还剩52页未读，
继续阅读
所属成套资源：高中化学人教版 (2019) 必修 第二册 同步课件
成套系列资料，整套一键下载
高中化学人教版 (2019)必修 第二册第五章 化工生产中的重要非金属元素第二节 氮及其化合物多媒体教学课件ppt
展开
这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第二册第五章 化工生产中的重要非金属元素第二节 氮及其化合物多媒体教学课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了共用电子对，2氮气的物理性质，游离态，含氮化合物，自然界中氮的循环，红棕色，刺激性，无明显现象，无色气体变红棕色，红棕色变为等内容，欢迎下载使用。
第1课时 氮气与氮的固定 一氧化氮和二氧化氮
一、氮气与氮的固定1．氮气（1）氮元素的存在①氮原子的结构原子结构示意图： ________，一般通过___________与其他原子结合。
②自然界中，氮元素主要以氮气的形式存在于空气中，
（3）氮气的化学性质氮气的化学性质_____，通常很难与其他物质发生化学反应。①还原性_________________
N2+O2 2NO
②氧化性a．N2与H2反应生成NH3，反应的化学方程式为_____________________。b．在点燃条件下与金属镁反应，化学方程式为___________________。
N2+3H2 2NH3
N2+3Mg Mg3N2
【情境·思考】氮气保护技术通常应用于珍贵文物的保存和保护，国内外不乏先例。美国的《独立宣言》就密封在氮气环境中；中国博物馆和中南海毛主席故居纪念馆也是应用氮气保护法；北京房山云居寺“99石经回藏”也是氮气保护的成功典范。
为什么氮气可以作为保护气？
提示：氮气性质稳定，常温下不与物质发生反应，故可作保护气。
2． 氮的固定（1）含义：将大气中_______的氮转化为___________的过程叫做氮的固定。（2）分类：
【巧判断】（1）氮的固定中氮元素一定被氧化。（ ）提示：×。人工固氮合成氨反应中氮元素被还原。
（2）雷雨天含氮物质发生的反应都属于氮的固定。（ ）提示：×。雷雨天只有反应N2+O2 2NO属于氮的固定。
二、NO和NO21．物理性质
2．化学性质（1）实验探究：
（2）结论：在一定条件下，NO与NO2可以相互转化，反应的化学方程式为①NO→NO2： ___________________；②NO2→NO： __________________________（工业制取硝酸）。
2NO+O2====2NO2
3NO2+H2O====2HNO3+NO
【微思考】（1）NO和NO2分别采用什么方法收集？说明原因。提示：常温下NO能与O2反应，只能用排水法收集；NO2能与水反应生成NO，故只能用排空气法收集。
（2）NO2转化为NO的变化中，NO2只能作氧化剂吗？提示：NO2与水反应转化为NO的同时生成HNO3，NO2既作氧化剂又作还原剂。
【情境·思考】某山谷经常电闪雷鸣、雷雨交加，但树木、灌木、草等植被非常茂密，但很少有人敢进入这个山谷。你能解释该山谷植被茂密的原因吗？
提示：雷雨天时在闪电的作用下，空气中氮气与氧气反应生成NO，然后发生NO→NO2→HNO3，HNO3随雨水进入土壤，为植被提供了丰富的氮肥。
知识点 氮的氧化物的性质及有关计算【重点释疑】1．NO和NO2性质的对比
2．氮的氧化物溶于水的计算（1）原理解答氮的氧化物溶于水的计算问题首先明确原理，无论是单一气体（NO2），还是NO、NO2、O2中的两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，不能是NO2。
（2）方法——加合式法①NO2和O2混合气体溶于水的计算由4NO2+O2+2H2O====4HNO3可知：
②NO与O2同时通入水中2NO+O2====2NO2、3NO2+H2O====2HNO3+NO总的化学方程式为4NO+3O2+2H2O====4HNO3可知：
③NO2、NO、O2三种混合气体通入水中：a．可先将NO和O2转化为NO2，再按上述各种情况分别处理。b．也可先将NO2和H2O反应转化为NO，再按4NO+3O2+2H2O ====4HNO3情况处理。
【知识拓展】氮的氧化物溶于水的计算的其他方法（1）原子守恒法4NO2+O2和4NO+3O2从组成上均相当于2N2O5的组成，都与N2O5+H2O====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。
（2）电子守恒法NO与O2的混合气体通入水中发生反应：2NO+O2====2NO2、3NO2+H2O====2HNO3+NO，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，NO→HNO3，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。
【思考·讨论】 （1）要使充满NO2和O2混合气体的试管倒扣水槽中，让水充满试管，必须按什么样的体积比混合？ 提示：由3NO2+H2O====2HNO3+NO和2NO+O2====2NO2得4NO2+O2+2H2O====4HNO3，即当NO2和O2的体积比为4∶1时可完全溶于水。
（2）将10 mL充满NO2和O2的混合气体的试管，倒置在水槽中，反应停止后试管内剩余2 mL的无色气体，则原混合气体中O2为多少毫升？
提示：①若剩余的是NO，由反应3NO2+H2O====2HNO3+NO，得NO2体积为2mL×3=6 mL。则原有O2体积为（10 mL-6 mL）× =0．8 mL。 ②若剩余的是O2，则有10 mL-2 mL=8 mL NO2和O2的混合气体按反应4NO2+O2+2H2O====4HNO3进行。所以NO2的体积为8 mL× =6.4 mL，O2体积为10 mL-6.4 mL=3.6 mL。
【案例示范】【典例1】下列对NO、NO2的描述，不正确的是（ ）A．NO2是红棕色气体，易溶于水，不是酸性氧化物B．NO可以用排水法收集，但不能由N2和O2直接化合而得到C．NO、NO2在一定条件下可相互转化，且二者都是引起光化学烟雾的大气污染物D．NO、NO2都有毒，且NO是汽车尾气的有害成分之一
【解题指南】解答本题应注意以下两点：（1） N2和O2直接化合得到NO，不能得到NO2。（2）NO与NO2均不是酸性氧化物。
【解析】选B。NO2是红棕色气体，易溶于水，与水发生反应：3NO2+H2O====2HNO3+NO，由于反应前后元素的化合价发生了变化，因此NO2不是酸性氧化物，A正确；NO不溶于水，可以用排水法收集，由于N2性质稳定，室温下不容易反应，但在放电时可由N2和O2直接化合而得到，B错误；NO与氧气发生反应会产生NO2；NO2溶于水反应产生硝酸和NO，因此二者
在一定条件下可相互转化，且二者都是引起光化学烟雾的大气污染物，C正确；NO、NO2都有毒，且在汽车发动时，在电火花作用下N2和O2化合产生NO，NO是汽车尾气的有害成分之一，D正确。
【易错提醒】（1）NO不能和碱反应，是不成盐化合物；NO2和碱反应化合价发生了变化，所以二者均不是酸性氧化物。（2）N2和O2反应，不管量和条件如何变化，均只能生成NO。
【典例2】（2019·郑州高一检测）将盛有1 ml NO和NO2混合气体的试管倒立于盛满水的水槽中，再通入0.4 ml O2，充分反应后，整个试管充满水。则原混合气体中NO与NO2体积比为（ ）A．1∶2 B．2∶5 C．3∶7 D．无法确定
【解题指南】解答本题应注意以下两点：（1）NO2与O2混合物完全溶于水的比值为4∶1。（2）NO与O2混合物完全溶于水的比值为4∶3。
【解析】选C。设1 ml NO和NO2的混合气体中有a ml NO和（1-a） ml NO2，根据4NO+3O2+2H2O====4HNO3和4NO2+O2+2H2O====4HNO3可得： 所以a=0.3，V（NO）∶V（NO2）=3∶7。
【母题追问】（1）1 ml NO和NO2混合气体的试管倒立于盛满水的水槽中剩余气体0.4 ml，则NO与NO2体积比为多少？
提示：1∶9。设n（NO2）=a ml 3NO2+H2O====2HNO3+NO 气体减少3 ml 1 ml 2 mla ml （1-0.4）mla=0.9故NO与NO2体积比为1∶9。
（2）1 ml NO和NO2混合气体中两者体积之比为1∶1，试管倒立于盛满水的水槽中，为使整个试管充满水，需通入多少 O2？
提示：0.5。通入的氧气的物质的量为 ×0.5 ml+ ml=0.5 ml。
【迁移·应用】1．科学家研究发现SARS病毒的全部基因组组分都可以在蝙蝠的粪便里找到，且SARS样冠状病毒基因内部多个位点频繁重组。
病毒学研究证实，一氧化氮对SARS病毒有直接抑制作用。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．一氧化氮可以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
【解析】选C。A项，NO是无色气体，NO2是红棕色气体；B项，NO与O2能直接发生化合反应2NO+O2====2NO2；C项，N2+O2 2NO；D项，NO不溶于水，可用排水法收集。
2．如图所示，室温下向盛有3.0 mL NO的试管中缓缓通入1.5 mL O2（所有气体体积均在标准状况下测定）。试回答下列问题：
（1）写出观察到的现象：①__________________________； ②__________________________； ③__________________________。 （2）最终试管中剩余的气体是________，体积为________。
【解析】通入的O2与NO发生反应生成NO2：2NO+O2====2NO2，所以看到有红棕色气体生成；生成的NO2溶于水：3NO2+H2O====2HNO3+NO。两个反应的总方程式为4NO+3O2+2H2O====4HNO3。气体被消耗，所以看到试管内液面上升；根据总反应方程式可以计算出，氧气全部反应，剩余NO的体积是1.0 mL，NO为无色气体，这是可观察到的第三个现象。
答案：（1）①通入O2后试管内气体变为红棕色 ②试管内液面升高 ③最后试管内剩余一种无色气体 （2）NO 1.0 mL
【补偿训练】 将盛有N2和NO2混合气体的试管倒立于水中，经过足够长的时间后，试管内气体的体积缩小为原来的一半，则原混合气体中N2和NO2的体积比是（ ）A．1∶1 B．1∶2 C．1∶3 D．3∶1
【解析】选C。将试管倒立于水中，只有NO2和H2O反应，生成的NO与不反应的N2为剩余气体。设原气体的体积为V，NO2的体积为x，根据差量法求解：3NO2+H2O====2HNO3+NO ΔV减3 1 2x
解得：x = V（N2）= V- 故
【素养提升】中国汽车销量增长幅度很大，同时也带来了空气污染。汽车尾气转化装置里，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示。
