2023版案一轮总复习化学·人教版 第4章 第11讲 氮及其重要化合物

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第四章
非金属及其化合物
第11讲　氮及其重要化合物
考点一
考点二
考点三
考点一
1．自然界中氮的存在和氮的固定
必备知识·梳理夯实
考点一　氮气及氮的氧化物
2．氮气电子式为____________，结构式为________。(1)物理性质：______色______味气体，密度比空气略小，______溶于水。熔点、沸点很低。(2)化学性质N≡N共价键牢固N2分子结构很稳定，化学性质__________。
N≡N
无
无
难
不活泼
①与O2反应_____________________。(N2与O2不能通过一步反应生成NO2)②工业合成氨_____________________。③与Mg反应____________________。(Mg3N2是离子化合物，遇水强烈水解。)
3．氮的氧化物(1)氮有多种价态的氧化物，氮元素从＋1～＋5价都有对应的氧化物，如N2O、______、N2O3、NO2(或________)、N2O5，其中属于酸性氧化物的是N2O3、________。氮的氧化物都有毒，都是大气污染物。(2)NO和NO2性质的比较
NO
N2O4
N2O5
无
红棕色
3NO2＋H2O══2HNO3＋NO
血红蛋白
光化学
光化学烟雾
注意：①氮的氧化物中NO2与N2O4存在下列平衡：2NO2N2O4，因此实验测得NO2的平均相对分子质量总是大于46。②验证某无色气体为NO的方法是向无色气体中通入O2(或空气)，无色气体变为红棕色。③NO能用排水法收集，不能用排空气法收集；而NO2能用向上排空气法收集，不能用排水法收集。
4．氮氧化物对环境的污染及防治(1)常见的污染类型a．光化学烟雾：NOx在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生的一种有毒的烟雾。b．酸雨：NOx排入大气中后，与水反应生成HNO3和HNO2，随雨雪降到地面形成酸雨。c．破坏臭氧层：NOx可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。d．NO与血红蛋白结合使人中毒。
(2)常见的NOx尾气处理方法a．碱液吸收法2NO2＋2NaOH══NaNO3＋NaNO2＋H2ONO2＋NO＋2NaOH══2NaNO2＋H2ONO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO2) ≥n(NO)。一般适合工业尾气中NOx的处理。
b．催化转化法在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2)或NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2)。一般适用于汽车尾气的处理。5．NO2和溴蒸气的比较与鉴别①NO2和溴蒸气在性质上的相似性a．均有氧化性；b．溶于水后溶液均呈酸性；c．均能与碱反应。
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)豆科植物通过根瘤菌吸收空气中的氮，属于氮的固定，固氮反应一定属于氧化还原反应。 (　　)[提示]　固氮是游离态的氮生成化合态的氮，所以氮的化合价一定发生变化。(2)食品袋中充氮气可用来防腐。 (　　)(3)NO中的NO2杂质气体，可通过盛有水的洗气瓶除去。 (　　)[提示]　NO2溶于水生成NO，便可除去NO中的NO2。
√√√
(4)CO、NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都稳定存在。 (　　)[提示]　NO遇O2反应生成NO2。(5)氮的氧化物和硫的氧化物既是形成光化学烟雾，又是形成酸雨的主要物质。 (　　)(6)N2与O2在放电条件下直接化合成NO2。 (　　)[提示]　N2与O2在放电条件下直接化合成NO。(7)汽车尾气中有NOx，主要是汽油不充分燃烧引起的。 (　　)(8)制二氧化氮时，用水或NaOH溶液吸收尾气。 (　　)
×××××
√√√××√
(15)密闭容器中2 mol NO与1 mol O2充分反应，产物的分子数为2NA。 (　　)(16)通过灼热的镁粉，可除N2中的少量氧气。 (　　)(17)可用NO2与水反应制取硝酸，故NO2是酸性氧化物。 (　　)(18)NO2与H2O反应中氧化剂与还原剂的质量比为1∶2。 (　　)[提示]　3NO2＋H2O══2HNO3＋NO，NO2既是氧化剂，又是还原剂，个数之比是1∶2。
×××√
(19)溴蒸气和NO2都是红棕色气体，可用湿润的淀粉KI试纸和NaOH溶液鉴别。 (　　)[提示]　不能鉴别。因为这两种气体都有氧化性，都可以把KI中的I－氧化成I2，从而使试纸变蓝色。NaOH溶液可以吸收溴蒸气和NO2而形成无色溶液。鉴别的方法：①用AgNO3溶液，Br2可与AgNO3溶液反应生成浅黄色沉淀AgBr；②用水，溶于水后有颜色的是Br2，无颜色的是NO2。
×
2．深度思考：(1)俗话说“雷雨发庄稼”，这说明雷雨中含有能被植物吸收利用的化合态的氮。请写出三个有关的化学方程式：①____________________；②_____________________；③____________________________。
