【鲁科版】高考化学一轮复习第15讲氮及其化合物教案

这是一份【鲁科版】高考化学一轮复习第15讲氮及其化合物教案，共21页。

第15讲　氮及其化合物
[考纲要求]　1.了解氮元素单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质和应用。2.了解氮的化合物对环境质量的影响。
考点一　氮气及其氧化物

1．氮气

写出有关化学方程式：
①N2＋3MgMg3N2；
②N2＋3H22NH3；
③N2＋O22NO。
2．氮的氧化物
氮元素有＋1、＋2、＋3、＋4、＋5五种正价，五种正价对应六种氧化物：N2O(俗称“笑气”，具有麻醉作用)、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5(白色固体)。
(1)物理性质

NO
NO2
颜色
无色
红棕色
毒性
有毒
有毒
溶解性
不溶于水
能溶于水
(2)化学性质
①NO―→NO2：2NO＋O2===2NO2。
②NO2―→HNO3(NO)：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。
(3)氮的氧化物对环境的污染
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。

(1)氮的氧化物都有毒，其中NO2与N2O4存在下列平衡：2NO2⇌N2O4，因此实验测得NO2的平均相对分子质量总大于46。
(2)NO2、NO可用碱液处理，如NaOH溶液吸收原理为NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O、2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O。

1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(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(×)
2．俗话说“雷雨发庄稼”，这说明雷雨中含有能被植物吸收利用的化合态的氮，请写出三个有关的化学方程式：
(1)
________________________________________________________________________；
(2)
________________________________________________________________________；
(3)
________________________________________________________________________。
答案：　(1)N2＋O22NO
(2)2NO＋O2===2NO2
(3)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO

题组一　氮的氧化物对环境的影响
1．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＋O2＋4CO4CO2＋N2
D
2．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。下列对该反应过程及生成物叙述正确的是 (　　)
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为同分异构体
A　[反应过程①＋②得O2―→2O，③O＋O2―→O3，NO2起催化剂作用，反应过程中NO2还作氧化剂，A项正确，B、C项错误；O3与O2不是同分异构体，属同素异形体，D项错误。]
3．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)NOx能形成酸雨，写出NO2转化为HNO3的化学方程式：
________________________________________________________________________。
(3)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)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
(3)2CO＋2NON2＋2CO2
题组二　氮氧化物溶于水的计算
4．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
A
5．将盛有12 mL NO2和O2的混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反应后，还剩余2 mL无色气体，则原混合气体中O2的体积和剩余的2 mL气体分别是(　　)
A．1.2 mL，NO　　　　　　 B．2.4 mL，O2
C．3.5 mL，O2 D．4 mL，NO
A　[解题依据的化学方程式为：
4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
设O2的体积为x，剩余的气体有两种可能：
①若剩O2，则V剩＝x－(12 mL－x)＝2 mL，
解得x＝4 mL，选项B、C不正确；
②若剩NO，则V剩＝[(12 mL－x)－4x]＝2 mL，
解得x＝1.2 mL，选项D不正确，选项A正确。]

循环反应的计算方法——加合式法
(1)循环反应
NO2和O2的混合气体溶于水时，发生如下反应：
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO①
2NO＋O2===2NO2②
反应①的反应物(NO2)和产物(NO)分别是反应②的产物和反应物，这两个反应互为“循环反应”。
(2)“循环反应”进行计算时采用“加合式”法
消去中间产物(NO)，①式×2＋②式得加合式：
4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3。
(3)NO和O2同时通入同一水中时，发生反应：
2NO＋O2===2NO2
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
其加合式为：4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3
[拓展]
　将CO、O2(或H2、O2)的混合气体通入盛有足量Na2O2的密闭容器中，用电火花引燃。此过程中发生循环反应：
2CO＋O22CO2
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
其加合式为：Na2O2＋CO===Na2CO3
2H2＋O22H2O
2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
其加合式为：Na2O2＋H2===2NaOH
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，能与水以任意比例混溶。质量分数在98%以上的硝酸为发烟硝酸。
2．化学性质

写出下列化学方程式或离子方程式：
(1)见光分解：4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O；
(2)Cu与浓硝酸的反应：Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O；
(3)Cu与稀硝酸的反应：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O；
(4)C与浓硝酸的反应：C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O；
(5)Fe2＋与稀硝酸的反应：3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。
3．硝酸工业制法的反应原理
(1)NH3在催化剂作用下与O2反应生成NO
4NH3＋5O24NO＋6H2O。
(2)NO进一步氧化生成NO2
2NO＋O2===2NO2。
(3)用水吸收NO2生成HNO3
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。

