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考点16 氮及其化合物（核心考点精讲精练）-备战高考化学一轮复习（新高考专用）
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这是一份考点16 氮及其化合物（核心考点精讲精练）-备战高考化学一轮复习（新高考专用），文件包含考点16氮及其化合物核心考点精讲精练-备战高考化学一轮复习新高考专用教师版docx、考点16氮及其化合物核心考点精讲精练-备战高考化学一轮复习新高考专用学生版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共42页， 欢迎下载使用。
1．3年真题考点分布
2．命题规律及备考策略
【命题规律】近3年新高考卷对于该专题主要考查：
1．氮气与氮的氧化物的性质及应用
2．硝酸的性质探究
3．氨气和铵盐的性质及应用
【备考策略】熟练掌握氮及其化合物之间的转化关系，熟悉各物质的特特殊性质及其应用；明确元素化合物和化学反应原理、物质结构和性质之间的联系。
【命题预测】氮元素的多种价态及各种价态化合物的相互转化内容丰富，是氧化还原反应的重要素材，也是化学反应原理的重要素材。氮及其化合物的考查以氨气、氨水、铵盐、一氧化氮、二氧化氮与硝酸等物质的性质为重点，突出考查反应方程式的书写和相关氧化还原反应知识，以及化学与STSE的关系，考查形式灵活多样，题型多变，相关题目新颖、知识覆盖面广、思维跨度大，大多以选择题、综合实验题、化学反应原理题的形式出现。
考法1 氮气和氮的氧化物的结构与性质
氮元素的原子序数为7，位于元素周期表第二周期ⅤA族，处于p区，价电子排布式为2s22p3，核外空间电子运动状态有5种，不成对电子数为3，原子半径大于氧原子，非金属性小于氧元素，第一电离能大于氧元素，电负性小于氧元素。
1.氮气
2.一氧化氮和二氧化氮
（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。
【典例1】（2023·华中师大附中高三月考）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( )
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。答案：C
【拓展延伸】绿色化学与环境保护
（1）主要的大气污染物及其危害
（2）绿色化学
【典例2】（2023·杭州学军中学高三月考）工业上常用亚硝酸钠(NaNO2)作媒染剂、漂白剂、钢材缓蚀剂、金属热处理剂。某兴趣小组用下列装置制备NaNO2并探究NO、NO2的某一化学性质(A中加热装置已略去)。
已知：①2NO＋Na2O2===2NaNO2；
②NO能被酸性KMnO4氧化成NOeq \\al(－,3)，MnOeq \\al(－,4)被还原为Mn2＋。
请回答下列问题：
(1)装置A三颈烧瓶中发生反应的化学方程式为 。
(2)用上图中的装置制备NaNO2，其连接顺序为：a→ →h(按气流方向，用小写字母表示)，此时活塞K1、K2如何操作 。
(3)E装置发生反应的离子方程式是 。
(4)通过查阅资料，NO2或NO可能与溶液中Fe2＋发生反应。某同学选择上述装置并按A→C→E顺序连接，E中装入FeSO4溶液，进行如下实验探究。
步骤②操作的目的是 ；
步骤③C瓶中发生反应的化学方程式为 ；通过实验可以得出： (填“NO2”或“NO”中的一种或两种)和溶液中Fe2＋发生反应使溶液呈深棕色。
【解析】(1)Cu与浓硝酸反应生成NO2，配平方程式即可。
(2)A生成NO2，根据已知①可知，生成的NO2先通入C中的水中生成NO，然后干燥除去H2O与Na2O2反应的干扰，制备NaNO2，最后用酸性KMnO4吸收尾气NO。在操作时注意反应装置中空气的排尽。
(3)根据化合价升降配平离子方程式。
(4)根据②③实验可知NO和Fe2＋反应。
【答案】(1)Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
(2)d→e→b(或c)→c(或b)→f(或g)→g(或f) 关闭K1，打开K2
(3)3MnOeq \\al(－,4)＋4H＋＋5NO===3Mn2＋＋5NOeq \\al(－,3)＋2H2O
(4)排尽装置中残留的NO2 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO NO
1．（2023·山东枣庄·统考三模）实验室通过反应：制备。下列实验装置不能达到实验目的的是
A．用装置甲制备NOB．用装置乙干燥NO
C．用装置丙制备D．用装置丁处理尾气
D【详解】A．甲中利用稀硝酸和碳酸钙反应生成的二氧化碳先排尽装置中的空气，然后用Cu与稀硝酸反应制备NO，故A正确；
B．装置乙中碱石灰可干燥NO，故B正确；
C．丙中发生2NO+Na2O2＝2NaNO2，故C正确；
D．丁中吸收尾气的导气管需深入液面以下，而且NO与氧气反应的用量不好控制与操作，多余的NO可能会从支管口溢出，不能达到尾气处理的目的，故D错误；
故选D。
2．（2023·天津河西·统考三模）工业烟气中常含有(NO、)。用NaClO溶液中将转化为，再将含溶液进行电化学环保处理。按要求回答下列问题。
(1)在大气中会形成酸雨，以NO为例，从氧化还原反应角度分析，过程中表现出的性质是 。
(2)向NaClO溶液中加入硫酸，研究初始pH对脱除率的影响，结果如下。
已知：
①不用盐酸调节NaClO溶液初始pH的原因是 。
②时NaClO溶液脱除NOₓ的反应为可逆反应，以NO为例，写出该反应的离子方程式： 。
③时，分析脱除率随溶液初始pH升高而增大的可能原因： 。
(3)将上述脱除后产生的含溶液，用铁碳微电池法在弱酸性条件下进行电化学环保处理，其工作原理及装置如图所示。
①电池工作时的负极为 。
②碳电极上的电极反应式为 。
③若甲室处理37.2g，则乙室可生成 ml。
(1)还原性
(2)盐酸具有还原性，能与NaClO反应，且生成有毒的氯气 溶液初始pH越高，越小，有利于②中可逆反应正向进行，故脱除率越大
(3) 铁电极 0.5
【详解】（1）NOx在大气中最终被氧化成硝酸，形成酸雨，该过程中NO中氮元素的化合价升高，NO表现还原性，故答案为：还原性；
（2）①盐酸是还原性酸，能与NaClO发生氧化还原反应，因此不能用盐酸调节NaClO溶液的pH值，故答案为：盐酸具有还原性，能与NaClO反应；
②pH=3.5时NaClO首先结合氢离子生成HClO，HClO表现强氧化性将NO氧化为，1mlNaClO得2ml电子生成lmlNaCl，lmlNO失3ml电子生成，根据得失电子守恒得：2NO+3HClO+H2O⇌2+3Cl-+5H+，故答案为：2NO+3HClO+H2O⇌2+3Cl-+5H+；
③由反应：2NO+3HClO+H2O⇌2+3Cl-+5H+和2NO2+HClO+H2O⇌Cl-+2+5H+，可知反应初始阶段随pH值升高，氢离子浓度减小，有利于平衡正向移动，从而提高NOx脱除率，故答案为：反应初始阶段随pH值升高，氢离子浓度减小，有利于平衡正向移动，从而提高NOx脱除率；
（3）①电池工作时的负极为铁电极，故答案为：铁电极；
②碳电极上的电极反应式为：2+12H++10e-=N2↑+6H2O，故答案为：2+12H++10e-=N2↑+6H2O；
③若甲室处理37.2g，物质的量,2+12H++10e-=N2↑+6H2O，转移电子3ml，电子守恒得到，电路中转移电子3ml，乙室中2～N2～6e-，则乙室可生成氮气物质的量0.5ml，故答案为：0.5。
3．（2023·海南省直辖县级单位·嘉积中学校联考二模）亚硝酸钠主要用于医药、染料和漂白等行业，也常用于食品保鲜剂。某小组拟利用氮氧化物(可用表示)制备亚硝酸钠，简易流程如图。
已知：，
回答下列问题：
(1)利用饱和溶液和饱和溶液在加热条件下反应可制得，该反应的化学方程式为 ；实验时装置B中应间断性通入适量的，其目的是 。
(2)装置C中盛装饱和溶液的仪器的名称是 ；NO不能单独被纯碱溶液吸收，为了使完全被纯碱溶液吸收且产品纯度最高， 。
(3)装置D的作用是 ，采用“倒置漏斗”措施的目的是 。
(4)设计实验探究的性质。实验完毕后，从装置C中分离出固体粗产品(不含杂质)，取少量上述产品配制成溶液，分成三份分别进行甲、乙、丙三组实验，实验操作及现象、结论如表。
上述实验 (填标号)的结论不可靠，理由是 。经实验测得实验丙反应后的溶液中氮元素仅以的形式存在，酸性溶液与反应的离子方程式为 。
(1) 将部分NO转化为
(2) 三颈烧瓶或三口烧瓶 1.5
(3) 吸收尾气 防倒吸
(4) 乙 产品可能混有
【解析】铜和稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，用氮气通入，将一氧化氮送入到碳酸钠溶液中，B中也通入氧气，与NO混合，在C处发生反应生成亚硝酸钠，用酸性高锰酸钾溶液处理尾气。
（1）利用饱和NH4Cl溶液和饱和NaNO2溶液在加热条件下反应生成N2、氯化钠和水，其反应的化学方程式为；实验时装置B中应间断性通入适量的，其目的是将部分NO转化为。
（2）根据图中信息得到装置C中盛装饱和Na2CO3溶液的仪器的名称是三颈烧瓶(或三口烧瓶)；NO不能单独被纯碱溶液吸收，只有二氧化氮，则纯碱与二氧化氮的反应为 2NO2+Na2CO3＝NaNO2+NaNO3+CO2，若是一氧化氮和二氧化氮混合物，则混合物于纯碱反应为NO2 +NO+Na2CO3＝2NaNO2+CO2，为了使NOx完全被碱液吸收且产品纯度高，可以理解为N2O3即NO1.5，则x＝1. 5。
（3）由于氮氧化物会污染环境，可能碳酸钠溶液没有完全吸收，则装置D的作用是吸收尾气，采用“倒置漏斗”措施的目的是防倒吸。
（4）由于二氧化氮与纯碱反应生成硝酸钠、亚硝酸钠和水，硝酸根在酸性条件下会氧化碘离子变为单质碘，因此上述实验乙的结论不可靠，理由是产品可能混有NO。以上经实验测得实验丙反应后的溶液中氮元素仅以NO的形式存在，酸性KMnO4溶液与NO反应生成锰离子、硝酸根和水，其反应的离子方程式为：。
考法2 硝酸的性质
硝酸分子的非羟基氧个数为2，属于强酸；硝酸根离子的价层电子对数为3，孤对电子对数为0，中心原子的杂化方式为sp2杂化，离子的空间构型为平面三角形，大π键的表达式为π46。
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
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。
【典例3】(2023年哈尔滨二中高三月考) 在通风橱中进行下列实验：
下列说法不正确的是( )
A．Ⅰ中气体由无色变红棕色的化学方程式：2NO＋O2===2NO2
B．Ⅱ中的现象说明Fe表面形成致密的氧化膜，阻止Fe进一步反应
C．对比Ⅰ、Ⅱ中现象，说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3
D．针对Ⅲ中现象，在Fe、Cu之间连接电流计，可判断Fe是否被氧化
【解析】 A．铁放入稀HNO3中发生反应Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，NO逸出，遇到O2生成NO2，气体由无色变为红棕色；B.铁放入浓HNO3中，在常温下会钝化，即在Fe表面形成致密的氧化膜，阻止Fe进一步反应；C.浓HNO3的氧化性强于稀HNO3；D.在铁、铜之间加一个电流计，根据电子的流向，可判断铁是否被氧化，若电子由铁移动到铜，则铁被氧化。答案：C
【易错警示】(1)硝酸具有强氧化性，浓硝酸的还原产物一般是NO2，稀硝酸的还原产物一般是NO，硝酸的浓度越大，氧化性越强，即浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。
(2)硝酸能溶解除Au、Pt以外的所有金属，金属与硝酸反应时硝酸的作用是强氧化性和酸性。
(3)浓硝酸保存在棕色细口瓶中，需用玻璃塞而不能用橡胶塞。
(4)硝酸与较活泼的金属反应不产生H2，且H＋、NOeq \\al(－,3)具有强氧化性，与还原性离子：Fe2＋、I－、S2－等不能大量共存。
(5)常温下，铁、铝在浓硝酸中会发生“钝化”现象，这是因为浓硝酸把其表面氧化成一层薄而致密的氧化膜，阻止了反应的进一步进行，所以，常温下可以用铝槽车装运浓硝酸。
【典例4】（2023·长沙一中高三月考）某小组的同学欲探究NH3经一系列反应得到HNO3和NH4NO3的过程。NH3的转化过程如图1所示。
甲、乙两同学分别按图2所示装置进行实验。用于A、B装置中的可选药品：浓氨水、30% H2O2溶液、蒸馏水、NaOH固体、MnO2。
(1)装置A的圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为________________________。装置E有多种作用，下列关于装置E的作用或其中所盛液体的说法中，不正确的是________(填字母)。
a．使氨气和氧气充分混合b．控制通入氨气和氧气的体积比
c．平衡装置内的压强d．锥形瓶内液体是饱和食盐水
(2)甲同学先点燃酒精灯，再打开K1、K2、K3、K4，反应一段时间后，成功模拟了反应过程，并将实验中产生的气体持续通入装置H一段时间后，装置H中的溶液变成蓝色，则其中铜片所参与反应的离子方程式为________________________，若制得的氨气仅按Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ的顺序完全转化为硝酸，欲使装置H中所得溶液为纯净的CuSO4溶液(忽略Cu2＋的水解)，理论上所需氨气在标准状况下的体积为________L(假设硝酸与铜反应产生的还原产物全部排出反应装置)。
(3)乙同学为模拟过程Ⅳ的反应，在甲同学操作的基础上对该装置进行了下列各项中的一项操作，使G处圆底烧瓶中产生大量白烟，你认为这项操作是________(填字母)。
a．关闭K3并熄灭酒精灯
b．关闭K4并熄灭酒精灯
c．关闭K3、K4并熄灭酒精灯
(4)丙同学认为该系列实验装置存在一处明显的设计缺陷，你认为该设计缺陷是__________。
【解析】(1)由题给条件和实验装置图可知，装置A是制备氧气的装置，装置B是制备氨气的装置，装置A的圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为2H2O2eq \(=====,\s\up7(MnO2))2H2O＋O2↑；装置E可以使氨气和氧气充分混合，观察装置E中气泡的速度可以控制通入氨气和氧气的体积比，装置E还可以平衡装置内的压强。因为氨气极易溶于水，所以锥形瓶中液体不能用饱和食盐水，选d。(2)铜与稀硫酸不反应，溶液呈蓝色，说明铜与硝酸发生了反应：3Cu＋8H＋＋2NOeq \\al(－,3)===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。n(H2SO4)＝0.15 L×1 ml·L－1＝0.15 ml，n(H＋)＝0.15 ml×2＝0.3 ml，n(SOeq \\al(2－,4))＝0.15 ml，根据反应3Cu＋8H＋＋2NOeq \\al(－,3)===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O和题目要求，故需要HNO3的物质的量为0.1 ml，根据NH3～NO～NO2～HNO3，可知需要NH3的物质的量为0.1 ml，在标准状况下的体积为2.24 L。(3)过程Ⅳ的反应是NH3与HNO3的反应，则应停止供O2，关闭K3，熄灭酒精灯，使氨气进入G发生反应，选a。(4)整套装置没有尾气处理装置。
【答案】(1)2H2O2eq \(=====,\s\up7(MnO2))2H2O＋O2↑ d(2)3Cu＋8H＋＋2NOeq \\al(－,3)===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O 2.24 (3)a (4)缺少尾气处理装置
1．（2023·山东济南·山东师范大学附中校考模拟预测）已知与溶液发生反应Ⅰ：；与酸化的溶液发生反应Ⅱ：，下列推断错误的是
A．由反应Ⅰ可知，中(Ⅱ)和(Ⅳ)含量之比为
B．由反应Ⅰ、Ⅱ可知，氧化性：
C．可与盐酸发生反应：
D．可与稀硝酸发生反应：
BD【详解】A．由反应Ⅰ可知，四氧化三铅可以改写为PbO2·2PbO，则四氧化三铅中二价铅和四价铅的含量之比为2：1，故A正确；
