2020届一轮复习鲁科版第4章第15讲氮及其化合物学案 23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，掌握其主要性质及其应用。2.了解氮的化合物对环境的影响。‎ 考点一　氮气及其氧化物 ‎1．氮的固定 ‎2．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 写出有关化学方程式：‎ ‎①3Mg＋N2Mg3N2；‎ ‎②N2＋3H22NH3；‎ ‎③N2＋O22NO。‎ ‎3．氮的氧化物 ‎(1)氮有多种价态的氧化物，氮元素从＋1～＋5价都有对应的氧化物，如N2O、NO、N2O3、NO2(或N2O4)、N2O5，其中属于酸性氧化物的是N2O3、N2O5。‎ ‎(2)NO和NO2的比较 性质 NO NO2‎ 色、态、味 无色、无味气体 红棕色、有刺激性气味气体 溶解性 难溶于水 毒性 有毒，大气污染物之一 有毒，大气污染物之一 与水反应 不反应 ‎3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 与氧气反应 NO＋O2===2NO2‎ 不反应 对环境的影响 NO与血红蛋白结合使人中毒，NO、NO2导致光化学烟雾、形成酸雨及破坏臭氧层 ‎(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(　　)‎ 答案　(1)√　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×‎ 解析　(5)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，NO2既是氧化剂，又是还原剂。‎ ‎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来自于_____________，NO来自于_____________。‎ 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。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在汽车汽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)2CO＋2NON2＋2CO2‎ 解析　(1)汽车汽缸内不断进行着汽油的燃烧反应，当空气不足时，汽油燃烧不完全，会产生CO；当空气过量时，N2和O2在放电或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。(2)CO、NOx反应后生成的无毒气体为CO2和N2。‎ ‎2．氮氧化合物(用NOx表示)是大气污染的重要因素，根据NOx的性质特点，开发出多种化学治理氮氧化合物污染的方法。‎ ‎(1)用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。如，4NH3＋6NO5N2＋6H2O，‎ 写出氨气转化NO2的化学方程______________，氧化产物与还原产物的质量之比为________。‎ ‎(2)工业尾气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理。‎ ‎①NO2被烧碱溶液吸收时，生成两种钠盐，其物质的量之比为1∶1，写出该反应的化学方程式： _____________________________________________________________________。‎ ‎②NO与NO2按物质的量之比1∶1被足量NaOH溶液完全吸收后只得到一种钠盐，该钠盐的化学式是__________。‎ 答案　(1)8NH3＋6NO27N2＋12H2O　4∶3‎ ‎(2)①2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O ‎②NaNO2‎ 解析　(2)①生成两种钠盐，必须是NO2的歧化反应，依据量的关系可知两种盐分别为NaNO3和NaNO2。②NO中氮的化合价为＋2价，NO2中氮的化合价为＋4价，二者1∶1混合时与NaOH反应生成一种钠盐，依据电子守恒可知，钠盐中氮的化合价为＋3，即为NaNO2。‎ 氮氧化物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。‎ ‎(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催化转化法 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。‎ 题组一　氮气及氧化物的性质和应用 ‎1．下列有关氮气用途的说法不正确的是(　　)‎ A．作焊接金属的保护气 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 答案　D 解析　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，氨可作制硝酸和化肥的原料，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．