2018年高考化学总复习 第四章 非金属及其化合物(课时4)氮及其重要化合物 新人教版

课时4 氮及其重要化合物
[2018备考·最新考纲]
1．掌握氮元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。

2.了解氮元素单质及其重要化合物的制备方法。

3.了解氮元素单质及其重要化合物对环境的影响。

考点一 氮气及氮的氧化物的性质 (考点层次B→共研、理解、整合)
1．氮元素在自然界中的存在
2．氮气的性质
写出有关反应的化学方程式： ①N 2＋3Mg=====点燃
Mg 3N 2
②N 2＋3H 2高温、高压
催化剂2NH 3(工业合成氨原理) ③N 2＋O 2=====放电
2NO 3．氮的氧化物
(1)氮有多种价态的氧化物，如N 2O 、NO 、NO 2、N 2O 4、N 2O 3、N 2O 5等，其中属于酸性氧化物的是N 2O 3、N 2O 5；NO 2与N 2O 4能相互转化2NO 2
2O 4
(写方程式)。

(2)NO 和NO 2的比较
提醒：①氮的氧化物都有毒，其中NO2与N2O4存在下列平衡：2NO22O4，因此实验测得NO2的平均相对分子质量总大于46。

②NO只能用排水法收集，不能用排空气法收集；而NO2只能用向上排空气法收集，不能用排水法收集。

③验证某无色气体是NO的方法是向无色气体中通入O2(或空气)，无色气体变为红棕色。

教材VS
高考
1．(RJ必修1·P953、P964改编)下列气体，不能用排空气法收集的是①②⑤；
不能用排水法收集的是③④⑥；
不会造成空气污染的是①。

①N2②NO ③NO2④SO2⑤CO ⑥NH3
2．(RJ必修1·P967改编)在NO2与H2O的反应中( )
A．NO2只是氧化剂
B．HNO3为氧化产物
C．氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1
D．1 mol NO2与H2O完全反应转移电子为2N A
答案 B
3．(溯源题)(2015·北京理综，8)判断下列关于自然界中氮循环(如下图)的说法是否正确。

(1)氮元素均被氧化(×)
(2)工业合成氨属于人工固氮(√)
(3)含氮无机物和含氮有机物可相互转化(√)
(4)碳、氢、氧三种元素也参加了氮循环(√)
探源：本考题源于RJ必修1 P99中“思考与交流”中“自然界中的氮循环”，考查了多种形式的含氮物质的转化。

[拓展性题组]
题组一 氮气及氮的氧化物的性质
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×” (1)食品袋中充氮气可用来防腐(√) (2)N 2与氧气反应制NO 从而制硝酸(×)
(3)标准状况下，6.72 L NO 2与水充分反应转移的电子数目为0.1N A (×) (4)制二氧化氮时，用水或NaOH 溶液吸收尾气(×) (5)工业上利用合成氨实现人工固氮涉及氧化还原反应(√) (6)NO 2与水反应的离子方程式：3NO 2＋H 2O===2H ＋
＋2NO －
3＋NO(√) (7)NO 2通入FeSO 4溶液中始终无明显现象(×) (8)在实验室里，NO 和NO 2均可用排水法收集(×)
(9)NO 能够与人体里血红蛋白结合，造成人体缺氧中毒(√) (10)汽车尾气中排放的氮氧化合物主要是由游离态氮转化来的(√)
2．将红热的木炭与浓硝酸共热产生的气体等分为两份，第①份先通过适量蒸馏水后，再通入少量澄清石灰水中；第②份直接通入少量澄清石灰水中。

则石灰水的变化最可能为( )
A ．①不变浑浊，②变乳白色
B ．①变乳白色，②不变浑浊
C ．①变乳白色，②变乳白色
D ．①不变浑浊，②不变浑浊
解析 碳与浓硝酸反应生成的气体是CO 2和NO 2，而NO 2可与水反应生成硝酸，故混合气体直接通入澄清石灰水，会得到Ca(NO 3)2溶液，难以得到CaCO 3沉淀；混合气体先通过水，NO 2可与水反应生成硝酸和NO ，则变为NO 和CO 2的混合气体，再通入澄清石灰水会产生CaCO 3沉淀。

