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2020版化学新增分大一轮苏教（江苏）讲义：专题4 常见的非金属及其化合物第14讲
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第14讲 生活中的含氮化合物
考纲要求 1.了解氮及其重要化合物的主要性质和重要应用。2.了解氮的化合物对生态环境的影响。
考点一 氮气及其氧化物
1.氮的固定
2.氮气
(1)物理性质：无色无味气体，密度比空气略小，难溶于水。
(2)化学性质
写出有关化学方程式：
①3Mg＋N2Mg3N2；
②N2＋3H22NH3；
③N2＋O22NO。
3.氮的氧化物
(1)氮有多种价态的氧化物，氮元素从＋1～＋5价都有对应的氧化物，如N2O、NO、N2O3、NO2(或N2O4)、N2O5，其中属于酸性氧化物的是N2O3、N2O5。
(2)NO和NO2的比较
性质
NO
NO2
色、态、味
无色、无味气体
红棕色、有刺激性气味气体
溶解性
难溶于水
毒性
有毒，大气污染物之一
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
NO＋O2===2NO2
不反应
对环境的影响
NO与血红蛋白结合使人中毒，NO、NO2导致光化学烟雾、形成酸雨及破坏臭氧层
(1)固氮反应一定属于氧化还原反应( )
(2)NO中的NO2杂质气体，可通过盛有水的洗气瓶除去( )
(3)CO、NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都稳定存在( )
(4)N2与O2在放电条件下直接化合成NO2( )
(5)NO2溶于水时，NO2是氧化剂，水是还原剂( )
(6)可用NO2与水反应制取硝酸，故NO2是酸性氧化物( )
答案 (1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)×
解析 (5)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，NO2既是氧化剂，又是还原剂。
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。写出NO被CO还原的化学方程式：_______________________________
________________________________________________________________________。
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)
(2)2CO＋2NON2＋2CO2
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，汽油燃烧不完全，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。(2)CO、NOx反应后生成的无毒气体为CO2和N2。
2.氮氧化合物(用NOx表示)是大气污染的重要因素，根据NOx的性质特点，开发出多种化学治理氮氧化合物污染的方法。
(1)用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。如，4NH3＋6NO5N2＋6H2O，
写出氨气转化NO2的化学方程式__________________________________________________
________________________________________________________________________，
氧化产物与还原产物的质量之比为________。
(2)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，其物质的量之比为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)8NH3＋6NO27N2＋12H2O 4∶3
(2)①2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O
②NaNO2
解析 (2)①生成两种钠盐，必须是NO2的歧化反应，依据量的关系可知两种盐分别为NaNO3和NaNO2。②NO中氮的化合价为＋2价，NO2中氮的化合价为＋4价，二者1∶1混合时与NaOH反应生成一种钠盐，依据电子守恒可知，钠盐中氮的化合价为＋3，即为NaNO2。
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，产生了一种有毒的烟雾。
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。
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)。一般适合工业尾气中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的处理。
题组一 氮气及氧化物的性质和应用
1.下列有关氮气用途的说法不正确的是( )
A.作焊接金属的保护气
B.制硝酸和化肥的原料
C.食品袋中充氮气来防腐
D.与氧气反应制NO从而制硝酸
答案 D
解析 氮气的化学性质不活泼，能防止金属在高温下被空气中的氧气氧化，A项正确；氮气可用于合成氨，氨可作制硝酸和化肥的原料，B项正确；食品袋中充氮气可减缓食品被氧化而变质的速率，C项正确；氮气与氧气的反应很难进行，不宜用氮气与氧气反应制NO从而制备硝酸，D项错误。
2.Murad等三位教授提出NO在人体内有独特的功能，关于NO的叙述正确的是( )
①NO可以是某些含低价氮物质氧化的产物 ②NO是亚硝酸的酸酐 ③NO可以是某些含高价氮物质还原的产物 ④NO是无色气体，在空气中可变为红棕色
A.全部 B.①③④ C.②③④ D.①④
答案 B
解析 NO中氮元素的化合价处于中间价态，它可以是还原产物，如HNO3→NO，也可以是氧化产物，如NH3→NO；HNO2的酸酐是N2O3；NO是无色气体，可被空气中的氧气氧化为红棕色的NO2。
3.如图为装有活塞的密闭容器，内盛22.4 mL一氧化氮。若通入11.2 mL氧气(气体体积均在标准状况下测定)，保持温度、压强不变，则容器内物质的密度为( )
A.等于1.369 g·L－1
B.等于2.054 g·L－1
C.在1.369 g·L－1和2.054 g·L－1之间
D.大于2.054 g·L－1
答案 D
解析 一氧化氮与氧气恰好发生反应生成了二氧化氮，
2NO ＋ O2 === 2NO2
2 1 2
22.4 mL 11.2 mL 22.4 mL
反应后生成了22.4 mL二氧化氮，假设二氧化氮体积不变，则容器中气体的密度为
ρ(NO2)＝≈2.054 g·L－1，因存在转化平衡：2NO2N2O4，则混合气体的体积小于22.4 mL，所以容器中气体ρ应大于2.054 g·L－1。
题组二 氮氧化物溶于水的定量判断
4.(NOx与H2O反应计算)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( )
A.1∶1 B.5∶7 C.7∶5 D.4∶3
答案 A
解析 NO2、NO装满试管，则体积相同，根据阿伏加德罗定律：n(NO2)＝n(NO)，根据氮原子守恒所得硝酸的物质的量相同，溶液的体积相同，所以两个试管中溶液物质的量浓度之比为1∶1。
5.同温同压下，在3支相同体积的试管中分别充有等体积混合的2种气体，它们是①NO和NO2，②NO2和O2，③NH3和N2。将3支试管均倒置于盛水的水槽中，充分反应后，试管中剩余气体的体积分别为V1、V2、V3，则下列的关系正确的是( )
A.V1＞V2＞V3 B.V1＞V3＞V2
C.V2＞V3＞V1 D.V3＞V1＞V2
答案 B
解析 设各种气体的体积都为1体积。①根据3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，即剩余NO的体积V1＝(1＋)体积。②根据4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，即剩余O2的体积V2＝(1－)体积。③剩余N2的体积V3＝1体积。即B项符合题意。
氮氧化物溶于水的问题分析
无论是单一气体(NO2)，还是NO、NO2、O2中的两者的混合气体，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。
(1)若NO和O2通入水中，总关系式为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3(4∶3)。
(2)若NO2和O2通入水中，总关系式为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3(4∶1)。
考点二 典型的氧化性酸——硝酸
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(浓)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)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(与反应)：
；
②颜色反应：含有苯基的蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。
(1)常温下，铁、铝在浓硝酸中的钝化为化学变化( )
(2)可用稀硝酸与FeS固体反应制取H2S( )
(3)过量的铜与浓硝酸反应，产物中一定有NO( )
(4)浓硝酸在光照下久置，会变黄( )
答案 (1)√ (2)× (3)√ (4)√
1.(1)浓HNO3如何保存？
(2)硝酸具有强氧化性，硝酸与Fe反应一定生成Fe3＋吗？为什么？
答案 (1)应保存在棕色带有玻璃塞的细口试剂瓶中，置于阴凉处。
(2)不一定，当Fe少量时生成Fe3＋，当Fe过量时生成Fe2＋。
2.用动态观点理解Cu与浓HNO3的反应
在浓硝酸中放入Cu片，
(1)反应开始时的化学方程式为_______________________________________________，
实验现象为________________________________________________________________。
(2)若Cu片有剩余，则反应将要结束时的化学方程式为
__________________________________________________________________________。
(3)待反应停止后，再加入少量的稀硫酸，这时Cu片上又有气泡产生，原因是_______
________________________________________________________________________。
答案 (1)Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 溶液逐渐变蓝色，有红棕色气体逸出
(2)3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
(3)加入稀硫酸后，氢离子与原溶液中硝酸根离子构成强氧化性酸，又能与过量的铜反应
(1)HNO3与金属反应一般不能产生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。
(4)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地写成复分解反应。
题组一 硝酸的性质及应用
1.硝酸被称为“国防工业之母”是因为它是制取炸药的重要原料。下列实验事实与硝酸的性质不相对应的一组是( )
A.浓硝酸使紫色石蕊溶液先变红后褪色——酸性和强氧化性
B.不能用稀硝酸与锌反应制氢气——强氧化性
C.要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性
D.能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液的红色褪去——强氧化性
答案 D
解析 浓硝酸使紫色石蕊溶液变红表现的是酸性，使其褪色表现的是强氧化性，A项正确；硝酸具有强氧化性，与锌反应生成的是氮的氧化物，不是氢气，B项正确；浓硝酸见光易分解，应用棕色试剂瓶存放，C项正确；硝酸与NaOH溶液中和后，使溶液中的红色褪去，利用的是酸性，D项错误。
2.硝酸是化学实验室中最常用的试剂之一，下列有关硝酸的说法不正确的是( )
A.浓硝酸和氯水用棕色试剂瓶保存，原理相同
B.将分别蘸有浓硝酸和浓氨水的玻璃棒相互靠近时，有白烟生成
C.常温下铁和铂都不溶于浓硝酸，原理相同
D.浓硝酸溅到皮肤上，皮肤会变黄
答案 C
解析 A项中HNO3和氯水中的HClO见光都易分解，都应避光保存，正确；B项，浓HNO3和浓氨水都具有挥发性，HNO3与NH3化合生成白色固体小颗粒NH4NO3，正确；C项，铁在浓硝酸中钝化，而Pt与浓硝酸不反应，原理不同；D项，浓HNO3能使蛋白质显黄色。
3.(全面描述金属与硝酸反应的现象)在如图所示的实验装置中，盛有足量水的水槽里放两个烧杯，小烧杯里放有适量铜片和过量浓硝酸，小烧杯外面倒扣一大烧杯，请回答下列问题：
(1)实验过程中，观察到的主要现象是
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________；
④________________________________________________________________________。
(2)用该装置做铜与浓硝酸反应的实验，最突出的优点是