Murad等三位教授提出NO在人体内有独特的功能，关于NO的叙述正确的是(　　)‎ ‎①NO可以是某些含低价氮物质氧化的产物　②NO是亚硝酸的酸酐　③NO可以是某些含高价氮物质还原的产物　④NO是无色气体，在空气中可变为红棕色 A．全部 B．①③④ C．②③④ D．①④‎ 答案　B 解析　NO中氮元素的化合价处于中间价态，它可以是还原产物，如HNO3→NO，也可以是氧化产物，如NH3→NO；HNO2的酸酐是N2O3；NO是无色气体，可被空气中的氧气氧化为红棕色的NO2。‎ ‎3.如图为装有活塞的密闭容器，内盛22.4 mL一氧化氮。若通入11.2 mL氧气(气体体积均在标准状况下测定)，保持温度、压强不变，则容器内物质的密度为(　　)‎ A．等于1.369 g·L－1‎ B．等于2.054 g·L－1‎ C．在1.369 g·L－1和2.054 g·L－1之间 D．大于2.054 g·L－1‎ 答案　D 解析　一氧化氮与氧气恰好发生反应生成了二氧化氮，‎ ‎2NO　　＋　　O2　　===　　2NO2‎ ‎2　　　　　　 1　　　　　　 2‎ ‎22．4 mL　　　 11.2 mL　　　22.4 mL 反应后生成了22.4 mL二氧化氮，假设二氧化氮体积不变，则容器中气体的密度为 ρ(NO2)＝≈2.054 g·L－1，因存在转化平衡：2NO2??N2O4，则混合气体的体积小于22.4 mL，所以容器中气体ρ应大于2.054 g·L－1。‎ 题组二　氮氧化物溶于水的定量判断 ‎4．(NOx与H2O反应计算)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 答案　A 解析　NO2、NO装满试管，则体积相同，根据阿伏加德罗定律：n(NO2)＝n(NO)，根据氮原子守恒所得硝酸的物质的量相同，溶液的体积相同，所以两个试管中溶液物质的量浓度之比为1∶1。‎ ‎5．(2018·贵阳模拟)同温同压下，在3支相同体积的试管中分别充有等体积混合的2种气体，它们是①NO和NO2，②NO2和O2，③NH3和N2。将3支试管均倒置于盛水的水槽中，充分反应后，试管中剩余气体的体积分别为V1、V2、V3，则下列的关系正确的是(　　)‎ A．V1＞V2＞V3 B．V1＞V3＞V2‎ C．V2＞V3＞V1 D．V3＞V1＞V2‎ 答案　B 解析　设各种气体的体积都为1体积。①根据3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，即剩余NO的体积V1＝(1＋)体积。②根据4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，即剩余O2的体积V2＝(1－)体积。③剩余N2的体积V3＝1体积。即B项符合题意。‎ 氮氧化物溶于水的问题分析 无论是单一气体(NO2)，还是NO、NO2、O2中的两者的混合气体，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，总关系式为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3(4∶3)。‎ ‎(2)若NO2和O2通入水中，总关系式为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3(4∶1)。‎ 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。‎ ‎2．化学性质 ‎(1)不稳定性 反应：4HNO3(浓)△或光照,2H2O＋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。‎ 按要求完成下列反应的方程式：‎ ‎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。‎ 稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式：‎ ‎3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。‎ ‎(3)与有机物反应 ‎①硝化反应(与反应)：‎ ‎＋HNO3(浓) ＋H2O；‎ ‎②显色反应：含有苯基的蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。‎ ‎(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(　　)‎ 答案　(1)√　(2)×　(3)√　(4)√‎ ‎1．(1)浓HNO3如何保存？‎ ‎(2)硝酸具有强氧化性，硝酸与Fe反应一定生成Fe3＋吗？为什么？‎ 答案　(1)应保存在棕色带有玻璃塞的细口试剂瓶中，置于阴凉处。‎ ‎(2)不一定，当Fe少量时生成Fe3＋，当Fe过量时生成Fe2＋。‎ ‎2．用动态观点理解Cu与浓HNO3的反应 在浓硝酸中放入Cu片，‎ ‎(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)待反应停止后，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 ‎(1)HNO3与金属反应一般不能产生H2。‎ ‎(2)还原产物一般为HNO3(浓)→NO2，HNO3(稀)→NO；很稀的硝酸还原产物也可能为N2O、N2或NH4NO3。‎ ‎(3)硝酸与金属反应时既表现氧化性又表现酸性。