答案 B
3．(2016·辽宁抚顺期末，8)将NO 2、CO 2的混合气体通过装有足量Na 2O 2的容器后，再用干燥烧瓶收集得到混合气体2.5 mol ，然后倒立于水槽中，最后水充满整个烧瓶，则混合气体中NO 2的物质的量是( )
A ．4 mol
B ．3 mol
C ．2 mol
D ．1 mol
解析 由于水能充满整个烧瓶，由反应4NO 2＋O 2＋2H 2O===4HNO 3可知n (NO 2)＝4
5×2.5 mol
＝2 mol 。

答案 C 【思维建模】
氮氧化物与O2、H2O反应的计算方法
(1)电子守恒
当NO x转化为硝酸时要失去电子，如果是NO x与O2混合，则反应中O2得到的电子数与NO x 失去的电子数相等。

(2)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。

拓展
下列四组混合气体体积比为①V(NO2)∶V(O2)＝2∶1；②V(NO)∶V(O2)＝2∶1；
③V(NH3)∶V(O2)＝2∶1；④V(NO2)∶V(NO)∶V(O2)＝1∶1∶1，将分别盛满上述各种气体的容积相等的四支试管倒置于盛有水的水槽中，最后试管内液面由低到高顺序为③②①④。

题组二氮氧化物对环境的影响
4．汽车排放的尾气中含有NO2，NO2是城市大气污染的主要污染物之一。

在日光照射下，NO2发生一系列光化学烟雾的循环反应，从而不断产生O3，加重空气污染。

反应过程为①2NO2―→2NO＋2O；②2NO＋O2―→2NO2；③O＋O2―→O3。

下列有关该反应过程及产物的叙述正确的是( )
A．NO2起催化剂作用
B．NO起催化剂作用
C．NO2只起氧化剂作用
D．O3与O2互为同分异构体
解析由反应过程①＋②得O2―→2O，③O＋O2―→O3，由此可知NO2起催化剂作用，反应过程中NO2既作氧化剂又作还原剂，A正确；B、C错误；O3与O2互为同素异形体，D错误。

答案 A
5．随着我国汽车年销量的大幅增加，空气环境受到了很大的污染。

汽车尾气装置里，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示，下列说法正确的是( )
A．反应中NO为氧化剂，N2为氧化产物
B．汽车尾气的主要污染成分包括CO、NO和N2
C．NO和O2必须在催化剂表面才能反应
D ．催化转化总化学方程式为2NO ＋O 2＋4CO =====催化剂
4CO 2＋N 2
解析 反应过程中NO 、O 2为氧化剂，N 2为还原产物；汽车尾气中的N 2不是污染物；NO 和O 2的反应不需要催化剂；根据题中的图示，可将反应的过程分成如下两步写：2NO ＋O 2===2NO 2,2NO 2＋4CO===N 2＋4CO 2，将两步反应式合并可得总化学方程式为2NO ＋O 2＋4CO =====催化剂
4CO 2＋N 2。

答案 D 【练后归纳】
氮氧化物对环境污染及防治 1．常见的污染类型
(1)光化学烟雾：NO x 在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生的一种有毒的烟雾。

(2)酸雨：NO x 排入大气中后，与水反应生成HNO 3和HNO 2，随雨雪降到地面。

(3)破坏臭氧层：NO 2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。

2．常见的NO x 尾气处理方法 (1)碱液吸收法
2NO 2＋2NaOH===NaNO 3＋NaNO 2＋H 2O NO 2＋NO ＋2NaOH===2NaNO 2＋H 2O
(2)催化转化：在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N 2)或NO x 与CO 在一定温度下催化转化为无毒气体(N 2和CO 2)。

一般适用于汽车尾气的处理。

拓展
下面氮的氧化物的混合气体通过NaOH 溶液后，能够全部被吸收的是①②。

①V (NO)∶V (NO 2)＝1∶1 ②V (NO)∶V (NO 2)＝1∶2 ③V (NO)∶V (NO 2)＝3∶1 ④V (NO)∶V (NO 2)＝2∶1
考点二 氨、铵盐
(考点层次B→共研、理解、整合)
1．氨
(1)物理性质：无色有刺激性气味的气体，密度比空气小，易液化。

