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第12讲　氮及其化合物
高考导向
构建体系
能力自测 1. 判断正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。(1) 将红棕色气体通入淀粉碘化钾溶液，溶液变蓝，该红棕色气体一定为NO2(×)(2) 加热氯化铵固体可以制氨气(×)(3) 浓硝酸保存在棕色试剂瓶中，是因为浓硝酸具有强氧化性(×)(4) (2023·浙江1月卷)常温下铁与浓硝酸反应可制备NO2(×)(5) 向稀硫酸中先加入Cu，再滴加KNO3溶液，铜逐渐消失，说明KNO3作该反应的催化剂(×)(6) (2025·盐城四校联考)向Na2SO3溶液中滴加稀硝酸，有气泡产生，该气体是SO2(×)2. 选择题。(1) (2025·江苏卷)大气中的氮是取之不尽的天然资源。下列工业生产中以氮气作反应物的是(A)A. 工业合成氨 B. 湿法炼铜 C. 高炉炼铁 D. 接触法制硫酸(2) (2024·江苏卷)工业上用CO2和H2制CH3OCH3(二甲醚)。下列化学反应表示正确的是(D)A. 汽车尾气处理：2NO＋4CON2＋4CO2B. NO电催化为N2的阳极反应：2NO＋12H＋＋10e－===N2↑＋6H2OC. 硝酸工业中NH3的氧化反应：4NH3＋3O22N2＋6H2OD. CO2和H2催化制二甲醚：2CO2＋6H2CH3OCH3＋3H2O(3) (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(B)A. 实验室探究稀硝酸与铜反应的气态产物：HNO3(稀)NONO2B. 工业制硝酸过程中的物质转化：N2NOHNO3C. 汽车尾气催化转化器中发生的主要反应：2NO＋2CON2＋2CO2D. 实验室制备少量NH3的原理：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O(4) (2022·江苏卷)氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法错误的是(A)A. 自然固氮、人工固氮都是将N2转化为NH3B. 侯氏制碱法以H2O、NH3、CO2、NaCl为原料制备NaHCO3和NH4ClC. 工业上通过NH3催化氧化等反应过程生产HNO3D. 多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”
考点1　氮气　氮的氧化物
知 识 梳 理
氮元素的存在形态和固氮
1. 氮元素的存在形态
(1) 游离态——N2(空气中含量最多的气体)。
(2) 化合态——动植物体内、土壤、岩石和水体中。
2. 氮的固定：将游离态氮转化为化合态氮的过程。
(1) 自然固氮：通过闪电释放的能量将空气中的N2转化为含氮的化合物，主要反应为N2＋O22NO。
(2) 人工固氮：人类通过控制条件，将氮气转化为氮的化合物，主要反应为N2＋3H22NH3。
(3) 生物固氮：豆科植物根瘤菌将N2转化为含氮化合物。
氮气的分子结构及性质
1. N2分子的结构
电子式：N N，结构式：N≡N，N2分子中有1个σ键、2个π键。
2. 物理性质：氮气是无色、无味、难溶于水的气体。
3. N2的化学性质
氮氮三键的键能大，氮气化学性质较稳定。
(1) 与O2反应：N2＋O22NO。
(2) 与H2反应：N2＋3H22NH3(工业合成氨)。
(3) 与Mg反应：N2＋3MgMg3N2。
氮气的用途
1. 工业上合成氨、制硝酸。
2. 灯泡填充气。
3. 保存粮食、水果等食品。
4. 医学上用液氮作冷冻剂。
5. 代替稀有气体作焊接金属的保护气。
氮的氧化物
氮有多种价态的氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等。
1. NO和NO2的性质比较
性质 NO NO2
物理性质 颜色 无色 红棕色
溶解性 难溶于水 能溶于水
化学性质 毒性 有毒 有毒
与O2反应 2NO＋O2===2NO2 —
与H2O反应 — 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO(歧化反应)
与O2和H2O反应 4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3 4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3
与NH3反应 4NH3＋6NO5N2＋6H2O(归中反应) 8NH3＋6NO27N2＋12H2O (归中反应)
2. NO和NO2的实验室制法
实验原理 铜与稀硝酸反应的离子方程式：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O(NO用排水法收集，不能用排空气法收集) 铜与浓硝酸反应的离子方程式：Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O(NO2用向上排空气法收集，不能用排水法收集)
尾气处理 通氧气(或空气)，用NaOH溶液吸收：① 2NO＋O2===2NO2② NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O 用NaOH溶液吸收：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O
(1) N2与O2反应的生成物是NO不是NO2。
(2) NO2既有氧化性又有还原性，但以氧化性为主。NO2能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，故不能用湿润的淀粉碘化钾试纸鉴别NO2和Br2。
(3) NO与NaOH溶液不反应，用NaOH溶液处理NO尾气时，需要同时通入空气。
(4) 汽车尾气转化器中主要反应：
2CO＋2NON2＋2CO2。
典 题 悟 法
物质的转化
例1　(2025·江苏各地模拟重组)在指定条件下，下列选项所示的物质间转化可以实现的是(B)
A. NOHNO3
B. NON2
C. N2(g)NO2(g)HNO3(aq)
D. NONaNO3
【解析】 NO与水不反应，A错误；NO与CO在催化剂作用下生成CO2和N2，B正确；N2与O2在放电条件下生成NO，C错误；NO与NaOH溶液不反应，D错误。
氮氧化物的制备