‎ ‎(4)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。‎ 题组一　硝酸的性质及应用 ‎1．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的性质不相对应的一组是(　　)‎ A．浓硝酸使紫色石蕊溶液先变红后退色——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的红色退去——强氧化性 答案　D 解析　浓硝酸使紫色石蕊溶液变红表现的是酸性，使其退色表现的是强氧化性，A项正确；硝酸具有强氧化性，与锌反应生成的是氮的氧化物，不是氢气，B项正确；浓硝酸见光易分解，应用棕色试剂瓶存放，C项正确；硝酸与NaOH溶液中和后，使溶液中的红色退去，利用的是酸性，D项错误。‎ ‎2．(2018·潍坊期末)硝酸是化学实验室中最常用的试剂之一，下列有关硝酸的说法不正确的是(　　)‎ A．浓硝酸和氯水用棕色试剂瓶保存，原理相同 B．将分别蘸有浓硝酸和浓氨水的玻璃棒相互靠近时，有白烟生成 C．常温下铁和铂都不溶于浓硝酸，原理相同 D．浓硝酸溅到皮肤上，皮肤会变黄 答案　C 解析　A项中HNO3和氯水中的HClO见光都易分解，都应避光保存，正确；B项，浓HNO3和浓氨水都具有挥发性，HNO3与NH3化合生成白色固体小颗粒NH4NO3，正确；C项，铁在浓硝酸中钝化，而Pt与浓硝酸不反应，原理不同；D项，浓HNO3能使蛋白质显黄色。‎ ‎3．(全面描述金属与硝酸反应的现象)在如图所示的实验装置中，盛有足量水的水槽里放两个烧杯，小烧杯里放有适量铜片和过量浓硝酸，小烧杯外面倒扣一大烧杯，请回答下列问题：‎ ‎(1)实验过程中，观察到的主要现象是 ‎①________________________________________________________________________；‎ ‎②________________________________________________________________________；‎ ‎③________________________________________________________________________；‎ ‎④________________________________________________________________________。‎ ‎(2)用该装置做铜与浓硝酸反应的实验，最突出的优点是 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)若要验证最终得到的气体生成物，最简便的操作及现象是____________________。‎ 答案　(1)①铜片表面产生气泡，铜片慢慢溶解并逐渐消失 ‎②小烧杯中溶液的颜色逐渐变成蓝色 ‎③大烧杯中有红棕色气体生成，后来慢慢变成无色 ‎④大烧杯内液面上升，水槽中液面下降 ‎(2)反应体系封闭，无氮氧化合物逸出，不污染环境 ‎(3)轻轻掀起倒扣的大烧杯，通入适量的空气，若有红棕色气体生成，则证明最终气体生成物为NO气体 解析　(1)小烧杯中，Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，铜片逐渐溶解，硝酸铜溶液呈蓝色，有红棕色的NO2气体产生，接着NO2和烧杯中的O2、H2O发生反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，若O2消耗完，则发生反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，故气体颜色慢慢变成无色，由于烧杯中的气体减少，故大烧杯内液面上升，水槽中液面下降。‎ ‎(2)该反应体系密闭，反应产生的NO2和NO不会逸出，不污染环境。‎ ‎(3)利用NO与O2反应生成红棕色的NO2的性质来检验最终气体是否为NO气体。‎ 现象描述答题模板 ‎(1)全面描述现象的程序——“海、陆、空”‎ ‎“海”——溶液有什么变化；‎ ‎“陆”——固体有什么变化；‎ ‎“空”——气体有什么变化。‎ ‎(2)规范描述现象的答题模板 如①颜色：……由……(具体颜色)变为……(具体颜色)；‎ ‎②气体：溶液中产生……(颜色)的气体，(或)在固体表面产生……(颜色)气体；‎ ‎③沉淀：在……(颜色)溶液中产生……(颜色)的沉淀(浑浊)。‎ 题组二　金属与硝酸反应的定量分析 ‎4．一定质量的铁和足量的稀硝酸或浓硝酸完全反应，在相同条件下，用排水集气法收集产生的气体。下列叙述一定正确的是(　　)‎ ‎①硝酸浓度越大，消耗的硝酸越少 ‎②硝酸浓度不同，生成的Fe(NO3)3的物质的量相同 ‎③硝酸浓度越大，产生的气体越少 ‎④用排水集气法收集到的气体在相同状况下体积相同 A．只有② B．②④ C．③④ D．①②③‎ 答案　B 解析　依据Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O及Fe＋6HNO3(浓)===Fe(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O可知，硝酸浓度越大，消耗的硝酸越多，①错；根据铁元素守恒，最后生成的Fe(NO3)3的物质的量相同，②正确；③硝酸浓度越大，产生的气体越多，③错；因3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，故用排水法收集到的气体均为NO，且在相同状况下体积相同，④正确。