极易溶于水(1∶700)，可由喷泉实验证明。

(2)化学性质
①还原性
与氧气反应：4NH 3＋5O 2=====催化剂
△4NO ＋6H 2O 。

②与酸反应
与氯化氢反应：NH 3＋HCl===NH 4Cl 。

现象：产生白烟。

应用：用于NH 3与挥发性酸的互相检验。

③与水反应：NH 3＋H 2
3
·H 2O ，NH 3·H 2
＋
4
＋OH －
，氨的水溶液叫氨水，呈弱碱
性。

(3)用途
制硝酸、铵盐、纯碱、尿素、制冷剂等。

2．氨气的实验室制法
3.铵盐
(1)物理性质：都是无色或白色晶体，易溶于水。

(2)化学性质——“三解” ①不稳定性(热解)
a ．NH 4Cl 受热分解：NH 4Cl=====△
NH 3↑＋HCl↑。

b ．NH 4HCO 3受热分解：NH 4HCO 3=====△
NH 3↑＋CO 2↑＋H 2O 。

②与碱反应(碱解)
铵盐与碱溶液反应的离子方程式
a ．在稀溶液中不加热：NH ＋4＋OH －
===NH 3·H 2O 。

b ．加热时或浓溶液：NH ＋4＋OH －=====△
NH 3↑＋H 2O 。

③铵盐溶于水易水解(水解)：NH ＋
4＋H 23
·H 2O ＋H ＋。

(3)NH ＋
4的检验：
【模板】
教材
VS
高考
1．(RJ 必修1·P 97实验4－8改编)教材P 97“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
答案 B
2．(RJ 必修1·P 1035改编)某同学用滤纸折成一个纸蝴蝶并喷洒一种溶液(保持湿润)，挂在铁架台上。

另取一只盛某种溶液的烧杯，放在纸蝴蝶的下方(如图)。

过一会儿，发现纸蝴蝶变为红色。

下表的组合中，能够实现上述变化的是①②。

(1)氨气的发生装置可以选择上图中的________，反应的化学方程式为___________________________________________________________________。

(2)欲收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接顺序为：发生装置→________(按气流方向，用小写字母表示)。

答案 (1)A 2NH 4Cl ＋Ca(OH)2=====△CaCl 2＋2H 2O ＋2NH 3↑(或B NH 3·H 2O=====△
NH 3↑＋H 2O) (2)dcfei
探源：本考题源于教材LK 必修1 P 76和P 78“观察·思考”及其拓展，对氨的实验室制法及氨的性质进行了考查。

[拓展性题组]
题组一 氨和铵盐的性质及应用
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×” (1)液氨汽化时要吸收大量的热，可用作制冷剂(√)
(2)向AgNO 3溶液中滴加过量氨水，溶液澄清，Ag ＋
与NH 3·H 2O 能大量共存(×) (3)浓氨水可检验氯气管道漏气(√)
(4)分别充满HCl 、NH 3的烧瓶倒置于水中后液面迅速上升，说明二者均易溶于水(√) (5)实验室用NH 4Cl 和Ca(OH)2制备NH 3并不涉及氧化还原反应(√) (6)氨水能使酚酞变红，氨气是碱(×)
(7)所有铵盐受热均可以分解，但产物不一定有NH 3(√) (8)加热可除去NH 4Cl 中的少量NaHCO 3(×)
(9)在盛有硫酸亚铁铵[(NH 4)2Fe(SO 4)2]溶液的试管中，滴加少量NaOH 溶液，在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验，试纸变蓝(×)
(10)铵盐都易溶于水，其水溶液均呈酸性(×)
2．某同学仿照“喷泉”实验的原理，在实验室做了一个“喷烟”实验，如图所示。

他在甲、乙两个烧瓶中分别充入X 、Y 两种无色气体，在胶头滴管中盛有含酚酞的NaOH 溶液，实验时将胶头滴管内的液体挤入甲烧瓶内，然后打开止水夹，便可以看到甲烧瓶中的导管口喷出白色的烟，同时甲烧瓶中的溶液颜色逐渐变浅。

若已知X 、Y 是HCl 、NH 3、Cl 2、O 2、CH 4、SO 2、NO 气体中的两种，则下列判断中正确的是( )
A.X 是NH 3，Y 是HCl B ．X 是Cl 2，Y 是NH 3 C ．X 是SO 2，Y 是O 2
D ．X 是NO ，Y 是O 2
解析 根据题中已知的气体，能产生白烟的是HCl 和NH 3或Cl 2和NH 3，再根据题中信息“甲烧瓶中的溶液颜色逐渐变浅”可知X 是NH 3，Y 是HCl ，故A 项正确。