B．由反应Ⅰ可知，四氧化三铅与稀硝酸的反应是化合价没有变化的非氧化还原反应，说明稀硝酸不能将铅离子氧化为二氧化铅，则二氧化铅的氧化性强于硝酸，故B错误；
C．由反应Ⅱ可知，二氧化铅的氧化性强于高锰酸钾，则二氧化铅与盐酸反应生成二氯化铅、氯气和水，反应的化学方程式为，故C正确；
D．由反应Ⅰ可知，二氧化铅的氧化性强于硝酸，则铅与稀硝酸反应生成硝酸铅、一氧化氮和水，反应的化学方程式为，故D错误；
故选BD。
2．（2023·四川成都·成都七中校考模拟预测）如图是氮元素的几种价态与物质类别的对应关系。请回答下列问题：
(1)上述物质间的转化，属于固氮反应的有 (填序号)，是否属于酸性氧化物 (填“是”或“否”)。
(2)与图中的物质C常用于检验的存在，则C的化学式为 。
(3)工业上以B、空气、水为原料生产硝酸分为三步：其中第三步：，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(4)写出浓硝酸与木炭在加热条件下反应的化学方程式，并用单线桥表示其电子转移的情况 。
(5)如图装置可用于探究氯气与氨气的反应，实验时先通过三颈瓶瓶口1通入氨气，然后关闭b活塞，再通过瓶口2通入氯气。实验中三颈瓶内出现白烟并在内壁凝结成固体，发生反应的化学方程式为 ，请设计一个实验方案鉴定该固体中的阳离子 。
(6)有一瓶稀硫酸和稀硝酸的混合溶液，其中，。取100mL该混合溶液与12.8g铜粉反应，标准状况下生成A的体积为 L。
(1)①② 否
(2)
(3)1：2
(4)
(5) 取少量固体于试管中，加入NaOH溶液，微热，产生的气体在试管口用湿润的红色石蕊试纸检测，若试纸变蓝，则证明该固体中含
(6)2.24
【详解】（1）氮的固定是指氮气由单质转化为化合物的过程，属于固氮反应的有①②，不属于酸性氧化物，故填否。
（2）常用硝酸酸化的硝酸银检验的存在，则C的化学式为。
（3）第三步：反应为，该反应中NO2既是氧化剂又是还原剂，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：2。
（4）浓硝酸与木炭在加热条件下反应，C失去4个电子被氧化为CO2，HNO3得到电子被还原为NO2，单线桥表示其电子转移的情况为 ；
（5）三颈瓶内出现白烟并在内壁凝结成的固体为氯化铵，发生反应的化学方程式为，该固体中的阳离子为铵根离子，检验方案为取少量固体于试管中，加入NaOH溶液，微热，产生的气体在试管口用湿润的红色石蕊试纸检测，若试纸变蓝，则证明该固体中含。
（6）c（H2SO4）=2.0 ml•L-1，c（HNO3）=1.0 ml•L-1． 取100mL该混合溶液中n（H+）=0.1L×2×2ml/L+0.1L×1ml/L=0.5ml，n（NO）=0.1L×1ml/L=0.1ml，12.8g Cu的物质的量为12.8g÷64 g/ml=0.2ml，根据
0.2mlCu完全反应消耗mlNO、mlH+，故NO不足，由离子方程式可知生成标况下NO为0.1ml，体积为0.1ml×22.4L/ml=2.24L。
3．（2023·福建泉州·福建省泉州第一中学校考模拟预测）Cu与浓反应是中学阶段一个重要反应，某兴趣小组对实验中的一些现象及产物进行实验探究。
回答下列问题：
(1)Cu与浓反应的离子方程式为 。
(2)关于该实验下列说法错误的是 。
A．该反应需要加热才能进行 B．可通过抽动铜丝控制反应的开始和停止
C．反应后迅速生成大量红棕色气体 D．烧杯中仅发生中和反应
(3)小组同学发现Cu与浓反应所得混合溶液为绿色，Cu与稀反应所得混合溶液为蓝色，针对绿色产生的原因展开探究。
【提出猜想】
猜想a：浓度大
猜想b：溶解在溶液中
猜想c：由于与水反应能够生成，与能够发生可逆反应(绿色)
【实验探究】
实验i：配制饱和溶液，溶液呈蓝色。
实验ii：取适量Cu与浓反应后的溶液，置于图2所示装置中，鼓入空气后，溶液上方可观察到 ，5min后，溶液完全变为蓝色。
实验iii：取适量Cu与浓反应后的溶液，置于图2所示装置中，鼓入氮气后，溶液上方现象与实验ii相同，但5min后，溶液仍为绿色。
【实验结论】
对比实验ii与实验iii，可推测溶液为绿色的原因主要是 。
(4)小组同学还针对产物的热稳定性进行探究。在如图3所示的实验装置A中，用酒精喷灯对固体加强热，产生红棕色气体，在装置C中收集到无色气体，经验证为。当反应结束以后，试管中残留固体为红色。
①从实验安全角度考虑，需要在A、B间加入 装置。
②图4为样品高温过程的热重曲线(样品质量分数w%随温度变化的曲线)。加热到200℃的化学方程式为 ，继续高温至1000℃生成 (填化学式)固体。
(1)
(2)AD
(3) 有红棕色气体放出 溶于溶液中
(4) 防倒吸
【解析】铜丝与浓硝酸反应生成二氧化氮、硝酸铜和水，抽动铜丝可以控制反应的发生和停止，干燥管可以防止倒吸，尾气用NaOH溶液吸收。
（1）铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和H₂O，离子方程式为：；
（2）铜与浓硝酸反应不需加热，A错误；可以通过抽动铜丝控制反应的发生和停止，B正确；铜与浓硝酸反应生成二氧化氮红棕色气体，C正确；烧杯中有硝酸和氢氧化钠的中和反应，还有二氧化氮气体与氢氧化钠发生的氧化还原反应，D错误；错误的有AD；
（3）实验（i）证明硝酸铜溶液为蓝色，实验（ii）取Cu与浓反应所得绿色溶液通入空气，可以看到溶液上方有红棕色气体，由于空气把溶解在硝酸中的NO2带出气体呈红棕色，对比实验（iii）通入氮气也有红棕色，但是溶液仍为绿色，原因是空气中的氧气与二氧化氮和H₂O反应生成硝酸，二氧化氮反应完绿色消失，溶液显蓝色，而通入氮气的没有发生反应，溶液仍然为绿色，证明溶液为绿色的原因主要是溶于溶液中；（4）固体加热产生气体通入溶液中，从实验安全角度考虑，应该在两种装置之间加防倒吸装置，从热重曲线上得出，加热到200度时，固体质量剩余42.6%，=42.6%，因此加热到200度分解为CuO、NO2、O2，反应的化学方程式为：，加热到1000度时CuO又分解，固体只剩余Cu2O了。
考法3 氨气和铵盐的性质
1. 氨
（1）分子结构：氨分子中氮原子的价层电子对数为4，孤对电子对数为3，氮原子的杂化方式为sp3杂化，分子的VSEPR模型为四面体形，空间构型为三角锥，属于极性分子；氨分子间能形成氢键，熔沸点高于磷化氢，能与水分子形成分子间氢键，极易溶于水；氨分子具有孤对电子，能与具有空轨道的氢离子和过渡元素的离子形成配位键。
（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）。
（3）化学性质
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。
（4）实验室制法
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。
2.铵盐
由铵根离子和酸根离子构成的盐，叫铵盐。铵盐都是无色、易溶于水的晶体，铵盐属于铵态氮肥。铵根离子的中氮原子的价层电子对数为4，孤对电子对数为0，氮原子的杂化方式为sp3杂化，空间构型为正四面体形，离子的键角大于氨分子。
（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
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。
【典例5】（2023·中山一中高三月考）清代《本草纲目拾遗》中关于“鼻冲水(氨水)”的记载明确指出：“鼻冲水，……贮以玻璃瓶，紧塞其口，勿使泄气，则药方不减……唯以此水瓶口对鼻吸其气，即遍身麻颤出汗而愈，虚弱者忌之。宜外用，勿服。”下列有关“鼻冲水”的推断不正确的是( )
A．鼻冲水是弱电解质
B．鼻冲水滴入酚酞溶液中，溶液变红色
C．鼻冲水中含有分子和离子的种类为6种
D．鼻冲水中存在平衡：NH3＋H2ONH3·H2ONHeq \\al(＋,4)＋OH－
【解析】A.鼻冲水为氨水，氨水中的主要成分NH3·H2O为弱电解质，氨水本身为混合物，所以不是弱电解质，故A错误；B.氨水显碱性，可以使酚酞溶液变红，故B正确；C.氨水中含有的分子有NH3、H2O、NH3·H2O，离子有NHeq \\al(＋,4) 、 OH－、H＋，共6种，故C正确；D.氨水中存在平衡：NH3＋H2ONH3·H2ONHeq \\al(＋,4)＋OH－，故D正确。答案：A
【拓展延伸】喷泉实验
（1）喷泉实验的原理：使烧瓶内外在短时间内产生较大的压强差，利用大气压将烧瓶下面烧杯中的液体压入烧瓶内，在尖嘴导管口形成喷泉。
（2）形成喷泉的类型：下面是几种常见的能形成喷泉的气体和吸收剂。
（3）喷泉实验的发散装置和实验操作：
装置(Ⅰ)向锥形瓶通入少量空气，将少量水压入烧瓶，导致大量氨溶解，形成喷泉。
装置(Ⅱ)省去了胶头滴管，用手(或热毛巾等)捂热烧瓶，氨受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气，氨与水接触，即发生喷泉(或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶，使水进入烧瓶中，瓶内氨溶于水)。
装置(Ⅲ)在水槽中加入能使水温升高的物质致使锥形瓶内酒精因升温而挥发，锥形瓶内气体压强增大而产生喷泉。
装置(Ⅳ)向导管中通入一定量的H2S和SO2，现象为有淡黄色粉末状物质生成，瓶内壁附有水珠，NaOH溶液上喷形成喷泉。
装置(Ⅴ)打开①处的止水夹并向烧瓶中缓慢通入等体积的HCl气体后关闭该止水夹，等充分反应后再打开②处的止水夹，观察到先有白烟产生，后产生喷泉。
装置(Ⅵ)中，挤压胶头滴管，然后打开导管上部的两个活塞，则在右面烧瓶出现喷烟现象，再打开导管下部活塞，则可产生双喷泉。
【典例6】（2023广州番禺中学学高三月考）某化学兴趣小组利用图1装置制取氨气并探究氨气的有关性质。
图1 图2
(1)装置A中烧瓶内试剂可选用 (填字母代号，下同)，装置B中试剂可选用 。
a．碱石灰 b．浓硫酸 c．生石灰 d．五氧化二磷
e．烧碱
(2)在K2的导管末端连接图2装置中的 装置(填序号)，当装置D中集满氨气后，关闭K1、K2，打开K3，引发喷泉的实验操作是 。
(3)若探究氨气的还原性，需打开K1、K3，在K2处导管连接制取纯净、干燥氯气的装置。
①用二氧化锰与浓盐酸制取氯气，生成气体必须通过分别盛有 、 试剂的洗气瓶。
②D中氨气与氯气反应产生白烟，同时生成一种无色无味的气体，该反应的化学方程式为 。
③从K3处导管逸出的气体中含有少量Cl2，则C装置中应盛放 溶液(填化学式)，反应的离子方程式为 。
【解析】(1)在浓氨水中存在平衡：NH3＋H2ONH3·H2ONHeq \\al(＋,4)＋OH－，向其中加入生石灰[发生反应CaO＋H2O===Ca(OH)2生成Ca(OH)2]或烧碱，都会使平衡左移，同时放出大量的热促进氨水的挥发。碱石灰的成分是烧碱和生石灰，原理同上述，都可快速制备氨气。装置B为干燥装置，NH3为碱性气体，不能用酸性干燥剂(浓硫酸，P2O5)。
(2)氨气极易溶于水，不溶于CCl4，需选择防倒吸装置进行实验探究，因此需选择图2中的Ⅱ或Ⅲ。根据喷泉实验的原理，要使装置D发生喷泉现象。用热毛巾将烧瓶捂热，可使D中氨气受热膨胀通过导管与水接触，即产生“喷泉”。
(3)①用二氧化锰与浓盐酸制取的氯气中，混有氯化氢气体和水蒸气，要得到纯净、干燥的氯气需通过饱和食盐水除去氯化氢，通过浓硫酸除去水蒸气。
②探究氨气具有还原性，氯气与氨气反应产生“白烟”的成分为氯化铵，氯元素化合价降低，则生成的“无色无味的气体”必为氨气的氧化产物，可推知为氮气。
③氯气是有毒气体，可与强碱溶液反应，因此可用氢氧化钠溶液进行尾气吸收。
【答案】(1)ace ace
(2)Ⅱ或Ⅲ 用热毛巾将烧瓶捂热(其他合理答案均可)
(3)①饱和食盐水 浓硫酸 ②3Cl2＋8NH3===6NH4Cl＋N2 ③NaOH Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O
1．（2023·安徽·校联考三模）NH3可用作脱硝剂。某科研小组为了探究NO2能否被NH3还原，设计的装置如图所示(夹持、加热装置已略去，K1、K2为止水夹)：
下列说法正确的是
A．固体X可以是无水CaCl2
B．甲、乙试剂均可以是P2O5
C．实验时宜先通入NO2，再通入NH3有利于减少空气对实验的干扰
D．生成NO2的反应中n(还原剂)：n(氧化剂)=1：4
C【解析】由实验装置图可知，装置A中浓氨水与碱石灰或氧化钙反应制备氨气，装置B中盛有的碱石灰用于干燥氨气；装置E中浓硝酸与铜反应制备二氧化氮，装置D中盛有的五氧化二磷或硅胶用于干燥二氧化氮，装置C中氨气与二氧化氮做催化剂作用下反应生成氮气和水。
A．由分析可知，固体X为碱石灰或氧化钙，不可能是无水氯化钙，因为无水氯化钙吸收氨气会生成八氨氯化钙，故A错误；
B．由分析可知，甲为用于干燥氨气的碱石灰，不可能是能与氨气反应的五氧化二磷，故B错误；
C．二氧化氮的密度比空气大，所以实验时先通入二氧化氮排尽装置中的空气，有利于氨气充分与二氧化氮反应，可以减少空气对实验的干扰，故C正确；
D．由得失电子数目守恒可知，浓硝酸与铜反应时，还原剂铜与氧化剂浓硝酸的物质的量比为1：2，故D错误；
故选C。
2．（2023·天津河北·统考二模）氨是一种重要的化工原料，根据下图转化判断下列有关表述正确的是
A．浓硝酸见光易分解且易挥发，应用棕色试剂瓶盛放且用胶塞密封
B．戊与丁反应时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
C．实验室中可以采取加热甲物质的方法制取氨气
D．向饱和NaCl溶液中依次通入过量的和，然后过滤可制得乙
B【解析】氨气发生催化氧化生成NO和水，丙是NO、丁是H2O；NO和氧气反应生成NO2，戊是NO2；NO2和水反应生成硝酸和NO；氨气和氯化氢反应生成氯化铵，甲是NH4Cl；氨气、氯化钠、二氧化碳、水反应生成碳酸氢钠，乙是碳酸氢钠。
A．浓硝酸见光易分解且易挥发，应用棕色试剂瓶盛放，浓硝酸具有强氧化性，不能用胶塞密封，故A错误；
B．NO2和水反应生成硝酸和NO，氮元素化合价由+4升高为+5、氮元素化合价由+4降低为+2，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2，故B正确；
C．甲是NH4Cl，NH4Cl受热分解生成的氨气和氯化氢遇冷会重新结合生成氯化铵，不能采取加热甲物质的方法制取氨气，故C错误；
D．氨气极易溶于水，二氧化碳在碱性溶液中溶解度增大，向饱和NaCl溶液中先通入过量的NH3，再通入CO2生成碳酸氢钠沉淀，故D错误；
故选B。
3．（2023·海南海口·统考模拟预测）兴趣实验小组在实验室模拟接触法制硫酸的关键环节。在查资料后开展了以下制备实验。完成其实验过程中的问题。
Ⅰ．催化剂的准备取的偏钒酸铵加入到水中，加热到70℃溶解。放入石棉绒浸透，取出石棉绒灼烧得到黄色固体。（资料：）
(1)该步骤中使用到的仪器不包括 （填序号）。
a．玻璃棒 b．温度计 c．烧杯 d．量筒 e．镊子 f．坩埚 g．天平 h．蒸发皿
(2)检验的方法是 。
Ⅱ．连接装置并完成实验
装置连接，检查气密性。加入药品后，点燃酒精灯和硫黄，通入空气。观察。
(3)装置接口连接的顺序为a→ 。
(4)开始实验后装置C中可看到的现象是 。
(5)装置B的作用是 。其中发生反应的离子方程式为 。
Ⅲ．问题与讨论
(6)小组在装置B后面添加了装置E，当E中品红褪色，说明 。
(1)h
(2)将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，若试纸变蓝，则证明有氨气产生，或者用蘸有浓盐酸或浓硝酸的玻璃棒靠近观察是否有白烟产生
(3)f→g→d→e→c→b或g→f→e→d→c→b
(4)U型管中有固体析出
(5) 吸收尾气，防止空气污染 2OH-+SO2=+H2O
(6)从装置B中出来的气体中还有未除尽的二氧化硫
【解析】A装置的作用是提供二氧化硫和氧气的混合气体；B装置中的氢氧化钠溶液最后进行尾气处理；C装置是收集生成的三氧化硫；D装置是生成三氧化硫；
（1）用天平称取6.3g偏钒酸铵，用量筒量取100ml水，然后转移到烧杯中，加入偏钒酸铵，加热到70℃溶解，用温度计测温度。放入石棉绒浸透，用镊子将石棉绒转移到坩埚中灼烧，加热过程中需用玻璃棒搅拌，故该步骤中使用到的仪器不包括蒸发皿，故答案为：h；
（2）氨气溶于水，水溶液呈碱性，因此检验氨气的方法为：将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，若试纸变蓝，则证明有氨气产生，或者用蘸有浓盐酸或浓硝酸的玻璃棒靠近观察是否有白烟的现象产生；