例2　(2025·启东中学)下列实验室制取NO2的实验原理及装置均正确的是(C)
甲 乙 丙 丁
A. 用甲装置制取NO2
B. 用乙装置干燥NO2
C. 用丙装置收集NO2
D. 用丁装置尾气处理
【解析】 铜与稀硝酸反应生成气体NO，制取NO2需用浓硝酸和Cu反应，A错误；NO2能与NaOH反应，干燥NO2需用酸性干燥剂，不能使用碱石灰，B错误；NO2与水反应生成HNO3和NO，不能用水吸收NO2，应该用NaOH等碱性溶液，D错误。
物质的性质与用途
例3　(2025·江苏各地模拟重组)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是(D)
A. N2分子内含有N≡N，N2具有氧化性
B. N2难溶于水，可用作瓜果保护气
C. NO2易溶于水，可用于制硝酸
D. NO2具有氧化性，可用于火箭燃料推进剂
【解析】 N2中N元素为中间价态，N2既有氧化性又有还原性，A错误；N2性质稳定，可用作瓜果保护气，B错误；NO2与水反应生成硝酸和NO，NO2可用于制硝酸，C错误。
微工艺流程
例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：
下列说法不正确的是(C)
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
【解析】 该反应是气体分子数减小的反应，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NO、NO2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NO过量，会导致排放气体中NO含量升高，Ca(NO3)2含量不会升高，C错误；Ca(NO2)2在酸性溶液中会发生歧化反应生成Ca(NO3)2、NO和水，D正确。
考点2　氨气　铵盐
知 识 梳 理
氨气
1. 氨气分子的结构
NH3分子中氮原子采取sp3杂化，NH3分子的空间结构是三角锥形，其球棍模型为，H—N—H的键角<109°28′(填“>”“<”或“＝”)。氨气分子的电子式为。氨气分子中，氮原子上有一个孤电子对，故氨气分子常作为配合物的配体。氨气是极性分子，属于分子晶体。
2. 氨气的物理性质
氨气是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，熔、沸点低，易液化(原因是氨气分子间存在氢键)。氨气极易溶于水(主要原因是氨气分子与水分子间能形成氢键)，1体积水可溶解约700体积的氨气。氨气与水可做喷泉实验。
3. 氨气的化学性质
(1) 与水反应：NH3＋H2O??NH3·H2O，
再发生电离：NH3·H2O??NH＋OH－。
NH3·H2O受热易分解：
NH3·H2ONH3↑＋H2O(写化学方程式)。
氨水在阴冷处低温保存(不需要放在棕色试剂瓶内)
(2) 与酸反应(生成铵盐)
① 蘸有浓氨水的玻璃棒与蘸有浓盐酸(或浓硝酸)的玻璃棒靠近，有白烟生成，反应如下：
HCl＋NH3===NH4Cl、
HNO3＋NH3===NH4NO3。
② 过量氨气与H2SO4反应：
2NH3＋H2SO4===(NH4)2SO4。
③ 氨气与CO2和H2O反应：
2NH3(过量)＋CO2＋H2O===(NH4)2CO3；
NH3(少量)＋CO2＋H2O===NH4HCO3。
(3) 与盐溶液反应(写离子方程式)：
氨气(少量或过量)通入可溶性铝盐溶液中：
Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH；
氨气(少量或过量)通入可溶性铁盐溶液中：
Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH。
(4) 还原性(写化学方程式)
① 氨的催化氧化：4NH3＋5O24NO＋6H2O
(工业制硝酸的基础)；
② NH3还原CuO：
2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O；
③ NH3与氯气反应
少量氨气与氯气反应：
2NH3＋3Cl2===N2＋6HCl；
过量氨气与氯气反应：
8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl
(有白烟生成)。
(5) 配位反应
AgCl＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]Cl＋2H2O；
Cu(OH)2＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4](OH)2＋4H2O；
Zn(OH)2＋4NH3·H2O===[Zn(NH3)4](OH)2＋4H2O。
4. 氨气的实验室制法(固体＋固体气体)
(1) 原理：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。
(2) 装置：
(3) 收集：向下排空气法。
(4) 干燥：选用碱石灰干燥，不能选用浓硫酸、无水CaCl2和P2O5干燥。
(5) 验满：将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝；或将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有白烟产生。
(6) 尾气处理(前两个烧杯中盛水或稀硫酸):
　　　　　　
氨气的快速制法
方法 将浓氨水滴入固体碱性物质(如CaO粉末、NaOH固体、碱石灰)中
装置图
原理 ① 烧瓶中盛放NaOH：NH3·H2ONH3↑＋H2O② 烧瓶中盛放CaO：NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2
说明 浓氨水中存在平衡：NH3＋H2O??NH3·H2O??NH＋OH－，加入固态碱性物质，使平衡逆向移动，同时反应放热，促进NH3·H2O 的分解
5. 用途
(1) 制硝酸及其盐、铵盐、纯碱等。
(2) 制尿素、合成纤维等。
(3) 液氨常作为制冷剂。
铵盐
1. 物理性质：铵盐都是白色晶体，绝大多数铵盐都易溶于水。
2. 铵盐的化学性质
(1) 不稳定性：铵盐受热易分解，但不一定都有NH3生成。
NH4ClNH3↑＋HCl↑(该反应不可用于制备氨气)
NH4HCO3NH3↑＋H2O＋CO2↑。
(2) 与碱反应
