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2025年高考化学精品教案第四章非金属及其化合物第8讲含氮化合物之间的转化
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这是一份2025年高考化学精品教案第四章非金属及其化合物第8讲含氮化合物之间的转化，共21页。
考点 含氮化合物之间的转化
1.典型含氮元素物质之间的相互转化
（1）“歧化反应”——同一物质中N的化合价在同一反应中既升高又降低。
例如，3NO2＋H2O 2HNO3＋NO、2NO2＋2NaOH NaNO3＋NaNO2＋H2O。
（2）“归中反应”——不同物质中N的不同化合价在同一反应中只靠拢。
例如，6NO＋4NH3 催化剂 5N2＋6H2O、NO2＋NO＋2NaOH 2NaNO2＋H2O。
2.氮元素的价类二维图及转化关系
研究氮及其化合物的性质，可以有效改善人类的生存环境。氮元素化合价－物质类别关系图如图：
回答下列问题：
（1）在催化剂和加热的条件下，物质A生成NO是工业制硝酸的重要反应，反应的化学方程式是 4NH3＋5O2 催化剂 △ 4NO＋6H2O 。
（2）在加热条件下，物质C的浓溶液与碳单质反应，写出反应的化学方程式： C＋4HNO3（浓） △ CO2↑＋4NO2↑＋2H2O 。
（3）实验室中，检验溶液中含有NH4＋的操作方法是 取少量溶液于试管中，加入氢氧化钠溶液，稍微加热，若有使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体产生，则证明溶液中含有NH4＋（合理即可） 。
（4）物质B为红棕色气体，写出该物质与水反应的化学方程式： 3NO2＋H2O 2HNO3＋NO ，当反应消耗0.15 ml物质B时，转移电子的物质的量为 0.1 ml 。
命题点1 氮循环
1.[全国Ⅱ高考]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（如图所示）。下列叙述错误的是（ C ）
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
解析 雾和霾的分散剂均为空气，A项正确；结合图示可知形成雾霾的无机颗粒物中含有NH4NO3和（NH4）2SO4，B项正确；根据图示可知空气中NOx、SO2等分别转化为HNO3、H2SO4后，吸收空气中的NH3生成NH4NO3和（NH4）2SO4，即NH3是形成无机颗粒物的反应物，C项错误；过度施用氮肥，会导致空气中挥发的NH3浓度增大，与雾霾的形成有关，D项正确。
命题点2 氮元素“价类二维图”的应用
2.[2023河北质检]如图是氮元素形成物质的价类二维图及氮循环的部分信息：
下列说法正确的是（ C ）
①可通过雷电作用将b转化为c，这是一种固氮方式
②可通过加氧化剂将e转化为f
③a→c→d→f这几个反应中，均发生了N元素被氧化的反应
④g只具有氧化性，还可能与碱发生反应
⑤将f转化为d必须选用合适的还原剂才能实现
⑥h可与f反应生成i
A.①③⑤⑥B.②③④
C.①③⑥D.①④⑤
解析 根据物质类别及与N元素的化合价的关系可知：a是NH3；b是N2；c是NO；d是NO2；e是N2O5；f是HNO3；g是HNO2；h是NH3·H2O；i是NH4NO3。①在雷电作用下N2与O2反应产生NO，从而实现了N元素的单质向化合物的转化，这是一种固氮方式，正确；②e是N2O5，f是HNO3，N2O5与水反应产生HNO3，反应过程中元素化合价不变，因此反应不需要加入氧化剂就可以实现，错误；③在a→c→d→f这几个反应中，N元素化合价升高，失去电子，被氧化，因此均发生了N元素被氧化的反应，正确；④g是HNO2，属于酸，N元素化合价是＋3，介于最高价和最低价之间，因此既具有氧化性又具有还原性，同时也能与碱发生中和反应产生盐和水，错误；⑤f是HNO3，光照条件下自身分解即可生成NO2（d），可以不用其他还原剂，错误；⑥HNO3与NH3·H2O发生中和反应生成NH4NO3和水，正确。
命题点3 氮及其化合物的相互转化
3.[全国Ⅰ高考]氮的氧化物（NOx）是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。某同学在实验室中对NH3与NO2反应进行了探究。回答下列问题：
（1）氨气的制备
①氨气的发生装置可以选择图中的 A ，反应的化学方程式为 2NH4Cl＋Ca（OH）2 △ 2NH3↑＋CaCl2＋2H2O（或B NH3·H2O △ NH3↑＋H2O） 。
②欲收集一瓶干燥的氨气，选择图中的装置，其连接顺序为发生装置➝ d、c、f、e、i （按气流方向，用小写字母表示）。
（2）氨气与二氧化氮的反应
将上述收集到的NH3充入注射器X中，硬质玻璃管Y中加入少量催化剂，充入NO2（两端用夹子K1、K2夹好）。在一定温度下按图示装置进行实验。
解析 （1）①观察装置知，A装置适合加热固体制备气体，B装置适合加热液体与固体制备气体或加热液体制备气体。实验室通过氯化铵和消石灰共热制备氨气，可以选择A装置作发生装置，化学方程式为2NH4Cl＋Ca（OH）2 △ 2NH3↑＋CaCl2＋2H2O。实验室还可以通过加热浓氨水制备氨气，故也可以选择B装置作发生装置，化学方程式为NH3·H2O △ NH3↑＋H2O。②实验室用碱石灰干燥氨气，用向下排空气法收集氨气，用水吸收尾气中的氨气并注意防倒吸。故选择C、D、F装置，注意连接球形干燥管时应大口进气，小口出气。所以，连接顺序为a、d、c、f、e、i或b、d、c、f、e、i。（2）NO2呈红棕色，氨气与二氧化氮发生反应8NH3＋6NO2 催化剂 7N2＋12H2O，故观察到Y管中红棕色慢慢变浅。NH3与NO2反应后生成的气态水凝聚，反应后气体分子数减少，装置内压强减小，故打开K2，NaOH溶液会产生倒吸现象。
热点7 绿色化学与环境保护
命题特点：用绿色化学思想解决与环境保护相关的问题。解决方案具有：（1）操作越容易越好；（2）反应条件越简单越好；（3）生成物对环境友好；（4）原子利用率越高越好。
1.环境保护
2.绿色化学
（1）核心：从源头上减少或消除工业生产对环境造成的污染。又称为“环境无害化学”“环境友好化学”“清洁化学”。绿色化学的理念在于不再使用有毒有害的物质，不再产生废物，不再处理废物，从源头上减少或消除污染。
（2）绿色化学的研究主要是围绕化学反应、原料、催化剂、溶剂和产品的绿色化开展的，因此化学反应及其产物具有以下特征：
①采用无毒、无害的原料；
②在无毒、无害的条件（包括催化剂、溶剂）下进行；
③产品应该是环境友好的；
④具有“原子经济性”，即反应具有高选择性、极少副产物，甚至实现“零排放”。此外，它还应当满足“物美价廉”的传统标准。
3.原子经济性
原子经济性可用原子利用率来衡量，其定义可表示为原子利用率＝目标产物的质量生成物的总质量×100％。原子经济性的反应有两个显著优点：一是最大限度地利用了原料，二是最大限度地减少了废物的排放。
4.碳中和
2020年9月，我国提出争取在2060年前实现碳中和。碳中和是指直接或间接产生的温室气体排放总量，通过植树造林、节能减排、碳捕集与封存等形式，抵消自身产生的二氧化碳排放量，实现二氧化碳“零排放”。
1.[2021全国乙]我国提出争取在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和，这对于改善环境、实现绿色发展至关重要。“碳中和”是指CO2的排放总量和减少总量相当。下列措施中能促进碳中和最直接有效的是（ D ）
A.将重质油裂解为轻质油作为燃料
B.大规模开采可燃冰作为新能源
C.通过清洁煤技术减少煤燃烧污染
D.研发催化剂将CO2还原为甲醇
解析 无论是重质油还是轻质油，燃烧时均会产生大量CO2，对CO2排放量的降低几乎无影响，A项错误；可燃冰中的甲烷燃烧也会产生大量的CO2，B项错误；减少煤燃烧产生的污染与碳中和无关，C项错误；将CO2转化为甲醇可促进碳中和，D项正确。
2.[2021山东]有利于实现“碳达峰、碳中和”的是（ A ）
A.风能发电B.粮食酿酒
C.燃煤脱硫D.石油裂化
解析 风能发电可以减少火力发电的使用，降低二氧化碳的排放，A项正确；粮食酿酒过程中发生反应：C6H12O6酒化酶2C2H5OH＋2CO2↑，不能降低二氧化碳的排放，B项错误；燃煤脱硫可以降低SO2的排放，但不能降低CO2的排放，C项错误；石油裂化不能降低CO2的排放，D项错误。
3.[2021河北]硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大，但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注。下列说法正确的是（ D ）
A.NO2和SO2均为红棕色且有刺激性气味的气体，是酸雨的主要成因
B.汽车尾气中的主要大气污染物为NO、SO2和PM2.5
C.植物直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料，实现氮的固定
D.工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除
