江苏新高考选考化学(苏教)一轮复习(教学指导)42生产生活中的含氮化合物

第二单元 生产生活中的含氮化合物
学习任务1 氮气及常见氮的氧化物
一、氮的固定
将游离态氮转变为化合态氮的过程叫氮的固定。

（1）自然固氮⎩
⎪⎨⎪⎧雷雨天产生NO 气体
豆科植物根瘤菌固氮
（2）人工固氮：工业合成氨。

二、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
（1）与氧气反应：N 2＋O 2=====放电或高温
2NO （雷电固氮和导致汽车尾气中产生氮的氧化物）。

（2）与氢气反应：N 2＋3H 2高温、高压催化剂2NH 3。

三、氮的氧化物
1.氮有多种价态的氧化物：N 2O 、NO 、N 2O 3、NO 2、N 2O 4、N 2O 5等。

2.NO 和NO 2的比较
物质
NO NO 2 物理
颜色
无色
红棕色
性质毒性有毒有毒溶解性不溶于水能溶于水
化学性质
与O2
反应
2NO＋O2
===2NO2
—与H2O
反应
—
3NO2＋H2O===
2HNO3＋NO
对人体或环
境的影响
（1）与血红蛋白结合使人中
毒
（2）转化成NO2形成酸雨、
光化学烟雾
形成酸雨、
光化学烟雾
1.判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。

（1）N2分子的结构稳定，因而氮气不支持任何物质的燃烧。

（）
（2）豆科植物通过根瘤菌吸收空气中的氮属于氮的固定，是物理变化。

（）
（3）NO2与水反应生成硝酸，故NO2是酸性氧化物。

（）
（4）制取二氧化氮时，用水或NaOH溶液吸收尾气。

（）
（5）溴蒸气和NO2都是红棕色气体，可用湿润的淀粉-KI 试纸和NaOH溶液鉴别。

（）（6）汽车尾气中的氮氧化物是由化合态氮转化来的。

（）
答案：（1）×（2）×（3）×（4）×（5）×（6）×
2.下列反应必须加入氧化剂且一步反应就能完成的是（）
①N2→NO2②NO2→NO③NO2→HNO3
④N2→NO⑤N2→NH3
A.①
B.②⑤
C.④
D.③④
解析：选C。

该题有两个要求：（1）必须加入氧化剂；（2）一步反应就能完成。

反应①③④从化合价角度来看都升高，但反应①N2→NO2不能一步反应完成；而反应③NO2→HNO3，虽然氮的化合价升高，但不加氧化剂也能实现，如3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，在该反应中，NO2既是氧化剂又是还原剂；只有反应④N2→NO必须加入氧化剂且一步反应就能完成。

3.下图中能实现人工固氮的是（）
解析：选D。

选项A、C为自然固氮，合成氨为人工固氮，选项B电解食盐水与固氮无
关。

（1）氮的氧化物都有毒，其中NO2与N2O4存在下列平衡：2NO2N2O4，因此实验测得NO2的平均相对分子质量大于46。

（2）NO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。

（4）NO2既有氧化性又有还原性，以氧化性为主。

NO2能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝。

提升一N2、NO、NO2的性质及对环境的影响
1.下列有关氮气用途说法不正确的是（）
A.做焊接金属的保护气
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
解析：选D。

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，氨可制硝酸和化肥，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.（双选）下列说法正确的是（）
A.CO、NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在
B.NO可用于某些疾病的治疗
C.NO2通入FeSO4溶液中始终无明显现象
D.常温常压下，NO能与空气中的氧气直接化合
解析：选BD。

NO易被氧化为NO2；NO2通入FeSO4溶液中首先生成HNO3，然后生成的HNO3能把Fe2＋氧化成Fe3＋，溶液由浅绿色变成棕黄色。

3.氮的氧化物（用NO x表示）是大气污染物，必须进行处理。

（1）汽车尾气主要含有CO2、CO、SO2、NO x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 ，NO 来自 。

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 、NO x 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。

反应的化学方程式可表示为_________________________。

（2）工业尾气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理，若NO 与NO 2按物质的量之比1∶1被足量NaOH 溶液完全吸收后得到一种钠盐，该钠盐的化学式是___________________。