（1）汽车尾气的主要污染成分包括哪些？（2）由图分析写出汽车尾气转化装置里发生的反应？在反应中氮的氧化物分别表现什么性质？（3）由图可以推出NO和O2必须在催化剂表面才能反应吗？（4）汽车尾气的排放有哪些危害？
【解析】（1）汽油不完全燃烧生成CO，放电条件下氮气与氧气反应生成NO，部分NO与氧气反应生成NO2，故尾气的主要污染物为CO、NO2、NO等；（2）由过程图中进出的物质可知，发生的反应为2NO+O2====2NO2， 2NO2+4CO 4CO2+N2，第一个反应中NO表现还原性，第二个反应中NO2表现氧化性；（3）NO和O2在空气中就能迅速反应生成NO2；
（4）汽车尾气被人吸收造成伤害，排入大气会引起光化学烟雾、硝酸型酸雨等。
答案：（1）CO、NO2、NO等 （2）发生的反应为2NO+O2====2NO2，NO表现还原性；2NO2+4CO 4CO2+N2，NO2表现氧化性 （3）不对，NO和O2在空气中就能迅速反应生成NO2 （4）汽车尾气被人吸收造成伤害，排入大气会引起光化学烟雾、硝酸型酸雨等
【情境·思考】制冷剂为液态，在一定的温度下又可以变为气态，即能够在制冷系统的蒸发器内蒸发并从被冷却物体中吸取热量而汽化，然后在冷凝器内将热量传递给周围介质（水或空气）而变为液体的媒介物。制冷剂的种类很多，空调常用的制冷剂有氨、氟利昂等。氨是目前使用最为广泛的一种中压中温制冷剂。
氨作为制冷剂，是利用了它的什么性质？试分析它有什么缺点？提示：氨气易液化变为液体，且液氨变为气体时会吸收大量的热。缺点是有刺激性气味、有毒、可以燃烧和爆炸。
【微思考】若将NH3换为NO2，能否形成喷泉？若能形成，则实验后液体能否充满烧瓶？ 提示：能形成喷泉，但不能充满烧瓶。NO2易溶于水并与水发生反应：3NO2+H2O====2HNO3+NO，有NO气体产生，故用NO2与H2O做喷泉实验时，液体只能充满烧瓶容积的2/3。
氨的催化氧化是工业_______的基础。
【情境·思考】管道工人用浓氨水检验氯气管道是否漏气，如果管道某处漏气，会产生白烟，原理是什么？（已知2NH3+3Cl2====N2+6HCl）氨气遇浓硫酸也会产生白烟吗？
提示：若氯气管道漏气，发生反应：2NH3+3Cl2====N2+6HCl、NH3+HCl====NH4Cl，产生的白烟是固体NH4Cl；不挥发性酸，如H2SO4、H3PO4不能形成蒸气，遇氨气不会产生白烟。
二、铵盐1．用途与物理性质（1）用途：农业上常用作化肥，如硫酸铵、碳酸氢铵、硝酸铵等。（2）物理性质：
2．化学性质（1）铵盐的化学性质
【易错提醒】并不是所有的铵盐受热分解都产生氨气，如硝酸铵。
试管中有气泡产生，试纸变蓝
铵盐与强碱反应生成氨气
+OH- NH3↑+H2O
【情境·思考】有一位农民伯伯看到自己买的一袋碳酸氢铵化肥受潮了，就放在太阳下面晒，下午取的时候发现少了许多。请解释相关原因？
提示：在太阳光的照射下，碳酸氢铵受热分解生成NH3、CO2、水蒸气，故固体减少。
【巧判断】（1）向某溶液中加入稀NaOH溶液，湿润的红色石蕊试纸不变蓝，则原溶液中一定无 。（ ）提示：×。某溶液中加入稀NaOH溶液，即使生成NH3·H2O，没有加热，也不会放出氨气。
（2）NH4Cl受热分解，所以可用加热的方法分离NH4Cl和NaCl。（ ）提示：√。NH4Cl受热分解生成NH3和HCl脱离固体，到达温度低的部位两者再反应生成NH4Cl，达到分离NH4Cl和NaCl的目的。
（3）氨气的制备实验中可以采用碱石灰干燥氨气。（ ）提示：√。氨气溶于水溶液显碱性，不与碱石灰反应，故可用碱石灰干燥氨气。
知识点一 喷泉实验【重点释疑】 1．原理和装置（1）氨气喷泉实验
（2）实验成功的关键——“三要”①装置气密性——要好。②烧瓶和气体——要干。③烧瓶内的氨气——要满。
3．常见产生喷泉实验的组合
【思考·讨论】喷泉，指由地下喷射出地面的泉水，是一种将水或其他液体经过一定压力通过喷头喷洒出来具有特定形状的组合体。某同学组装了一套喷泉实验装置（如图所示）。
（1）如何操作才能引发该喷泉实验？提示：打开止水夹，用手（或热毛巾等）焐热烧瓶，氨气受热膨胀，使氨气通过导管与水接触，即产生喷泉。（或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶，使水进入烧瓶，烧瓶内氨气溶于水）
（2）某同学做课本中喷泉实验时，打开止水夹后将胶头滴管内的水挤入烧瓶内，可并未产生喷泉，试分析实验失误可能的原因是什么？ 提示：①装置气密性不好；②收集的NH3纯度较低；③烧瓶不干燥等。
【案例示范】【典例】（2019·岳阳高一检测）物质A是一种白色晶体，它与浓NaOH溶液共热，放出无色气体B，用圆底烧瓶收集干燥的气体B。按如图所示装置仪器，打开止水夹，挤压胶头滴管的胶头时，可以得到蓝色喷泉。向放出气体B的溶液中加入稀硝酸酸化，再加入硝酸银溶液，产生白色沉淀。
（1）A的化学式是____________。 （2）可用于除去B中水分的干燥剂是________。收集气体B的方法是_____________。 （3）溶液显蓝色的原因是____________（用化学用语表示）。 （4）取实验后烧瓶中的溶液加热，观察到的现象是_____________________。
【解题指南】解答本题需注意以下三点：（1）常见气体的溶解性及其水溶液的酸碱性。（2）形成喷泉的原理及引发喷泉的操作。（3）掌握氨水的碱性和不稳定性。
【解析】（1）由溶液变蓝可知溶液显碱性，B为NH3，由白色沉淀可知A中含有Cl-，所以A为NH4Cl。（2）NH3为碱性气体，只能用碱石灰或生石灰、KOH固体等不与氨气反应的干燥剂干燥。氨气的密度比空气小，应用向下排空气法收集。（3）氨水中NH3·H2O电离得到 、OH-故溶液显碱性。（4）氨水不稳定，在加热条件下NH3·H2O分解生成氨气和水，碱性逐渐减弱，溶液由蓝色又变为紫色。
答案：（1）NH4Cl（2）碱石灰（或答生石灰、KOH固体等任一种不与氨气反应的干燥剂） 向下排空气法（3）NH3·H2O +OH-（4）有刺激性气味气体产生，溶液由蓝色又变为紫色
【母题追问】（1）如何检验生成气体B的成分？提示：将湿润的红色石蕊试纸粘在玻璃棒的一端，靠近盛有气体B的烧瓶，若试纸变蓝，则B为氨气。（2）若烧瓶中气体B换为HCl，将会出现什么现象？提示：挤压胶头滴管的胶头时，可以得到红色喷泉。
【迁移·应用】1．（2019·石家庄高一检测） 如图的装置中，干燥烧瓶中盛有某种气体，烧杯和滴管内盛放某种溶液。挤压胶头滴管的胶头，下列与实验事实不相符的是（ ）
A．Cl2（饱和食盐水） 无色喷泉B．NH3（H2O含石蕊） 蓝色喷泉C．HCl（H2O含石蕊） 红色喷泉D．CO2（NaOH溶液） 无色喷泉
【解析】选A。Cl2在饱和食盐水中的溶解度很小，无法形成喷泉，A不正确；NH3、HCl极易溶于水，而使烧瓶内压强减小，从而形成喷泉；CO2与NaOH溶液发生反应也会使烧瓶内压强减小形成喷泉。
2．喷泉是一种常见的现象，其产生的原因是存在压强差。
（1）图Ⅰ为化学教学中常用的喷泉实验装置。在烧瓶中充满干燥气体，胶头滴管及烧杯中分别盛有液体。下列组合中不可能形成喷泉的是________。 A．SO2和H2O B．CO2和NaOH溶液C．NH3和H2O D．NO和H2O
（2）比较图Ⅰ和图Ⅱ两套装置，从产生喷泉的原理来分析，图Ⅰ是________上部烧瓶内气体压强；图Ⅱ是________下部锥形瓶内气体压强（填“增大”或“减小”）。
（3）某学生积极思考喷泉原理的应用，设计了如图Ⅲ所示的装置。①如果关闭活塞c，打开活塞a、b，再挤压胶头滴管，则可能出现的现象为________。 ②在①操作的基础上，打开活塞c，产生的现象是________。
【解析】（1）极易溶于水或气体与溶液易发生化学反应可形成图Ⅰ中喷泉，A、C利用气体的溶解性形成喷泉，B中发生化学反应形成喷泉，而D中NO不溶于水，不能形成喷泉；（2）图Ⅰ和图Ⅱ两套装置，均产生压强差，形成喷泉，图Ⅰ是减小上部烧瓶内气体压强，而图Ⅱ是增大下部锥形瓶内气体压强；
（3）①如果关闭活塞c，打开活塞a、b，再挤压胶头滴管，有氨气的瓶内气压减小，HCl与氨气结合生成氯化铵，则观察到HCl气体进入盛有NH3的烧瓶，产生大量的白烟；②在①操作的基础上，打开活塞c，瓶内气体减少，外压大于内压，形成喷泉，则现象为①②两烧瓶同时产生喷泉。
答案：（1）D（2）减小 增大（3）①HCl气体进入盛有NH3的集气瓶，产生大量的白烟②两烧瓶同时产生喷泉
【补偿训练】 1．“氨的喷泉实验”体现了氨的哪些性质（ ）①还原性 ②极易溶于水 ③有碱性物质生成 ④氧化性 ⑤氨易液化A．①③⑤ B．②③ C．②③④ D．①②④
【解析】选B。“氨的喷泉实验”产生的原因即氨气极易溶于水，酚酞溶液变红（或石蕊溶液变蓝）说明溶液显碱性；元素的化合价未变，故不体现还原性和氧化性；氨没有发生凝聚状态的变化，不体现其易液化的性质，故选B。
2．已知NH3和HCl都能用来做喷泉实验。若在同温同压下用两个相同容积的烧瓶各收集满NH3和HCl气体，用如图所示装置进行喷泉实验，则实验停止后，下列对两个烧瓶内溶液的分析正确的是（不考虑溶质的扩散）（ ）
A．溶质的物质的量浓度相同，溶质的质量分数不同B．溶质的质量分数相同，溶质的物质的量浓度不同C．溶质的物质的量浓度和溶质的质量分数都不同D．溶质的物质的量浓度和溶质的质量分数都相同
【解析】选A。同温同压下，体积相同的NH3和HCl的物质的量相等，质量不等，最终液体将充满烧瓶，即溶液的体积相等，故烧瓶内溶液中溶质的物质的量浓度相同，溶质的质量分数不同。
知识点二 氨气的实验室制法和 的检验【重点释疑】1．氨气的实验室制法（1）反应原理：2NH4Cl+Ca（OH）2 2NH3↑+CaCl2+2H2O
（3）氨气制备实验各部分装置的选择：
3． 的检验方法（1）原理：
【易错提醒】（1）收集装置和反应装置的试管和导管必须是干燥的。（2）发生装置的试管口略向下倾斜。（3）由于氨气的密度比空气小，因此收集氨气时，导管口应插入试管的底部。
（4）棉花团上蘸有稀硫酸，既防止空气对流又防止氨气逸出污染空气。（5）干燥NH3不能用P2O5、浓硫酸等酸性干燥剂，也不能用CaCl2干燥，原因是CaCl2与NH3反应生成CaCl2·8NH3。
【思考·讨论】 （1）实验室制取氨气时，碱不选用NaOH、KOH，其原因是什么？ 提示：消石灰不能用NaOH、KOH代替，原因是NaOH、KOH具有吸湿性，易结块，不利于产生氨气，在加热条件下还会腐蚀试管。
（2）某同学根据铵盐受热分解的性质，认为可以采用加热NH4Cl来制备氨气，你怎么看？提示：不行。NH4Cl分解得到NH3和HCl，两种气体在试管口遇冷反应又生成NH4Cl，得不到氨气。
【案例示范】 【典例】某学习兴趣小组探究氨气的制取实验：（1）甲同学拟用下列实验方法制备氨气，其中合理的是____。
A．将氯化铵固体加热分解B．将浓氨水滴入氢氧化钠固体中C．将氢氧化钠固体加入浓氨水中D．将氯化铵稀溶液滴入氢氧化钠固体中
（2）根据上述正确的原理，该同学欲用下列常见的实验室制气体装置制取氨气，适宜的装置是________。
（3）气体的性质是气体收集方法选择的主要依据，下列性质与收集方法无关的是________________。 ①密度 ②颜色 ③溶解性 ④热稳定性 ⑤与氧气反应
