化学 专题四 第4讲 生活中的氮化合物学案
第4讲 生活中的含氮化合物
[考纲要求] 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.了解氮的氧化物及含磷洗涤剂对环境及人类健康的影响。4.了解氨气、铵盐的性质及用途；掌握氨气的实验室制法。5.掌握铵根离子的检验。
考点一 氮气及其氧化物
1．氮气
2．氮的氧化物
氮有多种价态的氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等。
完成NO和NO2的比较表：
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 与人体、环境的关系 ①与血红蛋白结合使人中毒
②转化成NO2形成酸雨、光化学烟雾 形成酸雨、
光化学烟雾 特别提醒 (1)氮的氧化物都是大气污染物。
(2)空气中NO2是造成光化学烟雾的主要因素。
(3)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。
(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。
深度思考
1．根据氮在元素周期表中的位置可知氮元素是一种活泼的非金属，为什么氮气很稳定？
答案 氮气的性质不仅与原子结构有关，还与氮分子的构成有关；氮气分子中的N≡N键，键能很大，分子结构稳定，故氮气很稳定。
2．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，请同学们写出三个有关的化学方程式：
(1)________________________________________________________________________；
(2)________________________________________________________________________；
(3)________________________________________________________________________。
答案 (1)N2＋O2放电或高温(放电或高温_)2NO
(2)2NO＋O2===2NO2
(3)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
3．如何鉴别NO2与溴蒸气？
答案 由于NO2和Br2在性质上有不少相似性：①均具有氧化性；②溶于水均有酸生成；③均可与碱反应；④均为红棕色等。所以不能用淀粉-KI试纸、pH试纸、NaOH溶液来鉴别，但二者性质又有差别，可以用下列方法鉴别：①AgNO3溶液；②CCl4溶液；③用水洗法。
题组一 NO、NO2的性质及对环境的影响
1．汽车排放的尾气中含有NO2，NO2是城市大气污染的主要污染物之一，在日光照射下，NO2发生一系列光化学烟雾的循环反应，从而不断产生O3，加重空气污染。反应过程为①2NO2―→2NO＋2O，②2NO＋O2―→2NO2，③O＋O2―→O3。下列对该反应过程及生成物叙述正确的是 ( )
A．NO2起催化剂作用 B．NO起催化剂作用
C．NO2只起氧化剂作用 D．O3与O2为同分异构体
答案 A
解析 反应过程①＋②得O2―→2O，③O＋O2―→O3，NO2起催化剂作用，反应过程中NO2作氧化剂，A项正确，B、C项错误；O3与O2的相对分子质量不相同，不是同分异构体，属同素异形体，D项错误。
2．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。
①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)。
②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。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：4NH3＋6NO催化剂△5N2＋6H2O,8NH3＋6NO2催化剂△7N2＋12H2O。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1∶1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)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) ②2xCO＋2NOx催化剂△2xCO2＋N2 (2)1∶3 (3)NaNO2
解析 (1)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。②CO、NOx反应后生成的无毒气体为CO2和N2。(2)V(NO)＋V(NO2)＝3.0 L
V(NO)＋V(NO2)＝3.5 L
则V(NO)＝0.75 L
V(NO2)＝2.25 L
V(NO)∶V(NO2)＝1∶3。
(3)NO中氮的化合价为＋2价，NO2中氮的化合物为＋4价，二者1∶1混合时与NaOH反应生成盐的化合价必然为＋3，即为NaNO2。
归纳总结
氮氧化物对环境的影响
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
2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O
NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O
NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是：n(NO2)≥n(NO)。一般适合工业尾气中NOx的处理。
(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。
题组二 有关氮的氧化物计算类试题
3．如图所示，试管中盛装的是红棕色气体(可能是混合物)，当倒扣在盛有水的水槽中时，试管内水面上升，但不能充满试管，当向试管内鼓入氧气后，可以观察到试管中水柱继续上升，经过多次重复后，试管内完全被水充满，原来试管中盛装的气体是( )
A．可能是N2与NO2的混合气体
B．只能是O2与NO2的混合气体
C．可能是NO与NO2的混合气体
D．只能是NO2一种气体
答案 C
解析 解答本题要注意以下两点：(1)明确氮气不溶于水，且常温下不与其他物质发生化学反应；(2)NO2可与水反应生成不溶于水的NO，NO2和NO分别与氧气按适当的比例可被水完全吸收。
4．将容积为50 mL的量筒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。则原混合气体中NO2和O2体积比可能是__________或________。
答案 18∶7 43∶7
解析 NO或NO2与O2混合气体与水的反应计算关系式可由下列化学方程式推导出来。
2NO＋O2===2NO2 ①
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO ②
由②×2＋①得
4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3 ③
