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高考化学 考点21 氮及其重要化合物学案（含解析）
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这是一份高考化学 考点21 氮及其重要化合物学案（含解析），共6页。学案主要包含了氮气，氮的氧化物，氨和铵盐，硝酸等内容，欢迎下载使用。
一、氮气
1．氮气的循环
2．物理性质 氮气是无色无味的气体，密度比空气略小，难溶于水。
3．分子结构
电子式： 结构式：N≡N
4．化学性质
（1）与O2反应 N2＋O22NO
（2）与H2反应 N2+3H22NH3
（3）与Mg反应 N2+3MgMg3N2
5．用途 作保护气；医疗上用作冷冻麻醉剂；合成氨等。
（1）N2约占空气总体积的78%、总质量的75%。
（2）N2中氮元素处于中间价态，既可表现还原性，又可表现氧化性。
（3）N2可作保护气，是因为在通常情况下N2的化学性质很稳定，不与O2、酸、碱等发生反应；性质稳定是由氮气分子内氮氮三键的键能大决定的。
二、氮的氧化物
1．氮有多种价态的氧化物，如N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等，其中属于酸性氧化物的是N2O3、N2O5。
2．NO和NO2的比较
3．氮氧化物对环境的污染和防治
（1）氮的氧化物都是有毒气体，都是大气污染物。
（2）空气中的NO2等是造成光化学烟雾的主要因素。
（3）空气中的NO、NO2主要来源于煤和石油的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂的废气等。
（4）污染的种类
（5）常见的NOx尾气处理方法
①碱液吸收法：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。
2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2O
NO2+NO+2NaOH2NaNO2+H2O
②催化转化：在催化剂、一定温度下，NOx可与氨反应转化为无毒气体(N2)和H2O或与CO反应转化为无毒气体（N2和CO2）。一般适用于汽车尾气的处理。
反应方程式为
①4NH3＋6NO5N2＋6H2O；
②8NH3＋6NO27N2＋12H2O；
③2NO＋2CON2＋2CO2；
④2NO2＋4CON2＋4CO2。
三、氨和铵盐
1．氨
（1）物理性质
氨气是无色有刺激性气味的气体，易液化可作制冷剂，常温、常压下，1体积的水可溶解700体积的氨气，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表：
（3）化学性质
①还原性：与氧气反应：4NH3＋5O24NO＋6H2O。
②与酸反应：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HCl＋NH3===NH4Cl、NH3＋HNO3===NH4NO3。
应用：用于NH3与挥发性酸的互相检验。
③与水反应：NH3＋H2ONH3·H2O，NH3·H2O发生电离：NH3·H2ONH4+＋OH－，氨的水溶液叫氨水，呈弱碱性。
（4）氨气的制法
①用铵盐和碱制取
②用浓氨水制取
③工业制法：N2＋3H22NH3
（5）用途：化工原料，用于制硝酸、铵盐、纯碱、尿素，用作制冷剂。
（1）氨的电子式为，结构式为，分子构型为三角锥形。
（2）氨是中学阶段所学的唯一的碱性气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，利用这一点，可以在推断题中作为解题的突破口。
（3）氨水中含有三种分子（H2O、NH3·H2O、NH3）和三种离子（OH−、NH4+、H+），其中含量最多的是NH3·H2O，但计算其物质的量浓度和溶质质量分数时，氨水的溶质以NH3代入。
（4）氨水中存在平衡：NH3+H2ONH3·H2ONH4+＋OH−。生成的一水合氨（NH3·H2O）是一种弱碱，很不稳定，受热会分解：NH3·H2ONH3↑＋H2O。当氨水作反应物时，在离子方程式中用分子式表示。
2．铵盐
（1）物理性质 铵盐都是白色或无色晶体，都易溶于水。
（2）化学性质
（3）NH4+的检验
四、硝酸
实验室中HNO3保存在棕色、细口、磨口玻璃塞的玻璃试剂瓶中，并放置在避光处。硝酸的保存与其性质有着密切关系。
1．物理性质 硝酸是无色易挥发的液体，有刺激性气味。
2．化学性质
（1）不稳定性 化学方程式：4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O。
（2）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。
①与金属反应
稀硝酸与铜反应：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O；
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与还原性化合物反应：
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＋＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。
（3）与有机物反应
①硝化反应(与反应)：带有苯环的有机物与硝酸反应生成带有硝基的有机物。
②颜色反应：蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。
3．的检验
试液浓缩后，加入浓硫酸和Cu片，出现蓝色溶液和红棕色气体。若待测液较稀，相当于Cu与稀硝酸反应，产生无色气体NO，现象不明显。因此可将稀溶液浓缩后再检验。
考向一 氮的氧化物性质与相关计算
有关氮的氧化物溶于水的计算，从反应实质看都是氧化还原反应。可以从得失电子数相等或原子守恒的角度分析，简化计算过程。如NOx与O2、H2O转化为硝酸的计算，则反应中O2得到的电子数与NOx失去的电子数相等。
NO2和NO有如下反应：
3NO2+H2O===2HNO3+NO ①
2NO+O2===2NO2 ②
4NO2+O2+2H2O===4HNO3 ③
4NO+3O2+2H2O===4HNO3 ④
（1）NO和NO2的混合气体
NO、NO2的混合气体溶于水时仅涉及反应①，可利用气体体积变化差值进行计算：V剩=V(NO)原+V(NO2)。
（2）NO2和O2的混合气体
NO2和O2的混合气体溶于水时涉及反应③，其计算如下表：
（3）NO和O2的混合气体
NO、O2的混合气体溶于水时涉及反应④，其计算如下表：
典例1 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
①1.2 mL ②2.4 mL ③3 mL ④4 mL
A．①②B．②③C．③④D．①④
【答案】D
【解析】混合气体通入水中，涉及的反应有①4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，②3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。若12 mL全部为NO2，发生反应②，剩余气体4 mL大于实际剩余气体2 mL，故剩余气体为NO或O2。若剩余的气体是O2，则V(NO2)＝eq \f(4,5)×(12－2)mL＝8 mL，V(O2)＝12 mL－8 mL＝4 mL。若剩余的气体是NO(2 mL)⇒6 mL NO2，则V(O2)＝eq \f(1,5)×(12－6)mL＝1.2 mL。
1．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．1∶1 B．4∶3 C．5∶7 D．7∶5
【答案】A
【解析】选A。设试管的体积为1 L，水充满整个试管，溶液的体积是1 L，无论是NO2还是NO都转变成了HNO3，根据氮元素守恒，生成的HNO3的物质的量相等，即硝酸的物质的量浓度相等。
考向二 氨与铵盐的性质及应用
典例2 下列有关氨或铵盐的说法不正确的是
A．NH3属于弱电解质
B．可用湿润的红色石蕊试纸检验氨气
C．用盐酸滴定氨水，当溶液呈中性时，c()=c(Cl﹣)
D．常温时，0.1ml•L﹣1NH4Cl溶液加水稀释， QUOTE 的值不变
【答案】A
【解析】本题考查有关氨或铵盐的知识、弱电解质的电离平衡、离子浓度的比较。NH3属于非电解质，故A错；氨气溶于水呈碱性，所以氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，故B正确；用盐酸滴定氨水，当溶液呈中性时，溶质为一水合氨和氯化铵，根据电荷守恒可得：c()+c(H+)=c(Cl﹣)+ c(OH-)，由于溶液呈中性，则c(H+)= c(OH-)，所以c()=c(Cl﹣)，故C正确；= QUOTE = QUOTE ，常温时，0.1ml•L﹣1NH4Cl溶液加水稀释，由于温度不变，所以 QUOTE 的值不变，即 QUOTE 的值也不变，故D正确。答案选A。
2．中国科学院科研团队研究表明，在常温常压和可见光下，基于(一种固体催化剂)合成的原理示意图如图。下列说法错误的是
A．氧化剂与还原剂的物质的量之比为3：1
B．该过程中涉及极性键和非极性键的断裂与生成
C．基于合成的过程属于氮的固定
D．工业中，氨经一系列反应可以得到硝酸
【答案】A
【解析】
A. 该反应的化学方程式为2N2+6H2O=4NH3+3O2，氮气是氧化剂、水是还原剂，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶3，A项错误；
B. 该过程中，既有极性键（N-H、O-H）的断裂与生成，也有非极性键（NN、O=O）的断裂与生成，B项正确；
C. 基于合成的过程是将氮气转化为氨气的过程，属于氮的固定，C项正确；
D. 工业中，氨可以通过与氧气催化氧化得到NO，NO被氧化为NO2，NO2再与水反应生成硝酸，D项正确；
答案选A。
考向三 喷泉实验
典例3 利用如图所示的装置，可以验证NH3和HCl的有关性质。实验前a、b、c活塞均关闭。
（1）若要在烧瓶Ⅱ中产生“喷泉”现象，烧瓶Ⅰ中不产生“喷泉”现象，其操作方法是______________。
（2）若先打开a、c活塞，再挤压胶头滴管，在烧瓶中可观察到的现象是_____________________。
（3）通过挤压胶头滴管和控制活塞的开关，在烧瓶Ⅰ中产生“喷泉”现象，烧瓶Ⅱ中不产生“喷泉”现象，其操作方法是__________________________________。若要在该装置中产生双喷泉现象，其操作方法是________________________________。
