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考点14 氮及其重要化合物
【考纲要求】
1．了解NO、NO2的性质。
2．掌握硝酸的性质和用途，结合金属与硝酸的反应，掌握守恒法的计算技巧。
3．了解氮的氧化物对环境及人类健康的影响。
4．了解氨气、铵盐的性质及用途；掌握氨气的实验室制法。
5．掌握铵根离子的检验。
【知识要点精讲】
一、氮及其重要化合物的知识导图
本考点重要知识有N2、NO、NO2、NH3、HNO3、铵盐的性质及用途，NH3的制法，NH4+ 的检验等，主要考查硝酸的强氧化性，如离子共存，氨气的性质、实验室制法及相关探究性实验，硝酸与金属反应的相关计算，大气污染等．硝酸的强氧化性一直是高考的热点，硝酸与金属的反应也经常出现。
二、氮气及氮的氧化物
1．氮气
(1)氮气的分子结构，N2电子式：，结构式为N≡N。
(2)化学性质
镁条能在N2中燃烧 N2 + 3Mg ==== Mg3N2
与H2化合生成NH3 N2 +3H22NH3 （该反应是一个可逆反应，是工业合成氨的原理）21*cnjy*com
N2与O2化合生成NO： N2 + O22NO （在闪电或行驶的汽车引擎中会发生以上反应）
⑶氮气的循环
2．氮的氧化物
氮有多种价态的氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等,其中属于酸性氧化物的是N2O3、N2O5。
其中比较重要的是一氧化氮和二氧化氮的性质。
(1)物理性质
颜色 气味 毒性 密度 溶解性
NO 无色 无气味 有毒 比空气大 不溶于水
NO2 红棕色 刺激性气味 有毒 比空气大 与水反应
(2)化学性质
①NO与O2反应：__2NO＋O2===2NO2__
②NO2与水反应：__3NO2＋H2O===2HNO3＋NO__
(工业制HNO3原理．在此反应中，NO2同时作氧化剂和还原剂)
由以上2个方程式合并可得：
③4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3　
④4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3　
3．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。21教育网
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。【来源：21·世纪·教育·网】
三、氨气
1．氨分子的结构：NH3的电子式为，结构式为，氨分子的结构为三角锥形，N原子位于锥顶，三个H原子位于锥底，键角107°18′，是极性分子。2-1-c-n-j-y
2. 物理性质：氨气是无色、有刺激性气味的气体，在标准状况下，密度比空气小。氨易液化，液氨气化时要吸收大量的热，使周围温度急剧下降，所以液氨可作致冷剂。【来源：21cnj*y.co*m】
氨气极易溶于水，常温常压下，1体积水中大约可溶解700体积的氨气。氨的水溶液称氨水。计算氨水的浓度时，溶质应为NH3 。21教育名师原创作品【出处：21教育名师】
3.化学性质：
⑴ 跟水反应：氨气溶于水时（氨气的水溶液叫氨水），大部分的NH3分子与H2O分子结合成NH3·H2O（一水合氨）。NH3·H2O为弱电解质，只能部分电离成NH4＋和OH－。
NH3 + H2ONH3·H2O NH4＋ + OH－
①　氨水的性质：氨水具有弱碱性，使无色酚酞试液变为浅红色，使红色石蕊试液变为蓝色。氨水的浓度越大，密度反而越小（是一种特殊情况）。NH3·H2O不稳定，故加热氨水时有氨气逸出：
NH3·H2O NH3↑+ H2O
②　氨水的组成：氨水是混合物（液氨是纯净物），其中含有3种分子（NH3、NH3·H2O、H2O）和3种离子（NH4＋和OH－、极少量的H＋）。