解析 二氧化硫是一种无色气体，A项错误；机动车气缸中氮气与氧气反应生成NO，燃油不完全燃烧生成CO和细颗粒物PM2.5，二氧化硫不是汽车尾气的主要成分，B项错误；植物不能直接吸收氮的氧化物，而是通过吸收铵态氮或硝态氮来实现氮的固定，C项错误；石灰的主要成分为CaO，二氧化硫与之反应生成亚硫酸钙，CaSO3与空气中的O2反应生成CaSO4，从而除去废气中的SO2，D项正确。
4.[北京高考]硫酸盐（含SO42－、HSO4－）气溶胶是PM2.5的成分之一。近期科研人员提出了雾霾微颗粒中硫酸盐生成的转化机理，其主要过程示意图如下：
下列说法不正确的是（ D ）
A.该过程有H2O参与
B.NO2是生成硫酸盐的氧化剂
C.硫酸盐气溶胶呈酸性
D.该过程没有生成硫氧键
解析 根据题图知，该过程中有H2O参与，A项正确；根据图示过程知，NO2转化为HNO2，氮元素的化合价降低，NO2作氧化剂，B项正确；硫酸盐气溶胶中含有HSO4－，呈酸性，C项正确；该过程中SO32－最终转化为HSO4－，生成了硫氧键，D项错误。
素养7 物质分离与提纯思想——钙钛矿、硼镁矿、磷砷资源的开发和利用
命题特点：矿产资源开发利用的工艺流程情境真实。“三阶段”（预处理、转化与除杂、产品纯化），“三条线”（试剂线、转化线、分离线），分析试剂线上的化学反应是关键。
1.硼酸、硼氢化钠等
（1）硼酸（H3BO3）
H3BO3的电子式为，B最外层有6个电子，属于缺电子原子。硼酸溶于水时，水电离出的OH－中的O提供孤电子对与B提供的空轨道形成配位键，故硼酸的解离反应为H3BO3＋H2O⇌H＋＋[B（OH）4]－，H3BO3为[1]一元弱酸。
（2）硼氢化钠（NaBH4）
结构式为。NaBH4中的H为－1价，具有还原性，故可用作醛类、酮类和酯类的还原剂。
2.P及其化合物的性质
（1）P4、P2O5、PCl5、PCl3
（2）P的含氧酸
拓展 （1）可根据含氧酸结构中—OH的数目判断含氧酸的种类，如H3PO4分子结构中有3个—OH，能电离出3个H＋，故为三元酸。
（2）磷酸的酸式盐溶液：磷酸二氢根离子电离程度大于其水解程度，溶液呈酸性；磷酸一氢根离子水解程度大于其电离程度，溶液呈弱碱性。磷酸根离子水解溶液呈碱性。如碱性：磷酸钠溶液＞磷酸一氢钠溶液＞磷酸二氢钠。
3.As及其化合物
（1）As及其氧化物
As2O3俗称砒霜，微溶于水生成亚砷酸（H3AsO3),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）As2S3的性质
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。也可以与SnCl2、HCl反应转化为雄黄（As4S4）：2As2S3＋2SnCl2＋4HCl As4S4＋2SnCl4＋2H2S↑。雄黄和雌黄均可以与氧气反应生成As2O3。
（3）H3AsO4的性质
1.易错辨析。
（1）[2023辽宁改编]P4中的共价键类型为非极性键。（ √ ）
（2）[全国Ⅲ高考改编]常温下向pH＝2的H3PO4溶液中加入NaH2PO4，溶液pH变小。（ ✕ ）
解析 （2）向H3PO4溶液中加入NaH2PO4固体，溶液中H2PO4－浓度增大，使平衡H3PO4⇌H2PO4－＋H＋逆向移动，溶液酸性减弱。
2.[2021广东改编]已知：Ga和Al同族，As和N同族。在H2O2与GaAs的反应中，As元素的化合价变为＋5，则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 4∶1 。
3.[2023山东潍坊模拟]工业上以硼镁矿（主要成分为2MgO·B2O3·H2O，还含有少量Fe2O3、FeO、CaCO3、Al2O3和SiO2等）为原料生产硼酸晶体的工艺流程如图所示。
已知：①H3BO3的溶解度随温度的升高显著增大；②Fe3＋、Fe2＋、Al3＋和Mg2＋以氢氧化物的形式完全沉淀时，溶液的pH分别为3.2、9.7、5.2和12.4。
下列说法错误的是（ C ）
A.“浸取”时要分批慢慢加入稀硫酸
B.“热过滤”的目的是防止温度降低时H3BO3从溶液中析出
C.“除杂”时需向“浸出液”中依次加入H2O2和NaOH溶液，以除去Fe2＋、Fe3＋、Al3＋等杂质离子
D.“母液”中的溶质主要是硫酸镁
解析
“浸取”时，因硼镁矿粉中含有少量CaCO3，加入稀硫酸会产生大量泡沫，为避免反应物从反应器中溢出，应分批慢慢加入稀硫酸，A正确。
4.[2023河南洛阳联考改编]中国自古有“信口雌黄”“雄黄入药”之说。雌黄As2S3和雄黄As4S4早期都曾用作绘画颜料，也可用来入药。As有＋2、＋3两种常见价态。在一定条件下，雌黄和雄黄的转化关系如图所示，下列有关说法错误的是（ D ）
A.反应Ⅱ中若0.5 ml As4S4参加反应时，转移14 ml电子，则物质a为SO2
B.从反应Ⅲ可以推出亚砷酸（H3AsO3）的酸酐为As2O3
C.反应Ⅳ属于非氧化还原反应
D.反应Ⅰ中，As2S3和Sn2＋恰好完全反应时，其物质的量之比为2∶1
解析 As4S4中As为＋2价，S为－2价（最低价），经过反应Ⅱ，As4S4转化为As2O3，As的化合价从＋2升高到＋3，当有0.5 ml As4S4参加反应且转移14 ml电子时，As失去电子的物质的量为0.5×（3－2）×4 ml＝2 ml，则S失去电子的物质的量为12 ml，S的化合价也升高，设物质a中S的化合价为x，则0.5×[x－（－2）]×4 ml＝12 ml，x＝4，故a为SO2， A正确。反应Ⅲ中As2O3与H2O反应仅生成H3AsO3，且As2O3与H3AsO3中As的化合价均为＋3，则As2O3是H3AsO3的酸酐，B正确。反应Ⅳ中各元素化合价均未发生变化，为非氧化还原反应，C正确。反应Ⅰ的离子方程式为2As2S3＋2Sn2＋＋4H＋ As4S4＋2Sn4＋＋2H2S↑，As2S3与Sn2＋的物质的量之比为1∶1时恰好完全反应，D错误。
1.[2023江苏]氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是（ B ）
A.实验室探究稀硝酸与铜反应的气态产物：HNO3（稀）CuNOO2NO2
B.工业制硝酸过程中的物质转化：N2O2放电或高温NOH2O HNO3
C.汽车尾气催化转化器中发生的主要反应：2NO＋2CO 催化剂 N2＋2CO2
D.实验室制备少量NH3的原理：2NH4Cl＋Ca（OH）2 △ CaCl2＋2NH3↑＋2H2O
解析 稀硝酸与铜反应生成无色的NO气体，NO与O2反应生成红棕色的NO2气体，实验室探究稀硝酸与铜反应的气态产物可通过气体颜色的变化进行探究，A正确；NO与水不反应，B错误；汽车尾气催化转化器可使尾气中的NO和CO反应生成无污染的N2和CO2，C正确；实验室制备少量NH3可用NH4Cl与Ca（OH）2共热的方法，D正确。
2.[2021江苏]阅读下列材料，完成（1）—（2）题：N2是合成氨工业的重要原料，NH3不仅可制造化肥，还能通过催化氧化生产HNO3；HNO3能溶解Cu、Ag等金属，也能与许多有机化合物发生反应；在高温或放电条件下，N2与O2反应生成NO，NO进一步氧化生成NO2。2NO（g）＋O2（g） 2NO2（g） ΔH＝－116.4 kJ·ml－1大气中过量的NOx和水体中过量的NH4＋、NO3－均是污染物。通过催化还原的方法，可将烟气和机动车尾气中的NO转化为N2，也可将水体中的NO3－转化为N2。
（1）在指定条件下，下列选项所示的物质间转化能实现的是（ C ）
A.NO（g）H2O HNO3（aq）
B.稀HNO3（aq）CuNO2（g）
C.NO（g）CO高温，催化剂N2（g）
D.NO3－（aq）O3N2（g）
解析 A项，NO难溶于水，错误；B项，稀HNO3与Cu反应生成NO，错误；C项，由题给材料知，NO可以催化还原生成N2，正确；D项，NO3－也可以被还原为N2，但是O3具有强氧化性，所以NO3－ 与O3无法反应生成N2，错误。
（2）对于反应2NO（g）＋O2（g）⇌2NO2（g），下列说法正确的是（ A ）
A.该反应的ΔH＜0，ΔS＜0
B.反应的平衡常数可表示为K＝c2（NO）·c（O2）c2（NO2）
C.使用高效催化剂能降低反应的焓变
D.其他条件相同，增大n（O2）n（NO），NO的转化率下降
解析 A项，由题给材料知，该反应的ΔH＜0，该反应的气体总物质的量减小，所以ΔS＜0，正确；B项，反应的平衡常数可表示为K＝c2（NO2）c2（NO）·c（O2），错误；C项，催化剂不能改变反应的焓变，错误；D项，增大n（O2）n（NO），NO的转化率增大，错误。
1.[2023南昌调研]在给定条件下，下列物质间所示的转化不能实现的是（ D ）
A.NH3NO2高温，催化剂N2
B.NO2CaOH2（aq）Ca（NO2）2（aq）
C.NO2O3N2O5
D.NH3CO2、NaCl（aq）Na2CO3（s）
解析 A项，NH3中N为－3价，NO2中N为＋4价，两者发生归中反应生成N2，正确；B项，NO2可与Ca（OH）2反应生成Ca（NO2）2、Ca（NO3）2和H2O，正确；C项，NO2可被O3氧化生成N2O5，正确；D项，根据侯氏制碱法的原理（NH3＋CO2＋H2O＋NaCl NaHCO3↓＋NH4Cl，2NaHCO3 △ Na2CO3＋CO2↑＋H2O）知由NH3、CO2、NaCl（aq）反应不能一步制得Na2CO3，错误。
2.[2023南京、盐城一模]氮及其化合物的转化具有重要应用，下列说法正确的是（ B ）
A.栽种豆科植物作“绿肥”属于人工固氮
