资源简介

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氮及其重要化合物
【复习目标】
1．掌握氮气及其氧化物的主要性质及应用，了解氮氧化物对环境的影响
2．掌握NH3及铵盐的性质与用途，熟知喷泉实验、NH3的实验室制法的原理及操作
3．掌握硝酸的性质及应用
4．能从物质类别、氮的化合价变化理解氮及其化合物的转化关系
考点一 氮及其氧化物
【核心知识梳理】
1．氮元素的存在与氮的固定
(1)氮元素在自然界中的存在形式
在自然界中，氮元素主要以氮分子的形式存在于空气(体积分数约为78%)中，部分氮元素存在于动植物体内的蛋白质中，还有部分氮元素存在于土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中
(2)氮的固定：将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程，叫做氮的固定
①自然固氮：自然通过闪电释放的能量将空气中的氮气转化为含氮的化合物
②生物固氮：豆科植物根瘤菌将N2转化成氨
③人工固氮：人类通过控制条件，将氮气转化为氮的化合物，最重要的人工固氮途径是工业合成氨
2．氮的原子结构——7N
电子排布式 1s22s22p3
简化电子排布式 [He]2s22p3
原子结构示意图
电子排布图(轨道表示式)
价层电子排布式 2s22p3
周期表中的位置 第二周期第ⅤA族
结构与性质 氮原子最外电子层有5个电子，既不容易得到3个电子，也不容易失去5个电子，因此，氮原子一般通过共用电子对与其他原子相互结合构成物质
3．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)分子结构：电子式：，结构式：N≡N
(3)化学性质：氮分子内两个氮原子间以共价三键(N≡N)结合，断开该化学键需要吸收较多的能量，故氮气的化学性质很稳定，通常情况下难以与其他物质发生化学反应，但在一定条件下(如：高温、放电、点燃)，也能跟某些物质(如：H2、O2、Mg等)发生反应
①与氢气反应生成NH3：N2＋3H22NH3
②与氧气在放电或高温条件下生成NO：N2＋O22NO
③与活泼金属(Mg、Li)反应：3Mg＋N2Mg3N2 6Li＋N22Li3N
氮化镁与水的反应：Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2↓＋2NH3↑ (金属氮化物易水解，生成氨气和相应的碱)
(4)氮气的用途
①工业上合成氨，制硝酸 ②在灯泡中填充氮气以防止钨丝被氧化或挥发
③保存粮食、水果等食品，以防止腐烂 ④医学上用液氮作冷冻剂，以便在冷冻麻醉下进行手术
⑤代替稀有气体作焊接金属时的保护气，以防止金属被空气氧化
(5)氮气的制法
①实验室制法：加热NH4Cl饱和溶液和NaNO2晶体的混合物：NaNO2＋NH4ClNaCl＋N2↑＋2H2O
②工业制法：工业上从液态空气中，利用液态氮的沸点比液态氧的沸点低加以分离而制得氮气
4．氮的氧化物
(1)氮有多种价态的氧化物：氮元素有五种正价＋1、＋2、＋3、＋4、＋5价，五种正价对应六种氧化物：(N2O，笑气，有麻醉作用)、(NO)、(N2O3)、(NO2、N2O4)、(N2O5)，其中N2O3和N2O5为酸性氧化物，分别是HNO2和HNO3的酸酐
(2)一氧化氮(NO)
①物理性质：无色、无味的有毒的气体，密度比空气略大，难溶于水
②实验室制法：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，只能用排水法收集
③化学性质：既有氧化性又有还原性，以还原性为主
a．易被O2氧化为NO2而变红棕色：2NO＋O2===2NO2 (收集NO气体必须用排水集气法)
b．与O2、H2O反应：4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3
c．NO与酸性KMnO4反应：5NO＋3MnO＋4H＋===5NO＋3Mn2＋＋2H2O
d．NO与酸性K2Cr2O7反应：2NO＋Cr2O＋6H＋===2NO＋2Cr3＋＋3H2O
e．与NH3反应：4NH3＋6NO5N2＋6H2O
④对人体、环境的影响：与血红蛋白结合，使人中毒；转化成NO2，形成酸雨、光化学烟雾
(3)二氧化氮(NO2)
①物理性质：红棕色有剌激性气味的有毒气体，易溶于水且与水能发生反应
②实验室制法：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，只能用排空气法收集
③化学性质：既有氧化性又有还原性，以氧化性为主，NO2能氧化SO2、KI等物质
a．与水的反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
b．与氢氧化钠溶液的反应：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O
c．与N2O4相互转化：2NO2N2O4
d．与O2、H2O反应：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3
e．与NH3反应：8NH3＋6NO27N2＋12H2O
f．与碘化钾溶液的反应：NO2＋2KI===2KNO2＋I2 (NO2能使湿润的淀粉KI试纸为蓝)
g．与SO2的反应：NO2＋SO2===SO3＋NO
④对人体、环境的影响：形成酸雨、光化学烟雾
【易错提醒】
a．在实验测定NO2、N2O4的相对分子质量、比较相同条件下相同物质的量的气体体积大小，以及涉及到NO2气体的颜色深浅、压强、密度等方面时要考虑2NO2N2O4反应
b．由于NO2气体和溴蒸气都为红棕色气体，都能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，溴蒸气和NO2通入NaOH溶液均形成无色溶液。故不能用淀粉碘化钾试纸或NaOH溶液来区别NO2气体和溴蒸气，可用水来区别
c．验证某无色气体为NO的方法是向该无色气体中通入O2(或空气)，无色气体变为红棕色
e．制备NO时，不能用排空气法收集，必须在通风橱中操作，尾气通入O2后用碱液吸收，以免污染大气
f．制备NO2时，必须在通风橱中操作，尾气用碱液吸收，以免污染大气
4．氮氧化物对环境的污染和防治
(1)气态的氮氧化物几乎都是剧毒性物质，都是大气污染物，在太阳辐射下还会与碳氢化物反应形成光化学烟雾
(2)空气中氮氧化物的来源：空气中的NO、NO2主要来源于煤和石油的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂的废气等
(3)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，就有可能形成酸雨
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
⑤水体污染：水体富营养化
(4)常见的NOx尾气处理方法
①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)，反应为2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O，NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O
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)
a．氨气吸收法：8NH3＋6NO27N2＋12H2O 4NH3＋6NO5N2＋6H2O
b．汽车尾气转换器：2CO＋2NO2CO2＋N2
【精准训练1】
1．2022年1月7日，某期刊在线发表了关于玉米生物固氮的研究，为减少化肥使用和发展绿色农业提供重要的理论指导。下列反应中，属于氮的固定的是(　　)
A．由氨制成碳酸氢铵或硫酸铵 B．NO2与H2O反应生成HNO3
C．NO和O2反应生成NO2 D．N2和H2在一定条件下合成氨
2．下列有关氮气的说法错误的是(　　)
A．在氮气与氢气合成氨的反应中，氮气是氧化剂 B．氮气性质稳定可以作保护气
C．氮气和氧气在放电条件下发生的反应中，氮气是还原剂 D．点燃的镁条在氮气中不反应
3．下列有关氮的氧化物的说法正确的是(　　)
A．NO和NO2混合气体的尾气可以用水吸收
B．4.6 g NO2和N2O4混合气体中含有的氧原子数目小于0.2NA
C．用湿润的淀粉碘化钾试纸鉴别Br2(g)和NO2
D．除去NO中混有少量NO2气体时，可以用水洗涤后再干燥
4．利用硝酸工业的尾气(含NO、NO2)获得Ca(NO2)2的部分工艺流程如下。下列说法错误的是(　　)
A．反应NO(g)＋NO2(g)N2O3(g)的ΔS＜0
B．为使尾气中NOx被充分吸收，尾气与石灰乳采用气液逆流接触吸收
C．若尾气中n(NO2)∶n(NO)＜1∶1，Ca(NO2)2产品中Ca(NO3)2含量升高
D．Ca(NO2)2在酸性溶液中分解的离子方程式为3NO＋2H＋===NO＋2NO↑＋H2O
5．某兴趣小组拟在实验室里通过氮气和镁粉反应制取少量氮化镁(Mg3N2)，制备装置如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A．装置A中制备氮气的离子方程式为NO＋NHN2↑＋2H2O
B．Mg3N2中阳离子半径小于阴离子半径
C．装置B的作用除了可以平衡压强，还可以判断装置是否发生堵塞
D．实验时应先点燃D处的酒精喷灯，再点燃A处的酒精灯
考点二 氨气和铵盐
【核心知识梳理】
(一)氨
1．氨的分子结构和物理性质
(1)分子结构：氨气的电子式为，结构式为，NH3分子中氮原子为sp3杂化，NH3分子的空间结构为三角锥形，球棍模型为。氨气分子中氮原子上有一个孤电子对，所以氨气分子常作为配合物的配体。氨气是极性分子，属分子晶体
(2)物理性质：无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，熔、沸点低，易液化，液氨可作制冷剂，极易溶于水，常温常压下，1体积水大约可溶解700体积氨。氨气溶于水时，需防止倒吸现象的发生
2．氨的化学性质
(1)NH3与水的反应：NH3＋H2ONH3·H2O，氨的水溶液叫氨水，呈弱碱性：NH3·H2ONH＋OH－
①NH3是唯一能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，常用此性质检验NH3
②氨气的喷泉实验
实验过程 在干燥的圆底烧瓶里充满，用带有玻璃管和胶头滴管(预先吸入水)的橡胶塞塞紧瓶口。倒置烧瓶，使玻璃管插入盛有水的烧杯中(预先在水里滴入少量酚酞溶液)。打开弹簧夹，挤压胶头滴管，使水进入烧瓶。观察并描述现象
实验装置
实验现象 烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶，形成美丽的喷泉，液体几乎充满整个烧瓶，溶液显红色
实验结论 氨易溶于水，水溶液呈碱性
③液氨与氨水的比较
液氨 氨水
物质成分 纯净物(非电解质) 混合物(NH3·H2O为弱电解质)
粒子种类 NH3分子 NH3、NH3·H2O、H2O、NH、OH－、H＋
主要性质 不具有碱性 具有碱的通性
存在条件 常温常压下不能存在 常温常压下可存在
④氨水的性质：NH3·H2O为可溶性一元弱碱，能使酚酞试液变红色。氨水质量分数越大，密度反而越小。NH3·H2O易挥发，不稳定，易分解：NH3·H2ONH3↑＋H2O
(2)NH3与酸(盐酸、硝酸、硫酸等)反应，生成铵盐
①蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，其现象是有白烟产生，将浓盐酸改为浓硝酸，也会出现相同的现象。化学方程式分别为HCl＋NH3===NH4Cl，NH3＋HNO3===NH4NO3
②与硫酸反应：2NH3＋H2SO4===(NH4)2SO4 (浓硫酸没有挥发性，不能形成白烟，不能用浓硫酸干燥氨气)
③与CO2、SO2等酸性氧化物反应：NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3或2NH3＋CO2＋H2O===(NH4)2CO3
(3)NH3的还原性：NH3分子中氮元素的化合价为－3价，在化学反应中氮元素化合价可能的变化是只能升高，不能降低，因此氨具有还原性
①氨的催化氧化：4NH3＋5O24NO＋6H2O (工业制硝酸的基础，也是工业上制NO的方法)
②与纯氧反应：4NH3＋3O2(纯氧)2N2＋6H2O (黄绿色火焰)
③与CuO反应：2NH3＋3CuON2＋3Cu＋3H2O (氨气还原CuO是实验室制氮气的方法之一)
④氨气与氯气反应
氨气与少量的氯气反应：8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl
氨气与足量的氯气反应：2NH3 + 3Cl2 ===N2 + 6HCl
⑤氨气还原氮的氧化物(如NO2)：8NH3＋6NO27N2＋12H2O　
(4)与盐溶液反应
①过量氨水与FeCl3溶液反应：Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH?