（3）A装置的作用是提供二氧化硫和氧气的混合气体；B装置中的氢氧化钠溶液最后进行尾气处理；C装置是收集生成的三氧化硫；D装置是生成三氧化硫，因此装置接口连接的顺序为：a→f→g→d→e→c→b或a→g→f→e→d→c→b；
（4）SO3常温下是固体，因此开始实验后装置C中可看到的现象是：U型管中有固体析出；
（5）装置B的作用是：吸收尾气，防止空气污染；其中发生反应的离子方程式为：2OH-+SO2=+H2O；
（6）小组在装置B后面添加了装置E，二氧化硫能使品红溶液褪色，因此当E中品红褪色，则表明：从装置B中出来的气体中还有未除尽的二氧化硫。
【基础过关】
1．（2023·江苏盐城·盐城中学校考二模）下列有关物质的性质与用途的对应关系正确的是
A．N2性质不活泼，可作为粮食保护气B．NH3具有还原性，可用作制冷剂
C．N2H4的熔沸点较低，可用作火箭推进剂D．NH4Cl受热易分解，可用作铁的除锈剂
A【详解】A．自然界 “雷雨发庄稼”的第一步是将空气中的氮气转化为NO，工业生产硝酸的第一步是将氮气和氢气反应生成氨气，氨气催化氧化得到NO，NO被氧化为，和水反应最后得到硝酸，A项错误；
B．氮的固定是是将转化为含氮化合物的过程，其中氮的固定包括自然固氮、人工固氮，B项正确；
C．氨气作为重要的工业原料可以制备化肥和纯碱等大宗化学品，C项正确；
D．氮元素在自然界中既有游离态又有化合态，多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”，D项正确；
答案选A。
2．（2023·浙江宁波·镇海中学校考模拟预测）氮及其化合物的转化具有重要应用，下列说法不正确的是
A．工业上模拟自然界“雷雨发庄稼”的过程生产
B．自然固氮、人工固氮都是将转化为含氮化合物
C．氨气是重要的工业原料，可用于制备化肥和纯碱等大宗化学品
D．多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”
A【详解】A．自然界 “雷雨发庄稼”的第一步是将空气中的氮气转化为NO，工业生产硝酸的第一步是将氮气和氢气反应生成氨气，氨气催化氧化得到NO，NO被氧化为，和水反应最后得到硝酸，A项错误；
B．氮的固定是是将转化为含氮化合物的过程，其中氮的固定包括自然固氮、人工固氮，B项正确；
C．氨气作为重要的工业原料可以制备化肥和纯碱等大宗化学品，C项正确；
D．氮元素在自然界中既有游离态又有化合态，多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”，D项正确；
答案选A。
3．（2023·福建泉州·统考模拟预测）H2O2的早期制备方法如下：
Ba(NO3)2BaOBaO2滤液H2O2
下列说法错误的是
A．2H2O2=2H2O+O2↑可自发进行，无法利用逆方向制备H2O2
B．步骤I的气体产物可能是NO2和O2
C．步骤III中发生复分解反应
D．步骤操作方法为减压蒸馏
A【解析】由物质的转化关系可知，硝酸钡受热分解生成氧化钡、二氧化氮和氧气，氧化钡与氧气反应生成过氧化钡，过氧化钡与盐酸反应生成氯化钡和过氧化氢，经除杂、过滤得到过氧化氢溶液，过氧化氢溶液经减压蒸馏得到过氧化氢。
【详解】A．2H2O2=2H2O+O2↑可自发进行，说明一般条件下无法利用逆方向制备H2O2，但通过电解可以实现由H2O和O2为原料制备H2O2，故A错误；
B．由分析可知，步骤I发生的反应为硝酸钡受热分解生成氧化钡、二氧化氮和氧气，反应所得气体产物为二氧化氮和氧气，故B正确；
C．由分析可知，步骤III中发生的复分解反应为过氧化钡与盐酸反应生成氯化钡和过氧化氢，故C正确；
D．由分析可知，为防止过氧化氢受热分解，所以步骤为过氧化氢溶液经减压蒸馏得到过氧化氢，故D正确；
故选A。
4．（2023·江苏扬州·统考三模）含氮物质可发生如下反应：①
②
③
下列说法正确的是
A．常温下，NO与混合能立即看到红棕色气体，说明该反应已达平衡
B．反应②的
C．反应③消耗，理论上会生成标准状况下约
D．利用反应①、②、③可以同时处理含量较高的废气和含的废水
C【详解】A．常温下，NO与混合能立即看到红棕色气体，说明该反应生成了二氧化氮气体，但是不确定是否平衡，故A错误；
B．反应②为气体分子数减小的反应，为熵减反应，故B错误；
C．由方程式可知，反应③消耗，理论上会生成1ml氮气，在标准状况下约，故C正确；
D．反应中涉及氢氧化钠和氯化铵两种物质，两者会反应生成氨气和氯化钠，故不能利用反应①、②、③可以同时处理含量较高的废气和含的废水，故D错误。
故选C。
5．（2023·山东济南·山东师范大学附中校考模拟预测）下列装置用于实验室制取并回收，能达到实验目的的是
A．用装置甲制气体B．用装置乙收集气体
C．用装置丙进行的尾气吸收D．用装置丁蒸干溶液获得固体
B【详解】A．为避免气体从长颈漏斗逸出，不应用长颈漏斗，应用分液漏斗，故A错误；
B．NO不溶于水，且能与氧气反应，因此用排水法收集，故B正确；
C．NO不与NaOH溶液反应，也不溶于NaOH溶液，故C错误；
D．硝酸铜溶液中存在Cu(NO3)2+2H2OCu(OH)2+2HNO3，盐类水解为吸热反应，加热蒸干，促进水解，HNO3易挥发或受热分解，更有利于平衡正向进行，因此不能采用该方法得到硝酸铜固体，故D错误；
答案为B。
6．（2023·北京西城·北京四中校考模拟预测）某小组探究NH3的催化氧化，实验装置图如图。③中气体颜色无明显变化，④中收集到红棕色气体，一段时间后，④中产生白烟。
下列分析不正确的是
A．若②中只加入NH4Cl不可以实现上述现象
B．③、④中现象说明③中的反应是4NH3+5O24NO+6H2O
C．④中白烟的主要成分是NH4Cl
D．一段时间后，⑤中溶液可能变蓝
C【解析】①中高锰酸钾受热制备氧气，装置②中氯化铵与强氧化钙共热反应制备氨气，装置③中氨气在催化剂作用下与氧气发生催化氧化反应生成一氧化氮，装置④中反应生成的NO与过量的O2反应生成红棕色气体NO2，NO2与水蒸气反应生成硝酸，硝酸与氨气反应生成硝酸铵，会有白烟产生，装置⑤中氮的氧化物与氧气溶于水反应生成硝酸，硝酸与铜反应生成淡蓝色的硝酸铜溶液，据此回答。
A．氯化铵受热分解生成氨气和氯化氢，两者在试管口又会化合生成氯化铵，A正确；
B．由分析可知，③中气体颜色无明显变化，④中收集到红棕色气体，一段时间后产生白烟说明③中氨气在催化剂作用下与氧气发生催化氧化生成一氧化氮，反应方程式为：4NH3+5O24NO+6H2O，B正确；
C．由分析可知，④中白烟的主要成分是硝酸铵，C错误；
D．装置⑤中氮的氧化物与氧气溶于水反应生成硝酸，硝酸与铜反应生成淡蓝色的硝酸铜溶液，D正确；
故选C。
7．（2023·吉林长春·东北师大附中校考模拟预测）利用氮的化合物的同时，有效治理和减少污染是我们面临的重要课题。
(1)NH3和N2H4是氮元素的两种重要的氢化物。下图为实验室模拟尿素法制备水合肼(N2H4·H2O)的流程图：
已知：①N2H4·H2O易溶于水，具有强还原性，易被氧化成N2。
②一定条件下，碱性NaClO溶液与尿素溶液反应生成N2H4·H2O。
回答下列问题：
①结合NH3分子的结构和性质，解释NH3常用作制冷剂的原因为 。
②吸收塔内发生反应的离子方程式为 。
③写出反应器1中生成水合肼反应的化学方程式为 。
④反应器1要控制NaClO溶液的用量，其主要目的是 。
(2)科学家发现可以利用细胞中三种酶处理废水中含氮粒子，反应过程如图所示。
①反应过程中所涉及N2H4和 两种粒子，其中H-N-H与O-N-O相比键角较大的粒子为 。
②用电离方程式表述NH2OH的水溶液显碱性的原因 。
(3)盐酸羟胺(NH2OHC1)是一种常见的还原剂和显像剂，其化学性质与NH4Cl类似。工业上主要采用图1所示的方法制备。其电池装置中含Fe的催化电极反应机理如图2所示(不考虑溶液体积的变化)。
①图2中N离子的电子式为 。
②电池工作时，每消耗2.24L NO (标准状况)，左室溶液质量增加 g。
(1) NH3分子间易形成氢键，故氨气易液化；液化的氨气在气化时需要破坏氢键，吸收大量的热，因此NH3可被用作制冷剂 Cl2+2OH－=Cl－+ClO－+H2O CO(NH2)2 +NaClO+2NaOH N2H4·H2O+Na2CO3+NaCl 防止过量的NaClO将生成的N2H4·H2O氧化
(2) NH2OH+H2ONH3OH++OH－
(3) 3.3
【解析】由题给流程可知，氯气与氢氧化钠溶液在吸收塔中反应得到次氯酸钠溶液，次氯酸钠溶液与尿素在反应器I中，硫酸锰做催化剂作用下，碱性条件下反应得到含有碳酸钠，氯化钠和水合肼溶液；
（1）①常用作制冷剂的原因：分子间易形成氢键，故氨气易液化；液化的氨气在气化时需要破坏氢键，吸收大量的热，因此可被用作制冷剂；
②由分析可知，吸收塔内发生反应为氯气和氢氧化钠溶液反应生成氯化钠，次氯酸钠和水，反应的离子方程式为：；
③由分析可知，反应器I中生成水合肼的反应为次氯酸钠溶液与尿素在硫酸锰催化剂作用下，碱性条件下反应得到含有碳酸钠，氯化钠和水合肼，反应的化学方程式为：；
④由题中信息可知，水合肼具有还原性，易被氧化成氮气，若次氯酸钠溶液过量，会将水合肼氧化，导致产率降低；
（2）①中O原子不提供孤电子对为杂化，键角大约为120°，中氮氮之间为单键，每个氮原子再连两个氢原子，为杂化，则键角大的为；
②水溶液显碱性，是因为可以电离出氢氧根，电离方程式为：；
（3）①由题意可知，具体和氨气类似的弱碱性，可以和盐酸反应生成盐酸羟胺，所以缺少的第一步反应为,图2中N为，电子式为： ；
②含Fe的催化电极为正极，电极反应式为：，2.24L的NO标况下是0.1ml，左室增加的质量为0.1mlNO和0.3ml氢离子的质量，即。
8．（2023·北京海淀·清华附中校考三模）某小组同学探究铜和浓硝酸的反应，进行如下实验：
实验1：分别取浓硝酸与不同质量的铜粉充分反应，铜粉完全溶解，溶液颜色如下表：
(1)写出铜和浓硝酸反应的离子方程式： 。
(2)小组同学认为溶液显绿色的可能原因是：
猜想1：硝酸铜浓度较高，溶液呈绿色；
猜想2：溶解在混合溶液中，溶液呈绿色。
依据实验1中的现象，判断猜想1是否合理，并说明理由： 。
(3)取⑤中溶液， (填操作和现象)，证实猜想2成立。
小组同学进行如下实验也证实了猜想2成立。
实验2：向①中溶液以相同流速分别通入和空气，观察现象。
(4)结合上述实验现象，下列推测合理的是 (填字母序号)。
a．①中溶液通入时，被缓慢氧化为
b．①中溶液里某还原性微粒与绿色有关，通入空气时较快被氧化
c．空气小的溶于水显酸性，促进了溶液变蓝色
d．加热溶液①后，可能观察到溶液变蓝的现象
(5)小组同学继续探究实验2中现象的差异，并查阅文献：
ⅰ.“可溶性铜盐中溶解亚硝酸”可能是实验①中溶液显绿色的主要原因
ⅱ.在溶液中存在
反应l：(慢)
反应2：(快)
解释实验2中“通入氮气变蓝慢，通入空气变蓝快”的原因 。
小组同学为确认亚硝酸参与了形成绿色溶液的过程，继续进行实验。
实验3：取3份等体积的①中绿色溶液，分别加入不同物质，观察现象。
(6)实验中加入的固体物质是 (填化学式)。加入后溶液迅速变蓝可能的原因是(用化学方程式表示)：， ， 。
(1)Cu+4H++=2NO2↑+2H2O
(2)不合理，实验编号①~⑤中铜粉均溶解，随着硝酸铜浓度的增大，溶液颜色反而由绿色变为蓝色，与假设不符
(3)通入NO2气体，溶液颜色变绿
(4)bd
(5) 通入氮气时，二氧化氮和一氧化氮气体被吹出，由于反应1较慢，亚硝酸浓度下降较慢；通入空气时，一氧化氮与空气中的氧气发生反应，溶液中一氧化氮浓度降低，对溶液颜色变化影响程度较大的反应2快速向正反应方向移动，亚硝酸浓度降低快，溶液颜色变化快。 NaNO2（或其他亚硝酸盐）
(6) NaNO2（或其他亚硝酸盐）
【详解】（1）铜和浓硝酸反应生成NO2气体和水，。
（2）根据题意，铜粉完全溶解，则随着铜粉质量的增加，溶液中硝酸铜的浓度浓度不断增大，但溶液颜色有绿色逐渐变为蓝色，与假设不符，故假设1不合理。
（3）猜想2认为，溶解在混合溶液中使溶液呈绿色，故向⑤中溶液通入NO2若溶液变为绿色，则猜想2成立。
（4）实验2证明，向①中溶液通入氮气溶液较慢变为蓝色，通入空气溶液较快变为蓝色； 化学性质稳定，在上述溶液中不能被氧化为 ，a错误；①中溶液里某还原性微粒与绿色有关，通入空气时较快被氧化，空气中的氧气具有氧化性，能够氧化溶液中的还原性微粒，b正确；酸性物质不能促进溶液变为蓝色，c错误；加热溶液①，加快反应速率，可能观察到溶液变蓝的现象，d正确；故选择bd两项。
（5）向溶液中通入N2时，NO2和NO气体被吹出，由于反应1进行较慢，亚硝酸的浓度下降较慢；通入空气时，NO与空气中的氧气发生反应，溶液中NO的浓度降低，对溶液颜色变化影响程度较大的反应2快速向正反应方向移动，亚硝酸浓度降低快，溶液颜色变化快。
（6）根据实验2可知，亚硝酸参与了绿色的形成过程，故向①的溶液中加入亚硝酸盐能够使溶液绿色变深；加入过氧化氢后，溶液迅速不变蓝，说明过氧化氢能够与亚硝酸发生反应，使溶液中亚硝酸浓度降低，亚硝酸具有还原性，过氧化氢具有氧化性，故过氧化氢将亚硝酸氧化为硝酸：，同时溶液中的一氧化氮也被过氧化氢氧化为硝酸：。
【能力提升】
1．（2023·广东广州·统考三模）实验室用NH4Cl和熟石灰反应生成NH3，按照制备、净化、性质检验、收集及尾气处理的顺序进行试验。下列装置不能达到实验目的的是
A． B．
C． D．
D【详解】A．实验室可以加热NH4Cl和Ca(OH)2的固体混合物来制备氨气，故A能达到实验目的；
B．实验室常用碱石灰来干燥氨气，故B能达到实验目的；
C．氨气具有还原性，在加热条件下和CuO发生氧化还原反应生成Cu和N2，故C能达到实验目的；
D．氨气极易溶于水，D中氨气通入水中后会发生倒吸，水进入安全瓶后仍然后倒吸入实验装置中，故D不能达到实验目的；
故选D。
2．（2023·福建三明·统考模拟预测）的KOH溶液称为奈斯勒(Nessler)试剂，其制备流程及特色反应如图所示。
下列说法错误的是
A．反应①的离子方程式为：
B．由反应②可知用KI溶液可除去中的
C．反应③中消耗的和的物质的量之比为1：4
D．可用奈斯勒试剂检验中微量的
B【详解】汞和过量的稀硝酸反应生成硝酸汞，再和过量的碘化钾溶液反应生成，再加入氢氧化钾和微量的铵根离子反应生成奈斯勒试剂。
A．汞和硝酸反应生成硝酸汞和一氧化氮和水，反应的离子方程式为，A正确；
B．反应②用碘化钾反应除去硝酸银，B错误；
C．反应③离子方程式为：= +3I-+3H2O，其中消耗的和的物质的量之比为1：4，C正确；
D．奈斯勒试剂遇到铵根离子反应生成红色沉淀，故能检验中微量的，D正确；
故选B。
3．（2023·北京海淀·清华附中校考三模）将浓氨水分别滴加到下列试剂中，产生的实验现象、体现出的性质以及对应的方程式不正确的是。
A【详解】A．一水合氨为弱电解质，，A错误；
B．氯气自身有强氧化性，可以把氨水中的溶质氧化为氮气，自身被还原为氯化铵，B正确；
C．浓氨水滴入到烧碱中，溶解放热，且碱性较强，促进氨水分解，生成氨气，C正确；
D．浓氨水滴加硫酸铜，溶液变色，生成了[Cu(NH3)4]SO4，D正确；
故答案为：A。
4．（2023·山东德州·统考三模）某学习小组利用制备的流程如下图，下列说法正确的是
A．实验前和实验后均需通一段时间的或
B．反应器1中加入少量稀硫酸可提高稀硝酸的利用率
C．气体B在反应器1中是还原产物，在2中是氧化剂
D．理论上反应器1、2中生成盐的物质的量之比为3：1
BD【解析】实验前用氮气排出装置内空气，铜和稀硝酸、稀硫酸反应生成NO，NO和反应生成，再用氮气排出装置内的NO，以便尾气吸收。
A．实验前和实验后均需通一段时间的，实验前主要排出装置内的空气，防止生成时，被氧化，实验后主要排出装置内的NO气体，有利于尾气吸收，不能用排出装置内的空气，二氧化碳会与反应生成碳酸钙杂质，故A错误；
B．根据，则反应器1中加入少量稀硫酸可提高稀硝酸的利用率，故B正确；
C．气体B为NO，根据，则NO在反应器1中是还原产物，NO和反应生成，则NO在2中是还原剂，故C错误；
D．根据，，则理论上反应器1、2中生成盐的物质的量之比为3：1，故D正确。
综上所述，答案为BD。
5．（2023·岳阳第一中学高三月考）氮化钡( Ba3N2)是一种重要的化学试剂。高温下，向氢化钡(BaH2)中通入氮气反应生成氮化钡，在实验室可用如图装置制备(每个装置只用一次)。已知： Ba3N2遇水反应； BaH2在潮湿空气中能自燃，遇水反应。下列说法不正确的是
A．实验时，先点燃装置丙中的酒精喷灯，后点燃装置乙中的酒精灯
B．该实验装置中缺少尾气处理装置