B.尿素[CO（NH2）2]属于含氮量较高的固态氮肥
C.自然界“氮循环”中不存在“NO3－→蛋白质”的转化
D.工业上利用反应2NaCl＋2NH3＋CO2＋11H2O Na2CO3·10H2O↓＋2NH4Cl生产纯碱
解析 栽种豆科植物作“绿肥”属于自然固氮，A项错误；尿素中氮元素的质量分数为46.7％，尿素属于含氮量较高的固态氮肥，B项正确；自然界“氮循环”中存在植物吸收土壤中的铵盐和硝酸盐，进而将这些无机氮转化成植物体内的蛋白质等有机氮的过程，C项错误；工业制取纯碱是利用反应NaCl＋H2O＋CO2＋NH3 NaHCO3↓＋NH4Cl、2NaHCO3 △ Na2CO3＋CO2↑＋H2O，D项错误。
3.[2024沈阳联考]如图是某元素的“价—类”二维图。其中正盐g与熟石灰共热发生反应可生成f，d的相对分子质量比c大16，下列说法正确的是（ A ）
A.实验室制备f时，可以将其浓溶液滴入碱石灰中进行制取
B.c和d都可用排水法收集
C.b的浓溶液具有吸水性，可用来干燥气体
D.f可经催化氧化生成d
解析 正盐g能与熟石灰反应生成f，f为氢化物，则正盐g是铵盐，f是氨气，e是氮气，d的相对分子质量比c大16，d是二氧化氮，c是一氧化氮，b是硝酸，a是硝酸盐。实验室制备氨气时，可以将其浓溶液滴入碱石灰中进行制取，利用碱石灰溶于水放热使一水合氨受热分解生成氨气，故A正确；NO2不能用排水法收集，故B错误；b的浓溶液为浓硝酸，不具有吸水性，不能用来干燥气体，故C错误；氨气可经催化氧化生成NO，故D错误。
4.[2023湖南]油画创作通常需要用到多种无机颜料。研究发现，在不同的空气湿度和光照条件下，颜料雌黄（As2S3）褪色的主要原因是发生了以下两种化学反应：
下列说法正确的是（ D ）
A.S2O32－ 和SO42－的空间结构都是正四面体形
B.反应Ⅰ和Ⅱ中，元素As和S都被氧化
C.反应Ⅰ和Ⅱ中，参加反应的n（O2）n（H2O）：Ⅰ＜Ⅱ
D.反应Ⅰ和Ⅱ中，氧化1 ml As2S3转移的电子数之比为3∶7
解析 SO42－的中心原子S的价层电子对数为4＋12×（6＋2－2×4）＝4，且无孤电子对，空间结构为正四面体形，S2O32－与SO42－互为等电子体，S2O32－相当于S取代SO42－中的一个非羟基氧原子，存在硫硫键，其空间结构为四面体形，A项错误；由图示转化可知，反应Ⅰ中只有S元素被氧化，反应Ⅱ中As、S元素均被氧化，B项错误；根据反应物和产物及氧化还原反应规律可知，反应Ⅰ为2As2S3＋6O2＋3H2O 2As2O3＋3H2S2O3，反应Ⅱ为As2S3＋7O2＋6H2O 2H3AsO4＋3H2SO4，则参加反应的n（O2）n（H2O）：Ⅰ＞Ⅱ，C项错误；根据反应Ⅰ、Ⅱ可知，1 ml As2S3发生反应时，两反应转移的电子分别为12 ml和28 ml，个数之比为3∶7，D项正确。
5.[2023琼海模拟]水生生物参与氮循环过程的示意图如图所示。
下列说法正确的是（ D ）
A.NH2OH分子与N2H4分子中的共价键类型完全相同
B.反应②③⑥中N均被氧化
C.等量NO2－参加反应，反应④转移的电子数比反应⑤多NA
D.水生生物参与的氮循环，既可以为其他生物提供营养物质，又可以减轻水体富营养化
解析 NH2OH的结构式为，只含有极性键，N2H4的结构式为，含有极性键和非极性键，二者共价键类型不完全相同，A错误。反应③中，N由－1价降低到－2价，被还原，B错误。若有1 ml NO2－参与反应④，转移4 ml电子，若有1 ml NO2－参与反应⑤，转移 3 ml电子，反应④比反应⑤多转移1 ml电子，但等量并不意味着NO2－的物质的量为1 ml，C错误。水生生物参与的氮循环，既可以合成蛋白质，为其他生物提供营养物质，又可以将NO2－、NO3－转化为N2，从而降低水体中的含氮量，减轻水体富营养化，D正确。
6.[2023泉州质检]不同价态含氮物质的转化可用下图表示。下列说法正确的是（ D ）
A.①的转化属于置换反应
B.②的转化属于氮的固定
C.③的转化方程式：2NO2＋H2O 2HNO3
D.使用CuO作氧化剂可以实现④的转化
解析 ①的转化是氨的催化氧化反应：4NH3＋5O2 催化剂 △ 4NO＋6H2O，该反应不属于置换反应，A错误；氮的固定是将游离态的氮转化为化合态的氮的过程，②的转化为2NO＋O2 2NO2，不属于氮的固定，B错误；③的转化方程式应为3NO2＋H2O 2HNO3＋NO，C错误；3CuO＋2NH3 △ 3Cu＋N2＋3H2O，D正确。
7.[2023湖南株洲检测]磷化氢（PH3）是一种在空气中能自燃的剧毒气体，可通过以下流程制取：
下列说法错误的是（ A ）
A.NaH2PO2既能与酸反应又能与碱反应
B.流程中有两处涉及氧化还原反应
C.该过程需要在无氧条件下进行
D.分解反应生成H3PO4和PH3的物质的量之比为1∶1
解析 H3PO2为一元弱酸，NaH2PO2 为正盐，只能与酸反应，A错误；白磷与氢氧化钠溶液反应生成PH3和NaH2PO2、H3PO2分解生成PH3和H3PO4，这两个反应中P元素化合价发生变化，是氧化还原反应，B正确；PH3在空气中能自燃，制取过程中有PH3生成，故需要在无氧条件下进行，C正确；H3PO2中P为＋1价，H3PO4和PH3中P分别为＋5价和－3价，根据得失电子守恒可知，反应生成H3PO4和PH3的物质的量之比为1∶1，D正确。
8.[2024沈阳联考]细菌可以促使含铁、氮的物质发生氧化还原反应，实现铁、氮两种元素的循环。部分转化如图，下列说法正确的是（ D ）
A.①和硝化过程都属于氮的固定
B.反硝化过程中含氮物质发生氧化反应
C.亚硝态氮只能通过反硝化过程转化为氮气
D.土壤中的铁循环可将氮元素从水体中还原除去
解析 氮的固定是游离态氮转化为化合态氮的过程，由题图可知硝化过程不属于氮的固定，故A错误；反硝化过程中氮元素化合价均降低，含氮物质发生还原反应，故B错误；由题图可知亚硝态氮与NH4＋可在氨氧化细菌作用下生成氮气，故C错误；由题图可知Fe2＋可与NO3－反应生成氮气，Fe3＋可与NH4＋反应生成氮气，通过铁循环可将氮元素从水体中还原除去，故D正确。
9.[2023长沙适应性考试]实验室可在硝酸铁晶体的催化下，用液氨与钠制备氨基钠（NaNH2）。装置如图（夹持、搅拌、尾气处理装置已省略）。已知：NaNH2几乎不溶于液氨，易与水、氧气等反应。下列说法正确的是（ B ）
A.加入钠之前向装置A中通入氨气的目的是增大液氨的量，提高钠的转化率
B.装置B可以防止外界氧气和水蒸气进入装置
C.钠与液氨反应的化学方程式为Na＋2NH3 催化剂 NaNH2＋H2↑
D.反应后从A中的混合物中提纯氨基钠的操作方法是蒸发结晶
解析 加Na之前通入NH3是为了赶走A中的空气，防止Na及产物被氧化，A项错误；装置B用Hg液封，可防止外界O2和水蒸气进入A中与Na及产物反应，B项正确；由题干信息可得Na与液氨反应的化学方程式为2Na＋2NH3 催化剂 2NaNH2＋H2↑，C项错误；NaNH2几乎不溶于液氨，可通过过滤获取，D项错误。
10.[2023江西名校联考]氮的氧化物的回收和利用是环境科学的热点课题之一。
（1）锌和稀硝酸反应，还原产物可能是N2O，也可能是NH4NO3。若两个反应中分别生成等物质的量的N2O、NH4NO3，则作氧化剂的HNO3的质量之比为 2∶1 。
（2）在铂原子表面H2还原NO的历程如图所示。
①在铂催化剂作用下，NO和H2反应的产物中除N2O、H2O和NH3外，还有 N2 （填化学式）。在Pt－HY界面上生成N2O的化学方程式为 2NO2＋6H N2O＋3H2O 。
②上述方法的主要缺点是有两种气体 NO2、N2O （填化学式）排入空气中，会污染环境。
（3）向空气中排放NO2会破坏臭氧层，同时NO2转化成N2O5并放出O2，还原产物是 N2O5 （填化学式）。
（4）NaNO2常作火腿肠等腌制食品的保鲜剂。在加热条件下，NO和烧碱固体反应可生成NaNO2，氧化剂与还原剂的质量之比为1∶2，则该反应的化学方程式为 6NO＋4NaOH △ 4NaNO2＋N2＋2H2O 。
解析 （1）由题意知，两个反应分别为4Zn＋10HNO3 4Zn（NO3）2＋N2O↑＋5H2O、4Zn＋10HNO3 4Zn（NO3）2＋NH4NO3＋3H2O。生成1 ml N2O时氧化剂为2 ml HNO3，生成1 ml NH4NO3时氧化剂为1 ml HNO3。（2）①根据题图可知，产物还有N2。Pt－HY界面上NO2和H原子反应生成N2O和H2O。②根据题图，部分NO2、N2O排入空气中，会污染环境。（3）由题意知，O3和NO2反应生成N2O5和O2，化学方程式为2NO2＋O3 N2O5＋O2，还原产物是N2O5。（4）根据氧化剂与还原剂的质量之比为1∶2可知，还原产物为N2，则该反应的化学方程式为6NO＋4NaOH △ 4NaNO2＋N2＋2H2O。
11.[2024安徽师大附中测试]利用NO、O2和Na2CO3溶液反应制备NaNO2的装置如图所示（夹持装置略），下列关于该装置的说法错误的是（ A ）
A.装置A分液漏斗中药品选用不当，应选用稀HNO3
B.装置B可除去装置A中挥发出的HNO3蒸气
C.装置C中发生反应的化学方程式为2Na2CO3＋4NO＋O2 4NaNO2＋2CO2
D.尾气不可以通过点燃的方法处理