2NO＋O2══2NO2
3NO2＋H2O══2HNO3＋NO
(2)汽车尾气主要含有CO、NOx等有害物质，这种尾气逐渐成为空气污染的主要来源之一。①汽车尾气中的CO来自____________________，NO来自________________________________________。汽车尾气对环境的危害主要有__________________________________(至少填两种)。②NOx能形成酸雨，写出NO2转化为HNO3的化学方程式：____________________________。③汽车尾气中的CO、NOx在适宜温度下采用催化转化法处理，使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体。写出NO被CO还原的化学方程式：__________________________。
汽油的不完全燃烧
N2与O2在汽车汽缸内的高温环境下的反应
形成硝酸型酸雨、导致光化学烟雾
3NO2＋H2O══2HNO3＋NO
微考点1　氮气及其氧化物的性质和应用(1)(2022·吉林德惠实验中学等九校期中)(双选)NH3催化还原NO是重要的烟气脱硝技术，其反应过程与能量关系如图；研究发现在以Fe2O3为主的催化剂上可能发生的反应过程如图。下列说法正确的是 (　　)
考点突破·训练提升
典例 1
[答案]　AD
ⅰ.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ⅱ.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)。
BC
NaNO3
NO
溶液pH越小，溶液中HClO的浓度越大，氧化NO的能力越强
〔对点集训1〕　(1)(2021·河北，4)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 (　　)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PM2.5C．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
D
[解析]　A项，SO2是无色气体，不正确；B项，汽车尾气中的主要大气污染物为一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物、固体颗粒物等，不正确；C项中没有N2转化为氮的化合物的过程，未实现氮的固定，且植物不能直接吸收利用空气中的NO和NO2，不正确；D项，生石灰(CaO)可吸收工业废气中的SO2，总反应方程式为2CaO＋2SO2＋O2══2CaSO4，从而将SO2脱除，正确；故选D。
(2)(2022·辽宁葫芦岛模拟)(双选)下列说法中正确的是 (　　)A．氮气化学性质不如磷活泼，故氮元素非金属性弱于磷B．氮气只有氧化性，没有还原性C．“雷雨发庄稼”所包含的化学变化有N2→NO→NO2→HNO3→硝酸盐D．NO与O2反应生成NO2不属于氮的固定
CD
[解析]　N≡N键能大，N2比磷稳定，但N元素的非金属性比磷强，A错误；氮气中氮元素的化合价可以升高，也可以降低，故既具有氧化性，又具有还原性，B错误；氮的固定是将游离态的氮转化为化合态的氮的过程，D项正确。
微考点2　氮氧化物溶于水的定量计算(1)(2022·天津高三检测)如图所示，相同条件下，两个容积相同的试管分别装满NO2和NO气体，分别倒置于水槽中，然后通过导管缓慢通入氧气，边通边慢慢摇动试管，直到两个试管内充满液体。假设试管内的溶质不向水槽中扩散，则(1)和(2)两个试管内溶液物质的量浓度之比为 (　　)A．1∶1 B．4∶3C．5∶7 D．7∶5
典例 2
A
[解析]　设试管的容积为V，水充满整个试管，溶液的体积是V，无论是NO2还是NO最终都转变成了HNO3，根据氮元素守恒，生成的HNO3的物质的量相等，则硝酸的物质的量浓度相等，故选A。
C
〔对点集训2〕　(1)(2022·经典习题选萃)在一定条件下，将NO2和O2的混合气体12 mL通入足量水中，充分反应后剩余2 mL气体(同温同压下)，则原混合气体中氧气的体积可能为 (　　)①1.2 mL　②2.4 mL　③3 mL　④4 mLA．①② B．②③C．③④ D．①④
D
(2)(2022·山东淄博高三检测)将40 mL NO2和NO的混合气体通入倒立于水槽中盛满水的试管中，充分反应后试管中剩下20 mL气体，则原混合气体中NO2和NO的体积比为 (　　)A．2∶1 B．1∶3C．3∶1 D．1∶1
C
(3)(2022·福建福州四中月考)将容积为50 mL的量筒内充满二氧化氮和氧气的混合气体，将量筒倒置在盛满水的水槽里，一段时间后，量筒里剩余气体体积为5 mL，若向量筒内鼓入氧气后，可以观察到量筒内水柱继续上升，直至量筒内完全被水充满，则原混合气体中NO2和O2的体积比是 (　　)A．43∶7 B．18∶7C．4∶1 D．22∶3
A
氮的氧化物与O2、H2O反应的计算 利用关系式求解氮的氧化物溶于水的过程中所发生的反应有：3NO2＋H2O══2HNO3＋NO　2NO＋O2══2NO2。叠加后得①4NO2＋O2＋2H2O══4HNO3；②4NO＋3O2＋2H2O══4HNO3；③NO2＋NO＋O2＋H2O══2HNO3。
萃取精华：
1