① 稀溶液间发生反应，在不加热的情况下，无NH3生成：NH＋OH－===NH3·H2O。
② 浓溶液间发生反应或在加热的条件下，有NH3生成：NH＋OH－NH3↑＋H2O 。
3. NH的检验
(1) 书写NH3的电子式时，不能漏写孤电子对。
(2) 检验NH时关键操作——须加入NaOH浓溶液或加热。
(3) 水中N、P元素含量偏高，容易引起水体富营养化。工业废水中含NH3和NH，用氧化剂(NaClO)氧化生成N2或NO。
典 题 悟 法
物质的性质与用途
例5　(2025·江苏各地模拟重组)下列物质结构与性质或物质性质与用途具有对应关系的是(C)
A. 氨与水分子之间形成氢键，可用作制冷剂
B. NH3易液化，可用于工业制硝酸
C. NH3具有还原性，可与灼热的CuO反应制备少量氮气
D. 液氨具有还原性，可用作制冷剂
【解析】 液氨汽化吸热，可用作制冷剂，A错误、D错误；工业制硝酸主要转化为NH3→NO→NO2→ HNO3，NH3表现还原性，B错误；NH3还原CuO生成Cu、N2和水，C正确。
基础化学实验
例6　(2025·苏州中学)实验室利用下列装置进行氨气或氨水的有关实验，能够达到实验目的的是(D)
甲 乙 丙 丁
A. 用甲装置制取NH3
B. 用乙装置干燥NH3
C. 用丙装置收集NH3
D. 用丁装置制 [Cu(NH3)4](OH)2溶液
【解析】 加热氯化铵固体收集不到NH3，A错误；NH3和硫酸能反应，不能用浓硫酸干燥NH3，B错误；NH3的密度小于空气，应用向下排空气法收集，NH3应从长导管进入烧瓶，C错误；氢氧化铜和氨水反应生成[Cu(NH3)4](OH)2, D正确。
例7　(2024·广东卷)按如图装置进行实验。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(B)
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
【解析】 2NH4Cl＋Ba(OH)2·8H2O===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O，该反应吸热、熵增，A错误、B正确；滴加浓盐酸后，有白烟产生，原因是NH3＋HCl===NH4Cl，C错误；实验过程中，气球先变大后变小，D错误。
喷泉实验
例8　喷泉实验装置如图所示。应用下列各组气体-溶液，能出现喷泉现象的是(B)
选项 气体 溶液
A H2S 稀盐酸
B HCl 稀氨水
C NO 稀硫酸
D CO2 NaHCO3饱和溶液
【解析】 H2S在稀盐酸中的溶解度小，且与稀盐酸不反应，不能形成喷泉，A错误；HCl极易溶于稀氨水，且与氨水反应，产生较大压强差，能形成喷泉，B正确；NO不溶于稀硫酸，且与稀硫酸不反应，不能形成喷泉，C错误；CO2不溶于NaHCO3饱和溶液，且与NaHCO3饱和溶液不反应，不能形成喷泉，D错误。
物质的转化
例9　(2025·江苏各地模拟重组)氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法错误的是(A)
A. “雷雨发庄稼”涉及的物质转化：N2NOHNO3硝酸盐
B. 人工固氮制备尿素的物质转化：N2NH3CO(NH2)2
C. 实验室检验NH的存在：NHNH3
D. 工业制硝酸过程中的物质转化：NH3NONO2HNO3
【解析】 NO与水不反应，A错误。
例10　(2025·南通四模)强碱性条件下，N2H4可与[Ag(NH3)2]＋反应生成Ag和N2。NH3可与光气(COCl2)反应制备尿素[CO(NH2)2]。将NH4HCO3溶液加入MnSO4溶液中可生成MnCO3沉淀。下列化学反应表示正确的是(D)
A. 碱性条件下N2H4与[Ag(NH3)2]＋反应：N2H4＋2[Ag(NH3)2]＋＋2OH－===2Ag↓＋2N2↑＋2NH3·H2O
B. COCl2与过量NH3反应制尿素：COCl2＋2NH3===CO(NH2)2＋2HCl
C. 氨水中通入足量CO2：OH－＋CO2===HCO
D. NH4HCO3溶液加到MnSO4溶液中：Mn2＋＋2HCO===MnCO3↓＋CO2↑＋H2O
【解析】 碱性条件下N2H4与[Ag(NH3)2]＋反应，离子方程式为N2H4＋4[Ag(NH3)2]＋＋4OH－===4Ag↓＋N2↑＋8NH3↑＋4H2O，A错误；NH3过量，NH3与HCl生成NH4Cl，B错误；NH3·H2O在离子方程式中不能拆开，C错误；Mn2＋与HCO生成MnCO3沉淀和CO2气体，D正确。
例11　(2025·江苏各地模拟重组)下列反应的化学(或离子)方程式错误的是②③④⑤⑥⑦(填序号)。
① 过量氨水和SO2反应：
SO2＋2NH3·H2O===(NH4)2SO3＋H2O
② 用氨水和AlCl3溶液制备Al(OH)3：
Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
③ 金属钠和液氨反应生成H2：
NH3＋Na===NaNH2＋H2↑
④ NH3在纯氧中燃烧：
4NH3＋5O24NO＋6H2O
⑤ NH3将柴油车尾气中的NO2无害化：
NH3＋NO2N2＋H2O
【解析】 过量氨水吸收SO2生成(NH4)2SO3和水，①正确；NH3·H2O在离子方程式中不能拆开，②错误；③中H原子不守恒，③错误；NH3在纯氧中燃烧生成氮气和水，④错误；⑤中H、O原子不守恒，⑤错误。
氨与水的喷泉实验
1. 装置图
　　　　
2. 原理：NH3在水中溶解度很大，在短时间内产生足够大的压强差。
3. 操作：打开止水夹，挤压胶头滴管的胶头，烧杯中的溶液由玻璃管迅速进入烧瓶，形成喷泉，烧瓶内液体呈红色。
4. 结论：氨气极易溶于水，氨水显碱性。
5. 常见可做喷泉实验的试剂(气体＋液体)
① HCl(或NH3)＋H2O；
② HCl(或CO2、SO2、H2S)＋NaOH溶液等。
考点3　硝酸
知 识 梳 理
HNO3分子结构
HNO3分子中氮原子采取sp2杂化，NO为平面三角形结构，HNO3属于分子晶体。
硝酸的物理性质
纯硝酸和浓硝酸(质量分数为69%)均是无色透明液体，有刺激性气味，易挥发。HNO3可以形成分子内氢键，硝酸与水分子间也可形成氢键，二者可以任意比例混溶。
硝酸的化学性质
1. 酸性：稀硝酸能使紫色石蕊试液变红。
2. 不稳定性
4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O，
生成的NO2溶解在浓硝酸中使溶液呈黄色，浓硝酸保存在棕色试剂瓶内。
3. 强氧化性