(1)硝酸浓度越大，其还原产物的价态越高。还原产物一般为HNO3(浓)→NO2，HNO3(稀)→NO。
(2)浓硝酸能使紫色石蕊溶液先变红，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”，并非不反应，故浓硝酸可以用铁桶盛放。

1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(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(　　)
(5)浓硝酸中滴加紫色石蕊试液，最终变为红色(　　)
答案：　(1)√　(2)×　(3)√ 　(4)√　(5)×
2．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________。
方法①：Cu＋HNO3(浓)―→Cu(NO3)2
方法②：Cu＋2AgNO3===2Ag＋Cu(NO3)2
方法③：CuCuOCu(NO3)2
方法④：CuCuSO4Cu(NO3)2
答案：　方法③
3．用动态观点理解Cu与浓HNO3的反应
在浓硝酸中放入Cu片，回答下列问题。
(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)待反应停止时，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

题组一　硝酸的性质和用途
1．下列说法正确的是(　　)
A．投入铁片产生H2的溶液中可大量存在H＋、Mg2＋、SO、NO
B．可用稀硝酸除去试管内壁上的银镜
C．1.0 mol·L－1的KNO3溶液中可大量存在H＋、Fe2＋、Cl－、SO
D．硫化铜溶于硝酸的离子方程式为CuS＋2H＋===H2S↑＋Cu2＋
B　[硝酸具有强氧化性，因而含有NO的酸性溶液不能与铁反应产生H2，A项错；硝酸可溶解银，B项正确；Fe2＋在稀HNO3中不能大量存在，C项错；硝酸与CuS不能发生复分解反应，而是发生氧化还原反应，D项错。]
2．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
D　[A对：浓HNO3具有不稳定性，①中浓HNO3受热发生分解反应：4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O，故①中所得红棕色气体是NO2和O2的混合气体。B对：②中红热木炭加入浓HNO3中，有红棕色气体产生，该气体为NO2，但不能说明浓HNO3与木炭发生了反应，可能是浓HNO3在红热木炭作用下发生分解产生了NO2。C对：③中红热木炭未插入浓HNO3中，有红棕色气体产生，说明浓HNO3具有挥发性，且挥发产生的HNO3被还原生成NO2，故红棕色气体为还原产物。D错：③的气体产物中检测出CO2，不能说明木炭一定与浓HNO3发生了反应，可能是浓HNO3分解产生NO2、O2和H2O，红热木炭与分解产生的O2反应生成CO2。]
3．(2019·黑龙江重点中学联考)一定温度下，探究铜与稀HNO3反应，过程如图，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＋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
B　[过程Ⅰ中铜与稀硝酸反应生成NO气体，离子方程式为3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，A项正确；随着反应进行，溶液中生成硝酸铜，根据氮元素守恒，过程Ⅲ中硝酸的浓度没有Ⅰ中的大，因此反应速率增大的原因不是硝酸浓度增大，B项错误；过程Ⅲ反应速率比Ⅰ快，结合B项分析及实验过程可知，NO2对反应具有催化作用，C项正确；当活塞不再移动时，再抽入空气，NO与氧气、水反应生成硝酸，硝酸能与铜继续反应，D项正确。]

涉及HNO3的离子反应常见易错问题
(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的写成复分解反应。
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NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2 L。请回答下列问题：
(1)NO的体积为________L，NO2的体积为________L。
(2)参加反应的HNO3的物质的量是 ________。
(3)欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3，至少需要30%的双氧水________g。
解析：　(1)n(Cu)＝＝0.51 mol，设混合气体中NO的物质的量为x，NO2的物质的量为y。
根据气体的总体积为11.2 L，有：x＋y＝0.5 mol。
根据得失电子守恒，有：3x＋y＝(0.51×2)mol。
解方程组得：x＝0.26 mol，y＝0.24 mol。
则：V(NO)＝0.26 mol×22.4 L·mol－1＝5.824 L
V(NO2)＝11.2 L－5.824 L＝5.376 L。
(2)参加反应的HNO3分两部分：一部分没有被还原，显酸性，生成Cu(NO3)2；另一部分被还原成NO2和NO，所以参加反应的HNO3的物质的量为0.51 mol×2＋0.5 mol＝1.52 mol。
(3)由得失电子守恒得：2×n(Cu)＝2×n(H2O2)，×2＝n(H2O2)×2，n(H2O2)＝0.51 mol，则m(H2O2)＝17.34 g。需30%的双氧水：17.34 g÷30%＝57.8 g。
答案：　(1)5.824　5.376　(2)1.52 mol
(3)57.8

