1、第第 16 讲讲 氮及其化合物氮及其化合物 考纲要求 1.了解氮元素单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及应用。2.了解 氮的化合物对环境的影响。 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： 3MgN2= 点燃 Mg3N2； N23H2 高温、高压 催化剂 2NH3； N2O2= 放电或高温 2NO。 3氮的氧化物 (1)氮有多种价态的氧化物，氮元素从15 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
2、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 3NO2H2O=2HNO3NO 与氧气反应 NOO2=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 深度思考 (1)结合 N2、NO、NO2的化学性质，用方程式解释“雷雨发庄稼”的科学道理。 答案 N2O2= 放电 2NO 2NOO2=2NO2 3NO2H2O=2HNO3NO (2)NO2和溴蒸气均为红棕色气体， 你用哪些实验方法鉴别二者， 写出所用试剂和区别的现象。
3、方案一：试剂 ，现象 。 方案二：试剂 ，现象 。 方案三：试剂 ，现象 。 答案 方案一：AgNO3溶液 NO2中 AgNO3溶液无明显变化，溴蒸气中产生浅黄色沉淀 方案二：CCl4(或汽油) NO2中 CCl4(或汽油)仍为无色，溴蒸气中 CCl4(或汽油)的颜色加深 方案三：蒸馏水 NO2中蒸馏水不变色，溴蒸气中水的颜色加深(其他合理的答案均正确) 解析 NO2和 Br2在性质上有不少相似性，例如：均具有氧化性；溶于水均有酸生成； 均可与碱反应；均为红棕色等。因此不能用淀粉-KI 试纸、pH 试纸、NaOH 溶液来鉴别， 但二者性质又有差别，可以用下列方法或试剂鉴别：AgNO3溶液； C
4、Cl4溶液；水洗法。 4氮氧化物对环境的污染及防治 (1)常见的污染类型 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。 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。 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。 NO 与血红蛋白结合使人中毒。 (2)常见的 NOx尾气处理方法 碱液吸收法 工业尾气中 NOx常用碱液吸收处理，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)。 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
5、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。 问题思考 (1)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： 。 (2)用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。如，4NH36NO= 催化剂 5N26H2O， 写出氨气转化 NO2的化学方程式： ， 氧化产物与还原产物的质量之比为 。 (3)工业尾气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理。 NO2被烧碱溶液吸收时，生成两种钠盐，其物质的量之比为 11，写出该反应的化学方程 式： 。 NO 与 NO2按物质的量之比 11 被
6、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)2CO2NO= 催化剂 N22CO2 (2)8NH36NO2= 催化剂 7N212H2O 43 (3)2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2O NaNO2 (1)固氮反应一定属于氧化还原反应( ) (2)通过灼热的镁粉，可除 N2中的少量氧气( ) (3)NO 中的 NO2杂质气体，可通过盛有水的洗气瓶除去( ) (4)CO、NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都稳定存在( ) (5)N2与 O2在放电条件下直接化合成 NO2( ) (6)NO 既可以用排水法收集，又可以用排空气法收集( ) (7)NO
7、2溶于水时，NO2是氧化剂，水是还原剂( ) (8)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) (7) (8) 题组一 氮及其氧化物的性质和应用 1(2020 通化高三月考)下列有关氮气的说法正确的是( ) A氮气是由氮原子构成的双原子分子，所以化学性质不活泼 B1 mol N2可与 3 mol H2完全反应生成 2 mol NH3 C电闪雷鸣的雨天，雨水中会含有一定量的硝酸，其中发生的反应之一是 N22O2=2NO2 DNO、NO2在一定条件下可相互转化，且二者都是引起光化学烟雾的大气污染物 答案 D 解析 A 项，氮原子
8、最外层 5 个电子，氮与氮形成三对共用电子对，达 8 电子的稳定结构； B 项，氮气与氢气反应生成氨气是可逆反应；C 项，氮气与氧气在放电的条件下生成一氧化 氮；D 项，NO 和氧气能反应生成 NO2；NO2和水反应生成 NO。 2下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