答案 A
3．(2016·沈阳三测)工业上常采用生物硝化法将NH ＋
4转化为NO －
3来处理氨氮废水，工作流程如图，下列说法错误的是(
)
A ．生物硝化法处理废水，会导致水体pH 逐渐下降：NH ＋
4＋2O 2===NO －
3＋2H ＋
＋H 2O B ．长期过量使用NH 4Cl 等铵态化肥，易导致土壤酸化，水体富营养化 C ．检验NH ＋
4所需的试剂是浓NaOH 溶液、湿润的蓝色石蕊试纸
D ．微生物保持活性的pH 范围为7～9，可以加入石灰石来调节水体的pH
解析 根据流程图可知A 项正确；NH 4Cl 水解呈酸性，长期过量使用会导致土壤酸化，也会导致水体富营养化，B 项正确；检验NH ＋
4应使用红色石蕊试纸，C 项错误；由选项A 可知，生物硝化法处理废水会使水体呈酸性，可以加入石灰石与H ＋
反应来调节水体的pH ，D 项正确。

答案 C 【归纳反思】 喷泉实验的原理及应用 (1)喷泉实验的原理
使烧瓶内外在短时间内产生较大的压强差，利用大气压将烧瓶下面烧杯中的液体压入烧瓶内，在尖嘴导管口形成喷泉。

(2)形成喷泉的类型
下面是几种常见的能形成喷泉的气体和液体
说明：装置②中最好采用顶部有孔的烧瓶。

装置③引发喷泉的方法是打开止水夹，用热毛巾或双手捂热烧瓶，松开后片刻即形成喷泉现象。

题组二氨气的制取及实验探究
4．下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是( )
A．①②B．②③
C．③④D．①③
解析NH4Cl受热可产生NH3和HCl，但两者遇冷会重新凝结产生NH4Cl，且可能出现堵塞导管的情况，③中试管口未向下倾斜会导致水倒流入试管而使试管破裂，故①③符合题意。

答案 D
5．(2016·华南师大附中测试)某化学兴趣小组利用如下装置制取氨气并探究氨气的有关性质。

甲
(1)图甲中，仪器A 的名称是________，A 中盛放的固体是________。

(2)已知单质B 是空气中含量最多的成分，则玻璃管中发生反应的化学方程式为_________________________________________________________________。

(3)C 装置的作用是_______________________________________________。

(4)若按如图乙所示装置进行NH 3性质实验。

乙
①先打开旋塞1，B 瓶中的现象是______________________________，原因是______________________________________________，稳定后，关闭旋塞1。

②再打开旋塞2，B 瓶中的现象是___________________________________。

解析 (1)该实验通过将浓氨水滴入碱石灰或CaO 中制取氨气。

(2)空气中含量最多的成
分是N 2，所以玻璃管中发生的是NH 3还原CuO 生成N 2、Cu 和H 2O 的反应：3CuO ＋2NH 3=====△N 2＋
3Cu ＋3H 2O 。

(3)因为NH 3极易溶于水，所以C 装置是防倒吸的安全瓶。

(4)①打开旋塞1，HCl 与NH 3反应生成NH 4Cl 固体小颗粒，所以B 瓶中会出现白烟。

②HCl 过量，溶于石蕊水溶液中使溶液呈酸性，故溶液变红。

答案 (1)圆底烧瓶 碱石灰或CaO(其他合理答案均可)
(2)3CuO ＋2NH 3=====△N 2＋3Cu ＋3H 2O
(3)作安全瓶，防倒吸
(4)①产生白烟 打开旋塞1，氯化氢与氨气混合反应生成了白色氯化铵固体小颗粒，形成白烟 ②烧杯中的石蕊水溶液会倒流进入到B 瓶中，形成红色溶液
【练后归纳】
实验室制取氨气的简易方法
(考点层次B→共研、理解、整合)
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：4HNO 3=====△或光照2H 2O ＋4NO 2↑＋O 2↑。

①市售浓硝酸呈黄色的原因是：硝酸分解生成的NO 2溶解在硝酸里。

②硝酸要保存在棕色试剂瓶中，置于冷暗处，不能用橡胶塞。

(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化学方程式：
①与金属反应
稀硝酸与铜反应：3Cu ＋8HNO 3(稀)===3Cu(NO 3)2＋2NO↑＋4H 2O ；
浓硝酸与铜反应：Cu ＋4HNO 3(浓)===Cu(NO 3)2＋2NO 2↑＋2H 2O 。

