1、第4节氮及其重要化合物明考纲1了解NO、NO2的性质。2掌握硝酸的性质和用途，结合金属与HNO3的反应，掌握守恒法的计算技巧。3了解氨气、铵盐的性质及用途；掌握氨气的实验室制法。4掌握铵根离子的检验。5了解氮的氧化物及含磷洗涤剂对环境及人类健康的影响。析考情高考对本节内容的考查有四点：一是结合氮及其化合物的转化考查基本概念、基本理论；二是以NOx和HNO3的性质考查相关实验及计算；三是以框图推断考查氮及化合物的性质和应用；四是结合相关工业生产考查含氮化合物对环境质量的影响。考点氮气及其氧化物1氮元素在自然界中的存在及氮的固定2氮气(1)分子式：N2，电子式：NN，结构式：NN。(2)物理性质：
2、无色无味的气体，密度比空气略小，难溶于水，熔点、沸点很低。(3)化学性质与氧气反应：N2O22NO(导致汽车尾气中产生氮的氧化物和雷电固氮)与氢气反应：N23H22NH3(工业合成氨的反应原理)与Mg反应：3MgN2Mg3N23氮的氧化物(1)氮的氧化物氮有多种价态的氧化物，如N2O、NO、NO2、N2O4、N2O3、N2O5等，其中属于酸性氧化物的是N2O3、N2O5。(2)NO和NO2性质的比较性质NONO2颜色状态气味无色无味气体红棕色有刺激性气味的气体溶解性难溶于水与水反应毒性有毒(跟血红蛋白结合)有毒与水反应不反应3NO2H2O=2HNO3NO与氧气反应2NOO2=2NO2不反应对环
3、境的影响导致光化学烟雾和酸雨，破坏臭氧层 易错警示(1)NO2与N2O4存在下列平衡：2NO2N2O4，因此实验测得NO2的平均相对分子质量总大于46。(2)NO只能用排水法收集，不能用排空气法收集；而NO2只能用向上排空气法收集，不能用排水法收集。(3)验证某无色气体是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。(4)NO2既有氧化性又有还原性，以氧化性为主。NO2能使湿润的淀粉KI试纸变蓝。判断正误，正确的画“”，错误的画“”。(1)NO2溶于水时生成HNO3，故NO2是硝酸的酸酐。()(2)CO、NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在。()(3)NO2溶于
4、水时发生氧化还原反应。()(4)NO2通入FeSO4溶液中始终无明显现象。()(5)NO2溶于水时，NO2是氧化剂，水是还原剂，二者的物质的量之比为31。()(6)溴蒸气和NO2都为红棕色气体用湿润的淀粉KI试纸可以鉴别。()提示(1)(2)(3)(4)(5)(6)题组一 氮气及氮的循环1.2015北京高考下列关于自然界中氮循环(如图)的说法不正确的是()A氮元素均被氧化B工业合成氨属于人工固氮C含氮无机物和含氮有机物可相互转化D碳、氢、氧三种元素也参与了氮循环答案A解析在雷电作用下N2与O2反应生成NO，氮元素被氧化，工业合成氨属于人工固氮，合成氨过程中氮元素被还原，A项错误，B项正确；由图
5、可看出含氮无机物和含氮有机物可以相互转化，C项正确；合成蛋白质的过程中就有碳、氢、氧元素的参与，D项正确 。题组二 NO、NO2的性质及对环境的影响2.NO对环境的危害在于()破坏臭氧层高温下能使一些金属被氧化造成酸雨与人体血红蛋白相结合A仅 B仅C D答案A解析NO在高温下不能氧化金属，错误，不属于对环境的危害，正确。3氮的氧化物(用NOx表示)是大气污染物，必须进行处理。(1)汽车尾气主要含有CO2、CO、SO2、NOx等物质，这种尾气逐渐成为城市空气污染的主要来源之一。汽车尾气中的CO来自于_，NO来自于_。汽车尾气对环境的危害主要有_(至少填两种)。汽车尾气中的CO、NOx在适宜温度下
6、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。反应的化学方程式可表示为_。(2)用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。已知：4NH36NO5N26H2O,8NH36NO27N212H2O。同温同压下，3.5 L NH3恰好将3.0 L NO和NO2的混合气体完全转化为N2，则原混合气体中NO和NO2的体积之比是_。(3)工业尾气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理，若NO与NO2按物质的量之比11被足量NaOH溶液完全吸收后得到一种钠盐，该钠盐的化学式是_。答案(1)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、产生温室效应(任填两种即可)2xC
7、O2NOx2xCO2N2(2)13(3)NaNO2解析(1)汽车汽缸内不断进行着汽油的燃烧反应，当空气不足时，汽油不完全燃烧，会产生CO；当空气过量时，N2和O2在放电或高温条件下反应生成NO。汽车尾气对环境的危害很大，可以形成硝酸型酸雨，导致光化学烟雾，产生温室效应。CO、NOx反应后生成的无毒气体为CO2和N2。(2)V(NO)V(NO2)3.0 LV(NO)V(NO2)3.5 L则V(NO)0.75 LV(NO2)2.25 LV(NO)V(NO2)13。(3)NO中氮的化合价为2价，NO2中氮的化合价为4价，利用电子守恒，二者11混合时与NaOH反应生成盐的化合价必然为3，即为NaNO2