解析：（1）①汽车汽缸内不断进行着汽油的燃烧反应，当空气不足时，汽油不完全燃烧，会产生CO ；N 2和O 2在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，产生温室效应等。

②CO 、NO x 反应后生成的无毒气体为CO 2和N 2。

（2）NO 中氮的化合价为＋2价，NO 2中氮的化合价为＋4价，两者按物质的量之比1∶1混合时与NaOH 反应生成的钠盐中氮的化合价必然为＋3价，即为NaNO 2。

答案：（1）①汽油的不完全燃烧 N 2与O 2在汽车汽缸内高温环境下反应 形成硝酸型酸雨、导致光化学烟雾、产生温室效应等（任填两种即可） ②2x CO ＋2NO x =====催化剂
2x CO 2＋N 2
（2）NaNO 2
氮氧化物（NO x ）对环境的污染及防治
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，随雨水降到地面。

（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
NO 2、NO 的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n （NO 2）≥n （NO ）。

一般
适合工业尾气中NO x 的处理。

（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。

提升二 有关氮的氧化物的简单计算
4.（双选）在一定条件下，将NO 2和O 2的混合气体12 mL 通入足量水中，充分反应后剩余2 mL 气体（同温同压下），则原混合气体中氧气的体积可能为（ ）
A.1.2 mL
B.2.4 mL
C.3 mL
D.4 mL
解析：选AD 。

首先分析可能发生的反应为4NO 2＋O 2＋2H 2O===4HNO 3，3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO ，则剩余的2 mL 气体有两种可能。

如果剩余2 mL O 2，则V （NO 2）＝4
5
×（12－2） mL ＝8 mL ，则混合气中V （O 2）＝12 mL －8 mL ＝4 mL ，D 项正确。

若剩余的2 mL 气体是NO ，则混合气中V （O 2）＝（12 mL －2 mL ×3）×1
5
＝1.2 mL ，A 项正确。

5.设空气中O 2的体积分数为0.2，N 2的体积分数为0.8。

在有水存在的条件下，某氮的氧化物（NO 与NO 2形成的混合物）和一定量空气混合恰好完全反应生成硝酸，反应后气体体积减小了一半（相同条件下）。

则该氮的氧化物中NO 与NO 2的体积比是（ ）
A.1∶5
B.1∶4
C.1∶3
D.任意比
解析：选A 。

氮氧化物与空气恰好完全反应生成HNO 3，发生反应为4NO 2＋O 2＋2H 2O===4HNO 3，4NO ＋3O 2＋2H 2O===4HNO 3，剩余气体为N 2，设剩余N 2为0.8 L ，则由空气组成可知氧气为0.2 L ，原气体总体积为1.6 L ，即NO 和NO 2混合气体体积为0.6 L 。

有V （NO ）＋V （NO 2）＝0.6 L 、34V （NO ）＋1
4V （NO 2）＝0.2 L ，得V （NO ）＝0.1 L ，V
（NO 2）＝0.5 L ，则V （NO ）∶V （NO 2）＝1∶5。

氮氧化物溶于水的计算问题
（1）应先明确原理
无论是单一气体NO 2，还是NO 、NO 2、O 2中的两者或三者的混合气体，反应的实质是3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO ，2NO ＋O 2===2NO 2，故若有气体剩余只能是NO 或O 2，不可能是NO 2。

①若NO 和O 2通入水中，总化学方程式为4NO ＋3O 2＋2H 2O===4HNO 3。

②若NO 2和O 2通入水中，总化学方程式为4NO 2＋O 2＋2H 2O===4HNO 3。

（2）注意原子守恒和得失电子守恒的运用
有关氮的氧化物的计算，从反应实质看都是氧化还原反应。

可以从得失电子数相等或原子守恒的角度分析，简化计算过程，如NO x 与O 2、H 2O 转化为硝酸的计算，反应中O 2得到的电子数与NO x 失去的电子数相等。

学习任务2 氨与铵盐 肼（N 2H 4）
一、氨的物理性质
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。