（4）下图是甲同学设计收集氨气的几种装置，其中可行的是_____________，集气的原理是___________。
【思维建模】解答有关气体制备问题的思维流程如下：
【解析】（1）加热氯化铵产生氯化氢和氨气，遇冷又转化为氯化铵固体，不能制取氨气；用浓氨水与氢氧化钠固体混合制氨气时，将氨水滴入氢氧化钠固体中更方便操作，而且节约氨水的用量；氨气极易溶于水，若用稀溶液制取，产量较少。
（2）由所给试剂看，不需要加热条件。（3）收集气体可采用排空气法（密度与空气有较大差别、气体不能被O2氧化等），也可采用排水法（不易溶于水），与其他性质无关。答案：（1）B （2）C （3）②④（4）d 利用氨气密度小于空气，采用短管进氨气， 长管出空气，即可收集氨气
【母题追问】（1）干燥氨气时可以使用什么装置？提示：干燥氨气时使用固体干燥剂，如碱石灰、氢氧化钠固体等，故仪器为干燥管或U形管。
（2）NH3是一种污染性气体，为避免污染空气，实验中多余的NH3应如何进行吸收处理？试画出相应装置图。 提示：NH3是有刺激性气味的气体，多余的NH3要吸收掉以避免污染空气。可采用在导管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球吸收等方法，但多余气体在尾气吸收时要防止倒吸。常采用的装置有：
【迁移·应用】1．（2019·珠海高一检测）关于实验室制取氨气的说法中正确的是（ ）A．虽然氨水受热分解可产生氨气，在实验室也不能用加热浓氨水的方法制得氨气B．通常可选择浓硫酸为干燥剂，除去氨气中的水蒸气
C．既可用向下排空气法收集NH3，又可用排水法收集NH3D．用碱石灰代替消石灰与NH4Cl固体加热制取NH3，可使反应速率加快
【解析】选D。实验室可用加热浓氨水的方法制得氨气，A错误；氨气与浓硫酸反应，故不能用浓硫酸干燥氨气，B错误；氨气极易溶于水，故不能用排水法收集NH3，C错误。
2．（2019·菏泽高一检测）实验室常见的几种气体发生装置如图A、B、C所示：
（1）实验室用B装置制取氨气，通常使用的药品是________。 （2）某研究性学习小组对实验室制取NH3进行了如下设计：①甲同学拟用浓氨水和固体NaOH制取NH3，并用图C装置作为NH3的发生装置。固体NaOH的作用为____。
②乙同学建议，将实验室制取氨气装置B的收集装置由大试管改为集气瓶且瓶口向上来收集氨气，并确定不污染环境，请根据其设想回答：若用排空气法收集NH3，请在图D的方框内画出其气体收集装置和尾气吸收装置，标出所用的试剂（自选）名称。若用排液取气法收集NH3，可选用的试剂是________（填序号）。 A．H2O B．浓硫酸 C．CCl4 D．饱和食盐水
【解析】（1）利用装置B的特点，需要加热来制取氨气，则可选用NH4Cl和Ca（OH）2固体；（2）①加入NaOH使浓氨水中c（OH-）增大，促进NH3逸出，且NaOH固体溶解放热，降低NH3的溶解度，NH3逸出；②氨气的密度比空气小，所以应该用向下排空气法收集，故瓶口向上来收集时应短进长出，还应注意尾气吸收，氨气易溶于水、浓硫酸、饱和食盐水，故用排液法收集氨气只能选择CCl4。
答案：（1）NH4Cl和Ca（OH）2固体 （2）①加入NaOH使浓氨水中c（OH-）增大，促进NH3逸出，NaOH固体溶解放热，使NH3的溶解度降低，NH3逸出②C
【补偿训练】 1．下列制备氨水的实验装置中最合理的是（ ）
【解析】选B。制备氨水不需要干燥氨气，A、C选项错误；D选项，不能防止倒吸，错误。
2．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
【解析】选B。本题通过NH3的制取实验，意在考查学生实验分析、实验评价能力。①装置在管口处又生成NH4Cl，无法制得NH3，A项错误；选用装置③，使用浓氨水与CaO或NaOH作用，可制取NH3，B项正确；②作为NH3的吸收装置，漏斗插入水中，不能防止倒吸，C项错误；利用④收集NH3时，收集气体不纯，D项错误。
【素养提升】 氮肥，是指以氮为主要成分，施于土壤可提供植物氮元素的肥料。氮肥是世界化肥生产和使用量最大的肥料品种；适宜的氮肥用量对于提高作物产量、改善农产品质量有重要作用。氮肥按含氮基团可分为铵态氮肥、硝态氮肥、硝铵态氮肥、氰氨态氮肥等。
（1）农用氨水的浓度一般控制在含氮量15%～18%的范围内。氨水的施用原则是“一不离土，二不离水”。不离土就是要深施覆土；不离水就是加水稀释以降低浓度、减少挥发，或结合灌溉施用。农用氨水的使用体现了氨水的哪些性质？
（2）硫酸铵、氯化铵、碳酸氢铵是常见的铵态氮肥。碳酸氢铵简称碳铵。它由氨水吸收二氧化碳制成，产品是白色细粒结晶，含氮17%左右，有强烈氨臭味。使用碳酸氢铵时一定要避免太阳光照射，避免高温。其中的原理是什么？写出制备碳酸氢铵的化学方程式。
（3）化学氮肥生产的主要原料是合成氨，生产合成氨的哈伯法在德国首先实现工业化，成为氮肥工业的基础，反应的化学方程式是什么？实验室制备氨气的原理是什么？
【解析】（1）氨水易挥发，浓度越大挥发性越强；深施覆土、加水稀释以降低浓度都是为了减少挥发。（2）碳酸氢铵受热易分解，故一定要避免太阳光照射，避免高温。（3）考查对反应方程式的识记。
答案：（1）氨水的易挥发性 （2）避免碳酸氢铵分解NH3·H2O+CO2====NH4HCO3（3）N2+3H2 2NH32NH4Cl+Ca（OH）2 2NH3↑+CaCl2+2H2O
第3课时 硝酸 酸雨及防治
一、硝酸的性质1．物理性质
2．化学性质（1）酸性：在水中的电离方程式为_______________。（2）不稳定性：浓硝酸见光或受热会发生分解，化学方程式为___________________________________。
HNO3====H++
4HNO3（浓） 4NO2↑+O2↑+2H2O
【微思考】根据浓硝酸的性质分析浓硝酸应该如何保存？提示：浓硝酸见光或受热易分解，故浓硝酸应保存在棕色试剂瓶中，并放置在阴凉处。
（3）强氧化性：①实验探究：
【巧判断】（1）硝酸的浓度越大，其氧化性越强。（ ）提示：√。由铜与浓、稀硝酸反应的剧烈程度可知，硝酸的浓度越大氧化性越强。（2）铜与浓硝酸反应只能生成二氧化氮气体。（ ）提示：×。铜与浓硝酸反应开始生成NO2气体，但随硝酸浓度减小，会生成NO气体。
（3）在铜与硝酸的反应中硝酸只表现氧化性。（ ）提示：×。铜与硝酸反应中有NO2（或NO）生成，又有硝酸铜生成，硝酸既表现氧化性又表现酸性。
写出下列有关反应的化学方程式：a．与金属反应：稀硝酸与铜反应：______________________________________________。浓硝酸与铜反应：____________________________________________。
3Cu+8HNO3（稀）====3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O
Cu+4HNO3（浓）====Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O
b．与非金属反应：浓硝酸与红热的C（被氧化为CO2）的反应为___________________________________________。
C+4HNO3（浓） CO2↑+4NO2↑+2H2O
【情境·思考】某同学在实验室取出一瓶浓硝酸，发现溶液显黄色，与教材中关于硝酸的描述出现偏差。
（1）你能帮助该同学解释一下原因吗？ 提示：浓硝酸不稳定，见光或受热会分解生成NO2，NO2溶于浓硝酸使溶液显黄色。
（2）你能帮助该同学去除硝酸的黄色吗？提示：向浓硝酸中通入氧气（或空气），发生反应4NO2+O2+2H2O====4HNO3，消除黄色。
【情境·思考】 《本草纲目拾遗》记载：（硝酸）西洋人所造，性最猛，能蚀五金。王怡堂先生云：其水至强，五金八石皆能穿滴，惟玻璃可盛。
上述描述体现了硝酸的哪些性质呢？提示：酸性。
3．硝酸的用途与工业制法（1）用途：
（2）工业制法：①工业流程：
②写出有关化学方程式：N2→NH3： ________________________。NH3→NO： __________________________。NO→NO2： ___________________。NO2→HNO3： ________________________。
N2+3H2 2NH3
4NH3+5O2 4NO+6H2O
二、酸雨及防治1．SO2与NO2的主要来源、危害和防治
2．酸雨（1）概念：pH<____的降水。正常雨水由于溶解了CO2，其pH约为5.6。（2）成因：主要是大气中的___与___溶于水形成的。
（3）危害：①直接损伤农作物、破坏森林和草原，使土壤、湖泊酸化。②加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具和电缆的腐蚀。
知识点一 硝酸的强氧化性【重点释疑】1．规律（1）硝酸的浓度越大，反应温度越高，其氧化性越强。（2）浓硝酸的还原产物是NO2，稀硝酸的还原产物是NO。（3）还原剂一般被氧化为最高价态。
2．表现（1）硝酸与金属的反应①除Au、Pt等少数金属外，硝酸几乎可以氧化所有的金属，如3Ag+4HNO3（稀）====3AgNO3+NO↑+2H2O；
②活泼金属与硝酸反应不生成H2，硝酸的浓度不同，还原产物不同；
③常温下浓硝酸能使Fe、Al钝化，加热时反应。（2）硝酸与非金属的反应①反应规律：非金属单质+浓硝酸→最高价氧化物或其含氧酸+NO2↑+H2O；②实例：C+4HNO3（浓） CO2↑+4NO2↑+2H2O。
（3）硝酸与还原性化合物的反应硝酸的强氧化性还表现在可以氧化具有还原性的化合物或离子，如HI、HBr、SO2、Fe2+、FeO、Br-、I-、S2-、 等均能被HNO3氧化。
【思考·讨论】 （1）少量的Fe与足量稀硝酸反应，Fe被氧化为+2价还是+3价？过量的Fe与稀硝酸反应呢？
提示：硝酸的氧化性较强，可将Fe氧化为Fe3+，故少量的Fe与足量稀硝酸反应，Fe被氧化为+3价；由于Fe可与Fe3+生成Fe2+，故过量的Fe与稀硝酸反应得到+2价铁。
（2）铜投入稀硫酸中不会溶解，再向溶液中投入KNO3固体，铜会不会溶解？为什么？提示：会溶解。由离子方程式8H++2 +3Cu====3Cu2++2NO↑+4H2O可知，只要溶液中同时有H+和 ，铜就会发生反应而溶解。
【案例示范】 【典例】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设计了实验方案。（1）甲同学设计如图实验（实验过程中活塞2为打开状态）。
①组装好装置检验气密性后，如何加入稀硝酸？___________________________。②如何控制反应的进行？如何加快反应速率？___________________________。③如何操作验证产生的气体为NO？___________________________。
（2）乙同学设计了如图所示装置（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。
