高考化学一轮复习第5章非金属及其化合物第22讲氮及其氧化物氨和铵盐学案

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1．了解氮气和氮氧化物的性质；了解氮氧化物对环境的污染、人体的危害及其防治方法。
2．掌握氨和铵盐的性质、氨的实验室制法、铵盐及NH eq \\al(＋,4) 的检验。
3．掌握喷泉实验的原理、装置、操作及产物的浓度计算。
考点一 氮气及氮的氧化物
1．氮的固定
2．氮气
(1)物理性质：无色、无味的气体，密度比空气略小， eq \(□,\s\up1(5)) ________溶于水。
(2)化学性质。
写出有关反应的化学方程式：
a. eq \(□,\s\up1(6)) ____________________________________________；
b． eq \(□,\s\up1(7)) ________________________________________；
c． eq \(□,\s\up1(8)) ________________________________________。
3．氮的氧化物
(1)氮有多种价态的氧化物，如N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等，其中属于酸性氧化物的是 eq \(□,\s\up1(9)) ________和 eq \(□,\s\up1(10)) ________。
(2)NO和NO2性质的比较。
4.氮氧化物对环境的污染、人体的危害及防治
(1)常见的污染类型及对人体的危害。
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，随雨水降到地面。
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。
④NO与血红蛋白结合使人中毒。
(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)，一般适用于工业尾气中NOx的处理。
②催化转化法：
在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2)或NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2，一般适用于汽车尾气中NOx的处理)。
[答案自填] eq \(□,\s\up1(1)) 游离 eq \(□,\s\up1(2)) 自然 eq \(□,\s\up1(3)) 人工 eq \(□,\s\up1(4)) 化合 eq \(□,\s\up1(5)) 难 eq \(□,\s\up1(6)) 3Mg＋N2 eq \(=====,\s\up7(点燃)) Mg3N2 eq \(□,\s\up1(7)) N2＋3H2 eq \(,\s\up7(高温、高压),\s\d5(催化剂)) 2NH3 eq \(□,\s\up1(8)) N2＋O2 eq \(=====,\s\up7(放电或高温)) 2NO eq \(□,\s\up1(9)) N2O3 eq \(□,\s\up1(10)) N2O5 eq \(□,\s\up1(11)) 无色、无味 eq \(□,\s\up1(12)) 红棕色、有刺激性气味 eq \(□,\s\up1(13)) 不
[易错秒判]
(1)N2分子的结构稳定，因而氮气不支持任何物质的燃烧( )
(2)固氮反应一定属于氧化还原反应( )
(3)NO2与水反应生成硝酸，故NO2是酸性氧化物( )
(4)制取二氧化氮时，可用水或NaOH溶液吸收尾气( )
(5)利用AgNO3、CCl4和蒸馏水均可鉴别NO2和溴蒸气( )
(6)汽车尾气中的氮氧化物是由化合态氮转化来的( )
答案：(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)√ (6)×
一、氮气及氮的氧化物
1．下列关于N2的叙述正确的是( )
A．N2是一种无色、无味且易溶于水的气体
B．在雷雨天，空气中的N2和O2可直接反应生成NO2
C．在N2与Mg反应生成Mg3N2的过程中，N2为还原剂
D．一定条件下，N2与H2合成NH3属于氮的固定
解析：选D。N2是一种无色、无味且难溶于水的气体，故A错误；放电条件下氮气和氧气发生氧化还原反应生成NO，化学方程式为N2＋O2 eq \(=====,\s\up7(放电)) 2NO，不能直接生成NO2，故B错误；在N2与Mg反应生成Mg3N2的过程中，氮元素的化合价降低，N2为氧化剂，故C错误；N2与H2合成NH3是将游离态的氮转化为化合态的氮的过程，属于氮的固定，故D正确。
2．下列有关氮的氧化物的说法正确的是( )
A．NO和NO2混合气体的尾气可以用水吸收
B．4.6 g NO2和N2O4的混合气体中含有的氧原子数目小于0.2NA(NA为阿伏加德罗常数的值)
C．用湿润的淀粉KI试纸可鉴别Br2(g)和NO2
D．除去NO中混有的少量NO2气体时，可以用水洗涤后再干燥