二、氨的化学性质
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 （产生白烟）。

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

4.与盐溶液反应 盐溶液 现象
离子方程式 FeCl 3 溶液 生成红褐色沉淀
Fe 3＋
＋3NH 3·H 2O=== Fe （OH ）3↓＋3NH ＋
4 AlCl 3 溶液 生成白色沉淀
Al 3＋
＋3NH 3·H 2O=== Al （OH ）3↓＋3NH ＋
4
1.液氨汽化时吸收大量的热，故可用作制冷剂。

2.制氮肥、硝酸、铵盐、纯碱等。

四、氨的制法
1.加热固态铵盐和碱的混合物，如图所示。

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
NH 3·H 2O=====△
NH 3↑＋H 2O
浓氨水＋固体NaOH NaOH 溶于水放热，促使氨水分
解，且OH －
的浓度增大有利于
NH 3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NH 3·H 2O ＋CaO===NH 3↑＋Ca （OH ）2
41.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
NH 4Cl=====△
NH 3↑＋HCl ↑――→如NH 4HCO 3
NH 4HCO 3=====△
NH 3↑＋ CO 2↑＋H 2O ↑
NH ＋
4＋OH=====△
NH 3↑＋H 2O 3.NH ＋4的检验
NH ＋
4――→强碱△
无色气体――→湿润红色
石蕊试纸试纸变蓝 六、肼（N 2H 4）
1.碱性：溶于水形成二元弱碱，碱性比NH 3·H 2O 弱，在水中的电离与NH 3·H 2O 相似，与硫酸反应形成的酸式盐为N 2H 6（HSO 4）2。

2.强还原性：能被氧气、H 2O 2等氧化，可用作喷气式发动机的推进剂、火箭燃料等。

1.判断下列说法是否正确，不正确的说明理由。

（1）氨溶于水能导电，所以氨是电解质。

（2）实验室可用浓氨水与NaOH 固体制取氨。

（3）氨与酸反应生成铵盐，与挥发性酸相遇时能形成白烟。

（4）某晶体与NaOH 共热放出一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，该晶体中含有NH ＋
4。

（5）氨水中含氮微粒中最多的微粒是NH ＋
4。

（6）把NH 3通入稀HNO 3中，当溶液的pH 等于7时，是NH 3和HNO 3等物质的量反应。

（7）液氨作为清洁能源的反应原理是4NH 3＋5O 2=====催化剂
△4NO ＋6H 2O 。

（8）在1 mol·L
－1
氨水中，NH 3·H 2O 、NH ＋4、NH 3的物质的量浓度之和为1 mol·L －
1。

答案：（2）（3）（4）（8）正确。

（1）不正确，NH 3本身不能电离，溶于水，与水发生反应NH 3＋H 2O
NH 3·H 2O
NH＋4＋OH－而导电，故NH3不是电解质。

（5）不正确，氨水中存在大量的NH3·H2O和少量的NH＋4。

（6）不正确，NH3和HNO3等物质的量反应时，得到NH4NO3溶液，NH＋4水解使溶液显酸性，pH<7。

（7）不正确，产生的NO是污染性气体。

2.用浓氯化铵溶液处理过的舞台幕布不易着火，其原因是
（1）________________________________________________________________________；
（2）________________________________________________________________________。

答案：（1）氯化铵分解吸收热量，降低了温度（2）氯化铵分解产生的气体隔绝了空气
（1）氨极易溶于水，直接通入水中会引起倒吸。

氨水的成分主要是NH3·H2O，但在计算浓度时，溶质应为NH3。

（2）固体中NH＋4的检验方法是取样溶解，加入浓氢氧化钠溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体，若试纸变蓝说明原固体含有NH＋4。

（3）液氨是由氨液化而得到的纯净物，所含粒子只有NH3分子；氨水是由NH3溶于水而形成的混合物，所含粒子有三种分子：NH3、NH3·H2O、H2O，三种离子：NH＋4、OH－、H＋。

提升一氨和铵盐的性质及应用
1.NH3是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质（见下图），下列说法正确的是（）
A.NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥
B.NH4Cl、HNO3和Na2CO3受热时都易分解
C.NH3和NO2在一定条件下可发生氧化还原反应
D.图中所涉及的O2都要用纯氧
解析：选C。

