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2021版江苏新高考选考化学（苏教版）一轮复习教师用书：专题42第二单元 生产生活中的含氮化合物
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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
（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：N2＋O22NO（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：N2＋3H22NH3。
三、氮的氧化物
1.氮有多种价态的氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等。
2.NO和NO2的比较
物质
NO
NO2
物理
性质
颜色
无色
红棕色
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→NO2 ②NO2→NO ③NO2→HNO3
④N2→NO ⑤N2→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NOx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、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 ，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、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。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NO2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；N2和O2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、NOx反应后生成的无毒气体为CO2和N2。
（2）NO中氮的化合价为＋2价，NO2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NaNO2。
答案：（1）①汽油的不完全燃烧 N2与O2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） ②2xCO＋2NOx2xCO2＋N2
（2）NaNO2
氮氧化物（NOx）对环境的污染及防治
1.常见的污染类型
（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，产生的一种有毒的烟雾。
（2）酸雨：NOx排入大气中后，与水反应生成HNO3和HNO2，随雨水降到地面。
（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。
2.常见的NOx尾气处理方法
（1）碱液吸收法
2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O
NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O
NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n（NO2）≥n（NO）。一般适合工业尾气中NOx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（N2）或NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体（N2和CO2）。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NO2和O2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4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，则剩余的2 mL气体有两种可能。如果剩余2 mL O2，则V（NO2）＝×（12－2） mL＝8 mL，则混合气中V（O2）＝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（O2）＝（12 mL－2 mL×3）×＝1.2 mL，A项正确。
5.设空气中O2的体积分数为0.2，N2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NO2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NO2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HNO3，发生反应为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，剩余气体为N2，设剩余N2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NO2混合气体体积为0.6 L。有V（NO）＋V（NO2）＝0.6 L、V（NO）＋V（NO2）＝0.2 L，得V（NO）＝0.1 L，V（NO2）＝0.5 L，则V（NO）∶V（NO2）＝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，不可能是NO2。
①若NO和O2通入水中，总化学方程式为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3。
②若NO2和O2通入水中，总化学方程式为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3。
（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NOx与O2、H2O转化为硝酸的计算，反应中O2得到的电子数与NOx失去的电子数相等。
学习任务2 氨与铵盐 肼（N2H4）
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：4NH3＋5O24NO＋6H2O。
2.与酸反应
与氯化氢反应：NH3＋HCl===NH4Cl（产生白烟）。
3.与水反应
NH3＋H2ONH3·H2ONH＋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
FeCl3
溶液
生成红褐色沉淀
Fe3＋＋3NH3·H2O===
Fe（OH）3↓＋3NH
AlCl3
溶液
生成白色沉淀
Al3＋＋3NH3·H2O===
Al（OH）3↓＋3NH
三、氨的用途
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
NH3·H2ONH3↑＋H2O
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NH3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NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca（OH）2
五、铵盐及NH的检验
1.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
NH4HCO3NH3↑＋
CO2↑＋H2O↑
NH＋OHNH3↑＋H2O
3.NH的检验
六、肼（N2H4）
1.碱性：溶于水形成二元弱碱，碱性比NH3·H2O弱，在水中的电离与NH3·H2O相似，与硫酸反应形成的酸式盐为N2H6（HSO4）2。
2.强还原性：能被氧气、H2O2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。
（5）氨水中含氮微粒中最多的微粒是NH。
（6）把NH3通入稀HNO3中，当溶液的pH等于7时，是NH3和HNO3等物质的量反应。
（7）液氨作为清洁能源的反应原理是4NH3＋5O24NO＋6H2O。
（8）在1 mol·L－1氨水中，NH3·H2O、NH、NH3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，NH3本身不能电离，溶于水，与水发生反应NH3＋H2ONH3·H2ONH＋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。
（6）不正确，NH3和HNO3等物质的量反应时，得到NH4NO3溶液，NH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。