依据氮氧原子个数比求解通过上述方程式的关系，我们不难发现：无论是哪种情况，生成HNO3的NO、NO2、O2中氮氧原子个数比都为2∶5。都等效于硝酸的酸酐N2O5与H2O的反应。在解题时，我们也可以利用这个关系来进行分析判断，并最终得出结论。
2
考点二
1．硝酸的物理性质(1)纯硝酸为______、有________气味的液体，熔点：__________、沸点：__________、密度：_________________。(2)硝酸沸点较低，______挥发，在空气中遇水蒸气形成________。(3)质量分数在69%，物质的量浓度约为16 mol·L－1，以上的硝酸称为__________。95%以上的浓硝酸叫做________硝酸。
必备知识·梳理夯实
考点二　硝酸的性质和应用
无色
刺激性
83 ℃
1.5 g·cm－3
易
白雾
－42 ℃
浓硝酸
发烟
2．硝酸的化学性质
(1)强酸性稀硝酸使紫色石蕊试液__________。浓硝酸使紫色石蕊试液________________，反应过程中浓硝酸表现强酸性和强氧化性。(2)不稳定性硝酸见光或受热会分解产生NO2气体。_______________________________________硝酸应用棕色瓶放置在阴凉处，不能用橡胶塞。市售浓硝酸呈黄色，是因为硝酸分解生成的NO2溶解在硝酸里。
变红色
先变红后褪色
(3)强氧化性①与金属反应稀硝酸与铜反应：______________________________________________浓硝酸与铜反应：_____________________________________________硝酸几乎能与所有金属(Au、Pt除外)反应，一般情况下，金属与浓HNO3反应生成NO2，与稀HNO3反应生成NO，与极稀的HNO3反应生成N2O或NH3。
3Cu＋8HNO3(稀)══3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
Cu＋4HNO3(浓)══Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
②与非金属反应硝酸能把许多非金属单质(如：C、S、P等)氧化，生成最高价含氧酸或最高价非金属氧化物。如与C的反应：_________________________________________③与其他还原性化合物反应硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、FeSO4、KI、NaBr等还原性物质。稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式：___________________________________________
黄色
(1)浓、稀硝酸均具有强氧化性，浓度越大，氧化性越强，其还原产物的价态越高。还原产物一般为HNO3(浓)→NO2，HNO3(稀)→NO。(2)常温下，铁、铝遇浓硝酸能发生“钝化”并非不反应，故常温下浓硝酸可以用铁桶盛放。
特别提醒
3．硝酸工业制法的反应原理(1)NH3在催化剂作用下与O2反应生成NO___________________________。(2)NO进一步氧化生成NO2_____________________。(3)用水吸收NO2生成HNO3____________________________。
2NO＋O2══2NO2
3NO2＋H2O══2HNO3＋NO
×√×√×√
(7)将稀硝酸加入过量铁粉中，充分反应后滴加KSCN溶液，有气体生成，溶液呈红色，稀硝酸将Fe氧化为Fe3＋。 (　　)(8)将可调高度的铜丝伸入到稀硝酸中溶液变蓝，所以Cu与稀硝酸发生置换反应。 (　　)(9)Fe与稀硝酸、稀硫酸反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应。 (　　)(10)过量的铜与浓硝酸反应有一氧化氮生成。 (　　)(11)浓硝酸的还原产物一般是NO2，而稀硝酸的还原产物一般是NO，并且硝酸的浓度越大，氧化性越强。 (　　)
×××√√
××√×
××
2．在浓硝酸中放入铜片，回答下列问题。(1)反应开始时的化学方程式为________________________________ _______________，实验现象为___________________________________ ________________。(2)若铜有剩余，则反应将要结束时的化学方程式为______________________________________________。(3)待反应停止后，再加入少量25%的稀硫酸，这时铜片上又有气泡产生，其原因是________________________________________________ ________________________。
Cu＋4HNO3(浓)══Cu(NO3)2＋
2NO2↑＋2H2O
铜片逐渐溶解，溶液逐渐变蓝色，有红棕色气体逸出
3Cu＋8HNO3(稀)══3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
3．深度思考：(1)久置的浓硝酸呈黄色，如何除去？怎样保存浓硝酸？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(不能用橡胶塞)