解析：选D。NO与水不反应，且NO2与H2O反应生成NO，故不能用水吸收NO和NO2混合气体，A错误；根据原子守恒，可按NO2计算，含有的氧原子数目为0.2NA，B错误；Br2(g)和NO2都能使湿润的淀粉KI试纸变蓝，不能鉴别，C错误；二氧化氮能与水反应生成NO，用水洗涤后再干燥可除杂，D正确。
二、氮氧化物与O2、H2O反应的计算
3．将40 mL NO2和NO的混合气体通入倒立于水槽且盛满水的试管中，充分反应后试管中剩余20 mL气体。原混合气体中NO2和NO的体积之比为________。
解析：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO ΔV
3 1 2
30 mL 20 mL
V(NO)＝40 mL－30 mL＝10 mL, V(NO2)∶V(NO)＝30 mL∶10 mL＝3∶1。
答案：3∶1
4．将盛有12 mL NO2和O2的混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反应后，还剩余2 mL无色气体。剩余无色气体的成分可能是什么？原混合气体中NO2、O2的体积分别是_____________________________________________________________
______________________________________________________。
答案：(1)若剩余的无色气体是O2，则NO2、O2的体积分别是8 mL、4 mL；
(2)若剩余的无色气体是NO，则NO2、O2的体积分别是10.8 mL、1.2 mL。
[反思归纳]
解答氮氧化物溶于水的计算问题首先应明确原理，无论是单一气体(NO2)，还是NO、NO2、O2中的二者或三者的混合气体，反应的实质是3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，2NO＋O2===2NO2，故若有气体剩余只能是NO或O2，不可能是NO2。故强调牢记以下两个总方程式：
(1)若NO和O2通入水中，总方程式为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3。
(2)若NO2和O2通入水中，总方程式为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3。
三、氮氧化物对环境的污染及防治
5．(2024·梅州阶段测试)煤燃烧时，烟气中NO含量随温度和氧气含量的变化如下图所示。下列说法不正确的是( )
A．燃煤过程中发生了氮的固定
B．燃煤温度越高NOx污染越重
C．含氧量越高越容易生成NO
D．煤燃烧不影响自然界氮循环
解析：选D。A.燃煤过程中氮气转化为一氧化氮，发生了氮的固定，A正确；B.由题图可知，随着温度升高，一氧化氮的含量升高，污染加重，B正确；C.由题图可知，随氧气含量升高，一氧化氮含量升高，故含氧量越高越容易生成
NO，C正确；D.由题图可知，煤燃烧将氮气转化为一氧化氮，污染环境，影响了氮循环，D错误。
6．(1)汽车尾气中的CO、NOx在适宜温度下采用催化转化法处理，使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体。写出NO被CO还原的化学方程式：__________________________________________
____________________________________________________。
(2)用氨可将氮氧化物转化为无毒气体，如4NH3＋6NO eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(△)) 5N2＋6H2O。写出氨将NO2转化为无毒气体的化学方程式：____________________________________________________________，该反应中氧化产物与还原产物的质量之比为________。
(3)工业尾气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理。
①NO2被烧碱溶液吸收时，生成两种钠盐，且物质的量之比为1∶1，写出该反应的化学方程式：_____________________________________________________________
__________________________________________________。
②NO与NO2按物质的量之比1∶1被足量NaOH溶液完全吸收后只得到一种钠盐，该钠盐的化学式是________。
答案：(1)2CO＋2NO eq \(=====,\s\up7(催化剂)) N2＋2CO2
(2)8NH3＋6NO2 eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(△)) 7N2＋12H2O 4∶3