(1) 与金属反应
① 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O；
② Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。
③ 常温下，Fe、Al遇浓硝酸发生钝化(钝化是化学变化)。常温下，可用铁或铝制容器盛放浓硝酸。
(2) 与非金属反应
C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。
(3) 与常见还原剂反应
稀硝酸与H2S反应的离子方程式：
3H2S＋2H＋＋2NO===3S↓＋2NO＋4H2O；
稀硝酸与SO2反应的离子方程式：
3SO2＋2NO＋2H2O===3SO＋2NO＋4H＋；
稀硝酸与Na2SO3反应的离子方程式：
3SO＋2NO＋2H＋===3SO＋2NO↑＋H2O；
稀硝酸与氢碘酸反应的离子方程式：
6I－＋2NO＋8H＋===3I2＋2NO↑＋4H2O；
稀硝酸与Fe2＋反应的离子方程式：
3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。
(4) 浓硝酸使紫色石蕊试液先变红后褪色(酸性和强氧化性)。
硝酸的工业制法
1. 转化关系：NH3→NO→NO2→HNO3。
2. 主要原料：氨气、空气、水。
3. 主要原理(写化学方程式)
(1) 4NH3＋5O24NO＋6H2O；
(2) 2NO＋O2===2NO2；
(3) 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。
4. 尾气处理
用NaOH、Na2CO3等碱性溶液吸收。
金属与硝酸反应的规律
1. 本质：HNO3中＋5价氮元素具有很强的得电子能力。
2. 规律：硝酸溶液的浓度越大，反应温度越高，氧化性越强。
3. 与金属反应
除Au、Pt等少数金属外，硝酸几乎可以氧化所有金属。活泼金属(如Mg、Zn等)与HNO3反应不生成H2，HNO3溶液的浓度不同，还原产物不同：
完成下列反应的化学方程式。
(1) 银与稀硝酸反应：
3Ag＋4HNO3(稀)===3AgNO3＋NO↑＋2H2O；
(2) 少量Fe与稀硝酸反应：
Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O；
(3) 过量Fe与稀硝酸反应：
3Fe＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O；
(4) 锌与较稀硝酸反应(生成N2O)：
4Zn＋10HNO3(较稀)===4Zn(NO3)2＋N2O↑＋5H2O；
(5) 锌与极稀硝酸反应(生成NH4NO3)：
4Zn＋10HNO3(极稀)===4Zn(NO3)2＋NH4NO3＋3H2O。
① 非金属单质＋浓硝酸―→最高价氧化物或其含氧酸＋NO2↑＋H2O。
② 由于硝酸能氧化HI、HBr、SO2，故不能用硝酸制备HI、HBr、SO2气体。
③ 由于S2－、HS－、SO、HSO、I－、Fe2＋等均能被HNO3氧化，故在酸性条件下，NO不能与上述还原性离子共存。如向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＋。
④ 书写化学反应时，注意HNO3的强氧化性，如Fe(OH)2＋2HNO3===Fe(NO3)2＋2H2O是错误的，正确的为3Fe(OH)2＋10HNO3===3Fe(NO3)3＋NO↑＋8H2O。
⑤ 王水是浓硝酸和浓盐酸按体积之比为 1∶3 的混合物，能使一些不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解。如：Au＋HNO3＋4HCl===HAuCl4＋NO↑＋2H2O。
⑥ HNO3的工业制法：H2SO4(浓)＋NaNO3NaHSO4＋HNO3↑。原理是利用沸点高、难挥发性酸制取沸点低、易挥发性的酸。因HNO3不稳定，故加热温度不宜过高。
典 题 悟 法
物质的转化
例12　(2025·江苏各地模拟重组)在指定条件下，下列选项所示的物质间转化可以实现的是(A)
A. AgAgNO3
B. 稀硝酸NO2(g)
C. NO(aq)N2(g)
D. 浓硝酸NO2(g)
【解析】 Cu与稀硝酸反应生成的气体为NO，B错误；O3是强氧化剂，不能将N元素由＋5价还原到0价，C错误；常温下，Al在浓硝酸中发生钝化，D错误。
物质的性质与用途
例13　(2025·江苏各地模拟重组)下列氮及其化合物的性质与用途具有对应关系的是(D)
A. HNO3易挥发，可用来制备硝酸纤维
B. HNO3有酸性，可用于洗涤附有银镜的试管
C. HNO3具有强氧化性，可用于制备硝酸铵
D. NH3具有还原性，可用作制备NF3
] HNO3能与纤维素发生酯化反应，可用来制备硝酸纤维，与其挥发性无关，A错误；HNO3有氧化性，可用于洗涤附有银镜的试管，与其酸性无关，B错误；HNO3与NH3反应制NH4NO3是非氧化还原反应，与HNO3的强氧化性无关，C错误；NH3中N为－3价，NF3中N为＋3价，NH3制备NF3过程中NH3表现还原性，D正确。
NO(酸性条件)的氧化性
例14　(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：
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。
下列说法正确的是(C)
A. 开始阶段铜丝表面气泡释放速度缓慢，原因是铜丝在稀硝酸中表面钝化
B. 锥形瓶内出现了红棕色气体，表明铜和稀硝酸反应生成了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
【解析】 铜与稀硝酸不会发生钝化，A错误；铜和稀硝酸反应生成的气体是NO，NO与锥形瓶内的O2反应生成了红棕色的NO2，B错误； NO2与H2O生成HNO3和NO，气体颜色变浅，C正确； NO将锥形瓶中液体压入长颈漏斗，铜丝与液面不接触，反应停止，D错误。
例15　(2025·江苏各地模拟重组)下列说法正确的是(A)
A. KNO3和KOH混合溶液中加入铝粉并加热，管口放湿润的红色石蕊试纸，试纸变为蓝色，说明NO还原为NH3
B. 取少量NH4HSO3样品溶于水，加入Ba(NO3)2溶液，再加入足量盐酸，产生白色沉淀，说明原样品已经变质
C. 取少量“Fe粉与硝酸”反应后的溶液于试管中，依次加入H2SO4溶液和Fe粉，有有色气体产生，说明硝酸过量