C．按气流方向，装置的连接顺序可为c→b→a→d→e→g
D．装置甲中的浓硫酸和装置丁中的碱石灰均可防止水蒸气进入装置丙中
A【解析】结合图示可知，丙装置中氢化钡(BaH2)与氮气在高温下反应制得氮化钡（Ba3N2），制备氮化钡时，甲装置盛放的浓硫酸用于干燥氮气，乙装置用于制备氮气；由于Ba3N2遇水反应，BaH2在潮湿空气中能自燃，遇水反应，则丁装置中碱石灰用于避免空气中的水进入丙而导致Ba3N2、BaH2变质，则气流从左向右的字母连接顺序为c→b→a→d→e→g→f。
A．BaH2在潮湿空气中能自燃，则实验时应该先点燃装置乙中的酒精灯，反应一段时间，使生成的氮气将装置内的空气排出后，再点燃装置丙中的酒精喷灯进行反应，A错误；
B．该实验中氢化钡(BaH2)与氮气在高温下反应制得氮化钡(Ba3N2)，同时有氢气放出，氢气属于易燃气体，不能直接排放，所以该实验装置中缺少尾气处理装置，B正确；
C．根据分析可知，按气流方向，装置的连接顺序可为c→b→a→d→e→g，C正确；
D．浓硫酸和碱石灰都具有吸水作用，可防止水蒸气进入装置丙中导致产物变质，D正确。
6．（2023年南通中学高三月考）在NO催化下，丙烷与氧气反应制备丙烯的部分反应机理如图所示。下列说法错误的是
A．含N分子参与的反应一定有电子转移
B．由NO生成的反应历程有2种
C．增大NO的量，的平衡转化率不变
D．当主要发生包含②的历程时，最终生成的水减少
D【解析】A．根据反应机理的图示知，含N分子发生的反应有NO+∙OOH=NO2+∙OH、NO+NO2+H2O=2HONO、NO2+∙C3H7=C3H6+HONO、HONO=NO+∙OH，含N分子NO、NO2、HONO中N元素的化合价依次为+2价、+4价、+3价，上述反应中均有元素化合价的升降，都为氧化还原反应，一定有电子转移，A项正确；
B．根据图示，由NO生成HONO的反应历程有2种，B项正确；
C．NO是催化剂，增大NO的量，C3H8的平衡转化率不变，C项正确；
D．无论反应历程如何，在NO催化下丙烷与O2反应制备丙烯的总反应都为2C3H8+O22C3H6+2H2O，当主要发生包含②的历程时，最终生成的水不变，D项错误。
7．（2023深圳光明中学高三月考）某化学实验小组探究氢氧化镁在氯化铵溶液中的溶解实验。已知：常温时，Ksp[Mg(OH)2]=4×10-12，Kb(NH3·H2O)=1.75×10-5，Ka(CH3COOH)=1.75×10-5。
I.氢氧化镁粉末的溶解
(1)常温下，实验①中有少量的氢氧化镁粉末溶解，向溶液①中滴加酚酞，溶液变为粉红色，则pH=_______(已知：1g2=0.3)。
(2)实验②中氢氧化镁粉末大量溶解，实验②中反应的离子方程式为_______，此反应的平衡常数K=_______(结果保留两位有效数字)。微热实验②中试管，有刺激性气味气体产生，检验此气体的方法为_______。
II.探究氢氧化镁粉末在氯化铵溶液中的溶解原因。
(3)猜想1：NH4Cl溶液中的NH结合Mg(OH)2溶液中的OH-，使得溶解平衡正移。
猜想2：_______。
将猜想2补充完整，为证明上述猜想，甲同学设计实验③，发现氢氧化镁粉末大量溶解。通过实验③可证明_______(填“猜想1”或“猜想2”)成立。
(4)乙同学认为实验③中的CH3COO-也可能参与反应，故设计实验④证明上述结论。实验④为_______(填实验方案)。
(1)10.3
(2) Mg(OH)2 +2NH=Mg2+ +2NH3·H2O 1.3 ×10-2 湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，试纸变蓝
(3) NH4Cl水解显酸性，Mg(OH)2与酸反应而溶解 猜想 1
(4)将5.0g Mg(OH)2粉末溶于5 mL pH=7的NH4Cl和NH3·H2O的混合液
【解析】(1)Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg2+)c2(OH-)，则c (OH-)= ==2 ×10-4ml·L-1，则c(H+)===5×10-11ml/L，故pH=10.3， 故答案为：10.3；
(2)实验②中氢氧化镁粉末大量溶解，实验②中反应的离子方程式为Mg(OH)2 +2NH=Mg2+ +2NH3·H2O，此反应的平衡常数K=1.3 ×10-2，微热后产生NH3，检验NH3的方法是将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，试纸变蓝，故答案为：Mg(OH)2 +2NH=Mg2+ +2NH3·H2O；1.3 ×10-2；湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，试纸变蓝；
(3)猜想2：NH4Cl水解显酸性，Mg(OH)2与酸反应而溶解。实验③中CH3COONH4溶液显中性，氢氧化镁粉末大量溶解。说明氢氧化镁粉末在氯化铵溶液中的溶解原固是NH3Cl溶液中的NH4+结合Mg(OH)2溶液中的OH-，使得溶解平衡正移，说明猜想1成立，故答案为：NH4Cl水解显酸性，Mg(OH)2与酸反应而溶解；猜想1；
(4)为排除CH3COO-和H+的干扰，故实验④可为将5.0 g Mg(OH)2粉束溶于5 mL pH=7的NH4Cl和NH3· H2O的混合液，故答案为：将5.0g Mg(OH)2粉末溶于5 mL pH=7的NH4Cl和NH3·H2O的混合液。
8．（2023呼和浩特一中高三月考）磷酸氢二铵[]常用于干粉灭火剂。某研究小组用磷酸吸收氢气制备，装置如图所示(夹持和搅拌装置已省略)。
回答问题：
(1)实验室用和制备氨气的化学方程式为_______。
(2)现有浓质量分数为85%，密度为1.7g/mL。若实验需100mL1.7ml/L的溶液，则需浓_______mL(保留一位小数)。
(3)装置中活塞的作用为_______。实验过程中，当出现_______现象时，应及时关闭，打开。
(4)当溶液pH为8.0~9.0时，停止通，即可制得溶液。若继续通入，当时，溶液中、_______和_______(填离子符号)浓度明显增加。
(5)若本实验不选用pH传感器，还可选用_______作指示剂，当溶液颜色由_______变为时，停止通。
(1)
(2)11.5
(3) 平衡气压防倒吸 倒吸
(4)
(5) 酚酞 无
【解析】 (1)实验室用NH4Cl(s)和Ca(OH)2(s)在加热的条件下制备氨气，反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑；
(2)根据公式可得，浓H3PO4的浓度，溶液稀释前后溶质的物质的量不变，因此配制100mL 1.7ml/L的H3PO4溶液，需要浓H3PO4的体积V=；
(3)由于NH3极易溶于水，因此可选择打开活塞K2以平衡气压，防止发生倒吸，所以实验过程中，当出现倒吸现象时，应及时关闭K1，打开K2；
(4)继续通入NH3，(NH4)2HPO4继续反应生成(NH4)3PO4，当pH＞10.0时，溶液中OH-、、的浓度明显增加；
(5)由(4)小问可知，当pH为8.0~9.0时，可制得(NH4)2HPO4，说明(NH4)2HPO4溶液显碱性，因此若不选用pH传感器，还可以选用酚酞作指示剂，当溶液颜色由无色变为浅红时，停止通入NH3，即可制得(NH4)2HPO4溶液。
【真题感知】
1．（2023·广东·统考高考真题）1827年，英国科学家法拉第进行了喷泉实验。在此启发下，兴趣小组利用以下装置，进行如下实验。其中，难以达到预期目的的是
A．图1：喷泉实验 B．图2：干燥C．图3：收集D．图4：制备
B【详解】A．极易溶于水，溶于水后圆底烧瓶内压强减小，从而产生喷泉，故A可以达到预期；
B．P2O5为酸性氧化物，具有碱性，两者可以发生反应，故不可以用P2O5干燥，故B不可以达到预期；
C．的密度比空气小，可采用向下排空气法收集，故C可以达到预期；
D．CaO与浓氨水混合后与水反应并放出大量的热，促使挥发，可用此装置制备，故D可以达到预期；
故选B。
2．（2023·湖北·统考高考真题）利用如图所示的装置(夹持及加热装置略)制备高纯白磷的流程如下：
下列操作错误的是
A．红磷使用前洗涤以除去表面杂质
B．将红磷转入装置，抽真空后加热外管以去除水和氧气
C．从a口通入冷凝水，升温使红磷转化
D．冷凝管外壁出现白磷，冷却后在氮气氛围下收集
C【详解】A．红磷表面有被氧化生成的五氧化二磷，五氧化二磷可以溶于水，因此红磷在使用前应洗涤，A正确；
B．真空环境可以降低物质的熔沸点，有利于将红磷转化为白磷，但是由于抽真空时不能将水气和氧气完全除去，还需要对装置外管进行加热，这时可以保证反应环境无水无氧，B正确；
C．若从a口通入冷凝水，则冷凝水无法充满整个冷凝管，冷凝效果不好，需要用b口通入，此时可以将冷凝水充满冷凝管，C错误；
D．白磷易被空气中的氧气氧化，因此在收集白磷时应将反应装置冷却，再在氮气氛的条件下收集白磷，D正确；
故答案选C。
3．（2022·天津·统考高考真题）燃油汽车行驶中会产生CO、NO等多种污染物。下图为汽车发动机及催化转化器中发生的部分化学反应。以下判断错误的是
A．甲是空气中体积分数最大的成分B．乙是引起温室效应的气体之一
C．反应(Ⅰ)在常温下容易发生D．反应(Ⅱ)中NO是氧化剂
C【解析】甲和氧气反应生成一氧化氮，一氧化氮和一氧化碳反应生成甲和二氧化碳，再根据元素守恒，则甲为氮气。
A．甲是氮气，氮气空气中体积分数最大的成分，故A正确；
B．乙是二氧化碳，则乙是引起温室效应的气体之一，故B正确；
C．由于氮气含有氮氮三键，因此反应(Ⅰ)在常温下不容易发生，在高温或放电条件下发生，故C错误；
D．一氧化碳和一氧化氮反应生成氮气和二氧化碳，一氧化氮中氮化合价降低，因此反应(Ⅱ)中NO是氧化剂，故D正确。
综上所述，答案为C。
4．（2022·重庆·统考高考真题）工业上用N2和H2合成NH3，NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
A．消耗14gN2生成NH3分子数为2 NA
B．消耗1mlH2，生成N－H键数为2 NA
C．生成标准状况下22.4LNH3，电子转移数为2 NA
D．氧化1mlNH3生成NO，需O2分子数为2 NA
B【详解】A．由方程式可知，消耗14g氮气生成氨气的分子数为×2×NAml—1=NA，故A错误；
B．由方程式可知，消耗1ml氢气生成N－H键数为1ml××3×NAml—1=2NA，故B正确；
C．由方程式可知，生成标准状况下22.4L氨气，反应电子转移数为×3×NAml—1=3NA，故C错误；
D．由得失电子数目守恒可知，1ml氨气与氧气反应生成一氧化氮，需氧气分子数为1ml××NAml—1=1.25NA，故D错误；
故选B。
5．（2023·湖北·统考高考真题）学习小组探究了铜的氧化过程及铜的氧化物的组成。回答下列问题：
(1)铜与浓硝酸反应的装置如下图，仪器A的名称为 ，装置B的作用为 。
(2)铜与过量反应的探究如下：
实验②中Cu溶解的离子方程式为 ；产生的气体为 。比较实验①和②，从氧化还原角度说明的作用是 。
(3)用足量NaOH处理实验②新制的溶液得到沉淀X，元素分析表明X为铜的氧化物，提纯干燥后的X在惰性氛围下加热，mgX完全分解为ng黑色氧化物Y，。X的化学式为 。
(4)取含X粗品0.0500g(杂质不参加反应)与过量的酸性KI完全反应后，调节溶液至弱酸性。以淀粉为指示剂，用标准溶液滴定，滴定终点时消耗标准溶液15.00mL。(已知：，)标志滴定终点的现象是 ，粗品中X的相对含量为 。
【答案】(1) 具支试管 防倒吸
(2) Cu+H2O2+2H+= Cu2++2H2O O2 既不是氧化剂，又不是还原剂
(3)CuO2
(4) 溶液蓝色消失，且半分钟不恢复原来的颜色 96%
【详解】（1）由图可知，仪器A的名称为具支试管；铜和浓硝酸反应生成硝酸铜和二氧化氮，其中二氧化氮易溶于水，需要防倒吸，则装置B的作用为防倒吸；
（2）根据实验现象，铜片溶解，溶液变蓝，可知在酸性条件下铜和过氧化氢发生反应，生成硫酸铜，离子方程式为：Cu+H2O2+2H+= Cu2++2H2O；硫酸铜可以催化过氧化氢分解生成氧气，则产生的气体为O2；在铜和过氧化氢的反应过程中，氢元素的化合价没有发生变化，故从氧化还原角度说明的作用是：既不是氧化剂，又不是还原剂；
（3）在该反应中铜的质量m(Cu)=n×，因为，则m(O)=，则X的化学式中铜原子和氧原子的物质的量之比为：，则X为CuO2；
（4）滴定结束的时候，单质碘消耗完，则标志滴定终点的现象是：溶液蓝色消失，且半分钟不恢复原来的颜色；在CuO2中铜为+2价，氧为-1价，根据，可以得到关系式：，则n(CuO2)=×0.1ml/L×0.015L=0.0005ml，粗品中X的相对含量为。
年份
卷区
考点分布
氮气与氮的氧化物的性质
硝酸的性质及用途
氨气和铵盐的性质及用途
综合应用
2023
江苏
√
√
√
广东
√
北京
√
浙江
√
√
全国
√
2022
天津
√
重庆
√
河北
√
北京
√
江苏
√
√
山东
√
√
√
浙江
√
2021
重庆
√
√
江苏
√
√
√
广东
√
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＋N2eq \(=====,\s\up7(△),\s\d5( ))Mg3N2
N2＋3H22NH3
还原性
N2＋O2eq \(=====,\s\up7(放电),\s\d5( ))2NO
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
大气污染物
主要成分
危害
可吸入
颗粒物
大气中液体、固体状颗粒物，又称飘尘
加重呼吸道疾病，其他有害气体转化的催化剂
S的氧化物
SO2、SO3
酸雨
N的氧化物
NO、NO2
光化学烟雾、酸雨、破坏臭氧层
C的氧化物
CO
降低血液的输氧能力
碳氢化合物
CH4、C2H6等
温室效应、光化学烟雾
氟氯代烃
CF3Cl(氟利昂)等
破坏臭氧层
步骤
操作及现象
①
关闭K2，打开K1，打开弹簧夹通一段时间的氮气，夹紧弹簧夹，开始A中反应，一段时间后，观察到E中溶液逐渐变为深棕色
②
停止A中反应，打开弹簧夹和K2、关闭K1，持续通入N2一段时间
③
更换新的E装置，再通一段时间N2后关闭弹簧夹，使A中反应继续，观察到的现象与步骤①中相同
实验
实验操作及现象
结论
甲
滴入无色酚酞溶液中，无色酚酞溶液变红
是弱酸
乙
滴入少量酸性KI-淀粉溶液中，振荡，酸性KI-淀粉溶液变蓝
酸性条件下，具有氧化性
丙
滴入少量酸性溶液中，振荡，酸性溶液褪色
酸性条件下，具有还原性
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)eq \(=====,\s\up7(△))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）
步骤
现象
Fe表面产生大量无色气泡，液面上方变为红棕色
Fe表面产生少量红棕色气泡后，迅速停止
Fe、Cu接触后，其表面均产生红棕色气泡
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↓＋3NHeq \\al(＋,4)
生成红褐色沉淀
Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NHeq \\al(＋,4)
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↓＋NHeq \\al(＋,4)
AgOH＋2NH3·H2O==[Ag(NH3)2]＋＋OH－＋2H2O
先生成白色沉淀后消失
与氧气反应
4NH3＋5O2eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))4NO＋6H2O
氨的催化氧化是工业制硝酸的基础反应
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
气体
HCl
NH3
CO2、Cl2、
SO2、H2S
NO2
NO、O2、
(4∶3)
NO2、O2
(4∶1)
吸收
剂
水、NaOH
溶液
水
NaOH
溶液
水
水
水
编号
①
②
③
④
⑤
铜粉质量/g
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
溶液颜色
绿色
草绿色
蓝绿色偏绿
蓝绿色偏蓝
蓝色
通入气体
氮气
空气
现象
液面上方出现明显的红棕色气体
后溶液变为蓝色
液面上方出现明显的红棕色气体
后溶液变为蓝色
