： 这是一份2024年江苏高考化学一轮复习 第12讲 氮及其化合物 课时练（含解析），共11页。试卷主要包含了 下列说法正确的是等内容，欢迎下载使用。
第11讲 硫及其化合物-2022年高考化学一轮复习名师精讲练： 这是一份第11讲 硫及其化合物-2022年高考化学一轮复习名师精讲练，共21页。
第10讲 氯及其化合物-2022年高考化学一轮复习名师精讲练： 这是一份第10讲 氯及其化合物-2022年高考化学一轮复习名师精讲练，共21页。