由①×3＋②×2
4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3 ④
③、④两式就是平时计算经常用到的关系式。
设剩余的5 mL气体为O2，则参加反应③的NO2和O2的总体积为50 mL－5 mL＝45 mL
则原混合气体里，NO2的体积为45 mL×4/5＝36 mL
O2的体积为50 mL－36 mL＝14 mL
即NO2与O2的体积比为36∶14＝18∶7。
设剩余的5 mL气体为NO，由②式得过量的NO2体积为15 mL，则发生反应③的NO2和O2的总体积为50 mL－15 mL＝35 mL
则原混合气体里，O2的体积为35 mL×1/5＝7 mL，NO2的体积为50 mL－7 mL＝43 mL
即NO2与O2的体积比为43∶7。
思维模型
NOx和O2混合型计算题的规律总结
1．关系式法
(1)NO和O2混合气体通入水中
由2NO＋O2===2NO2和3NO2＋H2O===2HNO3＋NO得总反应为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3
(2)NO2和O2混合气体通入水中
由3NO2＋H2O===2HNO3＋NO和2NO＋O2===2NO2得总反应为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3
(3)NO、NO2和O2三种混合气体通入水中
先按3NO2＋H2O===2HNO3＋NO计算出生成的NO体积，再加上原来混合气体中NO体积，再按(1)计算。
2．电子守恒法
当NOx转化为硝酸时要失去电子，如果是NOx与O2混合，则反应中O2得到的电子数与NOx失去的电子数相等。
考点二 硝酸的性质及应用
1．物理性质
硝酸是无色易挥发的液体，有刺激性气味。
2．化学性质
(1)不稳定性
反应：4HNO3△或光照2H2O＋4NO2↑＋O2↑。
(2)强氧化性
硝酸无论浓、稀都有强氧化性，而且浓度越大氧化性越强。
按要求完成下列反应的方程式：
①与金属反应：
稀硝酸与铜反应：
3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O；
浓硝酸与铜反应：
Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。
②与非金属反应：
浓硝酸与C的反应：
C＋4HNO3(浓)△(△N)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O；
③与还原性化合物反应：
硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2＋等还原性物质。
稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式：
3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。
(3)与有机物反应
①硝化反应(与C6H6反应)：
C6H6＋HNO3浓硫酸△C6H5NO2＋H2O；
②颜色反应：蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。
深度思考
1．久置的硝酸呈黄色，如何除去？怎样保存硝酸？
答案 硝酸显黄色是由于硝酸见光或受热发生分解，生成的NO2溶于浓硝酸所致，所以消除的方法是通入O2(或空气)，使其发生反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3。保存时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？
答案 是化学变化，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。
题组一 硝酸的酸性和强氧化性
1．下列有关硝酸化学性质的叙述中，正确的是 ( )
A．浓、稀硝酸都能使蓝色石蕊试纸最终变为红色
B．硝酸能与FeO反应，只表现氧化性
C．硝酸可与Na2S反应制得H2S气体
D．浓硝酸因分解放出的NO2又溶解于硝酸而呈黄色
答案 D
解析 硝酸是一种具有强氧化性的强酸，并且浓度越大，氧化性越强。浓硝酸可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色，故选项A错；硝酸是一种强氧化性酸，可氧化许多还原性物质，因此硝酸与Na2S反应不能生成H2S，与FeO反应时表现氧化性和酸性，所以选项B、C错，选项D正确。
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、NO
B．可用稀硝酸除去试管内壁上的银镜
C．1.0 mol·L－1的KNO3溶液中可大量存在H＋、Fe2＋、Cl－、SO
D．硫化铜溶于硝酸的离子方程式为CuS＋2H＋===H2S↑＋Cu2＋
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，而是氧化还原反应，D项错。
反思归纳
1．硝酸与金属反应的规律
(1)HNO3与金属一般不能产生H2。
(2)还原产物一般为HNO3(浓)→NO2，HNO3(稀)→NO；很稀的硝酸还原产物也可能为N2O、N2或NH4NO3。
(3)硝酸与金属反应时既表现氧化性又表现酸性。
2．涉及HNO3的离子反应常见的易错问题
(1)忽视NO在酸性条件下的强氧化性。在酸性条件下NO不能与Fe2＋、I－、SO、S2－等还原性较强的离子大量共存。
(2)在书写离子方程式时，忽视HNO3的强氧化性，将氧化还原反应简单的写成复分解 反应。
题组二 硝酸与金属反应的计算
3．在标准状况下将1.92 g铜粉投入一定量浓HNO3中，随着铜粉的溶解，反应生成的气体颜色逐渐变浅，当铜粉完全溶解后共收集到由NO2和NO组成的混合气体1.12 L，则反应消耗HNO3的物质的量为 ( )
A．0.8 mol B．0.6 mol C．0.11 mol D．无法计算
答案 C
解析 原子守恒法
①被还原的硝酸物质的量即为气体NO2与NO物质的量的总和，n(HNO3)被还原＝＝0.05 mol，
②未被还原的HNO3的物质的量等于Cu(NO3)2中NO的物质的量，
n(Cu)＝＝0.03 mol，所以n[Cu(NO3)2]＝0.03 mol，
③消耗的HNO3的物质的量为0.03 mol×2＋0.05 mol＝0.11 mol，故C项正确。
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 ( )
A．16 g B．32 g C．64 g D．无法计算
答案 B
解析 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"，所以铜的物质的量为2×＝0.5 mol，即32 g。
5．有一稀硫酸和稀硝酸的混合酸，其中H2SO4和HNO3的物质的量浓度分别是4 mol·L－1和2 mol·L－1，取10 mL此混合酸，向其中加入过量的铁粉，待反应结束后，可产生标准状况下的气体的体积为(设反应中HNO3被还原成NO) ( )
A．0.448 L B．0.672 L C．0.896 L D．0.224 L
