苏教版 (2019)必修 第二册第二单元 重要的含氮化工原料第2课时学案及答案

这是一份苏教版 (2019)必修 第二册第二单元 重要的含氮化工原料第2课时学案及答案，共1页。学案主要包含了硝酸的性质及应用，氮及其化合物的转化等内容，欢迎下载使用。
第2课时　硝酸
一、硝酸的性质及应用
[核心素养发展目标]　1.能从物质类别、氮元素的价态的角度预测分析硝酸的性质，促进“证据推理与模型认知”化学核心素养的发展。2.了解硝酸对人类发展的贡献。
1．硝酸的物理性质
颜色
状态
气味
密度
特性
无色
液体
刺激性气味
ρ(HNO3)>ρ(H2O)
易挥发

2.硝酸的化学性质
(1)酸的通性
写出下列反应的离子方程式：
①硝酸和氢氧化钠反应：H＋＋OH－===H2O。
②硝酸和氧化钠反应：2H＋＋Na2O===2Na＋＋H2O。
③硝酸和碳酸钙反应：2H＋＋CaCO3===Ca2＋＋CO2↑＋H2O。
(2)不稳定性：见光或受热易分解，化学方程式为4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O。
长期存放的浓硝酸呈黄色是因为其分解生成的NO2溶于硝酸中，实验室常将浓硝酸保存在棕色试剂瓶中，并密封贮存在低温、避光处。
(3)强氧化性
①和金属(Cu)反应的实验探究
实验
操作

a.将铜片置于具支试管的底部，用分液漏斗向试管内加入2 mL浓硝酸，将产生的气体通入倒置于水槽里充满水的集气瓶中
b.在上述装置中，用分液漏斗向试管内加5 mL水，稀释硝酸，继续收集产生的气体
实验
现象
a.浓硝酸反应比较剧烈，铜片逐渐溶解，产生红棕色气体，溶液逐渐变深蓝色；集气瓶中充满体积的无色气体
b.稀硝酸反应比较缓慢，铜片逐渐溶解，产生无色气体，溶液逐渐变蓝色，集气瓶中充满了无色气体
实验
结论
硝酸无论浓、稀都有强氧化性，而且浓度越大，氧化性越强

写出上述反应的化学方程式：
Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，
3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。
②与Fe、Al反应
常温下，浓硝酸可使铁、铝表面形成致密的氧化膜而钝化，保护内部金属不再与酸反应，所以可以用铁质容器或铝质容器盛放浓硝酸。加热时，铁、铝可以与浓硝酸反应。
③与非金属反应
写出碳与浓硝酸在加热时反应的化学方程式：C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。
3．应用
硝酸是一种重要的化工原料，常用来制造氮肥、燃料、塑料、炸药、硝酸盐等。硝酸在实验室里是一种重要的化学试剂。

1．将稀硝酸和浓硝酸分别作用于紫色石蕊溶液，现象是否相同？为什么？
提示　不相同，稀硝酸使紫色石蕊溶液只变红不褪色，浓硝酸比稀硝酸氧化性更强，使紫色石蕊溶液先变红后褪色。
2．某溶液中可能含有下列离子：(1)H＋、Fe2＋、Cl－、NO；(2)Na＋、OH－、NO、S2－；(3)H＋、NO、I－、SO。上述离子能否大量共存？说明原因。
提示　(1)(3)组离子不能大量共存，因为酸性条件下，NO具有强氧化性，可以氧化Fe2＋、I－。(2)组离子能大量共存，碱性条件下，NO没有强氧化性，4种离子间无反应。