________________________________________________________________________。
(3)若要验证最终得到的气体生成物，最简便的操作及现象是____________________。
答案 (1)①铜片表面产生气泡，铜片慢慢溶解并逐渐消失
②小烧杯中溶液的颜色逐渐变成蓝色
③大烧杯中有红棕色气体生成，后来慢慢变成无色
④大烧杯内液面上升，水槽中液面下降
(2)反应体系封闭，无氮氧化合物逸出，不污染环境
(3)轻轻掀起倒扣的大烧杯，通入适量的空气，若有红棕色气体生成，则证明最终气体生成物为NO气体
解析 (1)小烧杯中，Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，铜片逐渐溶解，硝酸铜溶液呈蓝色，有红棕色的NO2气体产生，接着NO2和烧杯中的O2、H2O发生反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，若O2消耗完，则发生反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，故气体颜色慢慢变成无色，由于烧杯中的气体减少，故大烧杯内液面上升，水槽中液面下降。
(2)该反应体系密闭，反应产生的NO2和NO不会逸出，不污染环境。
(3)利用NO与O2反应生成红棕色的NO2的性质来检验最终气体是否为NO气体。
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)的气体，(或)在固体表面产生……(颜色)气体；
③沉淀：在……(颜色)溶液中产生……(颜色)的沉淀(浑浊)。
题组二 金属与硝酸反应的定量分析
4.一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；根据铁元素守恒，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。
5.铜和镁的合金4.6 g完全溶于浓硝酸，若反应中硝酸被还原只产生4 480 mL的NO2气体和336 mL的N2O4气体(都已折算到标准状况)，在反应后的溶液中，加入足量的氢氧化钠溶液，生成沉淀的质量为( )
A.9.02 g B.8.51 g C.8.26 g D.7.04 g
答案 B
解析 最终生成的沉淀是氢氧化镁和氢氧化铜，所以沉淀增加的质量就是和金属阳离子结合的OH－的质量。由于金属阳离子结合的OH－的物质的量，就是金属失去电子的物质的量，所以根据得失电子守恒可知，金属失去电子的物质的量是＋×2＝0.23 mol，所以和金属阳离子结合的OH－的物质的量也是0.23 mol，质量是3.91 g，则沉淀的质量是8.51 g，B项正确。
6.某稀溶液中含有4 mol KNO3和2.5 mol H2SO4，向其中加入1.5 mol Fe，充分反应(已知NO被还原为NO)。
下列说法正确的是( )
A.反应后生成NO的体积为28 L
B.所得溶液中c(Fe2＋)∶c(Fe3＋)＝1∶1
C.所得溶液中c(NO)＝2.75 mol·L－1
D.所得溶液中的溶质只有FeSO4
答案 B
解析 铁若生成Fe3＋，应消耗6 mol H＋，若生成Fe2＋消耗4 mol H＋，根据题给物质的量关系可知应同时生成Fe2＋、Fe3＋，则有：
解得n(Fe2＋)＝0.75 mol，n(Fe3＋)＝0.75 mol，
则生成NO的物质的量为＝1.25 mol。A项中未给出是在标准状况下，无法计算NO气体的体积；C项中不知道溶液的体积，无法计算NO的浓度；D项中根据原子守恒，溶液中的溶质肯定还有K2SO4，所以A、C、D均不正确。
金属与硝酸反应的思维模型
题组三 硝酸反应产物综合实验探究题(教师用书独具)
7．某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的气体主要是NO而设计了下列实验，装置如图所示(加热装置和固定装置均已略去)。图中K为止水夹(处于关闭状态)，F是一半空的注射器。请回答有关问题：
(1)设计装置A的目的是_______________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)在完成(1)中的“操作”后，将装置B中铜丝插入稀硝酸并微热之，观察到装置B中的现象是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
B中反应的离子方程式为_______________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)装置E和F的作用是_____________________________________；
为实现此作用，其操作方法是_______________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)装置D的作用是吸收多余的氮氧化物，防止污染空气，兼有____________的功能。
答案 (1)产生CO2，赶走装置中的空气，防止因NO与O2反应生成NO2而产生干扰
(2)Cu丝表面产生气泡，稀硝酸液面上方仍为无色，溶液变蓝 3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
(3)验证NO的生成 将注射器中的空气推入E中，若气体变为红棕色则说明生成了NO
(4)防止倒吸
考点三 氨、铵盐
1.氨的分子结构和物理性质
电子式
密度
气味
水溶性
比空气小
强烈刺激性气味
极易溶于水(1∶700)
2.氨的化学性质
(1)氨与水的反应
NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－，氨溶于水得氨水，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·H2ONH3↑＋H2O。
(2)氨与酸的反应：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：HCl＋NH3===NH4Cl、NH3＋HNO3===NH4NO3。
(3)与盐溶液的反应
如过量氨水与AlCl3反应的离子方程式：
Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH。
(4)氨的还原性——氨的催化氧化
化学方程式：4NH3＋5O24NO＋6H2O。
3.氨的实验室制法
(1)加热固态铵盐和碱的混合物
一般加热NH4Cl和Ca(OH)2的混合物，化学方程式：
2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋CaCl2＋2H2O。
①装置：“固体＋固体气体”(与用KClO3或KMnO4制O2的装置相同)。
②收集：只能用向下排空气法。
③验满方法：a.用湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝色；b.将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，现象是有白烟产生。
④尾气处理：收集时，一般在管口塞一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球，可减小NH3与空气的对流速度，收集到纯净的NH3，同时也可避免污染空气。
(2)实验室制取氨的其他方法
方法
化学方程式(或原理)
气体发生装置
加热浓氨水
NH3·H2ONH3↑＋H2O
浓氨水＋固体NaOH
NaOH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CaO
CaO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NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2
4.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
未知液呈碱性湿润的红色石蕊试纸变蓝色，则证明含NH。
(1)氨遇到浓盐酸、硫酸都会发生反应，产生白烟( )
(2)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，说明NH4Cl固体可以升华( )
(3)氨水中含氮微粒中最多的微粒是NH( )
(4)铵盐都易溶于水，其水溶液均呈酸性( )
(5)现有1 mol·L－1的氨水，则该溶液中NH3·H2O的浓度是1 mol·L－1( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)×
解析 (1)硫酸难挥发，与氨反应不产生白烟。
(4)NH4HCO3、(NH4)2S溶液呈碱性。
氨及铵盐中－3价N还原性的拓展应用
(1)用于检验氯气是否泄露的原理，如下图，室温下将过量的氨推入试管，预测试管中可能出现的现象_______________________________________________________________________
______________________________________________________________________________，
写出反应过程的化学方程式：____________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(2)氨在加热条件下可还原氧化铜，产生无污染气体和单质铜，可用于测定铜的相对原子质量，写出该反应的化学方程式：_____________________________________________________。
(3)氨在催化剂条件下可还原氮的氧化物，常用于消除汽车尾气产生的氮氧化物，以还原NO为例，分析氧化产物与还原产物的质量比________。
(4)实验室用饱和氯化铵(NH4Cl)与亚硝酸钠(NaNO2)加热来制取氮气，气体发生装置应选用________。
反应原理的化学方程式为______________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)生成白烟，而后凝结在试管内壁，试管内黄绿色气体颜色逐渐变浅至褪去 3Cl2＋2NH3===6HCl＋N2、HCl＋NH3===NH4Cl
(2)3CuO＋2NH33Cu＋N2＋3H2O
(3)2∶3
(4)A NaNO2＋NH4ClNaCl＋N2↑＋2H2O
题组一 氨、铵盐的性质实验
1.探究氨气及铵盐性质的过程中，下列根据实验现象得出的结论不正确的是( )
A.将集有氨的试管倒扣于水槽中，液体迅速充满试管，说明氨极易溶于水
B.向氨水中加入浓氢氧化钠溶液，加热产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，说明氨水中含有NH
C.加热NH4HCO3固体，观察到固体逐渐减少，试管口有液滴产生，说明NH4HCO3具有热不稳定性
D.将红热的Pt丝伸入上图所示的锥形瓶中，瓶口出现少量的红棕色气体，说明氨催化氧化的产物中有NO2
答案 BD
解析 B项，因为氨水中存在氨分子，加热氨逸出，也能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，不能证明是铵根离子与氢氧化钠反应产生的氨，错误；D项，4NH3＋5O24NO＋6H2O,2NO＋O2===2NO2，NH3的氧化产物应为NO，错误。
2.如下图，利用培养皿探究氨的性质。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与浓盐酸反应产生了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
干燥红色石蕊试纸不变色，湿润红色石蕊试纸变蓝
NH3是一种可溶性碱
答案 A
解析 NH3能与HCl发生化合反应，生成NH4Cl白色固体，NH3也能与H2SO4发生化合反应，生成(NH4)2SO4；NH3与氯化物溶液反应生成氢氧化物沉淀，该氯化物可以是氯化铝、氯化镁等；NH3溶于水生成NH3·H2O，NH3·H2O属于碱，NH3不属于碱。
实验室用铂丝按下图进行氨的催化氧化实验，操作现象总结如下：
(1)空气通入氨水中：其作用是让氨易挥发出来，从而使氧气和氨充分混合。
(2)锥形瓶中气体呈红棕色：这是因为NH3被氧化为NO，NO遇到空气中的O2又迅速被氧化为红棕色的NO2。
(3)通常瓶内有白烟出现：这是由于锥形瓶里有水蒸气存在，水蒸气和NO2反应生成了HNO3：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，HNO3再跟NH3反应生成微小的白色NH4NO3晶体：NH3＋HNO3===NH4NO3。
(4)悬空铂丝总是呈红色：这是因为NH3与O2在铂丝的表面上进行的反应是放热反应，反应放出的热量足以使铂丝继续保持红热状态。
题组二 氨制备与性质实验的综合
3.实验室制取氨、收集、验证其还原性并进行尾气处理的装置和原理能达到实验目的的是( )
A.用装置甲制取氨
B.用装置乙收集氨时气体应该从a口进b口出
C.装置丙中黑色固体变成红色时还原产物一定为铜
D.可以用装置丁吸收氨，进行尾气处理
答案 B
解析 A项，装置中的氯化铵固体分解生成氨和氯化氢气体，在试管口处重新反应生成固体氯化铵；B项，氨密度比空气小，应用向下排空气法收集，用乙装置收集NH3时，从a口进b口出，正确；C项，氧化铜被还原为铜、氧化亚铜都是红色固体；D项，氨极易溶于水，导管直接插入水溶液中吸收易发生倒吸。
4.(2018·西安模拟)氨催化氧化法是工业生产中制取硝酸的主要途径，某同学用该原理在实验室探究硝酸的制备和性质，设计了如图所示装置。