（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、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CO2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NH3·H2O分解生成NH3，导管中浓氨水分解的NH3进入烧瓶，与HCl作用生成NH4Cl，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（NH3、HCl等）与水可形成喷泉；②酸性气体（HCl、SO2、NO2、CO2、H2S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NH4HCO3、NH4Cl、NH4NO3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H2SO4溶液中（设产生的NH3全部逸出），剩余的H2SO4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NH3消耗的H2SO4为6.000×10－3 mol
B.上述过程共产生NH3 168 mL（标准状况下）
C.该样品中NH的质量分数为43.2%
D.该氮肥样品必含NH4Cl
解析：选BD。0.006 mol H2SO4除了吸收NH3还中和NaOH，有n（NH3）＋n（NaOH）＝2n（H2SO4），n（NH3）＋0.004 5 mol＝0.012 mol，n（NH3）＝0.007 5 mol，标准状况下V（NH3）＝168 mL，吸收NH3消耗的H2SO4为0.003 75 mol，w（NH）＝×100%＝27%。NH4HCO3、NH4Cl、NH4NO3中NH含量分别约为（22.8%）、（33.6%）、（22.5%），只有NH4Cl中NH 含量大于27%，故该氮肥样品中一定有NH4Cl。
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NH3，其反应的化学方程式为_______________________；
若要测定生成的NH3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NH3，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NH3时试剂是NH4Cl固体和Ca（OH）2固体。若测定NH3的体积，必须用排液法，而NH3极易溶于水，故不能用排水法，所用的液体必须不与NH3反应，也不溶解NH3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NH3时，可用浓氨水和碱石灰（或其他试剂）作用。
答案：（1）2NH4Cl＋Ca（OH）22NH3↑＋CaCl2＋2H2O 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NH4Cl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
4HNO32H2O＋4NO2↑＋O2↑。
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＋8HNO3（稀）===3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O。
浓硝酸与铜反应：Cu＋4HNO3（浓）===Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O。
（2）与非金属反应
浓硝酸与C的反应：C＋4HNO3（浓）CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。
（3）与还原性化合物反应
硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2＋等还原性物质。
例如：稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式为3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。
3.有机反应
（1）硝化反应（与苯反应）：＋HNO3
＋H2O。
（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Na2CO3反应，但不生成CO2。（ ）
（3）硝酸可与Na2S反应制得H2S气体。（ ）
（4）过量的铜与浓HNO3反应有NO生成。（ ）
（5）常温下，铝和铁在浓HNO3中“钝化”，说明铝和铁与浓HNO3不反应。（ ）
（6）可用浓HNO3与Cu反应制备NO2。（ ）
答案：（1）× （2）× （3）× （4）√ （5）× （6）√
2.写出下列反应的离子方程式，并指出HNO3所表现的性质。
（1）Fe3O4和稀HNO3反应：____________________________， 。
（2）NaI和稀HNO3反应：_____________________________， 。
（3）Na2SO3和稀HNO3反应：_______________________， 。
答案：（1）3Fe3O4＋28H＋＋NO===9Fe3＋＋NO↑＋14H2O 酸性和强氧化性
（2）6I－＋8H＋＋2NO===3I2＋2NO↑＋4H2O 强氧化性
（3）3SO＋2H＋＋2NO===3SO＋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＋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＋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HNO3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（Fe2＋）∶c（Fe3＋）＝1∶2
解析：选BC。n（NO）＝＝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）＝＝0.3 mol，由得失电子守恒知反应后溶液中存在Fe2＋、Fe3＋，则n（Fe2＋）＋n（Fe3＋）＝0.3 mol；
由得失电子守恒得2n（Fe2＋）＋3n（Fe3＋）＝3n（NO），
2n（Fe2＋）＋3n（Fe3＋）＝0.25 mol×3，
解得n（Fe2＋）＝0.15 mol，n（Fe3＋）＝0.15 mol。
n（HNO3）＝2n（Fe2＋）＋3n（Fe3＋）＋n（NO）＝0.15 mol×2＋0.15 mol×3＋0.25 mol＝1 mol，
c（HNO3）＝＝2.0 mol·L－1。
还可溶解铜：n（Cu）＝n（Fe3＋）/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NO2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，NO2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Cu2＋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NaNO3，至少需要30%的双氧水 g。
解析：（1）Cu与HNO3反应过程中，Cu做还原剂失去的电子数等于HNO3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（NO2）×1，即×2＝×3＋×1，得V（NO）＝5.824 L，则V（NO2）＝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、NO2，当溶液中的Cu2＋全部转化为沉淀时，所得溶液为NaNO3溶液，则n（NO）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（HNO3）被还原＝n（气体）＝＝0.5 mol。n（HNO3）＝n（NO）溶液＋n（HNO3）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（NO2）＝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NO2中的＋4价的N元素完全转化为NaNO3中的＋5价的N元素。根据得失电子守恒得n（NO）×3＋n（NO2）×1＝n（H2O2）×2，即0.26 mol×3＋0.24 mol＝n（H2O2）×2，求得n（H2O2）＝0.51 mol。m（H2O2）＝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）
（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
HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用，以NO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HNO3中氮原子的物质的量。
②电子守恒法
HNO3与金属的反应属于氧化还原反应，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离子方程式计算法
金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO在H2SO4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。
abcdef