‎ ‎5．(2018·湖北鄂东南市级示范高中学校联考)铜和镁的合金4.6 g完全溶于浓硝酸，若反应中硝酸被还原只产生4 480 mL的NO2气体和336 mL的N2O4气体(都已折算到标准状况)，在反应后的溶液中，加入足量的氢氧化钠溶液，生成沉淀的质量为(　　)‎ A．9.02 g B．8.51 g C．8.26 g D．7.04 g 答案　B 解析　最终生成的沉淀是氢氧化镁和氢氧化铜，所以沉淀增加的质量就是和金属阳离子结合的OH－的质量。由于金属阳离子结合的OH－的物质的量，就是金属失去电子的物质的量，所以根据得失电子守恒可知，金属失去电子的物质的量是＋×2＝0.23 mol，所以和金属阳离子结合的OH－的物质的量也是0.23 mol，质量是3.91 g，则沉淀的质量是8.51 g，B项正确。‎ ‎6．某稀溶液中含有4 mol KNO3和2.5 mol H2SO4，向其中加入1.5 mol Fe，充分反应(已知NO被还原为NO)。‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．反应后生成NO的体积为28 L B．所得溶液中c(Fe2＋)∶c(Fe3＋)＝1∶1‎ C．所得溶液中c(NO)＝2.75 mol·L－1‎ D．所得溶液中的溶质只有FeSO4‎ 答案　B 解析　铁若生成Fe3＋，应消耗6 mol H＋，若生成Fe2＋消耗4 mol H＋，根据题给物质的量关系可知应同时生成Fe2＋、Fe3＋，则有： 解得n(Fe2＋)＝0.75 mol，n(Fe3＋)＝0.75 mol，‎ 则生成NO的物质的量为＝1.25 mol。A项中未给出是在标准状况下，无法计算NO气体的体积；C项中不知道溶液的体积，无法计算NO的浓度；D项中根据原子守恒，溶液中的溶质肯定还有K2SO4，所以A、C、D均不正确。‎ 金属与硝酸反应的思维模型 题组三　硝酸反应产物综合实验探究题(教师用书独具)‎ ‎7．(2018·桂林高三测试)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之，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的作用是吸收多余的氮氧化物，防止污染空气，兼有____________的功能。‎ 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)防止倒吸 考点三　氨、铵盐 ‎1．氨的分子结构和物理性质 电子式 密度 气味 水溶性 比空气小 强烈刺激性气味 极易溶于水(1∶700)‎ ‎2.氨的化学性质 ‎(1)氨与水的反应 NH3＋H2O??NH3·H2O??NH＋OH－，氨溶于水得氨水，氨水中含有的粒子有NH3·H2O、NH3、H2O、NH、OH－、H＋。氨水为可溶性一元弱碱，易挥发，不稳定，易分解：NH3·H2ONH3↑＋H2O。‎ ‎(2)氨与酸的反应：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，将浓盐酸改为浓硝酸，也会出现相同的现象。‎ 化学方程式：HCl＋NH3===NH4Cl、NH3＋HNO3===NH4NO3。‎ ‎(3)与盐溶液的反应 如过量氨水与AlCl3反应的离子方程式：‎ Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH。‎ ‎(4)氨的还原性——氨的催化氧化 化学方程式：4NH3＋5O24NO＋6H2O。‎ ‎3．氨的实验室制法 ‎(1)加热固态铵盐和碱的混合物 一般加热NH4Cl和Ca(OH)2的混合物，化学方程式：‎ ‎2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋CaCl2＋2H2O。‎ ‎①装置：“固体＋固体气体”(与用KClO3或KMnO4制O2的装置相同)。‎ ‎②收集：只能用向下排空气法。‎ ‎③验满方法：a.用湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝色；b.将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，现象是有白烟产生。‎ ‎④尾气处理：收集时，一般在管口塞一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球，可减小NH3‎ 与空气的对流速度，收集到纯净的NH3，同时也可避免污染空气。‎ ‎(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－浓度的增大有利于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 ‎4.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 ‎(3)NH的检验 未知液呈碱性湿润的红色石蕊试纸变蓝色，则证明含NH。‎ ‎(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(　　)‎ 答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×‎ 解析　(1)硫酸难挥发，与氨反应不产生白烟。