①设计装置A的目的是________________________。②装置E和F的作用是________________________。为实现此作用，操作是__________________________。③装置D的作用是__________________________。
【解析】（1）①打开活塞1使左右大气相通，加入硝酸时，液面才能达到液面a处；②关闭或开启活塞1能控制U形管内产生气体的压强，当关闭活塞1，左侧压强大时能使铜和稀硝酸分离从而停止反应；加热可加快反应速率；③一氧化氮是无色气体，如果证明反应产生的气体是一氧化氮，需要将活塞1打开，将气体放入分液漏斗
中，气体在分液漏斗中变为红棕色，则证明反应所产生的气体是一氧化氮。
（2）①装置中含有氧气，对NO的检验有干扰，A产生的CO2可以排除装置中的空气；②将注射器F中的空气推入E中，若气体变为红棕色则说明生成了NO；③氮的氧化物是大气污染物，可以被氢氧化钠溶液吸收，干燥管可以防止倒吸。
答案：（1）①打开活塞1，加入稀硝酸至液面a处②通过关闭或开启活塞1可以控制反应的进行；在装置左侧稍加热可以加快稀硝酸与铜的反应速率③反应开始后，胶塞下方有无色气体生成，打开活塞1，漏斗中有红棕色气体，证明该气体为NO
（2）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验证NO的生成 将注射器F中的空气推入E中，若气体变为红棕色则说明生成了NO ③吸收多余的氮氧化物，防止污染空气，防止倒吸
【迁移·应用】 下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论不正确的是（ ）
A．由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定是混合气体B．红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应C．由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物D．③的气体产物中检测出CO2，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应
【解析】选D。A．①中的碎玻璃不与浓硝酸反应，但仍有红棕色气体产生，说明浓硝酸受热分解产生了二氧化氮和氧气，A正确；B．通过A分析可知，浓硝酸受热可以分解产生二氧化氮和氧气，所以②中红棕色气体可能来源于硝酸分解，即不能表明②中木炭与浓硝酸发生反应，B正确；C．实验③中木炭没有与浓硝酸接触，
浓硝酸没有被加热，生成的红棕色气体二氧化氮只能是挥发出的硝酸蒸气与红热木炭反应或是挥发出的硝酸受热分解，从生成的二氧化氮看，都是来源于HNO3中+5价氮元素，所以红棕色气体是还原产物，C正确；D．由于空气中含有氧气，因此红热的木炭可能与氧气反应产生了CO2，且③中木炭和浓硝酸并没有接触，因此不能说明木炭一定与浓硝酸发生了反应，D错误。
【补偿训练】 （2019·浏阳高一检测）下列反应中硝酸既能表现出酸性又表现出氧化性的是（ ）A．使石蕊试液变红B．与铜反应放出NO气体，生成Cu（NO3）2C．与Na2CO3反应放出CO2气体，生成NaNO3D．与S单质混合共热时生成H2SO4和NO2
【解析】选B。在上述反应A、C项中HNO3均表现出酸性。在B、D项中HNO3中氮元素的化合价均降低，表现出氧化性，并且在B项中又有Cu（NO3）2和水生成，说明此反应中HNO3还表现出酸性。
【素养提升】某同学通过查阅资料了解到：硝酸铜[Cu（NO3）2]的无水物和水合物都是蓝色晶体，但性质有很大不同。亮蓝色的无水硝酸铜是易挥发的固体，在真空中升华。
请思考由铜粉制备硝酸铜有哪些途径？并评价哪种途径更优？
提示：途径一：3Cu+8HNO3（稀）====3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O。途径二：Cu+4HNO3（浓）====Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O。途径三：2Cu+O2 2CuO，CuO+2HNO3====Cu（NO3）2+H2O。途径三更优。原因是制备等量的Cu（NO3）2消耗的硝酸最少且无污染性气体产生。
知识点二 硝酸与金属反应的有关计算【重点释疑】1．硝酸与金属反应的规律硝酸与金属单质反应时一部分被还原，一部分生成硝酸盐，故硝酸既表现了酸性又表现了氧化性，但硝酸与金属反应一般不生成H2。
（1）硝酸与铜的反应：在反应中硝酸的作用可用如图表示：
可以看出，随HNO3浓度的降低，还原产物会由NO2变为NO。①由氮原子守恒可知，无论是NO2还是NO，被还原的硝酸与被还原生成气体的物质的量总是相等的；②未被还原的 与Cu2+构成Cu（NO3）2， 的物质的量为Cu2+物质的量的2倍；
③运用电子守恒、原子守恒，便可顺利求解参加反应的Cu、HNO3以及产物NO2、NO之间量的关系。
（2）稀硝酸与铁的反应：Fe+4HNO3（稀）====Fe（NO3）3+NO↑+2H2O ①3Fe（过量）+8HNO3（稀）====3Fe（NO3）2+2NO↑+4H2O ②反应物的量与生成物的关系如图所示：
上述反应首先发生反应①，若Fe剩余再发生反应③Fe+2Fe（NO3）3====3Fe（NO3）2，合并①③即可得反应②。所以，无论反应①还是反应②，被还原的HNO3皆占参与反应的HNO3的 。
2．金属与硝酸反应常用的计算方法（1）原子守恒法：HNO3与金属反应时，反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量等于显酸性的HNO3（以硝酸盐的 形式存在于溶液中）的物质的量与显氧化性的HNO3（以NOx的形式存在）的物质的量之和。
（2）电子守恒法：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：HNO3过量时反应后溶液中（不考虑OH-）有：c（ ）=c（H+）+n×c（Mn+）（Mn+代表金属离子）。
【思考·讨论】 （1）铜与足量稀硝酸反应时，表现酸性的HNO3与作氧化剂的HNO3物质的量之比是多少？
提示：Cu与稀硝酸反应：3Cu+8HNO3====3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O。当有8 ml HNO3参加反应时，有2 ml HNO3表现氧化性，6 ml HNO3表现酸性，故表现酸性的HNO3与作氧化剂的HNO3物质的量之比为3∶1。
（2）m g Cu与足量的一定浓度的硝酸充分反应，生成V L NO、NO2混合气体（标准状况下），则参加反应的HNO3的物质的量是多少？
提示：被还原的硝酸无论生成NO还是NO2，均有氮原子与被还原HNO3的物质的量相等；未被还原（起酸性作用）的硝酸等于Cu（NO3）2物质的量的2倍，故参加反应的硝酸的物质的量为（ ） ml。
【案例示范】 【典例】（2019·三明高一检测）在标准状况下将1．92 g铜粉投入一定量浓硝酸中，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，则混合气体中NO的体积为（ ）A．112 mL B．1 008 mL C．224 mL D．448 mL
【思维建模】解答有关金属与硝酸反应问题的思维流程如下：
【解析】选A。混合气体的总物质的量为1.12 L÷22.4 L·ml-1=0.05 ml，1.92 g铜粉的物质的量为0.03 ml。设NO的物质的量为n1 ml，则NO2的物质的量为（0.05-n1） ml，根据得失电子守恒得3n1+（0.05-n1）×1=0.03×2，解得n1=0.005，V（NO）=0.005 ml×22.4 L·ml-1=0.112 L=112 mL。
【母题追问】（1）上题参加反应的硝酸的物质的量是多少？提示：0.11 ml。由氮原子守恒知参加反应的硝酸的物质的量n（HNO3）=2n[Cu（NO3）2]+n（NOx） =2n（Cu）+n（NOx） =0.03 ml×2+0.05 ml=0.11 ml。
（2）上题反应中起酸性作用与作氧化剂的硝酸的物质的量之比是多少？提示：6∶5。起酸性作用与作氧化剂的硝酸的物质的量之比= 2n[Cu（NO3）2]∶n（NOx） =（0.03×2）ml∶0.05 ml=6∶5。
【规律方法】解答有关金属与硝酸反应的思维流程
【迁移·应用】 （2019·汉中高一检测）9.7 g Cu和Zn的合金与足量的稀硝酸反应，还原产物只有NO气体，其体积在标准状况下为2.24 L。将溶液稀释为1 L，测得溶液的c（H+）=0.1 ml·L-1，此时溶液中 的浓度为（ ）
A．0.3 ml·L-1B．0.4 ml·L-1C．0.2 ml·L-1D．0.6 ml·L-1
【解析】选B。n（NO）=0.1 ml，转移电子的物质的量为0.1 ml×3=0.3 ml，n（Cu）+n（Zn）=0.3 ml÷2=0.15 ml，n[Cu（NO3）2]+n[Zn（NO3）2]= 0.15 ml，其中所含n（ ）=0.3 ml，溶液中c（HNO3）=c（H+）=0.1 ml·L-1，其中含n（ ）=0.1 ml，溶液中 的总浓度为0.4 ml·L-1。
【补偿训练】1．锌与很稀的硝酸反应生成硝酸锌、硝酸铵和水，当生成1 ml硝酸锌时，被还原的硝酸的物质的量为（ ）A． 2 ml B． 1 ml C． 0.5 ml D． 0.25 ml
【解析】选D。反应的方程式可以表达为4Zn+10HNO3（稀）====4Zn（NO3）2 +NH4NO3+3H2O，所以被还原的硝酸就是被还原成 的那部分，所以生成1 ml的硝酸锌，相对应的生成硝酸铵物质的量就是0.25 ml，所以硝酸被还原的部分就是0.25 ml。
2．一定量的Cu和1 ml·L-1的稀硝酸反应，如果 的浓度下降0.2 ml·L-1，则溶液中c（H+）同时下降（假定反应前后溶液体积不变）（ ）A．0.2 ml·L-1B．0.4 ml·L-1C．0.6 ml·L-1D．0.8 ml·L-1
【解析】选D。由Cu与稀硝酸反应的离子方程式为3Cu+ 8H++2 ====3Cu2++2NO↑+4H2O可知，当 浓度下降0.2 ml·L-1时，c（H+）下降0.8 ml·L-1。
3．1 L稀硝酸和稀硫酸的混合液，其物质的量浓度分别为0.1 ml·L-1和0.4 ml·L-1。若向该混合液中加入足量的铜粉，则最多能溶解铜粉的质量为（ ）A．2.4 gB．3.2 gC．6.4 gD．9.6 g
【解析】选D。据反应原理写出反应的离子方程式为3Cu+2 + 8H+====3Cu2++2NO↑+4H2O0.1 ml 0.9 ml根据n（ ）计算溶解铜粉的质量：m（Cu）= =9.6 g。
第1课时 氮气与氮的固定 一氧化氮和二氧化氮
一、氮气与氮的固定1．氮气（1）氮元素的存在①氮原子的结构原子结构示意图： ________，一般通过___________与其他原子结合。
②自然界中，氮元素主要以氮气的形式存在于空气中，
（3）氮气的化学性质氮气的化学性质_____，通常很难与其他物质发生化学反应。①还原性_________________