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Cl2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（NH4）2S。当X是强酸时，b、c、d、e、f分别是H2S、S、SO2、SO3、H2SO4，A项正确；当X是强碱时，b、c、d、e、f分别是NH3、N2、NO、NO2、HNO3，B项正确；b和Cl2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NO2与H2O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3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，氧化产物是HNO3，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―→Zn2＋＋N2O↑＋H2O，Zn的化合价升高2价，由NO到N2O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＋10H＋===4Zn2＋＋N2O↑＋5H2O。
答案：（1） （2）ck al （3）2∶1
（4）4Zn＋2NO＋10H＋===4Zn2＋＋N2O↑＋5H2O
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）Cl2（g）FeCl2（s）
B.MgCl2（aq）Mg（OH）2（s）MgO （s）
C.S（s）SO3（g）H2SO4（aq）
D.N2（g）NH3（g）Na2CO3（s）
解析：选B。A项，Cl2与Fe发生反应生成FeCl3，错误；B项，MgCl2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O2中燃烧只能生成SO2，错误；D项，NH3、CO2和NaCl溶液反应生成NaHCO3，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（ ）
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
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（NOx）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NOx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。
操作步骤
实验现象
解释原因
打开K1，推动注射器活塞，使X中的气体缓慢通入Y管中
①Y管中________________________________________________________________________
②反应的化学方程式：________________________________________________________________________
将注射器活塞退回原处并固定，待装置恢复到室温
Y管中有少量水珠
生成的气态水凝聚
打开K2
③
④
解析：（1）①观察装置知，A装置适合加热固体制备气体，B装置适合加热液体与固体制备气体或加热液体制备气体。实验室通过氯化铵和消石灰共热制备氨，加热固体混合物制备气体，可以选择A装置做氨的发生装置，化学方程式为2NH4Cl＋Ca（OH）22NH3↑＋CaCl2＋2H2O。实验室还可以通过加热浓氨水制备氨，故也可以选择B装置做氨的发生装置，化学方程式为NH3·H2ONH3↑＋H2O。②实验室用碱石灰干燥氨，用向下排空气法收集氨，用水吸收尾气中的氨并注意防倒吸，故选择C、D、F装置，注意连接干燥管时应大口进气，小口出气，所以，连接顺序为a、d、c、f、e、i或b、d、c、f、e、i。（2）NO2 呈红棕色，氨与二氧化氮发生反应：8NH3＋6NO27N2＋12H2O，故观察到Y管中红棕色气体慢慢变浅。NH3与NO2反应后生成的气态水凝聚，反应后气体分子数减少，装置Y内压强小于外压，故打开K2，氢氧化钠溶液会产生倒吸现象。
答案：（1）①A 2NH4Cl＋Ca（OH）22NH3↑＋CaCl2＋2H2O[或B NH3·H2ONH3↑＋H2O] ②dcfei
（2）①红棕色气体慢慢变浅 ②8NH3＋6NO27N2＋12H2O ③Z中NaOH溶液产生倒吸现象 ④反应后气体分子数减少，Y管中压强小于外压
一、单项选择题
1.下列关于氮及其化合物的说法正确的是（ ）
A.N2分子的结构稳定，因而氮气不能支持任何物质的燃烧
B.液氨汽化时要吸收大量热，因而液氨可用作制冷剂
C.NO可用向上排空气法或排水法收集
D.浓硝酸保存在棕色瓶内是因为硝酸易挥发
解析：选B。Mg能在N2中燃烧，A项错误；NO能与空气中的O2反应生成NO2，C项错误；浓硝酸见光易分解，故保存在棕色瓶内，D项错误。
2.已知氨极易溶于水，而难溶于有机溶剂CCl4。下列装置中不适宜做氨尾气吸收装置的是（ ）
解析：选C。A项，氨难溶于CCl4，不会发生倒吸；B项，导管末端连接倒置漏斗，漏斗下沿刚好没入水中可有效防止倒吸；C项，会发生倒吸；D项，导管末端连接干燥管，干燥管细口没入水中少许可有效防止倒吸。
3.氮及其化合物的转化关系如下图所示。则下列说法不正确的是（ ）
A.路线①②③是工业生产硝酸的主要途径
B.路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径
C.上述所有反应都是氧化还原反应
D.氮气可在足量的氧气中通过一步反应生成NO2
解析：选D。氮气和氧气在放电或高温条件下反应生成NO，NO与O2反应生成NO2，即氮气与氧气不能一步转化为NO2。
4.某同学仿照喷泉实验原理在实验室里做了一个“喷烟实验”。如图所示，在甲、乙两个烧瓶中分别装入X、Y两种无色气体，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中，然后打开弹簧夹，便可看到甲烧瓶中的导管喷出白色的烟，同时甲烧瓶中的溶液颜色逐渐变浅最后褪为无色。则X、Y分别为（ ）
A.NH3和HCl B.HCl和NH3
C.SO2和HCl D.NO和HCl
解析：选A。要想产生“喷烟”现象，应具备两个条件：一是形成压强差，二是两种气体反应会生成白烟，排除C、D项。根据甲中溶液颜色发生的变化，结合题给条件“胶头滴管中盛有含酚酞的NaOH溶液”可知，甲中气体溶于水所得溶液显碱性，即X为NH3，故Y为HCl，选A。
5.用加热法可以分离的一组物质是（ ）
A.氯化铵和消石灰 B.碳酸氢铵和过氧化钠
C.氯化铵和氯化钠 D.碘和氯化铵
解析：选C。铵盐可与碱反应，因此选项A在加热时发生反应2NH4Cl＋Ca（OH）22NH3↑＋2H2O＋CaCl2，不能用于分离。选项B中的NH4HCO3受热分解，且产生的H2O及CO2能与Na2O2反应，也无法达到分离的目的。选项D中碘在受热时升华，NH4Cl受热分解再重新化合后仍与碘混合，无法达到分离的目的。对于选项C，NH4Cl受热分解后可从体系中脱离，遇冷又重新化合为NH4Cl晶体，从而达到与NaCl分离的目的。
6.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Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O
D.HNO3―→NO―→NO2，以上各步变化均能通过一步实验完成
解析：选A。A项中加入Cu（NO3）2固体后，Cu和H＋、NO发生反应：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，该项不正确。
7.等质量的下列物质与足量稀硝酸反应，放出NO物质的量最多的是（ ）
A.FeO B.Fe2O3
C.FeSO4 D.Fe3O4
解析：选A。根据得失电子守恒，还原剂提供的电子越多，氧化剂硝酸生成的NO的物质的量就越多。
1 g题述四种物质能提供的电子的物质的量为
A.×1 mol；B.0 mol；C.×1 mol；D.×1 mol（Fe3O4也可以写为Fe2O3·FeO），故提供电子的物质的量最多的为FeO。
二、不定项选择题
8.N2O俗称“笑气”，曾用作可吸入性麻醉剂。以下反应能产生N2O：3CO＋2NO23CO2＋N2O。下列关于N2O的说法正确的是（ ）
A.上述反应中每生成1 mol N2O，消耗3 mol CO
B.等物质的量的N2O和CO2含有相等的电子数
C.N2O只具有氧化性，无还原性
D.N2O会迅速与人体血红蛋白结合，使人中毒
解析：选AB。由方程式知，生成1 mol N2O时消耗3 mol CO，A正确；1 mol N2O与1 mol CO2都含有22 mol电子，B正确；N2O中氮元素的化合价为＋1价，是氮元素的中间价态，所以N2O既具有氧化性又具有还原性，C错误；NO能与人体血红蛋白结合，使人体中毒，D错误。
9.（2020·盐城高三联考）SO2废气的回收利用方案如图所示。下列说法错误的是（ ）
A.废气与氨水混合一定发生反应：2NH3·H2O＋SO2===2NH＋SO＋H2O
B.Y中含有NH4HSO3
C.气体a既有氧化性又有还原性
D.（NH4）2S2O8中含有O—O键，S元素的化合价为＋6 价
解析：选B。A项，废气用氨水吸收一定发生反应：2NH3·H2O＋SO2===2NH＋SO＋H2O，正确；B项，（NH4）2SO3与过量H2SO4反应生成（NH4）2SO4、SO2和H2O，Y中含有（NH4）2SO4和H2SO4，不含NH4HSO3，错误；C项，气体a为SO2，SO2中S元素的化合价为＋4价，SO2既有氧化性又有还原性，正确；D项，（NH4）2S2O8中含有一个O—O键，过氧键中O元素的化合价为－1价，其他O元素的化合价为－2价，N元素的化合价为－3价，H元素的化合价为＋1价，根据正、负化合价代数和为0可知，S元素的化合价为＋6价，正确。