【解析】（1）打开a、b活塞，再将胶头滴管中的水挤入烧瓶Ⅱ中，由于NH3极易溶于水，使烧瓶内气体压强迅速减小，烧杯中的水迅速进入烧瓶Ⅱ中，形成喷泉。（2）先打开a、c活塞，再将胶头滴管中的水挤入烧瓶Ⅱ中，烧瓶Ⅱ中的气压迅速减小，烧瓶Ⅰ中的HCl气体会流向烧瓶Ⅱ中，且与NH3化合生成NH4Cl而产生白烟。（3）在（2）基础上，若关闭a活塞，打开b活塞，烧杯中的水会迅速进入烧瓶Ⅰ中，形成喷泉；若打开b活塞，不关闭a活塞，烧瓶中的水便会同时进入烧瓶Ⅰ和Ⅱ中，形成双喷泉。
【答案】（1）先打开a、b活塞，再挤压胶头滴管(或先挤压胶头滴管，再打开a、b活塞)
（2）烧瓶Ⅱ中导管口处产生白烟
（3）先打开a、c活塞，再挤压胶头滴管(或先打开a活塞，挤压胶头滴管，再打开c活塞)，片刻后，关闭a活塞，然后打开b活塞 先打开a、c活塞，再挤压胶头滴管(或先打开a活塞，挤压胶头滴管，再打开c活塞)，片刻后，打开b活塞
3．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．挤压装置①的胶头滴管使CCl4全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹
B．挤压装置②的胶头滴管使NaOH溶液全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹
C．用鼓气装置从装置③的a处不断鼓入空气并打开止水夹
D．向装置④的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开止水夹
【答案】B
【解析】①中的Cl2易溶于CCl4，使圆底烧瓶中压强减小，使烧杯中的NaOH溶液进入烧瓶形成喷泉；②中的NO与NaOH溶液不反应，圆底烧瓶内的压强不改变，不会形成喷泉；③中因鼓入空气使锥形瓶内气压增大，使水进入烧瓶而形成喷泉；④中浓H2SO4溶于水放热，促使锥形瓶内氨水分解产生NH3，NH3进入烧瓶与HCl反应而形成喷泉。
喷 泉 实 验
（1）喷泉实验的原理
当挤压胶头滴管胶头，使少量水进入烧瓶后，气体在液体中溶解度很大，在短时间内产生足够大的压强差(负压)，则打开止水夹后，大气压将烧杯内的液体压入烧瓶中，在尖嘴导管口形成喷泉。
（2）形成喷泉的气体与液体组合
①极易溶于水的气体(NH3、HCl等)与水可形成喷泉；
②酸性气体与NaOH溶液组合能形成喷泉。
气体 HCl NH3 CO2、Cl2、H2S、SO2 NO2+O2 CH2=CH2
吸收剂 水或氢氧化钠溶液 水或盐酸 氢氧化钠溶液 水 溴水
（3）喷泉实验成功的关键
①盛气体的烧瓶必须干燥；
②气体要充满烧瓶；
③装置不能漏气(实验前应先检查装置的气密性)；
④所用气体能大量溶于所用液体或气体与液体能快速反应。
（4）喷泉实验的几种常见装置
说明：装置②中最好采用顶部有孔的烧瓶。装置③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。
考向四 氨气的实验室制法
典例4 下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是
A．①② B．②③C．③④D．①③
【答案】D
【解析】①中NH4Cl受热可产生NH3和HCl，但两者遇冷会重新凝结产生NH4Cl，且可能出现堵塞导管的情况，③中试管口未向下倾斜会导致水倒流入试管底部而使试管炸裂，故①③符合题意。
4．表中a、b、c表示相应仪器中加入的试剂，可用如图所示装置制取、净化、收集的气体是( )
【答案】B
【解析】
A. 因NH3的密度比空气的小，不能用图示装置收集，收集方法不合理，故A错误；
B. Na2SO3与70%的浓硫酸反应生成SO2，SO2中混有的H2O用98%的浓H2SO4除去，收集装置合理，故B正确；
C. NO与空气中的氧气反应，则不能用图示装置收集NO，应利用排水法收集，故C错误；
D. NO2被NaOH溶液吸收，收集不到NO2，故D错误；
故选B。
NH3制取实验中3个方面的创新
（1）NH3制取原理的创新
实验室制取少量NH3，可不用铵盐和碱混合共热，而采用常温下将浓氨水滴加到固态碱性物质(如CaO、NaOH、碱石灰等)上，来制取NH3。
（2）NH3制取装置的创新
（3）NH3吸收装置的创新
考向五 硝酸与金属反应的计算
典例5 将32.64 g铜与140 mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2 L。请回答下列问题：
（1）NO的体积为________L，NO2的体积为________L。
（2）参加反应的HNO3的物质的量是______________。
（3）待产生的气体全部释放后，向溶液中加入V mL a ml·L－1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2＋全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为____________ml·L－1。
（4）欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3，至少需要30%的双氧水____________g。
【答案】（1）5.824 5.376 （2）1.52 ml
（3）eq \f(aV×10－3＋0.5,0.14) （4）57.8
【解析】（1）n(Cu)＝eq \f(32.64 g,64 g·ml－1)＝0.51 ml，设混合气体中NO的物质的量为x，NO2的物质的量为y。根据气体的总体积为11.2 L，有：x＋y＝0.5 ml。根据得失电子守恒，有：3x＋y＝(0.51×2)ml。解方程组得：x＝0.26 ml，y＝0.24 ml。则：V(NO)＝0.26 ml×22.4 L·ml－1＝5.824 L， V(NO2)＝11.2 L－5.824 L＝5.376 L。（2）参加反应的HNO3分两部分：一部分没有被还原，显酸性，生成Cu(NO3)2；另一部分被还原成NO2和NO，所以参加反应的HNO3的物质的量为0.51 ml×2＋0.5 ml＝1.52 ml。（3）HNO3在反应中一部分变成气体，一部分以NOeq \\al(－,3)的形式留在溶液中。变成气体的HNO3的物质的量为0.5 ml。加入NaOH溶液至正好使溶液中Cu2＋全部转化为沉淀，则溶液中只有NaNO3，其物质的量为10－3aV ml，也就是以NOeq \\al(－,3)形式留在溶液中的HNO3的物质的量为10－3aV ml。所以，c(HNO3)＝eq \f(aV×10－3＋0.5,0.14) ml·L－1。（4）由得失电子守恒得：2×n(Cu)＝2×n(H2O2)，eq \f(32.64 g,64 g·ml－1)×2＝n(H2O2)×2，n(H2O2)＝0.51 ml，则m(H2O2)＝17.34 g。需30%的双氧水：17.34 g÷30%＝57.8 g。
5．5.6 g Fe全部溶于一定浓度、200 mL的HNO3溶液中，得到标准状况下的气体2.24 L，测得反应后溶液中的浓度为1.25 ml·L−1。若反应前后溶液体积变化忽略不计，则下列有关判断错误的是
A．反应后溶液中铁元素以Fe3+、Fe2+形式存在
B．反应后的溶液最多还能溶解2.8 g Fe
C．2.24 L气体可能是NO、NO2的混合气体
D．原HNO3溶液的浓度为1.75 ml·L−1
【答案】B
【解析】n(Fe)==0.1 ml，n()=0.2 L×1.25 ml·L−1=0.25 ml，所以n(Fex+)∶n()=1∶2.5，则溶液中的Fe以Fe3+和Fe2+的形式存在，A正确；设溶液中含Fe(NO3)3 x ml，则有3x+(0.1−x)×2=0.25，解得x=0.05，结合2Fe3++Fe3Fe2+，则还能溶解Fe：56 g·ml−1×0.05 ml×=1.4 g，B错误；Fe与HNO3反应时失去电子：0.05 ml×3+(0.1−0.05)ml×2=0.25 ml，结合电子得失守恒和生成n(NOx)= QUOTE =0.1 ml，则2.24 L气体为NO和NO2组成的混合气体，C正确；n(HNO3)=0.25 ml+0.1 ml=0.35 ml，所以c(HNO3)= QUOTE =1.75 ml·L−1，D正确。
硝酸与金属反应的计算方法
（1）硝酸与金属反应的计算模型
（2）计算技巧
1．利用废蚀刻液（含FeCl2、CuCl2及FeCl3）制备碱性蚀刻液[Cu（NH3）4Cl2溶液]和FeCl3•6H2O的主要步骤：用H2O2氧化废蚀刻液，制备氨气，制备碱性蚀刻液[CuCl2+4NH3=Cu（NH3）4Cl2]、固液分离，用盐酸溶解沉淀并制备FeCl3•6H2O。下列实验原理和装置不能达到实验目的的是（ ）
A．用装置甲制备NH3B．用装置乙制备Cu（NH3）4Cl2并沉铁
C．用装置丙分离Cu（NH3）4Cl2溶液和Fe（OH）3D．用装置丁将FeCl3溶液蒸干制备FeCl3•6H2O
【答案】D
【解析】
A．实验室制备氨气，可用氢氧化钙、氯化铵在加热条件下进行，故A正确；
B．氨气易溶于水，注意防止倒吸，氨气与溶液反应生成Cu(NH3)4Cl2和氢氧化铁，故B正确；
C．分离固体和液体，可用过滤的方法，故C正确；
D．应在蒸发皿中蒸发，且避免氯化铁水解，更不能直接蒸干，故D错误；
故答案为D。
2．如图是M元素高中常见物质的价类二维图。其中A到D、D到E的转化都可以加同—种物质实现，且E的相对分子质量比D的相对分子质量大16，下列说法正确的是
A．汽油燃料中主要含有M元素，所以汽车尾气中通常含有大量D而导致环境问题
B．检验Ⅰ中阳离子的方法:向其样品中加强碱，产生的气体可使湿润的蓝色石蕊试纸变红
C．物质F的浓溶液可以用铁制容器盛放
D．物质B可用作火箭燃料，其电子式为
【答案】C
【解析】
A. 汽油燃烧时，吸入的空气中含有氮气在放电的条件下生成NO，导致环境污染，A错误；
B. Ⅰ为含硝酸根离子的正盐，其阳离子不一定含有铵根离子，B错误；
C. 物质F为硝酸，硝酸的浓溶液与铁发生钝化，可以用铁制容器盛放，C正确；
D. 物质B为联氨（H2N-NH2）可用作火箭燃料，其电子式为，D错误；
答案为C。
3．NSR技术能降低柴油发动机在空气过量条件下NOx的排放，其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A．降低NOx排放可以减少酸雨的形成
B．储存过程中NOx被氧化
C．还原过程中消耗1mlBa(NO3)2转移的电子数为5NA（NA为阿伏加德罗常数的值）
D．通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx的储存和还原
【答案】C
【解析】
A．大气中的NOx可形成硝酸型酸雨，降低NOx排放可以减少酸雨的形成，A正确；
B．储存过程中NOx转化为Ba(NO3)2，N元素价态升高被氧化，B正确；
C．还原过程中消耗1mlBa(NO3)2转移的电子数为10NA，C错误；
D．BaO转化为Ba(NO3)2储存NOx，Ba(NO3)2转化为BaO、N2和H2O，还原NOx，D正确；
故选C。
4．下列关于氮及其化合物说法，不正确的是