N2+O2 2NO
②氧化性a．N2与H2反应生成NH3，反应的化学方程式为_____________________。b．在点燃条件下与金属镁反应，化学方程式为___________________。
N2+3H2 2NH3
N2+3Mg Mg3N2
【情境·思考】氮气保护技术通常应用于珍贵文物的保存和保护，国内外不乏先例。美国的《独立宣言》就密封在氮气环境中；中国博物馆和中南海毛主席故居纪念馆也是应用氮气保护法；北京房山云居寺“99石经回藏”也是氮气保护的成功典范。
为什么氮气可以作为保护气？
提示：氮气性质稳定，常温下不与物质发生反应，故可作保护气。
2． 氮的固定（1）含义：将大气中_______的氮转化为___________的过程叫做氮的固定。（2）分类：
【巧判断】（1）氮的固定中氮元素一定被氧化。（ ）提示：×。人工固氮合成氨反应中氮元素被还原。
（2）雷雨天含氮物质发生的反应都属于氮的固定。（ ）提示：×。雷雨天只有反应N2+O2 2NO属于氮的固定。
二、NO和NO21．物理性质
2．化学性质（1）实验探究：
（2）结论：在一定条件下，NO与NO2可以相互转化，反应的化学方程式为①NO→NO2： ___________________；②NO2→NO： __________________________（工业制取硝酸）。
2NO+O2====2NO2
3NO2+H2O====2HNO3+NO
【微思考】（1）NO和NO2分别采用什么方法收集？说明原因。提示：常温下NO能与O2反应，只能用排水法收集；NO2能与水反应生成NO，故只能用排空气法收集。
（2）NO2转化为NO的变化中，NO2只能作氧化剂吗？提示：NO2与水反应转化为NO的同时生成HNO3，NO2既作氧化剂又作还原剂。
【情境·思考】某山谷经常电闪雷鸣、雷雨交加，但树木、灌木、草等植被非常茂密，但很少有人敢进入这个山谷。你能解释该山谷植被茂密的原因吗？
提示：雷雨天时在闪电的作用下，空气中氮气与氧气反应生成NO，然后发生NO→NO2→HNO3，HNO3随雨水进入土壤，为植被提供了丰富的氮肥。
知识点 氮的氧化物的性质及有关计算【重点释疑】1．NO和NO2性质的对比
2．氮的氧化物溶于水的计算（1）原理解答氮的氧化物溶于水的计算问题首先明确原理，无论是单一气体（NO2），还是NO、NO2、O2中的两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，不能是NO2。
（2）方法——加合式法①NO2和O2混合气体溶于水的计算由4NO2+O2+2H2O====4HNO3可知：
②NO与O2同时通入水中2NO+O2====2NO2、3NO2+H2O====2HNO3+NO总的化学方程式为4NO+3O2+2H2O====4HNO3可知：
③NO2、NO、O2三种混合气体通入水中：a．可先将NO和O2转化为NO2，再按上述各种情况分别处理。b．也可先将NO2和H2O反应转化为NO，再按4NO+3O2+2H2O ====4HNO3情况处理。
【知识拓展】氮的氧化物溶于水的计算的其他方法（1）原子守恒法4NO2+O2和4NO+3O2从组成上均相当于2N2O5的组成，都与N2O5+H2O====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。
（2）电子守恒法NO与O2的混合气体通入水中发生反应：2NO+O2====2NO2、3NO2+H2O====2HNO3+NO，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，NO→HNO3，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。
【思考·讨论】 （1）要使充满NO2和O2混合气体的试管倒扣水槽中，让水充满试管，必须按什么样的体积比混合？ 提示：由3NO2+H2O====2HNO3+NO和2NO+O2====2NO2得4NO2+O2+2H2O====4HNO3，即当NO2和O2的体积比为4∶1时可完全溶于水。
（2）将10 mL充满NO2和O2的混合气体的试管，倒置在水槽中，反应停止后试管内剩余2 mL的无色气体，则原混合气体中O2为多少毫升？
提示：①若剩余的是NO，由反应3NO2+H2O====2HNO3+NO，得NO2体积为2mL×3=6 mL。则原有O2体积为（10 mL-6 mL）× =0．8 mL。 ②若剩余的是O2，则有10 mL-2 mL=8 mL NO2和O2的混合气体按反应4NO2+O2+2H2O====4HNO3进行。所以NO2的体积为8 mL× =6.4 mL，O2体积为10 mL-6.4 mL=3.6 mL。
【案例示范】【典例1】下列对NO、NO2的描述，不正确的是（ ）A．NO2是红棕色气体，易溶于水，不是酸性氧化物B．NO可以用排水法收集，但不能由N2和O2直接化合而得到C．NO、NO2在一定条件下可相互转化，且二者都是引起光化学烟雾的大气污染物D．NO、NO2都有毒，且NO是汽车尾气的有害成分之一
【解题指南】解答本题应注意以下两点：（1） N2和O2直接化合得到NO，不能得到NO2。（2）NO与NO2均不是酸性氧化物。
【解析】选B。NO2是红棕色气体，易溶于水，与水发生反应：3NO2+H2O====2HNO3+NO，由于反应前后元素的化合价发生了变化，因此NO2不是酸性氧化物，A正确；NO不溶于水，可以用排水法收集，由于N2性质稳定，室温下不容易反应，但在放电时可由N2和O2直接化合而得到，B错误；NO与氧气发生反应会产生NO2；NO2溶于水反应产生硝酸和NO，因此二者
在一定条件下可相互转化，且二者都是引起光化学烟雾的大气污染物，C正确；NO、NO2都有毒，且在汽车发动时，在电火花作用下N2和O2化合产生NO，NO是汽车尾气的有害成分之一，D正确。
【易错提醒】（1）NO不能和碱反应，是不成盐化合物；NO2和碱反应化合价发生了变化，所以二者均不是酸性氧化物。（2）N2和O2反应，不管量和条件如何变化，均只能生成NO。
【典例2】（2019·郑州高一检测）将盛有1 ml NO和NO2混合气体的试管倒立于盛满水的水槽中，再通入0.4 ml O2，充分反应后，整个试管充满水。则原混合气体中NO与NO2体积比为（ ）A．1∶2 B．2∶5 C．3∶7 D．无法确定
【解题指南】解答本题应注意以下两点：（1）NO2与O2混合物完全溶于水的比值为4∶1。（2）NO与O2混合物完全溶于水的比值为4∶3。
【解析】选C。设1 ml NO和NO2的混合气体中有a ml NO和（1-a） ml NO2，根据4NO+3O2+2H2O====4HNO3和4NO2+O2+2H2O====4HNO3可得： 所以a=0.3，V（NO）∶V（NO2）=3∶7。
【母题追问】（1）1 ml NO和NO2混合气体的试管倒立于盛满水的水槽中剩余气体0.4 ml，则NO与NO2体积比为多少？
提示：1∶9。设n（NO2）=a ml 3NO2+H2O====2HNO3+NO 气体减少3 ml 1 ml 2 mla ml （1-0.4）mla=0.9故NO与NO2体积比为1∶9。
（2）1 ml NO和NO2混合气体中两者体积之比为1∶1，试管倒立于盛满水的水槽中，为使整个试管充满水，需通入多少 O2？
提示：0.5。通入的氧气的物质的量为 ×0.5 ml+ ml=0.5 ml。
【迁移·应用】1．科学家研究发现SARS病毒的全部基因组组分都可以在蝙蝠的粪便里找到，且SARS样冠状病毒基因内部多个位点频繁重组。
病毒学研究证实，一氧化氮对SARS病毒有直接抑制作用。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．一氧化氮可以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
【解析】选C。A项，NO是无色气体，NO2是红棕色气体；B项，NO与O2能直接发生化合反应2NO+O2====2NO2；C项，N2+O2 2NO；D项，NO不溶于水，可用排水法收集。
2．如图所示，室温下向盛有3.0 mL NO的试管中缓缓通入1.5 mL O2（所有气体体积均在标准状况下测定）。试回答下列问题：
（1）写出观察到的现象：①__________________________； ②__________________________； ③__________________________。 （2）最终试管中剩余的气体是________，体积为________。
【解析】通入的O2与NO发生反应生成NO2：2NO+O2====2NO2，所以看到有红棕色气体生成；生成的NO2溶于水：3NO2+H2O====2HNO3+NO。两个反应的总方程式为4NO+3O2+2H2O====4HNO3。气体被消耗，所以看到试管内液面上升；根据总反应方程式可以计算出，氧气全部反应，剩余NO的体积是1.0 mL，NO为无色气体，这是可观察到的第三个现象。
答案：（1）①通入O2后试管内气体变为红棕色 ②试管内液面升高 ③最后试管内剩余一种无色气体 （2）NO 1.0 mL
【补偿训练】 将盛有N2和NO2混合气体的试管倒立于水中，经过足够长的时间后，试管内气体的体积缩小为原来的一半，则原混合气体中N2和NO2的体积比是（ ）A．1∶1 B．1∶2 C．1∶3 D．3∶1
【解析】选C。将试管倒立于水中，只有NO2和H2O反应，生成的NO与不反应的N2为剩余气体。设原气体的体积为V，NO2的体积为x，根据差量法求解：3NO2+H2O====2HNO3+NO ΔV减3 1 2x
解得：x = V（N2）= V- 故
【素养提升】中国汽车销量增长幅度很大，同时也带来了空气污染。汽车尾气转化装置里，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示。
（1）汽车尾气的主要污染成分包括哪些？（2）由图分析写出汽车尾气转化装置里发生的反应？在反应中氮的氧化物分别表现什么性质？（3）由图可以推出NO和O2必须在催化剂表面才能反应吗？（4）汽车尾气的排放有哪些危害？
【解析】（1）汽油不完全燃烧生成CO，放电条件下氮气与氧气反应生成NO，部分NO与氧气反应生成NO2，故尾气的主要污染物为CO、NO2、NO等；（2）由过程图中进出的物质可知，发生的反应为2NO+O2====2NO2， 2NO2+4CO 4CO2+N2，第一个反应中NO表现还原性，第二个反应中NO2表现氧化性；（3）NO和O2在空气中就能迅速反应生成NO2；
（4）汽车尾气被人吸收造成伤害，排入大气会引起光化学烟雾、硝酸型酸雨等。
答案：（1）CO、NO2、NO等 （2）发生的反应为2NO+O2====2NO2，NO表现还原性；2NO2+4CO 4CO2+N2，NO2表现氧化性 （3）不对，NO和O2在空气中就能迅速反应生成NO2 （4）汽车尾气被人吸收造成伤害，排入大气会引起光化学烟雾、硝酸型酸雨等
【情境·思考】制冷剂为液态，在一定的温度下又可以变为气态，即能够在制冷系统的蒸发器内蒸发并从被冷却物体中吸取热量而汽化，然后在冷凝器内将热量传递给周围介质（水或空气）而变为液体的媒介物。制冷剂的种类很多，空调常用的制冷剂有氨、氟利昂等。氨是目前使用最为广泛的一种中压中温制冷剂。