9、应生成了二氧化氮， 2NO O2 = 2NO2 2 1 2 224 mL 11.2 mL 22.4 mL 反应后生成了 22.4 mL 二氧化氮，假设二氧化氮的体积不变，则容器中气体的密度为 (NO2) 46 g mol 122.410 3 L 22.4 L mol 1 22.410 3L2.054 g L 1，因存在转化平衡：2NO 2 N2O4，则混合 气体的体积小于 22.4 mL，所以容器中气体的密度应大于 2.054 g L 1。 题组二 NOx与水或碱反应的理解应用 3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
10、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( ) A11 B57 C75 D43 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 11。 4 NO2可以用氢氧化钠溶液吸收， 或在一定条件下用氨气与其反应使之转化为无污染的物质， 发生反应的化学方程式分别是 2NO22NaOH=MNaNO3H2O,8NH36NO2=7X 12H2O。则 M、X 代表的物质的化学式分别是( ) ANa
11、NO2、N2 BHNO2、N2 CNO、HNO3 DN2、N2 答案 A 5(2020 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NO 和 NO2，NO2和 O2，NH3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( ) AV1V2V3 BV1V3V2 CV2V3V1 DV3V1V2 答案 B 解析 设各种气体的体积都为 1 体积。根据 3NO2H2O=2HNO3NO，即剩余 NO 的体 积 V1(11 3)体积。根据 4NO2O22H2O=4HNO3，即剩余 O2
12、 的体积 V2(11 4)体积。 剩余 N2的体积 V31 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=2HNO3NO,2NOO2=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 4NO3O22H2O=4HNO3(43)。 (2) 若 NO2和 O2通 入 水 中 ， 总 关 系 式 为4NO2 O2 2H2O=4HNO3(41) 。 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)硝酸浓度不同，
13、其还原产物不同，一般为 HNO3(浓)NO2，HNO3(稀)NO。 (2)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。 理解应用 (1)将浓硝酸存放在无色试剂瓶中，一段时间后观察到溶液变黄，用方程式解释变黄的原因， 由此得到启示，如何保存浓硝酸？ 答案 4HNO3(浓)= 或光照 2H2O4NO2O2，浓硝酸应保存在棕色试剂瓶中，并置 于阴凉处。 (2)用动态观点理解 Cu 与浓 HNO3的反应 向一定量的浓硝酸中加入过量的铜片。 反应开始阶段产生 色气体，化学方程式为 。 反应进行一段时间后又产生无色气体，此时的化学方程式为 。 待反应停止后，再加入少量的稀硫酸
14、，这时 Cu 片上又有气泡产生，原因是 。 答案 红棕 Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O 3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O 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 (3)将 FeO 溶于足量稀硝酸中，固体完全溶解，写出该反应的离子方程式，指出 HNO3表现的 性质。 答案 3FeO10H NO 3=3Fe 3NO5H 2O，酸性和强氧化性。 (1)实验室也可用锌粒与稀硝酸制取氢气( ) (2)常温下，铁、铝在浓硝酸中的钝化为化学变化( ) (3)可用稀硝酸与 FeS 固体反应制取 H2S( ) (4)过量的铜与浓
15、硝酸反应，产物中一定有 NO( ) (5)浓硝酸在光照下久置，会变黄( ) (6)铜溶于稀硝酸不能体现硝酸的酸性( ) (7)炽热的炭在浓硝酸中反应的化学方程式为： C4HNO3(浓)= CO24NO22H2O( ) (8)将石蕊溶液滴入浓硝酸中，溶液先变红后褪色( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (1)HNO3与金属反应一般不能产生 H2。 (2)硝酸的还原产物不只有 NO2和 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 忽视 NO 3
16、在酸性条件下的强氧化性。在酸性条件下 NO 3不能与 Fe 2、I、SO2 3、S 2等还 原性较强的离子大量共存。 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， 如正误判断中的(3)。 题组一 硝酸的性质及应用 1 (2019 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，HNO3和氯水中的 HClO 见光都易分解，都应避