(3)①2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O ②NaNO2
考点二 氨和铵盐
1．氨的分子结构和物理性质
2.氨的化学性质
3．铵盐及NH eq \\al(＋,4) 的检验
(1)铵盐的物理性质。
铵盐通常是 eq \(□,\s\up1(6)) ________色固体，绝大多数铵盐易溶于水。
(2)铵盐的化学性质。
(3)NH eq \\al(＋,4) 的检验。
4．氨的实验室制法
(1)固态铵碱混合加热法。
(2)实验室制取NH3的其他简易方法
[答案自填] eq \(□,\s\up1(1)) 小 eq \(□,\s\up1(2)) 刺激性 eq \(□,\s\up1(3)) 3 eq \(□,\s\up1(4)) Al(OH)3↓＋3NH eq \\al(＋,4) eq \(□,\s\up1(5)) 4NH3＋5O2 eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(△)) 4NO＋6H2O eq \(□,\s\up1(6)) 白
eq \(□,\s\up1(7)) NH4Cl eq \(=====,\s\up7(△)) NH3↑＋HCl↑ eq \(□,\s\up1(8)) NH4HCO3 eq \(=====,\s\up7(△)) NH3↑＋CO2↑＋H2O eq \(□,\s\up1(9)) NH eq \\al(＋,4) ＋OH－ eq \(=====,\s\up7(△)) NH3↑＋H2O eq \(□,\s\up1(10)) 碱石灰 eq \(□,\s\up1(11)) 蓝 eq \(□,\s\up1(12)) 白烟
[易错秒判]
(1)在1 ml·L－1氨水中，NH3·H2O、NH eq \\al(＋,4) 、NH3的物质的量浓度之和为1 ml·L－1( )
(2)浓氨水可检验氯气管道是否漏气( )
(3)用浓NH4Cl溶液处理过的舞台幕布不易着火是因为NH4Cl隔绝了空气( )
(4)铵盐都易溶于水，其水溶液均呈酸性( )
(5)向某无色溶液中加入稀NaOH溶液，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，试纸不变蓝，原溶液中不含NH eq \\al(＋,4) ( )
(6)可用无水P2O5、碱石灰等干燥NH3( )
答案：(1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)×
1．下列有关氨和铵盐的叙述正确的是( )
A．NH3易液化，常用作制冷剂
B．NH4Cl中含有少量的I2可通过加热的方法除去
C．将蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒相互靠近，有白烟产生
D．某气体通入紫色石蕊溶液后溶液变红，据此可推断该气体为NH3
解析：选A。氨易液化，液氨汽化时要吸收大量的热，使周围温度急剧降低，所以液氨常用作制冷剂，故A正确；加热氯化铵会分解为NH3和HCl，遇冷又生成NH4Cl，所以不能用加热的方法除去NH4Cl中的I2，故B错误；将蘸有浓氨水和挥发性酸(如盐酸和硝酸)的玻璃棒相互靠近，有白烟产生，而硫酸是难挥发性酸，故C错误；NH3通入紫色石蕊溶液后溶液应变蓝，故D错误。
2．某化学兴趣小组为了制取并探究氨的性质，用下图所示的装置(部分夹持装置已略去)进行实验[制取氨的反应原理：2NH4Cl＋Ca(OH)2 eq \(=====,\s\up7(△)) CaCl2＋2NH3↑＋2H2O]。
(1)利用上述原理，实验室制取氨应选用________(填字母)发生装置进行实验。
(2)B装置中的干燥剂可选用________。
(3)气体通过C、D装置时，试纸颜色会发生变化的是________(填“C”或“D”)装置。
(4)当实验进行一段时间后，挤压E装置中的胶头滴管，滴入1～2滴浓盐酸，可观察到的现象是_______________________________________________________。
(5)F装置中倒置漏斗的作用是______________________________________________________。
(6)氨的用途很广，如可用氨处理二氧化氮：8NH3＋6NO2 eq \(=====,\s\up7(一定条件)) 7N2＋12H2O，该反应中氨体现____________(填“氧化性”或“还原性”)。请你列举出氨的另一种用途：
_________________________________________________________
________________________________________________________。
答案：(1)a (2)碱石灰 (3)D (4)产生白烟 (5)防止倒吸 (6)还原性 用作制冷剂、制氮肥、制硝酸等(任答一点，其他合理答案也可)