A．“雷雨发庄稼”是由于放电条件有利于游离态的氮转化为化合态
B．二氧化氮不仅能形成酸雨，还能在一定条件下促进形成“光化学烟雾”
C．铵态氮肥应保存在阴凉处，硝态氮肥(硝酸盐)则能够耐高温
D．工业上制备硝酸过程中，氨催化氧化放出大量热，能预热新进入设备的氨气和空气，节约能源
【答案】C
【解析】
A．“雷雨发庄稼”这是由于在放电的条件下，空气中的氧气和氮气化合生成了氮的氧化物，氮的氧化物再经过各种复杂的化学变化，最后生成了易被农作物吸收的硝酸盐，是在放电条件下游离态的氮转化为化合态，故A正确；
B．二氧化氮溶于水生成硝酸，能形成酸雨；汽车、工厂等污染源排入大气的碳氢化合物和二氧化氮在阳光（紫外光）作用下发生光化学反应，形成有害浅蓝色烟雾，即“光化学烟雾”，故B正确；
C．铵态氮肥应保存在阴凉处，硝态氮肥(硝酸盐)在高温下分解，甚至爆炸，故C错误；
D．工业上制备硝酸过程中，4NH3+5O24NO+6H2O，由氨催化氧化放出大量热，可以利用来预热新进入设备的氨气和空气，节约能源，故D正确；
故选C。
5．化学反应中，有时“一种物质过量，另一种物质仍不能完全反应”。下列反应中不存在此类情况的是
A．铁片与过量浓硝酸（常温）B．铜粉与过量浓硝酸（常温）
C．浓盐酸与过量MnO2（共热）D．浓硫酸与过量铜片（共热）
【答案】B
【解析】
A、铁片与过量浓硝酸（常温）发生钝化，A错误；
B、铜粉与过量浓硝酸（常温）反应生成硝酸铜、NO2和水，即使浓硝酸变为稀硝酸铜也能完全溶解，B正确；
C、浓盐酸与过量MnO2（共热）时随着反应的进行浓盐酸变为稀盐酸，因此即使二氧化锰过量，浓盐酸也不能完全反应，C错误；
D、浓硫酸与过量铜片（共热）时随着反应的进行浓硫酸变为稀硫酸，而稀硫酸与铜不反应，D错误；
答案选B。
6．下图为有关分子在催化剂作用下发生转化的示意图，下列叙述正确的是（ ）。
A．N2→NH3，NH3→NO均属于氮的固定
B．催化剂a作用下氮原子发生了氧化反应
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
【答案】D
【解析】
A．把游离态的氮转化为氮的化合物，称为氮的固定，N2→NH3属于氮的固定，NH3→NO不属于氮的固定，故A错误；
B．催化剂a作用下，N2→NH3，氮原子化合价从0降低至-3价，发生还原反应，故B错误；
C．催化剂a作用下，N2→NH3，断裂非极性共价键N≡N键，催化剂b作用下，NH3→NO，断裂极性共价键N-H键，故C错误；
D．催化剂可以提高化学反应速率，可以提高单位时间内生成物的产量，故D正确；
故答案为D。
7．如图所示是实验室制取气体的装置，其中发生装置相同，干燥和集气装置有两套，分别用图1和图2表示。下列选项中正确的是
【答案】D
【解析】应该用亚硫酸钠与浓硫酸反应制取二氧化硫，否则二氧化硫中会混有氯化氢，A项错误；二氧化碳能和碱石灰反应，所以不能用碱石灰干燥，且二氧化碳的密度大于空气的密度，应采用向上排空气法收集，B项错误；一氧化氮能和空气中的氧气反应生成二氧化氮，所以不能用排空气法收集，C项错误；氨气和碱石灰不反应，所以可用碱石灰干燥，氨气的密度小于空气的密度，所以可用向下排空气法收集，D项正确。
8．NH3是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图)。下列说法正确的是
A．NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥
B．NH4Cl、HNO3和Na2CO3受热时都易分解
C．NH3和NO2在一定条件下可发生氧化还原反应
D．图中所涉及的盐类物质都属于正盐
【答案】C
【解析】NaHCO3不是化肥，故A错误；NH4Cl、HNO3受热时都易分解，Na2CO3性质稳定，受热不分解，故B错误；NH3和NO2中氮元素存在中间价态，一定条件下可发生氧化还原反应，故C正确；NaHCO3为酸式盐，故D错误。
9．向50 mL稀硫酸与稀硝酸的混合溶液中逐渐加入铁粉，假设加入铁粉的质量与产生气体的体积(标准状况)之间的关系如图所示，且每一段只对应一个反应。
下列说法正确的是
A．开始时产生的气体为H2
B．AB段发生的反应为置换反应
C．所用混合溶液中c(HNO3)＝0.5 ml·L－1
D．参加反应的铁粉的总质量m2＝5.6 g
【答案】D
【解析】向混合溶液中逐渐加入铁粉，铁首先和H＋、NOeq \\al(－,3)反应生成Fe3＋和NO；当溶液中NOeq \\al(－,3)完全被消耗之后，过量的铁能和Fe3＋反应生成Fe2＋；当Fe3＋完全反应之后，过量的铁和稀硫酸反应生成FeSO4和H2。由以上分析可知，开始生成的气体是NO，A错误；AB段的反应是铁和Fe3＋的反应，不是置换反应，B错误；A点对应的气体是NO，物质的量是0.05 ml，根据氮原子守恒可知，稀硝酸的物质的量浓度是eq \f(0.05 ml,0.05 L)＝1.0 ml·L－1，C错误；生成氢气的体积是0.56 L，物质的量为0.025 ml，所以反应中共转移电子0.05 ml×3＋0.025 ml×2＝0.2 ml，参加反应的铁最终在溶液中以Fe2＋的形式存在，因此根据电子得失守恒可知，消耗铁的物质的量是0.1 ml，质量是5.6 g，D正确。
10．将铁粉和铜粉的均匀混合物分成四等份，分别加入同浓度的稀硝酸，充分反应，在标准状况下生成NO的体积和剩余金属的质量如下表(设硝酸的还原产物只有NO)。下列计算结果错误的是
A．①中溶解了8.4 g FeB．原混合物的总质量为105.6 g
C．硝酸的浓度为4 ml·L-1D．④中V=6 720
【答案】D
【解析】A项，由上述分析可知，实验①发生反应3Fe+8HNO33Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O，生成NO的物质的量为 QUOTE = 0.1 ml，根据化学方程式可知，参加反应的Fe的物质的量为0.1 ml×= 0.15 ml，故参加反应的Fe的质量=0.15 ml×56 g·ml-1=8.4 g，正确。B项，原混合物的质量为4×(18.0 g+8.4 g)= 105.6 g，正确。C项，实验①中生成NO的物质的量为 QUOTE =0.1 ml，根据化学方程式可知，参加反应的HNO3的物质的量为0.1 ml×4=0.4 ml，故硝酸的物质的量浓度为c= QUOTE =4 ml·L-1，正确。D项，由上述分析可知，在实验③的基础上再加入100 mL硝酸，为硝酸与溶液中亚铁离子反应生成NO，V一定大于6 720，可直接作出判断；具体的计算方法如下：实验②中Fe与HNO3恰好完全反应生成硝酸亚铁，生成NO的物质的量= QUOTE =0.2 ml，由3Fe+8HNO33Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O可知，溶液中亚铁离子的物质的量为0.3 ml，在实验③的基础上加入100 mL硝酸后，根据电子得失守恒可知，生成NO的物质的量为 QUOTE =0.1 ml，故生成NO的体积为0.1 ml×22.4 L·ml-1=2.24 L，则V=6.72 L+2.24 L=8.96 L=8 960 mL，错误。
1．[2020年全国3卷]喷泉实验装置如图所示。应用下列各组气体—溶液，能出现喷泉现象的是
【答案】B
【解析】
A．由于硫化氢气体和盐酸不发生反应且硫化氢在水中的溶解度较小，烧瓶内外压强差变化不大，不会出现喷泉现象，A错误；
B．氯化氢可以和稀氨水中的一水合氨发生反应，使烧瓶内外产生较大压强差，能够出现喷泉实验，B正确；
C．一氧化氮不与硫酸发生反应且不溶于水，烧瓶内外不会产生压强差，不能发生喷泉现象，C错误；
D．二氧化碳不会溶于饱和碳酸氢钠溶液中，烧瓶内外不会产生压强差，不能发生喷泉实验，D错误；
故选B。
2．[2019江苏]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。
（1）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 ▲ 。
（2）NO和NO2的处理。已除去N2O的硝酸尾气可用NaOH溶液吸收，主要反应为
NO+NO2+2OH−2+H2O
2NO2+2OH−++H2O
①下列措施能提高尾气中NO和NO2去除率的有 ▲ （填字母）。
A．加快通入尾气的速率
B．采用气、液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
②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 ▲ （填化学式）；吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是 ▲ （填化学式）。
（3）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转化为的转化率随NaClO溶液初始pH（用稀盐酸调节）的变化如图所示。
①在酸性NaClO溶液中，HClO氧化NO生成Cl−和，其离子方程式为 ▲ 。
②NaClO溶液的初始pH越小，NO转化率越高。其原因是 ▲ 。
【答案】（1）2NH3+2O2N2O+3H2O
（2）①BC ②NaNO3 NO
（3）①3HClO+2NO+H2O3Cl−+2+5H+
②溶液pH越小，溶液中HClO的浓度越大，氧化NO的能力越强
【解析】（1）NH3与O2在加热和催化剂作用下发生氧化还原反应生成N2O，根据得失电子守恒和原子守恒可知反应有水生成，配平化学方程式为：2NH3+2O2N2O+3H2O。
（2）①A、加快通入尾气的速率，不能提高尾气中NO和NO2的去除率，不符合题意；B、采用气、液逆流的方式吸收尾气，可使气液充分接触，能提高尾气中NO和NO2的去除率，符合题意；
C、定期补充适量的NaOH溶液可增大反应物浓度，能提高尾气中NO和NO2的去除率，符合题意。
故选BC。
②由吸收反应：NO+NO2+2OH-=2NO2-+H2O，2NO2+2OH-=NO2-+ NO3-+H2O可知，反应后得到NaNO2和NaNO3混合溶液，经浓缩、结晶、过滤得到NaNO2和NaNO3晶体，因此得到的NaNO2混有NaNO3；由吸收反应可知，若NO和NO2的物质的量之比大于1：1，NO不能被吸收，因此，吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是NO。
（3）①在酸性的NaClO溶液中，次氯酸根离子和氢离子结合生成HClO，HClO和NO发生氧化还原反应生成NO3-和Cl-，根据得失电子守恒及电荷守恒、原子守恒，配平离子方程式为2NO+3HClO+H2O=2 NO3-+3 Cl-+5H+。
②在相同条件下，氧化剂的浓度越大，氧化能力越强，由反应2NO+3HClO+H2O=2NO3-+3 Cl-+5H+可知，溶液pH越小，溶液中HClO浓度越大，氧化NO的能力越强。