化肥是含氮、磷、钾的一些植物营养物质，NaHCO3不是化肥，A不正确；Na2CO3受热不易分解，B不正确；NH3和NO2在一定条件下可以发生氧化还原反应，如生成氮气，C正确；氨的催化氧化以及NO与O2的反应用空气就可以，不一定要用纯氧，D 不正确。

2.如图所示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不正确的是（）
选项实验现象解释
A 浓盐酸附近产生白烟NH3与挥发出来的HCl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 氯化物溶液中有红褐色沉淀该溶液一定是FeCl3溶液
D 干燥的红色石蕊试纸不变色，湿润的
红色石蕊试纸变蓝
NH3·H2O是一种可溶性碱
解析：选B。

挥发出来的HCl与NH3反应生成NH4Cl固体，产生白烟，A正确；NH3与浓H2SO4反应，但因浓H2SO4难挥发，故无明显现象，B错误；NH3遇到FeCl3溶液生成红褐色Fe（OH）3沉淀，C正确；干燥的红色石蕊试纸不变色，而湿润的红色石蕊试纸变蓝，可说明NH3溶于水生成的NH3·H2O为碱，但不能说NH3是碱，D正确。

3.（2020·常州高三月考）如图是某课外活动小组的同学设计的4个喷泉实验方案。

下列有关操作中不可能引发喷泉现象的是（）
A.挤压装置①的胶头滴管使稀盐酸全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹
B.挤压装置②的胶头滴管使NaOH溶液全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹
C.用鼓气装置从装置③的a处不断鼓入空气并打开止水夹
D.向装置④的水槽中慢慢加入适量的浓硫酸并打开止水夹
解析：选A。

A项中稀盐酸与Cl2不能发生反应，且Cl2在稀盐酸中溶解较少，烧瓶内
的压强减小不多，不能引发喷泉现象；B 项中挤入的NaOH 溶液与CO 2反应，导致烧瓶内的压强降低，在大气压作用下，烧杯内的水被压入烧瓶而形成喷泉；C 项中鼓入空气使锥形瓶内的压强增大，从而将水压入烧瓶而形成喷泉；D 项中浓硫酸溶于水时放热，使锥形瓶内的NH 3·H 2O 分解生成NH 3，导管中浓氨水分解的NH 3进入烧瓶，与HCl 作用生成NH 4Cl ，从而导致烧瓶内的压强降低，锥形瓶内的氨水进入烧瓶而形成喷泉。

喷泉实验的形成原理
（1）形成喷泉的原理：形成喷泉最根本的原因是瓶内外存在压强差。

当烧瓶内气体溶于液体或与之反应时，瓶内气体大量减少，压强降低，外界的大气压将液体压入烧瓶内，如此持续，最后液体将充满烧瓶。

（2）常见喷泉的形成主要有以下两类：①极易溶于水的气体（NH 3、HCl 等）与水可形成喷泉；②酸性气体（HCl 、SO 2、NO 2、CO 2、H 2S 等）与NaOH 溶液可形成喷泉。

（3）喷泉实验成功的关键：①盛气体的烧瓶必须干燥；②气体要充满烧瓶；③烧瓶不能漏气（实验前应先检查装置的气密性）；④所用气体能大量溶于所用液体或气体与液体快速反应。

提升二 氨和铵盐的实验探究
4.（双选）某氮肥样品可能含有NH 4HCO 3、NH 4Cl 、NH 4NO 3中的一种或几种。

为探究其成分，称取该样品0.500 0 g ，溶解配成100 mL 溶液，加过量浓NaOH 溶液，加热，将产生的氨气通入60.00 mL 0.100 0 mol·L －1的H 2SO 4溶液中（设产生的NH 3全部逸出），剩余的
H 2SO 4溶液能消耗20.00 mL 0.225 0 mol·L －1的NaOH 溶液。

下列说法正确的是（ ）
A.吸收NH 3消耗的H 2SO 4为6.000×10－
3 mol
B.上述过程共产生NH 3 168 mL （标准状况下）
C.该样品中NH ＋4的质量分数为43.2%
D.该氮肥样品必含NH 4Cl
解析：选BD 。