③　氨水的保存方法：氨水对许多金属有腐蚀作用，所以不能用金属容器盛装氨水。通常把氨水盛装在
玻璃容器、橡皮袋、陶瓷坛或内涂沥青的铁桶里。
④　有关氨水浓度的计算：氨水虽然大部分以NH3·H2O形式存在，但计算时仍以NH3作溶质。
⑤　NH3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。
⑵ 氨与酸（硫酸、硝酸、盐酸等）反应，生成铵盐。
反应原理： NH3 + H+ === NH4+
①当蘸有浓氨水的玻璃棒与蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近时，产生大量白烟。这种白烟是氨水中挥发出来的NH3与盐酸挥发出来的HCl化合生成的NH4C1晶体小颗粒。
反应的方程式：NH3 + HCl === NH4Cl
②氨气与挥发性酸（浓盐酸、浓硝酸等）相遇，因反应生成微小的铵盐晶体而冒白烟，这是检验氨气的方法之—。
⑶与O2反应：4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O
氨气在催化剂（如铂等）、加热条件下，被氧气氧化生成NO和H2O。此反应是放热反应，叫做氨的催化氧化（或叫接触氧化）是工业制硝酸的反应原理之一。
4NH3 + 3O2（纯氧） ==== 2N2 + 6H2O（黄绿色火焰）
⑷　还原性：与CuO、Cl2等的反应。
氨气还原CuO是实验室制氮气的方法之一，其反应方程式为 3CuO + 2NH3 N2 + 3Cu +3H2O
氨气与少量氯气反应的化学方程式为8NH3 + 3Cl2 ==== N2 + 6NH4Cl
氨气与足量氯气反应的化学方程式为2NH3 + 3Cl2 ==== N2 + 6HCl
4．氨气的用途：
① 是氮肥工业及制造硝酸、铵盐、纯碱的原料；
② 是有机合成工业如合成纤维、塑料、染料、尿素等的常用原料；
③ 用作冰机中的致冷剂。
5．氨的实验室制法：
⑴　反应原理：2NH4Cl + Ca(OH)2 CaCl2 + 2NH3↑+ 2H2O
⑵ 发生装置：固固反应加热装置，与制取氧气的发生装置相同。
⑶　干燥：用碱石灰干燥。
不能用浓H2SO4、P2O5等酸性干燥剂和CaCl2干燥氨气，因为它们都能与氨气发生反应（CaCl2与NH3反应生成CaCl2·8NH3）。www-2-1-cnjy-com
⑷ 收集方法：由于氨极易溶于水，密度比空气小，所以只能用向下排空气法收集。
⑸ 检验： a．用湿润的红色石蕊试纸放试管口或者瓶口（变蓝）
b．蘸有浓盐酸的玻璃棒接近试管口或者瓶口（产生白烟）。
棉花团的作用：是为了防止试管内的NH3与试管外的空气形成对流，以期在较短时间内收集到较为纯净的氨气。
① 制氨气所用的铵盐不能用NH4NO3、NH4HCO3、(NH4)2CO3等代替，因为NH4NO3在加热时易发生爆炸，而NH4HCO3、(NH4)2CO3极易分解产生CO2气体使制得的NH3不纯。
② 消石灰不能用NaOH、KOH等强碱代替，因为NaOH、KOH具有吸湿性，易潮解结块，不利于生成的氨气逸出，而且NaOH、KOH对玻璃有强烈的腐蚀作用。
③ NH3极易溶于水，制取和收集的容器必须干燥。
④ 实验室制取氨气的另一种常用方法：将浓氨水滴到生石灰或烧碱固体上。有关反应的化学方程式为： CaO + NH3·H2O ==== Ca(OH)2 + NH3↑21*cnjy*com
烧碱或生石灰的作用：一是增大溶液中的OH－浓度，二是溶解或反应放热，促使NH3·H2O转化为NH3，这种制氨气的发生装置与实验室制O2（H2O2为原料）、C2H2气体的装置相同。
四、铵盐 由铵离子和酸根离子构成的盐
1.物理性质
都是白色或无色晶体，都__易__溶于水。
2.化学性质——“三解”：
①“热解”——不稳定，受热易分解，写出下列反应的化学方程式：
a．NH4Cl受热分解：__NH4ClNH3↑＋HCl↑__。
b．NH4HCO3受热分解：__NH4HCO3NH3↑＋H2O＋CO2↑__。