(1)甲装置不需要加热即能同时产生氨和氧气，烧瓶内固体X为____________________。
(2)乙装置的作用是______________________；写出受热时丙装置中发生反应的化学方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)当戊中观察到__________________现象，则说明已制得硝酸。某同学按上图组装仪器并检验装置气密性后进行实验，没有观察到此现象，请分析实验失败的可能原因是：________________________________________________________________________，
如何改进装置：___________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)改进后待反应结束，将丁装置倒立在盛水的水槽中，会观察到的现象是_________
________________________________________________________________________。
答案 (1)过氧化钠
(2)干燥氧气和氨的混合气体 4NH3＋5O24NO＋6H2O
(3)紫色石蕊溶液变红 过量的氨致使戊中溶液不一定呈酸性 在丙和丁之间连接盛有无水氯化钙的干燥管或盛有浓硫酸的洗气瓶
(4)试管丁内水面慢慢上升，上升到一定高度不再变化，试管内气体颜色由红棕色逐渐变淡至无色
解析 (1)甲中不需要加热即能同时产生NH3和O2，说明固体X溶于氨水既产生O2又放出大量热，则该固体为Na2O2。(2)乙装置可干燥NH3和O2；NH3和O2在加热和Cr2O3的催化作用下，发生催化氧化反应。(3)HNO3能使石蕊溶液变红；由于NH3过量，可能会与HNO3反应，致使观察不到溶液变红的现象；可在丙和丁之间连接一个能除去NH3的装置。(4)丁装置中为NO2，NO2会与H2O反应生成无色的NO。
考点四 氮及其重要化合物的综合应用
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.(2018·贵阳模拟)氮及其化合物的转化关系如图所示。
则下列说法不正确的是( )
A.路线①②③是工业生产硝酸的主要途径
B.路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径
C.上述所有标号的反应都是氧化还原反应
D.氮气可在足量的氧气中通过一步反应生成NO2
答案 D
解析 氮气和氧气在放电或高温条件下反应生成NO，NO与O2反应生成NO2，氮气与氧气不能直接生成NO2。
2.一定条件下，含氮元素的物质可发生如图所示的循环转化。
回答下列问题：
(1)氮的原子结构示意图为______________。
(2)图中属于“氮的固定”的是__________(填字母，下同)；转化过程中发生非氧化还原反应的是________。
(3)若“反应h”是在NO2和H2O的作用下实现，则该反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为__________。
(4)若“反应i”是在酸性条件下由NO与Zn的作用实现，则该反应的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1) (2)k和c a和l (3)2∶1
(4)4Zn＋2NO＋10H＋===4Zn2＋＋N2O↑＋5H2O
解析 (1)N位于第2周期ⅤA族，其原子结构示意图为。
(2)氮的固定是游离态的氮转化为化合态的氮，根据循环图可知，属于氮的固定的是k和c；发生非氧化还原反应，说明反应前后各元素化合价没有发生变化，则属于非氧化还原反应的是a和l。
(3)反应h的化学方程式为3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，HNO3是氧化产物，NO是还原产物，因此氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶1。
(4)根据信息，Zn＋H＋＋NO―→Zn2＋＋N2O↑＋H2O，根据电荷守恒、得失电子守恒以及原子守恒得离子方程式为4Zn＋2NO＋10H＋===4Zn2＋＋N2O↑＋5H2O。
题组二 含氮物质的性质与实验综合
3.某学习小组设计实验探究NO与铜粉的反应并检验NO，实验装置如图所示(夹持装置略)。实验开始前，向装置中通入一段时间的N2，排尽装置内的空气。
已知：在溶液中FeSO4＋NO[Fe(NO)]SO4(棕色)，该反应可用于检验NO。
下列说法中不正确的是( )
A.装置F、I中的试剂依次为水、硫酸亚铁溶液
B.若观察到装置H中红色粉末变黑色，则NO与Cu发生了反应
C.实验结束后，先熄灭酒精灯，再关闭分液漏斗的活塞
D.装置J收集的气体中一定不含NO
答案 D
解析 稀硝酸与铜反应生成一氧化氮，一氧化氮能够被氧气氧化，因此实验前需要通入氮气，排尽装置中的空气，硝酸具有挥发性，生成的一氧化氮中混有少量硝酸蒸气，可以通过水吸收后再干燥，干燥的一氧化氮在装置H中与铜反应，未反应的NO可以利用硫酸亚铁溶液检验。装置F、I中的试剂依次为水、硫酸亚铁溶液，A项正确；实验结束后，为了防止倒吸，需要先熄灭酒精灯，再关闭分液漏斗的活塞，C项正确；由于FeSO4＋NO[Fe(NO)]SO4(棕色)为可逆反应，装置J收集的气体中可能含有NO，D项错误。
4.某化学自主实验小组通过实验探究NH3、NO2的性质。
探究Ⅰ：利用如图所示装置探究NO2能否被NH3还原(K1、K2为止水夹，夹持固定装置略去)。
(1)A装置中制取NH3的化学方程式是______________________________________________
______________________________________________________________________________。
(2)甲、乙分别是________(填字母)。
a.浓硫酸、碱石灰 b.碱石灰、碱石灰
c.碱石灰、无水氯化钙 d.五氧化二磷、五氧化二磷
(3)若NO2能够被NH3还原，预期C装置中能观察到的现象是__________________________。
(4)此实验装置存在一个明显的缺陷是_____________________________________。
探究Ⅱ：探究NO2、O2混合气体的喷泉实验。
(5)请在G装置中的虚线上描出导管实线图。
(6)G装置中浓硫酸有三种作用：混合NO2、O2气体；干燥NO2、O2；________________。
(7)将G装置上面的圆底烧瓶收集满气体进行喷泉实验，若混合气体全部被吸收，则所得溶液物质的量浓度为________ mol·L－1(保留两位有效数字)。
答案 (1)NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2
(2)c
(3)C装置中混合气体颜色变浅
(4)缺少尾气吸收装置
(5)(进气管短，出气管长)
(6)观察气泡的速率，控制混合气体的比例
(7)0.036
解析 (1)将浓氨水滴入生石灰中，由于CaO＋H2O===Ca(OH)2，放热且消耗了水，故促使浓氨水放出氨。
(2)干燥氨只能用碱石灰，干燥二氧化氮可用五氧化二磷固体或无水氯化钙。
(3)如果能反应，消耗NO2使装置中混合气体颜色变浅。
(4)由于NH3、NO2均能污染空气，所以与它们相关的实验均应有尾气吸收装置。
(5)O2、NO2密度比空气大，故应进气管短，出气管长。
(6)观察气泡的速率控制混合气体的比例。
(7)烧瓶中充满溶液，由反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3恰好发生，HNO3的物质的量是恰好完全反应的NO2和O2(体积比4∶1)总物质的量的，溶液体积等于恰好完全反应的NO2和O2的总体积，设烧瓶中恰好完全反应的NO2和O2的总体积为V，则溶液浓度为＝× mol·L－1，即c(HNO3)≈0.036 mol·L－1。
1.正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”
(1)NH4Cl与Ca(OH)2混合加热可生成NH3(√)
(2018·江苏，6C)
(2)NH3易溶于水，所以可用作制冷剂(×)
(2017·江苏，3D)
(3)在给定条件下，能实现NH3NOHNO3(×)
(2017·江苏，7D)
(4)NH4HCO3受热易分解，所以可用作氮肥(×)
(2016·江苏，3B)
(5)在给定条件下，能实现N2NH3NH4Cl(aq)(√)
(2016·江苏，9C)
(6)甲(NH3)、乙(O2)、丙(HNO3)不满足任意两种物质在一定条件下能发生反应(√)
(2014·江苏，8B)
2.(2017·江苏，1)2017年世界地球日我国的主题为“节约集约利用资源，倡导绿色简约生活”。下列做法应提倡的是( )
A.夏天设定空调温度尽可能的低
B.推广使用一次性塑料袋和纸巾
C.少开私家车多乘公共交通工具
D.对商品进行豪华包装促进销售
答案 C
解析 A项，空调温度低，能源消耗增多，错误；B项，一次性塑料袋使用易引起“白色污染”，纸巾的大量使用会造成森林的乱砍滥伐，错误；C项，少开私家车，一是减少汽车尾气污染，二是节约能源，正确；D项，过度包装会引起资源浪费，错误。
3.(2015·江苏，1)“保护环境”是我国的基本国策。下列做法不应该提倡的是( )
A.采取低碳、节俭的生活方式
B.按照规定对生活废弃物进行分类放置
C.深入农村和社区宣传环保知识
D.经常使用一次性筷子、纸杯、塑料袋等
答案 D
解析 D项，经常使用一次性筷子、纸杯会浪费木材，破坏森林，塑料袋的使用会造成“白色污染”，不应该提倡。
4.(2014·江苏，16)烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。实验室用粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2等)制备碱式硫酸铝[Al2(SO4)x(OH)6－2x]溶液，并用于烟气脱硫研究。
(1)酸浸时反应的化学方程式为___________________________________________________
____________________________________________________________________________；
滤渣Ⅰ的主要成分为________(填化学式)。
(2)加CaCO3调节溶液的pH至3.6，其目的是中和溶液中的酸，并使Al2(SO4)3转化为Al2(SO4)x(OH)6－2x。滤渣Ⅱ的主要成分为________________________(填化学式)；若溶液的pH偏高，将会导致溶液中铝元素的含量降低，其原因是_____________________________(用离子方程式表示)。
(3)上述流程中经完全热分解放出的SO2量总是小于吸收的SO2量，其主要原因是________________________________________________________________________；
与吸收SO2前的溶液相比，热分解后循环利用的溶液的pH将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
答案 (1)Al2O3＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2O SiO2
(2)CaSO4 3CaCO3＋2Al3＋＋3SO＋3H2O===2Al(OH)3＋3CaSO4＋3CO2↑
(3)溶液中的部分SO被氧化成SO 减小
解析 (1)酸浸时能与H2SO4反应的是Al2O3，H2SO4与Al2O3反应生成盐和水，SiO2不和H2SO4反应，成为滤渣。
(2)CaCO3和溶液中的H2SO4反应生成CaSO4；如果pH偏高，一部分Al3＋会转化为Al(OH)3沉淀，离子方程式为3CaCO3＋2Al3＋＋3SO＋3H2O===2Al(OH)3＋3CaSO4＋3CO2↑。
(3)热分解时，一部分亚硫酸盐被氧化为硫酸盐，不能分解成为SO2；SO2溶于水生成H2SO3，会中和溶液中的部分OH－，使溶液的pH减小。
5.(2012·江苏，1)化学在资源利用、环境保护等与社会可持续发展密切相关的领域发挥着积极作用。下列做法与社会可持续发展理念相违背的是( )
A.改进汽车尾气净化技术，减少大气污染物的排放
B.开发利用可再生能源，减少化石燃料的使用
C.研发可降解高分子材料，减少“白色污染”
D.过度开采矿物资源，促进地方经济发展
答案 D
解析 可持续发展是一种注重长远发展的经济模式，充分、合理利用资源、减少污染等方面都是可持续发展的内容。
一、单项选择题
1.下列关于自然界中氮循环(如下图)的说法不正确的是( )
A.人工固氮可以得到硝酸盐
B.雷电作用可将氮气直接转化为铵盐
C.细菌对氮元素的循环有重要作用
D.亚硝酸盐转化为硝酸盐的过程中，氮元素被氧化
答案 B
解析 A项，人工固氮是把氮气合成氨，氨和硝酸反应得到硝酸盐，人工固氮可以得到硝酸盐，正确；B项，放电条件下氮气和氧气反应生成一氧化氮，一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸，不能直接得到铵盐，错误；C项，豆科类植物的根瘤菌能将空气中氮气转化为植物需要的铵盐，实现生物固氮，细菌对氮元素的循环有重要作用，正确；D项，亚硝酸盐中氮元素化合价为＋3价，生成硝酸盐中氮元素化合价为＋5价，氮元素化合价升高，发生氧化反应，正确。
2.起固氮作用的化学反应是( )
A.N2和H2在一定条件下反应生成NH3
B.NO遇O2转化为NO2
C.硝酸工厂用NH3氧化制NO