0.006 mol H 2SO 4除了吸收NH 3还中和NaOH ，有n （NH 3）＋n （NaOH ）＝2n （H 2SO 4），n （NH 3）＋0.004 5 mol ＝0.012 mol ，n （NH 3）＝0.007 5 mol ，标准状况下V （NH 3）＝168 mL ，吸收NH 3消耗的H 2SO 4为0.003 75 mol ，w （NH ＋4）＝0.007 5 mol ×18 g/mol 0.500 0 g ×100%＝27%。

NH 4HCO 3、NH 4Cl 、NH 4NO 3中NH ＋4含量分别约为1879（22.8%）、1853.5
（33.6%）、
1880（22.5%），只有NH 4Cl 中NH ＋4 含量大于27%，故该氮肥样品中一定有NH 4Cl 。

5.某同学用下列装置（固定、加热仪器和橡胶管略）进行有关氨制取的实验探究。

请回答下列问题：
（1）若用装置①制取NH 3，其反应的化学方程式为_______________________； 若要测定生成的NH 3的体积，则必须选择的装置是 （填装置序号），装置中所盛试剂应具有的性质是__________________________。

（2）若用装置②制取并收集干燥的NH 3，烧瓶内装的试剂是 ，分液漏斗中装的试剂是 ，收集装置应选择 （填装置序号）。

解析：（1）装置①适用于固-固加热制取气体，制取NH 3时试剂是NH 4Cl 固体和Ca （OH ）2固体。

若测定NH 3的体积，必须用排液法，而NH 3极易溶于水，故不能用排水法，所用的液体必须不与NH 3反应，也不溶解NH 3且不易挥发才行。

（2）装置②是固-液反应不需加热的装置，制取NH 3时，可用浓氨水和碱石灰（或其他试剂）作用。

答案：（1）2NH 4Cl ＋Ca （OH ）2=====△
2NH 3↑＋CaCl 2＋2H 2O ③⑦ 氨难溶于该试剂，且该试剂不易挥发，不与氨反应
（2）CaO （或NaOH 固体或碱石灰） 浓氨水（或浓NH 4Cl 溶液） ⑥
学习任务3 硝酸 氮及其重要化合物的相互转化
一、硝酸的物理性质
硝酸是无色、易挥发的液体，有刺激性气味。

二、硝酸的化学性质
1.不稳定性
4HNO 3=====△
或光照2H 2O ＋4NO 2↑＋O 2↑。

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。

（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
浓硝酸与C 的反应：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。

例如：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.有机反应
（1）硝化反应（与苯反应）：＋HNO 3――→浓硫酸△ ＋H 2O 。

（2）颜色反应：部分蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。

三、氮及其重要化合物的相互转化
[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。

1.判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。

（1）浓、稀硝酸都能使蓝色石蕊试纸最终变为红色。

（ ）
（2）硝酸能与Na 2CO 3反应，但不生成CO 2。

（ ）
（3）硝酸可与Na 2S 反应制得H 2S 气体。

（ ）
（4）过量的铜与浓HNO 3反应有NO 生成。

（ ）
（5）常温下，铝和铁在浓HNO 3中“钝化”，说明铝和铁与浓HNO 3不反应。

（ ）
（6）可用浓HNO 3与Cu 反应制备NO 2。

（ ）
答案：（1）× （2）× （3）× （4）√ （5）× （6）√
2.写出下列反应的离子方程式，并指出HNO 3所表现的性质。

（1）Fe 3O 4和稀HNO 3反应：____________________________， 。

（2）NaI和稀HNO3反应：_____________________________，。

（3）Na2SO3和稀HNO3反应：_______________________，。

答案：（1）3Fe3O4＋28H＋＋NO－3===9Fe3＋＋NO↑＋14H2O酸性和强氧化性
（2）6I－＋8H＋＋2NO－3===3I2＋2NO↑＋4H2O强氧化性
（3）3SO2－3＋2H＋＋2NO－3===3SO2－4＋2NO↑＋H2O强氧化性
涉及HNO3的离子反应常见的易错问题
（1）忽视NO－3在酸性条件下的强氧化性。

在酸性条件下NO－3不能与Fe2＋、I－、SO2－3、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。