浓硝酸显黄色的原因是HNO3见光或受热发生分解，生成的NO2溶于其中所致；消除的方法是向浓硝酸通入O2(或空气)，使其发生反应4NO2＋O2＋2H2O══4HNO3。浓硝酸应保存在棕色试剂瓶中，并置于阴凉处。
(2)常温下，铝和铁在浓硝酸中“钝化”是化学变化吗？是。“钝化”是在铁、铝的表面形成一层致密的氧化物保护膜，阻止了金属与硝酸的进一步反应。(3)足量的铜投入少量浓硝酸中，会看到什么现象？[提示]　立即有红棕色气体产生，气体颜色逐渐变浅至无色；溶液变为绿色或蓝绿色。
微考点1　硝酸的性质及应用(1)(2022·广西高三检测)室温下，某兴趣小组用下图装置在通风橱中进行如下实验：
考点突破·训练提升
典例 1
下列说法正确的是 (　　)A．试管Ⅰ中浅红棕色气体为NO2，由硝酸被还原生成B．等质量的Cu完全溶解时，Ⅰ中消耗的HNO3更多C．换成Fe之后重复实验，依然是试管Ⅱ中反应更剧烈D．试管Ⅱ中反应后溶液颜色与试管Ⅰ中的不同，是由于溶有NO2
D
[解析]　试管Ⅰ中浅红棕色气体为NO和NO2的混合物，Cu与稀硝酸反应，硝酸被还原为NO，部分NO遇到空气中的氧气被氧化为红棕色的NO2，A不正确；等质量的Cu完全溶解时，因稀硝酸被还原为NO，N的化合价由＋5价降到＋2价，而浓硝酸被还原为NO2，N的化合价由＋5价降低到＋4价，故Ⅰ中消耗的HNO3较少，B不正确；换成Fe之后重复实验，Fe遇浓硝酸发生钝化，试管Ⅱ中无明显变化，C不正确；试管Ⅱ中持续通入氮气后，可以把溶液中溶解的NO2带走，溶液由绿色变为蓝色，说明试管Ⅱ中反应后溶液颜色与其溶解的NO2有关，D正确。
(2)(2022·福建师大附中期中)某实验小组欲探究浓硝酸的性质。Ⅰ.木炭与浓硝酸反应：①甲同学设计了图1装置(夹持装置省略)，认为若有红棕色气体产生就说明木炭与浓硝酸发生了反应。写出木炭与浓硝酸反应的化学方程式：_________________________________________。
②乙同学认为红棕色气体不能作为木炭与浓硝酸反应的证据，其理由是_________________________________。③乙同学设计了图2装置实验(夹持装置省略)，木炭能燃烧，并产生红棕色气体。针对该实验现象，乙同学做出如下假设：假设a：______________________________；假设b：红热木炭使HNO3分解产生NO2，NO2可能具有助燃性，木炭燃烧；
硝酸分解也能产生红棕色NO2气体
红热木炭直接和硝酸蒸气反应
假设c：红热木炭使HNO3分解产生O2，木炭在O2中燃烧；假设d：红热木炭使HNO3分解产生NO2和O2，共同作用使木炭燃烧；……④设计实验证明假设b成立，请将实验方案补充完整。A．实验方法：_________________________________________。
将红热的木炭伸入盛有NO2气体的集气瓶中
实验现象：木炭在该气体中持续燃烧，火焰迅速变亮，集气瓶中气体颜色变浅直至无色，产生的气体能使澄清石灰水变浑浊，且遇空气不变色。B．根据实验现象写出木炭与此气体反应的化学方程式：_________________________。
Ⅱ.设计硝酸在不同条件下分解的实验，方案见下表：
⑤分析上述现象，得出使硝酸成功分解的关键是________________ ________________________。
光照或加热使硝酸蒸气(或硝酸分子)分解
③乙同学设计了图2装置实验，木炭能燃烧，并产生红棕色气体。图示中在燃烧匙中红热的木炭可能直接与硝酸反应产生二氧化氮气体，也可能是红热木炭使HNO3分解产生红棕色NO2气体。④A．设计实验证明红热木炭使HNO3分解产生NO2，NO2可能具有助燃性，从而使木炭燃烧。可将红热的木炭伸入盛有NO2气体的集气瓶中，观察木炭在NO2气体中持续燃烧，火焰迅速变亮，集气瓶中气体颜色变浅直至无色，产生的气体能使澄清石灰水变浑浊，且遇空气不变色，可说明假设b成立；
〔对点集训1〕　(1)下列有关实验操作、现象、解释或结论都正确的是 (　　)
[解析]　过量的铁粉加入稀硝酸生成Fe2＋，加入KSCN溶液时，溶液颜色不变，故①错误；浓硝酸久置变黄是因为HNO3分解产生的NO2溶于HNO3溶液所致，故②正确；Al箔遇浓硝酸钝化，稀硝酸会使Al箔溶解，故③错误；浓硝酸具有酸性和强氧化性，可使蓝色石蕊试纸先变红色后褪色，故④正确。[答案]　D
(2)(2021·河北，10)关于非金属含氧酸及其盐的性质，下列说法正确的是 (　　)A．浓H2SO4具有强吸水性，能吸收糖类化合物中的水分并使其炭化B．NaClO、KClO3等氯的含氧酸盐的氧化性会随溶液的pH减小而增强C．加热NaI与浓H3PO4混合物可制备HI，说明H3PO4比HI酸性强D．浓HNO3和稀HNO3与Cu反应的还原产物分别为NO2和NO，故稀HNO3氧化性更强
B
[解析]　浓硫酸使糖类化合物炭化体现了脱水性，注意脱水性与吸水性的区别，A项错误；pH减小，含氧酸盐的氧化性增强，B项正确；加热NaI与浓H3PO4混合物可制备HI，是利用了不挥发性酸制备挥发性酸的原理，C项错误；浓硝酸的氧化性比稀硝酸强，D项错误。
(3)(双选)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 (　　)
CD
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中木炭与浓硝酸产生了反应C．③的气体产物中检测出CO2，说明木炭一定与浓硝酸发生了反应D．实验表明硝酸应避光存放在棕色广口试剂瓶
硝酸强氧化性的反应规律