实验活动(三) 喷泉实验及拓展应用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，利用大气压将烧杯中的液体压入烧瓶内，在尖嘴导管口形成喷泉。
2．氨喷泉实验装置及操作(夹持装置均已略去)
(1)用图1装置进行喷泉实验。
引发“喷泉”的方法是 eq \(□,\s\up1(1)) ______________________________________________________。
简述产生喷泉的原理： eq \(□,\s\up1(2)) _______________________________。
(2)用图2装置进行喷泉实验。
打开止水夹，水不能倒吸入烧瓶的原因是 eq \(□,\s\up1(3)) _______________________________________________________。
引发“喷泉”的方法是 eq \(□,\s\up1(4)) ________________________________________________________________________________________________________________________。
3．几种常见的能形成喷泉的气体和吸收剂
4.喷泉实验产物的浓度计算
关键是确定所得溶液中溶质的物质的量和溶液的体积，标准状况下的气体进行喷泉实验后所得溶液中溶质的物质的量浓度：
(1)HCl、NH3、NO2气体或它们与其他不溶于水的气体混合时，所得溶液中溶质的物质的量浓度为 eq \f(1,22.4) ml·L－1。
(2)当是NO2和O2的混合气体且体积比为4∶1时，c(HNO3)＝ eq \f(1,28) ml·L－1。
[答案自填] eq \(□,\s\up1(1)) 打开止水夹，挤出胶头滴管中的水 eq \(□,\s\up1(2)) 氨极易溶于水，使烧瓶内的压强迅速减小 eq \(□,\s\up1(3)) 玻璃管中有空气，氨与水不接触，不能被水吸收，烧瓶内压强不减小，故不能产生倒吸现象 eq \(□,\s\up1(4)) 打开止水夹，用手(或热毛巾等)将烧瓶捂热，使烧瓶内氨膨胀，将导管中的空气排出，使氨与烧杯中的水接触
1．某课外活动小组的同学设计的4个喷泉实验方案如下。下列有关操作不可能引发喷泉现象的是( )
A．挤压装置①的胶头滴管使CCl4全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹
B．挤压装置②的胶头滴管使NaOH溶液全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹
C.用鼓气装置从装置③的a处不断鼓入空气并打开止水夹
D．向装置④的水槽中慢慢加入足量NaOH固体并打开止水夹
解析：选B。氢气不溶于水，也不和氢氧化钠反应，所以烧瓶中的气体压强不会有明显的变化，故不能形成喷泉。
2.利用如图所示的装置，可以验证NH3和HCl的有关性质。实验前a、b、c活塞均关闭。
(1)若要在烧瓶Ⅱ中产生喷泉现象，烧瓶Ⅰ中不产生喷泉现象，则操作方法是___________________________________________________
____________________________________________________。
(2)若先打开a、c活塞，再挤压胶头滴管，则在烧瓶中可观察到的现象是__________________________________________________。
(3)通过挤压胶头滴管和控制活塞的开关，若在烧瓶Ⅰ中产生喷泉现象，烧瓶Ⅱ中不产生喷泉现象，则操作方法是_________________________________________________________；
若要在该装置中产生双喷泉现象，则操作方法是_____________________________________________________________
_______________________________________________________。
解析：(1)先打开a、b活塞，再将胶头滴管中的水挤入烧瓶Ⅱ中，由于NH3极易溶于水，使烧瓶内气体压强迅速减小，烧杯中的水迅速进入烧瓶Ⅱ中，形成喷泉。
(2)先打开a、c活塞，再将胶头滴管中的水挤入烧瓶Ⅱ中，烧瓶Ⅱ中的压强迅速减小，烧瓶Ⅰ中的HCl气体会进入烧瓶Ⅱ中与NH3化合生成NH4Cl，产生白烟。
(3)先打开a、c活塞，再挤压胶头滴管(或打开a活塞，挤压胶头滴管，再打开c活塞)，片刻后关闭a活塞，打开b活塞，烧杯中的水会迅速进入烧瓶Ⅰ中，形成喷泉；先打开a、c活塞，再挤压胶头滴管(或打开a活塞，挤压胶头滴管，再打开c活塞)，片刻后打开b活塞，烧杯中的水便会同时进入烧瓶Ⅰ和Ⅱ中，形成双喷泉。
答案：(1)先打开a、b活塞，再挤压胶头滴管(或先挤压胶头滴管，再打开a、b活塞)
(2)烧瓶Ⅱ中导管口处产生白烟
(3)先打开a、c活塞，再挤压胶头滴管(或先打开a活塞，挤压胶头滴管，再打开c活塞)，片刻后，关闭a活塞，然后打开b活塞 先打开a、c活塞，再挤压胶头滴管(或先打开a活塞，挤压胶头滴管，再打开c活塞)，片刻后，打开b活塞