解析 装置A分液漏斗中使用浓HNO3，反应速率加快，且产生的NO2可以在装置B中转化为NO，所以可选用浓硝酸，故A错误；装置B既可将装置A中挥发出的HNO3蒸气吸收，又可将NO2转化为NO，故B正确；装置C中发生反应的化学方程式为2Na2CO3＋4NO＋O2 4NaNO2＋2CO2，故C正确；氮氧化物不可燃，尾气中NO2、NO等不可以用点燃的方法处理，故D正确。
12.氮化钡（Ba3N2）是一种棕色粉末，在空气中易被氧化，遇水会发生剧烈水解，实验室常用Ba与N2在加热条件下反应制得Ba3N2。某实验小组设计如图所示装置（夹持装置略）制备氮化钡。
回答下列问题：
（1）仪器a的名称为 恒压滴液漏斗 。装置A中发生反应的化学方程式为 CaO＋NH3·H2O NH3↑＋Ca（OH）2 。
（2）若装置B和装置F处可选用的试剂有碱石灰和无水CaCl2，则无水CaCl2应放置在装置F（填“B”或“F”）处，装置F的作用为 防止空气中的水蒸气进入装置E中 。
（3）实验观察到装置D中 气泡明显减少 （填写具体现象），证明装置C中CuO完全反应。
（4）产品中Ba3N2的纯度的测定（假设产品中杂质只有未反应完的Ba）：称取14.54 g所得产品，先用无水乙醇进行处理，待充分反应后，加入足量稀硫酸充分反应，过滤、洗涤、干燥。
①加入无水乙醇时发生反应的化学方程式为 2CH3CH2OH＋Ba （CH3CH2O）2Ba＋H2↑ 。
②洗涤时，采用稀硫酸代替蒸馏水，其目的是 减少硫酸钡溶解损失 。
③若最后干燥得到23.30 g沉淀，则产品中Ba3N2的纯度为 90.58 ％（结果保留四位有效数字）。
解析 （1）仪器a为恒压滴液漏斗；装置A（固液不加热装置）中浓氨水与生石灰反应生成NH3和Ca（OH）2，反应的化学方程式为CaO＋NH3·H2O NH3↑＋Ca（OH）2。（2）根据实验装置分析可知，装置B主要是为了除去氨气中的水蒸气，装置F主要是为了防止空气中的水蒸气进入装置E中，由于无水CaCl2能吸收氨气，则无水CaCl2应放置在装置F处。（3）装置C（气固加热装置）中发生的反应为2NH3＋3CuO △ N2＋3H2O＋3Cu，装置C中现象为黑色固体变为红色，若CuO完全反应，则NH3直接进入装置D中，由于NH3能被浓硫酸吸收，则装置D中实验现象为气泡明显减少。（4）①根据无水乙醇与钠反应可类比得到无水乙醇与Ba反应的化学方程式为2CH3CH2OH＋Ba （CH3CH2O）2Ba＋H2↑。②根据沉淀溶解平衡BaSO4（s）⇌Ba2＋（aq）＋SO42－（aq）可知，采用稀硫酸代替蒸馏水洗涤，可抑制硫酸钡的溶解，减少损失，使测定结果更准确。③由题意知，最后干燥得到的沉淀是BaSO4，根据质量守恒可知，n（Ba3N2）×439 g/ml＋n（Ba）×137 g/ml＝14.54 g，根据原子守恒可知，3n（Ba3N2）＋n（Ba）＝23.30 g233 g/ml，联立两式可得n（Ba3N2）＝0.03 ml，n（Ba）＝0.01 ml，则产品中Ba3N2的纯度为0.03ml×439 g/ml14.54 g×100％≈90.58％。
13.[2023江苏南京调研改编]用零价铁（Fe）去除含氮废水中的硝酸盐（NO3－）是环境修复的重要方法。一种去除NO3－的过程如下。
（1）Ⅱ中充分反应后，分离混合物的方法是 过滤 。
（2）Ⅱ中反应的离子方程式是 3Fe＋NO3－＋2H＋＋H2O Fe3O4＋NH4＋ 。
（3）实验发现，在Ⅱ中补充一定量的Fe2＋可以明显提高NO3－的去除率。向两份含氮废水[n（NO3－）＝8.1×10－5 ml]中均加入足量Fe粉，做对比研究。
分析ⅱ中NO3－的去除率提高的原因：
a.Fe2＋直接还原NO3－。
通过计算说明电子得、失数量关系 还原NO3－所需电子为3.24×10－4 ml，Fe2＋最多提供的电子为3.6×10－5 ml。Fe2＋失去的电子数明显小于NO3－所需电子数 ，证明该原因不合理。
b.研究发现：Fe3O4（导电）覆盖在铁粉表面；随着反应的进行，产生FeO（OH）（不导电），它覆盖在Fe3O4表面，形成钝化层，阻碍电子传输。
c.Fe2＋能与FeO（OH）反应生成Fe3O4。用57FeCl2做同位素示踪实验，证明该原因合理。
d.Cl－破坏钝化层。将ⅱ中的FeCl2替换为 7.2×10－5 ml NaCl ，NO3－的去除率约为50％，证明该原因不合理。
（4）ⅰ、ⅱ中均能发生Fe＋2H＋ Fe2＋＋H2↑。该反应明显有助于ⅰ中NO3－的去除，结合方程式解释原因： Fe2＋＋2FeO（OH） Fe3O4＋2H＋，Fe2＋破坏了钝化层 。
（5）测定NO3－含量
步骤1.取V mL含氮（NO3－）水样，加入催化剂、V1 mL c1 ml·L－1 FeSO4标准溶液（过量），再加入稀H2SO4。
步骤2.用c2 ml·L－1 K2Cr2O7标准溶液滴定剩余的Fe2＋（Cr2O72－被还原为Cr3＋），滴定终点时消耗V2 mL K2Cr2O7标准溶液。
已知：3Fe2＋＋NO3－＋4H＋ NO↑＋3Fe3＋＋2H2O
①水样中NO3－的含量为 c1V1－6c2V23V ml·L－1。
②溶液中O2影响测定。向步骤1中加入适量NaHCO3，产生CO2驱赶O2，否则会使测定结果 偏大 （填“偏大”或“偏小”）。
解析 （1）Ⅱ中充分反应后，得到固体Fe3O4和含NH4＋的溶液，故分离混合物的方法是过滤。（3）实验ⅰ中Fe粉还原了约50％的NO3－，实验ⅱ中，若Fe2＋直接还原NO3－，则与Fe2＋反应的NO3－约为4.05×10－5 ml，NO3－→NH4＋得到8e－，则还原NO3－共需3.24×10－4 ml电子，而Fe2＋最多提供3.6×10－5 ml电子，Fe2＋失去的电子数明显小于NO3－所需电子数，故Fe2＋直接还原NO3－不合理。欲证明Cl－破坏了钝化层，需保证Cl－浓度不变，且溶液中不含Fe2＋，故将ⅱ中的FeCl2替换为7.2×10－5 ml NaCl。（5）①结合6Fe2＋＋Cr2O72－＋14H＋ 2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O，Fe2＋被NO3－和Cr2O72－共同氧化，知n（NO3－）＝13[n（Fe2＋）－6n（Cr2O72－）]＝c（NO3－）×V×10－3 L，故水样中NO3－的含量为c1V1－6c2V23V ml·L－1。②因为Fe2＋也能被O2氧化，从而使n（Cr2O72－）减小，V2减小，使计算出的c（NO3－）偏大。
14.[NH3脱NO的反应机理][2023济南检测]NH3脱NO的一种MnO2催化机理示意图如下。下列说法错误的是（ B ）
A.催化过程中Mn元素的配位数和化合价均有改变
B.MnO2能提高NH3脱NO的速率和平衡转化率
C.反应历程中有极性键和非极性键的断裂及生成
D.该过程总反应方程式：4NH3＋4NO＋O2催化剂 4N2＋6H2O
解析 从题图中步骤①可以看出，Mn所形成的共价键数目变化了，说明其配位数和化合价都有变化，A正确；MnO2作为反应的催化剂，不能提高平衡转化率，B错误；从题图中可以看出，有极性键的断裂（N—H键等）和生成（O—H键等），有单质（O2）参与也有单质（N2）生成，所以也有非极性键的断裂和生成，C正确；根据示意图可知，反应物有NH3、NO、O2，产物有N2、H2O，D正确。课标要求
核心考点
五年考情
核心素养对接
认识氮及其化合物的转化在促进社会文明进步、自然资源综合利用和环境保护中的重要价值
含氮化合
物之间的
转化
2023江苏，T8；2022广东，T19；2021江苏，T7
1.证据推理与模型认知：能理解、描述和表示化学中有关氮及其化合物之间的转化模型，指出模型表示的具体含义，并运用理论模型解释或推测物质的组成、结构、性质与变化；能从物质类别、元素价态角度说明氮及其化合物的性质。
2.科学态度与社会责任：主动关心与氮的氧化物、硝酸型酸雨有关的环境保护、资源开发等社会热点问题，形成与环境和谐共处、合理利用自然资源的观念
命题分析预测
1.含氮化合物之间的相互转化，可以结合实验、元素化合物、氧化还原反应等进行命题，也可以结合定性分析和定量计算进行命题，形式多样。
2.2025年高考可能会在选择题中考查氮及其化合物之间的转化相关实验现象分析和性质探究，另外，也可能会结合环境保护来命题，以凸显对科学态度与社会责任化学学科核心素养的考查，需要引起重视
操作步骤
实验现象
解释原因
打开K1，推动注射器活塞，使X中的气体缓慢通入Y管中
①Y管中 红棕色慢慢变浅
②反应的化学方程式 8NH3＋6NO2 催化剂 7N2＋12H2O
将注射器活塞退回原处并固定，待装置恢复到室温
Y管中有少量水珠
生成的气态水凝聚
打开K2
③ Z中NaOH溶液产生倒吸现象
④ 反应后气体分子数减少，Y管中压强小于外界气压
物质
性质
P4
P4分子呈[2] 正四面体 结构，每个分子含[3] 6 个P—P共价键，键角为60°；与O2反应生成P4O6或P4O10，与Cl2反应生成PCl3（液体）或PCl5（固体）
P2O5
①常用作干燥剂，能干燥[4] 酸性或中性 物质，与H2O反应生成HPO3或H3PO4等。
②在硝酸存在的条件下，煮沸P4O10的水溶液，才能较快地转变为较纯净的H3PO4
PCl5、PCl3
①磷与氯气反应：氯气足量时生成PCl5（白烟）；氯气不足时生成PCl3（白雾）。
②PCl5、PCl3都易水解：PCl5＋4H2O [5] H3PO4＋5HCl 、PCl3＋3H2O [6] H3PO3＋3HCl 。
③PCl3可被Cl2氧化为PCl5：PCl3＋Cl2⇌[7] PCl5