3．[2018新课标Ⅱ卷]研究表明，氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关（如下图所示）。下列叙述错误的是
A．雾和霾的分散剂相同
B．雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵
C．NH3是形成无机颗粒物的催化剂
D．雾霾的形成与过度施用氮肥有关
【答案】C
【解析】A．雾的分散剂是空气，分散质是水。霾的分散剂是空气，分散质固体颗粒。因此雾和霾的分散剂相同，A正确；
B．由于氮氧化物和二氧化硫转化为铵盐形成无机颗粒物，因此雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵，B正确；
C．NH3作为反应物参加反应转化为铵盐，因此氨气不是形成无机颗粒物的催化剂，C错误；
D．氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关，由于氮肥会释放出氨气，因此雾霾的形成与过度施用氮肥有关，D正确。答案选C。
点睛：结合示意图的转化关系明确雾霾的形成原理是解答的关键，氨气作用判断是解答的易错点。本题情境真实，应用导向，聚焦核心素养，既可以引导考生认识与化学有关的社会热点问题，形成可持续发展的意识和绿色化学观念，又体现了高考评价体系中的应用性和综合性考查要求。
4．[2017北京]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
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
【答案】D
【解析】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，A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，即不能表明②中木炭与浓硝酸发生反应，B错误；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正确； D、由于空气中含有氧气，因此红热的木炭可能与氧气反应产生了CO2，且③中木炭和浓硝酸并没有接触，因此不能说明木炭一定与浓硝酸发生了反应，D错误。答案选D。
5．[2016上海]称取(NH4)2SO4和NH4HSO4混合物样品7.24 g，加入含0.1 ml NaOH的溶液，完全反应，生成NH3 1792 mL（标准状况），则(NH4)2SO4和NH4HSO4的物质的量比为
A．1∶1B．1∶2C．1.87∶1D．3.65∶1
【答案】C
【解析】利用极值法分析，可知0.1 ml氢氧化钠不足，故先将NH4HSO4反应完，再反应(NH4)2SO4，因共生成NH3 0.08 ml，故与H+反应的氢氧化钠为0.02 ml，则可知道NH4HSO4为0.02 ml，则(NH4)2SO4质量为7.24 g－115 g/ml×0.02 ml=4.94 g，(NH4)2SO4的物质的量为4.94 g ÷132 g/ml=0.0374 ml。因此(NH4)2SO4与NH4HSO4物质的量之比为：1.87∶1 ，故选C。
6．[2016海南]下列反应可用离子方程式“H++OH−H2O”表示的是
A．NaHSO4溶液与Ba(OH)2溶液混合
B．NH4Cl溶液与Ca(OH) 2溶液混合
C．HNO3溶液与KOH溶液混合
D．Na2HPO4溶液与NaOH溶液混合
【答案】C
【解析】A．NaHSO4溶液与Ba(OH)2溶液混合时，除了H+与OH−反应外，还有与Ba2+反应生成BaSO4沉淀；B．NH4Cl溶液与Ca(OH) 2溶液混合产生NH3·H2O；C．HNO3溶液与KOH溶液混合，为可溶性强酸与强碱反应只生成水的类型，符合该离子反应方程式；D．Na2HPO4不能拆开成H+。故选C。
7．[2016江苏]根据侯氏制碱原理制备少量NaHCO3的实验，经过制取氨气、制取NaHCO3、分离NaHCO3、干燥NaHCO3四个步骤，下列图示装置和原理能达到实验目的的是
【答案】C
【解析】A、氯化铵受热分解生成的氨气和氯化氢在试管口遇冷又生成氯化铵固体，不能用加热氯化铵固体的方法制备氨气，A错误；B、气流方向错误，应该从右侧导管通入CO2气体，B错误；C、从溶液中分离出碳酸氢钠固体用过滤的方法，C正确；D、碳酸氢钠受热易分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，不能用该装置干燥碳酸氢钠，D错误。答案选C。
8．[2017北京]SCR和NSR技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NOx排放。
（1）SCR（选择性催化还原）工作原理：
① 尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为NH3和CO2，该反应的化学方程式：____________。
② 反应器中NH3还原NO2的化学方程式：____________。
③ 当燃油中含硫量较高时，尾气中SO2在O2作用下会形成(NH4)2SO4，使催化剂中毒。用化学方程式表示(NH4)2SO4的形成：________。
④ 尿素溶液浓度影响NO2的转化，测定溶液中尿素（M=60 g·ml −1）含量的方法如下：取a g尿素溶液，将所含氮完全转化为NH3，所得NH3用过量的v1 mL c1 ml·L−1 H2SO4溶液吸收完全，剩余H2SO4用v2 mL c2 ml·L−1 NaOH溶液恰好中和，则尿素溶液中溶质的质量分数是________。
（2）NSR（NOx储存还原）工作原理：
NOx的储存和还原在不同时段交替进行，如图a所示。
① 通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx的储存和还原。储存NOx的物质是_________。
② 用H2模拟尾气中还原性气体研究了Ba(NO3)2的催化还原过程，该过程分两步进行，图b表示该过程相关物质浓度随时间的变化关系。第一步反应消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比是__________。
③ 还原过程中，有时会产生笑气（N2O）。用同位素示踪法研究发现笑气的产生与NO有关。在有氧条件下15NO与NH3以一定比例反应时，得到的笑气几乎都是15NNO。将该反应的化学方程式补充完整：_______□15NNO+□H2O
【答案】（1）①CO(NH2)2+H2OCO2+2NH3
②8NH3+6NO27N2+12H2O
③2SO2+O2+4NH3+2H2O2(NH4)2SO4 ④
（2）①BaO ②8∶1 ③415NO+4NH3+3O2415NNO+6H2O
【解析】（1）①尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为NH3和CO2，结合原子守恒，发生反应的化学方程式为CO(NH2)2+H2O2NH3↑+CO2↑。②从图中可以看出NH3在催化剂作用下还原NO2生成氮气和水，根据电子守恒和原子守恒可得此反应的化学方程式为8NH3+6NO27N2+12H2O。③SO2在O2作用下与NH3、H2O反应形成(NH4)2SO4，此反应中SO2是还原剂，氧气是氧化剂，结合电子守恒和原子守恒可得此反应的化学方程式为2SO2+O2+4NH3+2H2O2(NH4)2SO4。④吸收NH3的硫酸的物质的量为v1×10−3L× c1 ml·L−1 −v2 ×10−3 L×c2 ml·L−1 × QUOTE =（v1c1− QUOTE v2c2）×10−3ml，则尿素的物质的量为（v1c1− QUOTE v2c2）×10−3ml，尿素溶液中溶质的质量分数是[ QUOTE （v1c1− QUOTE v2c2）×10−3ml×60g/ml]÷a g×100%=。（2）①由图示可知BaO和NOx作用生成Ba(NO3)2，Ba(NO3)2再还原为N2，则储存NOx的物质是BaO。②由图示可知，第一步反应为H2与Ba(NO3)2作用生成NH3，每摩Ba(NO3)2作用生成NH3共转移16 ml电子，根据电子守恒，参加反应的氢气的物质的量为16 ml÷2=8 ml，则消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比是8∶1。③反应物有15NO与NH3，结合产物中有水，可知还有另一反应物O2，反应中NH3是还原剂，15NO与O2是氧化剂，因含氮产物均为15NNO，则15NO与NH3以1∶1参加反应，结合电子守恒和原子守恒可得此反应的化学方程式为415NO+4NH3+3O2415NNO+6H2O。
NO
NO2
颜色
无色
红棕色
毒性
有毒
有毒
溶解性
不溶于水
与O2反应
2NO＋O2===2NO2
与H2O反应
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
实验室制法
3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+ 2NO↑+4H2O，只能用排水法收集
Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，只能用排空气法收集
对人体、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
大气污染
光化学烟雾：NOx与碳氢化合物在紫外线作用下发生一系列光化学反应，产生一种有毒的烟雾
酸雨：NOx排入大气后，与水反应生成HNO3和HNO2，随雨水降到地面，就有可能形成酸雨
水体污染
水体富营养化
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
方法
化学方程式
气体发生装置
加热浓氨水
NH3·H2ONH3↑+H2O
浓氨水+固体NaOH
NaOH溶于水放热，促使NH3·H2O分解，且OH−浓度的增大有利于NH3的逸出
浓氨水+固体CaO
CaO与水反应，使溶剂（水）减少；反应放热，促使NH3·H2O分解，NH3逸出。
NH3·H2O+CaONH3↑+ Ca(OH)2
x=
0x=4
x>4
反应情况
O2过量，剩余气体为O2
恰好完全反应
NO2过量，剩余气体为NO
x=
0x=
x>
反应情况
O2过量，剩余气体为O2
恰好完全反应
NO过量，剩余气体为NO
选项
气体
a
b
c
A
NH3
浓氨水
生石灰
碱石灰
B
SO2
70%的浓H2SO4
Na2SO3固体
98%的浓H2SO4
C
NO
稀HNO3
铜屑
H2O
D
NO2
浓HNO3
铜屑
NaOH溶液
选项
发生装置中的药品
干燥和集气装置
A
亚硫酸钠和饱和稀盐酸
图2
B
大理石和稀盐酸
图1
C
铜和稀硝酸
图2
D
氧化钙和浓氨水
图1
编号
①
②
③
④
稀硝酸体积/mL
100
200
300
400
剩余金属/g
18.0
9.6
0
0
NO体积/mL
2 240