答案 B
解析 金属和混酸反应通过离子方程式计算比较简便，3Fe＋8H＋＋2NO===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O(铁过量，产物为Fe2＋)，反应中Fe和H＋过量，生成的NO的量以NO为准来计算，共得NO 0.448 L，若只考虑到这一步反应，得答案A是错误的，因为过量的铁还可以和溶液中过量的H＋反应产生H2，即有Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，生成的H2为0.224 L，所以气体体积共计0.672 L，应选B。
方法指导
金属与硝酸反应计算题的一般方法
1．思维模型
2．计算中的守恒思想的应用
(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)得失电子守恒法
HNO3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)电荷守恒法
HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH－)则有：
c(NO)＝c(H＋)＋nc(Mn＋)(Mn＋代表金属离子)。
(4)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 有关硝酸氧化性的实验探究
6．如图是用浓硝酸、铜片、水等试剂探究浓、稀硝酸的强氧化性并观察还原产物的实验装置。
Ⅰ.浓硝酸的强氧化性实验将铜片置于具支试管的底部，在分液漏斗中加入约5 mL浓硝酸，往具支试管中放入约2 mL浓硝酸，用排水法收集产生的气体。
(1)具支试管中发生反应的化学方程式：__________。
(2)实验中观察到能证明浓硝酸具有强氧化性的现象____________________________。
Ⅱ.稀硝酸的强氧化性实验
(3)上述反应完成后，欲进一步证明稀硝酸也具有强氧化性，紧接的简便、合理的实验操作是___________________________________________________________________。
(4)能证明稀硝酸与铜反应产生NO的实验现象是_________________(填写序号)。
A．c中收集到无色气体
B．c中收集到的无色气体接触空气后变为红棕色
C．b中产生的无色气体接触空气后变为红棕色
Ⅲ.实验反思
(5)利用该装置先进行铜与浓硝酸反应，再进行铜与稀硝酸反应的实验，其好处是________________________________________________________________________。
Ⅳ.问题讨论
用等质量的铜片与等体积的浓硝酸、稀硝酸(硝酸均过量)反应时，发现反应后所得溶液前者呈绿色，后者呈蓝色。对此有两种看法：
①两者颜色不同的原因是因为Cu2＋浓度差异引起的。
②前者溶液呈绿色，是因为生成的红棕色NO2溶解于溶液中引起的。
(6)你认为上述看法________(填"①"或"②")合理。若是①合理，说明理由，若是②合理，设计一个简单实验证明：____________________________________。
答案 (1)Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
(2)铜片逐渐溶解，溶液变蓝，放出红棕色气体
(3)往分液漏斗中加水稀释浓硝酸，打开活塞，放入稀硝酸
(4)C
(5)利用Cu与浓硝酸反应生成的NO2排出具支试管中的空气，有利于观察Cu与稀硝酸的反应产物
(6)② 往蓝色溶液中通入NO2，溶液变成绿色(或加热绿色溶液，有红棕色气体产生，溶液变成蓝色)
解析 Ⅰ.铜与浓硝酸反应的化学方程式为Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，实验中具支试管中溶液变蓝，且有红棕色气体产生。
Ⅱ.向试管中加水将浓硝酸稀释后，可以继续进行铜与稀硝酸反应的实验，这样可以利用Cu与浓硝酸反应产生的NO2排出具支试管中的空气，有利于观察铜与稀硝酸反应的 产物。
Ⅳ.由于硝酸均过量，铜的质量相同，溶液的体积相同，所以铜无论是与稀硝酸反应，还是与浓硝酸反应，生成的Cu2＋的浓度是相同的，看法①是不合理的，可通过向蓝色溶液中通入NO2看溶液是否变绿，或加热绿色溶液看是否有红棕色气体产生来证明。
答题模板
现象描述答题模板
(1)全面描述现象的程序--"海、陆、空"
"海"--溶液有什么变化；
"陆"--固体有什么变化；
"空"--气体有什么变化。
(2)规范描述现象的答题模板
如①颜色：......由......(具体颜色)变为......(具体颜色)
②气体：溶液中产生......(颜色)的气泡，(或)在固体表面产生......(颜色)气泡。
③沉淀：在......(颜色)溶液中产生......(颜色)的沉淀(浑浊)......
考点三 氨和铵盐
1．氨的分子结构和性质
(1)物理性质
氨气是无色有刺激性气味的气体，易液化可作制冷剂，常温、常压下，1体积的水可溶解700体积的氨气。
(2)分子结构
电子式：，空间结构：三角锥形。
(3)氨的化学性质
①与水的反应
NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－，氨气溶于水得氨水，氨水中含有的粒子有NH3·H2O、NH3、H2O、NH、OH－、H＋。氨水为可溶性一元弱碱，易挥发，不稳定，易分解：NH3·H2O△(△水)NH3↑＋H2O。
②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HCl＋NH3===NH4Cl、NH3＋HNO3===NH4NO3。
b．与CO2等酸性氧化物反应：NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3或2NH3＋CO2＋H2O
===(NH4)2CO3。
③NH3的还原性--氨的催化氧化
化学方程式：4NH3＋5O2催化剂△4NO＋6H2O。
④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 Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH AlCl3溶液 生成白色沉淀 Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH (4)氨气的实验室制法
2．铵盐及NH的检验
(1)铵盐的物理性质
铵盐都是白色固体，均易溶于水。
(2)铵盐的化学性质
(3)NH的检验
未知液OH－(OH－H)呈碱性△(△性)湿润的红色石蕊试纸变蓝色，则证明含NH。
3．追根求源--喷泉实验的原理
中学教材中喷泉实验装置如右图所示。实验操作是：打开橡皮管上的夹子，挤压滴管的胶头，则烧杯中的水由玻璃管进入烧瓶，形成喷泉。
(1)喷泉实验的原理
因为烧瓶内气体易溶于水或易与水反应，使瓶内压强减小，形成压强差，大气压将烧杯中的水压入烧瓶而形成喷泉。
(2)能形成喷泉的条件
从原理上讲，气体要易溶于水或易与水反应，以形成足够大的压强差；从实验条件上讲，烧瓶内气体要充满，气体和仪器均要干燥，装置的气密性要好。