实验序号
ⅰ
ⅱ
所加试剂
Fe粉
Fe粉、FeCl2（3.6×10－5 ml）
NO3－的去除率
≈50％
≈100％
考点 含氮化合物之间的转化
1.典型含氮元素物质之间的相互转化
（1）“歧化反应”——同一物质中N的化合价在同一反应中既升高又降低。
例如，3NO2＋H2O 2HNO3＋NO、2NO2＋2NaOH NaNO3＋NaNO2＋H2O。
（2）“归中反应”——不同物质中N的不同化合价在同一反应中只靠拢。
例如，6NO＋4NH3 催化剂 5N2＋6H2O、NO2＋NO＋2NaOH 2NaNO2＋H2O。
2.氮元素的价类二维图及转化关系
研究氮及其化合物的性质，可以有效改善人类的生存环境。氮元素化合价－物质类别关系图如图：
回答下列问题：
（1）在催化剂和加热的条件下，物质A生成NO是工业制硝酸的重要反应，反应的化学方程式是 4NH3＋5O2 催化剂 △ 4NO＋6H2O 。
（2）在加热条件下，物质C的浓溶液与碳单质反应，写出反应的化学方程式： C＋4HNO3（浓） △ CO2↑＋4NO2↑＋2H2O 。
（3）实验室中，检验溶液中含有NH4＋的操作方法是 取少量溶液于试管中，加入氢氧化钠溶液，稍微加热，若有使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体产生，则证明溶液中含有NH4＋（合理即可） 。
（4）物质B为红棕色气体，写出该物质与水反应的化学方程式： 3NO2＋H2O 2HNO3＋NO ，当反应消耗0.15 ml物质B时，转移电子的物质的量为 0.1 ml 。
命题点1 氮循环
1.[全国Ⅱ高考]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（如图所示）。下列叙述错误的是（ C ）
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
解析 雾和霾的分散剂均为空气，A项正确；结合图示可知形成雾霾的无机颗粒物中含有NH4NO3和（NH4）2SO4，B项正确；根据图示可知空气中NOx、SO2等分别转化为HNO3、H2SO4后，吸收空气中的NH3生成NH4NO3和（NH4）2SO4，即NH3是形成无机颗粒物的反应物，C项错误；过度施用氮肥，会导致空气中挥发的NH3浓度增大，与雾霾的形成有关，D项正确。
命题点2 氮元素“价类二维图”的应用
2.[2023河北质检]如图是氮元素形成物质的价类二维图及氮循环的部分信息：
下列说法正确的是（ C ）
①可通过雷电作用将b转化为c，这是一种固氮方式
②可通过加氧化剂将e转化为f
③a→c→d→f这几个反应中，均发生了N元素被氧化的反应
④g只具有氧化性，还可能与碱发生反应
⑤将f转化为d必须选用合适的还原剂才能实现
⑥h可与f反应生成i
A.①③⑤⑥B.②③④
C.①③⑥D.①④⑤
解析 根据物质类别及与N元素的化合价的关系可知：a是NH3；b是N2；c是NO；d是NO2；e是N2O5；f是HNO3；g是HNO2；h是NH3·H2O；i是NH4NO3。①在雷电作用下N2与O2反应产生NO，从而实现了N元素的单质向化合物的转化，这是一种固氮方式，正确；②e是N2O5，f是HNO3，N2O5与水反应产生HNO3，反应过程中元素化合价不变，因此反应不需要加入氧化剂就可以实现，错误；③在a→c→d→f这几个反应中，N元素化合价升高，失去电子，被氧化，因此均发生了N元素被氧化的反应，正确；④g是HNO2，属于酸，N元素化合价是＋3，介于最高价和最低价之间，因此既具有氧化性又具有还原性，同时也能与碱发生中和反应产生盐和水，错误；⑤f是HNO3，光照条件下自身分解即可生成NO2（d），可以不用其他还原剂，错误；⑥HNO3与NH3·H2O发生中和反应生成NH4NO3和水，正确。
命题点3 氮及其化合物的相互转化
3.[全国Ⅰ高考]氮的氧化物（NOx）是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。某同学在实验室中对NH3与NO2反应进行了探究。回答下列问题：
（1）氨气的制备
①氨气的发生装置可以选择图中的 A ，反应的化学方程式为 2NH4Cl＋Ca（OH）2 △ 2NH3↑＋CaCl2＋2H2O（或B NH3·H2O △ NH3↑＋H2O） 。
②欲收集一瓶干燥的氨气，选择图中的装置，其连接顺序为发生装置➝ d、c、f、e、i （按气流方向，用小写字母表示）。
（2）氨气与二氧化氮的反应
将上述收集到的NH3充入注射器X中，硬质玻璃管Y中加入少量催化剂，充入NO2（两端用夹子K1、K2夹好）。在一定温度下按图示装置进行实验。
解析 （1）①观察装置知，A装置适合加热固体制备气体，B装置适合加热液体与固体制备气体或加热液体制备气体。实验室通过氯化铵和消石灰共热制备氨气，可以选择A装置作发生装置，化学方程式为2NH4Cl＋Ca（OH）2 △ 2NH3↑＋CaCl2＋2H2O。实验室还可以通过加热浓氨水制备氨气，故也可以选择B装置作发生装置，化学方程式为NH3·H2O △ NH3↑＋H2O。②实验室用碱石灰干燥氨气，用向下排空气法收集氨气，用水吸收尾气中的氨气并注意防倒吸。故选择C、D、F装置，注意连接球形干燥管时应大口进气，小口出气。所以，连接顺序为a、d、c、f、e、i或b、d、c、f、e、i。（2）NO2呈红棕色，氨气与二氧化氮发生反应8NH3＋6NO2 催化剂 7N2＋12H2O，故观察到Y管中红棕色慢慢变浅。NH3与NO2反应后生成的气态水凝聚，反应后气体分子数减少，装置内压强减小，故打开K2，NaOH溶液会产生倒吸现象。
热点7 绿色化学与环境保护
命题特点：用绿色化学思想解决与环境保护相关的问题。解决方案具有：（1）操作越容易越好；（2）反应条件越简单越好；（3）生成物对环境友好；（4）原子利用率越高越好。
1.环境保护
2.绿色化学
（1）核心：从源头上减少或消除工业生产对环境造成的污染。又称为“环境无害化学”“环境友好化学”“清洁化学”。绿色化学的理念在于不再使用有毒有害的物质，不再产生废物，不再处理废物，从源头上减少或消除污染。
（2）绿色化学的研究主要是围绕化学反应、原料、催化剂、溶剂和产品的绿色化开展的，因此化学反应及其产物具有以下特征：
①采用无毒、无害的原料；
②在无毒、无害的条件（包括催化剂、溶剂）下进行；
③产品应该是环境友好的；
④具有“原子经济性”，即反应具有高选择性、极少副产物，甚至实现“零排放”。此外，它还应当满足“物美价廉”的传统标准。
3.原子经济性
原子经济性可用原子利用率来衡量，其定义可表示为原子利用率＝目标产物的质量生成物的总质量×100％。原子经济性的反应有两个显著优点：一是最大限度地利用了原料，二是最大限度地减少了废物的排放。
4.碳中和
2020年9月，我国提出争取在2060年前实现碳中和。碳中和是指直接或间接产生的温室气体排放总量，通过植树造林、节能减排、碳捕集与封存等形式，抵消自身产生的二氧化碳排放量，实现二氧化碳“零排放”。
1.[2021全国乙]我国提出争取在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和，这对于改善环境、实现绿色发展至关重要。“碳中和”是指CO2的排放总量和减少总量相当。下列措施中能促进碳中和最直接有效的是（ D ）
A.将重质油裂解为轻质油作为燃料
B.大规模开采可燃冰作为新能源
C.通过清洁煤技术减少煤燃烧污染
D.研发催化剂将CO2还原为甲醇
解析 无论是重质油还是轻质油，燃烧时均会产生大量CO2，对CO2排放量的降低几乎无影响，A项错误；可燃冰中的甲烷燃烧也会产生大量的CO2，B项错误；减少煤燃烧产生的污染与碳中和无关，C项错误；将CO2转化为甲醇可促进碳中和，D项正确。
2.[2021山东]有利于实现“碳达峰、碳中和”的是（ A ）
A.风能发电B.粮食酿酒
C.燃煤脱硫D.石油裂化
解析 风能发电可以减少火力发电的使用，降低二氧化碳的排放，A项正确；粮食酿酒过程中发生反应：C6H12O6酒化酶2C2H5OH＋2CO2↑，不能降低二氧化碳的排放，B项错误；燃煤脱硫可以降低SO2的排放，但不能降低CO2的排放，C项错误；石油裂化不能降低CO2的排放，D项错误。
3.[2021河北]硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大，但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注。下列说法正确的是（ D ）
A.NO2和SO2均为红棕色且有刺激性气味的气体，是酸雨的主要成因
B.汽车尾气中的主要大气污染物为NO、SO2和PM2.5
C.植物直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料，实现氮的固定
D.工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除
解析 二氧化硫是一种无色气体，A项错误；机动车气缸中氮气与氧气反应生成NO，燃油不完全燃烧生成CO和细颗粒物PM2.5，二氧化硫不是汽车尾气的主要成分，B项错误；植物不能直接吸收氮的氧化物，而是通过吸收铵态氮或硝态氮来实现氮的固定，C项错误；石灰的主要成分为CaO，二氧化硫与之反应生成亚硫酸钙，CaSO3与空气中的O2反应生成CaSO4，从而除去废气中的SO2，D项正确。