氨作为制冷剂，是利用了它的什么性质？试分析它有什么缺点？提示：氨气易液化变为液体，且液氨变为气体时会吸收大量的热。缺点是有刺激性气味、有毒、可以燃烧和爆炸。
【微思考】若将NH3换为NO2，能否形成喷泉？若能形成，则实验后液体能否充满烧瓶？ 提示：能形成喷泉，但不能充满烧瓶。NO2易溶于水并与水发生反应：3NO2+H2O====2HNO3+NO，有NO气体产生，故用NO2与H2O做喷泉实验时，液体只能充满烧瓶容积的2/3。
氨的催化氧化是工业_______的基础。
【情境·思考】管道工人用浓氨水检验氯气管道是否漏气，如果管道某处漏气，会产生白烟，原理是什么？（已知2NH3+3Cl2====N2+6HCl）氨气遇浓硫酸也会产生白烟吗？
提示：若氯气管道漏气，发生反应：2NH3+3Cl2====N2+6HCl、NH3+HCl====NH4Cl，产生的白烟是固体NH4Cl；不挥发性酸，如H2SO4、H3PO4不能形成蒸气，遇氨气不会产生白烟。
二、铵盐1．用途与物理性质（1）用途：农业上常用作化肥，如硫酸铵、碳酸氢铵、硝酸铵等。（2）物理性质：
2．化学性质（1）铵盐的化学性质
【易错提醒】并不是所有的铵盐受热分解都产生氨气，如硝酸铵。
试管中有气泡产生，试纸变蓝
铵盐与强碱反应生成氨气
+OH- NH3↑+H2O
【情境·思考】有一位农民伯伯看到自己买的一袋碳酸氢铵化肥受潮了，就放在太阳下面晒，下午取的时候发现少了许多。请解释相关原因？
提示：在太阳光的照射下，碳酸氢铵受热分解生成NH3、CO2、水蒸气，故固体减少。
【巧判断】（1）向某溶液中加入稀NaOH溶液，湿润的红色石蕊试纸不变蓝，则原溶液中一定无 。（ ）提示：×。某溶液中加入稀NaOH溶液，即使生成NH3·H2O，没有加热，也不会放出氨气。
（2）NH4Cl受热分解，所以可用加热的方法分离NH4Cl和NaCl。（ ）提示：√。NH4Cl受热分解生成NH3和HCl脱离固体，到达温度低的部位两者再反应生成NH4Cl，达到分离NH4Cl和NaCl的目的。
（3）氨气的制备实验中可以采用碱石灰干燥氨气。（ ）提示：√。氨气溶于水溶液显碱性，不与碱石灰反应，故可用碱石灰干燥氨气。
知识点一 喷泉实验【重点释疑】 1．原理和装置（1）氨气喷泉实验
（2）实验成功的关键——“三要”①装置气密性——要好。②烧瓶和气体——要干。③烧瓶内的氨气——要满。
3．常见产生喷泉实验的组合
【思考·讨论】喷泉，指由地下喷射出地面的泉水，是一种将水或其他液体经过一定压力通过喷头喷洒出来具有特定形状的组合体。某同学组装了一套喷泉实验装置（如图所示）。
（1）如何操作才能引发该喷泉实验？提示：打开止水夹，用手（或热毛巾等）焐热烧瓶，氨气受热膨胀，使氨气通过导管与水接触，即产生喷泉。（或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶，使水进入烧瓶，烧瓶内氨气溶于水）
（2）某同学做课本中喷泉实验时，打开止水夹后将胶头滴管内的水挤入烧瓶内，可并未产生喷泉，试分析实验失误可能的原因是什么？ 提示：①装置气密性不好；②收集的NH3纯度较低；③烧瓶不干燥等。
【案例示范】【典例】（2019·岳阳高一检测）物质A是一种白色晶体，它与浓NaOH溶液共热，放出无色气体B，用圆底烧瓶收集干燥的气体B。按如图所示装置仪器，打开止水夹，挤压胶头滴管的胶头时，可以得到蓝色喷泉。向放出气体B的溶液中加入稀硝酸酸化，再加入硝酸银溶液，产生白色沉淀。
（1）A的化学式是____________。 （2）可用于除去B中水分的干燥剂是________。收集气体B的方法是_____________。 （3）溶液显蓝色的原因是____________（用化学用语表示）。 （4）取实验后烧瓶中的溶液加热，观察到的现象是_____________________。
【解题指南】解答本题需注意以下三点：（1）常见气体的溶解性及其水溶液的酸碱性。（2）形成喷泉的原理及引发喷泉的操作。（3）掌握氨水的碱性和不稳定性。
【解析】（1）由溶液变蓝可知溶液显碱性，B为NH3，由白色沉淀可知A中含有Cl-，所以A为NH4Cl。（2）NH3为碱性气体，只能用碱石灰或生石灰、KOH固体等不与氨气反应的干燥剂干燥。氨气的密度比空气小，应用向下排空气法收集。（3）氨水中NH3·H2O电离得到 、OH-故溶液显碱性。（4）氨水不稳定，在加热条件下NH3·H2O分解生成氨气和水，碱性逐渐减弱，溶液由蓝色又变为紫色。
答案：（1）NH4Cl（2）碱石灰（或答生石灰、KOH固体等任一种不与氨气反应的干燥剂） 向下排空气法（3）NH3·H2O +OH-（4）有刺激性气味气体产生，溶液由蓝色又变为紫色
【母题追问】（1）如何检验生成气体B的成分？提示：将湿润的红色石蕊试纸粘在玻璃棒的一端，靠近盛有气体B的烧瓶，若试纸变蓝，则B为氨气。（2）若烧瓶中气体B换为HCl，将会出现什么现象？提示：挤压胶头滴管的胶头时，可以得到红色喷泉。
【迁移·应用】1．（2019·石家庄高一检测） 如图的装置中，干燥烧瓶中盛有某种气体，烧杯和滴管内盛放某种溶液。挤压胶头滴管的胶头，下列与实验事实不相符的是（ ）
A．Cl2（饱和食盐水） 无色喷泉B．NH3（H2O含石蕊） 蓝色喷泉C．HCl（H2O含石蕊） 红色喷泉D．CO2（NaOH溶液） 无色喷泉
【解析】选A。Cl2在饱和食盐水中的溶解度很小，无法形成喷泉，A不正确；NH3、HCl极易溶于水，而使烧瓶内压强减小，从而形成喷泉；CO2与NaOH溶液发生反应也会使烧瓶内压强减小形成喷泉。
2．喷泉是一种常见的现象，其产生的原因是存在压强差。
（1）图Ⅰ为化学教学中常用的喷泉实验装置。在烧瓶中充满干燥气体，胶头滴管及烧杯中分别盛有液体。下列组合中不可能形成喷泉的是________。 A．SO2和H2O B．CO2和NaOH溶液C．NH3和H2O D．NO和H2O
（2）比较图Ⅰ和图Ⅱ两套装置，从产生喷泉的原理来分析，图Ⅰ是________上部烧瓶内气体压强；图Ⅱ是________下部锥形瓶内气体压强（填“增大”或“减小”）。
（3）某学生积极思考喷泉原理的应用，设计了如图Ⅲ所示的装置。①如果关闭活塞c，打开活塞a、b，再挤压胶头滴管，则可能出现的现象为________。 ②在①操作的基础上，打开活塞c，产生的现象是________。
【解析】（1）极易溶于水或气体与溶液易发生化学反应可形成图Ⅰ中喷泉，A、C利用气体的溶解性形成喷泉，B中发生化学反应形成喷泉，而D中NO不溶于水，不能形成喷泉；（2）图Ⅰ和图Ⅱ两套装置，均产生压强差，形成喷泉，图Ⅰ是减小上部烧瓶内气体压强，而图Ⅱ是增大下部锥形瓶内气体压强；
（3）①如果关闭活塞c，打开活塞a、b，再挤压胶头滴管，有氨气的瓶内气压减小，HCl与氨气结合生成氯化铵，则观察到HCl气体进入盛有NH3的烧瓶，产生大量的白烟；②在①操作的基础上，打开活塞c，瓶内气体减少，外压大于内压，形成喷泉，则现象为①②两烧瓶同时产生喷泉。
答案：（1）D（2）减小 增大（3）①HCl气体进入盛有NH3的集气瓶，产生大量的白烟②两烧瓶同时产生喷泉
【补偿训练】 1．“氨的喷泉实验”体现了氨的哪些性质（ ）①还原性 ②极易溶于水 ③有碱性物质生成 ④氧化性 ⑤氨易液化A．①③⑤ B．②③ C．②③④ D．①②④
【解析】选B。“氨的喷泉实验”产生的原因即氨气极易溶于水，酚酞溶液变红（或石蕊溶液变蓝）说明溶液显碱性；元素的化合价未变，故不体现还原性和氧化性；氨没有发生凝聚状态的变化，不体现其易液化的性质，故选B。
2．已知NH3和HCl都能用来做喷泉实验。若在同温同压下用两个相同容积的烧瓶各收集满NH3和HCl气体，用如图所示装置进行喷泉实验，则实验停止后，下列对两个烧瓶内溶液的分析正确的是（不考虑溶质的扩散）（ ）
A．溶质的物质的量浓度相同，溶质的质量分数不同B．溶质的质量分数相同，溶质的物质的量浓度不同C．溶质的物质的量浓度和溶质的质量分数都不同D．溶质的物质的量浓度和溶质的质量分数都相同
【解析】选A。同温同压下，体积相同的NH3和HCl的物质的量相等，质量不等，最终液体将充满烧瓶，即溶液的体积相等，故烧瓶内溶液中溶质的物质的量浓度相同，溶质的质量分数不同。
知识点二 氨气的实验室制法和 的检验【重点释疑】1．氨气的实验室制法（1）反应原理：2NH4Cl+Ca（OH）2 2NH3↑+CaCl2+2H2O
（3）氨气制备实验各部分装置的选择：
3． 的检验方法（1）原理：
【易错提醒】（1）收集装置和反应装置的试管和导管必须是干燥的。（2）发生装置的试管口略向下倾斜。（3）由于氨气的密度比空气小，因此收集氨气时，导管口应插入试管的底部。
（4）棉花团上蘸有稀硫酸，既防止空气对流又防止氨气逸出污染空气。（5）干燥NH3不能用P2O5、浓硫酸等酸性干燥剂，也不能用CaCl2干燥，原因是CaCl2与NH3反应生成CaCl2·8NH3。
【思考·讨论】 （1）实验室制取氨气时，碱不选用NaOH、KOH，其原因是什么？ 提示：消石灰不能用NaOH、KOH代替，原因是NaOH、KOH具有吸湿性，易结块，不利于产生氨气，在加热条件下还会腐蚀试管。
（2）某同学根据铵盐受热分解的性质，认为可以采用加热NH4Cl来制备氨气，你怎么看？提示：不行。NH4Cl分解得到NH3和HCl，两种气体在试管口遇冷反应又生成NH4Cl，得不到氨气。
【案例示范】 【典例】某学习兴趣小组探究氨气的制取实验：（1）甲同学拟用下列实验方法制备氨气，其中合理的是____。
A．将氯化铵固体加热分解B．将浓氨水滴入氢氧化钠固体中C．将氢氧化钠固体加入浓氨水中D．将氯化铵稀溶液滴入氢氧化钠固体中
（2）根据上述正确的原理，该同学欲用下列常见的实验室制气体装置制取氨气，适宜的装置是________。
（3）气体的性质是气体收集方法选择的主要依据，下列性质与收集方法无关的是________________。 ①密度 ②颜色 ③溶解性 ④热稳定性 ⑤与氧气反应
（4）下图是甲同学设计收集氨气的几种装置，其中可行的是_____________，集气的原理是___________。
【思维建模】解答有关气体制备问题的思维流程如下：
【解析】（1）加热氯化铵产生氯化氢和氨气，遇冷又转化为氯化铵固体，不能制取氨气；用浓氨水与氢氧化钠固体混合制氨气时，将氨水滴入氢氧化钠固体中更方便操作，而且节约氨水的用量；氨气极易溶于水，若用稀溶液制取，产量较少。
（2）由所给试剂看，不需要加热条件。（3）收集气体可采用排空气法（密度与空气有较大差别、气体不能被O2氧化等），也可采用排水法（不易溶于水），与其他性质无关。答案：（1）B （2）C （3）②④（4）d 利用氨气密度小于空气，采用短管进氨气， 长管出空气，即可收集氨气
【母题追问】（1）干燥氨气时可以使用什么装置？提示：干燥氨气时使用固体干燥剂，如碱石灰、氢氧化钠固体等，故仪器为干燥管或U形管。
（2）NH3是一种污染性气体，为避免污染空气，实验中多余的NH3应如何进行吸收处理？试画出相应装置图。 提示：NH3是有刺激性气味的气体，多余的NH3要吸收掉以避免污染空气。可采用在导管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球吸收等方法，但多余气体在尾气吸收时要防止倒吸。常采用的装置有：