8、。总结提升氮氧化物对环境的污染及防治1常见的污染类型(1)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。(2)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。(3)破坏臭氧层：NO2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。2常见的NOx尾气处理方法(1)碱液吸收法2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2ONO2NO2NaOH=2NaNO2H2ONO2、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。(2)催化转化：在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无
9、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。题组三 氮的氧化物与水的反应4.2015沈阳模拟在一定条件下，将NO2和O2的混合气体12 mL通入足量水中，充分反应后剩余2 mL气体(同温同压下)，则原混合气体中氧气的体积为()1.2 mL2.4 mL3 mL4 mLA BC D答案D解析首先分析剩余的2 mL气体有两种可能。如果剩余2 mL O2，则V(NO2)(122) mL8 mL，则混合气中：V(O2)12 mL8 mL4 mL。若剩余的2 mL气体是NO，则混合气中的V(O2)(12 mL2 mL3)1.2 mL，D项正确。52
10、015宜宾检测如图所示，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，则两个试管内溶液物质的量浓度之比为()A11 B57C75 D43答案A解析4NO2O22H2O=4HNO3,4NO3O22H2O=4HNO3，V(NO2)V(NO)，n(NO2)n(NO)，则生成的HNO3物质的量相等，溶液的体积也相同，故两个试管内溶液物质的量浓度相等。总结提升氮的氧化物和O2、H2O反应的计算方法1加合式法(1)NO2和O2混合气体溶于水的计算：由4NO2O22H2O=4HN
11、O3可知：V(NO2)V(O2)(2)NO与O2同时通入水中：2NOO2=2NO2、3NO2H2O=2HNO3NO总的化学方程式为4NO3O22H2O=4HNO3可知：V(NO)V(O2)(3)NO2、NO、O2三种混合气体通入水中：可先将NO和O2转化为NO2，再按上述各种情况分别处理。也可先将NO2和H2O反应转化为NO，再按4NO3O22H2O=4HNO3情况处理。2原子守恒法4NO2O2和4NO3O2从组成上均相当于2N2O5的组成，都与N2O5H2O=2HNO3等效。当NO、NO2、O2的混合气体溶于水时利用混合气体中N、O原子个数比进行分析判断。n(N)n(O)3电子守恒法NO与O
12、2的混合气体通入水中发生反应：2NOO2=2NO2、3NO2H2O=2HNO3NO，在这当中，存在着NO向NO2转化、NO2向HNO3转化的同时又生成NO的循环反应。但总体来讲，NOHNO3，N的化合价升高是由于被O2氧化，因此可写出在氧化还原反应中得失电子数必然相等。考点氨和铵盐1氨的分子结构与性质(1)分子结构分子式：NH3，电子式：，空间构型：三角锥形。属于极性分子。(2)物理性质无色有刺激性气味的气体，密度比空气小，易液化可用作制冷剂，极易溶于水(1700)，可由喷泉实验证明。(3)化学性质与水反应：NH3H2ONH3H2ONHOH，氨的水溶液叫氨水，呈弱碱性。a组成：三种分子：NH3
13、、H2O、NH3H2O；三种离子：NH、OH、H；b性质：氨水质量分数越大，其密度越小；氨水是很好的沉淀剂，能使Mg2、Al3、Fe2、Fe3、Cu2、Zn2转变为氢氧化物沉淀，其中AgOH、Cu(OH)2、Zn(OH)2等沉淀能溶于过量氨水，生成络离子；c氨水为可溶性一元弱碱，易挥发，不稳定，易分解：NH3H2ONH3H2O。氨气与酸反应a蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，其现象为有白烟生成，将浓盐酸改为浓硝酸，也会出现相同的现象。化学方程式为HClNH3=NH4Cl、NH3HNO3=NH4NO3。b与CO2等酸性氧化物反应：NH3CO2H2O=NH4HCO3或2NH3CO2H2O
14、=(NH4)2CO3。NH3的还原性氨的催化氧化：4NH35O24NO6H2O；与CuO的反应：2NH33CuO3CuN23H2O；与Cl2的反应：2NH33Cl2=6HClN2或8NH33Cl2=6NH4ClN2。与盐溶液反应将氨水加入下列溶液，完成下表：被滴试剂现象离子方程式FeCl3溶液生成红褐色沉淀Fe33NH3H2O=Fe(OH)33NHAlCl3溶液生成白色沉淀Al33NH3H2O= Al(OH)33NH2.氨气的制法(1)工业制法：N23H22NH3；反应条件：温度400500 ，压强2050 MPa，催化剂铁触媒。(2)实验室制法原理：NH4ClCa(OH)2CaCl22NH3
15、2H2O。(注：a.不能用NH4NO3，因NH4NO3受热爆炸；b.Ca(OH)2不能用KOH或NaOH代替，因两者易吸湿，易结块，不利于产生NH3，且高温下腐蚀试管)。实验装置装置类型：固固气体。净化装置：如图或图所示(不能用浓H2SO4、P2O5、CaCl2、无水硫酸铜作干燥剂)。收集方法：向下排空气法。验满方法：a.将湿润的红色石蕊试纸放置在试管口附近，若试纸变蓝色，说明NH3已收集满。b.将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，若有白烟产生，说明NH3已收集满。尾气处理：在集气管口塞一团用水或稀硫酸浸湿的棉花，可减小NH3与空气的对流速度，收集到纯净的NH3。3铵盐及NH4的检验(1)铵盐的物