(3)可以形成喷泉的组合
液体是水时，NH3、HCl、SO2、NO2＋O2等气体均可；液体是NaOH溶液时，Cl2、CO2、H2S、SO2等气体均可。另外SO2和氯水、CH2===CH2与溴水等组合也可形成喷泉。总之，组合条件是：气体在溶液中的溶解度很大或通过反应，使气体的物质的量迅速减小，产生足够的压强差(负压)。
产生压强差的方法一般有：一是使烧瓶外气压增大，烧瓶内气压不变；二是使烧瓶外气压不变，烧瓶内气压减小。上述形成喷泉的组合选用的是第二种方法。
深度思考
1．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。
答案 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。
2．判断下列说法是否正确，不正确的说明理由。
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4NH3＋5O2催化剂△4NO＋6H2O。
⑧氨水中物质的量浓度最大的粒子是NH3·H2O(除水)。
⑨在1 mol·L－1氨水中，NH3·H2O、NH、NH3的物质的量浓度之和为1 mol·L－1。
答案 ②③④⑧⑨正确。①不正确，NH3本身不导电，溶于水，与水发生反应NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－而导电，故NH3不是电解质；⑤不正确，氨水中存在大量的NH3·H2O和少量的NH；⑥不正确，NH3和HNO3等物质的量反应时，得到NH4NO3溶液，NH水解使溶液显酸性，pH<7；⑦不正确，产生的NO是污染性气体。
3．按要求写出下列反应的离子方程式：
(1)在NH4Cl溶液中加入NaOH溶液，并加热
________________________________________________________________________。
(2)在NH4Cl溶液中滴加NaOH溶液
________________________________________________________________________。
(3)NH4Cl溶液呈酸性的原因
________________________________________________________________________。
(4)在饱和NH4Cl溶液中滴加NaAlO2，产生刺激性气味的气体和白色沉淀
________________________________________________________________________。
答案 (1)NH＋OH－△(△))NH3↑＋H2O
(2)NH＋OH－===NH3·H2O
(3)NH＋H2ONH3·H2O＋H＋
(4)NH＋AlO＋H2O===Al(OH)3↓＋NH3↑
题组一 氨和铵盐的性质
1．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NH3
B．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。
2．右图的装置中，干燥烧瓶内盛有某种气体，烧杯和滴管内盛放某种溶液。挤压滴管的胶头，下列与实验事实不相符的是 ( )
A．CO2(NaHCO3溶液)/无色喷泉
B．NH3(H2O中含酚酞)/红色喷泉
C．H2S(CuSO4溶液)/黑色喷泉
D．HCl(AgNO3溶液)/白色喷泉
答案 A
解析 CO2在NaHCO3溶液中的溶解度很小，因此不能形成喷泉；NH3极易溶于水生成NH3·H2O，NH3·H2O发生电离生成OH－，遇酚酞使之显红色；H2S和CuSO4反应生成CuS黑色沉淀；HCl极易溶于水，且和AgNO3发生反应生成白色沉淀；因此A不正确。
3．某研究性学习小组同学设计如下图所示装置探究氨气的还原性。
(1)氨催化氧化的化学方程式为____________________________________________。
(2)若实验时通入氨气的速率过快，在烧瓶中会出现白烟，该物质的化学式为__________。
(3)该小组同学以氨气和二氧化碳为原料制备碳酸氢铵。甲同学先将二氧化碳通入水中，充分溶解后，再通入氨气；乙同学先将氨气通入水中，充分溶解后，再通入二氧化碳。请选择合适的方案并说明原因。
答案 (1)4NH3＋5O2催化剂△4NO＋6H2O (2)NH4NO3
(3)乙同学方案合适。CO2在水中溶解度小，先通CO2再通NH3生成的NH4HCO3的量少，而且易生成(NH4)2CO3；先通NH3至饱和再通CO2至过量，保证产物量大，且全部是NH4HCO3溶液。
题组二 氨气的实验室制法
4．下图所示是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是________。
答案 (1)(3)
解析 实验室制取氨气的方法有：①铵盐与碱加热制取氨，常用固体NH4Cl与Ca(OH)2反应，试管口向下倾斜；②在浓氨水中加CaO，因为在氨水中存在平衡NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－，加入CaO，平衡向左移动，同时又放热促进氨水分解为氨气；③加热浓氨水，加快氨水分解为氨气。(1)错在直接加热氯化铵(NH4Cl分解生成的NH3和HCl在试管口又冷凝成NH4Cl)；(3)错在试管口向上倾斜。
5．某研究小组要快速制取干燥的氨气，提供的药品有：浓氨水、氯化铵固体、氢氧化钠固体、蒸馏水、碱石灰，提供的仪器如下所示(必要的塞子、玻璃导管、橡胶管、固定装置和尾气处理装置略去)。
(1)需选择的药品是__________，该小组选择的药品混合后快速放氨气的原因_________，
选择的仪器是________________(填序号)。
(2)若用下图甲装置收集NH3，如何判断烧瓶中已收集满NH3？__________________。
(3)图乙中胶头滴管中的水挤入烧瓶后，观察到的现象是________________________。
答案 (1)浓氨水、氢氧化钠固体 NaOH溶于水放热，促使氨水分解放出氨气，且
c(OH－)增大，使NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－平衡左移，有利于NH3放出
①③⑥或①③⑦
(2)漏斗下端边沿与水面接触时溶液颜色变为红色
(3)气球逐渐变大
方法指导
实验室制取少量NH3的两种简易方法
1．加热浓氨水
(1)反应原理：NH3·H2O△(△原)NH3↑＋H2O。
(2)装置：见图甲。
2．浓氨水中加固态碱性物质
(1)反应原理：浓氨水中存在以下平衡：NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－，加入固态碱性物质(如CaO、NaOH、碱石灰等)，消耗水且使c(OH－)增大，使平衡逆向移动，同时反应放热，促进NH3·H2O的分解。
(2)装置：见图乙。
考点四 氮及其重要化合物转化关系的综合应用
注意 箭头指出可体现物质的性质，指向可寻找该物质的制备方法。
题组一 氮及其化合物的转化
1． NH3是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图)。下列有关表述正确的是( )