10.现有NaNO3和HCl的混合溶液400 mL，向混合溶液中逐渐加入过量的Fe粉（假设反应中HNO3只被还原成NO），有关量的关系如图所示。下列说法正确的是（ ）
A.硝酸钠的物质的量浓度为2.5 mol/L
B.反应生成气体的体积为33.6 L
C.整个反应过程转移电子的物质的量之和为4 mol
D.将反应后的混合物过滤，滤液蒸发结晶所得固体为NaCl和FeCl2的混合物
解析：选A。由题图分析可知，当加入1 mol铁后，溶液中才开始生成亚铁离子，说明加入1 mol铁之前发生如下反应：Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O，根据题图中数据分析可知，上述反应中NO不足而H＋过量，则n（Fe）＝n（NO）＝n（NaNO3）＝n（NO）＝1 mol，c（NaNO3）＝＝2.5 mol/L，A正确；因Fe3＋的氧化性大于H＋，则继续加入铁时发生反应：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，由上述分析可知，n（Fe3＋）＝1 mol，则该反应消耗0.5 mol铁，然后0.5 mol铁再与氢离子反应生成氢气，则n（H2）＝n（Fe）＝0.5 mol，所以，在整个过程中产生气体的物质的量为1.5 mol，在标准状况下的体积为33.6 L，B错误；整个反应过程分三步进行，每步转移电子的物质的量分别是3 mol、0.5 mol×2、0.5 mol×2，共转移5 mol电子，C错误；滤液中溶质为NaCl和FeCl2，蒸发结晶过程中，FeCl2会被氧化、水解，最后所得固体为NaCl和Fe（OH）3的混合物，D错误。
三、非选择题
11.氨在工农业生产中有重要应用。
（1）①氮气用于工业合成氨，写出氮气的电子式： 。
②NH3的稳定性比PH3 （填“强”或“弱”）。
（2）如图所示，向NaOH固体上滴几滴浓氨水，迅速盖上盖，观察现象。
①浓盐酸液滴附近会出现白烟，发生反应的化学方程式为________________________。
②浓硫酸液滴上方没有明显现象，一段时间后浓硫酸的液滴中有白色固体，该固体可能是 （写化学式，一种即可）。
③FeSO4液滴中先出现灰绿色沉淀，过一段时间后变成红褐色，发生的反应包括Fe2＋＋2NH3·H2O===Fe（OH）2↓＋2NH和_____________________________。
（3）空气吹脱法是目前消除NH3对水体污染的重要方法。在一定条件下，向水体中加入适量NaOH可使NH3的脱除率增大，用平衡移动原理解释其原因：________________。
（4）在微生物作用下，蛋白质在水中分解产生的氨能够被氧气氧化生成亚硝酸（HNO2），反应的化学方程式为 ，若反应中有0.3 mol电子发生转移，生成亚硝酸的质量为 g。
解析：（1）①氮气电子式中存在叁键；②根据非金属性的判断依据“非金属性越强，气态氢化物越稳定”，很容易判断出NH3的稳定性强于PH3。（2）①根据现象写方程式；②氨溶于浓硫酸，能生成（NH4）2SO4或NH4HSO4；③根据现象写方程式，氢氧化亚铁被氧气氧化为氢氧化铁：4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3。（3）氨水中存在平衡：NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－，加入NaOH后OH－浓度增大，平衡逆向移动，故有利于氨的脱除。（4）由方程式可看出，每当生成1 mol HNO2，转移电子数为6 mol，当有0.3 mol电子发生转移时，生成亚硝酸0.05 mol，即2.35 g。
答案：（1）①N⋮⋮N ②强
（2）①NH3＋HCl===NH4Cl
②NH4HSO4[或（NH4）2SO4]
③4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3
（3）氨水中存在平衡：NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－，加入NaOH后OH－浓度增大，平衡逆向移动，故有利于氨的脱除
（4）2NH3＋3O22HNO2＋2H2O 2.35
12.Ⅰ.某硝酸厂附近的空气中的主要污染物为氮的氧化物。为了保护环境和综合利用，可采用氨碱两级吸收法。此法兼有碱吸收和氨吸收两法的优点，其吸收工艺流程如下：
（1）排空物质的主要成分为_________________________________。
（2）进入吸收塔以前加一个缓冲器的目的是_________________________。
（3）从吸收塔排出的混合液的用途之一为 。
Ⅱ.空气的主要污染物为硫的氧化物和氮的氧化物。研究人员设计了同时净化废气中二氧化硫和氮的氧化物的方法，将其转化为硫酸和硝酸，工艺流程如下：
各室中发生的反应如下：
氧化室：在氧化室中SO2和NO2气体与水作用生成H2SO4和NO。
清除室：NO＋NO2===N2O3；N2O3＋2H2SO4===2NOHSO4＋H2O。
分解室：4NOHSO4＋O2＋2H2O===4H2SO4＋4NO2。
回答下列问题：
（1）物质①和②分别为 、 。（写化学式）
（2）写出氧化室中发生反应的化学方程式：________________________。
解析：Ⅰ.（1）排空物质是无污染的气体，主要成分为N2、O2。
（2）进入吸收塔以前加一个缓冲器的目的是使氨和污染的空气充分混合，促进氮的氧化物与氨充分反应，从而转化为无毒的N2。
（3）从吸收塔排出的混合液含有铵盐，可以用作氮肥。
Ⅱ.（1）根据各室中的反应，物质①、②分别为分解室中NOHSO4与O2、H2O反应生成的NO2、H2SO4。
（2）氧化室中SO2和NO2与水发生反应生成H2SO4和NO，化学方程式为NO2＋SO2＋H2O===H2SO4＋NO。
答案：Ⅰ.（1）N2、O2 （2）使氨和污染的空气充分混合
（3）用作肥料（答案合理即可）
Ⅱ.（1）NO2 H2SO4 （2）NO2＋SO2＋H2O===H2SO4＋NO
13.如图所示是在实验室进行氨快速制备与性质实验的组合装置，部分固定装置未画出。
（1）在组装好装置后，若要检验A～E装置的气密性，其操作是首先_________________
________________________________________________________________________，
然后用酒精灯微热A，观察到E中有气泡冒出，移开酒精灯，E中导管有一段水柱形成，说明装置气密性良好。
（2）装置B中盛放的试剂是 。
（3）点燃C处酒精灯，关闭止水夹2，打开止水夹1，从分液漏斗放出浓氨水至浸没烧瓶中生石灰后关闭分液漏斗，稍等片刻，装置C中黑色固体逐渐变红，装置E中溶液里出现大量气泡，同时产生 （填现象）；从装置E中逸出液面的气体可以直接排入空气，请写出在装置C中发生反应的化学方程式：___________________________________。
（4）当装置C中固体全部变成红色后，关闭止水夹1，慢慢移开酒精灯，待冷却后，称量装置C中固体质量。若反应前固体质量为16 g，反应后称量固体质量减少2.4 g。通过计算确定该固体产物的成分是_____________ （用化学式表示）。
（5）在关闭止水夹1后，打开止水夹2，残余气体进入装置F中，很快发现装置F中产生白烟，同时装置G中溶液迅速倒吸流入装置F中。写出产生白烟的化学方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
迅速产生倒吸的原因是_______________________________________。
解析：（1）检查A～E装置气密性的方法为关闭止水夹2和分液漏斗活塞，打开止水夹1，在E中装入水，然后用酒精灯微热A，观察到E中有气泡冒出，移开酒精灯，E中导管有一段水柱形成，说明装置气密性良好。（2）装置B是对产生的氨进行干燥的装置，氨为碱性气体，所以装置B中为碱性物质，故为碱石灰或生石灰。（3）装置C中黑色固体氧化铜逐渐变红，发生还原反应，而装置E中溶液里出现大量气泡，又从装置E中逸出液面的气体可以直接排入空气，说明排出的气体为N2，故装置C中发生的反应为2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O。装置E中为溶有二氧化硫的氯化钡溶液，未反应的NH3与H2SO3反应生成（NH4）2SO3，（NH4）2SO3与氯化钡反应产生白色沉淀。（4）装置C中物质为氧化铜，反应前固体质量为16 g，即含有氧化铜0.2 mol，若全部被还原为Cu，则冷却后称量应为12.8 g，固体质量减少3.2 g；若全部被还原为Cu2O，固体质量减少1.6 g，但称得固体质量减少2.4 g，即氧化铜被还原为Cu2O和Cu，故固体产物的成分是Cu2O和Cu。（5）氨和氯气直接反应生成氯化铵，产生白烟：3Cl2＋8NH3===N2＋6NH4Cl；盛满氯气的集气瓶中因氨消耗氯气生成部分固体，导致装置F内气压减小，引起溶液倒吸。
答案：（1）关闭止水夹2和分液漏斗活塞，打开止水夹1，在E中装入水
（2）碱石灰（或生石灰）
（3）白色沉淀 2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O
（4）Cu2O和Cu