4 480
6 720
V
气体
溶液
A．
H2S
稀盐酸
B．
HCl
稀氨水
C．
NO
稀H2SO4
D．
CO2
饱和NaHCO3溶液
①
②
③
一、氮气
1．氮气的循环
2．物理性质 氮气是无色无味的气体，密度比空气略小，难溶于水。
3．分子结构
电子式： 结构式：N≡N
4．化学性质
（1）与O2反应 N2＋O22NO
（2）与H2反应 N2+3H22NH3
（3）与Mg反应 N2+3MgMg3N2
5．用途 作保护气；医疗上用作冷冻麻醉剂；合成氨等。
（1）N2约占空气总体积的78%、总质量的75%。
（2）N2中氮元素处于中间价态，既可表现还原性，又可表现氧化性。
（3）N2可作保护气，是因为在通常情况下N2的化学性质很稳定，不与O2、酸、碱等发生反应；性质稳定是由氮气分子内氮氮三键的键能大决定的。
二、氮的氧化物
1．氮有多种价态的氧化物，如N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等，其中属于酸性氧化物的是N2O3、N2O5。
2．NO和NO2的比较
3．氮氧化物对环境的污染和防治
（1）氮的氧化物都是有毒气体，都是大气污染物。
（2）空气中的NO2等是造成光化学烟雾的主要因素。
（3）空气中的NO、NO2主要来源于煤和石油的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂的废气等。
（4）污染的种类
（5）常见的NOx尾气处理方法
①碱液吸收法：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。
2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2O
NO2+NO+2NaOH2NaNO2+H2O
②催化转化：在催化剂、一定温度下，NOx可与氨反应转化为无毒气体(N2)和H2O或与CO反应转化为无毒气体（N2和CO2）。一般适用于汽车尾气的处理。
反应方程式为
①4NH3＋6NO5N2＋6H2O；
②8NH3＋6NO27N2＋12H2O；
③2NO＋2CON2＋2CO2；
④2NO2＋4CON2＋4CO2。
三、氨和铵盐
1．氨
（1）物理性质
氨气是无色有刺激性气味的气体，易液化可作制冷剂，常温、常压下，1体积的水可溶解700体积的氨气，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表：
（3）化学性质
①还原性：与氧气反应：4NH3＋5O24NO＋6H2O。
②与酸反应：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HCl＋NH3===NH4Cl、NH3＋HNO3===NH4NO3。
应用：用于NH3与挥发性酸的互相检验。
③与水反应：NH3＋H2ONH3·H2O，NH3·H2O发生电离：NH3·H2ONH4+＋OH－，氨的水溶液叫氨水，呈弱碱性。
（4）氨气的制法
①用铵盐和碱制取
②用浓氨水制取
③工业制法：N2＋3H22NH3
（5）用途：化工原料，用于制硝酸、铵盐、纯碱、尿素，用作制冷剂。
（1）氨的电子式为，结构式为，分子构型为三角锥形。
（2）氨是中学阶段所学的唯一的碱性气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，利用这一点，可以在推断题中作为解题的突破口。
（3）氨水中含有三种分子（H2O、NH3·H2O、NH3）和三种离子（OH−、NH4+、H+），其中含量最多的是NH3·H2O，但计算其物质的量浓度和溶质质量分数时，氨水的溶质以NH3代入。
（4）氨水中存在平衡：NH3+H2ONH3·H2ONH4+＋OH−。生成的一水合氨（NH3·H2O）是一种弱碱，很不稳定，受热会分解：NH3·H2ONH3↑＋H2O。当氨水作反应物时，在离子方程式中用分子式表示。
2．铵盐
（1）物理性质 铵盐都是白色或无色晶体，都易溶于水。
（2）化学性质
（3）NH4+的检验
四、硝酸
实验室中HNO3保存在棕色、细口、磨口玻璃塞的玻璃试剂瓶中，并放置在避光处。硝酸的保存与其性质有着密切关系。
1．物理性质 硝酸是无色易挥发的液体，有刺激性气味。
2．化学性质
（1）不稳定性 化学方程式：4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O。
（2）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。
①与金属反应
稀硝酸与铜反应：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O；
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与还原性化合物反应：
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＋＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。
（3）与有机物反应
①硝化反应(与反应)：带有苯环的有机物与硝酸反应生成带有硝基的有机物。
②颜色反应：蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。
3．的检验
试液浓缩后，加入浓硫酸和Cu片，出现蓝色溶液和红棕色气体。若待测液较稀，相当于Cu与稀硝酸反应，产生无色气体NO，现象不明显。因此可将稀溶液浓缩后再检验。
考向一 氮的氧化物性质与相关计算
有关氮的氧化物溶于水的计算，从反应实质看都是氧化还原反应。可以从得失电子数相等或原子守恒的角度分析，简化计算过程。如NOx与O2、H2O转化为硝酸的计算，则反应中O2得到的电子数与NOx失去的电子数相等。
NO2和NO有如下反应：
3NO2+H2O===2HNO3+NO ①
2NO+O2===2NO2 ②
4NO2+O2+2H2O===4HNO3 ③
4NO+3O2+2H2O===4HNO3 ④
（1）NO和NO2的混合气体
NO、NO2的混合气体溶于水时仅涉及反应①，可利用气体体积变化差值进行计算：V剩=V(NO)原+V(NO2)。
（2）NO2和O2的混合气体
NO2和O2的混合气体溶于水时涉及反应③，其计算如下表：
（3）NO和O2的混合气体
NO、O2的混合气体溶于水时涉及反应④，其计算如下表：
典例1 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
①1.2 mL ②2.4 mL ③3 mL ④4 mL
A．①②B．②③C．③④D．①④
【答案】D
【解析】混合气体通入水中，涉及的反应有①4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，②3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。若12 mL全部为NO2，发生反应②，剩余气体4 mL大于实际剩余气体2 mL，故剩余气体为NO或O2。若剩余的气体是O2，则V(NO2)＝eq \f(4,5)×(12－2)mL＝8 mL，V(O2)＝12 mL－8 mL＝4 mL。若剩余的气体是NO(2 mL)⇒6 mL NO2，则V(O2)＝eq \f(1,5)×(12－6)mL＝1.2 mL。
1．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．1∶1 B．4∶3 C．5∶7 D．7∶5
【答案】A
【解析】选A。设试管的体积为1 L，水充满整个试管，溶液的体积是1 L，无论是NO2还是NO都转变成了HNO3，根据氮元素守恒，生成的HNO3的物质的量相等，即硝酸的物质的量浓度相等。
考向二 氨与铵盐的性质及应用
典例2 下列有关氨或铵盐的说法不正确的是
A．NH3属于弱电解质
B．可用湿润的红色石蕊试纸检验氨气
C．用盐酸滴定氨水，当溶液呈中性时，c()=c(Cl﹣)
D．常温时，0.1ml•L﹣1NH4Cl溶液加水稀释， QUOTE 的值不变
【答案】A
【解析】本题考查有关氨或铵盐的知识、弱电解质的电离平衡、离子浓度的比较。NH3属于非电解质，故A错；氨气溶于水呈碱性，所以氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，故B正确；用盐酸滴定氨水，当溶液呈中性时，溶质为一水合氨和氯化铵，根据电荷守恒可得：c()+c(H+)=c(Cl﹣)+ c(OH-)，由于溶液呈中性，则c(H+)= c(OH-)，所以c()=c(Cl﹣)，故C正确；= QUOTE = QUOTE ，常温时，0.1ml•L﹣1NH4Cl溶液加水稀释，由于温度不变，所以 QUOTE 的值不变，即 QUOTE 的值也不变，故D正确。答案选A。
2．中国科学院科研团队研究表明，在常温常压和可见光下，基于(一种固体催化剂)合成的原理示意图如图。下列说法错误的是
A．氧化剂与还原剂的物质的量之比为3：1
B．该过程中涉及极性键和非极性键的断裂与生成
C．基于合成的过程属于氮的固定
D．工业中，氨经一系列反应可以得到硝酸
【答案】A
【解析】
A. 该反应的化学方程式为2N2+6H2O=4NH3+3O2，氮气是氧化剂、水是还原剂，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶3，A项错误；
B. 该过程中，既有极性键（N-H、O-H）的断裂与生成，也有非极性键（NN、O=O）的断裂与生成，B项正确；
C. 基于合成的过程是将氮气转化为氨气的过程，属于氮的固定，C项正确；
D. 工业中，氨可以通过与氧气催化氧化得到NO，NO被氧化为NO2，NO2再与水反应生成硝酸，D项正确；
答案选A。
考向三 喷泉实验
典例3 利用如图所示的装置，可以验证NH3和HCl的有关性质。实验前a、b、c活塞均关闭。
（1）若要在烧瓶Ⅱ中产生“喷泉”现象，烧瓶Ⅰ中不产生“喷泉”现象，其操作方法是______________。
（2）若先打开a、c活塞，再挤压胶头滴管，在烧瓶中可观察到的现象是_____________________。
（3）通过挤压胶头滴管和控制活塞的开关，在烧瓶Ⅰ中产生“喷泉”现象，烧瓶Ⅱ中不产生“喷泉”现象，其操作方法是__________________________________。若要在该装置中产生双喷泉现象，其操作方法是________________________________。
【解析】（1）打开a、b活塞，再将胶头滴管中的水挤入烧瓶Ⅱ中，由于NH3极易溶于水，使烧瓶内气体压强迅速减小，烧杯中的水迅速进入烧瓶Ⅱ中，形成喷泉。（2）先打开a、c活塞，再将胶头滴管中的水挤入烧瓶Ⅱ中，烧瓶Ⅱ中的气压迅速减小，烧瓶Ⅰ中的HCl气体会流向烧瓶Ⅱ中，且与NH3化合生成NH4Cl而产生白烟。（3）在（2）基础上，若关闭a活塞，打开b活塞，烧杯中的水会迅速进入烧瓶Ⅰ中，形成喷泉；若打开b活塞，不关闭a活塞，烧瓶中的水便会同时进入烧瓶Ⅰ和Ⅱ中，形成双喷泉。