A．NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥
B．NH4Cl、HNO3和Na2CO3受热时都易分解
C．NH3和NO2在一定条件下可发生氧化还原反应
D．图中所涉及的盐类物质均可以水解
答案 C
解析 NaHCO3不能用作肥料，A项错；Na2CO3很稳定，受热时不易分解，B项错；图中的NaCl是强酸强碱盐，不水解，D项错。
2．实验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程如下：
已知实验室可用饱和亚硝酸钠(NaNO2)溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气。
(1)从图中选择制取气体的合适装置：氮气___________、氢气______________。
(2)氮气和氢气通过甲装置，甲装置的作用除了将气体混合外，还有________、________。
(3)氨合成器出来经冷却的气体连续通入乙装置的水中吸收氨，________("会"或"不会")发生倒吸，原因是____________________________________________________。
(4)用乙装置吸收一段时间氨后，再通入空气，同时将经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内，能使铂丝保持红热的原因是____________________________________________，
锥形瓶中还可观察到的现象是_____________________________________________。
(5)写出乙装置中氨氧化的化学方程式：____________________。
(6)反应结束后锥形瓶内的溶液中含有的离子为H＋、OH－、________、________。
答案 (1)a b (2)干燥气体 控制氢气和氮气的流速
(3)不会 因为混合气体中含有大量难溶于水的氮、氢两种气体
(4)氨的氧化反应是一个放热反应 有红棕色气体产生
(5)4NH3＋5O2催化剂△4NO＋6H2O (6)NH NO
反思归纳
(1)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。
(2)含氮物质的化合价变化及规律
①氮元素间的歧化和归中
歧化--同一元素的化合价在同一反应中既升高又降低。
归中--同一元素的高价态和低价态生成中间价态。
歧化：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
归中：6NO＋4NH3===5N2＋6H2O
②含氮物质的连续氧化
NH3O2(O2质)NOO2(O2质)NO2H2O(H2O))HNO3
N2O2(O2O)NOO2(O2O)NO2H2O(H2O))HNO3
题组二 "一图多变"综合考查非金属元素
3．已知A、B、C、D是中学化学的常见物质，且A、B、C均含有同一种元素。在一定条件下它们之间的相互转化关系如图所示(部分反应中的H2O已略去)。
请回答下列问题：
(1)若A可用于自来水消毒，D是生产、生活中用量最大、用途最广的金属单质，加热蒸干B的溶液不能得到B，则B的化学式可能是__________；工业上制取A的离子方程式为________________________________________________________________________。
(2)若A是一种碱性气体，常用作制冷剂，B是汽车尾气之一，遇空气会变色，则反应①的化学方程式为________________________________________________________。
(3)若D是氯碱工业的主要产品之一，B有两性，则反应②的离子方程式是_________。
(4)若A、C、D都是常见气体，C是导致酸雨的主要气体，则反应③的化学方程式为_______________________________________________________________________。
某同学将搜集到的一定量的酸雨保存在密闭容器中，每隔一定时间测酸雨的pH，发现在起始一段时间内，酸雨的pH呈减小趋势，用离子方程式解释原因：___________________。
答案 (1)FeCl3 2Cl－＋2H2O通电(通电F)2OH－＋Cl2↑＋H2↑
(2)4NH3＋5O2催化剂△4NO＋6H2O
(3)Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O
(4)2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O
2H2SO3＋O2===4H＋＋2SO
解析 (1)氯气常用于自来水消毒，则A为Cl2；铁是使用最广泛的金属单质，D是铁，则B为FeCl3，C是FeCl2。
(2)碱性气体为NH3，汽车尾气中遇空气会变色的气体是NO。
(3)常见的两性物质是Al2O3和Al(OH)3，D、C分别为NaOH和NaAlO2，故B为Al(OH)3。
(4)导致酸雨的主要气体是SO2，A与SO2均含有硫元素，且二者反应生成硫单质，故A为H2S。酸雨的主要成分是H2SO3，在放置过程中被氧化为H2SO4，酸性增强。
练后反思
同一个转化关系图，角度不同可以得到四类不同的转化。故在复习时对各种元素及其化合物的关系图中相似的转化关系，应加强联系，并关注其中某些物质的特征差异，以便明确具体物质。具有特殊颜色的气体：黄绿色气体是Cl2，红棕色气体为NO2；具有特殊性质的气体：氨气是中学阶段需掌握的唯一碱性气体；具有特殊气味的气体：有臭鸡蛋气味的气体是H2S。
探究高考 明确考向
1．判断正误，正确的划"√"，错误的划"×"
(1)检验NH时，往试样中加入NaOH溶液，微热，用湿润的蓝色石蕊试纸检验逸出的气体 ( )
(2013·福建理综，10D)
(2)液氨汽化时要吸收大量的热，可用作制冷剂 ( )
(2013·江苏，4A)
(3)可用浓盐酸检验氨气，反应为NH3＋HCl===NH4Cl ( )
(2013·北京理综，8A改编)
(4)实验室用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3涉及氧化还原反应 ( )
(2012·广东理综，10D)
(5)过量的铜与浓硝酸反应有一氧化氮生成 ( )
(2012·重庆理综，7C)
(6)将分别充满HCl、NH3的烧瓶倒置于水中后液面均迅速上升，说明二者均易溶于水
( )
(2012·山东理综，12D)
(7)向装有Fe(NO3)2溶液的试管中加入稀H2SO4，在管口观察到红棕色气体，是因为HNO3分解生成了NO2 ( )
(2011·四川理综，11A)
(8)用浓HNO3与Cu反应制备NO2 ( )
(2012·广东理综，9C)
答案 (1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)√ (6)√ (7)× (8)√