【迁移·应用】1．（2019·珠海高一检测）关于实验室制取氨气的说法中正确的是（ ）A．虽然氨水受热分解可产生氨气，在实验室也不能用加热浓氨水的方法制得氨气B．通常可选择浓硫酸为干燥剂，除去氨气中的水蒸气
C．既可用向下排空气法收集NH3，又可用排水法收集NH3D．用碱石灰代替消石灰与NH4Cl固体加热制取NH3，可使反应速率加快
【解析】选D。实验室可用加热浓氨水的方法制得氨气，A错误；氨气与浓硫酸反应，故不能用浓硫酸干燥氨气，B错误；氨气极易溶于水，故不能用排水法收集NH3，C错误。
2．（2019·菏泽高一检测）实验室常见的几种气体发生装置如图A、B、C所示：
（1）实验室用B装置制取氨气，通常使用的药品是________。 （2）某研究性学习小组对实验室制取NH3进行了如下设计：①甲同学拟用浓氨水和固体NaOH制取NH3，并用图C装置作为NH3的发生装置。固体NaOH的作用为____。
②乙同学建议，将实验室制取氨气装置B的收集装置由大试管改为集气瓶且瓶口向上来收集氨气，并确定不污染环境，请根据其设想回答：若用排空气法收集NH3，请在图D的方框内画出其气体收集装置和尾气吸收装置，标出所用的试剂（自选）名称。若用排液取气法收集NH3，可选用的试剂是________（填序号）。 A．H2O B．浓硫酸 C．CCl4 D．饱和食盐水
【解析】（1）利用装置B的特点，需要加热来制取氨气，则可选用NH4Cl和Ca（OH）2固体；（2）①加入NaOH使浓氨水中c（OH-）增大，促进NH3逸出，且NaOH固体溶解放热，降低NH3的溶解度，NH3逸出；②氨气的密度比空气小，所以应该用向下排空气法收集，故瓶口向上来收集时应短进长出，还应注意尾气吸收，氨气易溶于水、浓硫酸、饱和食盐水，故用排液法收集氨气只能选择CCl4。
答案：（1）NH4Cl和Ca（OH）2固体 （2）①加入NaOH使浓氨水中c（OH-）增大，促进NH3逸出，NaOH固体溶解放热，使NH3的溶解度降低，NH3逸出②C
【补偿训练】 1．下列制备氨水的实验装置中最合理的是（ ）
【解析】选B。制备氨水不需要干燥氨气，A、C选项错误；D选项，不能防止倒吸，错误。
2．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
【解析】选B。本题通过NH3的制取实验，意在考查学生实验分析、实验评价能力。①装置在管口处又生成NH4Cl，无法制得NH3，A项错误；选用装置③，使用浓氨水与CaO或NaOH作用，可制取NH3，B项正确；②作为NH3的吸收装置，漏斗插入水中，不能防止倒吸，C项错误；利用④收集NH3时，收集气体不纯，D项错误。
【素养提升】 氮肥，是指以氮为主要成分，施于土壤可提供植物氮元素的肥料。氮肥是世界化肥生产和使用量最大的肥料品种；适宜的氮肥用量对于提高作物产量、改善农产品质量有重要作用。氮肥按含氮基团可分为铵态氮肥、硝态氮肥、硝铵态氮肥、氰氨态氮肥等。
（1）农用氨水的浓度一般控制在含氮量15%～18%的范围内。氨水的施用原则是“一不离土，二不离水”。不离土就是要深施覆土；不离水就是加水稀释以降低浓度、减少挥发，或结合灌溉施用。农用氨水的使用体现了氨水的哪些性质？
（2）硫酸铵、氯化铵、碳酸氢铵是常见的铵态氮肥。碳酸氢铵简称碳铵。它由氨水吸收二氧化碳制成，产品是白色细粒结晶，含氮17%左右，有强烈氨臭味。使用碳酸氢铵时一定要避免太阳光照射，避免高温。其中的原理是什么？写出制备碳酸氢铵的化学方程式。
（3）化学氮肥生产的主要原料是合成氨，生产合成氨的哈伯法在德国首先实现工业化，成为氮肥工业的基础，反应的化学方程式是什么？实验室制备氨气的原理是什么？
【解析】（1）氨水易挥发，浓度越大挥发性越强；深施覆土、加水稀释以降低浓度都是为了减少挥发。（2）碳酸氢铵受热易分解，故一定要避免太阳光照射，避免高温。（3）考查对反应方程式的识记。
答案：（1）氨水的易挥发性 （2）避免碳酸氢铵分解NH3·H2O+CO2====NH4HCO3（3）N2+3H2 2NH32NH4Cl+Ca（OH）2 2NH3↑+CaCl2+2H2O
第3课时 硝酸 酸雨及防治
一、硝酸的性质1．物理性质
2．化学性质（1）酸性：在水中的电离方程式为_______________。（2）不稳定性：浓硝酸见光或受热会发生分解，化学方程式为___________________________________。
HNO3====H++
4HNO3（浓） 4NO2↑+O2↑+2H2O
【微思考】根据浓硝酸的性质分析浓硝酸应该如何保存？提示：浓硝酸见光或受热易分解，故浓硝酸应保存在棕色试剂瓶中，并放置在阴凉处。
（3）强氧化性：①实验探究：
【巧判断】（1）硝酸的浓度越大，其氧化性越强。（ ）提示：√。由铜与浓、稀硝酸反应的剧烈程度可知，硝酸的浓度越大氧化性越强。（2）铜与浓硝酸反应只能生成二氧化氮气体。（ ）提示：×。铜与浓硝酸反应开始生成NO2气体，但随硝酸浓度减小，会生成NO气体。
（3）在铜与硝酸的反应中硝酸只表现氧化性。（ ）提示：×。铜与硝酸反应中有NO2（或NO）生成，又有硝酸铜生成，硝酸既表现氧化性又表现酸性。
写出下列有关反应的化学方程式：a．与金属反应：稀硝酸与铜反应：______________________________________________。浓硝酸与铜反应：____________________________________________。
3Cu+8HNO3（稀）====3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O
Cu+4HNO3（浓）====Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O
b．与非金属反应：浓硝酸与红热的C（被氧化为CO2）的反应为___________________________________________。
C+4HNO3（浓） CO2↑+4NO2↑+2H2O
【情境·思考】某同学在实验室取出一瓶浓硝酸，发现溶液显黄色，与教材中关于硝酸的描述出现偏差。
（1）你能帮助该同学解释一下原因吗？ 提示：浓硝酸不稳定，见光或受热会分解生成NO2，NO2溶于浓硝酸使溶液显黄色。
（2）你能帮助该同学去除硝酸的黄色吗？提示：向浓硝酸中通入氧气（或空气），发生反应4NO2+O2+2H2O====4HNO3，消除黄色。
【情境·思考】 《本草纲目拾遗》记载：（硝酸）西洋人所造，性最猛，能蚀五金。王怡堂先生云：其水至强，五金八石皆能穿滴，惟玻璃可盛。
上述描述体现了硝酸的哪些性质呢？提示：酸性。
3．硝酸的用途与工业制法（1）用途：
（2）工业制法：①工业流程：
②写出有关化学方程式：N2→NH3： ________________________。NH3→NO： __________________________。NO→NO2： ___________________。NO2→HNO3： ________________________。
N2+3H2 2NH3
4NH3+5O2 4NO+6H2O
二、酸雨及防治1．SO2与NO2的主要来源、危害和防治
2．酸雨（1）概念：pH<____的降水。正常雨水由于溶解了CO2，其pH约为5.6。（2）成因：主要是大气中的___与___溶于水形成的。
（3）危害：①直接损伤农作物、破坏森林和草原，使土壤、湖泊酸化。②加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具和电缆的腐蚀。
知识点一 硝酸的强氧化性【重点释疑】1．规律（1）硝酸的浓度越大，反应温度越高，其氧化性越强。（2）浓硝酸的还原产物是NO2，稀硝酸的还原产物是NO。（3）还原剂一般被氧化为最高价态。
2．表现（1）硝酸与金属的反应①除Au、Pt等少数金属外，硝酸几乎可以氧化所有的金属，如3Ag+4HNO3（稀）====3AgNO3+NO↑+2H2O；
②活泼金属与硝酸反应不生成H2，硝酸的浓度不同，还原产物不同；
③常温下浓硝酸能使Fe、Al钝化，加热时反应。（2）硝酸与非金属的反应①反应规律：非金属单质+浓硝酸→最高价氧化物或其含氧酸+NO2↑+H2O；②实例：C+4HNO3（浓） CO2↑+4NO2↑+2H2O。
（3）硝酸与还原性化合物的反应硝酸的强氧化性还表现在可以氧化具有还原性的化合物或离子，如HI、HBr、SO2、Fe2+、FeO、Br-、I-、S2-、 等均能被HNO3氧化。
【思考·讨论】 （1）少量的Fe与足量稀硝酸反应，Fe被氧化为+2价还是+3价？过量的Fe与稀硝酸反应呢？
提示：硝酸的氧化性较强，可将Fe氧化为Fe3+，故少量的Fe与足量稀硝酸反应，Fe被氧化为+3价；由于Fe可与Fe3+生成Fe2+，故过量的Fe与稀硝酸反应得到+2价铁。
（2）铜投入稀硫酸中不会溶解，再向溶液中投入KNO3固体，铜会不会溶解？为什么？提示：会溶解。由离子方程式8H++2 +3Cu====3Cu2++2NO↑+4H2O可知，只要溶液中同时有H+和 ，铜就会发生反应而溶解。
【案例示范】 【典例】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设计了实验方案。（1）甲同学设计如图实验（实验过程中活塞2为打开状态）。
①组装好装置检验气密性后，如何加入稀硝酸？___________________________。②如何控制反应的进行？如何加快反应速率？___________________________。③如何操作验证产生的气体为NO？___________________________。
（2）乙同学设计了如图所示装置（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。
①设计装置A的目的是________________________。②装置E和F的作用是________________________。为实现此作用，操作是__________________________。③装置D的作用是__________________________。
【解析】（1）①打开活塞1使左右大气相通，加入硝酸时，液面才能达到液面a处；②关闭或开启活塞1能控制U形管内产生气体的压强，当关闭活塞1，左侧压强大时能使铜和稀硝酸分离从而停止反应；加热可加快反应速率；③一氧化氮是无色气体，如果证明反应产生的气体是一氧化氮，需要将活塞1打开，将气体放入分液漏斗
中，气体在分液漏斗中变为红棕色，则证明反应所产生的气体是一氧化氮。
（2）①装置中含有氧气，对NO的检验有干扰，A产生的CO2可以排除装置中的空气；②将注射器F中的空气推入E中，若气体变为红棕色则说明生成了NO；③氮的氧化物是大气污染物，可以被氢氧化钠溶液吸收，干燥管可以防止倒吸。
答案：（1）①打开活塞1，加入稀硝酸至液面a处②通过关闭或开启活塞1可以控制反应的进行；在装置左侧稍加热可以加快稀硝酸与铜的反应速率③反应开始后，胶塞下方有无色气体生成，打开活塞1，漏斗中有红棕色气体，证明该气体为NO