‎ ‎(4)NH4HCO3、(NH4)2S溶液呈碱性。‎ 氨及铵盐中－3价N还原性的拓展应用 ‎(1)用于检验氯气是否泄露的原理，如下图，室温下将过量的氨推入试管，预测试管中可能出现的现象_____________________，写出反应过程的化学方程式：______________________。‎ ‎(2)氨在加热条件下可还原氧化铜，产生无污染气体和单质铜，可用于测定铜的相对原子质量，写出该反应的化学方程式：_______________________________________________。‎ ‎(3)氨在催化剂条件下可还原氮的氧化物，常用于消除汽车尾气产生的氮氧化物，以还原NO为例，分析氧化产物与还原产物的质量比___________________________________________。‎ ‎(4)实验室用饱和氯化铵(NH4Cl)与亚硝酸钠(NaNO2)加热来制取氮气，气体发生装置应选用_______________________________________________________________________________。‎ 反应原理的化学方程式为____________________________________________________。‎ 答案　(1)生成白烟，而后凝结在试管内壁，试管内黄绿色气体颜色逐渐变浅至退去　3Cl2＋2NH3===6HCl＋N2、HCl＋NH3===NH4Cl ‎(2)3CuO＋2NH33Cu＋N2＋3H2O ‎(3)2∶3‎ ‎(4)A　NaNO2＋NH4ClNaCl＋N2↑＋2H2O 题组一　氨、铵盐的性质实验 ‎1．(2018·武汉高三模拟)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．将集有氨的试管倒扣于水槽中，液体迅速充满试管，说明氨极易溶于水 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，说明氨催化氧化的产物中有NO 答案　B 解析　B项，因为氨水中存在氨分子，加热氨逸出，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，错误；D项，4NH3＋5O24NO＋6H2O,2NO＋O2===2NO2，NH3的氧化产物应为NO，正确。‎ ‎2．如下图，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正确的是(　　)‎ 选项 实验现象 解释 A 浓盐酸附近产生白烟 NH3与浓盐酸反应产生了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 氯化物溶液变浑浊 该溶液一定是AlCl3溶液 D 干燥红色石蕊试纸不变色，湿润红色石蕊试纸变蓝 NH3是一种可溶性碱 答案　A 解析　NH3能与HCl发生化合反应，生成NH4Cl白色固体，NH3也能与H2SO4发生化合反应，生成(NH4)2SO4；NH3与氯化物溶液反应生成氢氧化物沉淀，该氯化物可以是氯化铝、氯化镁等；NH3溶于水生成NH3·H2O，NH3·H2O属于碱，NH3不属于碱。‎ 实验室用铂丝按下图进行氨的催化氧化实验，操作现象总结如下：‎ ‎(1)空气通入氨水中：其作用是让氨易挥发出来，从而使氧气和氨充分混合。‎ ‎(2)锥形瓶中气体呈红棕色：这是因为NH3被氧化为NO，NO遇到空气中的O2又迅速被氧化为红棕色的NO2。‎ ‎(3)通常瓶内有白烟出现：这是由于锥形瓶里有水蒸气存在，水蒸气和NO2反应生成了HNO3：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，HNO3再跟NH3反应生成微小的白色NH4NO3晶体：NH3＋HNO3===NH4NO3。‎ ‎(4)悬空铂丝总是呈红色：这是因为NH3与O2在铂丝的表面上进行的反应是放热反应，反应放出的热量足以使铂丝继续保持红热状态。‎ 题组二　氨制备与性质实验的综合 ‎3．(2018·太原一模)实验室制取氨、收集、验证其还原性并进行尾气处理的装置和原理能达到实验目的的是(　　)‎ A．用装置甲制取氨 B．用装置乙收集氨时气体应该从a口进b口出 C．装置丙中黑色固体变成红色时还原产物一定为铜 D．可以用装置丁吸收氨，进行尾气处理 答案　B 解析　A项，装置中的氯化铵固体分解生成氨和氯化氢气体，在试管口处重新反应生成固体氯化铵；B项，氨密度比空气小，应用向下排空气法收集，用乙装置收集NH3时，从a口进b口出，正确；C项，氧化铜被还原为铜、氧化亚铜都是红色固体；D项，氨极易溶于水，导管直接插入水溶液中吸收易发生倒吸。‎ ‎4．(2018·西安模拟)氨催化氧化法是工业生产中制取硝酸的主要途径，某同学用该原理在实验室探究硝酸的制备和性质，设计了如图所示装置。‎ ‎(1)甲装置不需要加热即能同时产生氨和氧气，烧瓶内固体X为____________________。‎ ‎(2)乙装置的作用是________；写出受热时丙装置中发生反应的化学方程式：________。‎ ‎(3)当戊中观察到__________________现象，则说明已制得硝酸。