D.用NH3制碳酸氢铵和硫酸铵
答案 A
解析 氮的固定是指游离态的氮转化成化合态的氮。
3.关于氨的下列叙述中，错误的是( )
A.液氨易汽化，因此可用来作制冷剂
B.氨溶于水显弱碱性，因此可使酚酞溶液变为红色
C.氨极易溶解于水，因此氨水比较稳定(不容易)分解
D.氨可被氯气氧化生成N2，同时还可能产生白烟现象
答案 C
4.下列关于氨水的说法中，不正确的是( )
A.氨水和液氨不同，氨水是混合物，液氨是纯净物
B.氨水中物质的量浓度最大的粒子是NH3·H2O(水除外)
C.氨水显弱碱性，是弱电解质
D.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 C
解析 氨极易溶于水，发生如下反应：NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－；生成的氨水是混合物，其中的NH3·H2O是弱电解质，电离程度小，且NH3分子极易与H2O结合，故其中浓度最大的粒子是NH3·H2O(H2O除外)。
5.下列与碳、氮、氧、硫、硅等非金属元素及其化合物有关的说法不正确的是( )
A.工业上，用焦炭在电炉中还原二氧化硅可得到含杂质的粗硅
B.氮的氧化物是形成光化学烟雾的主要物质，硫的氧化物是形成酸雨的主要物质
C.NO2、CO2和SO2溶于水均可导电，它们都是电解质
D.将SO2通入酸化的Ba(NO3)2溶液中会出现白色沉淀
答案 C
解析 用碳在高温下还原二氧化硅，可制得含有少量杂质的硅，同时有CO生成，A项正确；光化学烟雾主要是由汽车尾气排放出的氮氧化物发生复杂的变化造成的，二氧化硫气体是酸雨形成的主要原因，B项正确；NO2、CO2和SO2溶于水均可导电，但都不是它们自身发生电离，故它们都不是电解质，C项错误；亚硫酸具有还原性，易被氧化为硫酸，将SO2通入酸化的Ba(NO3)2溶液中，硝酸会将亚硫酸根氧化为硫酸根离子，产生硫酸钡白色沉淀，D项正确。
6.最新病毒学研究证实，一氧化氮对SARS病毒有直接的抑制作用。下列关于一氧化氮的叙述正确的是( )
A.一氧化氮是一种红棕色的气体
B.常温常压下，一氧化氮不能与空气中的氧气直接化合
C.一氧化氮可由氮气和氧气在放电条件下直接化合得到
D.一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集
答案 C
解析 NO是无色气体，难溶于水，在放电的条件下N2与O2化合生成NO。
7.下列关于浓硝酸和浓硫酸的叙述，正确的是( )
A.常温下都用铜制容器贮存
B.露置在空气中，容器内酸液的质量都减轻
C.常温下都能与铜较快地反应
D.露置在空气中，容器内酸液的浓度都降低
答案 D
解析 Cu与浓HNO3可在常温下反应，Cu与浓H2SO4需加热才反应，故浓HNO3不能用铜制容器贮存；将二者都露置在空气中，硝酸挥发，浓H2SO4吸收空气中的水分，故酸液的浓度都降低，但酸液的质量变化不同，浓HNO3减轻，浓H2SO4增重。
二、不定项选择题
8.如图所示是NH3的两个性质实验，下列有关说法中正确的是( )
A.两个实验均表现了NH3易溶于水
B.两个实验均表现了NH3易挥发
C.两个实验均表现了NH3是碱性气体
D.两个实验均表现了NH3是还原性气体
答案 C
解析 实验一是氨的喷泉实验，证明氨极易溶于水，形成一水合氨弱碱溶液，滴加酚酞溶液变红色，证明氨是碱性。实验二中浓氨水挥发出的氨分子和浓盐酸挥发出的氯化氢分子结合生成氯化铵固体小颗粒，证明浓氨水易挥发，氨遇到氯化氢发生反应生成氯化铵，证明氨是碱性气体。
9.某实验过程如图所示，则图③的试管中的现象是( )
A.无明显现象，因稀H2SO4不与铜反应
B.铜片溶解，产生无色气体，该气体遇到空气不变色
C.铜片溶解，放出红棕色有刺激性气味的气体
D.铜片溶解，产生无色气体，该气体在试管口变为红棕色
答案 D
解析 生成的Cu(NO3)2在H2SO4的酸性条件下相当于又有了HNO3，铜片会继续溶解生成NO。
10.某兴趣小组设计用铁粉将NO还原为N2(同时生成FeO)，下列说法不正确的是( )
已知：①浓硝酸可氧化NO；②NaOH溶液能吸收NO2，不吸收NO。
A.装置的连接顺序为a→e→f→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d
B.装置E中发生反应的化学方程式为2NO＋2Fe2FeO＋N2
C.装置D的作用是吸收挥发出来的硝酸和产生的NO2
D.装置B的作用是干燥，防止水蒸气进入E中干扰反应
答案 AD
解析 根据实验原理“NO被灼热的铁粉还原为N2，同时生成FeO”，所以首先应制备纯净干燥的NO。利用铜与稀硝酸反应生成NO，由于硝酸具有挥发性，所以制得的NO中会混有硝酸蒸气和产生的NO2，故先通过装置D除去挥发出的HNO3等酸性气体，然后再通过F干燥，得到纯净干燥的NO，然后进入E中与铁粉反应，最后处理多余的NO，由于NaOH溶液不与NO反应，而浓硝酸可氧化NO生成NO2，所以先通过B氧化NO，再通过C吸收，故上述装置的连接顺序为a→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d，A项错误；装置E中NO被灼热的铁粉还原为N2，同时生成FeO，反应的化学方程式为2NO＋2Fe2FeO＋N2，B项正确；装置D盛放的是水，其作用是除去挥发出的HNO3等酸性气体，C项正确；装置B盛放的是浓硝酸，可以将NO氧化为NO2，便于氢氧化钠溶液充分吸收，D项错误。
11.常温下，将一定量的铁粉加入50 mL 10 mol·L－1硝酸(①)中，待其充分反应后，收集到的气体换算成标准状况下的体积为4.2 L(②)，所得溶液能够使淀粉碘化钾溶液变蓝(③)，该溶液也能使酸性高锰酸钾溶液褪色(④)。下列说法中正确的是( )
A.①中数据表明，硝酸是浓硝酸，因此Fe已经钝化
B.②中数据表明，生成的气体中只有NO2
C.③中现象表明，硝酸一定有剩余
D.④中现象表明，溶液中一定含有Fe2＋
答案 D
解析 硝酸具有强氧化性，与Fe反应生成的气体为氮的氧化物，所得溶液能使淀粉碘化钾溶液变蓝，则说明溶液中含Fe3＋，也可能存在过量的硝酸，溶液能使酸性高锰酸钾溶液褪色，则说明含Fe2＋，D项正确；由上述分析可知硝酸与铁发生了氧化还原反应，未发生钝化，A项错误；因反应中生成了Fe3＋、Fe2＋，说明铁过量，则硝酸先还原生成NO2，后生成NO，B、C项错误。
三、非选择题
12.(2019·常州一中高三月考)某工厂以硝酸为原料生产亚硝酸钠，其工艺流程如下：
已知：Na2CO3＋NO＋NO2===2NaNO2＋CO2
(1)“分解塔”中SO2从塔底进入，硝酸从塔顶喷淋，其目的是___________________。
(2)“分解塔”中的温度不宜过高，其原因是____________________________________
__________________________________________________________________________。
(3)按一定计量比在“分解塔”中通SO2和喷入硝酸，若反应后生成的NO与NO2物质的量之比恰好1∶1，则“分解塔”中发生反应的化学方程式为___________________________。
(4)“分解塔”中的硝酸浓度不宜过大的原因是___________________________________
___________________________________________________________________________。
(5)为提高氮氧化物的转化率，可向“尾气”中通入一定量的________气体，再通入“吸收塔”中，实现循环吸收。
(6)“吸收塔”所得溶液中除含有NaNO2、NaNO3和少量Na2CO3外，还含有的溶质为________(填化学式)。
答案 (1)使SO2气体被充分吸收 (2)硝酸受热会挥发、分解 (3)2HNO3＋2SO2＋H2O===NO＋NO2＋2H2SO4 (4)硝酸浓度过大，氮氧化物中NO2含量高，导致亚硝酸钠产率降低(或硝酸钠含量过高) (5)O2 (6)NaHCO3
解析 (1)“分解塔”中SO2从塔底进入，硝酸从塔顶喷淋，采取逆向吸收，接触更充分，吸收效果更好。
(2)因硝酸不稳定，受热易分解，“分解塔”中的温度不宜过高。
(3)由题给信息可知反应物为硝酸和二氧化硫，生成物为物质的量之比为1∶1的NO与NO2、硫酸，则反应的化学方程式为：2HNO3＋2SO2＋H2O===NO＋NO2＋2H2SO4。
(4)浓硝酸的还原产物是NO2，稀硝酸的还原产物是NO，故当硝酸浓度过大，主要还原生成NO2，导致亚硝酸钠产率降低；若硝酸浓度过低，分解塔中出来的主要是NO，亚硝酸钠产率也低。
(5)吸收塔中尾气的成分主要是NO和NO2，故可以通入适量的O2，再进入吸收塔，循环吸收。
(6)由碳酸钠与酸反应的原理可知“吸收塔”所得溶液中除含有NaNO2、NaNO3和少量Na2CO3外，还含有NaHCO3。
13.(2018·河北邢台质量检测)氨广泛用于生产化肥、制冷剂等方面。回答下列问题：
(1)实验室可用下图所示装置合成氨。
①亚硝酸钠与氯化铵反应的离子方程式为________________________________________
___________________________________________________________________________。
②锥形瓶中盛有一定量水并滴有几滴酚酞试剂。反应一段时间后，锥形瓶中溶液变红，则气体X的成分为N2、水蒸气、________和________(填化学式)。
(2)最近斯坦福大学研究人员发明了一种SUNCAT的锂循环系统，可持续合成氨，其原理如图所示。
①图中反应Ⅱ属于________________(填“氧化还原反应”或“非氧化还原反应”)。
②反应Ⅲ中能量转化的方式是__________________(填“电能转化为化学能”或“化学能转化为电能”)。
答案 (1)①NO＋NHN2↑＋2H2O ②H2 NH3 (2)①非氧化还原反应 ②电能转化为化学能
解析 (1)①亚硝酸钠具有强氧化性，与氯化铵发生氧化还原反应，生成氮气，反应的离子方程式为NO＋NHN2↑＋2H2O。②锌与稀硫酸反应生成的氢气与亚硝酸钠和氯化铵反应生成的氮气在催化剂作用下反应生成了氨，因此锥形瓶中含酚酞的水变红，则气体X的成分为N2、水蒸气、H2、NH3。
(2)①反应Ⅱ是Li3N与水反应生成氨和LiOH的过程，反应中没有元素化合价的变化，属于非氧化还原反应。
②反应Ⅲ中氢氧化锂转变为锂、氧气和水，发生了氧化还原反应，属于非自发的氧化还原反应，属于电解池反应，能量转化的方式是电能转化为化学能。
14.甲、乙两同学用下图所示装置进行实验，探究硝酸与铁反应的产物。
文献记载：ⅰ.在浓硝酸和活泼金属反应过程中，随着硝酸浓度的降低，其生成的产物有＋4、＋2、－3价等氮的化合物。
ⅱ.FeSO4＋NOFe(NO)SO4(棕色)(ΔH<0)。
ⅲ.NO2和NO都能被KMnO4氧化吸收。
甲的实验操作和现象记录如下：
实验操作
实验现象
打开弹簧夹，通入一段时间CO2，关闭弹簧夹
打开分液漏斗活塞，将浓硝酸缓慢滴入烧瓶中，关闭活塞
无明显现象
加热烧瓶，反应开始后停止加热
①A中有红棕色气体产生，一段时间后，气体颜色逐渐变浅；B中溶液变棕色；C中溶液紫色变浅
②反应停止后，A中无固体剩余
请回答下列问题：
(1)滴入浓硝酸加热前没有明显现象的原因是______________________________________。
(2)检验是否生成－3价氮的化合物，应进行的实验操作是_______________________
________________________________________________________________________。
(3)甲取少量B中溶液，加热，实验现象是____________________________________
________________________________________________________________________。
请用平衡移动原理解释原因：______________________________________________
________________________________________________________________________。
甲依据该现象得出的结论是A中有NO生成。
(4)乙认为甲得出A中有NO生成的证据不足。为获取充足的证据，乙仍采用该装置和操作进行对照实验，乙作出的改变是________________________________，证明有NO生成的实验现象是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)常温时，铁遇浓硝酸形成致密氧化膜，阻止反应进一步发生(答“钝化”也可)
(2)取少量反应后A中溶液于试管中，向其中加入足量浓NaOH溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸接近试管口，若试纸变蓝，则A中生成NH
(3)棕色溶液颜色变浅(或绿)，有无色气体逸出，且在空气中变为红棕色 FeSO4＋NOFe(NO)SO4(棕色)的正反应为放热反应，加热后，平衡向逆反应方向移动
(4)浓硝酸换成稀硝酸 A中没有红棕色气体生成，B中溶液变为棕色
解析 (1)常温下，铁遇浓硝酸发生“钝化”。(2)－3价氮的化合物是NH3或铵盐，而此反应的环境呈酸性，故－3价氮的化合物应是硝酸铵，可利用NH与OH－共热产生NH3的性质检验。(3)B中发生反应FeSO4＋NOFe(NO)SO4(棕色)，加热后，上述平衡逆向移动，无色气体NO逸出，在空气中变为红棕色，而溶液颜色变浅或变成浅绿色。(4)NO2与水反应生成NO，故可把浓硝酸换成稀硝酸，若A中无红棕色气体生成，但B中溶液变为棕色，可证明A中有NO生成。