②与非金属反应
如浓硝酸与C 的反应为C ＋4HNO 3(浓)=====△CO 2↑＋4NO 2↑＋2H 2O ；
③与还原性化合物反应
硝酸可氧化H 2S 、SO 2、Na 2SO 3、HI 、Fe 2＋
等还原性物质。

如稀硝酸与FeSO 4溶液反应的离子方程式为3Fe 2＋＋4H ＋＋NO －3===3Fe 3＋＋NO↑＋2H 2O 。

(3)与有机物反应
①硝化反应(与C 6H 6反应)：C 6H 6＋HNO 3――→浓硫酸△
C 6H 5NO 2＋H 2O ； ②显色反应：蛋白质遇到浓硝酸变黄色。

提醒：①浓、稀硝酸均具有强氧化性，浓度越大，氧化性越强，其还原产物的价态越高。

②浓硝酸能使紫色石蕊试液先变红，后褪色，该反应过程中浓硝酸表现出强酸性和强氧化性。

③常温下，铁、铝遇浓硝酸能发生“钝化”，故常温下，浓硝酸可用铁桶盛放。

④硝酸几乎能够与所有的金属反应(除Au 、Pt 外)，但不生成氢气；与变价金属反应时，金属能够被氧化为最高价态。

⑤硝酸与具有还原性的弱酸盐(如Na 2SO 3、NaI 等)、碱性氧化物、碱以及其他还原剂反应时，优先发生氧化还原反应。

⑥分析离子共存的问题时要注意隐含的硝酸，即酸性条件的硝酸盐溶液，H ＋和NO －3共存时相当于稀硝酸，有较强的氧化性。

教材VS 高考 1．(RJ 必修1·P 108,9)写出三种能鉴别假金币(铜锌合金)的方法
(1)用火烧，若无颜色改变则为真金币，有颜色改变为假金币。

(2)放入盐酸中，若无气泡冒出，则为真金币，若有气泡冒出则为假金币。

(3)放入稀硝酸中，若金币溶解，溶液变蓝则为假金币，若无变化则为真金币。

2．(RJ 必修1·P 1037改编)工业上用洗净的废铜屑作原料来制备硝酸铜。

为了节约原料和防止污染，最宜采用的方法是( )
A ．Cu ＋HNO 3(浓)―→Cu(NO 3)2
B ．Cu ＋2AgNO 3===2Ag ＋Cu(NO 3)2
C ．Cu ――→空气△
CuO ――→HNO 3Cu(NO 3)2 D ．Cu ――→浓硫酸△
CuSO 4――→32Cu(NO 3)2
答案 C
3．(溯源题)判断下列说法是正确
(1)1 mol Fe 溶于过量硝酸，电子转移数为2N A (×)
(2016·课标全国Ⅰ，8C)
(2)将铁屑放入稀HNO 3中证明Fe 比H 2活泼(×)
(2016·海南化学，7B)
(3)向稀HNO 3中滴加Na 2SO 3溶液：SO 2－3＋2H ＋===SO 2↑＋H 2O(×)
(2015·山东理综，12A)
(4)加Al 放出H 2的溶液：Fe 2＋、K ＋、NO －3、SO 2－4能大量共存(×)
(2015·江苏化学，6C)
(5)稀硝酸可除去试管内壁的银镜(√)
(2015·海南化学，7C)
探源：本题组源于RJ必修1·P102“金属与硝酸的反应”及其拓展，对硝酸的性质进行了多维考查。

[拓展性题组]
题组一硝酸的性质及应用
1．(2017·合肥八中月考)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性质不相对应的一组是( )
A．浓硝酸使紫色石蕊试液先变红后褪色——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红色褪去——强氧化性
解析硝酸能使滴有酚酞的NaOH溶液红色褪去，原因是硝酸和NaOH发生了酸碱中和反应，体现的是硝酸的酸性，D错。

答案 D
2.下列说法不正确的是( )
A．在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，再加入Cu(NO3)2固体，铜粉仍不溶解
B．某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，该气体的水溶液一定显碱性
C．铜与浓硝酸反应的离子方程式为3Cu＋8H＋＋2NO－3===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
D．HNO3―→NO―→NO2，以上各步变化均能通过一步实现
解析A项中加入Cu(NO3)2固体后，Cu和H＋、NO－3发生反应：3Cu＋8H＋＋2NO－3===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，该项不正确。