1．正误判断
(1)硝酸的浓度越大，其氧化性越强(　　)
(2)稀硝酸可溶解Fe(OH)2生成Fe(NO3)2和水(　　)
(3)碳、铜与浓硝酸反应时，浓硝酸只表现强氧化性(　　)
(4)过量的铜和一定量浓硝酸反应，生成的气体只有二氧化氮(　　)
(5)常温下，将铝片放入浓硝酸，无明显现象，是因为铝和浓硝酸不反应(　　)
(6)实验室可以用铜和稀硝酸制备少量的NO气体(　　)
(7)浓硝酸氧化性很强，常温下就可以和碳发生反应(　　)
答案　(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)√　(7)×
2．下列对于硝酸的认识不正确的是(　　)
A．浓硝酸和稀硝酸都具有氧化性
B．铜与硝酸的反应属于置换反应
C．金属与硝酸反应一定不产生氢气
D．可用铁质或铝质容器盛装浓硝酸
答案　B
解析　铜与硝酸反应生成Cu(NO3)2、氮氧化物和H2O，不属于置换反应。
3．某研究小组为了探究硝酸的性质，进行如下实验操作。
(1)从试剂柜中取一瓶浓硝酸，发现其保存在________色试剂瓶中，取少量浓硝酸于试管中，发现其溶液呈“黄色”，其原因是__________________________________(用化学方程式和适当文字描述)。该研究小组尝试将显“黄色”的浓硝酸恢复到原本的无色。下列措施合理的是________(填字母)。
a．向浓硝酸中加水
b．向浓硝酸中通入适量空气
c．加热浓硝酸
d．向浓硝酸中加入适量的NaOH固体
(2)向浓硝酸中加入稍过量铜片，该小组同学发现，生成的气体开始呈红棕色后逐渐变浅，最终气体变为无色，试写出上述反应的化学方程式：______________________________，在上述反应中，硝酸体现的性质为____________________________。
(3)当实验完毕，该小组同学向试管中滴入少量稀H2SO4，发现铜片又逐渐溶解，产生无色气体，试写出上述的离子方程式：________________________________________。
(4)该小组同学向浓硝酸中加入少量碳粉，无明显现象，缓慢加热，发现碳粉逐渐溶解，产生红棕色气体，试写出上述反应的化学方程式：__________________________，在该反应中硝酸体现的性质为____________________。
答案　(1)棕　浓硝酸不稳定，见光或受热易分解，　4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O，NO2溶于浓HNO3使溶液呈黄色　b
(2)Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O、3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O　氧化性和酸性
(3)3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
(4)C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O　氧化性

(1)硝酸与金属反应不能生成氢气。硝酸浓度不同，其还原产物不同，一般情况下，浓硝酸被还原为NO2，稀硝酸被还原为NO。
(2)硝酸能与大多数金属(金、铂等除外)反应，将金属氧化为高价态金属的硝酸盐。但在常温下，浓硝酸能使铁、铝钝化。
(3)热的浓硝酸可将非金属单质(碳、硫、磷等)氧化为最高价氧化物或最高价含氧酸。,(4)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SO2、FeO、Fe2＋、Br－、I－、S2－、SO等均能被硝酸氧化。
二、氮及其化合物的转化


1．N2→NH3→NH4Cl(aq)，物质间转化能否实现？
提示　能。
2．NH3的转化过程如图所示。

若工业生产中氨气仅按Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ的顺序完全转化为硝酸，现有标准状况下224 L氨气，生成NH4NO3的质量是多少？
提示　400 g。224 L氨气是10 mol，根据氮元素守恒，生成NH4NO3是5 mol，NH4NO3的质量是5 mol×80 g·mol－1＝400 g。

1．已知X、Y、Z、W(含同一元素)有如下所示转化关系：XYZW，且X能与W发生反应生成一种易溶于水的盐，则X可能是(　　)
A．N2 B．NO2 C．NH3 D．NO
答案　C
解析　N2NONO2HNO3，N2和HNO3无法反应；NO、NO2不能连续被氧化；NH3NONO2―→HNO3，NH3和HNO3发生反应生成NH4NO3。
2．如图所示为A、B、C、D、E五种含氮物质相互转化的关系图，其中A、B、C、D常温下都是气体，B为红棕色，写出A、B、C、D、E的化学式和各步反应的化学方程式。

(1)各物质的化学式为A.________；B.________；C.________；D.________；E.________。
(2)各步反应的化学方程式为
A―→C：___________________________________________________________________；
D―→C：___________________________________________________________________；
B―→E：___________________________________________________________________；
E―→C：___________________________________________________________________。
答案　(1)N2　NO2　NO　NH3　HNO3　(2)N2＋O22NO　4NH3＋5O24NO＋6H2O　3NO2＋H2O===2HNO3＋NO　3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
解析　B为红棕色气体，是NO2，逆推C是NO，因此E是硝酸，A是N2，D是NH3。