考纲要求 1.了解氮及其重要化合物的主要性质和重要应用。2.了解氮的化合物对生态环境的影响。
考点一 氮气及其氧化物
1.氮的固定
2.氮气
(1)物理性质：无色无味气体，密度比空气略小，难溶于水。
(2)化学性质
写出有关化学方程式：
①3Mg＋N2Mg3N2；
②N2＋3H22NH3；
③N2＋O22NO。
3.氮的氧化物
(1)氮有多种价态的氧化物，氮元素从＋1～＋5价都有对应的氧化物，如N2O、NO、N2O3、NO2(或N2O4)、N2O5，其中属于酸性氧化物的是N2O3、N2O5。
(2)NO和NO2的比较
性质
NO
NO2
色、态、味
无色、无味气体
红棕色、有刺激性气味气体
溶解性
难溶于水
毒性
有毒，大气污染物之一
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
NO＋O2===2NO2
不反应
对环境的影响
NO与血红蛋白结合使人中毒，NO、NO2导致光化学烟雾、形成酸雨及破坏臭氧层
(1)固氮反应一定属于氧化还原反应( )
(2)NO中的NO2杂质气体，可通过盛有水的洗气瓶除去( )
(3)CO、NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都稳定存在( )
(4)N2与O2在放电条件下直接化合成NO2( )
(5)NO2溶于水时，NO2是氧化剂，水是还原剂( )
(6)可用NO2与水反应制取硝酸，故NO2是酸性氧化物( )
答案 (1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)×
解析 (5)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，NO2既是氧化剂，又是还原剂。
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。写出NO被CO还原的化学方程式：_______________________________
________________________________________________________________________。
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)
(2)2CO＋2NON2＋2CO2
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，汽油燃烧不完全，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。(2)CO、NOx反应后生成的无毒气体为CO2和N2。
2.氮氧化合物(用NOx表示)是大气污染的重要因素，根据NOx的性质特点，开发出多种化学治理氮氧化合物污染的方法。
(1)用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。如，4NH3＋6NO5N2＋6H2O，
写出氨气转化NO2的化学方程式__________________________________________________
________________________________________________________________________，
氧化产物与还原产物的质量之比为________。
(2)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，其物质的量之比为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)8NH3＋6NO27N2＋12H2O 4∶3
(2)①2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O
②NaNO2
解析 (2)①生成两种钠盐，必须是NO2的歧化反应，依据量的关系可知两种盐分别为NaNO3和NaNO2。②NO中氮的化合价为＋2价，NO2中氮的化合价为＋4价，二者1∶1混合时与NaOH反应生成一种钠盐，依据电子守恒可知，钠盐中氮的化合价为＋3，即为NaNO2。
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，产生了一种有毒的烟雾。
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。
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)。一般适合工业尾气中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的处理。
题组一 氮气及氧化物的性质和应用
1.下列有关氮气用途的说法不正确的是( )
A.作焊接金属的保护气
B.制硝酸和化肥的原料
C.食品袋中充氮气来防腐
D.与氧气反应制NO从而制硝酸
答案 D
解析 氮气的化学性质不活泼，能防止金属在高温下被空气中的氧气氧化，A项正确；氮气可用于合成氨，氨可作制硝酸和化肥的原料，B项正确；食品袋中充氮气可减缓食品被氧化而变质的速率，C项正确；氮气与氧气的反应很难进行，不宜用氮气与氧气反应制NO从而制备硝酸，D项错误。
2.Murad等三位教授提出NO在人体内有独特的功能，关于NO的叙述正确的是( )
①NO可以是某些含低价氮物质氧化的产物 ②NO是亚硝酸的酸酐 ③NO可以是某些含高价氮物质还原的产物 ④NO是无色气体，在空气中可变为红棕色
A.全部 B.①③④ C.②③④ D.①④
答案 B
解析 NO中氮元素的化合价处于中间价态，它可以是还原产物，如HNO3→NO，也可以是氧化产物，如NH3→NO；HNO2的酸酐是N2O3；NO是无色气体，可被空气中的氧气氧化为红棕色的NO2。
3.如图为装有活塞的密闭容器，内盛22.4 mL一氧化氮。若通入11.2 mL氧气(气体体积均在标准状况下测定)，保持温度、压强不变，则容器内物质的密度为( )
A.等于1.369 g·L－1
B.等于2.054 g·L－1
C.在1.369 g·L－1和2.054 g·L－1之间
D.大于2.054 g·L－1
答案 D
解析 一氧化氮与氧气恰好发生反应生成了二氧化氮，
2NO ＋ O2 === 2NO2
2 1 2
22.4 mL 11.2 mL 22.4 mL
反应后生成了22.4 mL二氧化氮，假设二氧化氮体积不变，则容器中气体的密度为
ρ(NO2)＝≈2.054 g·L－1，因存在转化平衡：2NO2N2O4，则混合气体的体积小于22.4 mL，所以容器中气体ρ应大于2.054 g·L－1。
题组二 氮氧化物溶于水的定量判断
4.(NOx与H2O反应计算)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( )
A.1∶1 B.5∶7 C.7∶5 D.4∶3
答案 A
解析 NO2、NO装满试管，则体积相同，根据阿伏加德罗定律：n(NO2)＝n(NO)，根据氮原子守恒所得硝酸的物质的量相同，溶液的体积相同，所以两个试管中溶液物质的量浓度之比为1∶1。
5.同温同压下，在3支相同体积的试管中分别充有等体积混合的2种气体，它们是①NO和NO2，②NO2和O2，③NH3和N2。将3支试管均倒置于盛水的水槽中，充分反应后，试管中剩余气体的体积分别为V1、V2、V3，则下列的关系正确的是( )
A.V1＞V2＞V3 B.V1＞V3＞V2
C.V2＞V3＞V1 D.V3＞V1＞V2
答案 B
解析 设各种气体的体积都为1体积。①根据3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，即剩余NO的体积V1＝(1＋)体积。②根据4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，即剩余O2的体积V2＝(1－)体积。③剩余N2的体积V3＝1体积。即B项符合题意。
氮氧化物溶于水的问题分析
无论是单一气体(NO2)，还是NO、NO2、O2中的两者的混合气体，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。
(1)若NO和O2通入水中，总关系式为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3(4∶3)。
(2)若NO2和O2通入水中，总关系式为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3(4∶1)。
考点二 典型的氧化性酸——硝酸
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(浓)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)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(与反应)：
；
②颜色反应：含有苯基的蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。
(1)常温下，铁、铝在浓硝酸中的钝化为化学变化( )
(2)可用稀硝酸与FeS固体反应制取H2S( )
(3)过量的铜与浓硝酸反应，产物中一定有NO( )
(4)浓硝酸在光照下久置，会变黄( )
答案 (1)√ (2)× (3)√ (4)√
1.(1)浓HNO3如何保存？
(2)硝酸具有强氧化性，硝酸与Fe反应一定生成Fe3＋吗？为什么？
答案 (1)应保存在棕色带有玻璃塞的细口试剂瓶中，置于阴凉处。
(2)不一定，当Fe少量时生成Fe3＋，当Fe过量时生成Fe2＋。
2.用动态观点理解Cu与浓HNO3的反应
在浓硝酸中放入Cu片，
(1)反应开始时的化学方程式为_______________________________________________，
实验现象为________________________________________________________________。
(2)若Cu片有剩余，则反应将要结束时的化学方程式为
__________________________________________________________________________。
(3)待反应停止后，再加入少量的稀硫酸，这时Cu片上又有气泡产生，原因是_______
________________________________________________________________________。
答案 (1)Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 溶液逐渐变蓝色，有红棕色气体逸出
(2)3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
(3)加入稀硫酸后，氢离子与原溶液中硝酸根离子构成强氧化性酸，又能与过量的铜反应
(1)HNO3与金属反应一般不能产生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。
(4)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地写成复分解反应。
题组一 硝酸的性质及应用
1.硝酸被称为“国防工业之母”是因为它是制取炸药的重要原料。下列实验事实与硝酸的性质不相对应的一组是( )
A.浓硝酸使紫色石蕊溶液先变红后褪色——酸性和强氧化性
B.不能用稀硝酸与锌反应制氢气——强氧化性
C.要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性
D.能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液的红色褪去——强氧化性
答案 D
解析 浓硝酸使紫色石蕊溶液变红表现的是酸性，使其褪色表现的是强氧化性，A项正确；硝酸具有强氧化性，与锌反应生成的是氮的氧化物，不是氢气，B项正确；浓硝酸见光易分解，应用棕色试剂瓶存放，C项正确；硝酸与NaOH溶液中和后，使溶液中的红色褪去，利用的是酸性，D项错误。
2.硝酸是化学实验室中最常用的试剂之一，下列有关硝酸的说法不正确的是( )
A.浓硝酸和氯水用棕色试剂瓶保存，原理相同
B.将分别蘸有浓硝酸和浓氨水的玻璃棒相互靠近时，有白烟生成
C.常温下铁和铂都不溶于浓硝酸，原理相同
D.浓硝酸溅到皮肤上，皮肤会变黄
答案 C
解析 A项中HNO3和氯水中的HClO见光都易分解，都应避光保存，正确；B项，浓HNO3和浓氨水都具有挥发性，HNO3与NH3化合生成白色固体小颗粒NH4NO3，正确；C项，铁在浓硝酸中钝化，而Pt与浓硝酸不反应，原理不同；D项，浓HNO3能使蛋白质显黄色。
3.(全面描述金属与硝酸反应的现象)在如图所示的实验装置中，盛有足量水的水槽里放两个烧杯，小烧杯里放有适量铜片和过量浓硝酸，小烧杯外面倒扣一大烧杯，请回答下列问题：
(1)实验过程中，观察到的主要现象是
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________；
④________________________________________________________________________。
(2)用该装置做铜与浓硝酸反应的实验，最突出的优点是
________________________________________________________________________。
(3)若要验证最终得到的气体生成物，最简便的操作及现象是____________________。