答案 A
3．如图所示，向一定量的铁粉中加入一定体积12 mol·L－1的硝酸，加热充分反应后，下列微粒在体系中一定大量存在的是( )
①NO－3②Fe3＋③H＋④NO⑤NO2
A．①B．①⑤
C．②④⑤D．①②③⑤
解析本题对Fe与浓HNO3由于相对量不同而得到不同产物的知识进行了考查。

Fe与浓HNO3反应可能生成Fe(NO3)2(Fe过量)或Fe(NO3)3(Fe不足)和NO2。

故一定存在NO－3和NO2。

答案 B
【归纳总结】
NO －3在酸性条件下的强氧化性：
NO －3在酸性条件下具有强氧化性，往往作为隐含条件出现在试题中，在解题中往往被忽视而形成易错点。

常见的隐含形式有；
在离子共存问题中，NO －3在酸性条件下不与具有较强还原性的离子如S 2－、I －、Fe
2＋等大量共存。

2－
4的检验中不能用HNO 3酸化、不能用32作沉淀剂，以防止SO 2－3的干扰。

向32溶液中通入还原性气体SO 2可得到BaSO 4沉淀。

向32
溶液中加入非氧化性酸，如盐酸，Fe 2＋能被氧化为Fe 3＋。

向过量铜与一定量硝酸反应后的混合物中加入非氧化性酸，铜能继续溶解。

向含还原性离子的酸性溶液中加入硝酸盐，还原性离子可被氧化。

拓展
向Fe(NO 3)2的稀溶液中加入盐酸，(1)现象：溶液由浅绿色变为棕黄色，有气泡冒出，气体在上升过程中变为红棕色。

(2)离子方程式：3Fe 2＋＋4H ＋＋NO －3===3Fe 3＋＋NO↑＋2H 2O 。

题组二 硝酸的综合应用
4．(计算)有一稀硫酸和稀硝酸的混合酸，其中H 2SO 4和HNO 3的物质的量浓度分别是 4 mol·L －1和2 mol·L －1，取10 mL 此混合酸，向其中加入过量的铁粉，待反应结束后，可产生标准状况下的气体的体积为(设反应中HNO 3被还原成NO)( )
A ．0.448 L
B ．0.672 L
C ．0.896 L
D ．0.224 L
解析 金属和混酸反应通过离子方程式计算比较简便，3Fe ＋8H ＋＋2NO －3===3Fe 2＋＋2NO↑
＋4H 2O(铁过量，产物为Fe 2＋)，反应中Fe 和H ＋过量，生成的NO 的量以NO －
3为准来计算，共得NO 0.448 L ，若只考虑到这一步反应，得答案A 是错误的，因为过量的铁还可以和溶液中过量的H ＋反应产生H 2，即有Fe ＋2H ＋===Fe 2＋＋H 2↑，生成的H 2为0.224 L ，所以气体体积共计0.672 L ，应选B 。

答案 B
5．(实验探究)某研究性小组借助A ～C 的仪器装置(可选用)，探究Ag 与浓硝酸反应的过程中是否产生NO 。

回答下列问题：
(1)用上图所示仪器，组合一套用水吸收生成的NO 2，并测定生成NO 体积的装置，其合理的连接顺序是____________________(填各导管的编号)。

反应前，先通入N 2的目的是___________________________________________________。

(2)反应后，从装置C 中取25.00 mL 待测溶液放入锥形瓶中，并滴加2～3滴酚酞作指示剂，用0.10 mol·L －1 NaOH 标准溶液进行滴定，到终点时，消耗NaOH 标准溶液20.00 mL 。

滴定达到终点的标志是____________。

(3)装置C 中溶质物质的量浓度为________。

Ag 与浓硝酸反应过程中生成标准状况下的NO 2的体积为________ mL 。

(4)在测定NO 的体积时，装置B 右边细管中液面比左边的液面高，此时应调节装置B 右边的细管，使其________(“下降”或“升高”)，以保证装置B 中两边液面持平。

(5)若实验测得NO 的体积为112.0 mL(已折算到标准状况)，则Ag 与浓硝酸反应的过程中________(填“有”或“没有”)NO 产生，做出此判断的依据是___________________________________________________________________。