金属与硝酸反应的计算方法
(1)解答硝酸与金属反应计算题的思维建模

(2)金属与硝酸反应的三个等式
①n(HNO3)消耗＝n(Mx＋)×x＋n(NO)＋n(NO2)。
②n(Mx＋)×x＝n(NO)×3＋n(NO2)。
③n(HNO3)酸性＝n(Mx＋)×x＝n(e－)。
考点三　氨　铵盐

1．氨气
(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(常温常压下1∶700)，可由喷泉实验证明。
(2)化学性质

①与水的反应
NH3＋H2O⇌NH3·H2O⇌NH＋OH－，氨气溶于水得氨水，氨水中含有的粒子有NH3·H2O、NH3、H2O、NH、OH－、H＋。一水合氨为可溶性一元弱碱，易挥发，不稳定，易分解：NH3·H2ONH3↑＋H2O。
②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，化学方程式：HCl＋NH3===NH4Cl。
③氨气的还原性——氨的催化氧化
化学方程式：4NH3＋5O24NO＋6H2O。
(3)实验室制取


(4)氨的用途
化工原料，用于制硝酸、铵盐、纯碱、尿素，用作制冷剂。
2．铵盐
(1)物理性质：都是白色固体，都易溶于水。
(2)化学性质
—
(3)NH的检验


(1)制氨时，选用的铵盐及碱都有一定的要求。选铵盐时，不选(NH4)2CO3、NH4HCO3、NH4NO3等，因它们受热易分解，使产生的NH3中混有较多的杂质气体，另外NH4NO3易爆炸；选碱时，用Ca(OH)2而不用NaOH或KOH，因NaOH、KOH具有吸湿性，易结块，不利于产生氨，且在高温下均能腐蚀玻璃。
(2)干燥氨气不能用浓硫酸，也不能用无水CaCl2(8NH3＋CaCl2===CaCl2·8NH3)，通常用碱石灰干燥氨气。

1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(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(×)
2．液氨和氨水有哪些区别？完成下列表格。

液氨
氨水
形成


物质分类

混合物
微粒种类

NH3、NH3·H2O、H＋、H2O、NH、OH－
存在条件
常温常压下不能存在
常温常压下可存在
答案：　氨气液化　氨气溶于水　纯净物　NH3
3．浓氨水可以用来检验氯气管道是否漏气，其原理是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(用化学方程式回答)。
答案：　8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl

题组一　氨气　铵盐的性质及应用
1．(2019·宁夏石嘴山三中期中)以下有关氨及铵盐的叙述不正确的是 (　　)
A．铵态氮肥不能与碱性物质(如草木灰)混合施用
B．氨的喷泉实验体现了氨的溶解性和氧化性
C．实验室常用固体氯化铵与氢氧化钙反应制取氨气
D．氨具有还原性，一定条件下可与氧化性物质如氧气发生反应
B　[铵态氮肥不能与碱性物质(如草木灰)混合施用，因为铵态氮肥与碱性物质反应生成氨气，降低肥效，A项正确；氨的喷泉实验体现了氨的溶解性，未体现氧化性，B项错误；实验室常用固体氯化铵与氢氧化钙反应制取氨气，C项正确；氨和氧气在一定条件下发生催化氧化反应，D项正确。]

2．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．将集有氨气的试管倒扣于水槽中，液体迅速充满试管，说明氨气极易溶于水
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，说明氨气催化氧化的产物中有NO
B　[B项，因为氨水中存在氨分子，加热氨气逸出，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气，错误；D项，4NH3＋5O24NO＋6H2O,2NO＋O2===2NO2，NH3的氧化产物应为NO，正确。]
3．NH3是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(见图)。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．图中所涉及的盐类物质均可以发生水解反应
C　[NaHCO3不是化肥，Na2CO3不易分解，NaCl不发生水解反应。]
题组二　氨气的实验室制法
4．(2019·河北衡水中学联考)资料显示：一定条件下NH3能还原CuO。为了证明资料的真实性，利用下列装置(含药品)进行实验，其中错误的是(　　)