D. 向Fe(NO3)2溶液中滴入硫酸酸化的H2O2溶液，溶液变黄，说明氧化性：H2O2>Fe3＋
【解析】 NH3能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，KNO3和KOH混合溶液中加入铝粉并加热，产生NH3，说明NO还原为NH3，A正确；取少量NH4HSO3样品溶于水，加入Ba(NO3)2溶液，再加入足量盐酸，酸性条件下NO能将HSO氧化为SO，产生白色沉淀，不能判断原样品已经变质，B错误；取少量“Fe粉与硝酸”反应后的溶液于试管中，加入H2SO4溶液和铁粉，有有色气体产生，可能是产物中的NO在酸性条件下与铁粉反应生成NO，NO与空气中氧气反应生成红棕色气体NO2，故不能确定反应物硝酸是否过量，C错误；Fe(NO3)2溶液中加入硫酸酸化的H2O2溶液，溶液变黄，说明Fe2＋被氧化为Fe3＋，氧化剂可能是H2O2或NO(H＋)，D错误。
1. (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，兴趣小组利用下列装置进行实验，难以达到预期目的的是(B)
A. NH3的喷泉实验 B. 干燥NH3
C. 收集NH3 D. 制备NH3
【解析】 NH3极易溶于水，溶于水后圆底烧瓶内压强减小，从而产生喷泉，A正确；P2O5为酸性氧化物，NH3具有碱性，二者可以发生反应，故不可以用P2O5干燥NH3，B错误；NH3的密度比空气小，可采用向下排空气法收集，C正确；CaO与浓氨水混合后与水反应并放出大量的热，促使NH3挥发，可用此装置制备NH3，D正确。
2. (2025·如皋质检)下列物质的结构与性质或物质性质与用途具有对应关系的是(C)
A. N2是非极性分子，N2的化学性质很稳定
B. N2H4分子含有非极性键，N2H4易溶于水
C. NH2OH具有还原性，可作油脂工业中的抗氧化剂
D. NH4Cl受热易分解，可用作氮肥
【解析】 N2的化学性质稳定是因为分子中含有N≡N，与它是非极性分子无关，A错误；N2H4易溶于水主要是因为N2H4能与水形成分子间氢键，与其含有极性键无关，B错误；NH2OH具有还原性，可作油脂工业中的抗氧化剂，二者有关联性，C正确；NH4Cl含植物生长需要的氮元素，可用作氮肥，与NH4Cl受热易分解无关，D错误。
3. (2025·南京考前模拟)下列物质转化或化学反应表示不正确的是(D)
A. 实验室探究稀硝酸与铜反应的气态产物：HNO3(稀)NONO2
B. 实验室探究葡萄糖的性质：AgNO3[Ag(NH3)2]OHAg
C. 尿素与NO2反应：6NO2＋4CO(NH2)24CO2＋7N2＋8H2O
D. 电解HNO2(Ka＝5.1×10－4)生成HNO3的阳极反应：NO＋H2O－2e－===2H＋＋NO
【解析】 稀硝酸与Cu反应生成气体NO，NO遇O2氧化为NO2，A正确；AgNO3与氨水反应生成[Ag(NH3)2]OH，[Ag(NH3)2]OH与葡萄糖反应生成Ag，B正确；NO2与CO(NH2)2发生N元素价态归中反应生成N2，C正确；HNO2是弱酸，阳极反应为HNO2－2e－＋H2O===NO＋3H＋，D错误。
4. (2025·南京六校调研)(1) 用Au/ZrO2作催化剂，在(CH3CH2)3N作用下HCOOH分解制氢的原理如图所示。反应2中生成物M的化学式为CO2，图示反应中只有氢元素化合价发生变化的是反应3(填“1”“2”或“3”)。
(2) 富氧条件下，H2还原NOx包括两个阶段：第一阶段为H2、NOx在催化剂作用下转变为H2O、N2、NH3；第二阶段NH3在载体酸的作用下生成NH，NH将NOx还原为N2。写出NO与O2的物质的量之比为1∶1时，NH与NO、O2反应生成N2的离子方程式：4NH＋2NO＋2O2===3N2＋6H2O＋4H＋。
【解析】 (1) 反应1中无元素价态变化，反应2中H、C元素化合价发生变化，反应3实质是H＋、H－结合形成H2，只有H元素化合价发生变化。(2) NH与NO、O2反应生成N2，NO与O2的物质的量之比为1∶1时，根据得失电子相等可知NH、NO、O2物质的量之比为2∶1∶1。
练习1　氮气　氮的氧化物
1. (2025·南京期初)氮是自然界各种生物体生命活动不可缺少的重要元素。下列过程属于氮的固定的是(A)
A. 将N2转化成硝酸盐
B. 将NO转化成硝酸
C. 将NH3转化成铵盐
D. 将NO2转化成氮气
【解析】 氮的固定是将游离态的氮转化为化合态的氮的过程，A正确。
2. 下列选项所示的物质间转化均能实现的是(B)
A. N2NO2
B. NO2NaNO2
C. HNO3(aq)Fe(NO3)2
D. NOHNO3
【解析】 氮气和氧气在闪电作用下只能生成NO，A错误；2NO2＋Na2CO3===NaNO2＋NaNO3＋CO2，B正确；硝酸溶液与少量铁粉生成Fe(NO3)3，C错误；SO2主要表现还原性，不能将NO氧化为HNO3，D错误。
3. 氨气经氧化等步骤制得硝酸。利用石灰乳、尿素等吸收硝酸工业的尾气(含NO、NO2)，石灰乳吸收时主要反应为NO2＋NO＋Ca(OH)2===Ca(NO2)2＋H2O。下列关于氮氧化物的形成、吸收等说法正确的是(D)
A. 汽车尾气中含氮氧化物，主要来源于烃类燃料
B. 用石灰乳吸收NO和NO2，增加气体流速可提高氮氧化物的吸收率
C. 收集NO2气体时采用排水法，可提高NO2气体的纯度
D. 用CO(NH2)2可将NO2转化为N2，是利用了CO(NH2)2的还原性
【解析】 汽车尾气中的氮氧化物主要由空气中的N2和O2在气缸中高温条件下生成，A错误；减慢气体流速可提高氮氧化物与石灰乳的接触时间，提高氮氧化物的吸收率，B错误；NO2能溶于水且能与水反应，不能用排水法收集，C错误；CO(NH2)2＋NO2―→N2，CO(NH2)2中N元素由－3价升至0价，CO(NH2)2作还原剂，D正确。
4. (2025·江苏各地模拟)下列叙述正确的是(C)
A. 氨气催化氧化制取NO属于氮的固定中的一种
B. 1 mol SO3和1 mol NO2分别通入1 L水中可产生相同浓度的H2SO4和HNO3
C. NO2尾气可用Na2CO3溶液吸收
D. 工业制硝酸过程中的物质转化：
N2NOHNO3
【解析】 氮的固定是指将N2转化为氮的化合物，A错误；1 mol SO3和1 mol NO2分别通入1 L水中，最终溶液体积未知，无法计算所得溶液的物质的量浓度，B错误；NO2在碱性溶液中发生歧化反应，并促进CO水解，总反应为2NO2＋CO===NO＋NO＋CO2，可以用Na2CO3溶液吸收NO2尾气，C正确；NO与水不反应，D错误。