4.[北京高考]硫酸盐（含SO42－、HSO4－）气溶胶是PM2.5的成分之一。近期科研人员提出了雾霾微颗粒中硫酸盐生成的转化机理，其主要过程示意图如下：
下列说法不正确的是（ D ）
A.该过程有H2O参与
B.NO2是生成硫酸盐的氧化剂
C.硫酸盐气溶胶呈酸性
D.该过程没有生成硫氧键
解析 根据题图知，该过程中有H2O参与，A项正确；根据图示过程知，NO2转化为HNO2，氮元素的化合价降低，NO2作氧化剂，B项正确；硫酸盐气溶胶中含有HSO4－，呈酸性，C项正确；该过程中SO32－最终转化为HSO4－，生成了硫氧键，D项错误。
素养7 物质分离与提纯思想——钙钛矿、硼镁矿、磷砷资源的开发和利用
命题特点：矿产资源开发利用的工艺流程情境真实。“三阶段”（预处理、转化与除杂、产品纯化），“三条线”（试剂线、转化线、分离线），分析试剂线上的化学反应是关键。
1.硼酸、硼氢化钠等
（1）硼酸（H3BO3）
H3BO3的电子式为，B最外层有6个电子，属于缺电子原子。硼酸溶于水时，水电离出的OH－中的O提供孤电子对与B提供的空轨道形成配位键，故硼酸的解离反应为H3BO3＋H2O⇌H＋＋[B（OH）4]－，H3BO3为[1]一元弱酸。
（2）硼氢化钠（NaBH4）
结构式为。NaBH4中的H为－1价，具有还原性，故可用作醛类、酮类和酯类的还原剂。
2.P及其化合物的性质
（1）P4、P2O5、PCl5、PCl3
（2）P的含氧酸
拓展 （1）可根据含氧酸结构中—OH的数目判断含氧酸的种类，如H3PO4分子结构中有3个—OH，能电离出3个H＋，故为三元酸。
（2）磷酸的酸式盐溶液：磷酸二氢根离子电离程度大于其水解程度，溶液呈酸性；磷酸一氢根离子水解程度大于其电离程度，溶液呈弱碱性。磷酸根离子水解溶液呈碱性。如碱性：磷酸钠溶液＞磷酸一氢钠溶液＞磷酸二氢钠。
3.As及其化合物
（1）As及其氧化物
As2O3俗称砒霜，微溶于水生成亚砷酸（H3AsO3),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）As2S3的性质
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。也可以与SnCl2、HCl反应转化为雄黄（As4S4）：2As2S3＋2SnCl2＋4HCl As4S4＋2SnCl4＋2H2S↑。雄黄和雌黄均可以与氧气反应生成As2O3。
（3）H3AsO4的性质
1.易错辨析。
（1）[2023辽宁改编]P4中的共价键类型为非极性键。（ √ ）
（2）[全国Ⅲ高考改编]常温下向pH＝2的H3PO4溶液中加入NaH2PO4，溶液pH变小。（ ✕ ）
解析 （2）向H3PO4溶液中加入NaH2PO4固体，溶液中H2PO4－浓度增大，使平衡H3PO4⇌H2PO4－＋H＋逆向移动，溶液酸性减弱。
2.[2021广东改编]已知：Ga和Al同族，As和N同族。在H2O2与GaAs的反应中，As元素的化合价变为＋5，则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 4∶1 。
3.[2023山东潍坊模拟]工业上以硼镁矿（主要成分为2MgO·B2O3·H2O，还含有少量Fe2O3、FeO、CaCO3、Al2O3和SiO2等）为原料生产硼酸晶体的工艺流程如图所示。
已知：①H3BO3的溶解度随温度的升高显著增大；②Fe3＋、Fe2＋、Al3＋和Mg2＋以氢氧化物的形式完全沉淀时，溶液的pH分别为3.2、9.7、5.2和12.4。
下列说法错误的是（ C ）
A.“浸取”时要分批慢慢加入稀硫酸
B.“热过滤”的目的是防止温度降低时H3BO3从溶液中析出
C.“除杂”时需向“浸出液”中依次加入H2O2和NaOH溶液，以除去Fe2＋、Fe3＋、Al3＋等杂质离子
D.“母液”中的溶质主要是硫酸镁
解析
“浸取”时，因硼镁矿粉中含有少量CaCO3，加入稀硫酸会产生大量泡沫，为避免反应物从反应器中溢出，应分批慢慢加入稀硫酸，A正确。
4.[2023河南洛阳联考改编]中国自古有“信口雌黄”“雄黄入药”之说。雌黄As2S3和雄黄As4S4早期都曾用作绘画颜料，也可用来入药。As有＋2、＋3两种常见价态。在一定条件下，雌黄和雄黄的转化关系如图所示，下列有关说法错误的是（ D ）
A.反应Ⅱ中若0.5 ml As4S4参加反应时，转移14 ml电子，则物质a为SO2
B.从反应Ⅲ可以推出亚砷酸（H3AsO3）的酸酐为As2O3
C.反应Ⅳ属于非氧化还原反应
D.反应Ⅰ中，As2S3和Sn2＋恰好完全反应时，其物质的量之比为2∶1
解析 As4S4中As为＋2价，S为－2价（最低价），经过反应Ⅱ，As4S4转化为As2O3，As的化合价从＋2升高到＋3，当有0.5 ml As4S4参加反应且转移14 ml电子时，As失去电子的物质的量为0.5×（3－2）×4 ml＝2 ml，则S失去电子的物质的量为12 ml，S的化合价也升高，设物质a中S的化合价为x，则0.5×[x－（－2）]×4 ml＝12 ml，x＝4，故a为SO2， A正确。反应Ⅲ中As2O3与H2O反应仅生成H3AsO3，且As2O3与H3AsO3中As的化合价均为＋3，则As2O3是H3AsO3的酸酐，B正确。反应Ⅳ中各元素化合价均未发生变化，为非氧化还原反应，C正确。反应Ⅰ的离子方程式为2As2S3＋2Sn2＋＋4H＋ As4S4＋2Sn4＋＋2H2S↑，As2S3与Sn2＋的物质的量之比为1∶1时恰好完全反应，D错误。
1.[2023江苏]氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是（ B ）
A.实验室探究稀硝酸与铜反应的气态产物：HNO3（稀）CuNOO2NO2
B.工业制硝酸过程中的物质转化：N2O2放电或高温NOH2O HNO3
C.汽车尾气催化转化器中发生的主要反应：2NO＋2CO 催化剂 N2＋2CO2
D.实验室制备少量NH3的原理：2NH4Cl＋Ca（OH）2 △ CaCl2＋2NH3↑＋2H2O
解析 稀硝酸与铜反应生成无色的NO气体，NO与O2反应生成红棕色的NO2气体，实验室探究稀硝酸与铜反应的气态产物可通过气体颜色的变化进行探究，A正确；NO与水不反应，B错误；汽车尾气催化转化器可使尾气中的NO和CO反应生成无污染的N2和CO2，C正确；实验室制备少量NH3可用NH4Cl与Ca（OH）2共热的方法，D正确。
2.[2021江苏]阅读下列材料，完成（1）—（2）题：N2是合成氨工业的重要原料，NH3不仅可制造化肥，还能通过催化氧化生产HNO3；HNO3能溶解Cu、Ag等金属，也能与许多有机化合物发生反应；在高温或放电条件下，N2与O2反应生成NO，NO进一步氧化生成NO2。2NO（g）＋O2（g） 2NO2（g） ΔH＝－116.4 kJ·ml－1大气中过量的NOx和水体中过量的NH4＋、NO3－均是污染物。通过催化还原的方法，可将烟气和机动车尾气中的NO转化为N2，也可将水体中的NO3－转化为N2。
（1）在指定条件下，下列选项所示的物质间转化能实现的是（ C ）
A.NO（g）H2O HNO3（aq）
B.稀HNO3（aq）CuNO2（g）
C.NO（g）CO高温，催化剂N2（g）
D.NO3－（aq）O3N2（g）
解析 A项，NO难溶于水，错误；B项，稀HNO3与Cu反应生成NO，错误；C项，由题给材料知，NO可以催化还原生成N2，正确；D项，NO3－也可以被还原为N2，但是O3具有强氧化性，所以NO3－ 与O3无法反应生成N2，错误。
（2）对于反应2NO（g）＋O2（g）⇌2NO2（g），下列说法正确的是（ A ）
A.该反应的ΔH＜0，ΔS＜0
B.反应的平衡常数可表示为K＝c2（NO）·c（O2）c2（NO2）
C.使用高效催化剂能降低反应的焓变
D.其他条件相同，增大n（O2）n（NO），NO的转化率下降
解析 A项，由题给材料知，该反应的ΔH＜0，该反应的气体总物质的量减小，所以ΔS＜0，正确；B项，反应的平衡常数可表示为K＝c2（NO2）c2（NO）·c（O2），错误；C项，催化剂不能改变反应的焓变，错误；D项，增大n（O2）n（NO），NO的转化率增大，错误。
1.[2023南昌调研]在给定条件下，下列物质间所示的转化不能实现的是（ D ）
A.NH3NO2高温，催化剂N2
B.NO2CaOH2（aq）Ca（NO2）2（aq）
C.NO2O3N2O5
D.NH3CO2、NaCl（aq）Na2CO3（s）
解析 A项，NH3中N为－3价，NO2中N为＋4价，两者发生归中反应生成N2，正确；B项，NO2可与Ca（OH）2反应生成Ca（NO2）2、Ca（NO3）2和H2O，正确；C项，NO2可被O3氧化生成N2O5，正确；D项，根据侯氏制碱法的原理（NH3＋CO2＋H2O＋NaCl NaHCO3↓＋NH4Cl，2NaHCO3 △ Na2CO3＋CO2↑＋H2O）知由NH3、CO2、NaCl（aq）反应不能一步制得Na2CO3，错误。
2.[2023南京、盐城一模]氮及其化合物的转化具有重要应用，下列说法正确的是（ B ）
A.栽种豆科植物作“绿肥”属于人工固氮
B.尿素[CO（NH2）2]属于含氮量较高的固态氮肥
C.自然界“氮循环”中不存在“NO3－→蛋白质”的转化
D.工业上利用反应2NaCl＋2NH3＋CO2＋11H2O Na2CO3·10H2O↓＋2NH4Cl生产纯碱