A　[A项，氯化铵固体受热分解生成氨气和氯化氢，在试管口附近氨气和氯化氢遇冷又生成了白色固体氯化铵，故不能用于制备氨气，错误；B项，可以在硬质玻璃管中进行氨气还原氧化铜的反应，正确；C项，碱石灰可以干燥氨气，正确；D项，氨气极易溶于稀硫酸，利用该装置吸收尾气中的氨气，可以防止倒吸，正确。]
5．某化学兴趣小组利用图1装置制取氨气并探究氨气的有关性质。

备选装置(其中水中含酚酞溶液)



Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
图2
(1)装置A中烧瓶内试剂可选用________(填字母)。
a．碱石灰　　　　b．浓硫酸　　　　c．生石灰
d．五氧化二磷 e．烧碱
(2)若探究氨气的溶解性，需在K2的导管末端连接图2装置中的________装置(填序号)，当装置D中集满氨气后，关闭K1、K2，打开K3，引发喷泉的实验操作是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)若探究氨气的还原性，需打开K1、K3，K2处导管连接制取纯净、干燥氯气装置。
①D中氨气与氯气反应产生白烟，同时生成一种无色无味的气体。该反应的化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
②从K3处导管逸出的气体中含有少量Cl2，则C装置中应盛放________溶液(填化学式)，反应的离子方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：　(1)ace　(2)Ⅱ或Ⅲ　用热毛巾将烧瓶捂热(其他合理答案均可)
(3)①3Cl2＋8NH3===6NH4Cl＋N2
②NaOH　Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O

实验室制取少量氨气的2种简易方法
(1)加热浓氨水法
①反应原理：NH3·H2ONH3↑＋H2O。
②装置：见图甲。

(2)往氢氧化钠(或碱石灰)中滴加浓氨水法
①反应原理：浓氨水中存在平衡NH3＋H2O⇌NH3·H2O⇌NH＋OH－，加入固态碱性物质(如CaO、NaOH、碱石灰等)，消耗水且使c(OH－)增大，使平衡逆向移动，同时反应放热，促进NH3·H2O的分解。
②装置：见图乙。
　喷泉实验及相关计算
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。
气体
HCl
NH3
CO2、Cl2、
SO2、H2S
NO2
NO、O2、(4∶3)
NO2、O2
(4∶1)
吸收剂
水、NaOH溶液
水
NaOH溶液
水
水
水
3.喷泉实验的发散装置及操作方法
喷泉实验是中学化学的重要实验，其本质是形成压强差而引发液体上喷，以教材中的装置(发散源)可设计如图所示的多种不同的装置和采用不同的操作(如使气体溶于水、热敷或冷敷、生成气体等)来形成喷泉。

装置(Ⅰ)改变了胶头滴管的位置，胶头滴管挤入少量水于试剂瓶中，即可使少量溶液沿导管进入烧瓶中，导致大量的NH3溶解，烧瓶内形成负压而产生喷泉。
装置(Ⅱ)省去了胶头滴管，用手(或热毛巾等)捂热烧瓶，氨气受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气，氨气与水接触，即发生喷泉(或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶，使水进入烧瓶中，瓶内氨气溶于水)。
装置(Ⅲ)在水槽中加入能使水温升高的物质致使锥形瓶内酒精因升温而挥发，锥形瓶内气体压强增大而产生喷泉。
装置(Ⅳ)向导管中通入一定量的H2S和SO2，现象为有淡黄色粉末状物质生成，瓶内壁附有水珠，NaOH溶液上喷形成喷泉。
装置(Ⅴ)打开①处的止水夹并向烧瓶中缓慢通入等体积的HCl气体后关闭该止水夹，等充分反应后再打开②处的止水夹，观察到先有白烟产生，后产生喷泉。
装置(Ⅵ)中，挤压胶头滴管，然后打开导管上部的两个活塞，则在右面烧瓶出现喷烟现象，再打开导管下部活塞，则可产生双喷泉。
4．喷泉实验产物的浓度计算
关键是确定所得溶液中溶质的物质的量和溶液的体积，标准状况下的气体进行喷泉实验后所得溶液的物质的量浓度：
(1)HCl、NH3、NO2气体或它们与其他不溶于水的气体混合时：溶质的物质的量浓度为 mol·L－1。
(2)当是NO2和O2的混合气体且体积比为4∶1时，c(HNO3)＝ mol·L－1。
[集训1]　(2019·辽宁沈阳六校联考)下图是课外活动小组的同学设计的4个喷泉实验方案，下列有关操作不可能引发喷泉的是(　　)