5. (2025·江苏各地模拟重组)下列化学反应表示正确的是(B)
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
【解析】 H、O原子均不守恒，A错误；雷雨天气中，N2与O2反应生成NO，C错误；铜粉与稀硝酸反应生成的气体是NO，D错误。
6. 亚硝酸钠(NaNO2)是一种肉制品生产中常见的食品添加剂，实验室通过以下反应制备NaNO2：2NO＋Na2O2===2NaNO2。下列实验装置不能达到实验目的的是(A)
A. 制备NO B. 净化、干燥NO
C. 合成NaNO2 D. 处理尾气
【解析】 活性炭与浓硝酸需要在加热条件下才能反应，该装置无加热措施，A错误；除去NO中的CO2、水蒸气可用碱石灰，B正确；NO能与Na2O2反应生成NaNO2，C正确；NO能被酸性KMnO4溶液氧化，D正确。
7. 常温下NaNO2与H2SO4反应能生成NO和NO2。实验室探究NaNO2与H2SO4反应及气体产物的成分。下列实验装置和操作不能达到实验目的的是(D)
A. 用装置甲制取气体
B. 用装置乙收集生成的NO2
C. 用装置丙检验NO生成
D. 蒸发丁中所得溶液得到纯净NaNO3晶体
【解析】 NaNO2与硫酸常温下反应生成HNO2，HNO2立即分解生成NO和NO2，A正确；冷水可以将NO2液化，达到收集NO2的目的，B正确；NO是无色气体，通入O2后变为红棕色NO2，C正确；NO2与NaOH溶液生成NaNO3、NaNO2和水，D错误。
8. (2025·海门中学)Ca(NO2)2(亚硝酸钙)是一种建筑阻锈剂，易溶于水。
(1) 制备Ca(NO2)2。实验室用NO和CaO2在加热的条件下制备Ca(NO2)2实验装置如图所示。
① 实验开始前需通一段时间的N2，主要目的是排除装置中的空气，防止生成的NO被氧化为NO2。
② A装置中开始反应后，当观察到C装置导管口出现连续匀速的气泡(填现象)，开始加热管式炉。
③ 实验尾气通入酸性H2O2中，将NO转化为HNO3，该反应的离子方程式为2NO＋3H2O2===2H＋＋2NO＋2H2O。
(2) 测定Ca(NO2)2中NO的含量。
已知：
ⅰ. 酸性条件下，NO2、NO都能与Fe2＋反应。
ⅱ. NH＋NON2↑＋2H2O，Ca2＋会减缓该反应的进行，NO在该条件下不与NH反应。
实验步骤：
① 准确称取0.200 0 g Ca(NO2)2样品，放入烧杯中加蒸馏水溶解，向溶液中边搅拌边滴加硫酸钠溶液，至上层清液加硫酸钠溶液不再产生白色沉淀，过滤，用蒸馏水洗涤沉淀2～3次，并将洗涤液和滤液合并，向合并后的溶液中边搅拌边滴加氯化铵溶液，充分加热至不再有气体生成(补充完整实验方案，必须使用的试剂：硫酸钠浓溶液、氯化铵溶液、蒸馏水)。
② 将步骤①冷却后的溶液置于容量瓶中配成100 mL，取出其中的25 mL置于锥形瓶中，再向锥形瓶中加入稀硫酸及25 mL 0.010 mol/L (NH4)2Fe(SO4)2溶液(稍过量)。
③ 用0.010 mol/L KMnO4标准溶液滴定锥形瓶中溶液至溶液颜色由无色变为浅紫红色，且半分钟内不变色(填现象)，停止滴定。滴定时，如果滴定速度过慢，则测得NO的含量偏高，原因是如果滴定速度过慢，Fe2＋会被溶解在溶液中的O2氧化为Fe3＋，导致消耗的KMnO4量减小。
【解析】 (1) ①NO和CaO2在加热的条件下制取Ca(NO2)2，为了防止NO被氧化为NO2，需要预先通一段时间N2将装置中的空气排尽。②用NO和CaO2在加热的条件下制备Ca(NO2)2，装置中必须充满NO气体后才能加热管式炉，判断NO充满的方法是装置C的导管口出现连续匀速的气泡。(2) ①先用硫酸钠除去Ca2＋，再用NH4Cl除去NO。③用KMnO4标准溶液滴定Fe2＋，当滴入最后半滴酸性KMnO4溶液，溶液由无色变为浅紫红色，且半分钟内不变色即为终点。
练习2　氨气　铵盐
1. 下列关于NH3性质的解释合理的是(C)
选项 性质 解释
A 比PH3容易液化 NH3分子间的范德华力更大
B 熔点高于PH3 N—H的键能比P—H大
C 能与Ag＋以配位键结合 NH3中氮原子有孤电子对
D 氨水中存在NH NH3·H2O是离子化合物
【解析】 NH3分子间存在氢键，PH3分子间不存在氢键，NH3比PH3容易液化、NH3熔点高于PH3，A错误、B错误；NH3中氮原子有孤电子对，Ag＋和NH3以配位键形成[Ag(NH3)2]＋，C正确；NH3·H2O是共价化合物，D错误。
2. 在题给条件下，下列物质间的转化可以实现的是(A)
A. NO2(g)HNO3(aq)
B. NH(aq)N2(g)
C. N2H4(aq)NH3(g)
D. NH3(g)NO(g)
【解析】 NO2和水反应生成HNO3和NO，A正确；SO2主要表现还原性，不能将NH氧化为N2，B错误；N2H4→NH3，N元素的化合价降低，应加入还原剂，而Cl2表现氧化性，C错误；NH3和O2需要在加热和催化剂条件下才能反应生成NO，D错误。
3. 下列物质结构与性质或物质性质与用途不具有对应关系的是(A)
A. NH3分子间存在氢键，NH3极易溶于水
B. 液氨汽化时吸收大量的热，可用作制冷剂
C. N2H4中N原子能与H＋形成配位键，N2H4的水溶液呈碱性
D. N2H4具有还原性，可用作燃料电池的燃料
【解析】 NH3极易溶于水是因为氨分子与水分子间能形成氢键，A错误。
4. 下列化学反应的表示错误的是(B)
A. 向硫酸铜溶液中通入过量氨气：Cu2＋＋4NH3===[Cu(NH3)4]2＋
B. 向NH4HCO3溶液中加入过量的NaOH溶液并加热：NH＋OH－ NH3↑＋H2O
C. 一定条件下NO2与NH3的反应：8NH3＋6NO2 7N2＋12H2O
D. 硫酸铵溶液和氢氧化钡溶液反应：2NH＋SO＋Ba2＋＋2OH－===BaSO4↓＋2NH3·H2O
【解析】 NH4HCO3溶液中加入过量的NaOH溶液并加热：NH＋HCO＋2OH－ CO＋NH3↑＋2H2O，B错误。
5. (2025·镇江期中)下列有关氨气的制备及性质的实验原理和操作正确的是(D)
甲 乙 丙 丁
A. 用甲装置制备氨气
B. 用乙装置干燥氨气
C. 用丙装置收集氨气
D. 用丁装置制备[Cu(NH3)4]SO4溶液