1．(2020·江苏宿迁高一期末)下列有关浓硝酸的说法不正确的是(　　)
A．实验室常用浓硝酸与金属锌反应制备氢气
B．常温下浓硝酸能使金属铝钝化
C．浓硝酸不稳定，见光易分解，需要避光保存
D．浓硝酸易挥发，打开瓶塞，瓶口有白雾产生
答案　A
解析　浓硝酸的氧化性很强，它跟金属发生反应，一般不生成氢气而生成二氧化氮，所以实验室中不能用浓硝酸与金属锌反应制备氢气，A项错误；在常温下铁、铝遇浓硝酸会被氧化，在表面产生一层致密的氧化物薄膜，对内层的金属起到了保护作用，B项正确；浓硝酸不稳定，见光容易分解：4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O，所以应避光保存，C项正确；浓硝酸易挥发，打开瓶塞，瓶口有白雾产生，D项正确。
2.为证明稀硝酸与铜反应产物中气体为NO，设计如图实验(实验过程中活塞2为打开状态)，下列说法不正确的是(　　)

A．关闭活塞1，加入稀硝酸至液面a处
B．在装置左侧稍加热可以加快稀硝酸与铜的反应速率
C．通过关闭或开启活塞1可以控制反应的进行
D．反应开始后，胶塞下方有无色气体生成，但不能证明该气体为NO
答案　A
解析　关闭活塞1，将无法加液体到液面a处，A错误；加热可以加快稀硝酸与铜的反应速率，B正确；关闭活塞1，生成的NO把稀硝酸压向右边，使铜丝与稀硝酸分离，C正确；想证明该气体为NO，必须使NO与O2接触，生成红棕色的NO2，D正确。
3．(2020·绍兴高一期中)0.5 mol铜和含1.0 mol HNO3的浓硝酸，充分反应后，生成NO2的量为(　　)
A．0.2 mol B．0.5 mol　C．小于0.5 mol　D．大于0.5 mol
答案　C
4．(2020·兰州联片办学高一上学期期末)下列关于浓硝酸和浓硫酸的叙述正确的是(　　)
A．常温下都不可用铝质容器贮存
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　常温下，铝遇两种浓酸均发生钝化，所以可用铝质容器贮存，A项错误；浓硫酸具有吸水性，溶液质量增加，硝酸易挥发，质量减小，B项错误；铜与浓硫酸反应需要加热，而与浓硝酸不需加热即可反应，C项错误；放置在空气中，浓硝酸挥发，导致溶质减小，最终浓度会降低；浓硫酸吸水，导致浓度也会降低，D项正确。
5．实验室中常用铜和稀硝酸反应制取一氧化氮：
(1)该反应的化学方程式是____________________________________________________。
(2)反应中被还原的元素是______(填名称，下同)，氧化产物是______。
(3)氧化剂与还原剂的物质的量之比是________，硝酸所表现的性质是______________。
答案　(1)3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O　(2)氮元素　硝酸铜　(3)2∶3　强氧化性和酸性
解析　铜与稀硝酸反应的化学方程式：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，该反应中氮元素的化合价从＋5价降为＋2价，氮元素被还原，硝酸是氧化剂；铜元素的化合价从0价升高为＋2价，铜为还原剂，氧化产物是硝酸铜；3 mol铜失去的电子数与2 mol硝酸得到的电子数相同，氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3，此反应中硝酸既表现其强氧化性，又表现其酸性。