16、理性质铵盐都是无色固体，均易溶于水。(2)铵盐的化学性质(3)NH的检验未知液呈碱性湿润的红色石蕊试纸变蓝色，则证明含NH。 易错警示(1)NH3是中学化学中唯一的碱性气体，可在推断题中作为解题的突破口，确定NH3的存在。氨与酸反应的实质是NH3与H结合形成NH。(2)计算氨水浓度时，溶质视为NH3。(3)吸收氨气(或HCl)时要注意防止倒吸。可用于吸收氨气(或HCl)并能防倒吸的常用装置为(4)铵盐受热都能分解，但不是都产生NH3，如NH4NO3受热分解生成N2O和H2O。判断正误，正确的画“”，错误的画“”。(1)氨气溶于水能导电，所以氨气是电解质。()(2)实验室用浓氨水与NaOH固体制
17、取氨气。()(3)氨与酸反应生成铵盐，与挥发性酸相遇时能形成白烟。()(4)某晶体与NaOH共热放出一种使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，该晶体中含有NH。()(5)氨水中含氮微粒中最多的微粒是NH。()(6)把NH3通入稀HNO3中，当溶液的pH等于7时，是NH3和HNO3等物质的量反应。()(7)液氨作为清洁能源的反应原理是4NH35O24NO6H2O。()(8)氨水中物质的量浓度最大的粒子是NH3H2O(除水外)。()(9)在1 molL1氨水中，NH3H2O、NH、NH3的物质的量浓度之和为1 molL1。()(10)液氨和氨水在组成上相同。()提示(1)(2)(3)(4)(5)(6)(
18、7)(8)(9)(10)题组一 氨气的性质1.如下图所示，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，立即用另一表面皿扣在上面。下表中对实验现象所做的解释正确的是()选项实验现象解释A浓盐酸附近产生白烟NH3与挥发出的HCl反应产生了NH4Cl固体B浓硫酸附近无明显现象NH3与浓硫酸不发生反应C氯化物溶液变浑浊该溶液一定是AlCl3溶液D湿润的红色石蕊试纸变蓝NH3是一种可溶性碱答案A解析向NaOH固体上滴几滴浓氨水后，产生NH3。NH3遇挥发出来的HCl生成NH4Cl固体而产生白烟；H2SO4难挥发，因此浓硫酸附近无明显现象，但NH3与H2SO4能反应；氨水能使MgCl2、
19、AlCl3等溶液变浑浊；NH3与水反应生成的NH3H2O电离出OH而显碱性，但NH3不是碱。2固态化合物A由两种短周期元素组成，可与水发生复分解反应。甲组同学用下图装置(夹持装置略)对其进行探究实验。(1)仪器B的名称是_。(2)实验中，中的试纸变蓝，中黑色粉末逐渐变为红色并有M生成，则中的试剂为_；中发生反应的化学方程式为_；中的试剂为_。(3)乙组同学进行同样实验，但装置连接顺序为，此时中现象为_，原因是_。(4)经上述反应，2.5 g化合物A理论上可得0.56 L(标准状况)M，则A的化学式为_。答案(1)分液漏斗(2)碱石灰3CuO2NH33CuN23H2O浓硫酸(3)红色石蕊试纸变蓝
20、CuO与氨气反应生成的水和未反应的氨气形成氨水，使红色石蕊试纸变蓝(4)Mg3N2解析(2)化合物A与水反应生成氨气，氨气经碱石灰干燥，与CuO反应生成红色的Cu，根据氧化还原反应原理可知Cu的化合价降低，NH3中N的化合价升高生成气体M(氮气)。(4)经浓硫酸吸收未反应的NH3，收集的氮气的物质的量为n(N2)0.025 mol，所以A中含n(N)0.05 mol，设A的化学式为Q3N或QN时其相对分子质量均为50，Q的相对原子质量分别为12或36，无意义；设A的化学式为Q3N2，其相对分子质量为100，Q的相对原子质量为24，故化合物A为Mg3N2。题组二 喷泉实验与NH的检验3.如图是课
21、外活动小组的同学设计的4个喷泉实验方案。下列有关操作不可能引发喷泉现象的是()A挤压装置的胶头滴管，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用鼓气装置从装置的a处不断鼓入空气并打开止水夹D向装置的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开止水夹答案B解析H2难溶于NaOH溶液，不能形成较大压强差，不能引发“喷泉”现象。4大气压强对许多物理实验和化学实验有着重要影响。现有如图装置，目的是完成喷泉实验(图中夹持装置均已略去)。(1)用如图甲装置进行喷泉实验，上部烧瓶已充满干燥氨气，引发水上喷的操作是_。该实验的原理是_。(2)如果只提供如图乙
22、的装置，请说明引发喷泉的方法：_。答案(1)挤出胶头滴管中的水，打开弹簧夹氨气极易溶于水，致使烧瓶内气体压强迅速减小，水迅速进入烧瓶，形成喷泉(2)打开弹簧夹，用手(或热毛巾等)将烧瓶捂热，氨气受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气，氨气与水接触，即形成喷泉总结提升喷泉实验的原理及应用(1)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。(2)形成喷泉的类型只要气体易溶于吸收剂，均可做喷泉实验，吸收剂可以是水，也可以是酸液、碱液等。下面是几种常见的能形成喷泉的气体和液体
23、。气体HClNH3CO2、Cl2、SO2、H2SNO2NO、O2(43)吸收剂水、NaOH溶液水NaOH溶液水水容器内的液体由于受热挥发(如浓盐酸、浓氨水、酒精等)或由于发生化学反应产生气体。容器内产生大量气体，压强迅速增大，促使容器内液体迅速向外流动，也能形成喷泉。如喷雾器、人造喷泉、火山喷发等均是利用此原理。(3)引发喷泉的几种方法使烧瓶内的气体迅速溶于水或某种液体中。使烧瓶内气体温度降低，使气压减小。使烧瓶外待喷液面上的气压增大。(4)喷泉实验的几种常见装置说明：装置中最好采用顶部有孔的烧瓶。装置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。题组三 铵盐和