②过量氨水与AlCl3溶液反应：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH
(5)较强的配位能力
①Cu(OH)2溶于氨水：Cu(OH)2＋4NH3===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－
②向AgNO3溶液中逐滴滴加稀氨水至过量： Ag＋＋NH3·H2O===AgOH↓＋NH
AgOH＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]＋＋OH－＋2H2O
3．氨的用途
(1)液氨可用作制冷剂。液氨作制冷剂的原因是氨易液化，液氨汽化时要吸收大量的热，使周围温度急剧降低
(2)NH3是一种重要的化工原料，可用来制硝态氮肥、铵态氮肥、硝酸、铵盐、纯碱、尿素等
4．氨气的实验室制法
(1)常规方法
原理 2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O
反应原料 实验室一般用氯化铵或硫酸铵与Ca(OH)2固体
实验装置
发生装置 “固＋固气”型，与实验室利用氯酸钾和二氧化锰加热制取氧气的装置相同
净化装置 通常用碱石灰干燥氨气，不能用五氧化二磷、浓硫酸和无水氯化钙干燥
收集装置 NH3极易溶于水，密度比空气小，只能用向下排空气法收集
尾气处理 多余的氨气要吸收掉(可在导管口放一团用水或稀硫酸浸润的棉花球)以避免污染空气。在吸收时要防止倒吸，常采用的装置如图所示：
验满方法 ①方法一：用镊子夹住一片湿润的红色石蕊试纸放在试管口，若试纸变蓝，说明已经收集满②方法二：用蘸取浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，若有白烟生成，说明已经收集满
【易错提醒】
①NH4Cl可用(NH4)2SO4等代替，但不能用NH4HCO3或NH4NO3代替。因为加热过程中NH4NO3可能发生爆炸性的分解反应，发生危险；而NH4HCO3极易分解产生CO2，使生成的中混有较多CO2杂质
②消石灰不能用KOH或NaOH代替，原因是：NaOH、KOH易吸水、易结块，不利于生成的NH3逸出，而且高温下NaOH、KOH会腐蚀试管
③氨气干燥时：不能用CaCl2、P2O5、浓硫酸作干燥剂，因为NH3能与CaCl2反应生成CaCl2·8NH3。P2O5与浓硫酸均能与NH3反应，生成相应的盐。所以NH3通常用碱石灰干燥
④收集NH3时所用的仪器必须干燥，导气管要插入管底；试管口要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，使收集的气体纯净，同时也可避免污染空气
(2)实验室制取氨的其他三种简易方法
方法 化学方程式(或原理) 发生装置
加热浓氨水 NH3·H2OH2O＋NH3↑
浓氨水＋NaOH固体 NaOH溶于水放热，促使一水合氨分解，且OH－浓度增大促进平衡NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－左移，利于氨气的逸出
浓氨水＋CaO固体 CaO与水反应生成Ca(OH)2，并放出热量，温度升高促使一水合氨分解，且OH－浓度增大促进平衡NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－左移，利于氨气的逸出
(3)氨的工业制法：N2＋3H22NH3
(二)铵盐及NH的检验
1．铵盐的物理性质：铵盐一般都是白色固体，绝大多数铵盐都易溶于水
2．结构：具有离子键、共价键，是由非金属元素组成的离子化合物(离子晶体)
3．铵盐的化学性质
(1)热不稳定性：铵盐受热易分解，但不一定都有NH3生成
①在试管中加热氯化铵固体，观察到的现象是氯化铵白色固体消失，在试管上方重新凝成白色固体
反应的化学方程式：NH4ClNH3↑＋HCl↑，NH3＋HCl===NH4Cl
【微点拨】该过程不是升华，利用NH4Cl的这种性质常用来分离提纯NH4Cl固体
②NH4HCO3固体受热分解：NH4HCO3NH3↑＋CO2↑＋H2O
③(NH4)2CO3固体受热分解：(NH4)2CO32NH3↑＋CO2↑＋H2O
④NH4NO3受热分解较为复杂：NH4NO3N2O↑＋2H2O，2NH4NO32N2↑＋O2↑＋4H2O
(2)与碱反应
①固体反应(NH4Cl固体与NaOH固体共热)：NH4Cl＋NaOHNH3↑＋NaCl＋H2O
②溶液中的反应
a．若是铵盐溶液与碱溶液共热，写成NH3↑＋H2O
(NH4)2SO4与NaOH两溶液混合加热：NH＋OH－NH3↑＋H2O
b．若是铵盐溶液与浓碱溶液，写成NH3↑＋H2O
浓NaOH溶液中加入硫酸铵固体：OH－＋NH===NH3↑＋H2O
c．若是反应物为稀溶液且不加热时或无特殊说明写NH3·H2O
NH4Cl与NaOH两稀溶液混合：NH＋OH－===NH3·H2O
4．用途：可用作氮肥，炸药，焊药
5．NH的检验：取少量待测溶液于试管中，再加入浓的NaOH溶液，加热产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体(或将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，有白烟产生)，则该溶液中存在NH
6．氮肥
铵态氮肥 有机氮肥
硫酸铵 氯化铵 碳酸氢铵 硝酸铵 碳酰二胺
硫铵 氯铵 碳铵 硝铵 尿素
(NH4)2SO4 NH4Cl NH4HCO3 NH4NO3 CO(NH2)2
(三)N2H4的结构与性质
1．物理性质：无水N2H4为无色发烟液体，并有微弱氨的气味
2．化学性质
(1)不稳定性：N2H4稳定性比NH3小，受热即发生爆炸性分解，生成N2、NH3和H2
(2)还原性：N的化合价为－2，具有强还原性，能被氧气、H2O2等氧化
①与氧气反应：N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－622 kJ·mol－1
②与H2O2反应：N2H4＋2H2O2N2＋4H2O
用途：可用作喷气式发动机推进剂、火箭燃料等
(3)弱碱性性：N2H4的水溶液呈弱碱性，其强度比氨水弱
①电离分两步进行：N2H4＋H2ON2H＋OH－、N2H＋H2ON2H＋OH－
②与H2SO4反应：2N2H4＋H2SO4===(N2H5)2SO4、 N2H4＋H2SO4(过量)===N2H6(HSO4)2 (酸式盐)
【精准训练2】
1．清代《本草纲目拾遗》中关于“鼻冲水(氨水)”的记载明确指出：“鼻冲水，……贮以玻璃瓶，紧塞其口，勿使泄气，则药力不减……唯以此水瓶口对鼻吸其气，即遍身麻颤出汗而愈，虚弱者忌之。宜外用，勿服。”下列有关“鼻冲水”的推断不正确的是(　　)
A．鼻冲水是弱电解质 B．鼻冲水滴入酚酞溶液中，溶液变红色
C．鼻冲水中含有分子和离子的种类为6种 D．存在平衡：NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－
2．下列离子方程式书写正确的是(　　)
A．实验室用氯化铵和熟石灰制氨：NH＋OH－NH3↑＋H2O
B．NaOH溶液与NH4Cl溶液混合加热：NH＋OH－NH3·H2O
C．氨水中加盐酸：NH3·H2O＋H＋===NH＋H2O
D．氨水中加入氯化铁溶液：Fe2＋＋2NH3·H2O===2NH＋Fe(OH)2↓
3．如图是课外活动小组的同学设计的四个喷泉实验方案，下列有关操作不可能形成喷泉的是(　　)
A．挤压装置①的胶头滴管使胶头滴管中的NaOH溶液全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹
B．挤压装置②的胶头滴管使AgNO3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
4．实验室制取NH3并探究其性质，下列实验装置和操作不能达到实验目的的是(　　)
A．用装置甲制取NH3 B．用装置乙干燥NH3
C．用装置丙收集NH3 D．用装置丁探究NH3的还原性
5．下列氮及其化合物的性质与用途的对应关系正确的是(　　)
A．氯化铵溶液显酸性，可用作除锈剂 B．氨气具有还原性，可用作制冷剂
C．氮气的化学性质不活泼，可用于合成氨 D．硝酸铵易分解放出气体和大量热，可用作化肥
6．合成氨及其衍生工业是化工生产的重要门类，请结合图示判断下列说法不正确的是(　　)
A．合成氨采用400～500 ℃是为了提高原料转化率和反应速率
B．湿润的淀粉－KI试纸不可以鉴别气体2和溴蒸气
C．生成固体1的化学方程式为NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl
D．1 L气体1、2的混合气与1 L NH3在一定条件下转化为对环境无害的物质，混合气中二者的体积比为1∶1
7．为探究氨及铵盐性质，将NH4Cl晶体装入如图所示T形三通管两端，进行微型实验。下列说法错误的是(　　)
A．轻轻挤压任一乳胶头，若蒸馏水中有气泡冒出，则装置气密性良好
B．同时点燃两个酒精灯后，两端湿润的pH试纸均变蓝
C．实验过程中竖直支管上方会出现白烟
D．停止加热后可以交替挤压两边乳胶头，使气体更充分吸收，减少污染
8．某同学探究氨气和铵盐的性质，对相关实验操作及现象描述正确的是(　　)
A．室温下测定等浓度的氨水和NaOH溶液的pH，比较NH3·H2O和NaOH的碱性强弱
B．向试管中滴加稀NaOH溶液，将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，若试纸不变蓝，则原溶液中无NH
C．液氨作为清洁能源的反应原理是4NH3＋5O24NO＋6H2O
D．加热可除去NH4Cl中的少量NaHCO3
9．下列检验NH的方法正确的是(　　)
A．加水溶解，再用红色石蕊试纸检验其溶液
B．加入氢氧化钠溶液，加热试管，并用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口上方