答案 (1)①铜片表面产生气泡，铜片慢慢溶解并逐渐消失
②小烧杯中溶液的颜色逐渐变成蓝色
③大烧杯中有红棕色气体生成，后来慢慢变成无色
④大烧杯内液面上升，水槽中液面下降
(2)反应体系封闭，无氮氧化合物逸出，不污染环境
(3)轻轻掀起倒扣的大烧杯，通入适量的空气，若有红棕色气体生成，则证明最终气体生成物为NO气体
解析 (1)小烧杯中，Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，铜片逐渐溶解，硝酸铜溶液呈蓝色，有红棕色的NO2气体产生，接着NO2和烧杯中的O2、H2O发生反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，若O2消耗完，则发生反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，故气体颜色慢慢变成无色，由于烧杯中的气体减少，故大烧杯内液面上升，水槽中液面下降。
(2)该反应体系密闭，反应产生的NO2和NO不会逸出，不污染环境。
(3)利用NO与O2反应生成红棕色的NO2的性质来检验最终气体是否为NO气体。
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)的气体，(或)在固体表面产生……(颜色)气体；
③沉淀：在……(颜色)溶液中产生……(颜色)的沉淀(浑浊)。
题组二 金属与硝酸反应的定量分析
4.一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；根据铁元素守恒，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。
5.铜和镁的合金4.6 g完全溶于浓硝酸，若反应中硝酸被还原只产生4 480 mL的NO2气体和336 mL的N2O4气体(都已折算到标准状况)，在反应后的溶液中，加入足量的氢氧化钠溶液，生成沉淀的质量为( )
A.9.02 g B.8.51 g C.8.26 g D.7.04 g
答案 B
解析 最终生成的沉淀是氢氧化镁和氢氧化铜，所以沉淀增加的质量就是和金属阳离子结合的OH－的质量。由于金属阳离子结合的OH－的物质的量，就是金属失去电子的物质的量，所以根据得失电子守恒可知，金属失去电子的物质的量是＋×2＝0.23 mol，所以和金属阳离子结合的OH－的物质的量也是0.23 mol，质量是3.91 g，则沉淀的质量是8.51 g，B项正确。
6.某稀溶液中含有4 mol KNO3和2.5 mol H2SO4，向其中加入1.5 mol Fe，充分反应(已知NO被还原为NO)。
下列说法正确的是( )
A.反应后生成NO的体积为28 L
B.所得溶液中c(Fe2＋)∶c(Fe3＋)＝1∶1
C.所得溶液中c(NO)＝2.75 mol·L－1
D.所得溶液中的溶质只有FeSO4
答案 B
解析 铁若生成Fe3＋，应消耗6 mol H＋，若生成Fe2＋消耗4 mol H＋，根据题给物质的量关系可知应同时生成Fe2＋、Fe3＋，则有：
解得n(Fe2＋)＝0.75 mol，n(Fe3＋)＝0.75 mol，
则生成NO的物质的量为＝1.25 mol。A项中未给出是在标准状况下，无法计算NO气体的体积；C项中不知道溶液的体积，无法计算NO的浓度；D项中根据原子守恒，溶液中的溶质肯定还有K2SO4，所以A、C、D均不正确。
金属与硝酸反应的思维模型
题组三 硝酸反应产物综合实验探究题(教师用书独具)
7．某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的气体主要是NO而设计了下列实验，装置如图所示(加热装置和固定装置均已略去)。图中K为止水夹(处于关闭状态)，F是一半空的注射器。请回答有关问题：
(1)设计装置A的目的是_______________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)在完成(1)中的“操作”后，将装置B中铜丝插入稀硝酸并微热之，观察到装置B中的现象是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
B中反应的离子方程式为_______________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)装置E和F的作用是_____________________________________；
为实现此作用，其操作方法是_______________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)装置D的作用是吸收多余的氮氧化物，防止污染空气，兼有____________的功能。
答案 (1)产生CO2，赶走装置中的空气，防止因NO与O2反应生成NO2而产生干扰
(2)Cu丝表面产生气泡，稀硝酸液面上方仍为无色，溶液变蓝 3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
(3)验证NO的生成 将注射器中的空气推入E中，若气体变为红棕色则说明生成了NO
(4)防止倒吸
考点三 氨、铵盐
1.氨的分子结构和物理性质
电子式
密度
气味
水溶性
比空气小
强烈刺激性气味
极易溶于水(1∶700)
2.氨的化学性质
(1)氨与水的反应
NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－，氨溶于水得氨水，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·H2ONH3↑＋H2O。
(2)氨与酸的反应：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：HCl＋NH3===NH4Cl、NH3＋HNO3===NH4NO3。
(3)与盐溶液的反应
如过量氨水与AlCl3反应的离子方程式：
Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH。
(4)氨的还原性——氨的催化氧化
化学方程式：4NH3＋5O24NO＋6H2O。
3.氨的实验室制法
(1)加热固态铵盐和碱的混合物
一般加热NH4Cl和Ca(OH)2的混合物，化学方程式：
2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋CaCl2＋2H2O。
①装置：“固体＋固体气体”(与用KClO3或KMnO4制O2的装置相同)。
②收集：只能用向下排空气法。
③验满方法：a.用湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝色；b.将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，现象是有白烟产生。
④尾气处理：收集时，一般在管口塞一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球，可减小NH3与空气的对流速度，收集到纯净的NH3，同时也可避免污染空气。
(2)实验室制取氨的其他方法
方法
化学方程式(或原理)
气体发生装置
加热浓氨水
NH3·H2ONH3↑＋H2O
浓氨水＋固体NaOH
NaOH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CaO
CaO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NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2
4.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
未知液呈碱性湿润的红色石蕊试纸变蓝色，则证明含NH。
(1)氨遇到浓盐酸、硫酸都会发生反应，产生白烟( )
(2)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，说明NH4Cl固体可以升华( )
(3)氨水中含氮微粒中最多的微粒是NH( )
(4)铵盐都易溶于水，其水溶液均呈酸性( )
(5)现有1 mol·L－1的氨水，则该溶液中NH3·H2O的浓度是1 mol·L－1( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)×
解析 (1)硫酸难挥发，与氨反应不产生白烟。
(4)NH4HCO3、(NH4)2S溶液呈碱性。
氨及铵盐中－3价N还原性的拓展应用
(1)用于检验氯气是否泄露的原理，如下图，室温下将过量的氨推入试管，预测试管中可能出现的现象_______________________________________________________________________
______________________________________________________________________________，
写出反应过程的化学方程式：____________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(2)氨在加热条件下可还原氧化铜，产生无污染气体和单质铜，可用于测定铜的相对原子质量，写出该反应的化学方程式：_____________________________________________________。
(3)氨在催化剂条件下可还原氮的氧化物，常用于消除汽车尾气产生的氮氧化物，以还原NO为例，分析氧化产物与还原产物的质量比________。
(4)实验室用饱和氯化铵(NH4Cl)与亚硝酸钠(NaNO2)加热来制取氮气，气体发生装置应选用________。
反应原理的化学方程式为______________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)生成白烟，而后凝结在试管内壁，试管内黄绿色气体颜色逐渐变浅至褪去 3Cl2＋2NH3===6HCl＋N2、HCl＋NH3===NH4Cl
(2)3CuO＋2NH33Cu＋N2＋3H2O
(3)2∶3
(4)A NaNO2＋NH4ClNaCl＋N2↑＋2H2O
题组一 氨、铵盐的性质实验
1.探究氨气及铵盐性质的过程中，下列根据实验现象得出的结论不正确的是( )
A.将集有氨的试管倒扣于水槽中，液体迅速充满试管，说明氨极易溶于水
B.向氨水中加入浓氢氧化钠溶液，加热产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，说明氨水中含有NH
C.加热NH4HCO3固体，观察到固体逐渐减少，试管口有液滴产生，说明NH4HCO3具有热不稳定性
D.将红热的Pt丝伸入上图所示的锥形瓶中，瓶口出现少量的红棕色气体，说明氨催化氧化的产物中有NO2
答案 BD
解析 B项，因为氨水中存在氨分子，加热氨逸出，也能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，不能证明是铵根离子与氢氧化钠反应产生的氨，错误；D项，4NH3＋5O24NO＋6H2O,2NO＋O2===2NO2，NH3的氧化产物应为NO，错误。
2.如下图，利用培养皿探究氨的性质。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与浓盐酸反应产生了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
干燥红色石蕊试纸不变色，湿润红色石蕊试纸变蓝
NH3是一种可溶性碱
答案 A
解析 NH3能与HCl发生化合反应，生成NH4Cl白色固体，NH3也能与H2SO4发生化合反应，生成(NH4)2SO4；NH3与氯化物溶液反应生成氢氧化物沉淀，该氯化物可以是氯化铝、氯化镁等；NH3溶于水生成NH3·H2O，NH3·H2O属于碱，NH3不属于碱。
实验室用铂丝按下图进行氨的催化氧化实验，操作现象总结如下：
(1)空气通入氨水中：其作用是让氨易挥发出来，从而使氧气和氨充分混合。
(2)锥形瓶中气体呈红棕色：这是因为NH3被氧化为NO，NO遇到空气中的O2又迅速被氧化为红棕色的NO2。
(3)通常瓶内有白烟出现：这是由于锥形瓶里有水蒸气存在，水蒸气和NO2反应生成了HNO3：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，HNO3再跟NH3反应生成微小的白色NH4NO3晶体：NH3＋HNO3===NH4NO3。
(4)悬空铂丝总是呈红色：这是因为NH3与O2在铂丝的表面上进行的反应是放热反应，反应放出的热量足以使铂丝继续保持红热状态。
题组二 氨制备与性质实验的综合
3.实验室制取氨、收集、验证其还原性并进行尾气处理的装置和原理能达到实验目的的是( )
A.用装置甲制取氨
B.用装置乙收集氨时气体应该从a口进b口出
C.装置丙中黑色固体变成红色时还原产物一定为铜
D.可以用装置丁吸收氨，进行尾气处理
答案 B
解析 A项，装置中的氯化铵固体分解生成氨和氯化氢气体，在试管口处重新反应生成固体氯化铵；B项，氨密度比空气小，应用向下排空气法收集，用乙装置收集NH3时，从a口进b口出，正确；C项，氧化铜被还原为铜、氧化亚铜都是红色固体；D项，氨极易溶于水，导管直接插入水溶液中吸收易发生倒吸。
4.(2018·西安模拟)氨催化氧化法是工业生产中制取硝酸的主要途径，某同学用该原理在实验室探究硝酸的制备和性质，设计了如图所示装置。
(1)甲装置不需要加热即能同时产生氨和氧气，烧瓶内固体X为____________________。