某同学按上图组装仪器并检验装置气密性后进行实验，没有观察到此现象，请分析实验失败的可能原因是：____________‎ ‎__________________________，如何改进装置：_____________________________。‎ ‎(4)改进后待反应结束，将丁装置倒立在盛水的水槽中，会观察到的现象是________________。‎ 答案　(1)过氧化钠 ‎(2)干燥氧气和氨的混合气体　4NH3＋5O24NO＋6H2O ‎(3)紫色石蕊溶液变红　过量的氨致使戊中溶液不一定呈酸性　在丙和丁之间连接盛有无水氯化钙的干燥管或盛有浓硫酸的洗气瓶 ‎(4)试管丁内水面慢慢上升，上升到一定高度不再变化，试管内气体颜色由红棕色逐渐变淡至无色 解析　(1)甲中不需要加热即能同时产生NH3和O2，说明固体X溶于氨水既产生O2又放出大量热，则该固体为Na2O2。(2)乙装置可干燥NH3和O2；NH3和O2在加热和Cr2O3的催化作用下，发生催化氧化反应。(3)HNO3能使石蕊溶液变红；由于NH3过量，可能会与HNO3反应，致使观察不到溶液变红的现象；可在丙和丁之间连接一个能除去NH3的装置。(4)丁装置中为NO2，NO2会与H2O反应生成无色的NO。‎ 考点四　氮及其重要化合物的综合应用 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。‎ 题组一　氮及其化合物的转化 ‎1．(2018·贵阳模拟)氮及其化合物的转化关系如图所示。‎ 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．上述所有标号的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 答案　D 解析　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，氮气与氧气不能直接生成NO2。‎ ‎2．(2018·河南一轮复习诊断调研联考)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)氮的原子结构示意图为______________。‎ ‎(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和H2O的作用下实现，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，则该反应的离子方程式为 ‎________________________________________________________________________。‎ 答案　(1)　(2)k和c　a和l　(3)2∶1‎ ‎(4)4Zn＋2NO＋10H＋===4Zn2＋＋N2O↑＋5H2O 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，根据循环图可知，属于氮的固定的是k和c；发生非氧化还原反应，说明反应前后各元素化合价没有发生变化，则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，HNO3是氧化产物，NO是还原产物，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，根据电荷守恒、得失电子守恒以及原子守恒得离子方程式为4Zn＋2NO＋10H＋===4Zn2＋＋N2O↑＋5H2O。‎ 题组二　含氮物质的性质与实验综合 ‎3．(2018·江西名校学术联盟质量检测)某学习小组设计实验探究NO与铜粉的反应并检验NO，实验装置如图所示(夹持装置略)。实验开始前，向装置中通入一段时间的N2，排尽装置内的空气。‎ 已知：在溶液中FeSO4＋NO??[Fe(NO)]SO4(棕色)，该反应可用于检验NO。‎ 下列说法中不正确的是(　　)‎ A．装置F、I中的试剂依次为水、硫酸亚铁溶液 B．若观察到装置H中红色粉末变黑色，则NO与Cu发生了反应 C．实验结束后，先熄灭酒精灯，再关闭分液漏斗的活塞 D．装置J收集的气体中一定不含NO 答案　D 解析　稀硝酸与铜反应生成一氧化氮，一氧化氮能够被氧气氧化，因此实验前需要通入氮气，排尽装置中的空气，硝酸具有挥发性，生成的一氧化氮中混有少量硝酸蒸气，可以通过水吸收后再干燥，干燥的一氧化氮在装置H中与铜反应，未反应的NO可以利用硫酸亚铁溶液检验。装置F、I中的试剂依次为水、硫酸亚铁溶液，A项正确；实验结束后，为了防止倒吸，需要先熄灭酒精灯，再关闭分液漏斗的活塞，C项正确；由于FeSO4＋NO??[Fe(NO)]SO4(棕色)为可逆反应，装置J收集的气体中可能含有NO，D项错误。‎ ‎4．某化学自主实验小组通过实验探究NH3、NO2的性质。‎ 探究Ⅰ：利用如图所示装置探究NO2能否被NH3还原(K1、K2为止水夹，夹持固定装置略去)。‎ ‎(1)A装置中制取NH3的化学方程式是______________________________________________。‎ ‎(2)甲、乙分别是________(填字母)。‎ a．浓硫酸、碱石灰 b．碱石灰、碱石灰 c．碱石灰、无水氯化钙 d．五氧化二磷、五氧化二磷 ‎(3)若NO2能够被NH3还原，预期C装置中能观察到的现象是________________________。‎ ‎(4)此实验装置存在一个明显的缺陷是______________________________________________。