C．加热试管，并用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口上方
D．加入氢氧化钠溶液，加热试管，再滴入酚酞溶液
10．水合肼(N2H4·H2O)为无色透明的油状发烟液体，是一种重要的精细化工原料，其制备的反应原理为NaClO＋2NH3===N2H4·H2O＋NaCl。下列关于实验室制备水合肼的操作不正确的是(　　)
　　　
甲　　　　乙　　　　丙　　　　丁
A．装置甲中试剂X可以选择生石灰 B．装置乙作为反应过程的安全瓶
C．装置丙制备水合肼时氨气从b口进入 D．装置丁可用于吸收多余的尾气
11．含氮物质种类繁多，例如N2、NH3、N2H4、HN3(酸性与醋酸相当)等。下列有关物质的说法中正确的是(　　)
A．N2H4中两个氮原子之间有一对共用电子对，故其6个原子可能共平面
B．N2性质不活泼，可作为焊接镁条的保护气
C．N2H4具有还原性，可用于将AgNO3还原为单质Ag
D．可向NaN3溶液中通CO2来制备HN3
考点三 硝酸
【核心知识梳理】
1．硝酸的分子结构：HNO3分子中氮原子为sp2杂化，HNO3是分子晶体。硝酸与水分子间也可形成氢键，硝酸能与水以任意比例混溶
2．硝酸的物理性质：硝酸为无色、有刺激性气味的液体，能跟水以任意比互溶，硝酸沸点较低，易挥发，在空气中遇水蒸气形成白雾(与浓盐酸相同)
3．硝酸的化学性质
(1)强酸性：溶于水完全电离HNO3===H+＋NO，具有酸的通性，能与碱、碱性氧化物、某些盐反应
CaCO3与HNO3反应：CaCO3＋2HNO3(稀)===Ca(NO3)2＋CO2↑＋H2O (若无稀盐酸可用稀硝酸代替室制CO2)
【易错提醒】
①稀硝酸使石蕊试液变红色，浓硝酸使紫色石蕊试液先变红后褪色(酸性和强氧化性)
②硝酸具有酸的一些通性，但硝酸与活泼金属反应时无氢气产生
(2)不稳定性：硝酸见光或受热易发生分解，HNO3越浓，越易分解，温度越高分解越快，光照越强分解越快
4HNO3(浓)2H2O＋4NO2↑＋O2↑
【易错提醒】
①实验室中浓硝酸显黄色的原因：浓硝酸分解生成的NO2又溶于硝酸所致。消除黄色的方法是向浓硝酸中通入空气或O2，发生反应为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3
②硝酸一般保存在棕色试剂瓶中，置于冷暗处，不能用橡胶塞
(3)强氧化性：HNO3中的＋5价氮元素具有很强的得电子能力。硝酸的浓度越大，反应温度越高，其氧化性越强还原产物一般为：HNO3(浓)NO2，HNO3(稀)NO；很稀的硝酸还原产物也可能为N2O、N2或NH4NO3
①与金属反应：硝酸与金属反应时，硝酸既表现氧化性又表现酸性
a．常温下，铁、铝遇冷的浓硝酸能发生钝化；加热时可以与Fe、Al发生反应
铁在加热时，与过量的浓硝酸反应：Fe＋6HNO3(浓)Fe(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O
b．稀硝酸与铁的反应：先生成Fe(NO3)3，若Fe过量，Fe(NO3)3再与Fe反应生成Fe(NO3)2
Fe(少量)＋4HNO3(稀===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O
3Fe(过量)＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
c．浓、稀硝酸与铜的反应
浓硝酸与铜反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
稀硝酸与铜反应：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
d．王水是浓硝酸和浓盐酸按体积比1∶3的混合物，能使一些不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解
②与非金属的反应：硝酸与非金属反应时，硝酸只表现出氧化性
a．木炭与浓硝酸反应：C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O
b．硫与浓硝酸反应：S＋6HNO 3(浓)H2SO4＋6NO2↑＋4H2O
c．红磷与浓硝酸反应：P＋5HNO3(浓)H3PO4＋5NO2↑＋H2O
d．白磷与浓硝酸反应：P4＋20HNO3(浓)4H3PO4＋20NO2↑＋4H2O
③硝酸与还原性化合物的反应：硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI(I－)、Fe2＋、FeO等还原性物质
a．稀硝酸与H2S反应的离子方程式：3H2S＋2HNO3(稀)===3S↓＋2NO↑＋4H2O
b．稀硝酸与SO2反应的离子方程式：3SO2＋2NO＋2H2O===3SO＋2NO↑＋4H＋
c．稀硝酸与Na2SO3反应的离子方程式：3SO＋2NO＋2H＋===3SO＋2NO↑＋H2O
d．稀硝酸与HI反应的离子方程式：6I－＋2NO＋8H＋===3I2＋2NO↑＋4H2O
e．稀硝酸与Fe2＋反应的离子方程式：3Fe2+＋NO＋4H＋===3Fe3+＋NO↑＋2H2O
f．稀硝酸与FeO反应的离子方程式：3FeO＋NO＋10H＋===3Fe3+＋NO↑＋5H2O
④NO无氧化性，而当NO3－在酸性溶液中时，则具有强氧化性
a．在Fe(NO3)2溶液中加入盐酸或硫酸，因引入了H＋而使Fe2＋被氧化为Fe3＋
b．过量的Cu与稀硝酸反应，待反应停止后，再加入稀盐酸或硫酸，此时铜片上有无色气体生成，这是因为：加入的稀盐酸或硫酸电离出的H＋与Cu(NO3)2中的NO结合具有强氧化性，能使Cu继续溶解
⑤能氧化并腐蚀某些有机物，如皮肤、衣服、纸张、橡胶等。因此在使用硝酸(尤其是浓硝酸)时要特别小心，万一不慎将浓硝酸弄到皮肤上，应立即用大量水冲洗，再用小苏打或肥皂液洗涤
(4)与有机物反应
①硝化反应(与反应)：
②显色反应：含有苯基的蛋白质遇到浓硝酸时变黄色
3．用途：硝酸是一种重要的化工原料，可用于制造炸药、染料、塑料、硝酸盐、氮肥等
4．硝酸的保存方法：硝酸易挥发，见光或受热易分解，具有强氧化性而腐蚀橡胶，因此，实验室保存硝酸时，应将硝酸保存在棕色、细口、磨口玻璃塞的玻璃试剂瓶中，并放置在黑暗且温度较低的地方
5．硝酸的制法
(1)硝酸的实验室制法
原理：NaNO3＋H2SO4(浓)NaHSO4＋HNO3↑ (利用浓H2SO4的高沸点，难挥发性制取挥发性的HNO3)
因HNO3不稳定，加热温度不宜过高；由于硝酸易腐蚀橡胶，因此该反应禁用橡胶塞，所用仪器为曲颈甑
(2)硝酸的工业制法
流程示意图
主要流程 将氨和空气的混合气(氧∶氮≈2∶1)通入灼热(760～840 ℃)的铂铑合金网，在合金网的催化作用下，氨被氧化成一氧化氮(NO)，生成的一氧化氮结合反应后残余的氧气继续被氧化为二氧化氮，随后将二氧化氮通入水中制取硝酸
各步反应的化学方程式 4NH3＋5O24NO＋6H2O，2NO＋O2===2NO2，3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
尾气吸收 NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+ H2O，2NO2 + 2NaOH===NaNO2 + NaNO3 + H2O
【精准训练3】
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性质对应不准确的一组是(　　)
A．硝酸能与FeO反应——酸性和氧化性 B．不能用稀硝酸与锌反应制氢气——强氧化性
C．要用棕色试剂瓶盛装浓硝酸——不稳定性 D．能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去——强氧化性
2．下列有关硝酸化学性质的叙述中，正确的是(　　)
A．浓、稀硝酸都能使蓝色石蕊试纸最终变为红色
B．硝酸能与FeO反应，只表现氧化性
C．硝酸可与Na2S反应制得H2S气体
D．浓硝酸因分解放出的NO2又溶解于硝酸而呈黄色
3．下列说法正确的是(　　)
A．加热浓HNO3，将产生的气体通入淀粉－KI溶液，溶液变蓝，则说明浓HNO3分解生成NO2
B．常温下铁与浓硝酸反应不能制备NO2
C．过量铁粉与稀硝酸反应，产生无色气体时发生反应的离子方程式为Fe＋NO＋4H＋===Fe3＋＋NO↑＋2H2O
D．将碳与浓HNO3共热产生的气体通入澄清石灰水中，无明显现象，说明没有CO2产生
4．在下列反应中，HNO3既表现出氧化性，又表现出酸性的是(　　)
A．H2S＋2HNO3(浓)===S↓＋2NO2↑＋2H2O
B．CuO＋2HNO3===Cu(NO3)2＋H2O
C．4HNO3(浓)4NO2↑＋O2↑＋2H2O
D．Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
5．下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论正确的是(　　)
① ② ③
A．由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定都是氮的氧化物
B．②中产生红棕色气体说明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
6．某学习小组利用下图装置(夹持仪器已略去)验证浓、稀硝酸氧化性的相对强弱。实验现象为：①中产生大量的红棕色气体，红棕色气体在②中转为无色，气体通过③后依然为无色，通过④后转为红棕色。已知：浓硝酸能将NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO。下列说法正确的是(　　)
A．实验之前不用通N2 B．①中也可加入稀硝酸
C．②和③中加入的都是水 D．⑤中只发生反应2NO2＋2OH－===NO＋NO＋H2O