解析 栽种豆科植物作“绿肥”属于自然固氮，A项错误；尿素中氮元素的质量分数为46.7％，尿素属于含氮量较高的固态氮肥，B项正确；自然界“氮循环”中存在植物吸收土壤中的铵盐和硝酸盐，进而将这些无机氮转化成植物体内的蛋白质等有机氮的过程，C项错误；工业制取纯碱是利用反应NaCl＋H2O＋CO2＋NH3 NaHCO3↓＋NH4Cl、2NaHCO3 △ Na2CO3＋CO2↑＋H2O，D项错误。
3.[2024沈阳联考]如图是某元素的“价—类”二维图。其中正盐g与熟石灰共热发生反应可生成f，d的相对分子质量比c大16，下列说法正确的是（ A ）
A.实验室制备f时，可以将其浓溶液滴入碱石灰中进行制取
B.c和d都可用排水法收集
C.b的浓溶液具有吸水性，可用来干燥气体
D.f可经催化氧化生成d
解析 正盐g能与熟石灰反应生成f，f为氢化物，则正盐g是铵盐，f是氨气，e是氮气，d的相对分子质量比c大16，d是二氧化氮，c是一氧化氮，b是硝酸，a是硝酸盐。实验室制备氨气时，可以将其浓溶液滴入碱石灰中进行制取，利用碱石灰溶于水放热使一水合氨受热分解生成氨气，故A正确；NO2不能用排水法收集，故B错误；b的浓溶液为浓硝酸，不具有吸水性，不能用来干燥气体，故C错误；氨气可经催化氧化生成NO，故D错误。
4.[2023湖南]油画创作通常需要用到多种无机颜料。研究发现，在不同的空气湿度和光照条件下，颜料雌黄（As2S3）褪色的主要原因是发生了以下两种化学反应：
下列说法正确的是（ D ）
A.S2O32－ 和SO42－的空间结构都是正四面体形
B.反应Ⅰ和Ⅱ中，元素As和S都被氧化
C.反应Ⅰ和Ⅱ中，参加反应的n（O2）n（H2O）：Ⅰ＜Ⅱ
D.反应Ⅰ和Ⅱ中，氧化1 ml As2S3转移的电子数之比为3∶7
解析 SO42－的中心原子S的价层电子对数为4＋12×（6＋2－2×4）＝4，且无孤电子对，空间结构为正四面体形，S2O32－与SO42－互为等电子体，S2O32－相当于S取代SO42－中的一个非羟基氧原子，存在硫硫键，其空间结构为四面体形，A项错误；由图示转化可知，反应Ⅰ中只有S元素被氧化，反应Ⅱ中As、S元素均被氧化，B项错误；根据反应物和产物及氧化还原反应规律可知，反应Ⅰ为2As2S3＋6O2＋3H2O 2As2O3＋3H2S2O3，反应Ⅱ为As2S3＋7O2＋6H2O 2H3AsO4＋3H2SO4，则参加反应的n（O2）n（H2O）：Ⅰ＞Ⅱ，C项错误；根据反应Ⅰ、Ⅱ可知，1 ml As2S3发生反应时，两反应转移的电子分别为12 ml和28 ml，个数之比为3∶7，D项正确。
5.[2023琼海模拟]水生生物参与氮循环过程的示意图如图所示。
下列说法正确的是（ D ）
A.NH2OH分子与N2H4分子中的共价键类型完全相同
B.反应②③⑥中N均被氧化
C.等量NO2－参加反应，反应④转移的电子数比反应⑤多NA
D.水生生物参与的氮循环，既可以为其他生物提供营养物质，又可以减轻水体富营养化
解析 NH2OH的结构式为，只含有极性键，N2H4的结构式为，含有极性键和非极性键，二者共价键类型不完全相同，A错误。反应③中，N由－1价降低到－2价，被还原，B错误。若有1 ml NO2－参与反应④，转移4 ml电子，若有1 ml NO2－参与反应⑤，转移 3 ml电子，反应④比反应⑤多转移1 ml电子，但等量并不意味着NO2－的物质的量为1 ml，C错误。水生生物参与的氮循环，既可以合成蛋白质，为其他生物提供营养物质，又可以将NO2－、NO3－转化为N2，从而降低水体中的含氮量，减轻水体富营养化，D正确。
6.[2023泉州质检]不同价态含氮物质的转化可用下图表示。下列说法正确的是（ D ）
A.①的转化属于置换反应
B.②的转化属于氮的固定
C.③的转化方程式：2NO2＋H2O 2HNO3
D.使用CuO作氧化剂可以实现④的转化
解析 ①的转化是氨的催化氧化反应：4NH3＋5O2 催化剂 △ 4NO＋6H2O，该反应不属于置换反应，A错误；氮的固定是将游离态的氮转化为化合态的氮的过程，②的转化为2NO＋O2 2NO2，不属于氮的固定，B错误；③的转化方程式应为3NO2＋H2O 2HNO3＋NO，C错误；3CuO＋2NH3 △ 3Cu＋N2＋3H2O，D正确。
7.[2023湖南株洲检测]磷化氢（PH3）是一种在空气中能自燃的剧毒气体，可通过以下流程制取：
下列说法错误的是（ A ）
A.NaH2PO2既能与酸反应又能与碱反应
B.流程中有两处涉及氧化还原反应
C.该过程需要在无氧条件下进行
D.分解反应生成H3PO4和PH3的物质的量之比为1∶1
解析 H3PO2为一元弱酸，NaH2PO2 为正盐，只能与酸反应，A错误；白磷与氢氧化钠溶液反应生成PH3和NaH2PO2、H3PO2分解生成PH3和H3PO4，这两个反应中P元素化合价发生变化，是氧化还原反应，B正确；PH3在空气中能自燃，制取过程中有PH3生成，故需要在无氧条件下进行，C正确；H3PO2中P为＋1价，H3PO4和PH3中P分别为＋5价和－3价，根据得失电子守恒可知，反应生成H3PO4和PH3的物质的量之比为1∶1，D正确。
8.[2024沈阳联考]细菌可以促使含铁、氮的物质发生氧化还原反应，实现铁、氮两种元素的循环。部分转化如图，下列说法正确的是（ D ）
A.①和硝化过程都属于氮的固定
B.反硝化过程中含氮物质发生氧化反应
C.亚硝态氮只能通过反硝化过程转化为氮气
D.土壤中的铁循环可将氮元素从水体中还原除去
解析 氮的固定是游离态氮转化为化合态氮的过程，由题图可知硝化过程不属于氮的固定，故A错误；反硝化过程中氮元素化合价均降低，含氮物质发生还原反应，故B错误；由题图可知亚硝态氮与NH4＋可在氨氧化细菌作用下生成氮气，故C错误；由题图可知Fe2＋可与NO3－反应生成氮气，Fe3＋可与NH4＋反应生成氮气，通过铁循环可将氮元素从水体中还原除去，故D正确。
9.[2023长沙适应性考试]实验室可在硝酸铁晶体的催化下，用液氨与钠制备氨基钠（NaNH2）。装置如图（夹持、搅拌、尾气处理装置已省略）。已知：NaNH2几乎不溶于液氨，易与水、氧气等反应。下列说法正确的是（ B ）
A.加入钠之前向装置A中通入氨气的目的是增大液氨的量，提高钠的转化率
B.装置B可以防止外界氧气和水蒸气进入装置
C.钠与液氨反应的化学方程式为Na＋2NH3 催化剂 NaNH2＋H2↑
D.反应后从A中的混合物中提纯氨基钠的操作方法是蒸发结晶
解析 加Na之前通入NH3是为了赶走A中的空气，防止Na及产物被氧化，A项错误；装置B用Hg液封，可防止外界O2和水蒸气进入A中与Na及产物反应，B项正确；由题干信息可得Na与液氨反应的化学方程式为2Na＋2NH3 催化剂 2NaNH2＋H2↑，C项错误；NaNH2几乎不溶于液氨，可通过过滤获取，D项错误。
10.[2023江西名校联考]氮的氧化物的回收和利用是环境科学的热点课题之一。
（1）锌和稀硝酸反应，还原产物可能是N2O，也可能是NH4NO3。若两个反应中分别生成等物质的量的N2O、NH4NO3，则作氧化剂的HNO3的质量之比为 2∶1 。
（2）在铂原子表面H2还原NO的历程如图所示。
①在铂催化剂作用下，NO和H2反应的产物中除N2O、H2O和NH3外，还有 N2 （填化学式）。在Pt－HY界面上生成N2O的化学方程式为 2NO2＋6H N2O＋3H2O 。
②上述方法的主要缺点是有两种气体 NO2、N2O （填化学式）排入空气中，会污染环境。
（3）向空气中排放NO2会破坏臭氧层，同时NO2转化成N2O5并放出O2，还原产物是 N2O5 （填化学式）。
（4）NaNO2常作火腿肠等腌制食品的保鲜剂。在加热条件下，NO和烧碱固体反应可生成NaNO2，氧化剂与还原剂的质量之比为1∶2，则该反应的化学方程式为 6NO＋4NaOH △ 4NaNO2＋N2＋2H2O 。
解析 （1）由题意知，两个反应分别为4Zn＋10HNO3 4Zn（NO3）2＋N2O↑＋5H2O、4Zn＋10HNO3 4Zn（NO3）2＋NH4NO3＋3H2O。生成1 ml N2O时氧化剂为2 ml HNO3，生成1 ml NH4NO3时氧化剂为1 ml HNO3。（2）①根据题图可知，产物还有N2。Pt－HY界面上NO2和H原子反应生成N2O和H2O。②根据题图，部分NO2、N2O排入空气中，会污染环境。（3）由题意知，O3和NO2反应生成N2O5和O2，化学方程式为2NO2＋O3 N2O5＋O2，还原产物是N2O5。（4）根据氧化剂与还原剂的质量之比为1∶2可知，还原产物为N2，则该反应的化学方程式为6NO＋4NaOH △ 4NaNO2＋N2＋2H2O。
11.[2024安徽师大附中测试]利用NO、O2和Na2CO3溶液反应制备NaNO2的装置如图所示（夹持装置略），下列关于该装置的说法错误的是（ A ）
A.装置A分液漏斗中药品选用不当，应选用稀HNO3
B.装置B可除去装置A中挥发出的HNO3蒸气
C.装置C中发生反应的化学方程式为2Na2CO3＋4NO＋O2 4NaNO2＋2CO2
D.尾气不可以通过点燃的方法处理
解析 装置A分液漏斗中使用浓HNO3，反应速率加快，且产生的NO2可以在装置B中转化为NO，所以可选用浓硝酸，故A错误；装置B既可将装置A中挥发出的HNO3蒸气吸收，又可将NO2转化为NO，故B正确；装置C中发生反应的化学方程式为2Na2CO3＋4NO＋O2 4NaNO2＋2CO2，故C正确；氮氧化物不可燃，尾气中NO2、NO等不可以用点燃的方法处理，故D正确。