萃取精华：
微考点2　硝酸与金属反应的计算(1)某100 mL混合液中，HNO3和H2SO4的物质的量浓度分别是0.4 mol·L－1和0.1 mol·L－1。向该混合液中加入1.92 g铜粉，加热，待充分反应后，所得溶液中Cu2＋的物质的量浓度(忽略体积变化)为 (　　)A．0.15 mol·L－1 B．0.225 mol·L－1C．0.35 mol·L－1 D．0.45 mol·L－1
典例 2
B
(2)(2022·江西南昌新建第一中学月考)(双选)1.52 g铜镁合金完全溶解于50 mL密度为1.40 g·mL－1、质量分数为63%的浓硝酸中，得到NO2和N2O4的混合气体1 120 mL(换算为标准状况)，向反应后的溶液中加入1.0 mol·L－1 NaOH溶液，当金属离子全部沉淀时，得到2.54 g沉淀，下列说法不正确的是 (　　)A．该合金中铜与镁的物质的量之比是1∶2B．该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是14.0 mol·L－1C．NO2和N2O4的混合气体中，NO2的体积分数是80%D．得到2.54 g沉淀时，加入NaOH溶液的体积是600 mL
AD
〔对点集训2〕(1)(2022·山东青岛二中调研)如图表示铁与不同浓度硝酸反应时，各种还原产物的相对含量与硝酸浓度的关系，则下列说法不正确的是(　　)
A．一般来说，硝酸与铁反应的还原产物不是单一的B．用一定量的铁粉与大量的9.75 mol·L－1HNO3溶液反应得到标准状况下气体2.24 L，则参加反应的硝酸的物质的量为0.1 molC．硝酸的浓度越大，其还原产物中价态越高的成分越多D．当硝酸浓度为9.75 mol·L－1时还原产物是NO、NO2、N2O，且其物质的量之比为5∶3∶1
B
[解析]　根据图像可知硝酸的还原产物有多种，因此一般来说，硝酸与铁反应的还原产物不是单一的，A正确；参加反应的硝酸包括被还原的，以及没有被还原的(转化为硝酸盐)，因此参加反应的硝酸的物质的量大于0.1 mol，B错误；根据图像可知随着硝酸浓度的升高，NO2的含量增大，这说明硝酸的浓度越大，其还原产物中价态越高的成分越多，C正确；根据图像可知当硝酸浓度为9.75 mol·L－1时还原产物是NO、NO2、N2O，且其物质的量之比为10∶6∶2＝5∶3∶1，D正确。
D
硝酸与金属反应中的守恒思想
萃取精华：
考点三
1．氨气(NH3)(1)氨分子的结构NH3的电子式为____________，结构式为_________，氨分子的空间构型为____________。键角107°18′，是________分子。(2)氨的物理性质无色有________气味的气体，密度比空气_____，易液化。_______溶于水(1∶_______)，可由________实验证明。
必备知识·梳理夯实
考点三　氨和铵盐的性质及应用
三角锥形
极性
刺激性
小
极易
700
喷泉
(3)氨的化学性质
(4)氨气的实验室制法
其他制取方法
(5)氨气的工业制法合成氨工业的简要流程可用方框图表示为①原料气的制取ⅰ.N2：将空气液化、蒸发分离出N2或者将空气中的O2与碳作用生成CO2，除去CO2后得N2。
2．铵盐的性质及NH的检验(1)物理性质：绝大多数铵盐都是______色或______色固体，都______溶于水。(2)化学性质①受热分解(不稳定性)NH4Cl受热分解：_________________________。NH4HCO3受热分解：__________________________________。
无
白
易
(1)制氨时，选用的铵盐及碱都有一定的要求。选铵盐时，不选(NH4)2CO3、NH4HCO3、NH4NO3等，因它们受热易分解，使产生的NH3中混有较多的杂质气体，另外NH4NO3易爆炸；选碱时，用Ca(OH)2而不用NaOH或KOH，因NaOH、KOH具有吸湿性，易结块，不利于产生氨气，且在高温下均能腐蚀玻璃。(2)干燥氨气不能用浓硫酸，也不能用无水CaCl2(8NH3＋CaCl2══ CaCl2·8NH3)，通常用碱石灰干燥氨气。
特别提醒
3．含氮元素物质之间的转化关系
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)氨气溶于水能导电，所以氨气是电解质。 (　　)(2)铵盐都易溶于水，其水溶液均呈酸性。 (　　)[提示]　NH4HCO3、(NH4)2S溶液呈碱性。(3)现有1 mol·L－1的氨水，则该溶液中NH3·H2O的浓度是1 mol·L－1。 (　　)(4)充满纯净氨气的试管倒扣在水槽中，水会迅速充满试管。 (　　)
×××√
√×√√√
××√××
(15)实验室用如图所示的装置制取少量氨气。 (　　)(16)氨遇到浓盐酸、硫酸都会发生反应，产生白烟。 (　　)[提示]　硫酸难挥发，与氨反应不产生白烟。(17)加热盛有NH4Cl固体的试管，试管底部固体消失，试管口有晶体凝结。 (　　)[提示]　氯化铵分解生成的氨气与氯化氢反应生成NH4Cl，冷凝重新凝结。
××√
[提示]　氨水中含氮微粒中最多的微粒是NH3·H2O。(19)NH4Cl与NaCl的固体混合物可用升华法分离。 (　　)[提示]　NH4Cl与NaCl的固体混合物可用加热氯化铵分解法分离。
×××
[提示]　检验时应该使用浓的氢氧化钠溶液并加热，便于产生NH3。