（5）3Cl2＋8NH3===N2＋6NH4Cl 盛满氯气的集气瓶中因氨消耗氯气生成部分固体，导致装置F内气压减小，引起溶液倒吸
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
（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：N2＋O22NO（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：N2＋3H22NH3。
三、氮的氧化物
1.氮有多种价态的氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等。
2.NO和NO2的比较
物质
NO
NO2
物理
性质
颜色
无色
红棕色
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→NO2 ②NO2→NO ③NO2→HNO3
④N2→NO ⑤N2→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NOx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、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 ，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、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。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NO2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；N2和O2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、NOx反应后生成的无毒气体为CO2和N2。
（2）NO中氮的化合价为＋2价，NO2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NaNO2。
答案：（1）①汽油的不完全燃烧 N2与O2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） ②2xCO＋2NOx2xCO2＋N2
（2）NaNO2
氮氧化物（NOx）对环境的污染及防治
1.常见的污染类型
（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，产生的一种有毒的烟雾。
（2）酸雨：NOx排入大气中后，与水反应生成HNO3和HNO2，随雨水降到地面。
（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。
2.常见的NOx尾气处理方法
（1）碱液吸收法
2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O
NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O
NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n（NO2）≥n（NO）。一般适合工业尾气中NOx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（N2）或NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体（N2和CO2）。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NO2和O2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4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，则剩余的2 mL气体有两种可能。如果剩余2 mL O2，则V（NO2）＝×（12－2） mL＝8 mL，则混合气中V（O2）＝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（O2）＝（12 mL－2 mL×3）×＝1.2 mL，A项正确。
5.设空气中O2的体积分数为0.2，N2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NO2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NO2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HNO3，发生反应为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，剩余气体为N2，设剩余N2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NO2混合气体体积为0.6 L。有V（NO）＋V（NO2）＝0.6 L、V（NO）＋V（NO2）＝0.2 L，得V（NO）＝0.1 L，V（NO2）＝0.5 L，则V（NO）∶V（NO2）＝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，不可能是NO2。
①若NO和O2通入水中，总化学方程式为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3。
②若NO2和O2通入水中，总化学方程式为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3。
（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NOx与O2、H2O转化为硝酸的计算，反应中O2得到的电子数与NOx失去的电子数相等。
学习任务2 氨与铵盐 肼（N2H4）
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：4NH3＋5O24NO＋6H2O。
2.与酸反应
与氯化氢反应：NH3＋HCl===NH4Cl（产生白烟）。
3.与水反应
NH3＋H2ONH3·H2ONH＋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
FeCl3
溶液
生成红褐色沉淀
Fe3＋＋3NH3·H2O===
Fe（OH）3↓＋3NH
AlCl3
溶液
生成白色沉淀
Al3＋＋3NH3·H2O===
Al（OH）3↓＋3NH
三、氨的用途
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
NH3·H2ONH3↑＋H2O
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NH3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NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca（OH）2
五、铵盐及NH的检验
1.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
NH4HCO3NH3↑＋
CO2↑＋H2O↑
NH＋OHNH3↑＋H2O
3.NH的检验
六、肼（N2H4）
1.碱性：溶于水形成二元弱碱，碱性比NH3·H2O弱，在水中的电离与NH3·H2O相似，与硫酸反应形成的酸式盐为N2H6（HSO4）2。
2.强还原性：能被氧气、H2O2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。
（5）氨水中含氮微粒中最多的微粒是NH。
（6）把NH3通入稀HNO3中，当溶液的pH等于7时，是NH3和HNO3等物质的量反应。
（7）液氨作为清洁能源的反应原理是4NH3＋5O24NO＋6H2O。
（8）在1 mol·L－1氨水中，NH3·H2O、NH、NH3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，NH3本身不能电离，溶于水，与水发生反应NH3＋H2ONH3·H2ONH＋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。
（6）不正确，NH3和HNO3等物质的量反应时，得到NH4NO3溶液，NH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。
（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、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CO2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NH3·H2O分解生成NH3，导管中浓氨水分解的NH3进入烧瓶，与HCl作用生成NH4Cl，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（NH3、HCl等）与水可形成喷泉；②酸性气体（HCl、SO2、NO2、CO2、H2S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NH4HCO3、NH4Cl、NH4NO3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H2SO4溶液中（设产生的NH3全部逸出），剩余的H2SO4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NH3消耗的H2SO4为6.000×10－3 mol