解析 (1)混淆了红色石蕊试纸和蓝色石蕊试纸的作用。(3)利用HCl和NH3反应生成白烟(NH4Cl)，方程式正确。(4)原理为2NH4Cl＋Ca(OH)2△(△()2NH3↑＋CaCl2＋2H2O，非氧化还原反应。(7)其原理为3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O,2NO＋O2===2NO2。
2．(2012·上海，16)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．①是氨气发生装置 B．③是氨气发生装置
C．②是氨气吸收装置 D．④是氨气收集、检验装置
答案 B
解析 装置①中NH4Cl受热易分解生成NH3和HCl，但在试管口附近两者又能结合生成NH4Cl，选项A错误；装置②中的漏斗放置过低，不能防止倒吸，选项C错误；装置④中的试管口应放一团湿润的棉花，选项D错误。
3．[2012·海南，13(1)(2)]氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和国防建设中都有广泛应用，回答下列问题：
(1)氮元素原子的L层电子数为________；
(2)NH3与NaClO反应可得到肼(N2H4)，该反应的化学方程式为______________________。
答案 (1)5
(2)2NH3＋NaClO===N2H4＋NaCl＋H2O
解析 (1)氮原子的结构示意图为，其L层电子数为5。(2)该反应为氧化还原反应，根据反应中化合价升降总数相等，可写出该反应的化学方程式为2NH3＋NaClO===N2H4＋NaCl＋H2O。
4．(2013·四川理综，7)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(标准状况)，向反应后的溶液中加入1.0 mol·L－1NaOH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2∶1
B．该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是14.0 mol·L－1
C．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
答案 D
解析 分析清楚反应过程，充分利用守恒思想来解决问题。A项向反应后溶液中加入NaOH，生成Mg(OH)2和Cu(OH)2沉淀，固体质量增加的是OH－的质量，且有n(OH－)＝n(e－)，设合金中镁、铜的物质的量分别为x、y，则有解之得，则该合金中铜、镁的物质的量之比为2∶1。B项该硝酸的浓度c＝＝＝ 14.0 mol·L－1。C项NO2和N2O4都来自硝酸，设混合气体中NO2的物质的量为x，根据电子守恒得x＋(0.05 mol－x)×2＝0.06 mol，x＝0.04 mol，NO2的体积分数为80%。D项得到2.54 g沉淀后，溶液中的溶质只有NaNO3，故n(NaOH)＝0.7 mol－0.04 mol－0.02 mol＝0.64 mol，则NaOH溶液的体积是640 mL。
5．(2013·大纲全国卷，28)制备氮化镁的装置示意图如下：
回答下列问题：
(1)检查装置气密性的方法是________，a的名称是________，b的名称是________。
(2)写出NaNO2和(NH4)2SO4反应制备氮气的化学方程式________________________。
(3)C的作用是________，D的作用是________，是否可以把C与D的位置对调并说明理由_______________________________________________________________________。
(4)写出E中发生反应的化学方程式____________。
(5)请用化学方法确定是否有氮化镁生成，并检验是否含有未反应的镁，写出实验操作及现象_____________________________________________________________________。
答案 (1)微热b，这时G中有气泡冒出，停止加热冷却后，G中插在溶液里的玻璃管形成一稳定的段水柱，则气密性良好 分液漏斗 圆底烧瓶
(2)(NH4)2SO4＋2NaNO2△(△a)2N2↑＋Na2SO4＋4H2O
(3)除去氧气(及氮氧化物) 除去水蒸气 不能，对调后无法除去水蒸气 (4)N2＋3Mg△(△g)Mg3N2
(5)取少量产物于试管中，加入少量蒸馏水，试管底部有沉淀生成，可闻到刺激性氨味(或把湿润的红色石蕊试纸放在管口，试纸变蓝)，证明产物中含有氮化镁；弃去上层清液，加入盐酸，若观察到有气泡产生，则证明产物中含有未反应的镁
解析 (1)检查装置气密性时要将装置设置成密闭体系(关闭分液漏斗活塞并在G中加入水)，然后利用热膨胀原理来检验。
(2)NaNO2中N元素显＋3价，在反应中将(NH4)2SO4中－3价氮氧化，两者发生归中反应生成N2，根据电子守恒和质量守恒来配平化学方程式。
(3)由于开始装置中含有空气，故利用硫酸亚铁除去空气中的O2及反应中生成的氮氧化物；浓硫酸的作用是作吸水剂，将生成的N2干燥。
(4)镁是活泼金属，在加热条件下能与氮气反应生成氮化镁。
(5)Mg3N2能与水反应生成NH3，故只要检验加入水后能否生成氨气即可知是否有Mg3N2生成；金属镁的检验可以通过加入酸来检验。
6．[2013·北京理综，26(1)(3)]NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。
(1)NOx能形成酸雨，写出NO2转化为HNO3的化学方程式：_____________________。
(3)在汽车尾气系统中装置催化转化器，可有效降低NOx的排放。
①当尾气中空气不足时，NOx在催化转化器中被还原成N2排出。写出NO被CO还原的化学方程式： ____________________________________________________________。
②当尾气中空气过量时，催化转化器中的金属氧化物吸收NOx生成盐。其吸收能力顺序如下：12MgO＜20CaO＜38SrO＜56BaO。原因是________________________________，
元素的金属性逐渐增强，金属氧化物对NOx的吸收能力逐渐增强。
答案 (1)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
(3)①2CO＋2NO催化剂(催化剂N)N2＋2CO2
②根据Mg、Ca、Sr和Ba的质子数，得知它们均为ⅡA族元素。同一主族的元素，从上到下，原子半径逐渐增大
解析 (1)NO2转化为HNO3的化学方程式为3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。
(3)①NO和CO发生反应生成N2和CO2，其化学方程式为2CO＋2NO催化剂(催化剂方)N2＋2CO2。
②分析12MgO＜20CaO＜38SrO＜56BaO的排列顺序，不难发现上述四种氧化物对应金属元素为ⅡA族元素，且质子数依次增大，电子层数依次增多，原子半径依次增大，元素的金属性逐渐增强，结合元素周期表的知识，作出合理的解释。
练出高分
1．下列说法不正确的是 ( )
A．豆科植物通过根瘤菌吸收空气中的氮气，属于化学变化
B．汽车尾气中排放的氮氧化合物主要是由游离态氮转化来的