(2)乙装置的作用是______________________；写出受热时丙装置中发生反应的化学方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)当戊中观察到__________________现象，则说明已制得硝酸。某同学按上图组装仪器并检验装置气密性后进行实验，没有观察到此现象，请分析实验失败的可能原因是：________________________________________________________________________，
如何改进装置：___________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)改进后待反应结束，将丁装置倒立在盛水的水槽中，会观察到的现象是_________
________________________________________________________________________。
答案 (1)过氧化钠
(2)干燥氧气和氨的混合气体 4NH3＋5O24NO＋6H2O
(3)紫色石蕊溶液变红 过量的氨致使戊中溶液不一定呈酸性 在丙和丁之间连接盛有无水氯化钙的干燥管或盛有浓硫酸的洗气瓶
(4)试管丁内水面慢慢上升，上升到一定高度不再变化，试管内气体颜色由红棕色逐渐变淡至无色
解析 (1)甲中不需要加热即能同时产生NH3和O2，说明固体X溶于氨水既产生O2又放出大量热，则该固体为Na2O2。(2)乙装置可干燥NH3和O2；NH3和O2在加热和Cr2O3的催化作用下，发生催化氧化反应。(3)HNO3能使石蕊溶液变红；由于NH3过量，可能会与HNO3反应，致使观察不到溶液变红的现象；可在丙和丁之间连接一个能除去NH3的装置。(4)丁装置中为NO2，NO2会与H2O反应生成无色的NO。
考点四 氮及其重要化合物的综合应用
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.(2018·贵阳模拟)氮及其化合物的转化关系如图所示。
则下列说法不正确的是( )
A.路线①②③是工业生产硝酸的主要途径
B.路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径
C.上述所有标号的反应都是氧化还原反应
D.氮气可在足量的氧气中通过一步反应生成NO2
答案 D
解析 氮气和氧气在放电或高温条件下反应生成NO，NO与O2反应生成NO2，氮气与氧气不能直接生成NO2。
2.一定条件下，含氮元素的物质可发生如图所示的循环转化。
回答下列问题：
(1)氮的原子结构示意图为______________。
(2)图中属于“氮的固定”的是__________(填字母，下同)；转化过程中发生非氧化还原反应的是________。
(3)若“反应h”是在NO2和H2O的作用下实现，则该反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为__________。
(4)若“反应i”是在酸性条件下由NO与Zn的作用实现，则该反应的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1) (2)k和c a和l (3)2∶1
(4)4Zn＋2NO＋10H＋===4Zn2＋＋N2O↑＋5H2O
解析 (1)N位于第2周期ⅤA族，其原子结构示意图为。
(2)氮的固定是游离态的氮转化为化合态的氮，根据循环图可知，属于氮的固定的是k和c；发生非氧化还原反应，说明反应前后各元素化合价没有发生变化，则属于非氧化还原反应的是a和l。
(3)反应h的化学方程式为3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，HNO3是氧化产物，NO是还原产物，因此氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶1。
(4)根据信息，Zn＋H＋＋NO―→Zn2＋＋N2O↑＋H2O，根据电荷守恒、得失电子守恒以及原子守恒得离子方程式为4Zn＋2NO＋10H＋===4Zn2＋＋N2O↑＋5H2O。
题组二 含氮物质的性质与实验综合
3.某学习小组设计实验探究NO与铜粉的反应并检验NO，实验装置如图所示(夹持装置略)。实验开始前，向装置中通入一段时间的N2，排尽装置内的空气。
已知：在溶液中FeSO4＋NO[Fe(NO)]SO4(棕色)，该反应可用于检验NO。
下列说法中不正确的是( )
A.装置F、I中的试剂依次为水、硫酸亚铁溶液
B.若观察到装置H中红色粉末变黑色，则NO与Cu发生了反应
C.实验结束后，先熄灭酒精灯，再关闭分液漏斗的活塞
D.装置J收集的气体中一定不含NO
答案 D
解析 稀硝酸与铜反应生成一氧化氮，一氧化氮能够被氧气氧化，因此实验前需要通入氮气，排尽装置中的空气，硝酸具有挥发性，生成的一氧化氮中混有少量硝酸蒸气，可以通过水吸收后再干燥，干燥的一氧化氮在装置H中与铜反应，未反应的NO可以利用硫酸亚铁溶液检验。装置F、I中的试剂依次为水、硫酸亚铁溶液，A项正确；实验结束后，为了防止倒吸，需要先熄灭酒精灯，再关闭分液漏斗的活塞，C项正确；由于FeSO4＋NO[Fe(NO)]SO4(棕色)为可逆反应，装置J收集的气体中可能含有NO，D项错误。
4.某化学自主实验小组通过实验探究NH3、NO2的性质。
探究Ⅰ：利用如图所示装置探究NO2能否被NH3还原(K1、K2为止水夹，夹持固定装置略去)。
(1)A装置中制取NH3的化学方程式是______________________________________________
______________________________________________________________________________。
(2)甲、乙分别是________(填字母)。
a.浓硫酸、碱石灰 b.碱石灰、碱石灰
c.碱石灰、无水氯化钙 d.五氧化二磷、五氧化二磷
(3)若NO2能够被NH3还原，预期C装置中能观察到的现象是__________________________。
(4)此实验装置存在一个明显的缺陷是_____________________________________。
探究Ⅱ：探究NO2、O2混合气体的喷泉实验。
(5)请在G装置中的虚线上描出导管实线图。
(6)G装置中浓硫酸有三种作用：混合NO2、O2气体；干燥NO2、O2；________________。
(7)将G装置上面的圆底烧瓶收集满气体进行喷泉实验，若混合气体全部被吸收，则所得溶液物质的量浓度为________ mol·L－1(保留两位有效数字)。
答案 (1)NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2
(2)c
(3)C装置中混合气体颜色变浅
(4)缺少尾气吸收装置
(5)(进气管短，出气管长)
(6)观察气泡的速率，控制混合气体的比例
(7)0.036
解析 (1)将浓氨水滴入生石灰中，由于CaO＋H2O===Ca(OH)2，放热且消耗了水，故促使浓氨水放出氨。
(2)干燥氨只能用碱石灰，干燥二氧化氮可用五氧化二磷固体或无水氯化钙。
(3)如果能反应，消耗NO2使装置中混合气体颜色变浅。
(4)由于NH3、NO2均能污染空气，所以与它们相关的实验均应有尾气吸收装置。
(5)O2、NO2密度比空气大，故应进气管短，出气管长。
(6)观察气泡的速率控制混合气体的比例。
(7)烧瓶中充满溶液，由反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3恰好发生，HNO3的物质的量是恰好完全反应的NO2和O2(体积比4∶1)总物质的量的，溶液体积等于恰好完全反应的NO2和O2的总体积，设烧瓶中恰好完全反应的NO2和O2的总体积为V，则溶液浓度为＝× mol·L－1，即c(HNO3)≈0.036 mol·L－1。
1.正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”
(1)NH4Cl与Ca(OH)2混合加热可生成NH3(√)
(2018·江苏，6C)
(2)NH3易溶于水，所以可用作制冷剂(×)
(2017·江苏，3D)
(3)在给定条件下，能实现NH3NOHNO3(×)
(2017·江苏，7D)
(4)NH4HCO3受热易分解，所以可用作氮肥(×)
(2016·江苏，3B)
(5)在给定条件下，能实现N2NH3NH4Cl(aq)(√)
(2016·江苏，9C)
(6)甲(NH3)、乙(O2)、丙(HNO3)不满足任意两种物质在一定条件下能发生反应(√)
(2014·江苏，8B)
2.(2017·江苏，1)2017年世界地球日我国的主题为“节约集约利用资源，倡导绿色简约生活”。下列做法应提倡的是( )
A.夏天设定空调温度尽可能的低
B.推广使用一次性塑料袋和纸巾
C.少开私家车多乘公共交通工具
D.对商品进行豪华包装促进销售
答案 C
解析 A项，空调温度低，能源消耗增多，错误；B项，一次性塑料袋使用易引起“白色污染”，纸巾的大量使用会造成森林的乱砍滥伐，错误；C项，少开私家车，一是减少汽车尾气污染，二是节约能源，正确；D项，过度包装会引起资源浪费，错误。
3.(2015·江苏，1)“保护环境”是我国的基本国策。下列做法不应该提倡的是( )
A.采取低碳、节俭的生活方式
B.按照规定对生活废弃物进行分类放置
C.深入农村和社区宣传环保知识
D.经常使用一次性筷子、纸杯、塑料袋等
答案 D
解析 D项，经常使用一次性筷子、纸杯会浪费木材，破坏森林，塑料袋的使用会造成“白色污染”，不应该提倡。
4.(2014·江苏，16)烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。实验室用粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2等)制备碱式硫酸铝[Al2(SO4)x(OH)6－2x]溶液，并用于烟气脱硫研究。
(1)酸浸时反应的化学方程式为___________________________________________________
____________________________________________________________________________；
滤渣Ⅰ的主要成分为________(填化学式)。
(2)加CaCO3调节溶液的pH至3.6，其目的是中和溶液中的酸，并使Al2(SO4)3转化为Al2(SO4)x(OH)6－2x。滤渣Ⅱ的主要成分为________________________(填化学式)；若溶液的pH偏高，将会导致溶液中铝元素的含量降低，其原因是_____________________________(用离子方程式表示)。
(3)上述流程中经完全热分解放出的SO2量总是小于吸收的SO2量，其主要原因是________________________________________________________________________；
与吸收SO2前的溶液相比，热分解后循环利用的溶液的pH将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
答案 (1)Al2O3＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2O SiO2
(2)CaSO4 3CaCO3＋2Al3＋＋3SO＋3H2O===2Al(OH)3＋3CaSO4＋3CO2↑
(3)溶液中的部分SO被氧化成SO 减小
解析 (1)酸浸时能与H2SO4反应的是Al2O3，H2SO4与Al2O3反应生成盐和水，SiO2不和H2SO4反应，成为滤渣。
(2)CaCO3和溶液中的H2SO4反应生成CaSO4；如果pH偏高，一部分Al3＋会转化为Al(OH)3沉淀，离子方程式为3CaCO3＋2Al3＋＋3SO＋3H2O===2Al(OH)3＋3CaSO4＋3CO2↑。
(3)热分解时，一部分亚硫酸盐被氧化为硫酸盐，不能分解成为SO2；SO2溶于水生成H2SO3，会中和溶液中的部分OH－，使溶液的pH减小。
5.(2012·江苏，1)化学在资源利用、环境保护等与社会可持续发展密切相关的领域发挥着积极作用。下列做法与社会可持续发展理念相违背的是( )
A.改进汽车尾气净化技术，减少大气污染物的排放
B.开发利用可再生能源，减少化石燃料的使用
C.研发可降解高分子材料，减少“白色污染”
D.过度开采矿物资源，促进地方经济发展
答案 D
解析 可持续发展是一种注重长远发展的经济模式，充分、合理利用资源、减少污染等方面都是可持续发展的内容。
一、单项选择题
1.下列关于自然界中氮循环(如下图)的说法不正确的是( )
A.人工固氮可以得到硝酸盐
B.雷电作用可将氮气直接转化为铵盐
C.细菌对氮元素的循环有重要作用
D.亚硝酸盐转化为硝酸盐的过程中，氮元素被氧化
答案 B
解析 A项，人工固氮是把氮气合成氨，氨和硝酸反应得到硝酸盐，人工固氮可以得到硝酸盐，正确；B项，放电条件下氮气和氧气反应生成一氧化氮，一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸，不能直接得到铵盐，错误；C项，豆科类植物的根瘤菌能将空气中氮气转化为植物需要的铵盐，实现生物固氮，细菌对氮元素的循环有重要作用，正确；D项，亚硝酸盐中氮元素化合价为＋3价，生成硝酸盐中氮元素化合价为＋5价，氮元素化合价升高，发生氧化反应，正确。
2.起固氮作用的化学反应是( )
A.N2和H2在一定条件下反应生成NH3
B.NO遇O2转化为NO2
C.硝酸工厂用NH3氧化制NO
D.用NH3制碳酸氢铵和硫酸铵
答案 A
解析 氮的固定是指游离态的氮转化成化合态的氮。
3.关于氨的下列叙述中，错误的是( )
A.液氨易汽化，因此可用来作制冷剂
B.氨溶于水显弱碱性，因此可使酚酞溶液变为红色
C.氨极易溶解于水，因此氨水比较稳定(不容易)分解