②“碱解”——铵盐都可与碱发生反应生成NH3或NH3·H2O。写出铵盐与碱溶液反应的离子方程式：
a．稀溶液不加热：__NH4＋＋OH－===NH3·H2O__。
b．浓溶液或加热：__NH4＋＋OH－NH3↑＋H2O__。
③“水解”——铵盐溶于水易水解，离子方程式：__NH4＋＋H2ONH3·H2O＋H＋__。
3.NH4＋的检验
铵盐无色刺激性气味气体试纸变__蓝__色
五、硝酸
1．物理性质：
⑴ 纯硝酸是无色、易挥发（沸点为83℃）、有刺激性气味的液体，常用浓HNO3的质量分数为69%，能跟水以任意比互溶，打开盛浓硝酸的试剂瓶盖，有白雾产生。（与浓盐酸相同）
⑵ 质量分数为98％以上的浓硝酸挥发出来的HNO3蒸气遇空气中的水蒸气形成极微小的硝酸液滴而产生“发烟现象”。因此，质量分数为98％以上的浓硝酸通常叫做“发烟硝酸”。
2．化学性质：
⑴ 具有酸的一些通性，但硝酸与金属反应时一般无氢气产生。
例如： CaCO3 + 2HNO3(稀)＝Ca(NO3)2 + CO2↑+ H2O
（实验室制CO2气体时，若无稀盐酸可用稀硝酸代替）
⑵ 不稳定性。HNO3见光或受热易发生分解，HNO3越浓，越易分解。硝酸分解放出的NO2溶于其中而使硝酸呈黄色。有关反应的化学方程式为： 4HNO32H2O + 4NO2↑+O2↑
(浓HNO3通常保存在__棕色磨口细口瓶__中且置于冷暗处，瓶塞不能用__橡胶塞__。)
⑶ 强氧化性：不论是稀HNO3还是浓HNO3，都具有极强的氧化性。HNO3浓度越大，氧化性越强。其氧化性表现在以下几方面：21cnjy.com
① 几乎能与所有金属（除Pt、Au外）反应。当HNO3与金属反应时，HNO3被还原的程度（即氮元素化合价降低的程度）取决于硝酸的浓度和金属单质还原性的强弱。对于同一金属单质而言，HNO3的浓度越小，HNO3被还原的程度越大，氮元素的化合价降低越多。一般反应规律为：
金属 + HNO3(浓) → 硝酸盐 + NO2↑ + H2O
金属 + HNO3(稀) → 硝酸盐 + NO↑ + H2O
较活泼的金属(如Mg、Zn等) + HNO3(极稀) → 硝酸盐 + H2O + N2O↑(或NH3等)
金属与硝酸反应的重要实例为：
3Cu + 8HNO3(稀) ＝ 3Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O
该反应较缓慢，反应后溶液显蓝色，反应产生的无色气体遇到空气后变为红棕色（无色的NO被空气氧化为红棕色的NO2）。实验室通常用此反应制取NO气体．21·cn·jy·com
Cu + 4HNO3(浓) ＝ Cu(NO3)2 + 2NO2↑+ 2H2O
该反应较剧烈，反应过程中有红棕色气体产生，此外，随着反应的进行，硝酸的浓度渐渐变稀，反应产生的气体是NO2、NO等的混合气体。2·1·c·n·j·y
② 变价金属与硝酸反应时，产物的价态则要看硝酸与金属的物质的量的相对大小，若金属过量，则生 成低价的金属硝酸盐；若硝酸过量，则生成高价的金属硝酸盐。
如：铁与稀硝酸的反应：3Fe（过量）＋8HNO3（稀）＝3Fe（NO3）2＋2NO↑＋4H2O
Fe（不足）＋4HNO3（稀）＝Fe（NO3）3＋NO↑＋2H2O
③ 常温下，浓HNO3能将金属Fe、A1钝化，使Fe、A1的表面氧化生成一薄层致密的氧化膜。因此，可用铁或铝制容器盛放浓硝酸，但要注意密封，以防止硝酸挥发变稀后与铁、铝反应。（与浓硫 酸相似）
④ 浓HNO3与浓盐酸按体积比1∶3配制而成的混合液叫王水。王水溶解金属的能力更强，能溶解金属Pt、Au。
⑤ 能把许多非金属单质（如C、S、P等）氧化，生成最高价含氧酸或最高价非金属氧化物。例如：
C + 4HNO3(浓) ==== CO2↑+ 4NO2↑+ 2H2O