C．化石燃料燃烧通常不释放出氮氧化合物
D．植物秸秆燃烧时放出氮氧化合物，参与了氮的循环
答案 C
解析 因是游离态的氮元素转化为化合态的氮元素，属于化学变化，A正确；汽车尾气中的NOx主要是空气中的N2、O2在气缸内化合生成，B正确；化石燃料燃烧也能释放氮氧化合物，C错；植物秸秆燃烧时放出氮氧化合物，随雨水转化为HNO3进入土壤，被植物吸收，参与了氮的循环，D正确。
2．氨气溶于水得到氨水，氯气溶于水得到氯水，下列关于新制的氨水、氯水的描述正确的是 ( )
A．"两水"都是混合物，溶液中含有的粒子种类、数目相同
B．"两水"中都存在可逆反应的化学平衡和弱电解质的电离平衡
C．"两水"都有刺激性气味，都能漂白有机色素
D．"两水"放置时间较久后，都会因为相同的原理而变质
答案 B
解析 A项，氨水中的微粒有NH3·H2O、H2O、NH3三种分子和NH、OH－、H＋三种离子，氯水中有Cl2、HClO、H2O三种分子和Cl－、ClO－、H＋、OH－四种离子，所以微粒的种类、数目均不相同；C项，氨水没有漂白性，不能漂白有机色素；D项，"两水"的变质原因不相同，氨水因挥发而"变质"，而氯水主要因HClO分解而变质。
3．下列推断正确的是 ( )
A．N2、NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在
B．向AlCl3溶液中滴加过量的氨水能看到先产生白色沉淀，后沉淀溶解
C．可用浓硫酸或者浓硝酸除去镀在铝表面的铜镀层
D．在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解；再加入Cu(NO3)2固体，铜粉就会溶解
答案 D
解析 A项中N2不是污染气体，NO在空气中不能稳定存在，错误；Al(OH)3不能溶于氨水，浓硫酸只有在加热时才能与铜反应，热的浓硫酸不能使铝钝化，因而B、C均不正确；在稀硫酸中加入Cu(NO3)2，NO在H＋作用下能溶解铜，D项正确。
4．用浓氯化铵溶液处理过的舞台幕布不易着火。其原因是 ( )
①幕布的着火点升高 ②幕布的质量增加 ③氯化铵分解吸收热量，降低了温度 ④氯化铵分解产生的气体隔绝了空气
A．①② B．③④ C．①③ D．②④
答案 B
解析 氯化铵分解吸收热量，能降低火焰温度，并且分解产生的氯化氢和氨气能隔绝空气，破坏了可燃物的燃烧条件，故能使幕布不易着火。
5. 如图所示，向一定量的铁粉中加入一定体积12 mol·L－1的硝酸，加热充分反应后，下列微粒在体系中一定大量存在的是( )
①NO ②Fe3＋ ③H＋ ④NO ⑤NO2
A．① B．①⑤
C．②④⑤ D．①②③⑤
答案 B
解析 本题对Fe与浓HNO3由于相对量不同而得到不同产物的知识进行了考查。Fe与浓HNO3反应可能生成Fe(NO3)2(Fe过量)或Fe(NO3)3(Fe不足)和NO2。故一定存在NO和NO2。
6． N2O俗称"笑气"，曾用作可吸入性麻醉剂。以下反应能产生N2O：3CO＋2NO2催化剂(催化剂可)3CO2＋N2O。下列关于N2O的说法正确的是 ( )
A．上述反应中每生成1 mol N2O，消耗1.5 mol CO
B．等物质的量的N2O和CO2含有相等的电子数
C．N2O只具有氧化性，无还原性
D．N2O会迅速与人体血红蛋白结合，使人中毒
答案 B
解析 由方程式知，生成1 mol N2O时消耗3 mol CO，A错误；1 mol N2O与1 mol CO2都含有22 mol电子，B正确；N2O中氮元素的化合价为＋1价，是氮元素的中间价态，所以N2O既具有氧化性又具有还原性，C错误。
7．一定质量的铁和足量的稀硝酸或浓硝酸完全反应，在相同条件下，用排水集气法收集产生的气体。下列叙述一定正确的是 ( )
①硝酸浓度越大，消耗的硝酸越少
②硝酸浓度不同，生成的Fe(NO3)3的物质的量相同
③硝酸浓度越大，产生的气体越少
④用排水集气法收集到的气体在相同状况下体积相同
A．只有② B．②④ C．③④ D．①②③
答案 B
解析 依据Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O及Fe＋6HNO3(浓)===Fe(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O可知，硝酸浓度越大，消耗的硝酸越多，①错；根据铁原子守恒，最后生成的Fe(NO3)3的物质的量相同，②正确；③硝酸浓度越大，产生的气体越多，③错；因3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，故用排水法收集到的气体均为NO，且在相同状况下体积相同，④正确。
8．下列说法正确的是 ( )
A．向装有Fe(NO3)2溶液的试管中加入稀H2SO4，在管口观察到红棕色气体，结论：HNO3分解成了NO2
B．实验室检验氨气的方法是将湿润的蓝色石蕊试纸靠近瓶口或管口，观察试纸是否呈红色
C．灼热的铂丝与NH3、O2混合气接触，铂丝继续保持红热，说明氨的氧化反应是放热反应
D．浓硝酸有强氧化性，常温下能与Fe发生剧烈反应
答案 C
解析 A选项，HNO3与Fe2＋反应生成NO，NO与空气接触生成NO2，错误；B选项，应该用湿润的红色石蕊试纸检验NH3，错误；D选项，常温下Fe遇浓硝酸发生钝化。
9．硝酸铜是制备Cu-Zn-Al系催化剂的重要原料，制取硝酸铜现有三种设计方案可供选用：
①Cu与稀硝酸反应制取：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
②Cu与浓硝酸反应制取：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
③通氧气于铜屑与稀硝酸的体系中制取：2Cu＋4HNO3＋O2===2Cu(NO3)2＋2H2O
下列说法正确的是 ( )
A．制取相同量的硝酸铜需硝酸的量③最多
B．制取相同量的硝酸铜①产生的有毒气体比②多
C．三种方案中硝酸的利用率③>①>②
D．三种方案的反应都可以在铁制容器中进行
答案 C
解析 制取相同量的硝酸铜需硝酸的量：②>①>③，所以A错误，C正确。
10. 某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL，平均分成两份。向其中一份中逐渐加入铜粉，最多能溶解9.6 g。向另一份中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图所示(已知硝酸只被还原为NO气体)。下列分析或结果错误的是 ( )
A．原混合酸中NO物质的量为0.1 mol
B．OA段产生的是NO，AB段的反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，BC段产生氢气
C．第二份溶液中最终溶质为FeSO4
D．H2SO4浓度为2.5 mol·L－1
答案 A
解析 关键看图，铁粉既能与硝酸反应也能与硫酸反应，从题干图中看出(注意只是第二份100 mL)OA段产生的是NO，AB段的反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，BC段产生氢气，反应为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，可知NO反应完了，第二份中NO应为×3÷3＝0.1 mol，溶液中最终溶质为FeSO4，此时反应的铁的质量是14 g，即0.25 mol，故原混合酸中H2SO4浓度为＝2.5 mol·L－1，NO物质的量为0.2 mol。所以选A。