加入物质
固体
3滴30％溶液
3滴水
现象
溶液绿色变深
溶液迅速变为蓝色
溶液颜色几乎不变
实验
试剂
现象
性质
方程式
A
滴有酚酞的蒸馏水
溶液变红
碱性
B
氯气
产生白烟
还原性
C
烧碱固体
产生刺激性气味的气体
不稳定性
D
溶液
溶液最终变为深蓝色
可形成配合物
1．3年真题考点分布
2．命题规律及备考策略
【命题规律】近3年新高考卷对于该专题主要考查：
1．氮气与氮的氧化物的性质及应用
2．硝酸的性质探究
3．氨气和铵盐的性质及应用
【备考策略】熟练掌握氮及其化合物之间的转化关系，熟悉各物质的特特殊性质及其应用；明确元素化合物和化学反应原理、物质结构和性质之间的联系。
【命题预测】氮元素的多种价态及各种价态化合物的相互转化内容丰富，是氧化还原反应的重要素材，也是化学反应原理的重要素材。氮及其化合物的考查以氨气、氨水、铵盐、一氧化氮、二氧化氮与硝酸等物质的性质为重点，突出考查反应方程式的书写和相关氧化还原反应知识，以及化学与STSE的关系，考查形式灵活多样，题型多变，相关题目新颖、知识覆盖面广、思维跨度大，大多以选择题、综合实验题、化学反应原理题的形式出现。
考法1 氮气和氮的氧化物的结构与性质
氮元素的原子序数为7，位于元素周期表第二周期ⅤA族，处于p区，价电子排布式为2s22p3，核外空间电子运动状态有5种，不成对电子数为3，原子半径大于氧原子，非金属性小于氧元素，第一电离能大于氧元素，电负性小于氧元素。
1.氮气
2.一氧化氮和二氧化氮
（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。
【典例1】（2023·华中师大附中高三月考）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( )
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。答案：C
【拓展延伸】绿色化学与环境保护
（1）主要的大气污染物及其危害
（2）绿色化学
【典例2】（2023·杭州学军中学高三月考）工业上常用亚硝酸钠(NaNO2)作媒染剂、漂白剂、钢材缓蚀剂、金属热处理剂。某兴趣小组用下列装置制备NaNO2并探究NO、NO2的某一化学性质(A中加热装置已略去)。
已知：①2NO＋Na2O2===2NaNO2；
②NO能被酸性KMnO4氧化成NOeq \\al(－,3)，MnOeq \\al(－,4)被还原为Mn2＋。
请回答下列问题：
(1)装置A三颈烧瓶中发生反应的化学方程式为 。
(2)用上图中的装置制备NaNO2，其连接顺序为：a→ →h(按气流方向，用小写字母表示)，此时活塞K1、K2如何操作 。
(3)E装置发生反应的离子方程式是 。
(4)通过查阅资料，NO2或NO可能与溶液中Fe2＋发生反应。某同学选择上述装置并按A→C→E顺序连接，E中装入FeSO4溶液，进行如下实验探究。
步骤②操作的目的是 ；
步骤③C瓶中发生反应的化学方程式为 ；通过实验可以得出： (填“NO2”或“NO”中的一种或两种)和溶液中Fe2＋发生反应使溶液呈深棕色。
【解析】(1)Cu与浓硝酸反应生成NO2，配平方程式即可。
(2)A生成NO2，根据已知①可知，生成的NO2先通入C中的水中生成NO，然后干燥除去H2O与Na2O2反应的干扰，制备NaNO2，最后用酸性KMnO4吸收尾气NO。在操作时注意反应装置中空气的排尽。
(3)根据化合价升降配平离子方程式。
(4)根据②③实验可知NO和Fe2＋反应。
【答案】(1)Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
(2)d→e→b(或c)→c(或b)→f(或g)→g(或f) 关闭K1，打开K2
(3)3MnOeq \\al(－,4)＋4H＋＋5NO===3Mn2＋＋5NOeq \\al(－,3)＋2H2O
(4)排尽装置中残留的NO2 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO NO
1．（2023·山东枣庄·统考三模）实验室通过反应：制备。下列实验装置不能达到实验目的的是
A．用装置甲制备NOB．用装置乙干燥NO
C．用装置丙制备D．用装置丁处理尾气
D【详解】A．甲中利用稀硝酸和碳酸钙反应生成的二氧化碳先排尽装置中的空气，然后用Cu与稀硝酸反应制备NO，故A正确；
B．装置乙中碱石灰可干燥NO，故B正确；
C．丙中发生2NO+Na2O2＝2NaNO2，故C正确；
D．丁中吸收尾气的导气管需深入液面以下，而且NO与氧气反应的用量不好控制与操作，多余的NO可能会从支管口溢出，不能达到尾气处理的目的，故D错误；
故选D。
2．（2023·天津河西·统考三模）工业烟气中常含有(NO、)。用NaClO溶液中将转化为，再将含溶液进行电化学环保处理。按要求回答下列问题。
(1)在大气中会形成酸雨，以NO为例，从氧化还原反应角度分析，过程中表现出的性质是 。
(2)向NaClO溶液中加入硫酸，研究初始pH对脱除率的影响，结果如下。
已知：
①不用盐酸调节NaClO溶液初始pH的原因是 。
②时NaClO溶液脱除NOₓ的反应为可逆反应，以NO为例，写出该反应的离子方程式： 。
③时，分析脱除率随溶液初始pH升高而增大的可能原因： 。
(3)将上述脱除后产生的含溶液，用铁碳微电池法在弱酸性条件下进行电化学环保处理，其工作原理及装置如图所示。
①电池工作时的负极为 。
②碳电极上的电极反应式为 。
③若甲室处理37.2g，则乙室可生成 ml。
(1)还原性
(2)盐酸具有还原性，能与NaClO反应，且生成有毒的氯气 溶液初始pH越高，越小，有利于②中可逆反应正向进行，故脱除率越大
(3) 铁电极 0.5
【详解】（1）NOx在大气中最终被氧化成硝酸，形成酸雨，该过程中NO中氮元素的化合价升高，NO表现还原性，故答案为：还原性；
（2）①盐酸是还原性酸，能与NaClO发生氧化还原反应，因此不能用盐酸调节NaClO溶液的pH值，故答案为：盐酸具有还原性，能与NaClO反应；
②pH=3.5时NaClO首先结合氢离子生成HClO，HClO表现强氧化性将NO氧化为，1mlNaClO得2ml电子生成lmlNaCl，lmlNO失3ml电子生成，根据得失电子守恒得：2NO+3HClO+H2O⇌2+3Cl-+5H+，故答案为：2NO+3HClO+H2O⇌2+3Cl-+5H+；
③由反应：2NO+3HClO+H2O⇌2+3Cl-+5H+和2NO2+HClO+H2O⇌Cl-+2+5H+，可知反应初始阶段随pH值升高，氢离子浓度减小，有利于平衡正向移动，从而提高NOx脱除率，故答案为：反应初始阶段随pH值升高，氢离子浓度减小，有利于平衡正向移动，从而提高NOx脱除率；
（3）①电池工作时的负极为铁电极，故答案为：铁电极；
②碳电极上的电极反应式为：2+12H++10e-=N2↑+6H2O，故答案为：2+12H++10e-=N2↑+6H2O；
③若甲室处理37.2g，物质的量,2+12H++10e-=N2↑+6H2O，转移电子3ml，电子守恒得到，电路中转移电子3ml，乙室中2～N2～6e-，则乙室可生成氮气物质的量0.5ml，故答案为：0.5。
3．（2023·海南省直辖县级单位·嘉积中学校联考二模）亚硝酸钠主要用于医药、染料和漂白等行业，也常用于食品保鲜剂。某小组拟利用氮氧化物(可用表示)制备亚硝酸钠，简易流程如图。
已知：，
回答下列问题：
(1)利用饱和溶液和饱和溶液在加热条件下反应可制得，该反应的化学方程式为 ；实验时装置B中应间断性通入适量的，其目的是 。
(2)装置C中盛装饱和溶液的仪器的名称是 ；NO不能单独被纯碱溶液吸收，为了使完全被纯碱溶液吸收且产品纯度最高， 。
(3)装置D的作用是 ，采用“倒置漏斗”措施的目的是 。
(4)设计实验探究的性质。实验完毕后，从装置C中分离出固体粗产品(不含杂质)，取少量上述产品配制成溶液，分成三份分别进行甲、乙、丙三组实验，实验操作及现象、结论如表。
上述实验 (填标号)的结论不可靠，理由是 。经实验测得实验丙反应后的溶液中氮元素仅以的形式存在，酸性溶液与反应的离子方程式为 。
(1) 将部分NO转化为
(2) 三颈烧瓶或三口烧瓶 1.5
(3) 吸收尾气 防倒吸
(4) 乙 产品可能混有
【解析】铜和稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，用氮气通入，将一氧化氮送入到碳酸钠溶液中，B中也通入氧气，与NO混合，在C处发生反应生成亚硝酸钠，用酸性高锰酸钾溶液处理尾气。
（1）利用饱和NH4Cl溶液和饱和NaNO2溶液在加热条件下反应生成N2、氯化钠和水，其反应的化学方程式为；实验时装置B中应间断性通入适量的，其目的是将部分NO转化为。
（2）根据图中信息得到装置C中盛装饱和Na2CO3溶液的仪器的名称是三颈烧瓶(或三口烧瓶)；NO不能单独被纯碱溶液吸收，只有二氧化氮，则纯碱与二氧化氮的反应为 2NO2+Na2CO3＝NaNO2+NaNO3+CO2，若是一氧化氮和二氧化氮混合物，则混合物于纯碱反应为NO2 +NO+Na2CO3＝2NaNO2+CO2，为了使NOx完全被碱液吸收且产品纯度高，可以理解为N2O3即NO1.5，则x＝1. 5。
（3）由于氮氧化物会污染环境，可能碳酸钠溶液没有完全吸收，则装置D的作用是吸收尾气，采用“倒置漏斗”措施的目的是防倒吸。
（4）由于二氧化氮与纯碱反应生成硝酸钠、亚硝酸钠和水，硝酸根在酸性条件下会氧化碘离子变为单质碘，因此上述实验乙的结论不可靠，理由是产品可能混有NO。以上经实验测得实验丙反应后的溶液中氮元素仅以NO的形式存在，酸性KMnO4溶液与NO反应生成锰离子、硝酸根和水，其反应的离子方程式为：。
考法2 硝酸的性质
硝酸分子的非羟基氧个数为2，属于强酸；硝酸根离子的价层电子对数为3，孤对电子对数为0，中心原子的杂化方式为sp2杂化，离子的空间构型为平面三角形，大π键的表达式为π46。
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
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。
【典例3】(2023年哈尔滨二中高三月考) 在通风橱中进行下列实验：
下列说法不正确的是( )
A．Ⅰ中气体由无色变红棕色的化学方程式：2NO＋O2===2NO2
B．Ⅱ中的现象说明Fe表面形成致密的氧化膜，阻止Fe进一步反应
C．对比Ⅰ、Ⅱ中现象，说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3
D．针对Ⅲ中现象，在Fe、Cu之间连接电流计，可判断Fe是否被氧化
【解析】 A．铁放入稀HNO3中发生反应Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，NO逸出，遇到O2生成NO2，气体由无色变为红棕色；B.铁放入浓HNO3中，在常温下会钝化，即在Fe表面形成致密的氧化膜，阻止Fe进一步反应；C.浓HNO3的氧化性强于稀HNO3；D.在铁、铜之间加一个电流计，根据电子的流向，可判断铁是否被氧化，若电子由铁移动到铜，则铁被氧化。答案：C
【易错警示】(1)硝酸具有强氧化性，浓硝酸的还原产物一般是NO2，稀硝酸的还原产物一般是NO，硝酸的浓度越大，氧化性越强，即浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。
(2)硝酸能溶解除Au、Pt以外的所有金属，金属与硝酸反应时硝酸的作用是强氧化性和酸性。
(3)浓硝酸保存在棕色细口瓶中，需用玻璃塞而不能用橡胶塞。
(4)硝酸与较活泼的金属反应不产生H2，且H＋、NOeq \\al(－,3)具有强氧化性，与还原性离子：Fe2＋、I－、S2－等不能大量共存。
(5)常温下，铁、铝在浓硝酸中会发生“钝化”现象，这是因为浓硝酸把其表面氧化成一层薄而致密的氧化膜，阻止了反应的进一步进行，所以，常温下可以用铝槽车装运浓硝酸。
【典例4】（2023·长沙一中高三月考）某小组的同学欲探究NH3经一系列反应得到HNO3和NH4NO3的过程。NH3的转化过程如图1所示。
甲、乙两同学分别按图2所示装置进行实验。用于A、B装置中的可选药品：浓氨水、30% H2O2溶液、蒸馏水、NaOH固体、MnO2。
(1)装置A的圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为________________________。装置E有多种作用，下列关于装置E的作用或其中所盛液体的说法中，不正确的是________(填字母)。
a．使氨气和氧气充分混合b．控制通入氨气和氧气的体积比
c．平衡装置内的压强d．锥形瓶内液体是饱和食盐水
(2)甲同学先点燃酒精灯，再打开K1、K2、K3、K4，反应一段时间后，成功模拟了反应过程，并将实验中产生的气体持续通入装置H一段时间后，装置H中的溶液变成蓝色，则其中铜片所参与反应的离子方程式为________________________，若制得的氨气仅按Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ的顺序完全转化为硝酸，欲使装置H中所得溶液为纯净的CuSO4溶液(忽略Cu2＋的水解)，理论上所需氨气在标准状况下的体积为________L(假设硝酸与铜反应产生的还原产物全部排出反应装置)。
(3)乙同学为模拟过程Ⅳ的反应，在甲同学操作的基础上对该装置进行了下列各项中的一项操作，使G处圆底烧瓶中产生大量白烟，你认为这项操作是________(填字母)。
a．关闭K3并熄灭酒精灯
b．关闭K4并熄灭酒精灯
c．关闭K3、K4并熄灭酒精灯
(4)丙同学认为该系列实验装置存在一处明显的设计缺陷，你认为该设计缺陷是__________。
【解析】(1)由题给条件和实验装置图可知，装置A是制备氧气的装置，装置B是制备氨气的装置，装置A的圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为2H2O2eq \(=====,\s\up7(MnO2))2H2O＋O2↑；装置E可以使氨气和氧气充分混合，观察装置E中气泡的速度可以控制通入氨气和氧气的体积比，装置E还可以平衡装置内的压强。因为氨气极易溶于水，所以锥形瓶中液体不能用饱和食盐水，选d。(2)铜与稀硫酸不反应，溶液呈蓝色，说明铜与硝酸发生了反应：3Cu＋8H＋＋2NOeq \\al(－,3)===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。n(H2SO4)＝0.15 L×1 ml·L－1＝0.15 ml，n(H＋)＝0.15 ml×2＝0.3 ml，n(SOeq \\al(2－,4))＝0.15 ml，根据反应3Cu＋8H＋＋2NOeq \\al(－,3)===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O和题目要求，故需要HNO3的物质的量为0.1 ml，根据NH3～NO～NO2～HNO3，可知需要NH3的物质的量为0.1 ml，在标准状况下的体积为2.24 L。(3)过程Ⅳ的反应是NH3与HNO3的反应，则应停止供O2，关闭K3，熄灭酒精灯，使氨气进入G发生反应，选a。(4)整套装置没有尾气处理装置。
【答案】(1)2H2O2eq \(=====,\s\up7(MnO2))2H2O＋O2↑ d(2)3Cu＋8H＋＋2NOeq \\al(－,3)===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O 2.24 (3)a (4)缺少尾气处理装置
1．（2023·山东济南·山东师范大学附中校考模拟预测）已知与溶液发生反应Ⅰ：；与酸化的溶液发生反应Ⅱ：，下列推断错误的是
A．由反应Ⅰ可知，中(Ⅱ)和(Ⅳ)含量之比为
B．由反应Ⅰ、Ⅱ可知，氧化性：
C．可与盐酸发生反应：
D．可与稀硝酸发生反应：
BD【详解】A．由反应Ⅰ可知，四氧化三铅可以改写为PbO2·2PbO，则四氧化三铅中二价铅和四价铅的含量之比为2：1，故A正确；
B．由反应Ⅰ可知，四氧化三铅与稀硝酸的反应是化合价没有变化的非氧化还原反应，说明稀硝酸不能将铅离子氧化为二氧化铅，则二氧化铅的氧化性强于硝酸，故B错误；
C．由反应Ⅱ可知，二氧化铅的氧化性强于高锰酸钾，则二氧化铅与盐酸反应生成二氯化铅、氯气和水，反应的化学方程式为，故C正确；
D．由反应Ⅰ可知，二氧化铅的氧化性强于硝酸，则铅与稀硝酸反应生成硝酸铅、一氧化氮和水，反应的化学方程式为，故D错误；
故选BD。