（2）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验证NO的生成 将注射器F中的空气推入E中，若气体变为红棕色则说明生成了NO ③吸收多余的氮氧化物，防止污染空气，防止倒吸
【迁移·应用】 下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论不正确的是（ ）
A．由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定是混合气体B．红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应C．由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物D．③的气体产物中检测出CO2，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应
【解析】选D。A．①中的碎玻璃不与浓硝酸反应，但仍有红棕色气体产生，说明浓硝酸受热分解产生了二氧化氮和氧气，A正确；B．通过A分析可知，浓硝酸受热可以分解产生二氧化氮和氧气，所以②中红棕色气体可能来源于硝酸分解，即不能表明②中木炭与浓硝酸发生反应，B正确；C．实验③中木炭没有与浓硝酸接触，
浓硝酸没有被加热，生成的红棕色气体二氧化氮只能是挥发出的硝酸蒸气与红热木炭反应或是挥发出的硝酸受热分解，从生成的二氧化氮看，都是来源于HNO3中+5价氮元素，所以红棕色气体是还原产物，C正确；D．由于空气中含有氧气，因此红热的木炭可能与氧气反应产生了CO2，且③中木炭和浓硝酸并没有接触，因此不能说明木炭一定与浓硝酸发生了反应，D错误。
【补偿训练】 （2019·浏阳高一检测）下列反应中硝酸既能表现出酸性又表现出氧化性的是（ ）A．使石蕊试液变红B．与铜反应放出NO气体，生成Cu（NO3）2C．与Na2CO3反应放出CO2气体，生成NaNO3D．与S单质混合共热时生成H2SO4和NO2
【解析】选B。在上述反应A、C项中HNO3均表现出酸性。在B、D项中HNO3中氮元素的化合价均降低，表现出氧化性，并且在B项中又有Cu（NO3）2和水生成，说明此反应中HNO3还表现出酸性。
【素养提升】某同学通过查阅资料了解到：硝酸铜[Cu（NO3）2]的无水物和水合物都是蓝色晶体，但性质有很大不同。亮蓝色的无水硝酸铜是易挥发的固体，在真空中升华。
请思考由铜粉制备硝酸铜有哪些途径？并评价哪种途径更优？
提示：途径一：3Cu+8HNO3（稀）====3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O。途径二：Cu+4HNO3（浓）====Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O。途径三：2Cu+O2 2CuO，CuO+2HNO3====Cu（NO3）2+H2O。途径三更优。原因是制备等量的Cu（NO3）2消耗的硝酸最少且无污染性气体产生。
知识点二 硝酸与金属反应的有关计算【重点释疑】1．硝酸与金属反应的规律硝酸与金属单质反应时一部分被还原，一部分生成硝酸盐，故硝酸既表现了酸性又表现了氧化性，但硝酸与金属反应一般不生成H2。
（1）硝酸与铜的反应：在反应中硝酸的作用可用如图表示：
可以看出，随HNO3浓度的降低，还原产物会由NO2变为NO。①由氮原子守恒可知，无论是NO2还是NO，被还原的硝酸与被还原生成气体的物质的量总是相等的；②未被还原的 与Cu2+构成Cu（NO3）2， 的物质的量为Cu2+物质的量的2倍；
③运用电子守恒、原子守恒，便可顺利求解参加反应的Cu、HNO3以及产物NO2、NO之间量的关系。
（2）稀硝酸与铁的反应：Fe+4HNO3（稀）====Fe（NO3）3+NO↑+2H2O ①3Fe（过量）+8HNO3（稀）====3Fe（NO3）2+2NO↑+4H2O ②反应物的量与生成物的关系如图所示：
上述反应首先发生反应①，若Fe剩余再发生反应③Fe+2Fe（NO3）3====3Fe（NO3）2，合并①③即可得反应②。所以，无论反应①还是反应②，被还原的HNO3皆占参与反应的HNO3的 。
2．金属与硝酸反应常用的计算方法（1）原子守恒法：HNO3与金属反应时，反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量等于显酸性的HNO3（以硝酸盐的 形式存在于溶液中）的物质的量与显氧化性的HNO3（以NOx的形式存在）的物质的量之和。
（2）电子守恒法：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：HNO3过量时反应后溶液中（不考虑OH-）有：c（ ）=c（H+）+n×c（Mn+）（Mn+代表金属离子）。
【思考·讨论】 （1）铜与足量稀硝酸反应时，表现酸性的HNO3与作氧化剂的HNO3物质的量之比是多少？
提示：Cu与稀硝酸反应：3Cu+8HNO3====3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O。当有8 ml HNO3参加反应时，有2 ml HNO3表现氧化性，6 ml HNO3表现酸性，故表现酸性的HNO3与作氧化剂的HNO3物质的量之比为3∶1。
（2）m g Cu与足量的一定浓度的硝酸充分反应，生成V L NO、NO2混合气体（标准状况下），则参加反应的HNO3的物质的量是多少？
提示：被还原的硝酸无论生成NO还是NO2，均有氮原子与被还原HNO3的物质的量相等；未被还原（起酸性作用）的硝酸等于Cu（NO3）2物质的量的2倍，故参加反应的硝酸的物质的量为（ ） ml。
【案例示范】 【典例】（2019·三明高一检测）在标准状况下将1．92 g铜粉投入一定量浓硝酸中，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，则混合气体中NO的体积为（ ）A．112 mL B．1 008 mL C．224 mL D．448 mL
【思维建模】解答有关金属与硝酸反应问题的思维流程如下：
【解析】选A。混合气体的总物质的量为1.12 L÷22.4 L·ml-1=0.05 ml，1.92 g铜粉的物质的量为0.03 ml。设NO的物质的量为n1 ml，则NO2的物质的量为（0.05-n1） ml，根据得失电子守恒得3n1+（0.05-n1）×1=0.03×2，解得n1=0.005，V（NO）=0.005 ml×22.4 L·ml-1=0.112 L=112 mL。
【母题追问】（1）上题参加反应的硝酸的物质的量是多少？提示：0.11 ml。由氮原子守恒知参加反应的硝酸的物质的量n（HNO3）=2n[Cu（NO3）2]+n（NOx） =2n（Cu）+n（NOx） =0.03 ml×2+0.05 ml=0.11 ml。
（2）上题反应中起酸性作用与作氧化剂的硝酸的物质的量之比是多少？提示：6∶5。起酸性作用与作氧化剂的硝酸的物质的量之比= 2n[Cu（NO3）2]∶n（NOx） =（0.03×2）ml∶0.05 ml=6∶5。
【规律方法】解答有关金属与硝酸反应的思维流程
【迁移·应用】 （2019·汉中高一检测）9.7 g Cu和Zn的合金与足量的稀硝酸反应，还原产物只有NO气体，其体积在标准状况下为2.24 L。将溶液稀释为1 L，测得溶液的c（H+）=0.1 ml·L-1，此时溶液中 的浓度为（ ）
A．0.3 ml·L-1B．0.4 ml·L-1C．0.2 ml·L-1D．0.6 ml·L-1
【解析】选B。n（NO）=0.1 ml，转移电子的物质的量为0.1 ml×3=0.3 ml，n（Cu）+n（Zn）=0.3 ml÷2=0.15 ml，n[Cu（NO3）2]+n[Zn（NO3）2]= 0.15 ml，其中所含n（ ）=0.3 ml，溶液中c（HNO3）=c（H+）=0.1 ml·L-1，其中含n（ ）=0.1 ml，溶液中 的总浓度为0.4 ml·L-1。
【补偿训练】1．锌与很稀的硝酸反应生成硝酸锌、硝酸铵和水，当生成1 ml硝酸锌时，被还原的硝酸的物质的量为（ ）A． 2 ml B． 1 ml C． 0.5 ml D． 0.25 ml
【解析】选D。反应的方程式可以表达为4Zn+10HNO3（稀）====4Zn（NO3）2 +NH4NO3+3H2O，所以被还原的硝酸就是被还原成 的那部分，所以生成1 ml的硝酸锌，相对应的生成硝酸铵物质的量就是0.25 ml，所以硝酸被还原的部分就是0.25 ml。
2．一定量的Cu和1 ml·L-1的稀硝酸反应，如果 的浓度下降0.2 ml·L-1，则溶液中c（H+）同时下降（假定反应前后溶液体积不变）（ ）A．0.2 ml·L-1B．0.4 ml·L-1C．0.6 ml·L-1D．0.8 ml·L-1
【解析】选D。由Cu与稀硝酸反应的离子方程式为3Cu+ 8H++2 ====3Cu2++2NO↑+4H2O可知，当 浓度下降0.2 ml·L-1时，c（H+）下降0.8 ml·L-1。
3．1 L稀硝酸和稀硫酸的混合液，其物质的量浓度分别为0.1 ml·L-1和0.4 ml·L-1。若向该混合液中加入足量的铜粉，则最多能溶解铜粉的质量为（ ）A．2.4 gB．3.2 gC．6.4 gD．9.6 g
【解析】选D。据反应原理写出反应的离子方程式为3Cu+2 + 8H+====3Cu2++2NO↑+4H2O0.1 ml 0.9 ml根据n（ ）计算溶解铜粉的质量：m（Cu）= =9.6 g。
相关课件
高中化学人教版 (2019)必修 第二册第二节 氮及其化合物图文ppt课件： 这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第二册<a href="/hx/tb_c4000034_t3/?tag_id=26" target="_blank">第二节 氮及其化合物图文ppt课件</a>，共1页。
高中化学人教版 (2019)必修 第二册第二节 氮及其化合物试讲课ppt课件： 这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第二册第二节 氮及其化合物试讲课ppt课件，文件包含人教版2019化学必修第二册同步课堂--第五章第二节氮及其化合物第2课时pptx、第2节铵盐及铵根离子检验分层作业教师版docx、第2节铵盐及铵根离子检验分层作业学生版docx等3份课件配套教学资源，其中PPT共37页， 欢迎下载使用。
高中化学人教版 (2019)必修 第二册第二节 氮及其化合物评优课作业课件ppt： 这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第二册第二节 氮及其化合物评优课作业课件ppt，文件包含人教版2019化学必修第二册同步课堂--第五章第二节氮及其化合物第一课时氮气及其氧化物课件pptx、第一节氮与含氮氧化物分层作业教师版docx、第一节氮与含氮氧化物分层作业学生版docx等3份课件配套教学资源，其中PPT共37页， 欢迎下载使用。