12.氮化钡（Ba3N2）是一种棕色粉末，在空气中易被氧化，遇水会发生剧烈水解，实验室常用Ba与N2在加热条件下反应制得Ba3N2。某实验小组设计如图所示装置（夹持装置略）制备氮化钡。
回答下列问题：
（1）仪器a的名称为 恒压滴液漏斗 。装置A中发生反应的化学方程式为 CaO＋NH3·H2O NH3↑＋Ca（OH）2 。
（2）若装置B和装置F处可选用的试剂有碱石灰和无水CaCl2，则无水CaCl2应放置在装置F（填“B”或“F”）处，装置F的作用为 防止空气中的水蒸气进入装置E中 。
（3）实验观察到装置D中 气泡明显减少 （填写具体现象），证明装置C中CuO完全反应。
（4）产品中Ba3N2的纯度的测定（假设产品中杂质只有未反应完的Ba）：称取14.54 g所得产品，先用无水乙醇进行处理，待充分反应后，加入足量稀硫酸充分反应，过滤、洗涤、干燥。
①加入无水乙醇时发生反应的化学方程式为 2CH3CH2OH＋Ba （CH3CH2O）2Ba＋H2↑ 。
②洗涤时，采用稀硫酸代替蒸馏水，其目的是 减少硫酸钡溶解损失 。
③若最后干燥得到23.30 g沉淀，则产品中Ba3N2的纯度为 90.58 ％（结果保留四位有效数字）。
解析 （1）仪器a为恒压滴液漏斗；装置A（固液不加热装置）中浓氨水与生石灰反应生成NH3和Ca（OH）2，反应的化学方程式为CaO＋NH3·H2O NH3↑＋Ca（OH）2。（2）根据实验装置分析可知，装置B主要是为了除去氨气中的水蒸气，装置F主要是为了防止空气中的水蒸气进入装置E中，由于无水CaCl2能吸收氨气，则无水CaCl2应放置在装置F处。（3）装置C（气固加热装置）中发生的反应为2NH3＋3CuO △ N2＋3H2O＋3Cu，装置C中现象为黑色固体变为红色，若CuO完全反应，则NH3直接进入装置D中，由于NH3能被浓硫酸吸收，则装置D中实验现象为气泡明显减少。（4）①根据无水乙醇与钠反应可类比得到无水乙醇与Ba反应的化学方程式为2CH3CH2OH＋Ba （CH3CH2O）2Ba＋H2↑。②根据沉淀溶解平衡BaSO4（s）⇌Ba2＋（aq）＋SO42－（aq）可知，采用稀硫酸代替蒸馏水洗涤，可抑制硫酸钡的溶解，减少损失，使测定结果更准确。③由题意知，最后干燥得到的沉淀是BaSO4，根据质量守恒可知，n（Ba3N2）×439 g/ml＋n（Ba）×137 g/ml＝14.54 g，根据原子守恒可知，3n（Ba3N2）＋n（Ba）＝23.30 g233 g/ml，联立两式可得n（Ba3N2）＝0.03 ml，n（Ba）＝0.01 ml，则产品中Ba3N2的纯度为0.03ml×439 g/ml14.54 g×100％≈90.58％。
13.[2023江苏南京调研改编]用零价铁（Fe）去除含氮废水中的硝酸盐（NO3－）是环境修复的重要方法。一种去除NO3－的过程如下。
（1）Ⅱ中充分反应后，分离混合物的方法是 过滤 。
（2）Ⅱ中反应的离子方程式是 3Fe＋NO3－＋2H＋＋H2O Fe3O4＋NH4＋ 。
（3）实验发现，在Ⅱ中补充一定量的Fe2＋可以明显提高NO3－的去除率。向两份含氮废水[n（NO3－）＝8.1×10－5 ml]中均加入足量Fe粉，做对比研究。
分析ⅱ中NO3－的去除率提高的原因：
a.Fe2＋直接还原NO3－。
通过计算说明电子得、失数量关系 还原NO3－所需电子为3.24×10－4 ml，Fe2＋最多提供的电子为3.6×10－5 ml。Fe2＋失去的电子数明显小于NO3－所需电子数 ，证明该原因不合理。
b.研究发现：Fe3O4（导电）覆盖在铁粉表面；随着反应的进行，产生FeO（OH）（不导电），它覆盖在Fe3O4表面，形成钝化层，阻碍电子传输。
c.Fe2＋能与FeO（OH）反应生成Fe3O4。用57FeCl2做同位素示踪实验，证明该原因合理。
d.Cl－破坏钝化层。将ⅱ中的FeCl2替换为 7.2×10－5 ml NaCl ，NO3－的去除率约为50％，证明该原因不合理。
（4）ⅰ、ⅱ中均能发生Fe＋2H＋ Fe2＋＋H2↑。该反应明显有助于ⅰ中NO3－的去除，结合方程式解释原因： Fe2＋＋2FeO（OH） Fe3O4＋2H＋，Fe2＋破坏了钝化层 。
（5）测定NO3－含量
步骤1.取V mL含氮（NO3－）水样，加入催化剂、V1 mL c1 ml·L－1 FeSO4标准溶液（过量），再加入稀H2SO4。
步骤2.用c2 ml·L－1 K2Cr2O7标准溶液滴定剩余的Fe2＋（Cr2O72－被还原为Cr3＋），滴定终点时消耗V2 mL K2Cr2O7标准溶液。
已知：3Fe2＋＋NO3－＋4H＋ NO↑＋3Fe3＋＋2H2O
①水样中NO3－的含量为 c1V1－6c2V23V ml·L－1。
②溶液中O2影响测定。向步骤1中加入适量NaHCO3，产生CO2驱赶O2，否则会使测定结果 偏大 （填“偏大”或“偏小”）。
解析 （1）Ⅱ中充分反应后，得到固体Fe3O4和含NH4＋的溶液，故分离混合物的方法是过滤。（3）实验ⅰ中Fe粉还原了约50％的NO3－，实验ⅱ中，若Fe2＋直接还原NO3－，则与Fe2＋反应的NO3－约为4.05×10－5 ml，NO3－→NH4＋得到8e－，则还原NO3－共需3.24×10－4 ml电子，而Fe2＋最多提供3.6×10－5 ml电子，Fe2＋失去的电子数明显小于NO3－所需电子数，故Fe2＋直接还原NO3－不合理。欲证明Cl－破坏了钝化层，需保证Cl－浓度不变，且溶液中不含Fe2＋，故将ⅱ中的FeCl2替换为7.2×10－5 ml NaCl。（5）①结合6Fe2＋＋Cr2O72－＋14H＋ 2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O，Fe2＋被NO3－和Cr2O72－共同氧化，知n（NO3－）＝13[n（Fe2＋）－6n（Cr2O72－）]＝c（NO3－）×V×10－3 L，故水样中NO3－的含量为c1V1－6c2V23V ml·L－1。②因为Fe2＋也能被O2氧化，从而使n（Cr2O72－）减小，V2减小，使计算出的c（NO3－）偏大。
14.[NH3脱NO的反应机理][2023济南检测]NH3脱NO的一种MnO2催化机理示意图如下。下列说法错误的是（ B ）
A.催化过程中Mn元素的配位数和化合价均有改变
B.MnO2能提高NH3脱NO的速率和平衡转化率
C.反应历程中有极性键和非极性键的断裂及生成
D.该过程总反应方程式：4NH3＋4NO＋O2催化剂 4N2＋6H2O
解析 从题图中步骤①可以看出，Mn所形成的共价键数目变化了，说明其配位数和化合价都有变化，A正确；MnO2作为反应的催化剂，不能提高平衡转化率，B错误；从题图中可以看出，有极性键的断裂（N—H键等）和生成（O—H键等），有单质（O2）参与也有单质（N2）生成，所以也有非极性键的断裂和生成，C正确；根据示意图可知，反应物有NH3、NO、O2，产物有N2、H2O，D正确。课标要求
核心考点
五年考情
核心素养对接
认识氮及其化合物的转化在促进社会文明进步、自然资源综合利用和环境保护中的重要价值
含氮化合
物之间的
转化
2023江苏，T8；2022广东，T19；2021江苏，T7
1.证据推理与模型认知：能理解、描述和表示化学中有关氮及其化合物之间的转化模型，指出模型表示的具体含义，并运用理论模型解释或推测物质的组成、结构、性质与变化；能从物质类别、元素价态角度说明氮及其化合物的性质。
2.科学态度与社会责任：主动关心与氮的氧化物、硝酸型酸雨有关的环境保护、资源开发等社会热点问题，形成与环境和谐共处、合理利用自然资源的观念
命题分析预测
1.含氮化合物之间的相互转化，可以结合实验、元素化合物、氧化还原反应等进行命题，也可以结合定性分析和定量计算进行命题，形式多样。
2.2025年高考可能会在选择题中考查氮及其化合物之间的转化相关实验现象分析和性质探究，另外，也可能会结合环境保护来命题，以凸显对科学态度与社会责任化学学科核心素养的考查，需要引起重视
操作步骤
实验现象
解释原因
打开K1，推动注射器活塞，使X中的气体缓慢通入Y管中
①Y管中 红棕色慢慢变浅
②反应的化学方程式 8NH3＋6NO2 催化剂 7N2＋12H2O
将注射器活塞退回原处并固定，待装置恢复到室温
Y管中有少量水珠
生成的气态水凝聚
打开K2
③ Z中NaOH溶液产生倒吸现象
④ 反应后气体分子数减少，Y管中压强小于外界气压
物质
性质
P4
P4分子呈[2] 正四面体 结构，每个分子含[3] 6 个P—P共价键，键角为60°；与O2反应生成P4O6或P4O10，与Cl2反应生成PCl3（液体）或PCl5（固体）
P2O5
①常用作干燥剂，能干燥[4] 酸性或中性 物质，与H2O反应生成HPO3或H3PO4等。
②在硝酸存在的条件下，煮沸P4O10的水溶液，才能较快地转变为较纯净的H3PO4
PCl5、PCl3
①磷与氯气反应：氯气足量时生成PCl5（白烟）；氯气不足时生成PCl3（白雾）。
②PCl5、PCl3都易水解：PCl5＋4H2O [5] H3PO4＋5HCl 、PCl3＋3H2O [6] H3PO3＋3HCl 。
③PCl3可被Cl2氧化为PCl5：PCl3＋Cl2⇌[7] PCl5
实验序号
ⅰ
ⅱ
所加试剂
Fe粉
Fe粉、FeCl2（3.6×10－5 ml）
NO3－的去除率
≈50％
≈100％
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