17、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，错误；D 项，浓 HNO3能使蛋白质显黄 色，正确。 2将相同质量的铜分别与足量的浓硝酸、稀硝酸反应，下列叙述正确的是( ) A硝酸浓度越大消耗的硝酸越少，产生的有毒气体也越少 B反应中转移的电子总数：稀硝酸少于浓硝酸 C试管内壁上的铜用浓硝酸除去比用稀硝酸好，因为反应速率快 D两者用排水法收集的气体的体积相同 答案 D 解析 铜完全反应， 在进行相关计算时以铜为标准， 等质量的铜在反应中失去的电子数相同， 生成
18、的 Cu(NO3)2的量相同，浓硝酸被还原为 NO2，化合价由5 价降到4 价，每个氮原子 只得到 1 个电子，稀 HNO3被还原时每个氮原子得到 3 个电子，故被还原的浓硝酸多、稀硝 酸少， 生成的 NO2也比 NO 多。 用排水法收集气体时， 由于会发生反应： 3NO2H2O=2HNO3 NO，故两种情况收集到的气体一样多。 3某化学兴趣小组进行了有关 Cu、硝酸、硫酸化学性质的实验，实验过程如图所示。下列 有关说法正确的是( ) A中溶液呈蓝色，试管口有红棕色气体产生，稀硝酸被还原为 NO2 B中反应的离子方程式为 3Cu2NO 38H =3Cu22NO4H 2O C中滴加稀硫酸，铜片继
19、续溶解，说明稀硫酸的氧化性比稀硝酸的强 D由上述实验可知，Cu 在常温下既可与稀硝酸反应，又可与稀硫酸反应 答案 B 解析 Cu 与稀硝酸发生反应 3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O， 稀硝酸被还原 为 NO，NO 遇空气中的 O2生成 NO2，故试管口有红棕色气体产生，A 错误；中溶液含有 NO 3，滴加稀硫酸后，Cu、NO 3、H 继续反应生成 NO，B 正确；中铜片继续溶解，是因 为稀硫酸提供 H ，与 NO 3形成 HNO3，HNO3继续与 Cu 反应，C 错误；Cu 是不活泼金属， 在常温下，可与稀硝酸反应，但不能与稀硫酸反应，D 错误。 题组二 金属与硝酸反应
20、的计算 4(2019 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(都已折算成标准状况)， 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( ) A9.02 g B8.51 g C8.26 g D7.04 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 4.48 L 22.4
21、 L mol 1 0.336 L 22.4 L mol 120.23 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。 5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 3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)11 C所得溶液中 c(NO 3)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
22、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： nFe2 nFe31.5 mol 8 3nFe 24nFe35 mol 解得 n(Fe2 )0.75 mol，n(Fe3)0.75 mol， 则生成 NO 的物质的量为 0.75 mol2 30.75 mol1.25 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 3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。 6向 200 mL 2 mol L 1HNO 3溶液中，逐
23、渐加入铁粉至过量(假设生成的气体只有一种)，在 此过程中，n(Fe2 )随 n(Fe)变化如图所示。下列有关说法正确的是( ) A该过程中产生标准状况下的氢气 4.48 L B向 c 点处的反应液中加入稀盐酸后无明显现象 C图中 a1.5、b1.5 D当加入铁粉 n mol 时(0.1n0.15)，溶液中 n(Fe3 )(0.32n) mol 答案 D 解析 硝酸与铁反应生成硝酸铁、 NO 和水， 不生成氢气， A 错误； c 点处的溶液是硝酸亚铁， 若加入盐酸，H 、NO 3和 Fe 2发生氧化还原反应生成 Fe3，溶液变为黄色，B 错误；向硝酸 中加入铁粉发生的反应为 Fe4HNO3=Fe
24、(NO3)3NO2H2O，硝酸的物质的量为 0.4 mol，则消耗铁的物质的量为 0.1 mol，b0.1，生成硝酸铁 0.1 mol，随后发生反应 2Fe(NO3)3 Fe=3Fe(NO3)2，生成硝酸亚铁为 0.15 mol，则 a0.15，C 错误；根据上述分析，当加入 铁粉 n mol 时(0.1n0.15)，参加反应 2Fe(NO3)3Fe=3Fe(NO3)2的铁为(n0.1) mol，消耗 硝酸铁为 2(n0.1) mol，则溶液中 n(Fe3 )0.1 mol2(n0.1) mol(0.32n) mol，D 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 7
25、 (2020 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 N