解析 (1)测定NO 气体体积的装置B 应该放在最后，顺序应是①③④②。

NO 易被空气氧化，通入N 2可赶走装置中的氧气。

(2)根据指示剂在酸性溶液和碱性溶液中的颜色变化，来判
断滴定终点。

(3)装置C 中溶质为HNO 3，c (HNO 3)＝0.10 mol·L －1
×20.00 mL 25.00 mL
＝0.08 mol·L －1，装置C 中n (HNO 3)＝0.08 mol·L －1×0.100 L＝8×10－3 mol ，由反应式：3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋
NO ，根据生成硝酸的物质的量，可计算出NO 2的物质的量为32
×8×10－3 mol ＝1.2×10－2 mol ，标准状况下NO 2的体积为1.2×10－2×22.4 L＝0.268 8 L ＝268.8 mL 。

(4)防止液压差，对气
体体积的测定产生影响。

(5)由NO 2与水反应生成的NO 为12
×8×10－3 mol ＝4×10－3 mol ，而实验收集到的n (NO)＝0.112 L 22.4 L· mol
－1＝0.005 mol ，说明Ag 与浓硝酸反应生成的气体中含有NO 。

答案 (1)①③④② NO 易被空气氧化，通入N 2，赶走装置中的氧气
(2)加入最后一滴NaOH 溶液，溶液由无色恰好变成粉红色，且30 s 内不褪色
(3)0.08 mol·L －1 268.8
(4)下降
(5)有 由NO 2与水反应生成的NO 为12
×8×10－3 mol ＝4×10－3 mol ，而实验收集到的n (NO)＝0.112 L
22.4 L· mol
－1＝0.005 mol ，说明Ag 与浓硝酸反应生成的气体中含有NO 【思维建模】
金属与硝酸反应计算题的一般方法
拓展
铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，这些气体与5.6 L O2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。

则消耗铜的质量为32 g。

氮及其化合物的性质
1．判断正误(2014～2016高考题选编)
(1)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(×)
(2)取少量试液于试管中，加入NaOH溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体，可以检验溶液中是否含有NH＋4(√)
(3)实验室制取氨(×)
(4)氨氮废水(含NH＋4及NH3)可用化学氧化法或电化学氧化法处理(√)
(5)NH3能使酚酞溶液变红，因而NH3可用于设计喷泉实验(×)
(6)由于反应物浓度越大，反应速率越快，因而常温下，相同的铝片中分别加入足量的浓、稀硝酸，浓硝酸中铝片先溶解完(×)
(7)用湿润的碘化钾淀粉试纸鉴别Br2(g)和NO2(×)
(8)Cu溶于稀HNO3的离子方程式为Cu＋2H＋＋NO－3===Cu2＋＋NO2↑＋H2O(×)
(9)NH3、O2和HNO3三种物质中，任意两种物质在一定条件下均能发生反应(×)
(10)利用，根据②中酚酞2试液变红，能证实①中加热NH4Cl和Ca(OH)2混合物发生反应生成NH3(√)
2．(2015·北京理综，12)在通风厨中进行下列实验：
A ．Ⅰ中气体由无色变为红棕色的化学方程式：2NO ＋O 2
===2NO 2
B ．Ⅱ中的现象说明Fe 表面形成致密的氧化膜，阻止Fe 进一步反应
C ．对比Ⅰ、Ⅱ中的现象，说明稀HNO 3的氧化性强于浓HNO 3
D ．针对Ⅲ中的现象，在Fe 、Cu 之间连接电流计，可判断Fe 是否被氧化
解析 A 项，铁与稀硝酸反应生成
NO ，NO 与空气中O 2反应生成NO 2：2NO ＋O 2===2NO 2，正确；B 项，铁遇浓硝酸钝化，阻止铁继续与浓硝酸反应，正确；C 项，对比Ⅰ、Ⅱ，说明浓硝酸的氧化性强于稀硝酸，错误；D 项，装置Ⅲ形成原电池，通过电流计指针偏转的方向，可判断铁是否被氧化，正确。