D.氨可被氯气氧化生成N2，同时还可能产生白烟现象
答案 C
4.下列关于氨水的说法中，不正确的是( )
A.氨水和液氨不同，氨水是混合物，液氨是纯净物
B.氨水中物质的量浓度最大的粒子是NH3·H2O(水除外)
C.氨水显弱碱性，是弱电解质
D.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 C
解析 氨极易溶于水，发生如下反应：NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－；生成的氨水是混合物，其中的NH3·H2O是弱电解质，电离程度小，且NH3分子极易与H2O结合，故其中浓度最大的粒子是NH3·H2O(H2O除外)。
5.下列与碳、氮、氧、硫、硅等非金属元素及其化合物有关的说法不正确的是( )
A.工业上，用焦炭在电炉中还原二氧化硅可得到含杂质的粗硅
B.氮的氧化物是形成光化学烟雾的主要物质，硫的氧化物是形成酸雨的主要物质
C.NO2、CO2和SO2溶于水均可导电，它们都是电解质
D.将SO2通入酸化的Ba(NO3)2溶液中会出现白色沉淀
答案 C
解析 用碳在高温下还原二氧化硅，可制得含有少量杂质的硅，同时有CO生成，A项正确；光化学烟雾主要是由汽车尾气排放出的氮氧化物发生复杂的变化造成的，二氧化硫气体是酸雨形成的主要原因，B项正确；NO2、CO2和SO2溶于水均可导电，但都不是它们自身发生电离，故它们都不是电解质，C项错误；亚硫酸具有还原性，易被氧化为硫酸，将SO2通入酸化的Ba(NO3)2溶液中，硝酸会将亚硫酸根氧化为硫酸根离子，产生硫酸钡白色沉淀，D项正确。
6.最新病毒学研究证实，一氧化氮对SARS病毒有直接的抑制作用。下列关于一氧化氮的叙述正确的是( )
A.一氧化氮是一种红棕色的气体
B.常温常压下，一氧化氮不能与空气中的氧气直接化合
C.一氧化氮可由氮气和氧气在放电条件下直接化合得到
D.一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集
答案 C
解析 NO是无色气体，难溶于水，在放电的条件下N2与O2化合生成NO。
7.下列关于浓硝酸和浓硫酸的叙述，正确的是( )
A.常温下都用铜制容器贮存
B.露置在空气中，容器内酸液的质量都减轻
C.常温下都能与铜较快地反应
D.露置在空气中，容器内酸液的浓度都降低
答案 D
解析 Cu与浓HNO3可在常温下反应，Cu与浓H2SO4需加热才反应，故浓HNO3不能用铜制容器贮存；将二者都露置在空气中，硝酸挥发，浓H2SO4吸收空气中的水分，故酸液的浓度都降低，但酸液的质量变化不同，浓HNO3减轻，浓H2SO4增重。
二、不定项选择题
8.如图所示是NH3的两个性质实验，下列有关说法中正确的是( )
A.两个实验均表现了NH3易溶于水
B.两个实验均表现了NH3易挥发
C.两个实验均表现了NH3是碱性气体
D.两个实验均表现了NH3是还原性气体
答案 C
解析 实验一是氨的喷泉实验，证明氨极易溶于水，形成一水合氨弱碱溶液，滴加酚酞溶液变红色，证明氨是碱性。实验二中浓氨水挥发出的氨分子和浓盐酸挥发出的氯化氢分子结合生成氯化铵固体小颗粒，证明浓氨水易挥发，氨遇到氯化氢发生反应生成氯化铵，证明氨是碱性气体。
9.某实验过程如图所示，则图③的试管中的现象是( )
A.无明显现象，因稀H2SO4不与铜反应
B.铜片溶解，产生无色气体，该气体遇到空气不变色
C.铜片溶解，放出红棕色有刺激性气味的气体
D.铜片溶解，产生无色气体，该气体在试管口变为红棕色
答案 D
解析 生成的Cu(NO3)2在H2SO4的酸性条件下相当于又有了HNO3，铜片会继续溶解生成NO。
10.某兴趣小组设计用铁粉将NO还原为N2(同时生成FeO)，下列说法不正确的是( )
已知：①浓硝酸可氧化NO；②NaOH溶液能吸收NO2，不吸收NO。
A.装置的连接顺序为a→e→f→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d
B.装置E中发生反应的化学方程式为2NO＋2Fe2FeO＋N2
C.装置D的作用是吸收挥发出来的硝酸和产生的NO2
D.装置B的作用是干燥，防止水蒸气进入E中干扰反应
答案 AD
解析 根据实验原理“NO被灼热的铁粉还原为N2，同时生成FeO”，所以首先应制备纯净干燥的NO。利用铜与稀硝酸反应生成NO，由于硝酸具有挥发性，所以制得的NO中会混有硝酸蒸气和产生的NO2，故先通过装置D除去挥发出的HNO3等酸性气体，然后再通过F干燥，得到纯净干燥的NO，然后进入E中与铁粉反应，最后处理多余的NO，由于NaOH溶液不与NO反应，而浓硝酸可氧化NO生成NO2，所以先通过B氧化NO，再通过C吸收，故上述装置的连接顺序为a→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d，A项错误；装置E中NO被灼热的铁粉还原为N2，同时生成FeO，反应的化学方程式为2NO＋2Fe2FeO＋N2，B项正确；装置D盛放的是水，其作用是除去挥发出的HNO3等酸性气体，C项正确；装置B盛放的是浓硝酸，可以将NO氧化为NO2，便于氢氧化钠溶液充分吸收，D项错误。
11.常温下，将一定量的铁粉加入50 mL 10 mol·L－1硝酸(①)中，待其充分反应后，收集到的气体换算成标准状况下的体积为4.2 L(②)，所得溶液能够使淀粉碘化钾溶液变蓝(③)，该溶液也能使酸性高锰酸钾溶液褪色(④)。下列说法中正确的是( )
A.①中数据表明，硝酸是浓硝酸，因此Fe已经钝化
B.②中数据表明，生成的气体中只有NO2
C.③中现象表明，硝酸一定有剩余
D.④中现象表明，溶液中一定含有Fe2＋
答案 D
解析 硝酸具有强氧化性，与Fe反应生成的气体为氮的氧化物，所得溶液能使淀粉碘化钾溶液变蓝，则说明溶液中含Fe3＋，也可能存在过量的硝酸，溶液能使酸性高锰酸钾溶液褪色，则说明含Fe2＋，D项正确；由上述分析可知硝酸与铁发生了氧化还原反应，未发生钝化，A项错误；因反应中生成了Fe3＋、Fe2＋，说明铁过量，则硝酸先还原生成NO2，后生成NO，B、C项错误。
三、非选择题
12.(2019·常州一中高三月考)某工厂以硝酸为原料生产亚硝酸钠，其工艺流程如下：
已知：Na2CO3＋NO＋NO2===2NaNO2＋CO2
(1)“分解塔”中SO2从塔底进入，硝酸从塔顶喷淋，其目的是___________________。
(2)“分解塔”中的温度不宜过高，其原因是____________________________________
__________________________________________________________________________。
(3)按一定计量比在“分解塔”中通SO2和喷入硝酸，若反应后生成的NO与NO2物质的量之比恰好1∶1，则“分解塔”中发生反应的化学方程式为___________________________。
(4)“分解塔”中的硝酸浓度不宜过大的原因是___________________________________
___________________________________________________________________________。
(5)为提高氮氧化物的转化率，可向“尾气”中通入一定量的________气体，再通入“吸收塔”中，实现循环吸收。
(6)“吸收塔”所得溶液中除含有NaNO2、NaNO3和少量Na2CO3外，还含有的溶质为________(填化学式)。
答案 (1)使SO2气体被充分吸收 (2)硝酸受热会挥发、分解 (3)2HNO3＋2SO2＋H2O===NO＋NO2＋2H2SO4 (4)硝酸浓度过大，氮氧化物中NO2含量高，导致亚硝酸钠产率降低(或硝酸钠含量过高) (5)O2 (6)NaHCO3
解析 (1)“分解塔”中SO2从塔底进入，硝酸从塔顶喷淋，采取逆向吸收，接触更充分，吸收效果更好。
(2)因硝酸不稳定，受热易分解，“分解塔”中的温度不宜过高。
(3)由题给信息可知反应物为硝酸和二氧化硫，生成物为物质的量之比为1∶1的NO与NO2、硫酸，则反应的化学方程式为：2HNO3＋2SO2＋H2O===NO＋NO2＋2H2SO4。
(4)浓硝酸的还原产物是NO2，稀硝酸的还原产物是NO，故当硝酸浓度过大，主要还原生成NO2，导致亚硝酸钠产率降低；若硝酸浓度过低，分解塔中出来的主要是NO，亚硝酸钠产率也低。
(5)吸收塔中尾气的成分主要是NO和NO2，故可以通入适量的O2，再进入吸收塔，循环吸收。
(6)由碳酸钠与酸反应的原理可知“吸收塔”所得溶液中除含有NaNO2、NaNO3和少量Na2CO3外，还含有NaHCO3。
13.(2018·河北邢台质量检测)氨广泛用于生产化肥、制冷剂等方面。回答下列问题：
(1)实验室可用下图所示装置合成氨。
①亚硝酸钠与氯化铵反应的离子方程式为________________________________________
___________________________________________________________________________。
②锥形瓶中盛有一定量水并滴有几滴酚酞试剂。反应一段时间后，锥形瓶中溶液变红，则气体X的成分为N2、水蒸气、________和________(填化学式)。
(2)最近斯坦福大学研究人员发明了一种SUNCAT的锂循环系统，可持续合成氨，其原理如图所示。
①图中反应Ⅱ属于________________(填“氧化还原反应”或“非氧化还原反应”)。
②反应Ⅲ中能量转化的方式是__________________(填“电能转化为化学能”或“化学能转化为电能”)。
答案 (1)①NO＋NHN2↑＋2H2O ②H2 NH3 (2)①非氧化还原反应 ②电能转化为化学能
解析 (1)①亚硝酸钠具有强氧化性，与氯化铵发生氧化还原反应，生成氮气，反应的离子方程式为NO＋NHN2↑＋2H2O。②锌与稀硫酸反应生成的氢气与亚硝酸钠和氯化铵反应生成的氮气在催化剂作用下反应生成了氨，因此锥形瓶中含酚酞的水变红，则气体X的成分为N2、水蒸气、H2、NH3。
(2)①反应Ⅱ是Li3N与水反应生成氨和LiOH的过程，反应中没有元素化合价的变化，属于非氧化还原反应。
②反应Ⅲ中氢氧化锂转变为锂、氧气和水，发生了氧化还原反应，属于非自发的氧化还原反应，属于电解池反应，能量转化的方式是电能转化为化学能。
14.甲、乙两同学用下图所示装置进行实验，探究硝酸与铁反应的产物。
文献记载：ⅰ.在浓硝酸和活泼金属反应过程中，随着硝酸浓度的降低，其生成的产物有＋4、＋2、－3价等氮的化合物。
ⅱ.FeSO4＋NOFe(NO)SO4(棕色)(ΔH<0)。
ⅲ.NO2和NO都能被KMnO4氧化吸收。
甲的实验操作和现象记录如下：
实验操作
实验现象
打开弹簧夹，通入一段时间CO2，关闭弹簧夹
打开分液漏斗活塞，将浓硝酸缓慢滴入烧瓶中，关闭活塞
无明显现象
加热烧瓶，反应开始后停止加热
①A中有红棕色气体产生，一段时间后，气体颜色逐渐变浅；B中溶液变棕色；C中溶液紫色变浅
②反应停止后，A中无固体剩余
请回答下列问题：
(1)滴入浓硝酸加热前没有明显现象的原因是______________________________________。
(2)检验是否生成－3价氮的化合物，应进行的实验操作是_______________________
________________________________________________________________________。
(3)甲取少量B中溶液，加热，实验现象是____________________________________
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请用平衡移动原理解释原因：______________________________________________
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甲依据该现象得出的结论是A中有NO生成。
(4)乙认为甲得出A中有NO生成的证据不足。为获取充足的证据，乙仍采用该装置和操作进行对照实验，乙作出的改变是________________________________，证明有NO生成的实验现象是________________________________________________________________________
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答案 (1)常温时，铁遇浓硝酸形成致密氧化膜，阻止反应进一步发生(答“钝化”也可)
(2)取少量反应后A中溶液于试管中，向其中加入足量浓NaOH溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸接近试管口，若试纸变蓝，则A中生成NH
(3)棕色溶液颜色变浅(或绿)，有无色气体逸出，且在空气中变为红棕色 FeSO4＋NOFe(NO)SO4(棕色)的正反应为放热反应，加热后，平衡向逆反应方向移动
(4)浓硝酸换成稀硝酸 A中没有红棕色气体生成，B中溶液变为棕色
解析 (1)常温下，铁遇浓硝酸发生“钝化”。(2)－3价氮的化合物是NH3或铵盐，而此反应的环境呈酸性，故－3价氮的化合物应是硝酸铵，可利用NH与OH－共热产生NH3的性质检验。(3)B中发生反应FeSO4＋NOFe(NO)SO4(棕色)，加热后，上述平衡逆向移动，无色气体NO逸出，在空气中变为红棕色，而溶液颜色变浅或变成浅绿色。(4)NO2与水反应生成NO，故可把浓硝酸换成稀硝酸，若A中无红棕色气体生成，但B中溶液变为棕色，可证明A中有NO生成。
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