2．（2023·四川成都·成都七中校考模拟预测）如图是氮元素的几种价态与物质类别的对应关系。请回答下列问题：
(1)上述物质间的转化，属于固氮反应的有 (填序号)，是否属于酸性氧化物 (填“是”或“否”)。
(2)与图中的物质C常用于检验的存在，则C的化学式为 。
(3)工业上以B、空气、水为原料生产硝酸分为三步：其中第三步：，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(4)写出浓硝酸与木炭在加热条件下反应的化学方程式，并用单线桥表示其电子转移的情况 。
(5)如图装置可用于探究氯气与氨气的反应，实验时先通过三颈瓶瓶口1通入氨气，然后关闭b活塞，再通过瓶口2通入氯气。实验中三颈瓶内出现白烟并在内壁凝结成固体，发生反应的化学方程式为 ，请设计一个实验方案鉴定该固体中的阳离子 。
(6)有一瓶稀硫酸和稀硝酸的混合溶液，其中，。取100mL该混合溶液与12.8g铜粉反应，标准状况下生成A的体积为 L。
(1)①② 否
(2)
(3)1：2
(4)
(5) 取少量固体于试管中，加入NaOH溶液，微热，产生的气体在试管口用湿润的红色石蕊试纸检测，若试纸变蓝，则证明该固体中含
(6)2.24
【详解】（1）氮的固定是指氮气由单质转化为化合物的过程，属于固氮反应的有①②，不属于酸性氧化物，故填否。
（2）常用硝酸酸化的硝酸银检验的存在，则C的化学式为。
（3）第三步：反应为，该反应中NO2既是氧化剂又是还原剂，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：2。
（4）浓硝酸与木炭在加热条件下反应，C失去4个电子被氧化为CO2，HNO3得到电子被还原为NO2，单线桥表示其电子转移的情况为 ；
（5）三颈瓶内出现白烟并在内壁凝结成的固体为氯化铵，发生反应的化学方程式为，该固体中的阳离子为铵根离子，检验方案为取少量固体于试管中，加入NaOH溶液，微热，产生的气体在试管口用湿润的红色石蕊试纸检测，若试纸变蓝，则证明该固体中含。
（6）c（H2SO4）=2.0 ml•L-1，c（HNO3）=1.0 ml•L-1． 取100mL该混合溶液中n（H+）=0.1L×2×2ml/L+0.1L×1ml/L=0.5ml，n（NO）=0.1L×1ml/L=0.1ml，12.8g Cu的物质的量为12.8g÷64 g/ml=0.2ml，根据
0.2mlCu完全反应消耗mlNO、mlH+，故NO不足，由离子方程式可知生成标况下NO为0.1ml，体积为0.1ml×22.4L/ml=2.24L。
3．（2023·福建泉州·福建省泉州第一中学校考模拟预测）Cu与浓反应是中学阶段一个重要反应，某兴趣小组对实验中的一些现象及产物进行实验探究。
回答下列问题：
(1)Cu与浓反应的离子方程式为 。
(2)关于该实验下列说法错误的是 。
A．该反应需要加热才能进行 B．可通过抽动铜丝控制反应的开始和停止
C．反应后迅速生成大量红棕色气体 D．烧杯中仅发生中和反应
(3)小组同学发现Cu与浓反应所得混合溶液为绿色，Cu与稀反应所得混合溶液为蓝色，针对绿色产生的原因展开探究。
【提出猜想】
猜想a：浓度大
猜想b：溶解在溶液中
猜想c：由于与水反应能够生成，与能够发生可逆反应(绿色)
【实验探究】
实验i：配制饱和溶液，溶液呈蓝色。
实验ii：取适量Cu与浓反应后的溶液，置于图2所示装置中，鼓入空气后，溶液上方可观察到 ，5min后，溶液完全变为蓝色。
实验iii：取适量Cu与浓反应后的溶液，置于图2所示装置中，鼓入氮气后，溶液上方现象与实验ii相同，但5min后，溶液仍为绿色。
【实验结论】
对比实验ii与实验iii，可推测溶液为绿色的原因主要是 。
(4)小组同学还针对产物的热稳定性进行探究。在如图3所示的实验装置A中，用酒精喷灯对固体加强热，产生红棕色气体，在装置C中收集到无色气体，经验证为。当反应结束以后，试管中残留固体为红色。
①从实验安全角度考虑，需要在A、B间加入 装置。
②图4为样品高温过程的热重曲线(样品质量分数w%随温度变化的曲线)。加热到200℃的化学方程式为 ，继续高温至1000℃生成 (填化学式)固体。
(1)
(2)AD
(3) 有红棕色气体放出 溶于溶液中
(4) 防倒吸
【解析】铜丝与浓硝酸反应生成二氧化氮、硝酸铜和水，抽动铜丝可以控制反应的发生和停止，干燥管可以防止倒吸，尾气用NaOH溶液吸收。
（1）铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和H₂O，离子方程式为：；
（2）铜与浓硝酸反应不需加热，A错误；可以通过抽动铜丝控制反应的发生和停止，B正确；铜与浓硝酸反应生成二氧化氮红棕色气体，C正确；烧杯中有硝酸和氢氧化钠的中和反应，还有二氧化氮气体与氢氧化钠发生的氧化还原反应，D错误；错误的有AD；
（3）实验（i）证明硝酸铜溶液为蓝色，实验（ii）取Cu与浓反应所得绿色溶液通入空气，可以看到溶液上方有红棕色气体，由于空气把溶解在硝酸中的NO2带出气体呈红棕色，对比实验（iii）通入氮气也有红棕色，但是溶液仍为绿色，原因是空气中的氧气与二氧化氮和H₂O反应生成硝酸，二氧化氮反应完绿色消失，溶液显蓝色，而通入氮气的没有发生反应，溶液仍然为绿色，证明溶液为绿色的原因主要是溶于溶液中；（4）固体加热产生气体通入溶液中，从实验安全角度考虑，应该在两种装置之间加防倒吸装置，从热重曲线上得出，加热到200度时，固体质量剩余42.6%，=42.6%，因此加热到200度分解为CuO、NO2、O2，反应的化学方程式为：，加热到1000度时CuO又分解，固体只剩余Cu2O了。
考法3 氨气和铵盐的性质
1. 氨
（1）分子结构：氨分子中氮原子的价层电子对数为4，孤对电子对数为3，氮原子的杂化方式为sp3杂化，分子的VSEPR模型为四面体形，空间构型为三角锥，属于极性分子；氨分子间能形成氢键，熔沸点高于磷化氢，能与水分子形成分子间氢键，极易溶于水；氨分子具有孤对电子，能与具有空轨道的氢离子和过渡元素的离子形成配位键。
（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）。
（3）化学性质
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。
（4）实验室制法
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。
2.铵盐
由铵根离子和酸根离子构成的盐，叫铵盐。铵盐都是无色、易溶于水的晶体，铵盐属于铵态氮肥。铵根离子的中氮原子的价层电子对数为4，孤对电子对数为0，氮原子的杂化方式为sp3杂化，空间构型为正四面体形，离子的键角大于氨分子。
（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
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。
【典例5】（2023·中山一中高三月考）清代《本草纲目拾遗》中关于“鼻冲水(氨水)”的记载明确指出：“鼻冲水，……贮以玻璃瓶，紧塞其口，勿使泄气，则药方不减……唯以此水瓶口对鼻吸其气，即遍身麻颤出汗而愈，虚弱者忌之。宜外用，勿服。”下列有关“鼻冲水”的推断不正确的是( )
A．鼻冲水是弱电解质
B．鼻冲水滴入酚酞溶液中，溶液变红色
C．鼻冲水中含有分子和离子的种类为6种
D．鼻冲水中存在平衡：NH3＋H2ONH3·H2ONHeq \\al(＋,4)＋OH－
【解析】A.鼻冲水为氨水，氨水中的主要成分NH3·H2O为弱电解质，氨水本身为混合物，所以不是弱电解质，故A错误；B.氨水显碱性，可以使酚酞溶液变红，故B正确；C.氨水中含有的分子有NH3、H2O、NH3·H2O，离子有NHeq \\al(＋,4) 、 OH－、H＋，共6种，故C正确；D.氨水中存在平衡：NH3＋H2ONH3·H2ONHeq \\al(＋,4)＋OH－，故D正确。答案：A
【拓展延伸】喷泉实验
（1）喷泉实验的原理：使烧瓶内外在短时间内产生较大的压强差，利用大气压将烧瓶下面烧杯中的液体压入烧瓶内，在尖嘴导管口形成喷泉。
（2）形成喷泉的类型：下面是几种常见的能形成喷泉的气体和吸收剂。
（3）喷泉实验的发散装置和实验操作：
装置(Ⅰ)向锥形瓶通入少量空气，将少量水压入烧瓶，导致大量氨溶解，形成喷泉。
装置(Ⅱ)省去了胶头滴管，用手(或热毛巾等)捂热烧瓶，氨受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气，氨与水接触，即发生喷泉(或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶，使水进入烧瓶中，瓶内氨溶于水)。
装置(Ⅲ)在水槽中加入能使水温升高的物质致使锥形瓶内酒精因升温而挥发，锥形瓶内气体压强增大而产生喷泉。
装置(Ⅳ)向导管中通入一定量的H2S和SO2，现象为有淡黄色粉末状物质生成，瓶内壁附有水珠，NaOH溶液上喷形成喷泉。
装置(Ⅴ)打开①处的止水夹并向烧瓶中缓慢通入等体积的HCl气体后关闭该止水夹，等充分反应后再打开②处的止水夹，观察到先有白烟产生，后产生喷泉。
装置(Ⅵ)中，挤压胶头滴管，然后打开导管上部的两个活塞，则在右面烧瓶出现喷烟现象，再打开导管下部活塞，则可产生双喷泉。
【典例6】（2023广州番禺中学学高三月考）某化学兴趣小组利用图1装置制取氨气并探究氨气的有关性质。
图1 图2
(1)装置A中烧瓶内试剂可选用 (填字母代号，下同)，装置B中试剂可选用 。
a．碱石灰 b．浓硫酸 c．生石灰 d．五氧化二磷
e．烧碱
(2)在K2的导管末端连接图2装置中的 装置(填序号)，当装置D中集满氨气后，关闭K1、K2，打开K3，引发喷泉的实验操作是 。
(3)若探究氨气的还原性，需打开K1、K3，在K2处导管连接制取纯净、干燥氯气的装置。
①用二氧化锰与浓盐酸制取氯气，生成气体必须通过分别盛有 、 试剂的洗气瓶。
②D中氨气与氯气反应产生白烟，同时生成一种无色无味的气体，该反应的化学方程式为 。
③从K3处导管逸出的气体中含有少量Cl2，则C装置中应盛放 溶液(填化学式)，反应的离子方程式为 。
【解析】(1)在浓氨水中存在平衡：NH3＋H2ONH3·H2ONHeq \\al(＋,4)＋OH－，向其中加入生石灰[发生反应CaO＋H2O===Ca(OH)2生成Ca(OH)2]或烧碱，都会使平衡左移，同时放出大量的热促进氨水的挥发。碱石灰的成分是烧碱和生石灰，原理同上述，都可快速制备氨气。装置B为干燥装置，NH3为碱性气体，不能用酸性干燥剂(浓硫酸，P2O5)。
(2)氨气极易溶于水，不溶于CCl4，需选择防倒吸装置进行实验探究，因此需选择图2中的Ⅱ或Ⅲ。根据喷泉实验的原理，要使装置D发生喷泉现象。用热毛巾将烧瓶捂热，可使D中氨气受热膨胀通过导管与水接触，即产生“喷泉”。
(3)①用二氧化锰与浓盐酸制取的氯气中，混有氯化氢气体和水蒸气，要得到纯净、干燥的氯气需通过饱和食盐水除去氯化氢，通过浓硫酸除去水蒸气。
②探究氨气具有还原性，氯气与氨气反应产生“白烟”的成分为氯化铵，氯元素化合价降低，则生成的“无色无味的气体”必为氨气的氧化产物，可推知为氮气。
③氯气是有毒气体，可与强碱溶液反应，因此可用氢氧化钠溶液进行尾气吸收。
【答案】(1)ace ace
(2)Ⅱ或Ⅲ 用热毛巾将烧瓶捂热(其他合理答案均可)
(3)①饱和食盐水 浓硫酸 ②3Cl2＋8NH3===6NH4Cl＋N2 ③NaOH Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O
1．（2023·安徽·校联考三模）NH3可用作脱硝剂。某科研小组为了探究NO2能否被NH3还原，设计的装置如图所示(夹持、加热装置已略去，K1、K2为止水夹)：
下列说法正确的是
A．固体X可以是无水CaCl2
B．甲、乙试剂均可以是P2O5
C．实验时宜先通入NO2，再通入NH3有利于减少空气对实验的干扰
D．生成NO2的反应中n(还原剂)：n(氧化剂)=1：4
C【解析】由实验装置图可知，装置A中浓氨水与碱石灰或氧化钙反应制备氨气，装置B中盛有的碱石灰用于干燥氨气；装置E中浓硝酸与铜反应制备二氧化氮，装置D中盛有的五氧化二磷或硅胶用于干燥二氧化氮，装置C中氨气与二氧化氮做催化剂作用下反应生成氮气和水。
A．由分析可知，固体X为碱石灰或氧化钙，不可能是无水氯化钙，因为无水氯化钙吸收氨气会生成八氨氯化钙，故A错误；
B．由分析可知，甲为用于干燥氨气的碱石灰，不可能是能与氨气反应的五氧化二磷，故B错误；
C．二氧化氮的密度比空气大，所以实验时先通入二氧化氮排尽装置中的空气，有利于氨气充分与二氧化氮反应，可以减少空气对实验的干扰，故C正确；
D．由得失电子数目守恒可知，浓硝酸与铜反应时，还原剂铜与氧化剂浓硝酸的物质的量比为1：2，故D错误；
故选C。
2．（2023·天津河北·统考二模）氨是一种重要的化工原料，根据下图转化判断下列有关表述正确的是
A．浓硝酸见光易分解且易挥发，应用棕色试剂瓶盛放且用胶塞密封
B．戊与丁反应时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
C．实验室中可以采取加热甲物质的方法制取氨气
D．向饱和NaCl溶液中依次通入过量的和，然后过滤可制得乙
B【解析】氨气发生催化氧化生成NO和水，丙是NO、丁是H2O；NO和氧气反应生成NO2，戊是NO2；NO2和水反应生成硝酸和NO；氨气和氯化氢反应生成氯化铵，甲是NH4Cl；氨气、氯化钠、二氧化碳、水反应生成碳酸氢钠，乙是碳酸氢钠。
A．浓硝酸见光易分解且易挥发，应用棕色试剂瓶盛放，浓硝酸具有强氧化性，不能用胶塞密封，故A错误；
B．NO2和水反应生成硝酸和NO，氮元素化合价由+4升高为+5、氮元素化合价由+4降低为+2，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2，故B正确；
C．甲是NH4Cl，NH4Cl受热分解生成的氨气和氯化氢遇冷会重新结合生成氯化铵，不能采取加热甲物质的方法制取氨气，故C错误；
D．氨气极易溶于水，二氧化碳在碱性溶液中溶解度增大，向饱和NaCl溶液中先通入过量的NH3，再通入CO2生成碳酸氢钠沉淀，故D错误；
故选B。
3．（2023·海南海口·统考模拟预测）兴趣实验小组在实验室模拟接触法制硫酸的关键环节。在查资料后开展了以下制备实验。完成其实验过程中的问题。
Ⅰ．催化剂的准备取的偏钒酸铵加入到水中，加热到70℃溶解。放入石棉绒浸透，取出石棉绒灼烧得到黄色固体。（资料：）
(1)该步骤中使用到的仪器不包括 （填序号）。
a．玻璃棒 b．温度计 c．烧杯 d．量筒 e．镊子 f．坩埚 g．天平 h．蒸发皿
(2)检验的方法是 。
Ⅱ．连接装置并完成实验
装置连接，检查气密性。加入药品后，点燃酒精灯和硫黄，通入空气。观察。
(3)装置接口连接的顺序为a→ 。
(4)开始实验后装置C中可看到的现象是 。
(5)装置B的作用是 。其中发生反应的离子方程式为 。
Ⅲ．问题与讨论
(6)小组在装置B后面添加了装置E，当E中品红褪色，说明 。
(1)h
(2)将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，若试纸变蓝，则证明有氨气产生，或者用蘸有浓盐酸或浓硝酸的玻璃棒靠近观察是否有白烟产生
(3)f→g→d→e→c→b或g→f→e→d→c→b
(4)U型管中有固体析出
(5) 吸收尾气，防止空气污染 2OH-+SO2=+H2O
(6)从装置B中出来的气体中还有未除尽的二氧化硫
【解析】A装置的作用是提供二氧化硫和氧气的混合气体；B装置中的氢氧化钠溶液最后进行尾气处理；C装置是收集生成的三氧化硫；D装置是生成三氧化硫；
（1）用天平称取6.3g偏钒酸铵，用量筒量取100ml水，然后转移到烧杯中，加入偏钒酸铵，加热到70℃溶解，用温度计测温度。放入石棉绒浸透，用镊子将石棉绒转移到坩埚中灼烧，加热过程中需用玻璃棒搅拌，故该步骤中使用到的仪器不包括蒸发皿，故答案为：h；
（2）氨气溶于水，水溶液呈碱性，因此检验氨气的方法为：将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，若试纸变蓝，则证明有氨气产生，或者用蘸有浓盐酸或浓硝酸的玻璃棒靠近观察是否有白烟的现象产生；
（3）A装置的作用是提供二氧化硫和氧气的混合气体；B装置中的氢氧化钠溶液最后进行尾气处理；C装置是收集生成的三氧化硫；D装置是生成三氧化硫，因此装置接口连接的顺序为：a→f→g→d→e→c→b或a→g→f→e→d→c→b；
（4）SO3常温下是固体，因此开始实验后装置C中可看到的现象是：U型管中有固体析出；