26、O 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 3Cu8H 2NO 3=3Cu 2 2NO4H2O (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 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 刺激性气味 极易溶于水(1700) 2.氨的化学性质 深度思考 (1)氨水含有哪些微粒？ 答案 H2O、NH3 H2O、NH3、NH 4、OH 、H。 (2)蘸有浓硝酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，能产生白烟现象吗？简述原因。若将浓 硝酸改为浓硫酸也会出现相同的现象吗？
27、 答案 能，浓硝酸、浓氨水均有挥发性，挥发的 HNO3与 NH3相遇生成白色固体小颗粒 NH4NO3。 不会。 (3)将氨与氯气混合也会产生白烟，用化学方程式解释产生白烟的过程。 答案 2NH33Cl2=N26HCl，NH3HCl=NH4Cl(白烟)。 3铵盐及 NH 4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 4的检验步骤 未知液 OH 呈碱性 湿润的红色石蕊试纸变蓝色，则证明含 NH 4。 深度思考 (1)用浓氯化铵溶液处理过的舞台幕布不易着火，其原因是 ； 。 答案 氯化铵分解吸收热量，降低了温度 氯化铵分解产生的气体隔绝了空气 (2)
28、完成下列方程式，思考 NH 4的性质 在 饱 和NH4Cl溶 液 中 滴 加NaAlO2， 产 生 刺 激 性 气 味 的 气 体 和 白 色 沉 淀： ，体现 。 实 验 室 常 用 饱 和 氯 化 铵 (NH4Cl) 与 亚 硝 酸 钠 (NaNO2) 加 热 来 制 取 氮 气： ，体现 。 答案 NH 4AlO 2H2O=Al(OH)3NH3 NH 4水解呈酸性 NH4ClNaNO2= NaClN22H2O NH 4的还原性 4氨的实验室制法加热固态铵盐和碱的混合物 反应装置 净化装置 用碱石灰干燥 收集装置 用向下排空气法。收集时，一般在管口塞一团棉花球，可减小 NH3与空气的对 流
29、速率，收集到纯净的 NH3 验满方法 将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝； 将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有白烟产生 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 H2O= NH3H2O 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=NH3Ca(OH)2 (1)液氨汽化时要吸收大量的热，可用作制冷剂( ) (2)液氨制冷、碘的升华、NH4Cl 气化都不涉及化学变化( ) (
30、3)能用加热法除去 NaCl 中的 NH4Cl 的原因是 NH4Cl 为强酸弱碱盐( ) (4)氨水具有弱碱性，说明氨水是弱电解质( ) (5)铵盐都易溶于水，其水溶液均呈酸性( ) (6)现有 1 mol L 1 的氨水，则该溶液中 NH3 H2O 的浓度是 1 mol L 1( ) (7)浓氨水可检验氯气管道是否漏气( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) 题组一 氨、铵盐的性质实验 1 (2019 重庆高三模拟)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
31、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 4 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，4NH35O2= Pt 4NO6H2O,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
32、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与浓盐酸挥发出的HCl气体反应产生 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；NH
33、3溶于水生成 NH3 H2O，NH3 H2O 属于碱，NH3不属于碱。 题组二 氨气制备与性质实验综合 3 (2020 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)某同学想用下列装置及试剂方便快速地制取少量氨气。 化学试剂：NH4Cl 固体、浓氨水、NaOH 固体。 应选择的装置是 (填字母)，选用的试剂是 (填序号)。 选用上述试剂制氨气的理由是 。 实验过程中，制气时的实验操作是 。 (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
34、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)B NaOH 固体遇水放热，使氨气的溶解度降低，同时可使溶液中 c(OH )增 大，促使 NH 4OH NH3 H2ONH3H2O 平衡向右移动，从而使氨气逸出 将浓氨 水逐滴滴加到 NaOH 固体上 (2)干燥氧气和氨的混合气体 4NH35O2= 催化剂 4NO6H2O (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)