A．挤压装置①的胶头滴管使CCl4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的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开止水夹
B　[H2难溶于NaOH溶液，不能使烧瓶内外形成较大压强差，故不能引发“喷泉”。]

[集训2]　Ⅰ.图中胶头滴管中的水挤入烧瓶后，观察到的现象是
________________________________________________________________________。
Ⅱ.利用如图所示的装置，可以验证NH3和HCl的有关性质。实验前a、b、c活塞均关闭。
　　　
(1)若要在烧瓶Ⅱ中产生“喷泉”现象，烧瓶Ⅰ中不产生“喷泉”现象，其操作方法是
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(2)若先打开a、c活塞，再挤压胶头滴管，在烧瓶中可观察到的现象是
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(3)通过挤压胶头滴管和控制活塞的开关，在烧瓶Ⅰ中产生“喷泉”现象，烧瓶Ⅱ中不产生“喷泉”现象，其操作方法是
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若要在该装置中产生双喷泉现象，其操作方法是
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解析：　Ⅰ.将胶头滴管中的水挤入圆底烧瓶后，由于NH3溶于水使瓶中的气压减小，气球的体积逐渐变大。
Ⅱ.(1)打开a、b活塞，再将胶头滴管中的水挤入烧瓶Ⅱ中，由于NH3极易溶于水，使烧瓶内气体压强迅速减小，烧杯中的水迅速进入烧瓶Ⅱ中，形成喷泉。
(2)先打开a、c活塞，再将胶头滴管中的水挤入烧瓶Ⅱ中，烧瓶Ⅱ中的气压迅速减小，烧瓶Ⅰ中的HCl气体会流向烧瓶Ⅱ中，且与NH3化合生成NH4Cl而产生白烟。
(3)在(2)基础上，若关闭a活塞，打开b活塞，烧杯中的水会迅速进入烧瓶Ⅰ中，形成喷泉；若打开b活塞，不关闭a活塞，烧瓶中的水便会同时进入烧瓶Ⅰ和Ⅱ中，形成双喷泉。
答案：　Ⅰ.气球逐渐变大
Ⅱ.(1)先打开a、b活塞，再挤压胶头滴管(或先挤压胶头滴管，再打开a、b活塞)
(2)烧瓶Ⅱ中导管口处产生白烟
(3)先打开a、c活塞，再挤压胶头滴管(或先打开a活塞，挤压胶头滴管，再打开c活塞)，片刻后，关闭a活塞，然后打开b活塞　先打开a、c活塞，再挤压胶头滴管(或先打开a活塞，挤压胶头滴管，再打开c活塞)，片刻后，打开b活塞

[集训3]　如右图为化学教学中所用的喷泉实验装置。
某同学用烧瓶中盛不同成分的气体进行喷泉实验，请帮助分析实验后烧瓶中所得溶液的浓度。(假设是在标准状况下完成实验，且溶质不扩散)
(1)若用HCl气体，则c(HCl)＝
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(2)若用NO2气体，则c(HNO3)＝
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(3)若用n(NO2)∶n(O2)＝4∶1的混合气体，则c(HNO3)＝
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(4)若用n(NO2)∶n(O2)＝2∶1的混合气体，则c(HNO3)＝
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解析：　设烧瓶的容积为V L，则气体的物质的量均为 mol。
(1)若是HCl气体，喷泉后，溶液充满烧瓶，则溶液的体积为V L，c(HCl)＝＝ mol·L－1。
(2)若为NO2，喷泉后，溶质为HNO3，
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
mol × mol
则喷泉后溶液的体积为V L，
c(HNO3)＝＝ mol·L－1。
(3)若为n(NO2)∶n(O2)＝4∶1的混合气体，
n(NO2)＝× mol，
4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3
× mol × mol
喷泉后，溶质为HNO3，溶液充满烧瓶，则c(HNO3)＝＝× mol·L－1＝ mol·L－1。
(4)若为n(NO2)∶n(O2)＝2∶1，则反应剩余的氧气，溶液充至烧瓶的，溶质为HNO3，计算方法同(3)，c(HNO3)＝ mol·L－1。
答案：　(1) mol·L－1　(2) mol·L－1
(3) mol·L－1　(4) mol·L－1
考点四　氮及其化合物之间的转化及综合应用

　
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　氮及其化合物的转化
1．如图A～D四种物质均含有同一种元素，A可以是单质也可以是气态氢化物，D是该元素最高价氧化物对应水化物，则A、B、C、D中共同含有的元素可能是 (　　)