2．(2022·山东淄博模拟)如图，利用培养皿探究氨气的性质。实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水，立即用另一培养皿扣在上面。下表中对实验现象所做的解释正确的是 (　　)
A
[提示]　实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水，NaOH固体溶于水放热，氨水易挥发，会产生氨气，与浓盐酸反应生成氯化铵，反应现象是有白烟生成，故A正确；氨气为碱性气体，与浓硫酸发生反应生成硫酸铵，故B错误；氨气与氯化物发生复分解反应生成氢氧化物，如氯化物溶液变浑浊，可能生成难溶性氢氧化物，但不一定为Al(OH)3，也可能为Mg(OH)2等沉淀，故C错误；氨气使湿润的红色石蕊试纸变蓝的原因是与水反应生成NH3·H2O，电离产生OH－，溶液呈碱性，氨气为非电解质，不属于碱，故D错误。
3．深度思考：(1)将蘸有浓硫酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，有白烟产生吗？为什么？________________________(2)固态NH4Cl受热变成气体，气体遇冷又变为固态NH4Cl；固态碘受热变成蒸气，蒸气遇冷又变成固态碘，这两种现象的本质是否相同？请说明判断的理由。_______________________________________________________________________________________________。
没有，浓硫酸难挥发。
不相同。NH4Cl固体受热分解生成NH3和HCl，发生了化学变化；固态碘受热升华成为碘蒸气，是物理变化
(3)液氨和氨水有哪些区别？请完成下列表格。
NH3液化
NH3溶于水
纯净物
NH3
(4)管道工人用浓氨水检验氯气管道是否漏气，如果管道某处漏气，会产生白烟，原理是什么？[提示]　若氯气管道漏气，发生反应：2NH3＋3Cl2══N2＋6HCl、NH3＋HCl══NH4Cl，产生的白烟是固体NH4Cl。(5)“有一位农民看到自己买的一袋碳酸氢铵化肥受潮了，就放在太阳下面晒，下午取的时候发现少了许多。请解释相关原因？[提示]　在太阳光的照射下，碳酸氢铵受热分解生成NH3、CO2、水蒸气，故固体减少。
微考点1　氨、铵盐的性质及实验(1)(2022·山东滨州模拟)探究氨气及铵盐性质的过程中，下列根据实验现象得出的结论不正确的是 (　　)A．将集有氨气的试管倒扣于水槽中，液体迅速充满试管，说明氨气极易溶于水B．将pH＝11的氨水稀释1 000倍，测得pH>8，说明NH3·H2O为弱碱
考点突破·训练提升
典例 1
C．加热NH4HCO3固体，观察到固体逐渐减少，试管口有液滴产生，说明NH4HCO3受热不稳定D．将红热的铂丝伸入如图所示的锥形瓶中，瓶口出现少量红棕色气体，说明氨气的氧化产物为NO2
[解析]　氨气极易溶于水生成氨水，所以将集有氨气的试管倒扣于水槽中，液体迅速充满试管，故A正确；常温下，pH＝11的氨水中c(OH－)＝10－3 mol·L－1，稀释1 000倍，测得pH>8，c(OH－)>10－6 mol·L－1，说明稀释时电离平衡正向移动，所以NH3·H2O为弱碱，故B正确；碳酸氢铵加热分解为氨气、二氧化碳和水，故C正确；氨气的催化氧化产物为NO，NO在锥形瓶口与氧气反应生成NO2，所以瓶口出现少量红棕色气体，故D错误。[答案]　D
(2)(双选)某同学探究氨和铵盐的性质，对相关实验操作及现象描述正确的是 (　　)A．室温下测定等浓度氨水和NaOH溶液的pH，比较NH3·H2O和NaOH碱性强弱B．将氨水缓慢滴入AlCl3溶液中，研究Al(OH)3的两性C．将蘸有浓氨水和浓硝酸的玻璃棒靠近，可观察到白烟D．加热除去NH4Cl中的少量NaHCO3
AC
[解析]　氨水的主要成分是NH3·H2O，NH3·H2O是弱电解质，氢氧化钠是强电解质，前者部分电离，后者完全电离，故室温下通过测定等浓度氨水和NaOH溶液的pH，可比较NH3·H2O和NaOH的碱性强弱，A正确；由于NH3·H2O是弱碱，Al(OH)3不能溶于氨水中，故无法验证Al(OH)3的酸性，B错误；浓硝酸有挥发性，可观察到白烟，C正确；NH4Cl受热也会分解，故不能采用加热法除去NH4Cl中的少量NaHCO3，D错误。
〔对点集训1〕(2022·辽宁阜新海州高级中学月考)某小组同学欲探究NH3的催化氧化反应，按右图装置进行实验。A、B装置可选用的药品：浓氨水、H2O2溶液、蒸馏水、NaOH固体，MnO2。
(1)NH3催化氧化的化学方程式是____________________________。(2)甲、乙两同学分别按上图装置进行实验。一段时间后，装置G中的溶液都变成蓝色。①甲观察到装置F中有红棕色气体，生成红棕色气体的化学方程式是_____________________。②乙观察到装置F中只有白烟生成，白烟的成分是__________(填化学式)。
2NO＋O2══2NO2
NH4NO3
③用离子方程式解释装置G中溶液变成蓝色的原因：___________________________________________。(3)为帮助乙实现在装置F中也观察到红棕色气体，可在原实验的基础上进行改进：①甲认为可调节K1和K2控制A、B装置中的产气量，应________(填“增加”或“减少”)装置A中的产气量，或________(填“增加”或“减少”)装置B中的产气量。
增加
减少
②乙认为可在装置E、F间增加装置，该装置可以是_______(填字母序号)。