35、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)不加热制取 NH3是快速制取少量 NH3的措施， 具体操作方法是把浓氨水滴到 NaOH 固体上。(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能使紫色石蕊溶液变红；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和 O2的混合气体，NO2会与 H2O 反应生成无色的 NO。 氮元素有多种可变化合价，物质的种类较多，在复习时要从物质类别和
36、价态变化理解这些物 质之间的转化关系。 题组一 氮在自然界中的循环 1下列关于自然界中氮循环(如下图)的说法不正确的是( ) A人工固氮可以得到硝酸盐 B雷电作用可将氮气直接转化为铵盐 C细菌对氮元素的循环有重要作用 D亚硝酸盐转化为硝酸盐的过程中，氮元素被氧化 答案 B 解析 A 项，人工固氮是把氮气合成氨，氨和硝酸反应得到硝酸盐，人工固氮可以得到硝酸 盐，正确；B 项，放电条件下氮气和氧气反应生成一氧化氮，一氧化氮和氧气反应生成二氧 化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸，不能直接得到铵盐，错误；C 项，豆科类植物的根瘤菌 能将空气中氮气转化为植物需要的铵盐，实现生物固氮，细菌对氮元素的循环有重要
37、作用， 正确；D 项，亚硝酸盐中氮元素的化合价为3 价，生成硝酸盐中氮元素的化合价为5 价， 氮元素化合价升高，发生氧化反应，正确。 2(2020 河南联考)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 3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
38、 (3)21 (4)4Zn2NO 310H =4Zn2N 2O5H2O 解析 (3)反应 h 的化学方程式为 3NO2H2O=2HNO3NO，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 21。 题组二 氮及其化合物转化关系的综合应用 3(2019 济宁一模)依据下图中氮元素及其化合物的转化关系，判断下列说法中不正确的是 ( ) AX 是 N2O5 B可用排空气法收集 NO 气体 C工业上以 NH3、空气、水为原料生产硝酸 D从原理上看，NH3可与 NO2反应实现 NH3N2的转化 答案 B 解析 NO 遇空气中的氧气被氧化为 NO2，不可用排空气法收集 NO
39、 气体，故 B 错误。 4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 N2、CO2、SO2、 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、CaCO3、CaSO3 BX 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 4NO 2=N22H2O 答案 B 解析 SO2、 CO2与过量石灰乳反应生成 CaSO3、 CaCO3， 故固体 1 中主要含有 CaSO3、 CaCO3、 Ca(OH)2，A 项正确；X 可以是空气，但不能过量，若空气
40、过量，通过 NaOH 溶液后得不到 NaNO2溶液，而是得到 NaNO3溶液，B 项不正确；N2无污染，CO 无法被 NaOH 溶液吸收， 捕获剂主要捕获 CO，C 项正确；NH 4与 NO 2在溶液中发生氧化还原反应生成 N2和 H2O，D 项正确。 5如图是氮元素的几种价态与物质类别的对应关系，回答下列问题： (1)写出 N2的一种用途： 。 (2)从 N 元素化合价分析，N2具有氧化性和还原性。各举一例说明(用化学方程式表示) 氧化性： 。 还原性： 。 (3)HNO3与下图中的物质 C 常用于检验 Cl 的存在，则 C 的化学式为 。 (4)实验室制取物质 B 的化学方程式为 。 (5
41、)NO2与水反应生成物质 A 的化学方程式为 。 (6)浓硝酸与木炭在加热条件下反应的化学方程式为 。 答案 (1)作保护气、保存粮食(或合成氨、制硝酸等) (2)N23H2 催化剂 高温、高压 2NH3(或 N23Mg= 点燃 Mg3N2) N2O2= 放电或高温 2NO (3)AgNO3 (4)Ca(OH)22NH4Cl= CaCl22NH32H2O (5)3NO2H2O=2HNO3NO (6)4HNO3(浓)C= CO24NO22H2O 1(2018 全国卷，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
42、中含有硝酸铵和硫酸铵 CNH3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 74，该 NOx可表示为 ( ) AN2O BNO CN2O3 DNO2 答案 A 解析 nN nO 7 14 4 16 2 1，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
43、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，13C) B用烧碱处理含高浓度 NH 4的废水并回收利用氨(2017 天津，1D) CNH4HCO3受热易分解，因而可用作化肥(2019 江苏，3A) 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 4反应产生氨气，B 项正确；NH4HCO3受 热易分解和用作化肥无关，C 项错误；D 项为复分解反应。 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( ) A.由中的红