11．[2012·江苏，16(2)(3)(4)]利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO2)反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca(NO2)2，其部分工艺流程如下：
(2)上述工艺中采用气-液逆流接触吸收(尾气从吸收塔底进入，石灰乳从吸收塔顶喷淋)，其目的是__________；滤渣可循环使用，滤渣的主要成分是________(填化学式)。
(3)该工艺需控制NO和NO2物质的量之比接近1∶1。若n(NO)∶n(NO2)＞1∶1，则会导致__________________；若n(NO)∶n(NO2)＜1∶1，则会导致__________________。
(4)生产中溶液需保持弱碱性，在酸性溶液中Ca(NO2)2会发生分解，产物之一是NO，其反应的离子方程式为_________________。
答案 (2)使尾气中的NO、NO2被充分吸收 Ca(OH)2
(3)排放气体中NO含量升高 产品Ca(NO2)2中Ca(NO3)2含量升高
(4)3NO＋2H＋===NO＋2NO↑＋H2O
12．下图中A～J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①②的化学方程式：
①______________________________________________________________________，
②______________________________________________________________________。
(3)写出反应③的离子方程式：_____________________________________________。
(4)J与F反应的化学方程式：_____________________________________________。
(5)在反应④中，当生成标况下2.24 L G时，转移电子数为__________mol。
答案 (1)NH4HCO3 (2)①2Mg＋CO2点燃(点燃N)2MgO＋C
②4NH3＋5O2催化剂△4NO＋6H2O
(3)NH＋HCO＋2OH－△(△H)NH3↑＋CO＋2H2O
(4)C＋4HNO3(浓)△(△N)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O
(5)0.2
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)。
13．某化学课外活动小组在实验室设计了如图所示的实验装置，进行"氨的催化氧化"实验。
(1)A处是气体发生装置，A中所用的试剂只能从下列物质中选取：
①硝酸铵；②碳酸铵；③碳酸氢铵；④氯化铵；⑤熟石灰；⑥氢氧化钠。
若A中制取气体时只用了一种药品，则该药品可以是__________(填选项编号)，在只用一种药品制取氨气时，图中空白处所需仪器应为____________(选填下列仪器编号，固定装置省略)。
(2)该装置补充完整后，仍然存在一定的缺陷，试从安全与环保的角度来考虑，对该装置进行改进：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
(3)按照改进后的装置进行实验，请完成以下问题：
①装置B的作用是________________________________________________________；
②写出C中发生反应的化学方程式：________________________________________；
③若A、B处试剂足量，则装置D中可以观察到的实验现象有__________________。
答案 (1)②或③ efgh
(2)①在装置C与D之间增加一个防倒吸装置
②在D后增加一个尾气吸收装置
(3)①吸收CO2和水蒸气，并生成O2
②4NH3＋5O2催化剂△4NO＋6H2O
③铜片逐渐减少直至溶解，溶液变蓝色，生成无色气体并在广口瓶上方变成红棕色
解析 解答本题要注意以下两点：(1)题目对制取氨气的药品有限制条件；(2)根据实验的药品特点选择仪器和分析装置的作用及实验现象。
14．亚硝酸钠(NaNO2)在纤维纺织品的染色和漂白、照相、生产橡胶、制药等领域有广泛应用，也常用于鱼类、肉类等食品的染色和防腐。但因其有毒，所以在食品行业用量有严格限制。现用下图所示仪器(夹持装置已省略)及药品，探究亚硝酸钠与硫酸反应及气体产物的成分。
已知：①NO＋NO2＋2OH－===2NO＋H2O
②气体液化的温度：NO2为21 ℃，NO为－152 ℃
(1)为了检验装置A中生成的气体产物，仪器的连接顺序(按左→右连接)为A、C、________、________、________。
(2)反应前应打开弹簧夹，先通入一段时间氮气，排除装置中的空气，目的是_________。
(3)在关闭弹簧夹、打开分液漏斗活塞、滴入70%硫酸后，A中产生红棕色气体。
①确认A中产生的气体含有NO，依据的现象是_______________。
②装置E的作用是_________________。
(4)如果向D中通入过量O2，则装置B中发生反应的化学方程式为___________________。如果没有装置C，对实验结论造成的影响是_____________。
(5)通过上述实验探究过程，可得出装置A中反应的化学方程式是____________。
答案 (1)E D B
(2)防止可能产生的NO被氧化成NO2，造成对A中反应产物检验的干扰
(3)①装置D中通入氧气后出现红棕色气体 ②冷凝，使NO2完全液化
(4)4NO2＋O2＋4NaOH===4NaNO3＋2H2O 水蒸气会与NO2反应产生NO，造成对NO的来源认识不清
(5)2NaNO2＋H2SO4===Na2SO4＋NO2↑＋NO↑＋H2O
解析 (1)根据NO、NO2的液化温度和性质可知装置D用于检验NO，装置E用于检验NO2，装置B为尾气处理装置，NO2会干扰NO的检验，所以为了检验装置A中的气体产物，仪器的连接顺序是A、C、E、D、B。(2)由于NO极易被空气中的氧气氧化为NO2，所以先通入一段时间氮气，排除装置中的空气，防止可能产生的NO被氧化成NO2，造成对A中反应产物检验的干扰。(3)①利用装置D检验NO。开始时装置D中无色，通入氧气后出现红棕色气体即可证明NO的存在。②装置E的作用是降温冷凝，使NO2完全液化，避免干扰NO的检验。(4)因为NO2、O2和水共同作用可以产生HNO3，所以装置B中发生反应的化学方程式为4NO2＋O2＋4NaOH===4NaNO3＋2H2O。如果没有装置C，A中挥发出的水蒸气能与NO2反应产生NO，造成对NO的来源认识不清。(5)装置A中发生反应的化学方程式是2NaNO2＋H2SO4===Na2SO4＋NO2↑＋NO↑＋H2O。
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