答案 C
氮及化合物的性质及对环境的影响
3．(2016·浙江理综，13)为落实“五水共治”，某工厂拟综合处理含NH ＋4废水和工业废气(主要含N 2、CO 2、SO 2、NO 、CO ，不考虑其他成分)，设计了如下流程：
下列说法不正确．．．
的是( ) A ．固体1中主要含有Ca(OH)2、CaCO 3、CaSO 3
B ．X 可以是空气，且需过量
C ．捕获剂所捕获的气体主要是CO
D ．处理含NH ＋4废水时，发生反应的离子方程式为：NH ＋4＋NO －
2===N 2↑＋2H 2O
解析 A 项，根据题中的流程，可以得出固体1为CaCO 3、CaSO 3和过量Ca(OH)2，正确；气体1是不能被过量石灰乳吸收的NO 、CO 和氮气，NO 和NO 2按1∶1的体积比能与NaOH 溶液反应生成亚硝酸钠，所以X 可以是空气，但不能过量，错误；C 项，气体2为N 2、CO ，因“无污染气体”为N 2，故捕获的气体主要是CO ，正确；D 项，NH ＋4与NO －2能够发生归中反应生成氮气，离子方程式为NH ＋4＋NO － 2===N 2↑＋2H 2O ，正确。

答案 B
4．(2016·课标全国Ⅰ，26节选)氮的氧化物(NO x )是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下用NH 3将NO x 还原生成N 2。

某同学在实验室中对NH 3与NO 2反应进行了探究。

回答下列问题：
氨气与二氧化氮的反应
将上述收集到的NH 3充入注射器X 中，硬质玻璃管Y 中加入少量催化剂，充入NO 2(两端用夹子K 1、K 2夹好)。

在一定温度下按图示装置进行实验。

1发生反应：6NO 2＋8NH 3=====催化剂7N 2＋12H 2O ，随着反应的发生Y 管中红棕色气体颜色变浅；反应
生成的水蒸气液化后，NO 2和NH 3反应后气体的物质的量减小，反应容器中的压强减小，打开K 2，Z 中的溶液倒吸入Y 管中。

答案 红棕色气体慢慢变浅 6NO 2＋8NH 3=====催化剂7N 2＋12H 2O Z 中NaOH 溶液产生倒吸现象
反应后气体分子数减少，Y 管中压强小于外压
5．(2013·大纲全国卷，28)制备氮化镁的装置示意图如下：
回答下列问题：
(1)检查装置气密性的方法是_____________________________________，
a 的名称是________，
b 的名称是________。

(2)写出NaNO 2和(NH 4)2SO 4反应制备氮气的化学方程式_________________________________________________________________。

(3)C 的作用是_________________________________________________，
D 的作用是___________________________________________________，
是否可以把C 和D 的位置对调并说明理由__________________________。

(4)写出E 中发生反应的化学方程式_______________________________。

(5)请用化学方法确定是否有氮化镁生成，并检验是否含有未反应的镁，写出实验操作及现象____________________________________________________。

解析 (1)检查装置气密性时要将装置设置成密闭体系(关闭分液漏斗活塞并在G 中加入水)，然后利用热膨胀原理来检验。

(2)NaNO 2中N 元素显＋3价，在反应中将(NH 4)2SO 4中－3价氮氧化，两者发生归中反应生成N 2，根据电子守恒和质量守恒来配平化学方程式。

(3)由于开始装置中含有空气，故利用硫酸亚铁除去空气中的O 2及反应中生成的氮氧化物；浓硫酸的作用是作吸水剂，将生成的N 2干燥。

(4)镁是活泼金属，在加热条件下能与氮气反应生成氮化镁。

(5)Mg 3N 2能与水反应生成NH 3，故只要检验加入水后能否生成氨气即可知是否有Mg 3N 2生成；金属镁的检验可以通过加入酸来检验。

答案 (1)关闭分液漏斗活塞，并在G 中加水至液面没过导管口，微热b ，这时G 中有气泡冒出，停止加热冷却后，G 中插在溶液里的玻璃管形成一段稳定的水柱，则气密性良好 分
液漏斗 圆底烧瓶 (2)(NH 4)2SO 4＋2NaNO 2=====△2N 2↑＋Na 2SO 4＋4H 2O (3)除去氧气(及氮氧化
物) 除去水蒸气 不能，对调后无法除去水蒸气
(4)N 2＋3Mg=====△Mg 3N 2 (5)取少量产物于试管中，加入少量蒸馏水，试管底部有沉淀生成，
可闻到刺激性氨味(或把润湿的红色石蕊试纸放在管口，试纸变蓝)，证明产物中含有氮化镁；弃去上层清液，加入盐酸，若观察到有气泡产生，则证明产物中含有未反应的镁
【名师评析】 T4(2016·课标全国Ⅰ，26整体分析)
工生产工艺流程，有关氮的化合物的实验探究和评价的化学实验，是2018高考考查的重点；。