【答案】（1）先打开a、b活塞，再挤压胶头滴管(或先挤压胶头滴管，再打开a、b活塞)
（2）烧瓶Ⅱ中导管口处产生白烟
（3）先打开a、c活塞，再挤压胶头滴管(或先打开a活塞，挤压胶头滴管，再打开c活塞)，片刻后，关闭a活塞，然后打开b活塞 先打开a、c活塞，再挤压胶头滴管(或先打开a活塞，挤压胶头滴管，再打开c活塞)，片刻后，打开b活塞
3．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．挤压装置①的胶头滴管使CCl4全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹
B．挤压装置②的胶头滴管使NaOH溶液全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹
C．用鼓气装置从装置③的a处不断鼓入空气并打开止水夹
D．向装置④的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开止水夹
【答案】B
【解析】①中的Cl2易溶于CCl4，使圆底烧瓶中压强减小，使烧杯中的NaOH溶液进入烧瓶形成喷泉；②中的NO与NaOH溶液不反应，圆底烧瓶内的压强不改变，不会形成喷泉；③中因鼓入空气使锥形瓶内气压增大，使水进入烧瓶而形成喷泉；④中浓H2SO4溶于水放热，促使锥形瓶内氨水分解产生NH3，NH3进入烧瓶与HCl反应而形成喷泉。
喷 泉 实 验
（1）喷泉实验的原理
当挤压胶头滴管胶头，使少量水进入烧瓶后，气体在液体中溶解度很大，在短时间内产生足够大的压强差(负压)，则打开止水夹后，大气压将烧杯内的液体压入烧瓶中，在尖嘴导管口形成喷泉。
（2）形成喷泉的气体与液体组合
①极易溶于水的气体(NH3、HCl等)与水可形成喷泉；
②酸性气体与NaOH溶液组合能形成喷泉。
气体 HCl NH3 CO2、Cl2、H2S、SO2 NO2+O2 CH2=CH2
吸收剂 水或氢氧化钠溶液 水或盐酸 氢氧化钠溶液 水 溴水
（3）喷泉实验成功的关键
①盛气体的烧瓶必须干燥；
②气体要充满烧瓶；
③装置不能漏气(实验前应先检查装置的气密性)；
④所用气体能大量溶于所用液体或气体与液体能快速反应。
（4）喷泉实验的几种常见装置
说明：装置②中最好采用顶部有孔的烧瓶。装置③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。
考向四 氨气的实验室制法
典例4 下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是
A．①② B．②③C．③④D．①③
【答案】D
【解析】①中NH4Cl受热可产生NH3和HCl，但两者遇冷会重新凝结产生NH4Cl，且可能出现堵塞导管的情况，③中试管口未向下倾斜会导致水倒流入试管底部而使试管炸裂，故①③符合题意。
4．表中a、b、c表示相应仪器中加入的试剂，可用如图所示装置制取、净化、收集的气体是( )
【答案】B
【解析】
A. 因NH3的密度比空气的小，不能用图示装置收集，收集方法不合理，故A错误；
B. Na2SO3与70%的浓硫酸反应生成SO2，SO2中混有的H2O用98%的浓H2SO4除去，收集装置合理，故B正确；
C. NO与空气中的氧气反应，则不能用图示装置收集NO，应利用排水法收集，故C错误；
D. NO2被NaOH溶液吸收，收集不到NO2，故D错误；
故选B。
NH3制取实验中3个方面的创新
（1）NH3制取原理的创新
实验室制取少量NH3，可不用铵盐和碱混合共热，而采用常温下将浓氨水滴加到固态碱性物质(如CaO、NaOH、碱石灰等)上，来制取NH3。
（2）NH3制取装置的创新
（3）NH3吸收装置的创新
考向五 硝酸与金属反应的计算
典例5 将32.64 g铜与140 mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2 L。请回答下列问题：
（1）NO的体积为________L，NO2的体积为________L。
（2）参加反应的HNO3的物质的量是______________。
（3）待产生的气体全部释放后，向溶液中加入V mL a ml·L－1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2＋全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为____________ml·L－1。
（4）欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3，至少需要30%的双氧水____________g。
【答案】（1）5.824 5.376 （2）1.52 ml
（3）eq \f(aV×10－3＋0.5,0.14) （4）57.8
【解析】（1）n(Cu)＝eq \f(32.64 g,64 g·ml－1)＝0.51 ml，设混合气体中NO的物质的量为x，NO2的物质的量为y。根据气体的总体积为11.2 L，有：x＋y＝0.5 ml。根据得失电子守恒，有：3x＋y＝(0.51×2)ml。解方程组得：x＝0.26 ml，y＝0.24 ml。则：V(NO)＝0.26 ml×22.4 L·ml－1＝5.824 L， V(NO2)＝11.2 L－5.824 L＝5.376 L。（2）参加反应的HNO3分两部分：一部分没有被还原，显酸性，生成Cu(NO3)2；另一部分被还原成NO2和NO，所以参加反应的HNO3的物质的量为0.51 ml×2＋0.5 ml＝1.52 ml。（3）HNO3在反应中一部分变成气体，一部分以NOeq \\al(－,3)的形式留在溶液中。变成气体的HNO3的物质的量为0.5 ml。加入NaOH溶液至正好使溶液中Cu2＋全部转化为沉淀，则溶液中只有NaNO3，其物质的量为10－3aV ml，也就是以NOeq \\al(－,3)形式留在溶液中的HNO3的物质的量为10－3aV ml。所以，c(HNO3)＝eq \f(aV×10－3＋0.5,0.14) ml·L－1。（4）由得失电子守恒得：2×n(Cu)＝2×n(H2O2)，eq \f(32.64 g,64 g·ml－1)×2＝n(H2O2)×2，n(H2O2)＝0.51 ml，则m(H2O2)＝17.34 g。需30%的双氧水：17.34 g÷30%＝57.8 g。
5．5.6 g Fe全部溶于一定浓度、200 mL的HNO3溶液中，得到标准状况下的气体2.24 L，测得反应后溶液中的浓度为1.25 ml·L−1。若反应前后溶液体积变化忽略不计，则下列有关判断错误的是
A．反应后溶液中铁元素以Fe3+、Fe2+形式存在
B．反应后的溶液最多还能溶解2.8 g Fe
C．2.24 L气体可能是NO、NO2的混合气体
D．原HNO3溶液的浓度为1.75 ml·L−1
【答案】B
【解析】n(Fe)==0.1 ml，n()=0.2 L×1.25 ml·L−1=0.25 ml，所以n(Fex+)∶n()=1∶2.5，则溶液中的Fe以Fe3+和Fe2+的形式存在，A正确；设溶液中含Fe(NO3)3 x ml，则有3x+(0.1−x)×2=0.25，解得x=0.05，结合2Fe3++Fe3Fe2+，则还能溶解Fe：56 g·ml−1×0.05 ml×=1.4 g，B错误；Fe与HNO3反应时失去电子：0.05 ml×3+(0.1−0.05)ml×2=0.25 ml，结合电子得失守恒和生成n(NOx)= QUOTE =0.1 ml，则2.24 L气体为NO和NO2组成的混合气体，C正确；n(HNO3)=0.25 ml+0.1 ml=0.35 ml，所以c(HNO3)= QUOTE =1.75 ml·L−1，D正确。
硝酸与金属反应的计算方法
（1）硝酸与金属反应的计算模型
（2）计算技巧
1．利用废蚀刻液（含FeCl2、CuCl2及FeCl3）制备碱性蚀刻液[Cu（NH3）4Cl2溶液]和FeCl3•6H2O的主要步骤：用H2O2氧化废蚀刻液，制备氨气，制备碱性蚀刻液[CuCl2+4NH3=Cu（NH3）4Cl2]、固液分离，用盐酸溶解沉淀并制备FeCl3•6H2O。下列实验原理和装置不能达到实验目的的是（ ）
A．用装置甲制备NH3B．用装置乙制备Cu（NH3）4Cl2并沉铁
C．用装置丙分离Cu（NH3）4Cl2溶液和Fe（OH）3D．用装置丁将FeCl3溶液蒸干制备FeCl3•6H2O
【答案】D
【解析】
A．实验室制备氨气，可用氢氧化钙、氯化铵在加热条件下进行，故A正确；
B．氨气易溶于水，注意防止倒吸，氨气与溶液反应生成Cu(NH3)4Cl2和氢氧化铁，故B正确；
C．分离固体和液体，可用过滤的方法，故C正确；
D．应在蒸发皿中蒸发，且避免氯化铁水解，更不能直接蒸干，故D错误；
故答案为D。
2．如图是M元素高中常见物质的价类二维图。其中A到D、D到E的转化都可以加同—种物质实现，且E的相对分子质量比D的相对分子质量大16，下列说法正确的是
A．汽油燃料中主要含有M元素，所以汽车尾气中通常含有大量D而导致环境问题
B．检验Ⅰ中阳离子的方法:向其样品中加强碱，产生的气体可使湿润的蓝色石蕊试纸变红
C．物质F的浓溶液可以用铁制容器盛放
D．物质B可用作火箭燃料，其电子式为
【答案】C
【解析】
A. 汽油燃烧时，吸入的空气中含有氮气在放电的条件下生成NO，导致环境污染，A错误；
B. Ⅰ为含硝酸根离子的正盐，其阳离子不一定含有铵根离子，B错误；
C. 物质F为硝酸，硝酸的浓溶液与铁发生钝化，可以用铁制容器盛放，C正确；
D. 物质B为联氨（H2N-NH2）可用作火箭燃料，其电子式为，D错误；
答案为C。
3．NSR技术能降低柴油发动机在空气过量条件下NOx的排放，其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A．降低NOx排放可以减少酸雨的形成
B．储存过程中NOx被氧化
C．还原过程中消耗1mlBa(NO3)2转移的电子数为5NA（NA为阿伏加德罗常数的值）
D．通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx的储存和还原
【答案】C
【解析】
A．大气中的NOx可形成硝酸型酸雨，降低NOx排放可以减少酸雨的形成，A正确；
B．储存过程中NOx转化为Ba(NO3)2，N元素价态升高被氧化，B正确；
C．还原过程中消耗1mlBa(NO3)2转移的电子数为10NA，C错误；
D．BaO转化为Ba(NO3)2储存NOx，Ba(NO3)2转化为BaO、N2和H2O，还原NOx，D正确；
故选C。
4．下列关于氮及其化合物说法，不正确的是
A．“雷雨发庄稼”是由于放电条件有利于游离态的氮转化为化合态
B．二氧化氮不仅能形成酸雨，还能在一定条件下促进形成“光化学烟雾”
C．铵态氮肥应保存在阴凉处，硝态氮肥(硝酸盐)则能够耐高温
D．工业上制备硝酸过程中，氨催化氧化放出大量热，能预热新进入设备的氨气和空气，节约能源