7．将铜丝插入浓硝酸中进行如图所示的实验，下列说法正确的是(　　)
A．装置a中出现红棕色气体，只体现HNO3的酸性
B．一段时间后抽出铜丝，向装置b注入水，b中气体红棕色变浅
C．注入水后装置b中铜片表面产生气泡，说明Cu与硝酸生成H2
D．装置c用NaOH吸收尾气，说明NO和NO2均是酸性氧化物
8．某同学为探究Al和NO的反应情况，做如下实验，下列说法不正确的是(　　)
实验
现象 溶液无色，试管上方呈浅红棕色 产生大量气泡，能使湿润红色石蕊试纸变蓝 有白色沉淀生成，产生气泡，能使湿润红色石蕊试纸变蓝
A．实验Ⅰ的离子反应：Al＋NO＋4H＋===Al3＋＋NO↑＋2H2O
B．实验Ⅱ、Ⅲ说明NO 中N只有在碱性或中性时才被还原为最低价
C．实验Ⅲ中白色沉淀为Al(OH)3
D．实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ说明NO在酸、碱及中性溶液中都能被还原
9．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
考点四 氮及其化合物的相互转化
【核心知识梳理】
1．氮元素的价类二维图及转化关系
2．氮及其重要化合物之间的转化关系
(1)歧化——同一物质中某元素的化合价在同一反应中既升高又降低
如：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O
(2)归中——不同物质中同一元素的不同化合价在同一反应中只靠拢
如：6NO＋4NH35N2＋6H2O NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O
3．常见的符合ABCD的转化关系
钠元素 NaNa2ONa2O2NaOH
碳元素 CCOCO2H2CO3
硫元素 ①H2SSO2SO3H2SO4②SSO2SO3H2SO4
氮元素 ①N2NONO2HNO3②NH3NONO2HNO3
4．氮在自然界中的循环
【精准训练4】
1．部分含氮物质的分类与相应氮元素的化合价关系如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．a可经催化氧化生成b B．b为红棕色，可转化为c
C．密闭体系中，c存在2NO2N2O4 D．d的溶液与Cu反应可生成b或c
2．部分含氮物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是(　　)
A．a既可被氧化，也可被还原 B．c溶于水可得d和b
C．将铜丝插入d的浓溶液可产生b D．自然界可存在abcde的转化
3．下图是某元素常见物质的“价－类”二维图，其中d为红棕色气体，f和g均为正盐且焰色试验的火焰为黄色。下列说法不正确的是(　　)
A．e的浓溶液可以用铝槽车运输
B．气体a、c均可用浓硫酸干燥
C．常温下，将充满d的密闭烧瓶置于冰水中，烧瓶内红棕色变浅
D．d可与NaOH溶液反应生成f和g
4．“价－类”二维图是学习元素化合物的工具，a～g分别表示氮元素的不同价态所对应的物质，其关系如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．可用a生成g的反应检验a B．过量的f的水溶液可与硫酸铜溶液生成蓝色沉淀
C．通过a与c反应可以消除氮氧化物污染 D．a、b、c、e之间的相互转化不都属于氮的固定
5．下列化学反应表示正确的是(　　)
A．用水吸收二氧化氮制硝酸：2NO2＋H2O===HNO3＋NO
B．用烧碱溶液吸收硝酸工业尾气：NO＋NO2＋2OH－===2NO＋H2O
C．雷雨天气空气中的氮气和氧气反应：N2＋2O22NO2
D．铜粉和稀硝酸反应：4H＋＋2NO＋Cu===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O
6．已知X、Y、Z、E、F五种常见物质含有同一元素M，在一定条件下它们有如下转化，Z是NO，下列推断不合理的是(　　)
A．X可能是一种氢化物 B．Y生成Z一定是化合反应
C．E可能是一种有色气体 D．F中M元素的化合价可能为＋5
【高考真题演练】
1．(2024·湖南卷)某学生按图示方法进行实验，观察到以下实验现象，下列说法正确的是( )
①铜丝表面缓慢放出气泡，锥形瓶内气体呈红棕色
②铜丝表面气泡释放速度逐渐加快，气体颜色逐渐变深
③一段时间后气体颜色逐渐变浅，至几乎无色
④锥形瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升，最终铜丝与液面脱离接触，反应停止
A．开始阶段铜丝表面气泡释放速度缓慢，原因是铜丝在稀HNO3中表面钝化
B．锥形瓶内出现了红棕色气体，表明铜和稀HNO3反应生成了NO2
C．红棕色逐渐变浅的主要原因是3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
D．铜丝与液面脱离接触，反应停止，原因是硝酸消耗完全
2．(2024·广东卷)按下图装置进行实验。搅拌一段时间后，滴加浓盐酸。不同反应阶段的预期现象及其相应推理均合理的是( )
A．烧瓶壁会变冷，说明存在ΔH＜0的反应 B．试纸会变蓝，说明有NH3生成，产氨过程熵增
C．滴加浓盐酸后，有白烟产生，说明有NH4Cl升华 D．实验过程中，气球会一直变大，说明体系压强增大
3．(2024·北京卷)氘代氨(ND3)可用于反应机理研究。下列两种方法均可得到ND3：①Mg3N2与D2O的水解反应；②NH3与D2O反应。下列说法不正确的是( )
A．NH3和ND3可用质谱法区分 B．NH3和ND3均为极性分子
C．方法①的化学方程式是Mg3N2＋6D2O===3Mg(OD)2＋2ND3↑ D．方法②得到的产品纯度比方法①的高
4．(2023·广东卷)1827年，英国科学家法拉第进行了NH3喷泉实验。在此启发下，兴趣小组利用以下装置，进行如下实验。其中，难以达到预期目的的是(　　)
A．图1：喷泉实验 B．图2：干燥NH3 C．图3：收集NH3 D．图4：制备NH3
5．(2023·山东卷)实验室中使用盐酸、硫酸和硝酸时，对应关系错误的是(　　)
A．稀盐酸：配制AlCl3溶液 B．稀硫酸：蔗糖和淀粉的水解
C．稀硝酸：清洗附有银镜的试管 D．浓硫酸和浓硝酸的混合溶液：苯的磺化
6．(2023·江苏卷)氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是(　　)
A．实验室探究稀硝酸与铜反应的气态产物：HNO3(稀)NONO2
B．工业制硝酸过程中的物质转化：N2NOHNO3
C．汽车尾气催化转化器中发生的主要反应：2NO＋2CON2＋2CO2
D．实验室制备少量NH3的原理：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O
【课时精练】
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
2．在下列变化：①工业固氮，②大气固氮，③碳铵分解，按氮元素被氧化、被还原、既不被氧化又不被还原的顺序排列，正确的是(　　)
A．②①③ B．③②① C．①②③ D．③①②
3．下列有关氮的氧化物的说法正确的是(　　)
A．因NO2与水反应可生成HNO3，故NO2是HNO3的酸酐
B．NO2为红棕色气体，因此将NO2通入水中，溶液显红棕色
C．NO、NO2都有毒，且NO是汽车尾气的有害成分之一
D．NO2与溴蒸气可用NaOH溶液鉴别，溶于NaOH溶液得到无色溶液的是NO2，得到橙色溶液的为溴蒸气
4．下图为N2分子在催化剂的作用下发生的一系列转化示意图，下列叙述错误的是(　　)
A．反应①属于氮的固定；反应②可用于工业上合成HNO3
B．在催化剂a、b的作用下，化学反应速率和平衡转化率均提高了
C．N2与H2反应生成NH3的原子利用率为100%
D．在反应①和反应②中，均有极性共价键形成，并且反应①中的氮原子发生了还原反应，而反应②中的氮原子发生了氧化反应
5．下列关于NO2的制取、净化、收集及尾气处理的装置和原理不能达到实验目的的是(　　)
A B C D
制取NO2 净化NO2 收集NO2 尾气处理
6．如图为酸雨形成的示意图。下列说法正确的是(　　)
A．空气中的CO2溶于水也会形成酸雨 B．NO易溶于水，并在雨水中转化为HNO3
C．含H2SO3的雨水在空气中放置其pH可能会降低 D．硝酸型酸雨会腐蚀石灰岩建筑，而硫酸型酸雨不能
7．木炭与浓HNO3共热，产生的气体X等分为①和②两份，将两份气体分别按图示实验，则澄清石灰水的变化可能是(　　)
A．①不变浑浊，②变为乳白色浑浊 B．①②都不变浑浊
C．①变为乳白色浑浊，②不变浑浊 D．①②均变为乳白色浑浊
8．某学习小组设计实验制备Ca(NO2)2，实验装置如图所示(夹持装置已略去)。已知：2NO＋CaO2===Ca(NO2)2；2NO2＋CaO2===Ca(NO3)2。下列说法不正确的是(　　)
A．装置E中酸性K2Cr2O7溶液的作用是吸收多余的、未反应的氮氧化物
B．装置B、D中的试剂可分别为水和浓硫酸
C．将铜片换成木炭也可以制备纯净的亚硝酸钙
D．借助装置A及氢氧化钠溶液和稀硫酸可以分离CO2和CO
9．下列关于自然界中氮循环(如图)的说法错误的是(　　)
A．①和②均属于氮的固定 B．氢、氧元素也参与了自然界中的氮循环
C．④中每生成1 mol NO，消耗2 mol O2 D．③和⑤过程中氮元素分别被还原和氧化
10．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。下列说法不正确的是(　　)
已知：在溶液中FeSO4＋NO[Fe(NO)]SO4(棕色)，该反应可用于检验NO
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
11．“封管实验”具有简易、方便、节约、绿色等优点，关于如图所示三个“封管实验”(夹持装置未画出)的说法正确的是(　　)
A．加热时，①中试管上部汇集了固体