B.上述过程共产生NH3 168 mL（标准状况下）
C.该样品中NH的质量分数为43.2%
D.该氮肥样品必含NH4Cl
解析：选BD。0.006 mol H2SO4除了吸收NH3还中和NaOH，有n（NH3）＋n（NaOH）＝2n（H2SO4），n（NH3）＋0.004 5 mol＝0.012 mol，n（NH3）＝0.007 5 mol，标准状况下V（NH3）＝168 mL，吸收NH3消耗的H2SO4为0.003 75 mol，w（NH）＝×100%＝27%。NH4HCO3、NH4Cl、NH4NO3中NH含量分别约为（22.8%）、（33.6%）、（22.5%），只有NH4Cl中NH 含量大于27%，故该氮肥样品中一定有NH4Cl。
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NH3，其反应的化学方程式为_______________________；
若要测定生成的NH3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NH3，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NH3时试剂是NH4Cl固体和Ca（OH）2固体。若测定NH3的体积，必须用排液法，而NH3极易溶于水，故不能用排水法，所用的液体必须不与NH3反应，也不溶解NH3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NH3时，可用浓氨水和碱石灰（或其他试剂）作用。
答案：（1）2NH4Cl＋Ca（OH）22NH3↑＋CaCl2＋2H2O 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NH4Cl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
4HNO32H2O＋4NO2↑＋O2↑。
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＋8HNO3（稀）===3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O。
浓硝酸与铜反应：Cu＋4HNO3（浓）===Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O。
（2）与非金属反应
浓硝酸与C的反应：C＋4HNO3（浓）CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。
（3）与还原性化合物反应
硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2＋等还原性物质。
例如：稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式为3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。
3.有机反应
（1）硝化反应（与苯反应）：＋HNO3
＋H2O。
（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Na2CO3反应，但不生成CO2。（ ）
（3）硝酸可与Na2S反应制得H2S气体。（ ）
（4）过量的铜与浓HNO3反应有NO生成。（ ）
（5）常温下，铝和铁在浓HNO3中“钝化”，说明铝和铁与浓HNO3不反应。（ ）
（6）可用浓HNO3与Cu反应制备NO2。（ ）
答案：（1）× （2）× （3）× （4）√ （5）× （6）√
2.写出下列反应的离子方程式，并指出HNO3所表现的性质。
（1）Fe3O4和稀HNO3反应：____________________________， 。
（2）NaI和稀HNO3反应：_____________________________， 。
（3）Na2SO3和稀HNO3反应：_______________________， 。
答案：（1）3Fe3O4＋28H＋＋NO===9Fe3＋＋NO↑＋14H2O 酸性和强氧化性
（2）6I－＋8H＋＋2NO===3I2＋2NO↑＋4H2O 强氧化性
（3）3SO＋2H＋＋2NO===3SO＋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＋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＋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HNO3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（Fe2＋）∶c（Fe3＋）＝1∶2
解析：选BC。n（NO）＝＝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）＝＝0.3 mol，由得失电子守恒知反应后溶液中存在Fe2＋、Fe3＋，则n（Fe2＋）＋n（Fe3＋）＝0.3 mol；
由得失电子守恒得2n（Fe2＋）＋3n（Fe3＋）＝3n（NO），
2n（Fe2＋）＋3n（Fe3＋）＝0.25 mol×3，
解得n（Fe2＋）＝0.15 mol，n（Fe3＋）＝0.15 mol。
n（HNO3）＝2n（Fe2＋）＋3n（Fe3＋）＋n（NO）＝0.15 mol×2＋0.15 mol×3＋0.25 mol＝1 mol，
c（HNO3）＝＝2.0 mol·L－1。
还可溶解铜：n（Cu）＝n（Fe3＋）/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NO2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，NO2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Cu2＋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NaNO3，至少需要30%的双氧水 g。
解析：（1）Cu与HNO3反应过程中，Cu做还原剂失去的电子数等于HNO3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（NO2）×1，即×2＝×3＋×1，得V（NO）＝5.824 L，则V（NO2）＝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、NO2，当溶液中的Cu2＋全部转化为沉淀时，所得溶液为NaNO3溶液，则n（NO）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（HNO3）被还原＝n（气体）＝＝0.5 mol。n（HNO3）＝n（NO）溶液＋n（HNO3）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（NO2）＝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NO2中的＋4价的N元素完全转化为NaNO3中的＋5价的N元素。根据得失电子守恒得n（NO）×3＋n（NO2）×1＝n（H2O2）×2，即0.26 mol×3＋0.24 mol＝n（H2O2）×2，求得n（H2O2）＝0.51 mol。m（H2O2）＝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）
（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
HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用，以NO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HNO3中氮原子的物质的量。
②电子守恒法
HNO3与金属的反应属于氧化还原反应，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离子方程式计算法
金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO在H2SO4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。
abcdef