24、NH的检验5.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，实验室常加热氯化铵与氢氧化钙的混合物制备氨气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，其水溶液均呈酸性答案B解析铵盐分解不一定产生氨气，如NH4NO3在400 以上分解生成N2、NO2和H2O，A项错；Fe2比NH更易结合OH，因而加入少量NaOH，不会产生NH3，C项错；NH4HCO3、(NH4)2S等均呈碱性，D项错。考点硝酸的性质及应用1物理性质(1)纯硝酸为无色、有刺激性气味的液体。(2)
25、硝酸沸点较低，易挥发，在空气中遇水蒸气形成白雾。2化学性质(1)强酸性稀硝酸使紫色石蕊试液变红。(2)不稳定性反应：4HNO3(浓)2H2O4NO2O2。市售浓硝酸呈黄色的原因是硝酸分解生成的NO2溶解在硝酸里。硝酸保存在棕色试剂瓶中，置于冷暗处，不能用橡胶塞。(3)强氧化性与金属反应常温下，铁、铝遇冷的浓HNO3能发生钝化。稀硝酸与铜反应：3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O，浓硝酸与铜反应：Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O。与非金属反应如浓硝酸与C的反应为C4HNO3(浓)CO24NO22H2O。与还原性化合物反应硝酸可氧化H2S、SO2、Na2S
26、O3、HI、Fe2等还原性物质。如稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式为3Fe24HNO=3Fe3NO2H2O。王水浓HNO3和浓盐酸按体积比13混合即为王水，它的氧化性更强，能溶解Pt、Au等金属。(4)与有机物反应硝化反应(与C6H6反应)C6H6HNO3C6H5NO2H2O。颜色反应：蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。3用途：化工原料，用于制化肥、染料、炸药等。判断正误，正确的画“”，错误的画“”。(1)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)硝酸与金属反应时，只体现硝酸的强氧化性。()(3)硝酸与活泼金属Mg、Al等反应产生H2，
27、而与Cu反应产生NO或者NO2。()(4)将浓硝酸滴在干燥的蓝色石蕊试纸上，现象是先变红后褪色。()(5)硝酸可与Na2S反应制得H2S气体。()(6)常温下，可用铁制或铝制容器盛放浓HNO3，说明Fe、Al与浓HNO3不反应。()(7)Cu在KNO3溶液和稀H2SO4中均不溶解，能溶解在其混合液中。()提示(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)题组一 硝酸的性质1.下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是()选项实验操作现象解释或结论过量的Fe粉中加入稀HNO3，充分反应后，滴入KSCN溶液溶液呈红色稀HNO3将Fe氧化为Fe3浓HNO3久置或光照变黄色HNO3不稳定易分解Al箔插入
28、稀HNO3中无现象Al箔表面被HNO3氧化，形成致密的氧化膜用玻璃棒蘸取浓HNO3点到蓝色石蕊试纸上试纸先变红色后褪色浓HNO3具有酸性和强氧化性ABC D答案D解析过量的铁粉加入稀HNO3，生成Fe2，加入KSCN溶液时，颜色不变，故错；浓HNO3久置变黄是因为HNO3分解产生的NO2溶于HNO3所致，故正确；Al箔遇浓HNO3钝化，稀HNO3会使Al箔溶解，故错；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，故正确，选D。2下列说法正确的是()A投入铁片产生H2的溶液中可大量存在H、Mg2、SO、NOB可用稀硝酸除去试管内壁上的银镜C1.0 molL1的KNO3溶液中可大量存在
29、H、Fe2、Cl、SOD硫化铜溶于硝酸的离子方程式为CuS2H=H2SCu2答案B解析硝酸具有强氧化性，因而含有NO的酸性溶液不能与铁反应产生H2，A项错；硝酸可溶解银，B项正确；Fe2在稀HNO3中不能大量存在，C项错；硝酸与CuS不能发生复分解反应，而是发生氧化还原反应，D项错。题组二 硝酸与金属反应的相关计算3.(1)在浓硝酸中放入铜片：开始反应的化学方程式为_，实验现象为_。若铜有剩余，则反应将要结束时反应的化学方程式是_。待反应停止后，再加入少量质量分数为25%的稀硫酸，这时铜片上又有气泡产生，其原因是_。(2)若将12.8 g铜与一定量的浓硝酸反应，铜耗完时，共产生气体(NO和NO
30、2的混合物)5.6 L(标准状况)。则所消耗的硝酸的物质的量是_，所得气体的平均相对分子质量为_。(3)向100 mL pH0的硫酸和硝酸的混合液中投入3.2 g铜粉，微热使反应充分完成后，生成NO气体448 mL(标准状况下)。则反应前的混合溶液中硝酸的物质的量浓度为_。(4)铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，这些气体与5.6 L O2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。则消耗铜的质量为_。答案(1)Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O铜片逐渐溶解，溶液逐渐变蓝，有红棕色气体逸出3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO
31、3)22NO4H2O加入稀硫酸后，原溶液中的NO与H2SO4提供的H构成强氧化性的条件，又能与过量的Cu反应(2)0.65 mol41.2(3)0.2 molL1(4)32 g解析(1)随着反应进行，硝酸浓度不断减小，故反应结束阶段发生的是铜与稀硝酸的反应。(2)有关金属与硝酸反应的计算是高考考查的热点，在解答问题的时候要多从原子守恒和电子守恒的角度进行思考，如硝酸在反应中有两个去处：一个是硝酸盐；一个是NO或NO2气体。在计算时可以从这两个角度入手，解答有关硝酸消耗的题目。n(NOx)0.25 mol，故消耗n(HNO3)2n(Cu)n(NOx)20.25 mol0.65 mol。设产生NO
32、2的物质的量为x，则NO的物质的量为(0.25 molx)。根据得失电子守恒，得下列方程x1(0.25 molx)32解得：x0.175 mol。41.2 gmol1。故所得气体的平均相对分子质量为41.2。(3)n(Cu)0.05 mol、n(H)0.1 mol、n(NO)0.02 mol，依据3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O可知生成0.02 mol NO，消耗0.03 mol Cu、0.08 mol H，所以Cu、H过量，NO反应完全，n(HNO3)n(NO)0.02 mol。(4)该题氮元素变化为硝酸氮的氧化物硝酸，所以题目中的反应可以看成是铜与氧气的反应，其中硝酸为“催化剂”，
33、所以铜的物质的量为20.5 mol，即32 g。总结提升硝酸的氧化性及金属与硝酸反应的计算1HNO3与金属的反应规律(1)金属与HNO3反应，不生成H2，浓HNO3一般被还原为NO2，稀HNO3一般被还原为NO，极稀的HNO3与Mg、Al、Fe、Zn等反应时，可被还原生成NH4NO3，即HNO3越稀，还原产物的价态越低。(2)硝酸与金属反应的一般通式：金属浓HNO3金属硝酸盐NO2H2O金属稀HNO3金属硝酸盐NOH2O参加反应的HNO3起酸性的HNO3被还原的HNO3足量Cu与HNO3反应后溶液中含NO，向其中加酸Cu继续被氧化。(3)足量的金属与一定量浓HNO3反应时，随HNO3浓度的降低
34、，产物也发生改变。如：Cu与浓HNO3反应，若Cu过量，开始HNO3的还原产物为NO2，但随着反应的进行，浓HNO3变稀，稀HNO3的还原产物为NO，最终得到NO2和NO的混合气体。(4)常温下，浓HNO3可使Fe、Al“钝化”，“钝化”并非不反应，是因发生氧化还原反应在金属的表面生成一层致密的氧化膜阻止了反应的进一步发生。(5)铁与稀HNO3反应，先生成Fe(NO3)3，若Fe过量，Fe(NO3)3再与Fe反应生成Fe(NO3)2。2硝酸与非金属反应的规律(1)浓HNO3能与C、S、P等非金属单质反应，一般生成最高价含氧酸或最高价氧化物、NO2和H2O。(2)与非金属反应，HNO3表现强氧化
35、性，不表现酸性。3NO的氧化性常温下，NO在中性或碱性溶液中不表现氧化性，但在酸性条件下表现强氧化性，不能与还原性离子大量共存。如S2、I、Br、Fe2、SO等。4硝酸与化合物的反应(1)HNO3遇FeO、Na2SO3、Na2S、Fe(OH)2等还原性化合物，既发生复分解反应，表现HNO3的酸性，又将它们氧化，表现强氧化性。(2)HNO3遇H2S、SO2等只表现强氧化性。5.计算方法(1)原子守恒法HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用，以NO的形式存在于溶液中；一部分作为氧化剂转化为还原产物，这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量。(2)电子守恒法HNO
36、3与金属的反应属于氧化还原反应，HNO3中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量。(3)离子方程式计算法金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO在H2SO4提供H的条件下能继续与金属反应，因此此类题目应用离子方程式来计算，先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H或NO进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒。题组三 有关硝酸性质的实验探究4.某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，按下图装置进行实验(夹持仪器已略去)。实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。可选药品：浓硝酸、3 molL1稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸
37、、氢氧化钠溶液及二氧化碳已知：氢氧化钠溶液不与NO反应，能与NO2反应。2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2O(1)实验应避免有害气体排放到空气中。装置、中盛放的药品依次是_。(2)滴加浓硝酸之前的操作是检验装置的气密性，加入药品，打开弹簧夹后_。(3)装置中发生反应的化学方程式是_。(4)装置的作用是_，发生反应的化学方程式是_。(5)该小组得出的结论所依据的实验现象是_。(6)实验结束后，同学们发现装置中溶液呈绿色，而不显蓝色。甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致，而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。同学们分别设计了以下4个实验来判断两种看法是否正确。这些方案中可行的是
38、(选填序号字母)_。a加热该绿色溶液，观察颜色变化b加水稀释该绿色溶液，观察颜色变化c向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化d向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体，观察颜色变化答案(1)3 molL1稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液(2)通入CO2一段时间，关闭弹簧夹，将装置中导管末端伸入倒置的烧瓶内(3)Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O(4)将NO2转化为NO3NO2H2O=2HNO3NO(5)装置中液面上方气体仍为无色，装置中液面上方气体由无色变为红棕色(6)acd解析实验题要先看目的，即要验证什么，由此再来理解或设计实验。本题要证明浓HNO3能将NO氧化成NO2
39、，而稀硝酸不能氧化NO。装置产生的是NO2，而非NO，所以装置中盛水，与NO2反应生成NO。而NO极易与O2反应产生NO2，故反应前应用CO2将装置中的空气排尽。(6)的思路是从溶液中赶出NO2，或在Cu(NO3)2溶液中通入NO2。a加热，则溶解气体会逸出从而检验乙同学说法；b项加水稀释，生成水合铜离子，无论何种情况稀释后均为蓝色，无法判断；c项中通入N2，起到搅拌作用使溶解气体逸出，可用于检验乙同学的说法；d项，向蓝色的饱和Cu(NO3)2溶液中通入NO2，若变色则可证明乙同学的说法。考点氮及其重要化合物转化关系的综合应用1氮及其化合物的转化关系2含氮物质的化合价变化及规律(1)氮元素间的
40、歧化和归中歧化同一元素的化合价在同一反应中既升高又降低。归中同一元素高价态和低价态生成中间价态。歧化：3NO2H2O=2HNO3NO。归中：6NO4NH3=5N26H2O。(2)含氮物质的连续氧化NH3NONO2HNO3；N2NONO2HNO3。3氮及其化合物的推断有关氮及其重要化合物的推断题常以产生白烟、红棕色气体、无色气体在空气中变为红棕色、能使红色石蕊试纸变为蓝色等特殊现象为突破口。1下图中AJ分别代表相关反应的一种物质。已知A分解得到等物质的量的B、C、D，图中有部分生成物未标出。请填写以下空白：(1)A的化学式_。(2)写出反应的化学方程式：_，_。(3)写出反应的离子方程式：_。(
41、4)J与F反应的化学方程式：_。答案(1)NH4HCO3(2)2MgCO22MgOC4NH35O24NO6H2O(3)NHHCO2OHNH3CO2H2O(4)C4HNO3(浓)CO24NO22H2O解析 A分解得到等物质的量的B、C、D，A可能为NaHCO3或NH4HCO3，B与Mg反应，B应为CO2，C与Na2O2反应生成G，C可能为H2O，D与G在催化剂存在的条件下反应，D应为NH3，则A只能是NH4HCO3，H为NO，I为NO2，J为HNO3，HNO3与F反应又生成B(CO2)、C(H2O)、I(NO2)，则F为C(碳)。2某小组同学欲探究NH3催化氧化反应，按下图装置进行实验。A、B装
42、置可选药品：浓氨水、H2O2、蒸馏水、NaOH固体、MnO2(1)NH3催化氧化的化学方程式：_。(2)甲乙两同学分别按上述装置进行实验。一段时间后，装置G中溶液都变成蓝色。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_。乙观察到装置F中只有白烟生成，白烟的成分是_(写化学式)。用离子方程式解释装置G中溶液变成蓝色的原因：_。装置F还有什么作用_。(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。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。(4)为实现该反应，
43、也可用如图所示的装置替换上述装置中虚线框部分，化合物X为_，NH4HCO3的作用是_。答案(1)4NH35O24NO6H2O(2)2NOO2=2NO2NH4NO33Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O防倒吸(3)增加减少(4)Na2O2NH4HCO3分解放出NH3；同时放出的CO2和H2O与Na2O2反应生成O2教材实验的创新考查：氨气的制取高考演变实验2015广东高考NH3及其盐都是重要的化工原料。(1)用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3，反应发生、气体收集和尾气处理装置依次为_。(2)按如图装置进行NH3性质实验。先打开旋塞1，B瓶中的现象是_，原因是_。稳定后，关闭旋塞1。再打开旋