题组一　硝酸的性质
1．(2020·青岛高一月考)下列关于硝酸的叙述正确的是(　　)
A．NO2溶于水生成硝酸，所以NO2是酸性氧化物
B．硝酸可与活泼金属反应生成盐和氢气
C．浓硝酸显黄色是因为溶有NO2
D．硝酸与木炭的反应既表现出氧化性又表现出酸性
答案　C
解析　NO2溶于水生成硝酸，同时还生成了NO，所以NO2不是酸性氧化物，A项错误；硝酸可与活泼金属反应生成盐、水和氮氧化物，得不到氢气，B项错误；浓硝酸显黄色是因为浓硝酸分解生成的NO2溶解在浓硝酸中，C项正确；硝酸与木炭反应，生成物中没有硝酸盐，硝酸只表现出氧化性，D项错误。
2．(2020·山东师大附中检测)下列关于硝酸的说法正确的是(　　)
A．硝酸与金属反应时，主要是＋5价的氮元素得电子
B．浓硝酸与浓盐酸按3∶1的体积比所得的混合物叫王水
C．硝酸电离出的H＋，能被Zn、Fe等金属还原成H2
D．常温下，向浓硝酸中投入铁片，会产生大量的红棕色气体
答案　A
解析　硝酸是一种强氧化性的酸，它的氧化性主要是由＋5价的氮元素表现出来的；王水中浓盐酸与浓硝酸的体积比是3∶1；硝酸是强氧化性酸，和金属反应，一般不产生H2；常温下浓硝酸能使Fe钝化，不会产生大量的红棕色气体。
3．下列反应中硝酸既能表现出酸性又表现出氧化性的是(　　)
A．能使紫色石蕊溶液变为红色
B．与铜反应放出一氧化氮气体，生成硝酸铜
C．与碳酸钠反应放出二氧化碳气体，生成硝酸钠
D．与单质硫混合共热时生成硫酸和二氧化氮
答案　B
解析　硝酸使紫色石蕊溶液变为红色，与碳酸钠反应放出二氧化碳气体，表现的都是硝酸的酸性；硝酸与单质硫混合共热时生成硫酸和二氧化氮，表现的是硝酸的强氧化性；硝酸与铜反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，既表现其强氧化性又表现其酸性。
4．(2020·长沙高一检测)以下关于铜跟浓硝酸、稀硝酸反应的说法错误的是(　　)
A．1 mol浓硝酸被还原转移2 mol电子
B．铜与浓硝酸反应比与稀硝酸反应剧烈
C．铜与浓、稀硝酸反应都不需要加热
D．生成等量的硝酸铜，消耗浓硝酸的量多
答案　A
解析　1 mol浓HNO3被还原生成1 mol NO2，转移1 mol电子，A项错误；浓硝酸的氧化性强于稀硝酸，Cu与浓HNO3反应比与稀HNO3反应剧烈，B项正确；Cu与浓、稀HNO3反应都不需要加热，C项正确；浓硝酸的还原产物是NO2，稀硝酸的还原产物是NO，根据得失电子守恒可判断生成等量的Cu(NO3)2，消耗浓HNO3的量多，D项正确。
5．下列说法正确的是 (　　)
A．浓硝酸和浓硫酸都应保存在棕色试剂瓶中
B．NaOH溶液用带有橡胶塞的试剂瓶保存
C．工业制得的浓盐酸、浓硝酸通常带有黄色是Fe3＋所致
D．铝质或铁质容器可贮运浓硫酸、浓硝酸和浓盐酸这三大强酸
答案　B
解析　A项，浓HNO3见光或受热易分解，应保存在棕色试剂瓶中并密封置于阴凉处，浓硫酸应密封置于干燥处，不必保存在棕色瓶中；B项，NaOH易与玻璃中的SiO2反应，不宜用玻璃塞，应用橡胶塞；C项，浓盐酸显黄色，是由于含Fe3＋，浓HNO3显黄色是由于它分解产生了NO2，NO2又溶于其中的缘故；D项，铁、铝遇冷的浓H2SO4、浓HNO3钝化，但Fe、Al均可与浓盐酸反应。
题组二　氮及其化合物的转化
6．依据图中氮元素及其化合物的转化关系，判断下列说法不正确的是(　　)

A．X是N2O5
B．可用排空气法收集NO
C．工业上以NH3、空气、水为原料生产硝酸
D．从原理上看，NH3可与NO2反应实现NH3→N2的转化
答案　B
解析　NO遇空气中的氧气会被氧化为NO2，不能用排空气法收集，故B错误。
题组三　硝酸性质综合实验探究
7．某实验过程如图所示，③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　加入稀H2SO4，相当于加入H＋，溶液中的H＋和NO使铜片继续溶解生成NO，NO遇空气被氧化成红棕色的NO2。
8．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(　　)