,
1．(2023·新高考湖北卷)2023年5月10日，天舟六号货运飞船成功发射，标志着我国航天事业进入到高质量发展新阶段。下列不能作为火箭推进剂的是( )
A．液氮－液氢 B．液氧－液氢
C．液态NO2－肼 D．液氧－煤油
答案：A
2．(2022·新高考天津卷)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。下列判断错误的是( )
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
解析：选C。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乙，根据元素守恒可知，甲为氮气，乙为二氧化碳。A.氮气是空气中体积分数最大的成分，故A正确；B.二氧化碳是引起温室效应的气体之一，故B正确；C.反应(Ⅰ)在高温或放电条件下发生，在常温下不容易发生，故C错误；D.反应(Ⅱ)为一氧化碳和一氧化氮反应生成氮气和二氧化碳，一氧化氮中氮元素化合价降低，是氧化剂，故D正确。
3．(2022·新高考海南卷)磷酸氢二铵[(NH4)2HPO4]常用于干粉灭火剂。某研究小组用磷酸吸收氨制备(NH4)2HPO4，装置如图所示(夹持和搅拌装置已省略)。
回答下列问题：
(1)实验室用NH4Cl(s)和Ca(OH)2(s)制备氨的化学方程式为__________________________________________________。
(2)装置中活塞K2的作用为__________________________________________________。
实验过程中，当出现________现象时，应及时关闭K1，打开K2。
(3)当溶液pH为8.0～9.0时，停止通NH3，即可制得(NH4)2HPO4溶液。若继续通入NH3，当pH>10.0时，溶液中OH－、________(填离子符号，下同)和________浓度明显增加。
(4)若本实验不选用pH传感器，还可选用________作为指示剂，当溶液颜色由_________________________变为________时，停止通NH3。
解析：(1)实验室用NH4Cl(s)和Ca(OH)2(s)在加热的条件下制备氨，反应的化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2 eq \(=====,\s\up7(△)) CaCl2＋2H2O＋2NH3↑。
(2)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。
(3)继续通入NH3，(NH4)2HPO4继续反应生成(NH4)3PO4，当pH＞10.0时，溶液中OH－、NH eq \\al(＋,4) 、PO eq \\al(3－,4) 的浓度明显增加。
(4)当溶液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，还可以选用酚酞作为指示剂，当溶液颜色由无色变为浅红色时，停止通入NH3，即可制得(NH4)2HPO4溶液。
答案：(1)2NH4Cl＋Ca(OH)2 eq \(=====,\s\up7(△)) CaCl2＋2H2O＋2NH3↑
(2)平衡气压，防止发生倒吸 倒吸
(3)NH eq \\al(＋,4) PO eq \\al(3－,4)
(4)酚酞 无色 浅红色
课时跟踪练
[基础巩固]
1．(2024·茂名质检)下列含氮物质的性质与用途具有对应关系的是( )
A．NH3具有还原性，可用作制冷剂
B．N2具有氧化性，可用作工业合成氨
C．NH3具有碱性，可用于制备硝酸铵
D．NH4Cl易溶于水，可用作化肥
解析：选B。A.NH3的沸点低，易液化，液氨汽化时吸收大量的热，使周围环境温度降低，故可用作制冷剂，A错误；B.N2具有氧化性，与H2发生反应生成NH3，B正确；C.NH3 和水反应生成的一水合氨具有碱性，可用于制备硝酸铵，NH3本身不具有碱性，C错误；D.NH4Cl含有植物生长所需的氮元素，可用作化肥，D错误。
2．(2024·广州第65中学开学考试)下列关于氨的实验装置正确的是( )
A．装置甲用于实验室制取氨
B．装置乙用于制备NaHCO3
C．装置丙用于干燥氨
D．装置丁用于氨的尾气处理
答案：D
3．下列反应的离子方程式书写正确的是( )
A．实验室用氯化铵和熟石灰制氨：NH eq \\al(＋,4) ＋OH－ eq \(=====,\s\up7(△)) NH3↑＋H2O
B．NaOH溶液与NH4Cl溶液混合加热：NH eq \\al(＋,4) ＋OH－ eq \(=====,\s\up7(△)) NH3·H2O
C．氨水中加入盐酸：NH3·H2O＋H＋===NH eq \\al(＋,4) ＋H2O
D．氨水中加入氯化铁溶液：Fe2＋＋2NH3·H2O===2NH eq \\al(＋,4) ＋Fe(OH)2↓