B．加热时，②中溶液变红，冷却后又变为无色
C．加热时，③中溶液红色褪去，冷却后溶液变红
D．三个“封管实验”中所发生的化学反应都是可逆反应
12．如图所示是NH3的两个性质实验，下列有关说法不正确的是(　　)
A．实验一证明了NH3极易溶于水，氨气是碱性气体 B．实验二证明了浓氨水和浓盐酸均易挥发
C．两个实验均表现了NH3是碱性气体 D．两个实验均表现了NH3是还原性气体
13．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。下列说法错误的是(　　)
A．甲装置中的固体可以是NaOH或CaO
B．乙装置中的干燥剂可以是碱石灰
C．丙中发生的反应是4NH3＋5O24NO＋6H2O
D．若戊中观察到紫色石蕊溶液变红，则说明已制得HNO3
14．一定温度下，探究铜与稀HNO3反应过程如下，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．步骤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
15．氨氮是水污染因素中重要的污染物，主要来自城镇生活污水、各种工业废水以及化学肥料和农家肥料等。水体中过量氨氮(以NH3表示)或总氮(溶液中所有可溶性的含氮化合物中氮元素总量)含量过高不仅使水环境质量恶化，引起水体富营养化，还对人类以及动植物有严重危害。用次氯酸钠除去氨氮(以NH3表示)的一种原理如图所示，下列说法错误的是(　　)
A．NaClO除去氨氮的总反应化学方程式为2NH3＋3NaClO===N2＋3NaCl＋3H2O
B．整个过程中发生的反应都是氧化还原反应
C．在较高温度下，氨氮去除率会降低
D．NaClO投入过多，总氮去除率可能会下降
16．水合肼又称水合联氨，广泛用作还原剂、抗氧化剂、发泡剂等。其制备原理为NaClO＋2NH3===N2H4·H2O＋NaCl。用如图装置制取水合肼的有关分析正确的是(　　)
A．装置的连接顺序是fabdce B．e所在装置的漏斗可以没入水面以下
C．f所在装置可以快速制备氨气 D．操作过程中要快速滴加NaClO溶液
17．某同学做“FeSO4被HNO3氧化”的实验，发现溶液变为深棕色。猜想可能是生成的NO2或NO与Fe2＋或Fe3＋反应，使溶液变为深棕色，设计下列装置探究。下列说法错误的是(　　)
A．先检查装置气密性，加入药品后，关闭c，打开a和b，再通入一段时间N2
B．关闭a、c，打开b及分液漏斗活塞，反应后丙中溶液变为深棕色，丁中溶液无明显变化，证明NO与
Fe2＋反应
C．甲中反应一段时间后，更新丙、丁中试剂，关闭a和b，打开c，反应后丙中溶液变为深棕色，丁中溶液无明显变化，证明NO2也可与Fe2＋反应
D．该实验的缺陷是缺少尾气处理装置
18．某课外活动小组拟在加热条件下用锶与氮气反应制取氮化锶(Sr3N2)，用到的装置如图所示，下列说法中错误的是(　　)
A B C D
A．装置A中发生的反应的离子方程式为NH＋NON2↑＋2H2O
B．装置的连接顺序为abcfgd，碱石灰的作用是防止水蒸气进入装置D中
C．反应开始时，应先点燃A处的酒精灯，一段时间后再点燃D处的酒精灯
D．该实验装置存在的缺陷是没有尾气处理装置
19．某学习小组设计了如图的实验装置(夹持装置已省略)模拟常压下工业合成氨，并检验氨的生成。Y形管左侧支管中盛有NH4Cl与NaNO2的混合溶液，加热后生成N2及少量NH3。下列有关描述不正确的是(　　)
A．实验时，点燃a处酒精灯一段时间后，再点燃c处酒精喷灯
B．b处装置可用盛有碱石灰的U形管代替
C．硬质玻璃管中的石棉可增大混合气体与铁粉的接触面积
D．若d处锥形瓶中溶液变红，则说明硬质玻璃管中有NH3生成
20．检验试管中盛有少量白色固体是铵盐的方法是(　　)
A．加氢氧化钠溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸在试管口检验，看试纸是否变蓝
B．将固体加热，产生的气体通入紫色石蕊试液，看是否变红
C．加水溶解，用pH试纸测溶液的酸碱性
D．加入氢氧化钠溶液，加热，再滴入酚酞溶液
21．亚硝酸钙[Ca(NO2)2]是水泥混凝土外加剂的主要原料，可配制成混凝土防冻剂、钢筋阻锈剂等。利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO2)反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca(NO2)2，其部分工艺流程如图：
(1)等物质的量的NO与NO2被Ca(OH)2吸收，反应的化学方程式为______________________
(2)吸收时，采用气—液逆流接触吸收(尾气从塔底进入，石灰乳从塔顶喷淋)，其目的是_______________________
(3)该工艺需控制NO和NO2的物质的量之比接近1∶1，若n(NO)∶n(NO2)＜1∶1，则会导致__________；若n(NO)∶n(NO2)＞1∶1，则会导致____________________________________
(4)生产中需保持弱碱性，在酸性溶液中Ca(NO2)2会发生分解，产物之一是NO，其反应的离子方程式为_____________________________________________________________________
22．某小组同学欲探究NH3的催化氧化反应，按下图装置进行实验(夹持装置已略去)
已知A、B装置可选药品：浓氨水、H2O2、蒸馏水、生石灰、MnO2
(1)仪器a的名称为________；仪器b的名称为___________
(2)装置A烧瓶中固体的作用为________(填字母，下同)
A．催化剂 B．氧化剂 C．还原剂 D．反应物
(3)仪器b中盛放的试剂可以是__________
A．浓硫酸 B．碱石灰 C．五氧化二磷 D．硫酸铜
(4)装置E中发生反应的化学方程式为______________________________________________________
(5)甲、乙两同学分别按上述装置进行实验，一段时间后：
①甲同学观察到装置F中只有白烟生成，白烟的成分是______(写化学式)
②乙同学观察到装置F中有红棕色气体，装置G中溶液变成蓝色。用离子方程式解释装置G中溶液变成蓝色的原因：_________________________________________________________
(6)为帮助甲同学实现在装置F中也观察到红棕色气体，可在原实验的基础上进行改进。你的改进措施是________________________________________________________________
23．氨氮已成为环境的主要污染物并引起了社会各界的关注，氨氮在水体中以NH3和NH两种形式存在，开发经济、高效的除氮技术成为水污染治理的重点和热点。回答下列问题：
(1)生物脱氮法
通常包括生物硝化和生物反硝化两个阶段，反应流程如下：
①写出“反应1”的离子方程式：______________________________
②反硝化阶段，在缺氧条件下，反硝化菌与有机碳源(醇、有机酸等)使NO转化为N2，从而消除污染，则有
机碳源的作用是______________
(2)汽提法
当废水中pH较高时(氨氮以NH3形式存在)，利用水蒸气将其从水中吹出，消除污染。该操作一般在吹脱塔中进行，废水从吹脱塔的塔顶往下流，水蒸气从下面鼓入。用水蒸气吹出NH3的原理是_______________________；吹脱塔中进料方式的优点为________________________________________________________
(3)光催化降解法(最先进的方法)
该方法是指利用TiO2作催化剂，在其获得能量后，释放出光电子(e－)和形成空穴(h＋)，空穴(h＋)与H2O产生活性很强的羟基自由基(·OH)，将NH转化为NO，光电子(e－)再将NO转化为N2。反应机理用方程式简单表示如下：
Ⅰ．TiO2＋hν―→e－＋h＋
Ⅱ．h＋＋H2O===·OH＋________
Ⅲ．NH＋·OH
Ⅳ．NO＋e－
①反应机理“Ⅱ”空格中物质的化学式为________
②反应机理“Ⅲ、Ⅳ”中的离子方程式分别为______________________________、________________________
24．某学习小组为探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，按如图所示装置进行实验(夹持仪器已略去)。实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO，由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸
可选药品：浓硝酸、3 mol·L－1稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳
已知：氢氧化钠溶液不与NO反应，能与NO2反应：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O
请回答下列问题：
(1)实验应避免有害气体排放到空气中。装置③、④、⑥中盛放的药品依次是_______________
(2)实验的具体操作：先检查装置的气密性，再加入药品，然后_________________________，最后滴加浓硝酸。
(3)装置①中发生反应的化学方程式是_______________________________________________
(4)装置②的作用是______________________________________________________________，发生反应的化学方程式是_____________________________________________________________________