①
②
③

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
答案　D
解析　①中浓HNO3受热分解，发生反应4HNO3(浓)4NO2↑＋O2↑＋2H2O，产生的气体为混合气体，故A正确；由①可知，浓硝酸受热分解可生成红棕色气体NO2，所以“产生红棕色气体”不能说明②中木炭与浓硝酸发生了反应，故B正确；根据①和②，浓硝酸反应产生红棕色NO2时需要加热，所以浓硝酸具有挥发性才可与上方红热木炭接触，同时，N元素化合价降低，所以生成的NO2为还原产物，故C正确；红热的木炭可与空气中的O2反应生成CO2，故D错误。
题组四　硝酸和金属反应的简单计算
9．已知3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，则下列说法不正确的是(　　)
A．Cu作还原剂，HNO3作氧化剂
B．HNO3在该反应中只有部分表现出了氧化性
C．每生成22.4 L(标准状况)NO就有3 mol的电子转移
D．如果有8 mol HNO3被还原，则生成了2 mol NO
答案　D
解析　8 mol HNO3被还原，生成8 mol NO。
10．一定质量的铜分别与足量的稀硝酸和浓硝酸完全反应，在相同条件下，用排水集气法收集产生的气体(假设产物气体只可能是NO或NO2)。下列叙述一定正确的是(　　)
A．硝酸浓度越大，消耗的硝酸越少
B．硝酸浓度不同，生成的Cu(NO3)2的物质的量相同
C．硝酸浓度越大，产生的气体越少
D．用排水集气法收集到的气体在相同状况下体积不同
答案　B
解析　一定质量的Cu分别与足量的稀HNO3和浓HNO3完全反应，发生3Cu＋8HNO3(稀)　===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O、Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。等量的Cu与酸反应，浓硝酸消耗的多，A错误；根据Cu守恒，生成的Cu(NO3)2物质的量相同，B正确；等量的Cu与酸反应，浓硝酸反应生成的气体多，C错误；因3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，最终收集到的都是NO，由得失电子守恒可知，收集的NO的体积相同，D错误。

11．(2020·安徽宿州十三所重点中学高一期末)某化学兴趣小组设计了如图所示的浓HNO3与Cu反应的微型实验。下列说法错误的是(　　)

A．挤压塑料瓶使浓HNO3进入干燥管就可引发反应
B．将装置口向上提起就可停止反应
C．蘸碱液的棉花可起到吸收NO2的作用
D．该装置适用于木炭与浓硝酸或浓硫酸的反应实验
答案　D
解析　挤压塑料瓶使浓HNO3进入干燥管与铜片接触，可以引发反应，A项正确；将装置口向上提起，使铜片与浓HNO3分离，可使反应停止，B项正确；NO2是酸性气体，可被碱液吸收，C项正确；木炭与浓硝酸或浓硫酸的反应需要加热才能够进行，而该装置是在常温下进行的反应装置，D项错误。
12．(2020·广东二师附中高一期末)如图所示装置进行下列实验：将①中溶液逐滴加入②中，预测现象与实际相符的是(　　)
选项
①
②
预测现象

A
浓盐酸
二氧化锰
产生黄绿色气体
B
稀盐酸
饱和碳酸钠溶液
立即产生大量气泡
C
浓硝酸
用砂纸打磨过的铝条
无明显现象
D
稀硝酸
铜片
产生大量红棕色气体

答案　C
解析　二氧化锰与浓盐酸反应需要加热，常温下不反应，故A错误；盐酸与碳酸钠先反应生成碳酸氢钠，然后盐酸与碳酸氢钠反应生成气体，则现象不符合实际，故B错误；常温下，Al遇浓硝酸发生钝化，现象符合实际，故C正确；稀硝酸与铜反应生成NO气体，不是红棕色的NO2气体，现象不符合实际，故D错误。
13.用内置有螺旋状铜丝的胶头滴管小心吸取一滴管浓硝酸后迅速插入细口瓶中(如图)，滴管与瓶口接触处垫一小块滤纸使滴管与瓶口留少量空隙，依次观察到如下现象：①滴管内产生红棕色气体，液面下降；②滴管内的液面上升，气体变成无色；③滴管内的液面再次下降。下列说法不正确的是(　　)

A．现象①中产生的红棕色气体为NO2
B．产生现象②的原因是NO2与水反应
C．产生现象③的原因是铜与稀硝酸反应
D．最终瓶内溶液中的溶质一定只有Cu(NO3)2
答案　D
解析　铜和浓硝酸发生反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，生成的二氧化氮为红棕色气体，A项正确；现象①中产生的二氧化氮能和水发生反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，从方程式可知，3 mol红棕色的二氧化氮与水反应，生成1 mol无色一氧化氮气体，气体的体积减小，滴管内的压强减小，所以滴管内的液面上升，气体变成无色，B项正确；现象②中生成的稀硝酸与内置的螺旋状铜丝发生反应：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，因滴管内有气体生成，压强增大，所以滴管内的液面再次下降，C项正确；滴管与瓶口接触处垫一小块滤纸使滴管与瓶口留少量空隙，现象③中生成的一氧化氮气体与氧气、水反应生成硝酸，硝酸继续与铜反应，最终可能有硝酸剩余，所以最终瓶内溶液中的溶质有Cu(NO3)2，也可能有硝酸，D项错误。
14．从元素化合价和物质类别两个角度学习、研究物质的性质，是一种行之有效的方法。以下是氮元素形成物质的价类二维图及氮的循环的部分信息。