解析：选C。A项，该反应属于固固加热反应，不是离子反应；B项，加热条件下NH3·H2O分解为NH3和H2O，离子方程式为NH eq \\al(＋,4) ＋OH－ eq \(=====,\s\up7(△)) NH3↑＋H2O；D项，氨水中加入FeCl3溶液应生成Fe(OH)3 沉淀，离子方程式为Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH eq \\al(＋,4) 。
4．(2024·深圳福田区统考)有氧条件下，在Fe基催化剂表面，NH3还原NO的反应机理如图所示。该反应能够有效脱除烟气中的NO。下列说法正确的是( )
A．在酸性配位点上，NH3与H＋通过离子键形成NH eq \\al(＋,4)
B．增大压强有利于NO与O2吸附在Fe3＋配位点上形成NO2
C．反应物NH3和生成物H2O中N、O原子的杂化类型分别为sp3、sp2
D．催化剂表面发生的总反应为4NH3＋6NO===5N2＋6H2O
解析：选B。A.在酸性配位点上，NH3中N原子提供孤电子对，H＋提供空轨道，二者通过配位键形成NH eq \\al(＋,4) ，A不正确；B.增大压强能增大微粒间的作用力，有利于NO与O2吸附在Fe3＋配位点上发生化合反应形成NO2，B正确；C.反应物NH3和生成物H2O的中心原子N、O的价层电子对数都为4，杂化类型都为sp3，C不正确；D.由题图可知，反应物为NH3、NO、O2，生成物为N2、H2O，在催化剂表面发生的总反应为4NH3＋4NO＋O2===4N2＋6H2O，D不正确。
5．标准状况下，将一盛有等体积NO、NO2的试管倒立在水槽中，充分反应后，下列叙述不正确的是(设试管中的溶质不往试管外扩散)( )
A．溶液体积占试管容积的 eq \f(2,3)
B．此反应中水既不是氧化剂也不是还原剂
C．试管内溶液中溶质的物质的量浓度为 eq \f(1,22.4) ml/L
D．若将试管中的气体换为氯化氢或氨，则水充满试管
解析：选A。A项，将一盛有等体积NO、NO2的试管倒立在水槽中，发生的反应为3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，溶液体积占试管容积的 eq \f(1,2) × eq \f(2,3) ＝ eq \f(1,3) ，A错误；B项，由反应的化学方程式可知，水既不是氧化剂也不是还原剂，B正确；C项，试管内溶液中的溶质是硝酸，设试管容积为V L，c(HNO3)＝ eq \f(\f(\f(1,2)V L,22.4 L/ml)×\f(2,3),\f(1,2)V L×\f(2,3)) ＝ eq \f(1,22.4) ml/L，C正确；D项，若将试管中的气体换为氯化氢或氨，二者均易溶于水，则水充满试管，D正确。
6．用氨可制备一系列物质(如下图所示)。下列有关表述正确的是( )
A．可加热分解NH4Cl制NH3
B．NH4Cl和NaHCO3都是常见的化肥
C．NH3和NO2在一定条件下可发生反应
D．NH4Cl、HNO3和Na2CO3受热时都易分解
解析：选C。A项，NH4Cl受热分解生成氨和氯化氢，二者冷却后又重新化合生成氯化铵，不能用来制备氨，故A错误；B项，NH4Cl是常见的化肥，而NaHCO3不是，故B错误；C项，NO2和NH3可以发生反应：6NO2＋8NH3===7N2＋12H2O，故C正确；D项，NH4Cl受热易分解生成HCl和NH3，HNO3受热分解生成NO2、O2和H2O，Na2CO3性质稳定，受热不分解，故D错误。
7．(2024·惠州模拟)氨既是一种重要的化工产品，又是一种重要的化工原料。下图为合成氨以及氨氧化制硝酸的流程示意图。下列说法不正确的是( )
A．合成塔内发生的反应中有非极性键的断裂和极性键的生成
B．氧化炉内发生的反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶4
C．使用NaOH溶液吸收尾气中的氮氧化物，NO和NO2是酸性氧化物
D．向吸收塔中通入O2的作用是氧化NO
解析：选C。A项，合成塔内氮气和氢气反应生成氨，有氮气和氢气中非极性键的断裂和氨中极性键的生成，A正确；B项，氧化炉内发生的反应为4NH3＋5O2 eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(△)) 4NO＋6H2O，氨为还原剂，氧气为氧化剂，故氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶4，B正确；C项，一氧化氮和二氧化氮都不是酸性氧化物，C错误；D项，吸收塔中通入氧气是为了使一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮，促进氮的吸收，D正确。
8．现代传感信息技术在化学实验中有广泛的应用。某小组通过用传感技术测定喷泉实验中的压强变化来认识喷泉实验的原理(如下图所示)，并测定NH3·H2O的电离平衡常数Kb。
(1)实验室可用浓氨水和X固体制取NH3，X固体可以是________(填字母)。