【解析】 使用该装置加热时，试管口应略向下倾斜，A错误；P2O5是酸性干燥剂，不能用P2O5干燥碱性气体NH3，B错误；NH3的密度比空气小，用该装置收集NH3时应“短管进长管出”，C错误；向CuSO4溶液中滴加氨水，生成蓝色沉淀，继续滴加氨水至沉淀恰好溶解得[Cu(NH3)4]SO4溶液，D正确。
6. (2025·如皋质检)下列关于氮元素及其化合物的说法正确的是(A)
A. 浓氨水与浓硫酸靠近时无白烟生成
B. 可以用NaOH溶液鉴别NH4Cl溶液和(NH4)2SO4溶液
C. 工业上用NH3和CO2合成尿素[CO(NH)2]2属于氮的固定
D. 工业上NH3催化氧化时发生反应：4NH3＋7O24NO2＋6H2O
【解析】 浓硫酸不挥发，浓氨水与浓硫酸靠近时无白烟产生，A正确；NH4Cl和(NH4)2SO4中阳离子均为NH，不能用NaOH溶液鉴别，B错误；氮的固定是指N2转化为氮的化合物，C错误；NH3催化氧化生成NO，D错误。
7. 实验室在如图所示装置(部分夹持装置已省略)中，用氨气和金属钠反应制得氨基钠(NaNH2)。已知：常温下氨基钠为白色晶体，熔点210 ℃，沸点400 ℃，露置于空气中遇水蒸气剧烈反应生成NaOH和NH3；金属钠熔点为97.8 ℃，沸点 882.9 ℃；氨气在空气中不能燃烧。下列说法正确的是(C)
A. 装置①试管中盛放NH4Cl固体
B. 实验时应先点燃装置③的酒精灯
C. 装置②和⑤中固体分别为碱石灰和P2O5
D. 装置④中冷凝管的进水口应接在b处
【解析】 装置①用于制备NH3，NH4Cl固体受热分解生成NH3和HCl，NH3和HCl相遇又生成NH4Cl，加热NH4Cl固体收集不到NH3，A错误；钠能与空气中的氧气反应，所以实验时应先点燃装置①的酒精灯，利用反应生成的NH3排尽装置中的空气，再点燃装置③的酒精灯，B错误；装置②中碱石灰干燥NH3，装置⑤中P2O5吸收尾气NH3，防止污染空气，同时防止水蒸气进入装置③中与NaNH2反应，C正确；装置④冷凝管的进水口与a连接，D错误。
8. (2025·如皋中学)液氨的沸点－33.5 ℃，锂能与液氨反应，离子方程式为Li＋nNH3===[e(NH3)n]－＋Li＋，[e(NH3)n]－是一种强还原剂，反应装置如图所示(夹持装置略)。下列说法不正确的是(C)
A. 图中“试剂A”“试剂B”均可以为碱石灰
B. 实验过程中可以通过调节分液漏斗的活塞，控制产生氨气的速率
C. 图中“冷却溶剂”可以是冰水混合物
D. 反应前锂片需打磨除去表面的氧化膜
【解析】 碱石灰中滴加浓氨水产生NH3，Li能与水反应，试剂B用于吸收空气中的水蒸气，A正确；调节氨水滴加的速率控制NH3产生的速率，B正确；冰水混合物不能达到－33.5 ℃，C错误；Li能被空气氧化，反应前锂片需打磨除去表面的氧化膜，D正确。
9. (2025·江苏各地模拟)以硫酸为电解质，通过催化电解可将N2转化为N2H4；N2H4具有还原性，可用于燃料电池；N2H4的燃烧热数值为622 kJ/mol，可由尿素[CO(NH2)2]、NaClO和NaOH溶液一起反应制得。下列化学反应的表示正确的是(B)
A. 肼燃烧的热化学方程式：N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－622 kJ/mol
B. 电解法制备N2H4的阴极反应：N2＋4H＋＋4e－===N2H4
C. N2H4－空气燃料电池的正极反应：N2H4＋4OH－－4e－===N2↑＋4H2O
D. 尿素、NaClO、NaOH溶液制取N2H4的离子方程式：CO(NH2)2＋ClO－===CO2↑＋N2H4＋Cl－
【解析】 表示肼燃烧热的热化学方程式中H2O应为液态，A错误；电解池中阴极发生还原反应，B正确；燃料电池正极发生还原反应，C错误；尿素和NaClO溶液在碱性条件下反应生成N2H4、Na2CO3和NaCl，D错误。
10. 氮肥厂高浓度氨氮(NH和NH3·H2O) 废水可通过下列步骤实现氨氮的回收、处理。
步骤Ⅰ：向废水中加入石灰乳，调节pH至9，升温至30 ℃，通入空气。
步骤Ⅱ：微生物在弱碱性、有氧条件下，实现硝化过程：NH→NO→NO。
步骤Ⅲ：向硝化后的废水中加入CH3OH，实现反硝化过程：NO→NO→N2。
下列说法正确的是(B)
A. 步骤Ⅰ中加入石灰乳后NH浓度增大
B. 步骤Ⅰ中升温至30 ℃，通入空气，可降低氨氮浓度
C. 步骤Ⅱ中发生反应：2NH＋3O22NO＋4H＋＋2H2O
D. 步骤Ⅲ中利用了CH3OH的氧化性
【解析】 石灰乳与NH生成NH3·H2O，A错误；步骤Ⅰ中通入空气可氧化NH和NH3·H2O，B正确；步骤Ⅱ中体系呈弱碱性，离子方程式中不出现H＋，C错误；步骤Ⅲ中利用了CH3OH的还原性，D错误。
11. (2025·南京考前)Li3FeN2催化氨分解反应的原理如图所示。
(1) 在500 K完成反应Ⅰ后，用X－射线衍射法判断残留固体M的组成，其X－射线衍射图如图中(a)所示，该反应的化学方程式为2NH3＋4Li3FeN22Fe2N＋6Li2NH＋N2。
(2) 在723 K完成反应Ⅱ后，残留固体的X－射线衍射图如图中(b)所示，单质Fe由M中的某物质分解生成。经该循环得到的H2与N2的物质的量之比<(填“>”“<”或“＝”)3。
【解析】 (2) 在723 K完成反应Ⅱ后，单质Fe由M中的某物质分解生成。根据含铁物质的化学式，可知Fe2N分解放出N2，所以经该循环得到的H2与N2的物质的量之比<3。
练习3　硝酸　氮及其化合物的转化
1. 下列叙述正确的是(D)
A. 实验室可用活泼金属与硝酸反应制取氢气
B. 常温下，Ag在浓硝酸中发生钝化
C. 将铝片加到冷浓硝酸中制二氧化氮
D. 浓硝酸分别与Cu和C加热反应，生成不同的气体
【解析】 活泼金属与硝酸反应生成NOx，不生成H2，A错误；常温下，Ag与浓硝酸反应生成NO2，B错误；铝遇冷浓硝酸发生钝化，C错误；浓硝酸与Cu反应生成NO2，浓硝酸与C加热发生反应生成NO2和CO2，D正确。
2. 下列选项所示的物质间转化均能实现的是(C)
A. HNO3(稀)NONaNO3
B. HNO3(稀)NO2HNO3
C. CuCuOCu(NO3)2
D. 浓硝酸NON2
【解析】 NO与NaOH溶液不反应，A错误；Cu与稀硝酸反应生成NO，B错误；浓硝酸光照生成NO2，D错误。
3. 氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法错误的是(B)
A. 常温下可以用铁制容器来盛装浓硝酸
B. 工业制硝酸过程中的物质转化：NH3NOHNO3
C. 氮气、铵盐、亚硝酸盐、硝酸盐之间的转化构成了自然界“氮循环”的一部分