提升一硝酸的性质及实验探究
1.（2020·东城一模）一定温度下，探究铜与稀HNO3反应的过程如下：
下列说法不正确的是（）
A.过程Ⅰ中生成无色气体的离子方程式是3Cu＋2NO－3＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
B.过程Ⅲ反应速率比Ⅰ快的原因是NO2溶于水，使c（HNO3）增大
C.由实验可知，NO2对该反应具有催化作用
D.当活塞不再移动时，再抽入空气，铜可以继续溶解
解析：选B。

A.过程Ⅰ中生成无色气体的离子方程式是3Cu＋2NO－3＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，故A正确；B.过程Ⅲ中硝酸的浓度没有Ⅰ中大，因为部分硝酸转化成了一氧化氮，因此反应速率比Ⅰ快的原因不可能是c（HNO3）增大，故B错误；C.由实验可知，过程Ⅲ反应速率比Ⅰ快，说明NO2对该反应具有催化作用，故C正确；D.当活塞不再移动时，再抽入空气，一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮溶于水生成硝酸，硝酸能与铜继续反应，故D正确。

2.如图是用浓硝酸、铜片、水等试剂探究浓、稀硝酸的强氧化性并观察还原产物的实验
装置。

Ⅰ.浓硝酸的强氧化性实验
将铜片置于具支试管的底部，在分液漏斗中加入约5 mL浓硝酸，往具支试管中放入约2 mL浓硝酸。

（1）具支试管中发生反应的化学方程式为___________________________。

（2）实验中观察到能证明浓硝酸具有强氧化性的现象是
________________________________________________________________________。

Ⅱ.稀硝酸的强氧化性实验
（3）上述反应完成后，欲进一步证明稀硝酸也具有强氧化性，紧接的简便、合理的实验操作是_______________________________________。

（4）能证明稀硝酸与铜反应产生NO的实验现象是（填写序号）。

A.c中收集到无色气体
B.c中收集到的无色气体接触空气后变为红棕色
C.b中产生的无色气体接触空气后变为红棕色
解析：（1）Cu与浓硝酸反应生成Cu（NO3）2、NO2和水，反应的化学方程式为Cu＋4HNO3（浓）===Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O。

（2）浓硝酸做氧化剂，能将Cu氧化成Cu2＋（蓝色溶液），其还原产物是NO2（红棕色气体）。

（3）将浓HNO3稀释成稀HNO3，再与Cu发生反应，即可进一步证明稀HNO3的强氧化性。

（4）NO为无色气体，遇空气中的O2转化成红棕色的NO2气体。

答案：（1）Cu＋4HNO3（浓）===Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O（2）试管中溶液变蓝，且有红棕色气体产生
（3）向试管中加水将浓硝酸稀释（4）C
提升二关于硝酸的计算
3.（双选）（2020·徐州模拟）向500 mL稀硝酸中加入一定质量的铁粉，恰好使铁粉完全溶解，放出NO气体5.6 L（标准状况），同时溶液质量增加9.3 g。

下列判断正确的是（）
A.原溶液中投入铁粉物质的量是0.25 mol
B.原溶液中HNO 3的浓度是 2.0 mol·L －1
C.反应后的溶液中还可溶解4.8 g 铜
D.反应后的溶液中 c （Fe 2＋）∶c （Fe 3＋）＝1∶2
解析：选BC 。

n （NO ）＝
5.6 L 22.4 L ·mol －1＝0.25 mol ，m （NO ）＝0.25 mol ×30 g·mol －1＝7.5 g 。

m （Fe ）＝9.3 g ＋7.5 g ＝16.8 g ，n （Fe ）＝16.8 g 56 g ·mol －1
＝0.3 mol ，由得失电子守恒知反应后溶液中存在Fe 2＋、Fe 3＋，则n （Fe 2＋）＋n （Fe 3＋）＝0.3 mol ；
由得失电子守恒得2n （Fe 2＋）＋3n （Fe 3＋）＝3n （NO ），
2n （Fe 2＋）＋3n （Fe 3＋）＝0.25 mol ×3，
解得n （Fe 2＋）＝0.15 mol ，n （Fe 3＋）＝0.15 mol 。

n （HNO 3）＝2n （Fe 2＋）＋3n （Fe 3＋）＋n （NO ）＝0.15 mol ×2＋0.15 mol ×3＋0.25 mol ＝1 mol ，
c （HNO 3）＝1 mol 0.5 L
＝2.0 mol·L －1。