(5)该小组得出的结论所依据的实验现象是_________________________________________________________
(6)实验结束后，同学们发现装置①中溶液呈绿色，而不显蓝色。甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致，而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。同学们分别设计了以下4个实验方案来判断两种看法是否正确。这些方案中可行的是________(填字母)
a．加热该绿色溶液，观察颜色变化
b．加水稀释该绿色溶液，观察颜色变化
c．向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化
d．向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体，观察颜色变化
25．联氨(又称肼，N2H4，无色液体)是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭燃料。回答下列问题：
(1)联氨分子的电子式为_________，其中氮的化合价为_________
(2)实验室中可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨，反应的化学方程式为___________________________
(3)联氨为二元弱碱，在水中的电离方式与氨相似。联氨第一步电离反应的平衡常数值为_________
(已知：N2H4＋H＋N2H的K＝8.7×107；Kw＝1.0×10－14)。联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为________
(4)联氨是一种常用的还原剂。向装有少量AgBr的试管中加入联氨溶液，观察到的现象是__________________。联氨可用于处理高压锅炉水中的氧，防止锅炉被腐蚀。理论上1 kg的联氨可除去水中溶解的O2_____kg；与使用Na2SO3处理水中溶解的O2相比，联氨的优点是_____________________________________________
【氮及其重要化合物】答案
【精准训练1】
1．D。解析：由氨制成碳酸氢铵或硫酸铵是将化合态的氮转化为化合态的氮，不属于氮的固定，故A错误；NO2与H2O反应生成HNO3是将化合态的氮转化为化合态的氮，不属于氮的固定，故B错误；NO和O2反应生成NO2是将化合态的氮转化为化合态的氮，不属于氮的固定，故C错误；N2和H2在一定条件下合成氨，将游离态的氮转化为化合态的氮，属于氮的固定，故D正确。
2．D。解析：点燃的镁条在氮气中反应，生成氮化镁，D错误。
3．D。解析：NO与水不反应，A错误；根据原子守恒，可按NO2计算，含有的氧原子数目为0.2NA，不受平衡影响，B错误；NO2也能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，C错误；二氧化氮与水反应生成NO，用水洗涤后再干燥可除杂，D正确。
4．C。解析：该反应是气体分子数减小的反应，反应的ΔS＜0，A正确；尾气与石灰乳采用气液逆流接触吸收可以增大反应物的接触面积，有利于尾气中NOx被充分吸收，B正确；石灰乳与一氧化氮和二氧化氮反应的化学方程式为NO2＋NO＋Ca(OH)2===Ca(NO2)2＋H2O，若尾气中n(NO2)∶n(NO)＜1∶1，反应中一氧化氮过量，会导致排放气体中一氧化氮含量升高，C错误；Ca(NO2)2在酸性溶液中会发生歧化反应生成硝酸钙、一氧化氮和水，反应的离子方程式为3NO＋2H＋===NO＋2NO↑＋H2O，D正确。
5．D。解析：因为Mg在加热时也可与空气中的氧气、二氧化碳发生反应，所以实验时应先点燃A处的酒精灯，让生成的氮气排尽装置中的空气，再点燃D处的酒精喷灯，D错误。
【精准训练2】
1．A
2．C。解析：A项，该反应属于固体间的加热反应，不能书写相应的离子方程式；B项，加热条件下NH3·H2O分解为NH3和H2O，离子方程式应为NH＋OH－NH3↑＋H2O；D项，向氨水中滴加FeCl3溶液应生成Fe(OH)3沉淀，离子方程式为Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH。
3．A。解析：解析　NO与NaOH溶液不反应，所以烧瓶中的气体压强不会有明显变化，不能形成喷泉，故A符合题意；HCl气体能够和AgNO3溶液反应，挤压装置②的胶头滴管使AgNO3溶液全部进入烧瓶，使烧瓶中气体压强减少，能形成喷泉，故B不符合题意；用鼓气装置从装置③的a处不断鼓入空气，导致锥形瓶中压强增大，促使水进入烧瓶中，氨气极易溶于水，烧瓶中的气体压强减小，能形成喷泉，故C不符合题意；浓硫酸溶于水时放热，使得浓氨水受热分解产生氨气，使锥形瓶中压强增大，促进浓氨水进入烧瓶，浓氨水和氯化氢气体反应，烧瓶中的气体压强减小，能形成喷泉，故D不符合题意。
4．B。解析：实验室采用氯化铵与熟石灰混合固体加热制取氨气，故A能达到实验目的；氯化钙能与氨气发生反应，不能干燥氨气，故B不能达到实验目的；氨气的密度比空气小，应采用向下排空气法收集，故C能达到实验目的；氨气具有一定还原性，能与氧化铜发生氧化还原反应，通过观察试管中CuO颜色变化，可判断反应的发生，从而证明氨气的还原性，故D能达到实验目的。
5．A。解析： 铁锈能与酸性溶液反应，A正确；氨气易液化，且汽化时吸收大量的热，故常用作制冷剂，B错误；N2能与H2反应得到氨气，且N2来源丰富，故可用于合成氨，C错误；硝酸铵中的含有植物需要的营养元素N，故可用作化肥，D错误。
6．A。解析：合成氨反应为放热反应，温度降低，平衡正向移动，原料的转化率升高，所以400～500 ℃不利于提高原料的转化率，故A错误；气体2为NO2气体，NO2气体和溴蒸气都能使淀粉－KI试纸变蓝，故B正确；气体1为NO，气体2为NO2，1 L NO、NO2的混合气与1 L NH3在一定条件下转化为对环境无害的物质，反应的化学方程式为2NH3＋NO＋NO22N2＋3H2O，NO、NO2的体积比等于化学计量数之比，为1∶1，故D正确。
7．B。解析：整套装置是密闭体系，若装置气密性良好，轻轻挤压任一乳胶头，则蒸馏水中有气泡冒出，故A正确；pH试纸遇酸变红，遇碱变蓝，氯化铵受热分解生成氨气和HCl，左边氯化钙会吸收氨气，右边NaOH会吸收HCl，因此同时点燃两个酒精灯后，左端pH试纸变红，右端pH试纸变蓝，故B错误；竖直支管上方同时有氨气和HCl，两者相遇变为氯化铵，因此实验过程中竖直支管上方会出现白烟，故C正确；停止加热后，不断交替挤压两边乳胶头，增大压强，将残余的气体全部赶入蒸馏水中被吸收，减少污染，故D正确。
8．A。解析：NH3·H2O是弱电解质，NaOH是强电解质，前者部分电离，后者完全电离，故通过室温下测定等浓度的氨水和NaOH溶液的pH，可比较NH3·H2O和NaOH的碱性强弱，A正确；NH3极易溶于水，稀溶液中不加热，NH3不能逸出，无法确定是否含NH，B错误；NH3不易燃烧，产生的NO是大气污染物，不能作清洁能源，C错误；NH4Cl受热也会分解，故不可采用加热法除杂，D错误。
9．B。解析：铵盐溶液多数水解呈酸性，用红色石蕊试纸不能检验，A错误；加入氢氧化钠溶液加热，生成氨气，用湿润的红色石蕊试纸在试管口检验，可观察试纸是否变蓝色，可检验，B正确；直接加热，不一定能检验氨气，如加热氯化铵，分解产生的氨气和氯化氢在温度稍低时又能生成氯化铵，不能检验，C错误；加入碱，无论是否有铵盐，滴加酚酞都变红色，不能检验，D错误。
10．C。解析： 装置甲用于制备氨气，试剂X可以是生石灰，利用CaO与水反应放热使氨气从溶液中逸出，A正确；氨气极易溶于水，为防止倒吸，用装置乙作为安全瓶置于甲、丙之间，B正确；为有利于氨气与NaClO溶液反应，制备水合肼时氨气应从装置丙a口进入，C错误；氨气会污染环境，实验时用装置丁进行尾气处理并防倒吸，D正确。
11．C。解析：N2H4中氮原子是sp3杂化，呈三角锥形，六个原子不可能共平面，A错误；N2和镁条在点燃时会发生反应3Mg＋2N2Mg3N2，不能作保护气，B错误；N2H4具有还原性，可以和AgNO3反应生成单质Ag,4AgNO3＋N2H4===4Ag＋N2↑＋4HNO3，C正确；已知HN3酸性与醋酸相当，其酸性大于碳酸，无法制备，D错误。
【精准训练3】
1．D。解析：D项中“滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去”，其褪色的原因可能是硝酸的强氧化性把酚酞氧化而褪色，但也有可能是硝酸与氢氧化钠发生中和反应，究竟是哪个原因，还需要实验验证，D项不准确。
2．D。解析：硝酸是一种具有强氧化性的强酸，并且浓度越大，氧化性越强。浓硝酸可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色，故A错误；硝酸是一种强氧化性酸，可氧化许多还原性物质，因此硝酸与Na2S反应不能生成H2S，与FeO反应时表现氧化性和酸性，故B、C错误。
3．B。解析：A项，浓HNO3具有挥发性，挥发出的HNO3也能与KI溶液反应生成遇淀粉变蓝的碘，错误；B项，常温下，铁遇浓硝酸发生钝化，不能制备NO2，正确；C项，铁粉过量，溶液中生成Fe2＋，错误；D项，浓HNO3与碳共热，产生的气体中有CO2、NO2及挥发的HNO3，NO2溶于水产生HNO3，则不会出现CaCO3沉淀，错误。
4．D。解析：HNO3中N的化合价降低，HNO3只表现出氧化性，A项不符合题意；HNO3中N的化合价不变，生成硝酸盐，HNO3只表现出酸性，B项不符合题意；HNO3中N的化合价降低，部分O的化合价升高，HNO3表现出氧化性和还原性，C项不符合题意；HNO3中部分N的化合价降低，部分N的化合价不变，生成硝酸盐，则HNO3既表现出氧化性，又表现出酸性，D项符合题意。