A．生石灰 B．无水氯化钙
C．五氧化二磷 D．碱石灰
(2)检验三颈烧瓶集满NH3的方法是_____________________________________________________________
____________________________________________________。
(3)关闭a，将带有装满水的胶头滴管的橡皮塞塞紧c口，__________________________________，引发喷泉实验，电脑绘制三颈烧瓶内气压变化曲线如下图所示。图中________点时喷泉最剧烈。
(4)从三颈烧瓶中用_____________________________(填仪器名称)量取20.00 mL
氨水至锥形瓶中，用0.050 00 ml·L－1 HCl溶液滴定。用pH计采集数据、电脑绘制滴定曲线并测定NH3·H2O的电离平衡常数Kb。
答案：(1)AD
(2)将湿润的红色石蕊试纸靠近瓶口c，试纸变蓝色，证明NH3已集满(或将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近瓶口c，有白烟生成，证明NH3已集满)
(3)打开b，挤压胶头滴管使水进入烧瓶 C
(4)碱式滴定管(或20 mL移液管)
[素养提升]
9．为探究氨及铵盐的性质，将NH4Cl晶体装入T形三通管两端，进行微型实验(如下图所示)。下列说法错误的是( )
A．轻轻挤压任一乳胶头，若蒸馏水中有气泡冒出，则装置气密性良好
B．同时点燃两个酒精灯后，两端湿润的pH试纸均变蓝
C．实验过程中竖直支管上方会出现白烟
D．停止加热后可以交替挤压两边乳胶头，使气体被充分吸收，减少污染
答案：B
10．在一定温度和催化剂作用下，NO与NH3可以发生反应生成N2和H2O。现有NO和NH3的混合物1 ml，充分反应后所得产物中，经还原得到的N2比经氧化得到的N2多1.4 g。已知反应的化学方程式为4NH3＋6NO eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(△)) 5N2＋6H2O，下列说法正确的是( )
A．当转移的电子数约为3.612×1023时，标准状况下有4.48 L 氨被还原
B．氧化产物和还原产物的物质的量之比为3∶2
C．若以上反应进行完全，原混合物中NO与NH3的物质的量之比可能为3∶7
D．若混合物中有0.2 ml NH3，则参与反应的NO的物质的量为0.8 ml
解析：选C。由化学方程式可知，6 ml NO被还原得到 3 ml N2，4 ml NH3被氧化得到2 ml N2，二者相差1 ml，现相差0.05 ml，相当于0.2 ml NH3和0.3 ml NO反应，NO和NH3的混合物共1 ml，说明其中有一种过量，有两种情况：0.3 ml NO和0.7 ml NH3或0.2 ml NH3和0.8 ml NO。A项，当转移的电子数约为3.612×1023时，电子的物质的量为0.6 ml，发生反应的NH3的物质的量为0.2 ml，在标准状况下的体积为4.48 L，但NH3中N元素化合价升高被氧化，A错误；B项，根据反应的化学方程式可知，氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶3，B错误；C项，由上述分析可知，原混合物中NO与NH3的物质的量之比可能为3∶7或4∶1，C正确；D项，由上述分析可知，有0.2 ml NH3参加反应时，消耗0.3 ml NO，此时还有0.5 ml NO剩余，D错误。
11．氨催化氧化法是工业生产中制取硝酸的主要途径，某同学用该原理在实验室探究硝酸的制备及其性质的检验，设计了如下图所示的装置。下列说法错误的是( )
A.甲装置中的固体X可以是NaOH或CaO
B．乙装置中的干燥剂可以是碱石灰
C．丙装置中发生的反应是4NH3＋5O2 eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(△)) 4NO＋6H2O
D．若戊装置中观察到紫色石蕊溶液变红，则说明已制得HNO3
解析：选A。甲装置需提供氨和氧气，X应为过氧化钠，故A错误。
12．熔盐级硝酸钠大量应用于太阳能储热介质，一种以工业纯碱(纯度为98%，杂质为NaCl)和生产硝酸产生的NOx废气(含NO、NO2)为原料分离亚硝酸钠并制取熔盐级硝酸钠的工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)纯碱“吸收”NO、NO2反应的化学方程式为_____________________________________________________________
_______________________________________________________。
“中和液”所含溶质除NaCl及少量Na2CO3外，还有__________________(填化学式)。
(2)母液A中加入稀硝酸生成NO。写出“转化”时加入稀硝酸发生反应的离子方程式：_______________________________