D. 实验室用浓氨水、生石灰制备少量氨气：NH3·H2O＋CaO===Ca(OH)2＋NH3↑
【解析】 NO不能与水反应生成HNO3，B错误。
4. 下列对有关事实的解释正确的是(C)
A. 常温下，浓硝酸、浓硫酸均可用铝槽贮存，说明铝既不与浓硝酸反应也不与浓硫酸反应
B. 将红热的木炭投入浓硝酸中，有红棕色气体产生，证明木炭具有还原性
C. 浓硝酸在光照条件下颜色变黄，说明浓硝酸不稳定且见光容易分解
D. Fe与稀硝酸、稀硫酸反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生了置换反应
【解析】 常温下，铝在浓硝酸、浓硫酸中钝化，浓硝酸、浓硫酸均可用铝槽贮存，A错误；HNO3受热分解也生成NO2，B错误；浓硝酸光照显黄色原因是浓硝酸分解生成的NO2溶解在其中，C正确；Fe与稀硝酸反应不是置换反应，D错误。
5. 明代《徐光启手迹》记载了制备硝酸的方法，其主要流程(部分产物已省略)如下：
下列说法错误的是(A)
A. FeSO4的分解产物X为FeO
B. 本流程涉及复分解反应
C. HNO3的沸点比H2SO4的低
D. 制备使用的铁锅易损坏
【解析】 据图可知FeSO4分解时有SO2和SO3生成，S元素化合价降低，则Fe元素被氧化，X为Fe2O3，A错误；H2SO4与KNO3生成HNO3和K2SO4，为复分解反应，B正确；H2SO4与KNO3混合，蒸馏生成HNO3，说明HNO3的沸点比H2SO4低，C正确；硫酸、硝酸均可以和铁反应，所以制备使用的铁锅易损坏，D正确。
6. 消除氮氧化物尾气和水中硝酸盐造成的氮污染已成为环境修复研究的热点。
(1) 氧化吸收法
酸性条件下，加入NaClO溶液可以氧化N2O、NO和NO2等生成Cl－和NO。其他条件一定，N2O转化为NO的转化率随水体溶液初始pH的变化如图1所示。
图1　　　 　　　图2
① 在酸性水体中，加入NaClO溶液吸收N2O的离子方程式为4ClO－＋N2O＋H2O===4Cl－＋2NO＋2H＋或4HClO＋N2O＋H2O===4Cl－＋2NO＋6H＋。
② 水体溶液初始pH越小，N2O转化率越高。其原因是溶液pH越小，ClO－氧化能力越强，所以N2O转化率越高。
③ NaClO2/H2O2酸性复合吸收剂可有效去除NO。复合吸收剂组成一定时，温度对NO去除率的影响如图2。温度高于60 ℃后，NO去除率下降的主要原因是温度升高，H2O2分解速率加快，NO溶解度降低，导致NO去除率下降。
(2) 催化还原法
① 在W-Cu/Al2O3的催化条件下，使用H2作为还原剂，可将水中的NO转化为 N2。该反应机理分为三步，如图3所示，第一步：NO在Cu表面被还原为NO，Cu被氧化为CuO；第二步：NO从Cu表面迁移至W的表面；第三步：H2在W表面吸附并解离为活性氢原子(W—H)，W—H将NO还原为N2，同时W—H将CuO还原为Cu，自身转化为W，实现Cu和W 的催化循环(补充完整该步反应机理)。
图3　　　　 　　图4
② 若改用 Pd-Cu /Al2O3作为还原硝酸盐过程的催化剂，其催化机理与W-Cu/Al2O3相似。但还原过程中检测到三种含氮化合物微粒，其浓度变化如图4所示，在1.5～2.5 h过程中，NO部分转化为NH的可能原因是Pd—H比W—H的还原性(活性)更强，能将少量的NO还原为NH。
【解析】 (1) ③ 温度升高，气体溶解度降低，H2O2分解速率加快，NO去除率降低。(2) ② 用W—Cu/Al2O3作为催化剂将NO还原为 N2，改用Pd—Cu/Al2O3作为催化剂将NO还原为 NH，N的价态降得更低，可能原因是Pd—H比W—H的还原性更强。
7. 亚硝酰硫酸(NOHSO4)是有机合成中的常见试剂，常用于制造医药和染料。
(1) NOHSO4晶体是由NO＋和硫酸氢根离子(HSO)两种离子构成，NOHSO4易溶解在浓硫酸中，溶于水时会生成H2SO4、HNO3和NO。
① NO＋中所有原子均满足8电子稳定结构，则NO＋的电子式为[N O]＋。
② 每有1 mol NOHSO4溶于水，完全反应时转移电子的物质的量为 mol。
(2) 实验室可以用如图所示装置制取亚硝酰硫酸溶液。装置Ⅰ用于制取SO2，装置Ⅲ用于制取亚硝酰硫酸。
① 质量分数为70%的硫酸，其密度为1.6 g/cm3，则该硫酸的物质的量浓度为11.4 mol/L(结果保留1位小数)。
② 装置Ⅲ中使用20 ℃的冷水浴可以防止HNO3分解。若不使用冷水浴，实验中可观察到的现象是有红棕色气体出现。
(3) 可通过如下实验测定所得亚硝酰硫酸固体样品的质量分数。
步骤Ⅰ：称取0.400 g亚硝酰硫酸样品于锥形瓶中，加入22 mL 0.100 0 mol/L KMnO4溶液和少量稀硫酸，充分反应后溶液为紫红色；
步骤Ⅱ：向步骤Ⅰ所得溶液中滴加0.100 0 mol/L Na2C2O4标准溶液与过量的KMnO4溶液反应，恰好完全反应时消耗Na2C2O4标准溶液25 mL。滴定过程中发生反应：2MnO＋5C2O＋16H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。
① 步骤Ⅰ反应后有Mn2＋和NO等生成。写出NO＋所发生反应的离子方程式：2MnO＋5NO＋＋2H2O===2Mn2＋＋5NO＋4H＋。
② 计算亚硝酰硫酸样品的纯度(写出计算过程)。
n(C2O)＝0.100 0 mol/L×25.00×10－3 L＝2.5×10－3 mol
n(MnO)总＝0.100 0 mol/L×22.00×10－3 L＝2.2×10－3 mol
被C2O消耗的n(MnO)＝n(C2O)×＝2.5×10－3 mol×＝1×10－3 mol
被NO＋消耗的n(MnO)＝2.2×10－3 mol－1×10－3mol＝1.2×10－3mol
n(NO＋)＝1.2×10－3 mol×＝3×10－3 mol
m(NOHSO4)＝3×10－3 mol×127 g/mol＝0.381 g
亚硝酰硫酸样品的纯度＝×100%＝95.25%
【解析】 (1) ①NO＋与N2互为等电子体，结构相似。②3NOHSO4＋2H2O===3H2SO4＋HNO3＋2NO，可得关系式：3NOHSO4～2e－，1 mol NOHSO4反应转移 mol 电子。(2) ①c＝ mol/L≈11.4 mol/L。②若不使用冰水浴，HNO3分解产生红棕色气体NO2。

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