⑥ 能氧化某些具有还原性的物质，如H2S、SO2、Na2SO3、HI、HBr、Fe2＋等。应注意的是，NO3－无氧化性，而当NO3－在酸性溶液中时，则具有强氧化性。例如，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＋；又如，向浓HNO3与足量的Cu反应后形成的Cu(NO3)2中再加入盐酸或硫酸，则剩余的Cu会与后来新形成的稀HNO3继续反应。
⑦ 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。
⑧王水 浓HNO3与浓HCl的体积比为 1:3，能溶解Au 、Pt。
⑷ 与有机物反应：
在一定条件下硝酸可与某些有机物发生取代反应和颜色反应。
如：浓硝酸与苯、苯酚等物质的硝化反应；与纤维素的酯化反应；与某些蛋白质的颜色反应等。
3．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，应将硝酸盛放在带玻璃塞的棕色试剂瓶中，并贮存在黑暗且温度较低的地方。
4．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。
5．硝酸的工业制法：
4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O 2NO + O2 == 2NO2 3NO2 + H2O == 2HNO3 + NO
尾气吸收：NO2和NO NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+ H2O
2NO2 + 2NaOH == NaNO2 + NaNO3 + H2O消除对大气的污染
当V(NO2)∶V(NO)≥1∶1时，尾气可全部被吸收；当NO过量时，应先补充适量的O2。
6.的检验
试液浓缩后，加入浓硫酸和Cu片，出现蓝色溶液和红棕色气体。若待测液较稀，相当于Cu与稀硝酸反应，产生无色气体NO，现象不明显。因此可将稀溶液浓缩后再检验。
六、易错提醒
1.N2与O2反应时,不论O2是否过量，生成的产物是NO而不是NO2 。
2.氨是中学阶段所学的唯一的碱性气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，利用这一点，可以在推断题中作为解题的突破口。
3.氨水中含有三种分子（H2O、NH3·H2O、NH3）和三种离子（OH 、NH4+、H+），其中含量最多的是NH3·H2O，但计算其物质的量浓度和溶质质量分数时，氨水的溶质以NH3代入。
4.一水合氨（NH3·H2O）是一种弱碱，当氨水作反应物时，在离子方程式中用分子式表示。
5.NH3可作制冷剂是因为汽化吸收热量，与NH3易液化无直接关系。
6.NO与人体内血红蛋白结合，使人中毒，与CO相似。
7.实验室中HNO3保存在棕色、细口、磨口玻璃塞的玻璃试剂瓶中，并放置在避光处。
8.硝酸与金属反应的计算方法
（1）硝酸与金属反应的计算模型
（2）计算技巧
【典例分析】
例1．氮元素在海洋中的循环，是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中无机氮的循环过程可用下图表示。 下列关于海洋氮循环的说法正确的是
A. 海洋中的氮循环起始于氮的氧化
B. 海洋中的氮循环属于固氮作用的是③
C. 海洋中的反硝化作用一定有氧气的参与
D. 向海洋排放含NO3—的废水会影响海洋中NH4+的含量
【答案】D
用：反硝化细菌在缺氧条件下，还原硝酸盐，释放出分子态氮（N2）或一氧化二氮（N2O）的过程，不一定有氧参加，C错误；D．转化关系图中硝酸根离子增多，反硝化作用增强，向海洋排放含NO3-的废水会影响海洋中NH4+的含量，D正确；答案选D。
例2．下列实验方法制备氨气，其中合理的是________(填字母)。
A．将氯化铵固体加热分解收集产生的气体
B．将浓氨水滴入氢氧化钠固体中，收集产生的气体
C．将碳酸氢铵加热分解产生的气体用碱石灰干燥
D．将氯化铵稀溶液滴入氢氧化钠固体中，收集产生的气体