(1)①是一种人工固氮的重要途径，该反应的化学方程式是______________________。
(2)②的化学方程式是____________________________________________________________。
(3)⑤的化学方程式是(任写一种)___________________________________________________。
(4)R可与NaOH溶液反应：HNO2＋NaOH===NaNO2＋H2O，该反应体现了R(HNO2)的________性。
(5)Q的化学式是________，Q属于酸性氧化物，写出Q与水反应的化学方程式：________________________________________________________________________。
(6)L在水体中过多蓄积会导致水体富营养化。将水体调节为酸性后加入适量NaClO，可将L中阳离子转化为无污染气体以去除。写出L与NaClO反应的离子方程式：
________________________________________________________________________。
答案　(1)N2＋3H22NH3　(2)4NH3＋5O24NO＋6H2O　(3)Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O(合理即可)　(4)酸
(5)N2O5　N2O5＋H2O===2HNO3　(6)2NH＋3ClO－===N2↑＋3Cl－＋3H2O＋2H＋
解析　已知图中物质都是含氮元素的物质，过程①中A为单质，D为氢化物，A生成D是人工固氮反应，则为氮气和氢气在高温、高压、催化剂的条件下生成氨气的反应，则A为氮气，D为氨气；过程②中E为氮的氧化物且氮元素为＋2价，则发生的反应为氨气催化氧化反应生成一氧化氮和水，则E为一氧化氮；G也是氮氧化物且氮元素的化合价为＋4价，由E转变为G的反应为一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮，则G为二氧化氮；J为含氮元素的酸且氮元素为＋5价，由二氧化氮转变为酸的反应为二氧化氮、氧气和水反应生成硝酸，则J为硝酸；过程⑤为硝酸转化为二氧化氮，反应较多，如：浓硝酸与铜反应、浓硝酸受热分解或浓硝酸与碳单质反应都可产生二氧化氮；氨气转变为M，M为碱，即M为一水合氨；一水合氨也可转化为L，则L为铵盐，同时，过程⑥为硝酸转变为L，则L为硝酸铵；另外Q为氮氧化物且氮元素的化合价为＋5价，则Q为五氧化二氮。
15．某兴趣小组设计出如图所示装置来改进教材中“铜与硝酸反应”的实验，以探究化学实验的绿色化。

(固定装置略去)
(1)实验前，关闭活塞b，向试管d中加水至浸没长导管口，塞紧试管c和d的胶塞，加热c，其目的是_______________________________________________________________________。
(2)在d中加适量NaOH溶液，c中放一小块铜片，由分液漏斗a向c中加入2 mL浓硝酸，c中反应的化学方程式是________________________________________。再由a向c中加2 mL蒸馏水，c中的实验现象是________________________________________________________。
(3)下表是制取硝酸铜的三种方案，能体现绿色化学理念的最佳方案是____________________，理由是___________________________________________________。
方案
反应物
甲
Cu、浓HNO3
乙
Cu、稀HNO3
丙
Cu、O2、稀HNO3

答案　(1)检查装置气密性
(2)Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
反应变慢，气体颜色变浅
(3)丙　耗酸量最少，无污染
解析　(1)连接好一整套装置，关闭分液漏斗活塞，把出气导管液封，加热发生装置，是为了检验装置气密性。
(2)铜片与2 mL浓硝酸反应的化学方程式为Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，再加入2 mL 蒸馏水，硝酸浓度变稀，降低了反应物浓度使反应减慢，同时产物气体由NO2变为NO，故装置中气体颜色变浅。
(3)从题表中制取硝酸铜的三种方案可以看出丙方案消耗反应物硝酸少(只起酸性作用)且不产生污染气体NO、NO2等，是体现绿色化学的最佳方案。
16．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，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_________________________________________________________。
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)吸收多余的氮氧化物，防止污染空气；防止倒吸