还可溶解铜：n （Cu ）＝n （Fe 3＋）/2＝0.075 mol ，m （Cu ）＝0.075 mol ×64 g·mol －1＝
4.8 g 。

4.将32.64 g 铜与140 mL 一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生的NO 和NO 2混合气体在标准状况下的体积为11.2 L 。

请回答：
（1）NO 的体积为 L ，NO 2的体积为 L 。

（2）待产生的气体全部释放后，向溶液中加入V mL a mol ·L
－1的NaOH 溶液，恰好使溶液中的Cu 2＋全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为 mol·L －1。

（3）欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH 溶液中全部转化为NaNO 3，至少需要30%的双氧水 g 。

解析：（1）Cu 与HNO 3反应过程中，Cu 做还原剂失去的电子数等于HNO 3做氧化剂得
到的电子数，由得失电子守恒可得n （Cu ）×2＝n （NO ）×3＋n （NO 2）×1，即32.64 g 64 g ·mol －1
×2＝V （NO ）
22.4 L·mol －1×3＋11.2 L －V （NO ）22.4 L·mol －1
×1，得V （NO ）＝5.824 L ，则V （NO 2）＝5.376 L 。

（2）硝酸与Cu 反应中，硝酸显酸性和氧化性，其中显氧化性的硝酸全部转化为NO 、NO 2，当溶液中的Cu 2＋全部转化为沉淀时，所得溶液为NaNO 3溶液，则n （NO －3）溶液＝n （NaOH ）＝V ×10－3 L ×a mol ·L －1＝aV ×10－3 mol ，根据N 元素守恒，做氧化剂的硝酸与
生成的气体的物质的量相等，则有n （HNO 3）被还原＝n （气体）＝11.2 L 22.4 L ·mol －1
＝0.5 mol 。

n （HNO 3）＝n （NO －3）溶液＋n （HNO 3）被还原＝aV ×10－3 mol ＋0.5 mol 。

（3）根据（1）中计算可得n （NO ）＝0.26 mol ，n （NO 2）＝0.24 mol 。

从反应的始终态分析：即要将NO 中的＋2价的N 元素和NO 2中的＋4价的N 元素完全转化为NaNO 3中的＋5价的N 元素。

根据得失电子守恒得n （NO ）×3＋n （NO 2）×1＝n （H 2O 2）×2，即0.26 mol ×3＋0.24 mol ＝n （H 2O 2）×2，求得n （H 2O 2）＝0.51 mol 。

m （H 2O 2）＝0.51 mol ×34 g·mol －1＝17.34 g ，需要30%的双氧水的质量为17.34 g÷30%＝57.8 g 。

答案：（1）5.824 5.376
（2）aV ×10－
3＋0.50.14
（3）57.8
解硝酸与金属反应计算题的整体思路和计算方法
（1）整体思路
（2）计算方法
①原子守恒法
HNO 3与金属反应时，一部分HNO 3起酸的作用，以NO －3的形式存在于溶液中；一部分
作为氧化剂转化为还原产物，这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO 3中氮原子的物质的量。

②电子守恒法
HNO 3与金属的反应属于氧化还原反应，HNO 3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离子方程式计算法
金属与H 2SO 4、HNO 3的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO －3在H 2SO 4提供H ＋的条件下
能继续与金属反应，因此此类题目应用离子方程式来计算，先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H ＋或NO －3进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒。