【答案】C
【解析】
A．“雷雨发庄稼”这是由于在放电的条件下，空气中的氧气和氮气化合生成了氮的氧化物，氮的氧化物再经过各种复杂的化学变化，最后生成了易被农作物吸收的硝酸盐，是在放电条件下游离态的氮转化为化合态，故A正确；
B．二氧化氮溶于水生成硝酸，能形成酸雨；汽车、工厂等污染源排入大气的碳氢化合物和二氧化氮在阳光（紫外光）作用下发生光化学反应，形成有害浅蓝色烟雾，即“光化学烟雾”，故B正确；
C．铵态氮肥应保存在阴凉处，硝态氮肥(硝酸盐)在高温下分解，甚至爆炸，故C错误；
D．工业上制备硝酸过程中，4NH3+5O24NO+6H2O，由氨催化氧化放出大量热，可以利用来预热新进入设备的氨气和空气，节约能源，故D正确；
故选C。
5．化学反应中，有时“一种物质过量，另一种物质仍不能完全反应”。下列反应中不存在此类情况的是
A．铁片与过量浓硝酸（常温）B．铜粉与过量浓硝酸（常温）
C．浓盐酸与过量MnO2（共热）D．浓硫酸与过量铜片（共热）
【答案】B
【解析】
A、铁片与过量浓硝酸（常温）发生钝化，A错误；
B、铜粉与过量浓硝酸（常温）反应生成硝酸铜、NO2和水，即使浓硝酸变为稀硝酸铜也能完全溶解，B正确；
C、浓盐酸与过量MnO2（共热）时随着反应的进行浓盐酸变为稀盐酸，因此即使二氧化锰过量，浓盐酸也不能完全反应，C错误；
D、浓硫酸与过量铜片（共热）时随着反应的进行浓硫酸变为稀硫酸，而稀硫酸与铜不反应，D错误；
答案选B。
6．下图为有关分子在催化剂作用下发生转化的示意图，下列叙述正确的是（ ）。
A．N2→NH3，NH3→NO均属于氮的固定
B．催化剂a作用下氮原子发生了氧化反应
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
【答案】D
【解析】
A．把游离态的氮转化为氮的化合物，称为氮的固定，N2→NH3属于氮的固定，NH3→NO不属于氮的固定，故A错误；
B．催化剂a作用下，N2→NH3，氮原子化合价从0降低至-3价，发生还原反应，故B错误；
C．催化剂a作用下，N2→NH3，断裂非极性共价键N≡N键，催化剂b作用下，NH3→NO，断裂极性共价键N-H键，故C错误；
D．催化剂可以提高化学反应速率，可以提高单位时间内生成物的产量，故D正确；
故答案为D。
7．如图所示是实验室制取气体的装置，其中发生装置相同，干燥和集气装置有两套，分别用图1和图2表示。下列选项中正确的是
【答案】D
【解析】应该用亚硫酸钠与浓硫酸反应制取二氧化硫，否则二氧化硫中会混有氯化氢，A项错误；二氧化碳能和碱石灰反应，所以不能用碱石灰干燥，且二氧化碳的密度大于空气的密度，应采用向上排空气法收集，B项错误；一氧化氮能和空气中的氧气反应生成二氧化氮，所以不能用排空气法收集，C项错误；氨气和碱石灰不反应，所以可用碱石灰干燥，氨气的密度小于空气的密度，所以可用向下排空气法收集，D项正确。
8．NH3是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图)。下列说法正确的是
A．NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥
B．NH4Cl、HNO3和Na2CO3受热时都易分解
C．NH3和NO2在一定条件下可发生氧化还原反应
D．图中所涉及的盐类物质都属于正盐
【答案】C
【解析】NaHCO3不是化肥，故A错误；NH4Cl、HNO3受热时都易分解，Na2CO3性质稳定，受热不分解，故B错误；NH3和NO2中氮元素存在中间价态，一定条件下可发生氧化还原反应，故C正确；NaHCO3为酸式盐，故D错误。
9．向50 mL稀硫酸与稀硝酸的混合溶液中逐渐加入铁粉，假设加入铁粉的质量与产生气体的体积(标准状况)之间的关系如图所示，且每一段只对应一个反应。
下列说法正确的是
A．开始时产生的气体为H2
B．AB段发生的反应为置换反应
C．所用混合溶液中c(HNO3)＝0.5 ml·L－1
D．参加反应的铁粉的总质量m2＝5.6 g
【答案】D
【解析】向混合溶液中逐渐加入铁粉，铁首先和H＋、NOeq \\al(－,3)反应生成Fe3＋和NO；当溶液中NOeq \\al(－,3)完全被消耗之后，过量的铁能和Fe3＋反应生成Fe2＋；当Fe3＋完全反应之后，过量的铁和稀硫酸反应生成FeSO4和H2。由以上分析可知，开始生成的气体是NO，A错误；AB段的反应是铁和Fe3＋的反应，不是置换反应，B错误；A点对应的气体是NO，物质的量是0.05 ml，根据氮原子守恒可知，稀硝酸的物质的量浓度是eq \f(0.05 ml,0.05 L)＝1.0 ml·L－1，C错误；生成氢气的体积是0.56 L，物质的量为0.025 ml，所以反应中共转移电子0.05 ml×3＋0.025 ml×2＝0.2 ml，参加反应的铁最终在溶液中以Fe2＋的形式存在，因此根据电子得失守恒可知，消耗铁的物质的量是0.1 ml，质量是5.6 g，D正确。
10．将铁粉和铜粉的均匀混合物分成四等份，分别加入同浓度的稀硝酸，充分反应，在标准状况下生成NO的体积和剩余金属的质量如下表(设硝酸的还原产物只有NO)。下列计算结果错误的是
A．①中溶解了8.4 g FeB．原混合物的总质量为105.6 g
C．硝酸的浓度为4 ml·L-1D．④中V=6 720
【答案】D
【解析】A项，由上述分析可知，实验①发生反应3Fe+8HNO33Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O，生成NO的物质的量为 QUOTE = 0.1 ml，根据化学方程式可知，参加反应的Fe的物质的量为0.1 ml×= 0.15 ml，故参加反应的Fe的质量=0.15 ml×56 g·ml-1=8.4 g，正确。B项，原混合物的质量为4×(18.0 g+8.4 g)= 105.6 g，正确。C项，实验①中生成NO的物质的量为 QUOTE =0.1 ml，根据化学方程式可知，参加反应的HNO3的物质的量为0.1 ml×4=0.4 ml，故硝酸的物质的量浓度为c= QUOTE =4 ml·L-1，正确。D项，由上述分析可知，在实验③的基础上再加入100 mL硝酸，为硝酸与溶液中亚铁离子反应生成NO，V一定大于6 720，可直接作出判断；具体的计算方法如下：实验②中Fe与HNO3恰好完全反应生成硝酸亚铁，生成NO的物质的量= QUOTE =0.2 ml，由3Fe+8HNO33Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O可知，溶液中亚铁离子的物质的量为0.3 ml，在实验③的基础上加入100 mL硝酸后，根据电子得失守恒可知，生成NO的物质的量为 QUOTE =0.1 ml，故生成NO的体积为0.1 ml×22.4 L·ml-1=2.24 L，则V=6.72 L+2.24 L=8.96 L=8 960 mL，错误。
1．[2020年全国3卷]喷泉实验装置如图所示。应用下列各组气体—溶液，能出现喷泉现象的是
【答案】B
【解析】
A．由于硫化氢气体和盐酸不发生反应且硫化氢在水中的溶解度较小，烧瓶内外压强差变化不大，不会出现喷泉现象，A错误；
B．氯化氢可以和稀氨水中的一水合氨发生反应，使烧瓶内外产生较大压强差，能够出现喷泉实验，B正确；
C．一氧化氮不与硫酸发生反应且不溶于水，烧瓶内外不会产生压强差，不能发生喷泉现象，C错误；
D．二氧化碳不会溶于饱和碳酸氢钠溶液中，烧瓶内外不会产生压强差，不能发生喷泉实验，D错误；
故选B。
2．[2019江苏]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。
（1）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 ▲ 。
（2）NO和NO2的处理。已除去N2O的硝酸尾气可用NaOH溶液吸收，主要反应为
NO+NO2+2OH−2+H2O
2NO2+2OH−++H2O
①下列措施能提高尾气中NO和NO2去除率的有 ▲ （填字母）。
A．加快通入尾气的速率
B．采用气、液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
②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 ▲ （填化学式）；吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是 ▲ （填化学式）。
（3）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转化为的转化率随NaClO溶液初始pH（用稀盐酸调节）的变化如图所示。
①在酸性NaClO溶液中，HClO氧化NO生成Cl−和，其离子方程式为 ▲ 。
②NaClO溶液的初始pH越小，NO转化率越高。其原因是 ▲ 。
【答案】（1）2NH3+2O2N2O+3H2O
（2）①BC ②NaNO3 NO
（3）①3HClO+2NO+H2O3Cl−+2+5H+
②溶液pH越小，溶液中HClO的浓度越大，氧化NO的能力越强
【解析】（1）NH3与O2在加热和催化剂作用下发生氧化还原反应生成N2O，根据得失电子守恒和原子守恒可知反应有水生成，配平化学方程式为：2NH3+2O2N2O+3H2O。
（2）①A、加快通入尾气的速率，不能提高尾气中NO和NO2的去除率，不符合题意；B、采用气、液逆流的方式吸收尾气，可使气液充分接触，能提高尾气中NO和NO2的去除率，符合题意；
C、定期补充适量的NaOH溶液可增大反应物浓度，能提高尾气中NO和NO2的去除率，符合题意。
故选BC。
②由吸收反应：NO+NO2+2OH-=2NO2-+H2O，2NO2+2OH-=NO2-+ NO3-+H2O可知，反应后得到NaNO2和NaNO3混合溶液，经浓缩、结晶、过滤得到NaNO2和NaNO3晶体，因此得到的NaNO2混有NaNO3；由吸收反应可知，若NO和NO2的物质的量之比大于1：1，NO不能被吸收，因此，吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是NO。
（3）①在酸性的NaClO溶液中，次氯酸根离子和氢离子结合生成HClO，HClO和NO发生氧化还原反应生成NO3-和Cl-，根据得失电子守恒及电荷守恒、原子守恒，配平离子方程式为2NO+3HClO+H2O=2 NO3-+3 Cl-+5H+。
②在相同条件下，氧化剂的浓度越大，氧化能力越强，由反应2NO+3HClO+H2O=2NO3-+3 Cl-+5H+可知，溶液pH越小，溶液中HClO浓度越大，氧化NO的能力越强。
3．[2018新课标Ⅱ卷]研究表明，氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关（如下图所示）。下列叙述错误的是
A．雾和霾的分散剂相同
B．雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵
C．NH3是形成无机颗粒物的催化剂
D．雾霾的形成与过度施用氮肥有关
【答案】C
【解析】A．雾的分散剂是空气，分散质是水。霾的分散剂是空气，分散质固体颗粒。因此雾和霾的分散剂相同，A正确；
B．由于氮氧化物和二氧化硫转化为铵盐形成无机颗粒物，因此雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵，B正确；
C．NH3作为反应物参加反应转化为铵盐，因此氨气不是形成无机颗粒物的催化剂，C错误；
D．氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关，由于氮肥会释放出氨气，因此雾霾的形成与过度施用氮肥有关，D正确。答案选C。
点睛：结合示意图的转化关系明确雾霾的形成原理是解答的关键，氨气作用判断是解答的易错点。本题情境真实，应用导向，聚焦核心素养，既可以引导考生认识与化学有关的社会热点问题，形成可持续发展的意识和绿色化学观念，又体现了高考评价体系中的应用性和综合性考查要求。
4．[2017北京]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
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
【答案】D
【解析】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，A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，即不能表明②中木炭与浓硝酸发生反应，B错误；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正确； D、由于空气中含有氧气，因此红热的木炭可能与氧气反应产生了CO2，且③中木炭和浓硝酸并没有接触，因此不能说明木炭一定与浓硝酸发生了反应，D错误。答案选D。
5．[2016上海]称取(NH4)2SO4和NH4HSO4混合物样品7.24 g，加入含0.1 ml NaOH的溶液，完全反应，生成NH3 1792 mL（标准状况），则(NH4)2SO4和NH4HSO4的物质的量比为
A．1∶1B．1∶2C．1.87∶1D．3.65∶1
【答案】C
【解析】利用极值法分析，可知0.1 ml氢氧化钠不足，故先将NH4HSO4反应完，再反应(NH4)2SO4，因共生成NH3 0.08 ml，故与H+反应的氢氧化钠为0.02 ml，则可知道NH4HSO4为0.02 ml，则(NH4)2SO4质量为7.24 g－115 g/ml×0.02 ml=4.94 g，(NH4)2SO4的物质的量为4.94 g ÷132 g/ml=0.0374 ml。因此(NH4)2SO4与NH4HSO4物质的量之比为：1.87∶1 ，故选C。
6．[2016海南]下列反应可用离子方程式“H++OH−H2O”表示的是
A．NaHSO4溶液与Ba(OH)2溶液混合
B．NH4Cl溶液与Ca(OH) 2溶液混合
C．HNO3溶液与KOH溶液混合
D．Na2HPO4溶液与NaOH溶液混合
【答案】C
【解析】A．NaHSO4溶液与Ba(OH)2溶液混合时，除了H+与OH−反应外，还有与Ba2+反应生成BaSO4沉淀；B．NH4Cl溶液与Ca(OH) 2溶液混合产生NH3·H2O；C．HNO3溶液与KOH溶液混合，为可溶性强酸与强碱反应只生成水的类型，符合该离子反应方程式；D．Na2HPO4不能拆开成H+。故选C。
7．[2016江苏]根据侯氏制碱原理制备少量NaHCO3的实验，经过制取氨气、制取NaHCO3、分离NaHCO3、干燥NaHCO3四个步骤，下列图示装置和原理能达到实验目的的是
【答案】C
【解析】A、氯化铵受热分解生成的氨气和氯化氢在试管口遇冷又生成氯化铵固体，不能用加热氯化铵固体的方法制备氨气，A错误；B、气流方向错误，应该从右侧导管通入CO2气体，B错误；C、从溶液中分离出碳酸氢钠固体用过滤的方法，C正确；D、碳酸氢钠受热易分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，不能用该装置干燥碳酸氢钠，D错误。答案选C。
8．[2017北京]SCR和NSR技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NOx排放。
（1）SCR（选择性催化还原）工作原理：
① 尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为NH3和CO2，该反应的化学方程式：____________。
② 反应器中NH3还原NO2的化学方程式：____________。
③ 当燃油中含硫量较高时，尾气中SO2在O2作用下会形成(NH4)2SO4，使催化剂中毒。用化学方程式表示(NH4)2SO4的形成：________。
④ 尿素溶液浓度影响NO2的转化，测定溶液中尿素（M=60 g·ml −1）含量的方法如下：取a g尿素溶液，将所含氮完全转化为NH3，所得NH3用过量的v1 mL c1 ml·L−1 H2SO4溶液吸收完全，剩余H2SO4用v2 mL c2 ml·L−1 NaOH溶液恰好中和，则尿素溶液中溶质的质量分数是________。
（2）NSR（NOx储存还原）工作原理：
NOx的储存和还原在不同时段交替进行，如图a所示。
① 通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx的储存和还原。储存NOx的物质是_________。
② 用H2模拟尾气中还原性气体研究了Ba(NO3)2的催化还原过程，该过程分两步进行，图b表示该过程相关物质浓度随时间的变化关系。第一步反应消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比是__________。
③ 还原过程中，有时会产生笑气（N2O）。用同位素示踪法研究发现笑气的产生与NO有关。在有氧条件下15NO与NH3以一定比例反应时，得到的笑气几乎都是15NNO。将该反应的化学方程式补充完整：_______□15NNO+□H2O
【答案】（1）①CO(NH2)2+H2OCO2+2NH3
②8NH3+6NO27N2+12H2O
③2SO2+O2+4NH3+2H2O2(NH4)2SO4 ④
（2）①BaO ②8∶1 ③415NO+4NH3+3O2415NNO+6H2O
【解析】（1）①尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为NH3和CO2，结合原子守恒，发生反应的化学方程式为CO(NH2)2+H2O2NH3↑+CO2↑。②从图中可以看出NH3在催化剂作用下还原NO2生成氮气和水，根据电子守恒和原子守恒可得此反应的化学方程式为8NH3+6NO27N2+12H2O。③SO2在O2作用下与NH3、H2O反应形成(NH4)2SO4，此反应中SO2是还原剂，氧气是氧化剂，结合电子守恒和原子守恒可得此反应的化学方程式为2SO2+O2+4NH3+2H2O2(NH4)2SO4。④吸收NH3的硫酸的物质的量为v1×10−3L× c1 ml·L−1 −v2 ×10−3 L×c2 ml·L−1 × QUOTE =（v1c1− QUOTE v2c2）×10−3ml，则尿素的物质的量为（v1c1− QUOTE v2c2）×10−3ml，尿素溶液中溶质的质量分数是[ QUOTE （v1c1− QUOTE v2c2）×10−3ml×60g/ml]÷a g×100%=。（2）①由图示可知BaO和NOx作用生成Ba(NO3)2，Ba(NO3)2再还原为N2，则储存NOx的物质是BaO。②由图示可知，第一步反应为H2与Ba(NO3)2作用生成NH3，每摩Ba(NO3)2作用生成NH3共转移16 ml电子，根据电子守恒，参加反应的氢气的物质的量为16 ml÷2=8 ml，则消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比是8∶1。③反应物有15NO与NH3，结合产物中有水，可知还有另一反应物O2，反应中NH3是还原剂，15NO与O2是氧化剂，因含氮产物均为15NNO，则15NO与NH3以1∶1参加反应，结合电子守恒和原子守恒可得此反应的化学方程式为415NO+4NH3+3O2415NNO+6H2O。
NO
NO2
颜色
无色
红棕色
毒性
有毒
有毒
溶解性
不溶于水
与O2反应
2NO＋O2===2NO2
与H2O反应
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
实验室制法
3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+ 2NO↑+4H2O，只能用排水法收集
Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，只能用排空气法收集
对人体、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
大气污染
光化学烟雾：NOx与碳氢化合物在紫外线作用下发生一系列光化学反应，产生一种有毒的烟雾
酸雨：NOx排入大气后，与水反应生成HNO3和HNO2，随雨水降到地面，就有可能形成酸雨
水体污染
水体富营养化
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
方法
化学方程式
气体发生装置
加热浓氨水
NH3·H2ONH3↑+H2O
浓氨水+固体NaOH
NaOH溶于水放热，促使NH3·H2O分解，且OH−浓度的增大有利于NH3的逸出
浓氨水+固体CaO
CaO与水反应，使溶剂（水）减少；反应放热，促使NH3·H2O分解，NH3逸出。
NH3·H2O+CaONH3↑+ Ca(OH)2
x=
0
x>4
反应情况
O2过量，剩余气体为O2
恰好完全反应
NO2过量，剩余气体为NO
x=
0
x>
反应情况
O2过量，剩余气体为O2
恰好完全反应
NO过量，剩余气体为NO
选项
气体
a
b
c
A
NH3
浓氨水
生石灰
碱石灰
B
SO2
70%的浓H2SO4
Na2SO3固体
98%的浓H2SO4
C
NO
稀HNO3
铜屑
H2O
D
NO2
浓HNO3
铜屑
NaOH溶液
选项
发生装置中的药品
干燥和集气装置
A
亚硫酸钠和饱和稀盐酸
图2
B
大理石和稀盐酸
图1
C
铜和稀硝酸
图2
D
氧化钙和浓氨水
图1
编号
①
②
③
④
稀硝酸体积/mL
100
200
300
400
剩余金属/g
18.0
9.6
0
0
NO体积/mL
2 240
4 480
6 720
V
气体
溶液
A．
H2S
稀盐酸
B．
HCl
稀氨水
C．
NO
稀H2SO4
D．
CO2
饱和NaHCO3溶液
①
②
③
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