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Cl2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（NH4）2S。当X是强酸时，b、c、d、e、f分别是H2S、S、SO2、SO3、H2SO4，A项正确；当X是强碱时，b、c、d、e、f分别是NH3、N2、NO、NO2、HNO3，B项正确；b和Cl2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NO2与H2O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3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，氧化产物是HNO3，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―→Zn2＋＋N2O↑＋H2O，Zn的化合价升高2价，由NO到N2O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＋10H＋===4Zn2＋＋N2O↑＋5H2O。
答案：（1） （2）ck al （3）2∶1
（4）4Zn＋2NO＋10H＋===4Zn2＋＋N2O↑＋5H2O
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）Cl2（g）FeCl2（s）
B.MgCl2（aq）Mg（OH）2（s）MgO （s）
C.S（s）SO3（g）H2SO4（aq）
D.N2（g）NH3（g）Na2CO3（s）
解析：选B。A项，Cl2与Fe发生反应生成FeCl3，错误；B项，MgCl2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O2中燃烧只能生成SO2，错误；D项，NH3、CO2和NaCl溶液反应生成NaHCO3，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（ ）
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
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（NOx）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NOx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。
操作步骤
实验现象
解释原因
打开K1，推动注射器活塞，使X中的气体缓慢通入Y管中
①Y管中________________________________________________________________________
②反应的化学方程式：________________________________________________________________________
将注射器活塞退回原处并固定，待装置恢复到室温
Y管中有少量水珠
生成的气态水凝聚
打开K2
③
④
解析：（1）①观察装置知，A装置适合加热固体制备气体，B装置适合加热液体与固体制备气体或加热液体制备气体。实验室通过氯化铵和消石灰共热制备氨，加热固体混合物制备气体，可以选择A装置做氨的发生装置，化学方程式为2NH4Cl＋Ca（OH）22NH3↑＋CaCl2＋2H2O。实验室还可以通过加热浓氨水制备氨，故也可以选择B装置做氨的发生装置，化学方程式为NH3·H2ONH3↑＋H2O。②实验室用碱石灰干燥氨，用向下排空气法收集氨，用水吸收尾气中的氨并注意防倒吸，故选择C、D、F装置，注意连接干燥管时应大口进气，小口出气，所以，连接顺序为a、d、c、f、e、i或b、d、c、f、e、i。（2）NO2 呈红棕色，氨与二氧化氮发生反应：8NH3＋6NO27N2＋12H2O，故观察到Y管中红棕色气体慢慢变浅。NH3与NO2反应后生成的气态水凝聚，反应后气体分子数减少，装置Y内压强小于外压，故打开K2，氢氧化钠溶液会产生倒吸现象。
答案：（1）①A 2NH4Cl＋Ca（OH）22NH3↑＋CaCl2＋2H2O[或B NH3·H2ONH3↑＋H2O] ②dcfei
（2）①红棕色气体慢慢变浅 ②8NH3＋6NO27N2＋12H2O ③Z中NaOH溶液产生倒吸现象 ④反应后气体分子数减少，Y管中压强小于外压
一、单项选择题
1.下列关于氮及其化合物的说法正确的是（ ）
A.N2分子的结构稳定，因而氮气不能支持任何物质的燃烧
B.液氨汽化时要吸收大量热，因而液氨可用作制冷剂
C.NO可用向上排空气法或排水法收集
D.浓硝酸保存在棕色瓶内是因为硝酸易挥发
解析：选B。Mg能在N2中燃烧，A项错误；NO能与空气中的O2反应生成NO2，C项错误；浓硝酸见光易分解，故保存在棕色瓶内，D项错误。
2.已知氨极易溶于水，而难溶于有机溶剂CCl4。下列装置中不适宜做氨尾气吸收装置的是（ ）
解析：选C。A项，氨难溶于CCl4，不会发生倒吸；B项，导管末端连接倒置漏斗，漏斗下沿刚好没入水中可有效防止倒吸；C项，会发生倒吸；D项，导管末端连接干燥管，干燥管细口没入水中少许可有效防止倒吸。
3.氮及其化合物的转化关系如下图所示。则下列说法不正确的是（ ）
A.路线①②③是工业生产硝酸的主要途径
B.路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径
C.上述所有反应都是氧化还原反应
D.氮气可在足量的氧气中通过一步反应生成NO2
解析：选D。氮气和氧气在放电或高温条件下反应生成NO，NO与O2反应生成NO2，即氮气与氧气不能一步转化为NO2。
4.某同学仿照喷泉实验原理在实验室里做了一个“喷烟实验”。如图所示，在甲、乙两个烧瓶中分别装入X、Y两种无色气体，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中，然后打开弹簧夹，便可看到甲烧瓶中的导管喷出白色的烟，同时甲烧瓶中的溶液颜色逐渐变浅最后褪为无色。则X、Y分别为（ ）
A.NH3和HCl B.HCl和NH3
C.SO2和HCl D.NO和HCl
解析：选A。要想产生“喷烟”现象，应具备两个条件：一是形成压强差，二是两种气体反应会生成白烟，排除C、D项。根据甲中溶液颜色发生的变化，结合题给条件“胶头滴管中盛有含酚酞的NaOH溶液”可知，甲中气体溶于水所得溶液显碱性，即X为NH3，故Y为HCl，选A。
5.用加热法可以分离的一组物质是（ ）
A.氯化铵和消石灰 B.碳酸氢铵和过氧化钠
C.氯化铵和氯化钠 D.碘和氯化铵
解析：选C。铵盐可与碱反应，因此选项A在加热时发生反应2NH4Cl＋Ca（OH）22NH3↑＋2H2O＋CaCl2，不能用于分离。选项B中的NH4HCO3受热分解，且产生的H2O及CO2能与Na2O2反应，也无法达到分离的目的。选项D中碘在受热时升华，NH4Cl受热分解再重新化合后仍与碘混合，无法达到分离的目的。对于选项C，NH4Cl受热分解后可从体系中脱离，遇冷又重新化合为NH4Cl晶体，从而达到与NaCl分离的目的。
6.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Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O
D.HNO3―→NO―→NO2，以上各步变化均能通过一步实验完成
解析：选A。A项中加入Cu（NO3）2固体后，Cu和H＋、NO发生反应：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，该项不正确。
7.等质量的下列物质与足量稀硝酸反应，放出NO物质的量最多的是（ ）
A.FeO B.Fe2O3
C.FeSO4 D.Fe3O4
解析：选A。根据得失电子守恒，还原剂提供的电子越多，氧化剂硝酸生成的NO的物质的量就越多。
1 g题述四种物质能提供的电子的物质的量为
A.×1 mol；B.0 mol；C.×1 mol；D.×1 mol（Fe3O4也可以写为Fe2O3·FeO），故提供电子的物质的量最多的为FeO。
二、不定项选择题
8.N2O俗称“笑气”，曾用作可吸入性麻醉剂。以下反应能产生N2O：3CO＋2NO23CO2＋N2O。下列关于N2O的说法正确的是（ ）
A.上述反应中每生成1 mol N2O，消耗3 mol CO
B.等物质的量的N2O和CO2含有相等的电子数
C.N2O只具有氧化性，无还原性
D.N2O会迅速与人体血红蛋白结合，使人中毒
解析：选AB。由方程式知，生成1 mol N2O时消耗3 mol CO，A正确；1 mol N2O与1 mol CO2都含有22 mol电子，B正确；N2O中氮元素的化合价为＋1价，是氮元素的中间价态，所以N2O既具有氧化性又具有还原性，C错误；NO能与人体血红蛋白结合，使人体中毒，D错误。
9.（2020·盐城高三联考）SO2废气的回收利用方案如图所示。下列说法错误的是（ ）
A.废气与氨水混合一定发生反应：2NH3·H2O＋SO2===2NH＋SO＋H2O
B.Y中含有NH4HSO3
C.气体a既有氧化性又有还原性
D.（NH4）2S2O8中含有O—O键，S元素的化合价为＋6 价
解析：选B。A项，废气用氨水吸收一定发生反应：2NH3·H2O＋SO2===2NH＋SO＋H2O，正确；B项，（NH4）2SO3与过量H2SO4反应生成（NH4）2SO4、SO2和H2O，Y中含有（NH4）2SO4和H2SO4，不含NH4HSO3，错误；C项，气体a为SO2，SO2中S元素的化合价为＋4价，SO2既有氧化性又有还原性，正确；D项，（NH4）2S2O8中含有一个O—O键，过氧键中O元素的化合价为－1价，其他O元素的化合价为－2价，N元素的化合价为－3价，H元素的化合价为＋1价，根据正、负化合价代数和为0可知，S元素的化合价为＋6价，正确。