提升三 氮及其重要化合物的转化
5.（2020·河南名校模拟）下列关系图中，a 是一种正盐，b 是气态氢化物，c 是单质，f 是强酸。

当X 无论是强酸还是强碱时都有如下转化关系（其他产物及反应所需条件均已略去），当X 是强碱时，过量b 跟氯气反应除生成c 外，另一产物是盐酸盐。

a ――→X
b ――→O 2
c ――→O 2
d ――→O 2
e ――→H 2O f
下列说法不正确的是（ ）
A.当X 是强酸时，a 、b 、c 、d 、e 、f 均含有同一种元素，f 是硫酸
B.当X 是强碱时，a 、b 、c 、d 、e 、f 均含有同一种元素，f 是硝酸
C.b 和Cl 2的反应一定是氧化还原反应
D.当X 是强酸时，c 常温下是气态单质
解析：选D 。

a 是一种正盐，且与强酸和强碱反应都能生成气态氢化物，则a 是（NH 4）2S 。

当X 是强酸时，b 、c 、d 、e 、f 分别是H 2S 、S 、SO 2、SO 3、H 2SO 4，A 项正确；当X 是强碱时，b 、c 、d 、e 、f 分别是NH 3、N 2、NO 、NO 2、HNO 3，B 项正确；b 和Cl 2的反应一定是氧化还原反应，因为b 转化为c 是气态氢化物向单质的转化，一定有化合价的变化，C 项正确；当X 是强酸时，c 显然是硫单质，硫单质常温下是固体，D 项错误。

6.一定条件下，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）氮原子的结构示意图为 。

（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NO 2与H 2O 的作用下实现的，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 －
3与Zn 的作用实现的，则该反应的离子方程式为______________________________________________。

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，得出属于氮的固定的是c 和k ；发生非氧化还原反应，说明在反应前后元素化合价没有发生变化，即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3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO ，氧化产物是HNO 3，还原产物是NO ，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 －3―→Zn 2＋＋N 2O ↑＋H 2O ，Zn 的化合价升高2价，由
NO －3到N 2
O 过程中N 的化合价降低4价，根据得失电子守恒、电荷守恒以及原子守恒可知，离子方程式为4Zn ＋2NO －3＋10H ＋===4Zn 2＋＋N 2O ↑＋5H 2
O 。

答案：（1）
（2）ck al （3）2∶1 （4）4Zn ＋2NO －3＋10H ＋===4Zn 2＋＋N 2O ↑＋5H 2O
1.（2019·高考江苏卷）在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是（ ）
A.NaCl （aq ）――→电解Cl 2（g ）――→Fe （s ）
△
FeCl 2（s ） B.MgCl 2（aq ）――→石灰乳Mg （OH ）2（s ）――→煅烧MgO （s ）
C.S （s ）――→O 2（g ）点燃
SO 3（g ）――→H 2O （l ）H 2SO 4（aq ） D.N 2（g ）――→H 2（g ）高温高压、催化剂NH 3（g ）――→CO 2（g ）NaCl （aq ）
Na 2CO 3（s ） 解析：选B 。

A 项，Cl 2与Fe 发生反应生成FeCl 3，错误；B 项，MgCl 2与Ca （OH ）2发生反应生成Mg （OH ）2沉淀，煅烧Mg （OH ）2生成MgO 固体，正确；C 项，S 在O 2中燃烧只能生成SO 2，错误；D 项，NH 3、CO 2和NaCl 溶液反应生成NaHCO 3，反应的化学
方程式为NH3＋CO2＋NaCl＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl，错误。

2.（2017·高考北京卷）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（）
①②③
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。

①中灼热碎玻璃起加热作用，浓硝酸受热分解生成红棕色NO2，硝酸中氮元素化合价降低，必有元素化合价升高，只能为氧元素，因此，还有O2生成，产生的气体为混合气体，A项正确；由①可知，浓硝酸受热分解可生成红棕色气体，所以②中产生的“红棕色气体”不一定是木炭与浓硝酸发生反应产生的，B项正确；③中浓硝酸挥发才能与红热木炭接触，产生的NO2是还原产物，C项正确；红热的木炭还可与空气中的O2反应生成CO2，不一定是木炭与浓硝酸发生反应生成了CO2，D项错误。

3.（2016·高考全国卷Ⅰ）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NH3将NO x还原生成N2。

某同学在实验室中对NH3与NO2反应进行了探究。

回答下列问题：
（1）氨的制备
①氨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，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）。

（2）氨与二氧化氮的反应
将上述收集到的NH3充入注射器X中，硬质玻璃管Y中加入少量催化剂，充入NO2（两端用夹子K1、K2夹好）。

在一定温度下按图示装置进行实验。