_______________________________________________。
(3)“洗涤”时可以使用母液________(填“A”或“B”)，晶体“纯化”的方法为________(填操作名称)。
(4)“步骤3”需要高温分离NaCl固体，原因是________________________，冷母液D可返回步骤________(填“2”或“3”)循环使用。
(5)若得到NaNO2、NaNO3两种产品的物质的量之比为2∶1，假定Na2CO3恰好完全反应，则生产1.38 t NaNO2时，工业纯碱的理论用量为______ t(保留三位有效数字)。
解析：根据工艺流程图，用纯碱溶液吸收氮氧化物，反应生成CO2和NaNO2，中和液经步骤1得到NaNO2晶体和含有NaNO2的母液A，加入稀硝酸生成NO和NaNO3，再加入适量的纯碱中和稀硝酸，经步骤2得到含有NaNO3的母液B和NaNO3晶体，母液B经步骤3高温分离出NaCl和热母液C，再经步骤4得到含NaNO3的冷母液D和NaNO3晶体，最终经洗涤、纯化得到熔盐级硝酸钠。
(1)根据上述分析，纯碱“吸收”NO、NO2转化为NaNO2和CO2，反应的化学方程式为Na2CO3＋NO＋NO2===2NaNO2＋CO2；用纯碱吸收NO、NO2时，还可能发生反应Na2CO3＋2NO2===NaNO2＋NaNO3＋CO2，故“中和液”所含溶质除NaCl及少量Na2CO3外，还含有生成的NaNO2及部分NaNO3。
(2)“转化”过程中，含有NaNO2的母液A中加入稀硝酸生成NO和NaNO3，反应的离子方程式为3NO eq \\al(－,2) ＋2H＋===NO eq \\al(－,3) ＋2NO↑＋H2O。
(3)母液B中含有大量的NaNO3，因此在“洗涤”时可使用母液B，“纯化”NaNO3晶体时，可采用重结晶的方法，提高晶体的纯度。
(4)NaNO3的溶解度随温度的升高而升高，而NaCl的溶解度随温度变化较小，因此为了防止NaNO3析出，需要在高温条件下分离NaCl固体，冷母液D中含有NaNO3，可返回步骤3循环使用。
(5)生产1.38 t NaNO2时，n(NaNO2)＝ eq \f(1.38×106 g,69 g/ml) ＝2×104 ml，已知NaNO2、NaNO3两种产品的物质的量之比为2∶1，故n(NaNO3)＝1×104 ml，由Na元素守恒可知，n(Na2CO3)＝ eq \f(1,2) [n(NaNO2)＋n(NaNO3)]＝1.5×104 ml，m(Na2CO3)＝1.5×104 ml×106 g/ml＝1.59×106 g，需要工业纯碱的用量为1.59×106 g÷98%≈1.62×106g＝1.62 t。
答案：(1)Na2CO3＋NO＋NO2===2NaNO2＋CO2 NaNO2、NaNO3 (2)3NO eq \\al(－,2) ＋2H＋===NO eq \\al(－,3) ＋2NO↑＋H2O (3)B 重结晶 (4)防止NaNO3析出 3
(5)1.62
物质
NO
NO2
色、味、态
eq \(□,\s\up1(11)) ____________的气体
eq \(□,\s\up1(12)) ________________的气体
溶解性
eq \(□,\s\up1(13)) ______溶于水
易溶于水
毒性
有毒，大气污染物之一
与水反应
不反应
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
与氧气反应
2NO＋O2===2NO2
不反应
电子式
空间结构
密度
气味
水溶性
·· eq \\al(·,·) HH
三角锥形
比空
气
eq \(□,\s\up1(1)) ____
有 eq \(□,\s\up1(2)) ____
气味
极易溶于水
(常温常压
下，1∶700)
简易装置
干燥
用 eq \(□,\s\up1(10)) ______________
验满
将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变 eq \(□,\s\up1(11)) ________；
将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有 eq \(□,\s\up1(12)) ________产生
方法
化学方程式(或原理)
发生装置
加热浓
氨水
NH3·H2O eq \(=====,\s\up7(△)) NH3↑＋H2O
浓氨水＋
固体NaOH
NaOH溶于水放热，促使NH3·H2O分解，且OH－浓度的增大有利于NH3的生成
浓氨水＋
固体CaO
CaO与水反应生成OH－，使溶剂(水)减少；且反应放热，促使NH3·H2O分解。化学方程式为NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2
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