‎ 探究Ⅱ：探究NO2、O2混合气体的喷泉实验。‎ ‎(5)请在G装置中的虚线上描出导管实线图。‎ ‎(6)G装置中浓硫酸有三种作用：混合NO2、O2气体；干燥NO2、O2； ___________________。‎ ‎(7)将G装置上面的圆底烧瓶收集满气体进行喷泉实验，若混合气体全部被吸收，则所得溶液物质的量浓度为________ mol·L－1(保留两位有效数字)。‎ 答案　(1)NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2‎ ‎(2)c ‎(3)C装置中混合气体颜色变浅 ‎(4)缺少尾气吸收装置 ‎(5)(进气管短，出气管长)‎ ‎(6)观察气泡的速率，控制混合气体的比例 ‎(7)0.036‎ 解析　(1)将浓氨水滴入生石灰中，由于CaO＋H2O===Ca(OH)2，放热且消耗了水，故促使浓氨水放出氨。‎ ‎(2)干燥氨只能用碱石灰，干燥二氧化氮可用五氧化二磷固体或无水氯化钙。‎ ‎(3)如果能反应，消耗NO2使装置中混合气体颜色变浅。‎ ‎(4)由于NH3、NO2均能污染空气，所以与它们相关的实验均应有尾气吸收装置。‎ ‎(5)O2、NO2密度比空气大，故应进气管短，出气管长。‎ ‎(6)观察气泡的速率控制混合气体的比例。‎ ‎(7)烧瓶中充满溶液，由反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3恰好发生，HNO3的物质的量是恰好完全反应的NO2和O2(体积比4∶1)总物质的量的，溶液体积等于恰好完全反应的NO2和O2的总体积，设烧瓶中恰好完全反应的NO2和O2的总体积为V，则溶液浓度为＝× mol·L－1，即c(HNO3)≈0.036 mol·L－1。‎ ‎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 答案　C 解析　NH3参与反应生成铵盐，是反应物，不是催化剂，C项错误；雾和霾的分散剂都是空气，A项正确；雾霾中的无机颗粒物含有硝酸铵和硫酸铵，B项正确；过度施用氮肥会增加大气中氨的含量，D项正确。‎ ‎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 答案　A 解析　＝＝，故NOx可表示为N2O。‎ ‎3．(高考选项组合)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)‎ 答案　B 解析　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，可用作制冷制，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。‎ ‎4．(2017·北京，12)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中木炭与浓硝酸产生了反应 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，故选项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中木炭能与浓硝酸发生反应，故选项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，故选项C正确；红热的木炭可与空气中的O2反应生成CO2，故选项D错误。‎ ‎5．(2016·全国卷Ⅰ，26)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)氨气的制备 ‎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)。‎ ‎(2)氨气与二氧化氮的反应 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__________‎ 答案　(1)①A　2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2H2O＋2NH3↑(或B　NH3·H2ONH3↑＋H2O)‎ ‎②dcfei ‎(2)①红棕色气体慢慢变浅　②6NO2＋8NH37N2＋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 解析　(1)①在实验室通常是用加热氯化铵和消石灰固体混合物制取氨气，应选用发生装置A，其反应的化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2H2O＋2NH3↑，或选用发生装置B，直接加热浓氨水生成氨气：‎ NH3·H2ONH3↑＋H2O；②氨气是碱性气体，可用碱石灰干燥，密度小于空气，应采用向下排空气法收集，氨气极易溶于水，尾气处理时应防止倒吸，则要收集一瓶干燥的氨气，仪器的连接顺序为发生装置→d、c→f、e→i。‎ ‎(2)打开K1，推动注射器活塞将氨气缓慢通入Y管中，在一定温度和催化剂的作用下发生反应：6NO2＋8NH37N2＋12H2O，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，NO2和NH3反应后气体的物质的量减小，反应容器中的压强减小，打开K2，Z中的溶液倒吸入Y管中。‎