5．C。解析：浓硝酸不稳定受热分解生成二氧化氮、氧气和水，故A错误；C与浓硝酸反应生成二氧化氮，浓硝酸受热分解也生成二氧化氮，所以通过红棕色气体产生并不能说明是木炭与浓硝酸发生了反应，故B错误；由浓硝酸得到二氧化氮，氮元素化合价降低，发生还原反应，故C正确；木炭加热至红热，可与空气中的氧气反应生成二氧化碳，并不一定是木炭与浓硝酸发生了反应，所以气体产物中检测出CO2，不能说明木炭一定与浓硝酸发生了反应，故D错误。
6．D。解析：若实验之前不通入N2，则无法判断生成的红棕色气体NO2是NO被空气中的O2氧化的还是浓硝酸还原得到的，会干扰实验，选项A错误；若①中加入稀硝酸，则会与铜生成NO为无色气体，与实验现象不符，选项B错误；装置②中为水，目的在于将反应生成的NO2溶于水，生成NO：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO；装置③中为稀硝酸，验证NO是否能被其氧化，选项C错误；装置⑤为尾气处理装置，其中的溶液是氢氧化钠溶液，经过装置④气体全部转化为NO2，因此装置⑤发生的反应为2NO2＋2OH－===NO＋NO＋H2O，选项D正确。
7．B。解析：铜与浓硝酸反应生成红棕色二氧化氮气体和硝酸铜，体现了硝酸的强氧化性和酸性，A错误；一段时间后抽出铜丝，向装置b注入水，b中气体红棕色变浅，二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮，B正确；注入水后装置b中铜片表面产生气泡，Cu与稀硝酸反应生成NO气体，C错误；酸性氧化物是指和水反应只能生成对应价态的酸或和碱反应只能生成一种盐和水的氧化物，NO和NO2均不是酸性氧化物，D错误。
8．B。解析：实验Ⅰ反应后溶液无色，试管上方呈浅红棕色，说明Al与稀硝酸反应生成了NO气体，NO遇O2反应生成红棕色NO2气体，A项正确；实验Ⅱ为碱性条件，实验Ⅲ为中性条件，由实验现象知，两实验均生成了能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，则该气体为NH3，实验Ⅱ、Ⅲ说明在碱性或中性时NO中N被还原为最低价，但不能说明只有在碱性或中性时才被还原为最低价，B项错误；由实验Ⅲ的现象可知，实验Ⅲ发生的反应为8Al＋3NO＋18H2O===3NH3↑＋8Al（OH）3＋3OH－，白色沉淀为Al(OH)3，C项正确；实验Ⅰ，NO在酸性条件下被还原为NO，实验Ⅱ，NO在碱性条件下被还原为NH3，实验Ⅲ，NO在中性条件下被还原为NH3，实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ说明NO在酸、碱及中性溶液中都能被还原，D项正确。
9．C
【精准训练4】
1．B。解析：由题中信息知，a为NH3，b为NO，NH3可经催化氧化生成NO，A说法正确；b为NO，为无色气体，与氧气反应可转化为c(NO2)，B说法错误；c存在2NO2N2O4，C说法正确；d为硝酸，Cu与稀硝酸反应生成NO，与浓硝酸反应生成NO2，D说法正确。
2．C。解析： a为N2，b为NO，c为NO2，d为HNO3，e为硝酸盐。将铜丝插入浓硝酸可产生NO2，C错误。
3．B。解析：由题干信息可知，d为红棕色气体氧化物，则d为NO2，说明题给图示为N元素的“价—类”二维图，则a为NH3、b为N2、c为NO、e为HNO3；f和g均为正盐且焰色试验的火焰为黄色，说明g、f含有Na＋，则f为NaNO3、g为NaNO2。e的浓溶液即为浓硝酸，由于常温下铝在浓硝酸中发生钝化，故可以用铝槽车运输浓硝酸，A正确；NH3不能用浓硫酸干燥，NO可用浓硫酸干燥，B错误；d为NO2，常温下，存在反应2NO2(g)??N2O4(g)　ΔH<0，将充满NO2的密闭烧瓶置于冰水中，平衡正向移动，故烧瓶内红棕色变浅，C正确；d为NO2，NO2可与NaOH溶液发生反应2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O，即NO2可与NaOH溶液反应生成NaNO3和NaNO2，D正确。
4．B。解析：根据物质类别和化合价可知，a为NH3、b为N2、c为NO、d为NO2或N2O4、e为HNO3、f为NH3·H2O、g为铵盐。NH3可与氯化氢反应生成白烟(氯化铵)，故可用氨气和盐酸反应检验氨气，A正确；Cu(OH)2能够溶于NH3·H2O，B错误；氨气和一氧化氮反应可以生成无污染的氮气和水，故可以消除氮氧化物污染，C正确；N2生成氮化合物的反应属于氮的固定，氮的化合物转化为氮的化合物的反应不属于氮的固定，D正确。
5．B。解析：水吸收二氧化氮制硝酸同时生成NO：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，A错误；雷雨天气空气中的氮气和氧气反应生成NO：N2＋O22NO，C错误；铜粉和稀硝酸反应：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，D错误。
6．B。解析：如果X是水，分解可生成O2，O2与N2反应生成NO，X可能是一种氢化物，故A正确；Z为NO，如果Y是O2，那么NH3与O2在催化剂的条件下可以生成NO，所以Y生成Z不一定是化合反应，故B错误；Z是NO，NO与O2反应产生红棕色的NO2气体，所以E可能是红棕色NO2，故C正确；F可以是HNO3，M元素的化合价可能为＋5，故D正确。
【高考真题演练】
1．C。解析：A．金属铜与稀硝酸不会产生钝化。开始反应速率较慢，可能的原因是铜表面有氧化铜，故A项说法错误；B．由于装置内有空气，铜和稀HNO3反应生成的NO迅速被氧气氧化为红棕色的NO2，产生的NO2浓度逐渐增加，气体颜色逐渐变深，故B项说法错误；C．装置内氧气逐渐被消耗，生成的NO2量逐渐达到最大值，同时装置内的NO2能与溶液中的H2O反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，气体颜色变浅，故C项说法正确；
D．由于该装置为密闭体系，生成的NO无法排出，逐渐将锥形瓶内液体压入长颈漏斗，铜丝与液面脱离接触，反应停止，故D项说法错误；答案选C。
2．B。解析：A．NH4Cl和Ba(OH)2·8H2O的反应是吸热反应，所以烧瓶壁变冷，吸热反应ΔH＞0，故A错误；
B．试纸会变蓝，说明有NH3生成，反应物都是固体，生成物中有气体，故产氨过程熵增，B正确；C．滴加浓盐酸后，有白烟产生，说明体系中有氨气，是NH4Cl和Ba(OH)2·8H2O反应产生的，不是NH4Cl的升华，C错误；
D．实验过程中，气球会一直变大，是因为反应产生了气体，但是膨胀以后压强就和外界压强一样了，D错误；故选B。
3．D。解析：A项，NH3和ND3的相对分子质量不同，可以用质谱法区分，A正确；B项，NH3和ND3的H原子不同，但空间构型均为三角锥形，是极性分子，B正确；C项，Mg3N2与D2O发生水解生成Mg(OD)2和ND3，反应方法①的化学方程式书写正确，C正确；D项，方法②是通过D2O中D原子代替NH3中H原子的方式得到ND3，代换的个数不同，产物会不同，纯度低，D错误；故选D。
4．B。解析：P2O5为酸性氧化物，NH3具有碱性，两者可以发生反应，故不可以用P2O5干燥NH3，故B难以达到预期目的。
5．D。解析：实验室配制AlCl3溶液时向其中加入少量的稀盐酸以抑制Al3＋水解，A不符合题意；蔗糖和淀粉水解时常采用稀硫酸作催化剂，B不符合题意；清洗附有银镜的试管用稀硝酸，反应原理为3Ag＋4HNO3(稀)===3AgNO3＋NO↑＋2H2O，C不符合题意；苯的磺化是苯和浓硫酸共热生成苯磺酸的反应，故不需要用到浓硫酸和浓硝酸的混合溶液，D符合题意。
6．B。解析： NO与H2O不反应，B错误。
【课时精练】
1．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，氨可用来制硝酸和化肥，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．A。解析：①工业固氮是游离态氮转化为化合态的氨气，N元素的化合价降低，氮元素被还原；②大气固氮是游离态氮转化为化合态的氮的氧化物，氮元素被氧化；③碳铵分解生成氨气、水、二氧化碳，氮元素化合价没有发生变化，既不被氧化又不被还原。
3．C
4．B
5．B。解析： NO2能与水反应，有副产物NO生成，故不能用水净化，B错误。
6．C。解析：酸雨是pH小于5.6的雨水，二氧化碳溶于水所得溶液pH为5.6，所以空气中的二氧化碳溶于水不能形成酸雨，故A错误；一氧化氮不溶于水，故B错误；亚硫酸溶液易被空气中氧气氧化为强酸硫酸，溶液中氢离子浓度增大，溶液pH减小，所以含亚硫酸的雨水在空气中放置其pH可能会降低，故C正确；硝酸型酸雨和硫酸型酸雨都会腐蚀石灰岩建筑，故D错误。
7．C。解析：木炭和浓硝酸共热生成CO2、NO2和H2O，CO2能使澄清石灰水变浑浊，NO2和H2O反应的化学方程式为3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，生成的硝酸能溶解碳酸钙，实验①中水和二氧化氮反应生成硝酸，然后CO2通入澄清石灰水后，与澄清石灰水反应生成难溶性的碳酸钙而导致变成乳白色浑浊；实验②中二氧化氮和水反应生成的硝酸阻止CO2和Ca(OH)2发生反应，所以②不变浑浊。
8．C。解析：由于硝酸具有挥发性，所以在A中生成的NO气体中会含有少量HNO3蒸气，可用装置B中的水除去，为防止CaO2与水反应，用装置C中的浓硫酸对NO气体进行干燥，故B正确；将铜片换成木炭，由于木炭与稀硝酸不能反应，所以得不到要制备的产物，故C错误；装置A中盛氢氧化钠溶液，通入CO2和CO的混合气体，CO2被NaOH吸收后生成Na2CO3，在出气管口即可收集到CO，然后将分液漏斗中的稀硫酸滴入A中，与生成的Na2CO3反应再释放出CO2，达到分离的目的，故D正确。