44、塞2，B瓶中的现象是_。教材母本实验在实验室里，常用加热铵盐和碱的混合物的方法制取氨气。反应的化学方程式为：2NH4ClCa(OH)2CaCl22H2O2NH3高考源于教材近几年，氨气的制取及性质实验已悄然成为高考化学测试的新热点。教材中通过实验室制取NH3的实验说明了NH3的产生原理、干燥、收集、检验方法，而高考命题则将这些知识点迁移到实验原理和装置的创新中，考查学生的实验操作能力，逻辑分析能力及综合应用能力，这需要在复习中通过挖掘教材气体制备的内涵，可培养考生多角度思考问题的习惯，注重“发散”和“求异”的思维的培养。(1)用氢氧化钙和氯化铵固体制备氨气时，试管口应略向下倾斜，选用A装置；氨
45、气密度小于空气，采用向下排空气法收集，选用C装置；氨气极易溶于水，尾气处理时选用G装置，防止倒吸。(2)A中压强大于B，打开旋塞1后，氯化氢进入B瓶与氨气反应生成氯化铵白色固体小颗粒，所以有白烟生成，同时B瓶压强急剧减小。打开旋塞2后，烧杯中的溶液在外界大气压的作用下被压入B瓶，氯化铵溶液中铵根离子水解使溶液显酸性，使石蕊水溶液变红。答案(1)ACG(2)出现白烟A瓶压强比B瓶大，HCl进入B瓶与NH3反应生成NH4Cl固体小颗料烧杯中液体倒吸入B瓶，且紫色石蕊溶液变红迁移发散一、高考还可能这样考1干燥氨气能否用浓H2SO4、无水CaCl2作干燥剂？提示不能；原因是浓H2SO4与NH3发生反应
46、，无水CaCl2能吸收NH3生成CaCl28NH3，应用碱石灰作干燥剂。2实验室常用什么方法快速得到NH3?提示实验室制取氨气的另一种常用方法：将生石灰或烧碱加入浓氨水中并加热。有关反应的化学方程式为CaONH3H2OCa(OH)2NH3，加烧碱的作用是增大溶液中的OH浓度，同时NaOH溶解放热，促使NH3H2O转化为NH3，这种制氨气的发生装置与实验室制Cl2、HCl气体的装置相同。二、相关实验知识归纳实验室快速制取氨气的方法方法化学方程式(或原理)气体发生装置加热浓氨水NH3H2ONH3H2O浓氨水固体NaOHNaOH溶于水放热，促使氨水分解，且OH浓度的增大有利于NH3的生成浓氨水固体C
47、aOCaO与水反应，使溶剂(水)减少；反应放热，促使氨水分解。化学方程式为NH3H2OCaO=NH3Ca(OH)2考题集训12012上海高考实验室制取少量干燥的氨气涉及下列装置，其中正确的是()A是氨气发生装置 B是氨气发生装置C是氨气吸收装置 D是氨气收集、检验装置答案B解析A项加热条件下，氯化铵分解生成氨气与氯化氢，但氨气和氯化氢能很快生成氯化铵，所以不能得到NH3，错误；B项可用NaOH固体或生石灰或碱石灰与浓氨水制备NH3，正确；C项，易发生倒吸，错误；D项应在试管口堵一团棉花，防止形成对流，错误。22015河北唐山一模氨在工农业生产中有重要的用途。某校甲、乙两个化学小组分别对氨的相关
48、实验进行了研究。(1)甲、乙两小组选择了不同方法制取氨，请将实验装置的字母编号和制备原理填写在下表空格中。实验装置实验药品制备原理甲小组A氢氧化钙、氯化铵反应的化学方程式为_乙小组_浓氨水、氢氧化钠用化学平衡原理分析氢氧化钠的作用：_(2)甲组通过如图装置(尾气处理装置已略去)验证了氨有还原性，装置中的实验现象是_，硬质玻璃管中氨发生催化氧化反应的化学方程式为_。(3)甲组将足量氨不断通入滴有酚酞的AgNO3溶液中，现象为_，反应结束所得溶液中除了H、OH、NH外还主要含有的离子有_。(4)乙组欲制备氮化镁，查阅资料发现氨跟氧化铜反应可以制备氮气(2NH33CuO3CuN23H2O)，而氮气跟
49、镁在高温下反应可得到氮化镁，但氮化镁遇水立即反应生成Mg(OH)2和NH3。乙组提出了如下制备氮化镁的实验方案示意框图(实验前系统内空气已排除；图中箭头表示气体的流向)。你认为此方案是否正确，并说明理由_。(以下略)答案(1)2NH4ClCa(OH)2CaCl22H2O2NH3B固体NaOH溶于浓氨水后，放出大量的热，促使NH3挥发；溶液中OH浓度的增加，使NH3H2ONH3H2ONHOH向生成NH3的方向移动(2)玻璃管中出现红棕色，干燥管中固体变蓝4NH35O24NO6H2O(3)先产生白色沉淀，随后沉淀消失；溶液最后变成红色Ag(NH3)2、NO(4)方案错误；反应产生的NH3全部被浓H
50、2SO4吸收，不能进行后续反应解析本题考查了氨的制取和性质知识，意在考查考生对题给信息的提取能力和分析能力。(1)固体氢氧化钙和氯化铵受热反应生成氨：2NH4ClCa(OH)2CaCl22H2O2NH3。浓氨水与氢氧化钠反应得到氨，选B装置。固体NaOH溶于浓氨水后，放出大量的热，促使NH3挥发；溶液中OH浓度的增加，使NH3H2ONH3H2ONHOH向生成NH3的方向移动。(2)氨催化氧化生成NO和H2O，NO与O2反应生成NO2气体，所以现象是玻璃管中出现红棕色，干燥管中固体变蓝。(3)先生成AgOH白色沉淀，继续通入氨，白色沉淀溶解，生成的Ag(NH3)2OH完全电离，溶液显强碱性，滴加
51、酚酞，溶液变红，溶液中还有NO、Ag(NH3)2。(4)方案错误；反应产生的NH3(碱性气体)全部被浓H2SO4吸收，不能进行后续反应。1.高考集萃判断正误，正确的画“”，错误的画“”。(1)2015课标全国卷密闭容器中2 mol NO与1 mol O2充分反应，产物的分子数为2NA。()(2)2015课标全国卷浓硝酸中加入用砂纸打磨过的铝条，产生红棕色气体。()(3)2015山东高考加热盛有NH4Cl固体的试管，试管底部固体消失，试管口有晶体凝结，NH4Cl固体可以升华。()(4)2015海南高考稀硝酸可除去试管内壁的银镜。()(5)2014天津高考制二氧化氮时，用水或NaOH溶液吸收尾气。