A．氯　　　 B．铁　　　
C．碳　　　 D．氮
D　[由框图转化关系可知，B、C应为氧化物，D能与Cu反应生成B，说明D应为具有强氧化性的酸，则D可能为硝酸或浓硫酸。Cl2或HCl都不与O2反应，不能实现图示转化关系，A项错误；若共同元素为Fe，不可能实现图示转化关系，B项错误；若共同元素为碳，则D为H2CO3，H2CO3不能与Cu发生氧化还原反应，C项错误；若共同元素为N，则B为NO，C为NO2，D为稀硝酸，可与Cu发生氧化还原反应生成NO，D项正确。]
2．甲、乙、丙、丁四种物质中，均含有相同的某种元素。在一定条件下它们之间存在如下转化关系：

下列说法中错误的是(　　)
A．甲可能是单质，也可能是化合物
B．甲与丁反应可能生成盐
C．反应①②一定是氧化还原反应
D．反应③一定是化合反应
D　[由甲可以为N2、NH3、S、H2S可知A正确；如果甲是氨气，则乙为NO、丙为NO2、丁为HNO3,3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，NH3＋HNO3===NH4NO3，可知B正确，D错误；有氧气参加的反应①②一定为氧化还原反应，C正确。]
3．(2019·河南开封考试)如图是某元素的价类二维图。其中X是一种强碱，G为正盐，通常条件下Z是无色液体，D的相对分子质量比C小16，各物质转化关系如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．A的水溶液显碱性
B．D为一种红棕色气体
C．B和F能发生复分解反应生成盐
D．F在一定条件下可直接与Y反应生成D
D　[G为正盐，X是一种强碱，二者反应生成氢化物F，则G为铵盐、F为NH3，F连续与Y反应分别得到单质E、氧化物D与氧化物C，C的相对分子质量比D大16，则Y为O2、E为N2、D为NO、C为NO2，又通常条件下Z是无色液体，C与Z反应得到含氧酸B，则Z为H2O、B为HNO3，B与X发生酸碱中和反应得到的A为硝酸盐。A为硝酸与强碱反应生成的盐，其水溶液显中性，A项错误；D是NO，为无色气体，B项错误；氨气与硝酸发生化合反应生成硝酸铵，C项错误；氨气与氧气在催化剂作用下可直接反应生成NO，其化学方程式为4NH3＋5O24NO＋6H2O，D项正确。]

(1)牢记1条转化主线：N2NH3NONO2HNO3NH4NO3。
(2)特殊的颜色：NO2——红棕色气体

1．(2018·全国卷Ⅱ，8)研究表明，氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关(如下图所示)。下列叙述错误的是(　　)

A．雾和霾的分散剂相同
B．雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵
C．NH3是形成无机颗粒物的催化剂
D．雾霾的形成与过度施用氮肥有关
C　[A对：雾和霾的分散剂都是空气。B对：雾霾中的无机颗粒物含有硝酸铵和硫酸铵。C错：NH3参与反应生成铵盐，是反应物，不是催化剂。D对：过度施用氮肥会增加大气中氨的含量。]
2．(2018·海南，2)某工业废气所含氮氧化物(NOx)的氮氧质量比约为7∶4，该NOx可表示为(　　)
A．N2O B．NO
C．N2O3 D．NO2
A　[＝＝，故NOx可表示为N2O。]
3．下列有关说法正确的是 (　　)
A．加热盛有少量NH4HCO3固体的试管，并在试管口放置湿润的红色石蕊试纸，石蕊试纸变蓝，说明NH4HCO3显碱性(2017·全国卷Ⅱ，13C)
B．用烧碱处理含高浓度NH的废水并回收利用氨(2017·天津，1D)
C．NH3易溶于水，可用作制冷剂(2017·江苏，3D)
D．氨气使AlCl3溶液产生白色沉淀，反应中氨气被还原(2017·北京，8D)
B　[碳酸氢铵受热分解产生的氨气使湿润的红色石蕊试纸变蓝，说明氨气是碱性气体，而不是NH4HCO3显碱性，A项错误；烧碱可以与NH反应产生氨气，B项正确；液氨汽化时要吸收大量的热，可用作制冷剂，与NH3的溶解性无关，C项错误；NH3与AlCl3溶液发生复分解反应生成Al(OH)3和NH4Cl，不属于氧化还原反应，D项错误。]