（5）装置B的作用是：吸收尾气，防止空气污染；其中发生反应的离子方程式为：2OH-+SO2=+H2O；
（6）小组在装置B后面添加了装置E，二氧化硫能使品红溶液褪色，因此当E中品红褪色，则表明：从装置B中出来的气体中还有未除尽的二氧化硫。
【基础过关】
1．（2023·江苏盐城·盐城中学校考二模）下列有关物质的性质与用途的对应关系正确的是
A．N2性质不活泼，可作为粮食保护气B．NH3具有还原性，可用作制冷剂
C．N2H4的熔沸点较低，可用作火箭推进剂D．NH4Cl受热易分解，可用作铁的除锈剂
A【详解】A．自然界 “雷雨发庄稼”的第一步是将空气中的氮气转化为NO，工业生产硝酸的第一步是将氮气和氢气反应生成氨气，氨气催化氧化得到NO，NO被氧化为，和水反应最后得到硝酸，A项错误；
B．氮的固定是是将转化为含氮化合物的过程，其中氮的固定包括自然固氮、人工固氮，B项正确；
C．氨气作为重要的工业原料可以制备化肥和纯碱等大宗化学品，C项正确；
D．氮元素在自然界中既有游离态又有化合态，多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”，D项正确；
答案选A。
2．（2023·浙江宁波·镇海中学校考模拟预测）氮及其化合物的转化具有重要应用，下列说法不正确的是
A．工业上模拟自然界“雷雨发庄稼”的过程生产
B．自然固氮、人工固氮都是将转化为含氮化合物
C．氨气是重要的工业原料，可用于制备化肥和纯碱等大宗化学品
D．多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”
A【详解】A．自然界 “雷雨发庄稼”的第一步是将空气中的氮气转化为NO，工业生产硝酸的第一步是将氮气和氢气反应生成氨气，氨气催化氧化得到NO，NO被氧化为，和水反应最后得到硝酸，A项错误；
B．氮的固定是是将转化为含氮化合物的过程，其中氮的固定包括自然固氮、人工固氮，B项正确；
C．氨气作为重要的工业原料可以制备化肥和纯碱等大宗化学品，C项正确；
D．氮元素在自然界中既有游离态又有化合态，多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”，D项正确；
答案选A。
3．（2023·福建泉州·统考模拟预测）H2O2的早期制备方法如下：
Ba(NO3)2BaOBaO2滤液H2O2
下列说法错误的是
A．2H2O2=2H2O+O2↑可自发进行，无法利用逆方向制备H2O2
B．步骤I的气体产物可能是NO2和O2
C．步骤III中发生复分解反应
D．步骤操作方法为减压蒸馏
A【解析】由物质的转化关系可知，硝酸钡受热分解生成氧化钡、二氧化氮和氧气，氧化钡与氧气反应生成过氧化钡，过氧化钡与盐酸反应生成氯化钡和过氧化氢，经除杂、过滤得到过氧化氢溶液，过氧化氢溶液经减压蒸馏得到过氧化氢。
【详解】A．2H2O2=2H2O+O2↑可自发进行，说明一般条件下无法利用逆方向制备H2O2，但通过电解可以实现由H2O和O2为原料制备H2O2，故A错误；
B．由分析可知，步骤I发生的反应为硝酸钡受热分解生成氧化钡、二氧化氮和氧气，反应所得气体产物为二氧化氮和氧气，故B正确；
C．由分析可知，步骤III中发生的复分解反应为过氧化钡与盐酸反应生成氯化钡和过氧化氢，故C正确；
D．由分析可知，为防止过氧化氢受热分解，所以步骤为过氧化氢溶液经减压蒸馏得到过氧化氢，故D正确；
故选A。
4．（2023·江苏扬州·统考三模）含氮物质可发生如下反应：①
②
③
下列说法正确的是
A．常温下，NO与混合能立即看到红棕色气体，说明该反应已达平衡
B．反应②的
C．反应③消耗，理论上会生成标准状况下约
D．利用反应①、②、③可以同时处理含量较高的废气和含的废水
C【详解】A．常温下，NO与混合能立即看到红棕色气体，说明该反应生成了二氧化氮气体，但是不确定是否平衡，故A错误；
B．反应②为气体分子数减小的反应，为熵减反应，故B错误；
C．由方程式可知，反应③消耗，理论上会生成1ml氮气，在标准状况下约，故C正确；
D．反应中涉及氢氧化钠和氯化铵两种物质，两者会反应生成氨气和氯化钠，故不能利用反应①、②、③可以同时处理含量较高的废气和含的废水，故D错误。
故选C。
5．（2023·山东济南·山东师范大学附中校考模拟预测）下列装置用于实验室制取并回收，能达到实验目的的是
A．用装置甲制气体B．用装置乙收集气体
C．用装置丙进行的尾气吸收D．用装置丁蒸干溶液获得固体
B【详解】A．为避免气体从长颈漏斗逸出，不应用长颈漏斗，应用分液漏斗，故A错误；
B．NO不溶于水，且能与氧气反应，因此用排水法收集，故B正确；
C．NO不与NaOH溶液反应，也不溶于NaOH溶液，故C错误；
D．硝酸铜溶液中存在Cu(NO3)2+2H2OCu(OH)2+2HNO3，盐类水解为吸热反应，加热蒸干，促进水解，HNO3易挥发或受热分解，更有利于平衡正向进行，因此不能采用该方法得到硝酸铜固体，故D错误；
答案为B。
6．（2023·北京西城·北京四中校考模拟预测）某小组探究NH3的催化氧化，实验装置图如图。③中气体颜色无明显变化，④中收集到红棕色气体，一段时间后，④中产生白烟。
下列分析不正确的是
A．若②中只加入NH4Cl不可以实现上述现象
B．③、④中现象说明③中的反应是4NH3+5O24NO+6H2O
C．④中白烟的主要成分是NH4Cl
D．一段时间后，⑤中溶液可能变蓝
C【解析】①中高锰酸钾受热制备氧气，装置②中氯化铵与强氧化钙共热反应制备氨气，装置③中氨气在催化剂作用下与氧气发生催化氧化反应生成一氧化氮，装置④中反应生成的NO与过量的O2反应生成红棕色气体NO2，NO2与水蒸气反应生成硝酸，硝酸与氨气反应生成硝酸铵，会有白烟产生，装置⑤中氮的氧化物与氧气溶于水反应生成硝酸，硝酸与铜反应生成淡蓝色的硝酸铜溶液，据此回答。
A．氯化铵受热分解生成氨气和氯化氢，两者在试管口又会化合生成氯化铵，A正确；
B．由分析可知，③中气体颜色无明显变化，④中收集到红棕色气体，一段时间后产生白烟说明③中氨气在催化剂作用下与氧气发生催化氧化生成一氧化氮，反应方程式为：4NH3+5O24NO+6H2O，B正确；
C．由分析可知，④中白烟的主要成分是硝酸铵，C错误；
D．装置⑤中氮的氧化物与氧气溶于水反应生成硝酸，硝酸与铜反应生成淡蓝色的硝酸铜溶液，D正确；
故选C。
7．（2023·吉林长春·东北师大附中校考模拟预测）利用氮的化合物的同时，有效治理和减少污染是我们面临的重要课题。
(1)NH3和N2H4是氮元素的两种重要的氢化物。下图为实验室模拟尿素法制备水合肼(N2H4·H2O)的流程图：
已知：①N2H4·H2O易溶于水，具有强还原性，易被氧化成N2。
②一定条件下，碱性NaClO溶液与尿素溶液反应生成N2H4·H2O。
回答下列问题：
①结合NH3分子的结构和性质，解释NH3常用作制冷剂的原因为 。
②吸收塔内发生反应的离子方程式为 。
③写出反应器1中生成水合肼反应的化学方程式为 。
④反应器1要控制NaClO溶液的用量，其主要目的是 。
(2)科学家发现可以利用细胞中三种酶处理废水中含氮粒子，反应过程如图所示。
①反应过程中所涉及N2H4和 两种粒子，其中H-N-H与O-N-O相比键角较大的粒子为 。
②用电离方程式表述NH2OH的水溶液显碱性的原因 。
(3)盐酸羟胺(NH2OHC1)是一种常见的还原剂和显像剂，其化学性质与NH4Cl类似。工业上主要采用图1所示的方法制备。其电池装置中含Fe的催化电极反应机理如图2所示(不考虑溶液体积的变化)。
①图2中N离子的电子式为 。
②电池工作时，每消耗2.24L NO (标准状况)，左室溶液质量增加 g。
(1) NH3分子间易形成氢键，故氨气易液化；液化的氨气在气化时需要破坏氢键，吸收大量的热，因此NH3可被用作制冷剂 Cl2+2OH－=Cl－+ClO－+H2O CO(NH2)2 +NaClO+2NaOH N2H4·H2O+Na2CO3+NaCl 防止过量的NaClO将生成的N2H4·H2O氧化
(2) NH2OH+H2ONH3OH++OH－
(3) 3.3
【解析】由题给流程可知，氯气与氢氧化钠溶液在吸收塔中反应得到次氯酸钠溶液，次氯酸钠溶液与尿素在反应器I中，硫酸锰做催化剂作用下，碱性条件下反应得到含有碳酸钠，氯化钠和水合肼溶液；
（1）①常用作制冷剂的原因：分子间易形成氢键，故氨气易液化；液化的氨气在气化时需要破坏氢键，吸收大量的热，因此可被用作制冷剂；
②由分析可知，吸收塔内发生反应为氯气和氢氧化钠溶液反应生成氯化钠，次氯酸钠和水，反应的离子方程式为：；
③由分析可知，反应器I中生成水合肼的反应为次氯酸钠溶液与尿素在硫酸锰催化剂作用下，碱性条件下反应得到含有碳酸钠，氯化钠和水合肼，反应的化学方程式为：；
④由题中信息可知，水合肼具有还原性，易被氧化成氮气，若次氯酸钠溶液过量，会将水合肼氧化，导致产率降低；
（2）①中O原子不提供孤电子对为杂化，键角大约为120°，中氮氮之间为单键，每个氮原子再连两个氢原子，为杂化，则键角大的为；
②水溶液显碱性，是因为可以电离出氢氧根，电离方程式为：；
（3）①由题意可知，具体和氨气类似的弱碱性，可以和盐酸反应生成盐酸羟胺，所以缺少的第一步反应为,图2中N为，电子式为： ；
②含Fe的催化电极为正极，电极反应式为：，2.24L的NO标况下是0.1ml，左室增加的质量为0.1mlNO和0.3ml氢离子的质量，即。
8．（2023·北京海淀·清华附中校考三模）某小组同学探究铜和浓硝酸的反应，进行如下实验：
实验1：分别取浓硝酸与不同质量的铜粉充分反应，铜粉完全溶解，溶液颜色如下表：
(1)写出铜和浓硝酸反应的离子方程式： 。
(2)小组同学认为溶液显绿色的可能原因是：
猜想1：硝酸铜浓度较高，溶液呈绿色；
猜想2：溶解在混合溶液中，溶液呈绿色。
依据实验1中的现象，判断猜想1是否合理，并说明理由： 。
(3)取⑤中溶液， (填操作和现象)，证实猜想2成立。
小组同学进行如下实验也证实了猜想2成立。
实验2：向①中溶液以相同流速分别通入和空气，观察现象。
(4)结合上述实验现象，下列推测合理的是 (填字母序号)。
a．①中溶液通入时，被缓慢氧化为
b．①中溶液里某还原性微粒与绿色有关，通入空气时较快被氧化
c．空气小的溶于水显酸性，促进了溶液变蓝色
d．加热溶液①后，可能观察到溶液变蓝的现象
(5)小组同学继续探究实验2中现象的差异，并查阅文献：
ⅰ.“可溶性铜盐中溶解亚硝酸”可能是实验①中溶液显绿色的主要原因
ⅱ.在溶液中存在
反应l：(慢)
反应2：(快)
解释实验2中“通入氮气变蓝慢，通入空气变蓝快”的原因 。
小组同学为确认亚硝酸参与了形成绿色溶液的过程，继续进行实验。
实验3：取3份等体积的①中绿色溶液，分别加入不同物质，观察现象。
(6)实验中加入的固体物质是 (填化学式)。加入后溶液迅速变蓝可能的原因是(用化学方程式表示)：， ， 。
(1)Cu+4H++=2NO2↑+2H2O
(2)不合理，实验编号①~⑤中铜粉均溶解，随着硝酸铜浓度的增大，溶液颜色反而由绿色变为蓝色，与假设不符
(3)通入NO2气体，溶液颜色变绿
(4)bd
(5) 通入氮气时，二氧化氮和一氧化氮气体被吹出，由于反应1较慢，亚硝酸浓度下降较慢；通入空气时，一氧化氮与空气中的氧气发生反应，溶液中一氧化氮浓度降低，对溶液颜色变化影响程度较大的反应2快速向正反应方向移动，亚硝酸浓度降低快，溶液颜色变化快。 NaNO2（或其他亚硝酸盐）
(6) NaNO2（或其他亚硝酸盐）
【详解】（1）铜和浓硝酸反应生成NO2气体和水，。
（2）根据题意，铜粉完全溶解，则随着铜粉质量的增加，溶液中硝酸铜的浓度浓度不断增大，但溶液颜色有绿色逐渐变为蓝色，与假设不符，故假设1不合理。
（3）猜想2认为，溶解在混合溶液中使溶液呈绿色，故向⑤中溶液通入NO2若溶液变为绿色，则猜想2成立。
（4）实验2证明，向①中溶液通入氮气溶液较慢变为蓝色，通入空气溶液较快变为蓝色； 化学性质稳定，在上述溶液中不能被氧化为 ，a错误；①中溶液里某还原性微粒与绿色有关，通入空气时较快被氧化，空气中的氧气具有氧化性，能够氧化溶液中的还原性微粒，b正确；酸性物质不能促进溶液变为蓝色，c错误；加热溶液①，加快反应速率，可能观察到溶液变蓝的现象，d正确；故选择bd两项。
（5）向溶液中通入N2时，NO2和NO气体被吹出，由于反应1进行较慢，亚硝酸的浓度下降较慢；通入空气时，NO与空气中的氧气发生反应，溶液中NO的浓度降低，对溶液颜色变化影响程度较大的反应2快速向正反应方向移动，亚硝酸浓度降低快，溶液颜色变化快。
（6）根据实验2可知，亚硝酸参与了绿色的形成过程，故向①的溶液中加入亚硝酸盐能够使溶液绿色变深；加入过氧化氢后，溶液迅速不变蓝，说明过氧化氢能够与亚硝酸发生反应，使溶液中亚硝酸浓度降低，亚硝酸具有还原性，过氧化氢具有氧化性，故过氧化氢将亚硝酸氧化为硝酸：，同时溶液中的一氧化氮也被过氧化氢氧化为硝酸：。
【能力提升】
1．（2023·广东广州·统考三模）实验室用NH4Cl和熟石灰反应生成NH3，按照制备、净化、性质检验、收集及尾气处理的顺序进行试验。下列装置不能达到实验目的的是
A． B．
C． D．
D【详解】A．实验室可以加热NH4Cl和Ca(OH)2的固体混合物来制备氨气，故A能达到实验目的；
B．实验室常用碱石灰来干燥氨气，故B能达到实验目的；
C．氨气具有还原性，在加热条件下和CuO发生氧化还原反应生成Cu和N2，故C能达到实验目的；
D．氨气极易溶于水，D中氨气通入水中后会发生倒吸，水进入安全瓶后仍然后倒吸入实验装置中，故D不能达到实验目的；
故选D。
2．（2023·福建三明·统考模拟预测）的KOH溶液称为奈斯勒(Nessler)试剂，其制备流程及特色反应如图所示。
下列说法错误的是
A．反应①的离子方程式为：
B．由反应②可知用KI溶液可除去中的
C．反应③中消耗的和的物质的量之比为1：4
D．可用奈斯勒试剂检验中微量的
B【详解】汞和过量的稀硝酸反应生成硝酸汞，再和过量的碘化钾溶液反应生成，再加入氢氧化钾和微量的铵根离子反应生成奈斯勒试剂。
A．汞和硝酸反应生成硝酸汞和一氧化氮和水，反应的离子方程式为，A正确；
B．反应②用碘化钾反应除去硝酸银，B错误；
C．反应③离子方程式为：= +3I-+3H2O，其中消耗的和的物质的量之比为1：4，C正确；
D．奈斯勒试剂遇到铵根离子反应生成红色沉淀，故能检验中微量的，D正确；
故选B。
3．（2023·北京海淀·清华附中校考三模）将浓氨水分别滴加到下列试剂中，产生的实验现象、体现出的性质以及对应的方程式不正确的是。
A【详解】A．一水合氨为弱电解质，，A错误；
B．氯气自身有强氧化性，可以把氨水中的溶质氧化为氮气，自身被还原为氯化铵，B正确；
C．浓氨水滴入到烧碱中，溶解放热，且碱性较强，促进氨水分解，生成氨气，C正确；
D．浓氨水滴加硫酸铜，溶液变色，生成了[Cu(NH3)4]SO4，D正确；
故答案为：A。
4．（2023·山东德州·统考三模）某学习小组利用制备的流程如下图，下列说法正确的是
A．实验前和实验后均需通一段时间的或
B．反应器1中加入少量稀硫酸可提高稀硝酸的利用率
C．气体B在反应器1中是还原产物，在2中是氧化剂
D．理论上反应器1、2中生成盐的物质的量之比为3：1
BD【解析】实验前用氮气排出装置内空气，铜和稀硝酸、稀硫酸反应生成NO，NO和反应生成，再用氮气排出装置内的NO，以便尾气吸收。
A．实验前和实验后均需通一段时间的，实验前主要排出装置内的空气，防止生成时，被氧化，实验后主要排出装置内的NO气体，有利于尾气吸收，不能用排出装置内的空气，二氧化碳会与反应生成碳酸钙杂质，故A错误；
B．根据，则反应器1中加入少量稀硫酸可提高稀硝酸的利用率，故B正确；
C．气体B为NO，根据，则NO在反应器1中是还原产物，NO和反应生成，则NO在2中是还原剂，故C错误；
D．根据，，则理论上反应器1、2中生成盐的物质的量之比为3：1，故D正确。
综上所述，答案为BD。
5．（2023·岳阳第一中学高三月考）氮化钡( Ba3N2)是一种重要的化学试剂。高温下，向氢化钡(BaH2)中通入氮气反应生成氮化钡，在实验室可用如图装置制备(每个装置只用一次)。已知： Ba3N2遇水反应； BaH2在潮湿空气中能自燃，遇水反应。下列说法不正确的是
A．实验时，先点燃装置丙中的酒精喷灯，后点燃装置乙中的酒精灯
B．该实验装置中缺少尾气处理装置
C．按气流方向，装置的连接顺序可为c→b→a→d→e→g
D．装置甲中的浓硫酸和装置丁中的碱石灰均可防止水蒸气进入装置丙中
A【解析】结合图示可知，丙装置中氢化钡(BaH2)与氮气在高温下反应制得氮化钡（Ba3N2），制备氮化钡时，甲装置盛放的浓硫酸用于干燥氮气，乙装置用于制备氮气；由于Ba3N2遇水反应，BaH2在潮湿空气中能自燃，遇水反应，则丁装置中碱石灰用于避免空气中的水进入丙而导致Ba3N2、BaH2变质，则气流从左向右的字母连接顺序为c→b→a→d→e→g→f。