9．D。解析：氮的固定指将N2转化为氮的化合物，反应①将N2转化为NO，属于氮的固定，反应②属于自然固氮，A正确；由图示知，氮循环过程中涉及氢、氧元素，B正确；反应④是O2将NH3氧化为NO，氮元素化合价由－3升高到＋5，失去8个电子，即1 mol NH3生成NO失去电子8 mol，根据转移电子关系O2～4e－知，得8 mol电子需要2 mol O2，C正确；③过程中NO被氧化为NO，氮元素被氧化，⑤过程中NO被还原为N2，氮元素被还原，D错误。
10．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中与铜粉发生反应，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
11．A。解析：加热氯化铵分解，在①中试管上部HCl与氨气化合生成氯化铵，A正确；氨气的水溶液显碱性，加热时氨气逸出，酚酞溶液褪色，冷却时氨气溶于酚酞溶液，溶液显红色，B错误；二氧化硫可使品红褪色，化合生成无色物质，加热可分解，则加热时，③中溶液变红，冷却后红色褪去，C错误；可逆反应应在同一条件下进行，题中实验分别在加热条件下和冷却后进行，不是可逆反应，D错误。
12．D。解析： 喷泉实验证明氨气极易溶于水，溶于水形成一水合氨为弱碱性溶液，使酚酞溶液变红色，证明氨气是碱性气体，A正确；实验二中浓氨水挥发出的氨气分子和浓盐酸挥发出的氯化氢分子结合生成的白烟是氯化铵固体小颗粒，证明浓氨水和浓盐酸都易挥发，B正确；氨气遇到氯化氢发生反应生成氯化铵，证明氨气是碱性气体，C正确。
13．A。解析：甲装置需要提供氨气和氧气，如果甲装置中的固体是NaOH或CaO ，只能提供氨气，不能提供氧气，X应为过氧化钠等，故A错误；戊中观察到紫色石蕊溶液变红，说明生成了酸性物质，可以说明一氧化氮、氧气与水反应生成了硝酸，故D正确。
14．B。解析：B项，步骤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，错误；C项，由实验可知，步骤Ⅲ反应速率比Ⅰ快，说明NO2对该反应具有催化作用，正确；D项，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，能够与铜继续反应，正确。
15．B
16．C。解析：制备水合肼时需先制备氨气，并将其通入NaClO溶液中，氨气极易溶于水，在两装置中间需要连接安全瓶用于防倒吸，为有利于氨气与NaClO溶液反应，制备水合肼时氨气应从c口进入装置，最后用e所在装置进行尾气处理，则装置的连接顺序应是f→a→b→c→d→e(a、b顺序可互换)，故A错误；由题干信息可知，水合肼具有还原性，而NaClO具有强氧化性，若滴加NaClO溶液过快，过量的NaClO能氧化水合肼，降低产率，故D错误。
17．C。解析：先检查装置气密性，加入药品后，为防止装置中的氧气影响实验结果，需关闭c，打开a和b，通入一段时间氮气，将装置内的空气排尽，故A正确；关闭a、c，打开b及分液漏斗活塞，浓硝酸与Cu反应生成NO2，NO2通入水中与水反应生成NO，NO进入丙和丁后，丙中含亚铁离子的溶液变为深棕色，而丁中无明显变化，说明NO与Fe2＋反应，故B正确；甲中反应一段时间后浓硝酸变稀，生成的气体中有NO，所以该操作无法证明NO2是否与Fe2＋反应，故C错误；实验中未反应的NO2和NO会污染空气，需要尾气处理装置，故D正确。
18．D。解析：装置A中，NH4Cl和NaNO2反应制备N2，反应的离子方程式为NH＋NON2↑＋2H2O，A正确；Sr3N2遇水剧烈反应，故实验中需要使用干燥的N2和Sr反应制备Sr3N2，且要防止空气中的水蒸气进入到装置D中，故该实验装置的连接顺序为A→B→D→C，导管口的连接顺序为a→b→c→f→g→d，C中碱石灰的作用是防止空气中的水蒸气进入装置D中，B正确；反应开始时，应先点燃A处的酒精灯，一段时间后，空气被赶出装置，再点燃D处酒精灯，C正确；该实验产生的N2无毒，不需要尾气处理装置，D错误。
19．B。解析：实验时，为防止氢气和氧气混合后加热爆炸，用氮气排出装置内的空气后再加热铁粉，所以点燃a处酒精灯一段时间后，再点燃c处酒精喷灯，故A正确；b装置的作用是吸收氨气并干燥气体，碱石灰不能吸收氨气，b处装置不能用盛有碱石灰的U形管代替，故B错误；硬质玻璃管中的石棉可增大混合气体与铁粉的接触面积，加快反应速率，故C正确；氨气溶于水，溶液呈碱性，若d处锥形瓶中溶液变红，则说明硬质玻璃管中有NH3生成，故D正确。
20．A。解析：将白色固体放入试管，加氢氧化钠溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸放在试管口，湿润红色石蕊试纸会变蓝色，证明产生的气体是氨气，证明该盐中含有铵根离子，这是检验铵盐的方法，故A正确；氨气通入紫色石蕊试液，溶液会变蓝色，故B错误；铵盐易水解显示酸性，但是强酸弱碱盐水解均显示酸性，不能据此证明是铵盐，故C错误；氢氧化钠和氨水均是碱性的，如果氢氧化钠相对于氨水过量则会干扰检验，故D错误。
21．(1)NO＋NO2＋Ca(OH)2===Ca(NO2)2＋H2O
(2)使NO、NO2与石灰乳充分接触，加快吸收速率，提高吸收效率
(3)产品中含有Ca(NO3)2　NO不能完全吸收，污染空气
(4)3NO＋2H＋===NO＋2NO↑＋H2O
22．(1)分液漏斗　球形干燥管　
(2)A　
(3)B
(4)4NH3＋5O24NO＋6H2O
(5)①NH4NO3　②3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
(6)调节K1增加装置A中产生氧气的量或调节K2减少装置B中产生氨气的量或在E、F间增加盛有浓硫酸的洗气装置
解析：(5)①白烟是固体小颗粒，是NH3和HNO3(NO、O2、H2O共同反应生成)反应生成的NH4NO3固体。②反应生成的NO与O2反应生成红棕色的NO2，Cu与稀硫酸不反应，G中溶液变蓝说明Cu被氧化为Cu2＋，原因是通入装置G中的NO2和H2O反应生成HNO3和NO，HNO3与Cu反应的离子方程式为3Cu＋8H＋＋2NO===
3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。(6)甲同学的实验中只观察到白烟，是因为NH3未被完全催化氧化；要保证NH3充分被氧化，则O2需过量，所以需增加O2的量或减少NH3的量。
23．(1)①2NH＋3O22NO＋4H＋＋2H2O　
②提供电子，作还原剂
(2)NH3在热水中溶解度减小，易于挥发　废水与水蒸气逆流相遇，接触面积增大，有利于热交换，利于NH3吹出
(3)①H＋　
②NH＋8·OH===NO＋2H＋＋5H2O　2NO＋10e－＋12H＋===N2↑＋6H2O
24．(1)3 mol·L－1稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液　
(2)打开弹簧夹，通入一段时间CO2，关闭弹簧夹，将装置⑤中的导管末端伸入倒置的烧瓶内　
(3)Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O　
(4)将NO2转化为NO　3NO2＋H2O===2HNO3＋NO　
(5)装置③中液面上方气体仍为无色，装置④中液面上方气体由无色变为红棕色　
(6)acd
解析：(1)根据装置特点和实验目的，装置⑤收集NO，装置④盛放浓硝酸，装置⑥中盛放NaOH溶液吸收NO2，因为要验证稀HNO3不能氧化NO，所以装置③中应该盛放3 mol·L－1稀硝酸。
(2)由于装置中残存的空气能氧化NO而对实验产生干扰，所以滴加浓HNO3之前需要通入一段时间的CO2赶走装置中的空气，同时也需将装置⑤中的导管末端伸入倒置的烧瓶内防止反应产生的NO气体逸出。
(5)NO通过稀HNO3后，若无红棕色NO2产生，说明稀HNO3不能氧化NO，所以盛放稀HNO3的装置③液面上方没有颜色变化即可说明。装置④中盛放的是浓HNO3，若浓HNO3能氧化NO，则装置④的液面上方会产生红棕色气体。
(6)要证明是Cu(NO3)2浓度过高或是溶解了NO2导致装置①中溶液呈绿色，可设计将溶解的NO2赶走(a、c方案)，再观察颜色变化，也可在饱和Cu(NO3)2溶液中通入NO2，观察比较反应后的颜色变化(d方案)，确定是不是因为溶有NO2引起的。
25．(1)　　－2
(2)2NH3＋NaClO=== N2H4＋NaCl＋H2O　
(3)8.7×10－7　　N2H6(HSO4)2　
(4)固体逐渐变黑，并有气泡产生 1　N2H4的用量少，不产生其他杂质(产物为N2和H2O，而Na2SO3产生Na2SO4)
解析：(1)N2H4中原子间以共价键结合，其电子式为H∶∶∶H。N2H4中H为＋1价，由化合物中各元素化合价代数和为0，可确定N为－2价。(2)反应中NaClO和NH3分别作氧化剂和还原剂，根据得失电子守恒和原子守恒可写出并配平相应的化学方程式。(3)N2H4的第一步电离方程式为N2H4＋H2ON2H＋OH－，则电离常数Kb＝eq \f(c(N2H)·c(OH－),c(N2H4))＝eq \f(c(N2H)·c(OH－)·c(H+) ,c(N2H4)·c(H+))＝eq \f(c(N2H)·Kw,c(N2H4)·c(H+))＝K·Kw＝8.7×107×1.0×10－14＝8.7×10－7。联氨是二元弱碱，其与硫酸形成的酸式盐为 N2H6（HSO4）2。(4)联氨具有还原性，能将AgBr中的Ag＋还原为Ag，可看到固体逐渐变黑，联氨被氧化为N2，可看到溶液中有气泡产生。1 mol联氨在反应中失去4 mol 电子，而1 mol O2能得到4 mol电子，且联氨与O2的相对分子质量相等，故参加反应的联氨与O2的物质的量和质量均相等，即1 kg 的联氨可除去水中溶解的O2的质量为1 kg。使用联氨处理水中溶解的O2，消耗联氨的质量少，且产物为N2和H2O，对环境无污染，而用Na2SO3处理水中溶解的O2时，Na2SO3被氧化为Na2SO4，产生新杂质。
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