10.现有NaNO3和HCl的混合溶液400 mL，向混合溶液中逐渐加入过量的Fe粉（假设反应中HNO3只被还原成NO），有关量的关系如图所示。下列说法正确的是（ ）
A.硝酸钠的物质的量浓度为2.5 mol/L
B.反应生成气体的体积为33.6 L
C.整个反应过程转移电子的物质的量之和为4 mol
D.将反应后的混合物过滤，滤液蒸发结晶所得固体为NaCl和FeCl2的混合物
解析：选A。由题图分析可知，当加入1 mol铁后，溶液中才开始生成亚铁离子，说明加入1 mol铁之前发生如下反应：Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O，根据题图中数据分析可知，上述反应中NO不足而H＋过量，则n（Fe）＝n（NO）＝n（NaNO3）＝n（NO）＝1 mol，c（NaNO3）＝＝2.5 mol/L，A正确；因Fe3＋的氧化性大于H＋，则继续加入铁时发生反应：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，由上述分析可知，n（Fe3＋）＝1 mol，则该反应消耗0.5 mol铁，然后0.5 mol铁再与氢离子反应生成氢气，则n（H2）＝n（Fe）＝0.5 mol，所以，在整个过程中产生气体的物质的量为1.5 mol，在标准状况下的体积为33.6 L，B错误；整个反应过程分三步进行，每步转移电子的物质的量分别是3 mol、0.5 mol×2、0.5 mol×2，共转移5 mol电子，C错误；滤液中溶质为NaCl和FeCl2，蒸发结晶过程中，FeCl2会被氧化、水解，最后所得固体为NaCl和Fe（OH）3的混合物，D错误。
三、非选择题
11.氨在工农业生产中有重要应用。
（1）①氮气用于工业合成氨，写出氮气的电子式： 。
②NH3的稳定性比PH3 （填“强”或“弱”）。
（2）如图所示，向NaOH固体上滴几滴浓氨水，迅速盖上盖，观察现象。
①浓盐酸液滴附近会出现白烟，发生反应的化学方程式为________________________。
②浓硫酸液滴上方没有明显现象，一段时间后浓硫酸的液滴中有白色固体，该固体可能是 （写化学式，一种即可）。
③FeSO4液滴中先出现灰绿色沉淀，过一段时间后变成红褐色，发生的反应包括Fe2＋＋2NH3·H2O===Fe（OH）2↓＋2NH和_____________________________。
（3）空气吹脱法是目前消除NH3对水体污染的重要方法。在一定条件下，向水体中加入适量NaOH可使NH3的脱除率增大，用平衡移动原理解释其原因：________________。
（4）在微生物作用下，蛋白质在水中分解产生的氨能够被氧气氧化生成亚硝酸（HNO2），反应的化学方程式为 ，若反应中有0.3 mol电子发生转移，生成亚硝酸的质量为 g。
解析：（1）①氮气电子式中存在叁键；②根据非金属性的判断依据“非金属性越强，气态氢化物越稳定”，很容易判断出NH3的稳定性强于PH3。（2）①根据现象写方程式；②氨溶于浓硫酸，能生成（NH4）2SO4或NH4HSO4；③根据现象写方程式，氢氧化亚铁被氧气氧化为氢氧化铁：4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3。（3）氨水中存在平衡：NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－，加入NaOH后OH－浓度增大，平衡逆向移动，故有利于氨的脱除。（4）由方程式可看出，每当生成1 mol HNO2，转移电子数为6 mol，当有0.3 mol电子发生转移时，生成亚硝酸0.05 mol，即2.35 g。
答案：（1）①N⋮⋮N ②强
（2）①NH3＋HCl===NH4Cl
②NH4HSO4[或（NH4）2SO4]
③4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3
（3）氨水中存在平衡：NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－，加入NaOH后OH－浓度增大，平衡逆向移动，故有利于氨的脱除
（4）2NH3＋3O22HNO2＋2H2O 2.35
12.Ⅰ.某硝酸厂附近的空气中的主要污染物为氮的氧化物。为了保护环境和综合利用，可采用氨碱两级吸收法。此法兼有碱吸收和氨吸收两法的优点，其吸收工艺流程如下：
（1）排空物质的主要成分为_________________________________。
（2）进入吸收塔以前加一个缓冲器的目的是_________________________。
（3）从吸收塔排出的混合液的用途之一为 。
Ⅱ.空气的主要污染物为硫的氧化物和氮的氧化物。研究人员设计了同时净化废气中二氧化硫和氮的氧化物的方法，将其转化为硫酸和硝酸，工艺流程如下：
各室中发生的反应如下：
氧化室：在氧化室中SO2和NO2气体与水作用生成H2SO4和NO。
清除室：NO＋NO2===N2O3；N2O3＋2H2SO4===2NOHSO4＋H2O。
分解室：4NOHSO4＋O2＋2H2O===4H2SO4＋4NO2。
回答下列问题：
（1）物质①和②分别为 、 。（写化学式）
（2）写出氧化室中发生反应的化学方程式：________________________。
解析：Ⅰ.（1）排空物质是无污染的气体，主要成分为N2、O2。
（2）进入吸收塔以前加一个缓冲器的目的是使氨和污染的空气充分混合，促进氮的氧化物与氨充分反应，从而转化为无毒的N2。
（3）从吸收塔排出的混合液含有铵盐，可以用作氮肥。
Ⅱ.（1）根据各室中的反应，物质①、②分别为分解室中NOHSO4与O2、H2O反应生成的NO2、H2SO4。
（2）氧化室中SO2和NO2与水发生反应生成H2SO4和NO，化学方程式为NO2＋SO2＋H2O===H2SO4＋NO。
答案：Ⅰ.（1）N2、O2 （2）使氨和污染的空气充分混合
（3）用作肥料（答案合理即可）
Ⅱ.（1）NO2 H2SO4 （2）NO2＋SO2＋H2O===H2SO4＋NO
13.如图所示是在实验室进行氨快速制备与性质实验的组合装置，部分固定装置未画出。
（1）在组装好装置后，若要检验A～E装置的气密性，其操作是首先_________________
________________________________________________________________________，
然后用酒精灯微热A，观察到E中有气泡冒出，移开酒精灯，E中导管有一段水柱形成，说明装置气密性良好。
（2）装置B中盛放的试剂是 。
（3）点燃C处酒精灯，关闭止水夹2，打开止水夹1，从分液漏斗放出浓氨水至浸没烧瓶中生石灰后关闭分液漏斗，稍等片刻，装置C中黑色固体逐渐变红，装置E中溶液里出现大量气泡，同时产生 （填现象）；从装置E中逸出液面的气体可以直接排入空气，请写出在装置C中发生反应的化学方程式：___________________________________。
（4）当装置C中固体全部变成红色后，关闭止水夹1，慢慢移开酒精灯，待冷却后，称量装置C中固体质量。若反应前固体质量为16 g，反应后称量固体质量减少2.4 g。通过计算确定该固体产物的成分是_____________ （用化学式表示）。
（5）在关闭止水夹1后，打开止水夹2，残余气体进入装置F中，很快发现装置F中产生白烟，同时装置G中溶液迅速倒吸流入装置F中。写出产生白烟的化学方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
迅速产生倒吸的原因是_______________________________________。
解析：（1）检查A～E装置气密性的方法为关闭止水夹2和分液漏斗活塞，打开止水夹1，在E中装入水，然后用酒精灯微热A，观察到E中有气泡冒出，移开酒精灯，E中导管有一段水柱形成，说明装置气密性良好。（2）装置B是对产生的氨进行干燥的装置，氨为碱性气体，所以装置B中为碱性物质，故为碱石灰或生石灰。（3）装置C中黑色固体氧化铜逐渐变红，发生还原反应，而装置E中溶液里出现大量气泡，又从装置E中逸出液面的气体可以直接排入空气，说明排出的气体为N2，故装置C中发生的反应为2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O。装置E中为溶有二氧化硫的氯化钡溶液，未反应的NH3与H2SO3反应生成（NH4）2SO3，（NH4）2SO3与氯化钡反应产生白色沉淀。（4）装置C中物质为氧化铜，反应前固体质量为16 g，即含有氧化铜0.2 mol，若全部被还原为Cu，则冷却后称量应为12.8 g，固体质量减少3.2 g；若全部被还原为Cu2O，固体质量减少1.6 g，但称得固体质量减少2.4 g，即氧化铜被还原为Cu2O和Cu，故固体产物的成分是Cu2O和Cu。（5）氨和氯气直接反应生成氯化铵，产生白烟：3Cl2＋8NH3===N2＋6NH4Cl；盛满氯气的集气瓶中因氨消耗氯气生成部分固体，导致装置F内气压减小，引起溶液倒吸。
答案：（1）关闭止水夹2和分液漏斗活塞，打开止水夹1，在E中装入水
（2）碱石灰（或生石灰）
（3）白色沉淀 2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O
（4）Cu2O和Cu
（5）3Cl2＋8NH3===N2＋6NH4Cl 盛满氯气的集气瓶中因氨消耗氯气生成部分固体，导致装置F内气压减小，引起溶液倒吸
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