52、()(6)2014重庆高考液氨用作制冷剂不涉及化学变化。()(7)2014广东高考将可调高度的铜丝伸入到稀HNO3中，溶液变蓝，说明Cu与稀HNO3发生置换反应。()(8)2014山东高考制备收集干燥的氨气。()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)解析(1)2NOO2=2NO2,2NO2N2O4，故产物的分子数小于2NA；(2)铝条遇浓HNO3发生钝化，不会产生红棕色气体；(3)NH4Cl受热分解为HCl与NH3，HCl与NH3又会化合生成NH4Cl，该过程发生了化学变化，不是升华；(4)Ag可溶于稀HNO3，可用稀HNO3除去试管内壁的银镜；(5)不能用水吸收制取NO2的尾气
53、，因为NO2与水生成硝酸和一氧化氮，一氧化氮不溶于水造成污染；(6)液氨用作制冷剂，只是NH3的状态发生变化，不涉及化学变化；(7)铜与稀硝酸发生氧化还原反应，生成Cu(NO3)2、NO和H2O，不属于置换反应；(8)用排空气法收集氨气时，导管应插到试管(或集气瓶)底部。22015课标全国卷我国清代本草纲目拾遗中记叙无机药物335种，其中“强水”条目下写道：“性最烈，能蚀五金其水甚强，五金八石皆能穿滴，惟玻璃可盛。”这里的“强水”是指()A氨水 B硝酸C醋 D卤水答案B解析根据题述信息，可知“强水”具有强氧化性和酸性，四个选项只有硝酸符合，故选B。32015北京高考在通风橱中进行下列实验：步骤
54、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下列说法不正确的是()A中气体由无色变红棕色的化学方程式：2NOO2=2NO2B中的现象说明Fe表面形成致密的氧化层，阻止Fe进一步反应C对比、中现象，说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3D针对中现象，在Fe、Cu之间连接电流计，可判断Fe是否被氧化答案C解析稀硝酸与铁反应生成NO，NO在空气中被氧化为NO2，故A项正确。浓硝酸能使铁钝化，B项正确。中铁钝化，反应停止，不能比较稀硝酸与浓硝酸氧化性的强弱，实质上浓HNO3的氧化性强于稀HNO3，C项错误。构成原电池后可以
55、根据电流的方向判断正、负极，从而判断Fe是否被氧化，D项正确。42015上海高考下列物质见光不会分解的是()AHClO BNH4ClCHNO3 DAgNO3答案B解析本题考查常见物质的性质，难度较小。A项，HClO见光易分解为HCl与氧气，错误；B项，NH4Cl受热分解，光照不会分解，正确；C项，HNO3见光易分解为NO2、H2O与O2，错误；D项，AgNO3见光易分解，错误。5.2015山东高考工业上利用氨氧化获得的高浓度NOx气体(含NO、NO2)制备NaNO2、NaNO3，工艺流程如下：已知：Na2CO3NONO2=2NaNO2CO2(1)中和液所含溶质除NaNO2及少量Na2CO3外，
56、还有_(填化学式)。(2)中和液进行蒸发操作时，应控制水的蒸发量，避免浓度过大，目的是_。蒸发产生的蒸汽中含有少量NaNO2等有毒物质，不能直接排放，将其冷凝后用于流程中的_(填操作名称)最合理。(3)母液进行转化时加入稀HNO3的目的是_。母液需回收利用，下列处理方法合理的是_。a转入中和液 b转入结晶操作c转入转化液 d转入结晶操作(4)若将NaNO2、NaNO3两种产品的物质的量之比设为21，则生产1.38吨NaNO2时，Na2CO3的理论用量为_吨(假定Na2CO3恰好完全反应)。答案(1)NaNO3(2)防止NaNO3的析出溶碱(3)将NaNO2转化为NaNO3c、d(4)1.59解
57、析(1)结合流程图分离得到NaNO3，可知中和液中含有NaNO3。(2)蒸发产生的蒸汽中含有NaNO2，可用该蒸汽进行溶碱以回收NaNO2。(3)母液中加入稀硝酸和空气可以将NaNO2氧化为NaNO3。母液中所含溶质主要为NaNO3，故需要转入转化液或结晶操作。(4)根据钠元素守恒计算，n(NaNO2)2104 mol, n(NaNO3)1104 mol，故n(Na2CO3)1.5104 mol，m(Na2CO3)1.5104 mol106 gmol11.59106 g，即1.59吨。62015海南高考氨是合成硝酸、铵盐和氮肥的基本原料。回答下列问题：(1)氨的水溶液显弱碱性，其原因为_(用离
58、子方程式表示)；0.1 molL1的氨水中加入少量NH4Cl固体，溶液的pH_(填“升高”或“降低”)；若加入少量明矾，溶液中NH的浓度_(填“增大”或“减小”)。(2)硝酸铵加热分解可得到N2O和H2O。250 时，硝酸铵在密闭容器中分解达到平衡，该分解反应的化学方程式为_，平衡常数表达式为_；若有1 mol硝酸铵完全分解，转移的电子数为_mol。(3)由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示，若生成1 mol N2，其H_kJmol1。答案(1)NH3H2ONHOH降低增大(2)NH4NO3N2O2H2OKc(N2O)c2(H2O)4(3)139解析(1)NH3H2O为弱电解质
59、，存在电离平衡，即NH3H2ONHOH，由于电离程度较小，故氨水呈弱碱性；氨水中加入NH4Cl固体，增大了c(NH)，能抑制NH3H2O的电离，c(OH)减小，溶液pH降低。明矾能电离出Al3，Al3能消耗NH3H2O电离出的OH，促进NH3H2O的电离，溶液中c(NH)增大。(2)根据题中信息可写出NH4NO3分解的化学方程式为NH4NO3N2O2H2O，生成物均为气态，则平衡常数Kc(N2O)c2(H2O)。根据反应中氮元素的化合价变化可知，1 mol NH4NO3发生分解反应转移4 mol 电子。(3)结合图示可知N2O(g)NO(g)=N2(g)NO2(g)H(209348) kJmol1139 kJmol1