abc
(4)为实现该反应，也可用下图所示的装置替换题给装置中虚线框部分：化合物X为_________。NH4HCO3的作用是_____________________ ____________________________________________________。
Na2O2
NH4HCO3受热分解放出NH3，同时放出的CO2和H2O分别与Na2O2反应生成O2
NH3＋HNO3══NH4NO3会产生白烟，为避免F中生成硝酸铵，实现在F中看到红棕色的二氧化氮，需除去水蒸气或氨气，需在装置E、F间增加一个装置，该装置可以将氨气或水蒸气除去，a中碱石灰可吸收水蒸气，也可以通过防倒吸的b装置吸收氨气，还可以通过浓硫酸吸收氨气和水蒸气，故选abc。(4)为实现反应2NO＋O2══2NO2，还需要氧气，碳酸氢铵受热分解生成氨气、水和二氧化碳，放出的CO2和H2O可与Na2O2反应生成O2，则X为Na2O2。
微考点2　喷泉实验问题分析(1)(2022·河北衡水高三检测)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的是 (　　)
典例 2
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．在装置④的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开止水夹[解析]　H2难溶于NaOH溶液，不能使烧瓶内外形成较大压强差，故不能引发喷泉。[答案]　B
①⑤
[解析]　①CO2不溶于NaHCO3溶液，不能形成喷泉；⑤NO2与H2O反应生成NO气体，不能充满烧瓶。
〔对点集训2〕　(1)(2022·安徽模拟)在如图装置中，烧瓶中充满干燥气体a，将滴管中的液体b挤入烧瓶内，轻轻振荡烧瓶，然后打开弹簧夹f，烧杯中的液体b呈喷泉状喷出，最终几乎充满整个烧瓶。a和b可能是 (　　)
B
A．①②③　　B．①②⑤　　C．②④⑤　　D．①②④
[解析]　氨气极易溶于水，将水挤入烧瓶内，使烧瓶内气体减少，气压减小，形成喷泉，且最终水可以充满整个烧瓶，故①符合题意。CO2与NaOH溶液反应使烧瓶内气体减少，气压减小，形成喷泉，饱和NaOH溶液足以吸收全部CO2而充满整个烧瓶，故②符合题意。Cl2不溶于饱和食盐水，也不与其反应，不会产生压强差，不能形成喷泉，故③不符合题意。NO2与水反应，生成硝酸和NO，容器内气体减少，气压减小，可以形成喷泉，但由于NO不溶于水，所以最终液体不能充满烧瓶，故④不符合题意。HCl与硝酸银溶液反应使烧瓶内气体减少，气压减小，形成喷泉，且最终溶液可以充满整个烧瓶，故⑤符合题意。综上分析，故B项正确。
(2)(2022·河北衡水高三检测)喷泉是一种常见的现象，其产生的原因是存在压强差。
①图Ⅰ为化学教学中常用的喷泉实验装置。在烧瓶中充满干燥气体，胶头滴管及烧杯中分别盛有液体。下列组合中不可能形成喷泉的是_____。A．SO2和H2O B．CO2和NaOH溶液C．NH3和H2O D．NO和H2O②比较图Ⅰ和图Ⅱ两套装置，从产生喷泉的原理来分析，图Ⅰ是________上部烧瓶内气体压强；图Ⅱ是________下部锥形瓶内气体压强(填“增大”或“减小”)。
D
减小
增大
③某学生积极思考喷泉原理的应用，设计了如图Ⅲ所示的装置。A．如果关闭活塞c，打开活塞a、b，再挤压胶头滴管，则可能出现的现象为____________________________________________。B．在A操作的基础上，打开活塞c，产生的现象是_______________ _______。[解析]　①极易溶于水或气体与溶液易发生化学反应可形成图I中喷泉，A、C利用气体的溶解性形成喷泉，B中发生化学反应形成喷泉，而D中NO不溶于水，不能形成喷泉；
HCl气体进入盛有NH3的烧瓶，产生大量的白烟
两烧瓶同时产生喷泉
②图Ⅰ和图Ⅱ两套装置，均产生压强差，形成喷泉，图Ⅰ是减小上部烧瓶内气体压强，而图Ⅱ是增大下部锥形瓶内气体压强；③A．如果关闭活塞c，打开活塞a、b，再挤压胶头滴管，有氨气的烧瓶内气压减小，HCl与氨气结合生成氯化铵，则观察到HCl气体进入盛有NH3的烧瓶，产生大量的白烟；B．在A操作的基础上，打开活塞c，烧瓶内气体减少，外压大于内压，形成喷泉，则现象为两烧瓶同时产生喷泉。
喷泉实验的原理及应用 喷泉实验的原理由于容器内外产生压强差而形成喷泉。气体迅速溶于水或某种溶液中，容器内压强小于容器外压强，从而产生喷泉，依据这一原理，只要能够造成容器内气体大量溶于液体，就可以形成喷泉。 引发喷泉的几种方法①使烧瓶内的气体迅速溶于水或某种液体中。②使烧瓶内气体温度降低，从而使气压减小。③使待喷液面上的气压增大。
萃取精华：
1
2
喷泉实验的几种常见装置
3
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。
形成喷泉的类型下面是几种常见的能形成喷泉的气体和液体。
4
微考点3　氨气的制取及实验探究(1)(2022·山东潍坊高三检测)下列制备NH3并制取氨水的装置正确且能达到实验目的的是 (　　)
典例 3
D
[解析]　A项，加热固体时试管口应略向下倾斜，错误；B项，带有水蒸气的氨气能与五氧化二磷反应，不能用五氧化二磷干燥氨气，错误；C项，氨气密度小于空气，应用向下排空气法收集，错误；D项，氨气极易溶于水，但不溶于四氯化碳，可通过四氯化碳层再进入水层吸收氨气，可防止倒吸，正确。