A．BaH2在潮湿空气中能自燃，则实验时应该先点燃装置乙中的酒精灯，反应一段时间，使生成的氮气将装置内的空气排出后，再点燃装置丙中的酒精喷灯进行反应，A错误；
B．该实验中氢化钡(BaH2)与氮气在高温下反应制得氮化钡(Ba3N2)，同时有氢气放出，氢气属于易燃气体，不能直接排放，所以该实验装置中缺少尾气处理装置，B正确；
C．根据分析可知，按气流方向，装置的连接顺序可为c→b→a→d→e→g，C正确；
D．浓硫酸和碱石灰都具有吸水作用，可防止水蒸气进入装置丙中导致产物变质，D正确。
6．（2023年南通中学高三月考）在NO催化下，丙烷与氧气反应制备丙烯的部分反应机理如图所示。下列说法错误的是
A．含N分子参与的反应一定有电子转移
B．由NO生成的反应历程有2种
C．增大NO的量，的平衡转化率不变
D．当主要发生包含②的历程时，最终生成的水减少
D【解析】A．根据反应机理的图示知，含N分子发生的反应有NO+∙OOH=NO2+∙OH、NO+NO2+H2O=2HONO、NO2+∙C3H7=C3H6+HONO、HONO=NO+∙OH，含N分子NO、NO2、HONO中N元素的化合价依次为+2价、+4价、+3价，上述反应中均有元素化合价的升降，都为氧化还原反应，一定有电子转移，A项正确；
B．根据图示，由NO生成HONO的反应历程有2种，B项正确；
C．NO是催化剂，增大NO的量，C3H8的平衡转化率不变，C项正确；
D．无论反应历程如何，在NO催化下丙烷与O2反应制备丙烯的总反应都为2C3H8+O22C3H6+2H2O，当主要发生包含②的历程时，最终生成的水不变，D项错误。
7．（2023深圳光明中学高三月考）某化学实验小组探究氢氧化镁在氯化铵溶液中的溶解实验。已知：常温时，Ksp[Mg(OH)2]=4×10-12，Kb(NH3·H2O)=1.75×10-5，Ka(CH3COOH)=1.75×10-5。
I.氢氧化镁粉末的溶解
(1)常温下，实验①中有少量的氢氧化镁粉末溶解，向溶液①中滴加酚酞，溶液变为粉红色，则pH=_______(已知：1g2=0.3)。
(2)实验②中氢氧化镁粉末大量溶解，实验②中反应的离子方程式为_______，此反应的平衡常数K=_______(结果保留两位有效数字)。微热实验②中试管，有刺激性气味气体产生，检验此气体的方法为_______。
II.探究氢氧化镁粉末在氯化铵溶液中的溶解原因。
(3)猜想1：NH4Cl溶液中的NH结合Mg(OH)2溶液中的OH-，使得溶解平衡正移。
猜想2：_______。
将猜想2补充完整，为证明上述猜想，甲同学设计实验③，发现氢氧化镁粉末大量溶解。通过实验③可证明_______(填“猜想1”或“猜想2”)成立。
(4)乙同学认为实验③中的CH3COO-也可能参与反应，故设计实验④证明上述结论。实验④为_______(填实验方案)。
(1)10.3
(2) Mg(OH)2 +2NH=Mg2+ +2NH3·H2O 1.3 ×10-2 湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，试纸变蓝
(3) NH4Cl水解显酸性，Mg(OH)2与酸反应而溶解 猜想 1
(4)将5.0g Mg(OH)2粉末溶于5 mL pH=7的NH4Cl和NH3·H2O的混合液
【解析】(1)Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg2+)c2(OH-)，则c (OH-)= ==2 ×10-4ml·L-1，则c(H+)===5×10-11ml/L，故pH=10.3， 故答案为：10.3；
(2)实验②中氢氧化镁粉末大量溶解，实验②中反应的离子方程式为Mg(OH)2 +2NH=Mg2+ +2NH3·H2O，此反应的平衡常数K=1.3 ×10-2，微热后产生NH3，检验NH3的方法是将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，试纸变蓝，故答案为：Mg(OH)2 +2NH=Mg2+ +2NH3·H2O；1.3 ×10-2；湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，试纸变蓝；
(3)猜想2：NH4Cl水解显酸性，Mg(OH)2与酸反应而溶解。实验③中CH3COONH4溶液显中性，氢氧化镁粉末大量溶解。说明氢氧化镁粉末在氯化铵溶液中的溶解原固是NH3Cl溶液中的NH4+结合Mg(OH)2溶液中的OH-，使得溶解平衡正移，说明猜想1成立，故答案为：NH4Cl水解显酸性，Mg(OH)2与酸反应而溶解；猜想1；
(4)为排除CH3COO-和H+的干扰，故实验④可为将5.0 g Mg(OH)2粉束溶于5 mL pH=7的NH4Cl和NH3· H2O的混合液，故答案为：将5.0g Mg(OH)2粉末溶于5 mL pH=7的NH4Cl和NH3·H2O的混合液。
8．（2023呼和浩特一中高三月考）磷酸氢二铵[]常用于干粉灭火剂。某研究小组用磷酸吸收氢气制备，装置如图所示(夹持和搅拌装置已省略)。
回答问题：
(1)实验室用和制备氨气的化学方程式为_______。
(2)现有浓质量分数为85%，密度为1.7g/mL。若实验需100mL1.7ml/L的溶液，则需浓_______mL(保留一位小数)。
(3)装置中活塞的作用为_______。实验过程中，当出现_______现象时，应及时关闭，打开。
(4)当溶液pH为8.0~9.0时，停止通，即可制得溶液。若继续通入，当时，溶液中、_______和_______(填离子符号)浓度明显增加。
(5)若本实验不选用pH传感器，还可选用_______作指示剂，当溶液颜色由_______变为时，停止通。
(1)
(2)11.5
(3) 平衡气压防倒吸 倒吸
(4)
(5) 酚酞 无
【解析】 (1)实验室用NH4Cl(s)和Ca(OH)2(s)在加热的条件下制备氨气，反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑；
(2)根据公式可得，浓H3PO4的浓度，溶液稀释前后溶质的物质的量不变，因此配制100mL 1.7ml/L的H3PO4溶液，需要浓H3PO4的体积V=；
(3)由于NH3极易溶于水，因此可选择打开活塞K2以平衡气压，防止发生倒吸，所以实验过程中，当出现倒吸现象时，应及时关闭K1，打开K2；
(4)继续通入NH3，(NH4)2HPO4继续反应生成(NH4)3PO4，当pH＞10.0时，溶液中OH-、、的浓度明显增加；
(5)由(4)小问可知，当pH为8.0~9.0时，可制得(NH4)2HPO4，说明(NH4)2HPO4溶液显碱性，因此若不选用pH传感器，还可以选用酚酞作指示剂，当溶液颜色由无色变为浅红时，停止通入NH3，即可制得(NH4)2HPO4溶液。
【真题感知】
1．（2023·广东·统考高考真题）1827年，英国科学家法拉第进行了喷泉实验。在此启发下，兴趣小组利用以下装置，进行如下实验。其中，难以达到预期目的的是
A．图1：喷泉实验 B．图2：干燥C．图3：收集D．图4：制备
B【详解】A．极易溶于水，溶于水后圆底烧瓶内压强减小，从而产生喷泉，故A可以达到预期；
B．P2O5为酸性氧化物，具有碱性，两者可以发生反应，故不可以用P2O5干燥，故B不可以达到预期；
C．的密度比空气小，可采用向下排空气法收集，故C可以达到预期；
D．CaO与浓氨水混合后与水反应并放出大量的热，促使挥发，可用此装置制备，故D可以达到预期；
故选B。
2．（2023·湖北·统考高考真题）利用如图所示的装置(夹持及加热装置略)制备高纯白磷的流程如下：
下列操作错误的是
A．红磷使用前洗涤以除去表面杂质
B．将红磷转入装置，抽真空后加热外管以去除水和氧气
C．从a口通入冷凝水，升温使红磷转化
D．冷凝管外壁出现白磷，冷却后在氮气氛围下收集
C【详解】A．红磷表面有被氧化生成的五氧化二磷，五氧化二磷可以溶于水，因此红磷在使用前应洗涤，A正确；
B．真空环境可以降低物质的熔沸点，有利于将红磷转化为白磷，但是由于抽真空时不能将水气和氧气完全除去，还需要对装置外管进行加热，这时可以保证反应环境无水无氧，B正确；
C．若从a口通入冷凝水，则冷凝水无法充满整个冷凝管，冷凝效果不好，需要用b口通入，此时可以将冷凝水充满冷凝管，C错误；
D．白磷易被空气中的氧气氧化，因此在收集白磷时应将反应装置冷却，再在氮气氛的条件下收集白磷，D正确；
故答案选C。
3．（2022·天津·统考高考真题）燃油汽车行驶中会产生CO、NO等多种污染物。下图为汽车发动机及催化转化器中发生的部分化学反应。以下判断错误的是
A．甲是空气中体积分数最大的成分B．乙是引起温室效应的气体之一
C．反应(Ⅰ)在常温下容易发生D．反应(Ⅱ)中NO是氧化剂
C【解析】甲和氧气反应生成一氧化氮，一氧化氮和一氧化碳反应生成甲和二氧化碳，再根据元素守恒，则甲为氮气。
A．甲是氮气，氮气空气中体积分数最大的成分，故A正确；
B．乙是二氧化碳，则乙是引起温室效应的气体之一，故B正确；
C．由于氮气含有氮氮三键，因此反应(Ⅰ)在常温下不容易发生，在高温或放电条件下发生，故C错误；
D．一氧化碳和一氧化氮反应生成氮气和二氧化碳，一氧化氮中氮化合价降低，因此反应(Ⅱ)中NO是氧化剂，故D正确。
综上所述，答案为C。
4．（2022·重庆·统考高考真题）工业上用N2和H2合成NH3，NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
A．消耗14gN2生成NH3分子数为2 NA
B．消耗1mlH2，生成N－H键数为2 NA
C．生成标准状况下22.4LNH3，电子转移数为2 NA
D．氧化1mlNH3生成NO，需O2分子数为2 NA
B【详解】A．由方程式可知，消耗14g氮气生成氨气的分子数为×2×NAml—1=NA，故A错误；
B．由方程式可知，消耗1ml氢气生成N－H键数为1ml××3×NAml—1=2NA，故B正确；
C．由方程式可知，生成标准状况下22.4L氨气，反应电子转移数为×3×NAml—1=3NA，故C错误；
D．由得失电子数目守恒可知，1ml氨气与氧气反应生成一氧化氮，需氧气分子数为1ml××NAml—1=1.25NA，故D错误；
故选B。
5．（2023·湖北·统考高考真题）学习小组探究了铜的氧化过程及铜的氧化物的组成。回答下列问题：
(1)铜与浓硝酸反应的装置如下图，仪器A的名称为 ，装置B的作用为 。
(2)铜与过量反应的探究如下：
实验②中Cu溶解的离子方程式为 ；产生的气体为 。比较实验①和②，从氧化还原角度说明的作用是 。
(3)用足量NaOH处理实验②新制的溶液得到沉淀X，元素分析表明X为铜的氧化物，提纯干燥后的X在惰性氛围下加热，mgX完全分解为ng黑色氧化物Y，。X的化学式为 。
(4)取含X粗品0.0500g(杂质不参加反应)与过量的酸性KI完全反应后，调节溶液至弱酸性。以淀粉为指示剂，用标准溶液滴定，滴定终点时消耗标准溶液15.00mL。(已知：，)标志滴定终点的现象是 ，粗品中X的相对含量为 。
【答案】(1) 具支试管 防倒吸
(2) Cu+H2O2+2H+= Cu2++2H2O O2 既不是氧化剂，又不是还原剂
(3)CuO2
(4) 溶液蓝色消失，且半分钟不恢复原来的颜色 96%
【详解】（1）由图可知，仪器A的名称为具支试管；铜和浓硝酸反应生成硝酸铜和二氧化氮，其中二氧化氮易溶于水，需要防倒吸，则装置B的作用为防倒吸；
（2）根据实验现象，铜片溶解，溶液变蓝，可知在酸性条件下铜和过氧化氢发生反应，生成硫酸铜，离子方程式为：Cu+H2O2+2H+= Cu2++2H2O；硫酸铜可以催化过氧化氢分解生成氧气，则产生的气体为O2；在铜和过氧化氢的反应过程中，氢元素的化合价没有发生变化，故从氧化还原角度说明的作用是：既不是氧化剂，又不是还原剂；
（3）在该反应中铜的质量m(Cu)=n×，因为，则m(O)=，则X的化学式中铜原子和氧原子的物质的量之比为：，则X为CuO2；
（4）滴定结束的时候，单质碘消耗完，则标志滴定终点的现象是：溶液蓝色消失，且半分钟不恢复原来的颜色；在CuO2中铜为+2价，氧为-1价，根据，可以得到关系式：，则n(CuO2)=×0.1ml/L×0.015L=0.0005ml，粗品中X的相对含量为。
年份
卷区
考点分布
氮气与氮的氧化物的性质
硝酸的性质及用途
氨气和铵盐的性质及用途
综合应用
2023
江苏
√
√
√
广东
√
北京
√
浙江
√
√
全国
√
2022
天津
√
重庆
√
河北
√
北京
√
江苏
√
√
山东
√
√
√
浙江
√
2021
重庆
√
√
江苏
√
√
√
广东
√
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＋N2eq \(=====,\s\up7(△),\s\d5( ))Mg3N2
N2＋3H22NH3
还原性
N2＋O2eq \(=====,\s\up7(放电),\s\d5( ))2NO
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
大气污染物
主要成分
危害
可吸入
颗粒物
大气中液体、固体状颗粒物，又称飘尘
加重呼吸道疾病，其他有害气体转化的催化剂
S的氧化物
SO2、SO3
酸雨
N的氧化物
NO、NO2
光化学烟雾、酸雨、破坏臭氧层
C的氧化物
CO
降低血液的输氧能力
碳氢化合物
CH4、C2H6等
温室效应、光化学烟雾
氟氯代烃
CF3Cl(氟利昂)等
破坏臭氧层
步骤
操作及现象
①
关闭K2，打开K1，打开弹簧夹通一段时间的氮气，夹紧弹簧夹，开始A中反应，一段时间后，观察到E中溶液逐渐变为深棕色
②
停止A中反应，打开弹簧夹和K2、关闭K1，持续通入N2一段时间
③
更换新的E装置，再通一段时间N2后关闭弹簧夹，使A中反应继续，观察到的现象与步骤①中相同
实验
实验操作及现象
结论
甲
滴入无色酚酞溶液中，无色酚酞溶液变红
是弱酸
乙
滴入少量酸性KI-淀粉溶液中，振荡，酸性KI-淀粉溶液变蓝
酸性条件下，具有氧化性
丙
滴入少量酸性溶液中，振荡，酸性溶液褪色
酸性条件下，具有还原性
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)eq \(=====,\s\up7(△))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）
步骤
现象
Fe表面产生大量无色气泡，液面上方变为红棕色
Fe表面产生少量红棕色气泡后，迅速停止
Fe、Cu接触后，其表面均产生红棕色气泡
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↓＋3NHeq \\al(＋,4)
生成红褐色沉淀
Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NHeq \\al(＋,4)
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↓＋NHeq \\al(＋,4)
AgOH＋2NH3·H2O==[Ag(NH3)2]＋＋OH－＋2H2O
先生成白色沉淀后消失
与氧气反应
4NH3＋5O2eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))4NO＋6H2O
氨的催化氧化是工业制硝酸的基础反应
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
气体
HCl
NH3
CO2、Cl2、
SO2、H2S
NO2
NO、O2、
(4∶3)
NO2、O2
(4∶1)
吸收
剂
水、NaOH
溶液
水
NaOH
溶液
水
水
水
编号
①
②
③
④
⑤
铜粉质量/g
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
溶液颜色
绿色
草绿色
蓝绿色偏绿
蓝绿色偏蓝
蓝色
通入气体
氮气
空气
现象
液面上方出现明显的红棕色气体
后溶液变为蓝色
液面上方出现明显的红棕色气体
后溶液变为蓝色
加入物质
固体
3滴30％溶液
3滴水
现象
溶液绿色变深
溶液迅速变为蓝色
溶液颜色几乎不变
实验
试剂
现象
性质
方程式
A
滴有酚酞的蒸馏水
溶液变红
碱性
B
氯气
产生白烟
还原性
C
烧碱固体
产生刺激性气味的气体
不稳定性
D
溶液
溶液最终变为深蓝色
可形成配合物
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