(2)(双选)下列说法中正确的是 (　　)A．所有铵盐受热均可以分解，产物均有NH3B．硝酸铵受热易分解爆炸，实验室常用加热氯化铵与氢氧化钙的固体混合物制备氨气C．在盛有硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]溶液的试管中，滴加少量NaOH溶液，在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验，试纸变蓝D．铵盐都易溶于水，但水溶液不一定呈酸性
BD
〔对点集训3〕(2022·百校联盟摸底)某研究性学习小组设计用如图所示实验装置(夹持仪器省略)制取干燥的氨气并验证NH3具有还原性，请回答下列问题：
(1)实验室制备氨气有多种方法，现欲用NH4Cl与Ca(OH)2反应制取NH3，则甲中的气体发生装置为_____(从Ⅱ中选用)；用浓氨水与生石灰反应也可制取NH3，反应的化学方程式为__________________________ _________。(2)装置丙用于收集NH3，应将导管_____(填“a”或“b”)延长至接近集气瓶底，装置乙中盛放的试剂为__________，装置己的作用为___________________________________________________(答两点)。(3)若装置丁中黑色固体变红，则装置戊中现象为______________ ______。
B
CaO＋NH3·H2O══Ca(OH)2
＋NH3↑
b
碱石灰
吸收未反应完的NH3，防止空气中水蒸气进入装置戊中
白色固体变为蓝色
[解析]　(1)铵盐与氢氧化钙反应需要加热，且反应中有水生成，应选装置B；氧化钙与一水合氨反应生成氢氧化钙和氨气。(2)氨气密度比空气小，应用向下排空气法收集，所以将b管延伸至接近集气瓶底；氨气是碱性气体，可用碱石灰干燥；氨气与氧化铜反应时，氨气是过量的，装置己的作用是吸收未反应完的NH3，防止空气中水蒸气进入装置戊中。(3)氨气与氧化铜反应生成铜和水，所以装置戊中的现象为白色固体变为蓝色。
微考点4　氮及其化合物的转化(2022·山东日照模拟)(双选)氮及其化合物的转化关系如图所示。下列说法错误的是 (　　)A．氮气可在足量的氧气中通过一步反应生成NO2B．路线①②③是工业生产硝酸的主要途径C．路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是自然固氮的一种途径D．上述所有转化都属于氧化还原反应
典例 4
AD
[解析]　A．氮气与氧气反应生成NO，NO与氧气反应生成二氧化氮，氮气与足量的氧气不能通过一步反应生成NO2，故A错误；B．根据工业上生产硝酸的路径：合成氨→氨的催化氧化→一氧化氮转化为二氧化氮→二氧化氮和水反应获得硝酸，所以路线①②③是工业生产硝酸的主要途径，故B正确；C．氮气和氧气在雷电作用下生成一氧化氮，一氧化氮会迅速被氧气氧化为二氧化氮，二氧化氮和水反应获得硝酸，即路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径，自然固氮的一种途径，故C正确；D．上述过程的反应合成氨、氨的催化氧化、一氧化氮转化为二氧化氮、二氧化氮和水反应中都有元素化合价变化，都属于氧化还原反应，④中无化合价变化，不是氧化还原反应，故D错误。
〔对点集训4〕　(2022·山东滨州高三检测)氨催化氧化法是工业生产中制取硝酸的主要途径，某同学用该原理在实验室探究硝酸的制备和性质，设计了如图所示装置。
(1)甲装置不需要加热即能同时产生氨和氧气，烧瓶内固体X为____________。(2)乙装置的作用是__________________________；写出受热时丙装置中发生反应的化学方程式：___________________________。(3)当戊中观察到_________________现象，则说明已制得硝酸。某同学按上图组装仪器并检验装置气密性后进行实验，没有观察到此现象，请分析实验失败的可能原因是__________________________________，如何改进装置：________________________________________________ ______________。
过氧化钠
干燥氧气和氨的混合气体
紫色石蕊试液变红
过量的氨致使戊中溶液不一定呈酸性
在丙和丁之间连接盛有无水氯化钙的干燥管或盛有浓硫酸的洗气瓶
(4)改进后待反应结束，将丁装置倒立在盛水的水槽中，会观察到的现象是________________________________________________________ ______________________________。[解析]　(1)甲中不需要加热即能同时产生NH3和O2，说明固体X溶于浓氨水既产生O2又放出大量热，则该固体为Na2O2。(2)乙装置可干燥NH3和O2；NH3和O2在加热和Cr2O3的催化作用下，发生催化氧化反应。
试管丁内水面慢慢上升，上升到一定高度不再变化，试管内气体颜色由红棕色逐渐变淡至无色
(3)HNO3能使石蕊试液变红；由于NH3过量，可能会与HNO3反应，致使观察不到试液变红的现象；可在丙和丁之间连接一个能除去NH3的装置。(4)丁装置中为NO2，NO2会与H2O反应生成无色的NO。
本讲要点速记：
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