【解析】
A项，加热氯化铵产生氯化氢和氨气，遇冷又转化为氯化铵固体，不能制取氨气；
B项，用浓氨水与氢氧化钠固体混合制氨气时，将氨水滴入氢氧化钠固体中更方便操作，而且节约氨水的用量；
C项，碳酸氢铵加热分解产生的气体有氨气、二氧化碳和水蒸气，用碱石灰干燥时可吸收二氧化碳和水蒸气，剩余气体为氨气。21·世纪*教育网
D项， 氨气极易溶于水，氯化铵稀溶液滴入氢氧化钠固体中生成一水合氨得不到氨气。
【答案】BC
例3.有关氨气的实验较多，下列对这些实验或实验原理的分析中，正确的是 (　　)
A．某同学将收集到的一大试管氨气倒扣在盛满水的烧杯中，充分吸收后试管中还有少量气体，该同学用红色石蕊试纸检验该气体中可能含有氨气
B．氨水中滴入酚酞变红，是因为氨气能电离出氢氧根离子
C．因氨水中的氨主要以NH3·H2O的形式存在，故25%的氨水是指每100 g氨水中含NH3·H2O 25 g
D．NH3·H2O的热不稳定性可以解释实验室中用加热氨水的方法制取氨气
【解析】氨气极易溶于水，常温下1体积的水溶解约700体积的氨气，故A项中剩余气体中不含氨气，错误；氨水显碱性的原因是氨气与水反应生成的一水合氨电离出氢氧根离子，B项错误；虽然氨在其水溶液中主要以一水合氨的形式存在，但习惯上认为氨水的溶质是氨，C项错误；NH3·H2O不稳定，受热容易分解，向浓氨水中加入氧化钙制取氨气的原因之一就是氧化钙与水反应消耗水以及反应放热．．
【答案】D
例4.足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，这些气体与1.68 L O2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5 mol/L NaOH 溶液至Cu2＋恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是(　　)
A．60 mL B．45 mL
C．30 mL D．15 mL
【解析】整个反应过程中，最终是Cu失e－，O2得e－；据得失e－相等，可求出
n(Cu2＋)＝×4/2＝0.15 mol，故沉淀它需V(NaOH)＝ L＝0.06 L＝60 mL。
【答案】A
例5.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。已知：4NH3＋6NO5N2＋6H2O，8NH3＋6NO27N2＋12H2O。同温同压下，3.5 L NH3恰好将3.0 L NO和NO2的混合气体完全转化为N2，则原混合气体中NO和NO2的体积之比是________。
(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______。
【解析】
(1)设NO的体积为V(NO)，NO2的体积为V(NO2)，依据方程式知，处理NO需NH3：V(NO)，处理NO2需NH3：V(NO2)，则
解得：V(NO)＝0.75 L，V(NO2)＝2.25 L，
V(NO)∶V(NO2)＝1∶3。
(2)①生成两种钠盐，必然是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。
【答案】
(1)1∶3
(2)①2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O
②NaNO2
例6.氨与硝酸都是氮的重要化合物，在工农业生产中有广泛应用。实验室设计了如图所示的实验装置，进行“氨的催化氧化”等实验。21教育名师原创作品
完成下列填空：
（1）A处是一种气体发生装置，A中所用试剂只能从下列物质中选取：
①硝酸铵　②碳酸铵　③碳酸氢铵　④氯化铵　⑤熟石灰　⑥氢氧化钠
若A中制取气体时只用了一种试剂，该试剂可以是________(选填上述编号)，此时A处的装置应为________(选填下列字母)。
至此，完成了对图1中装置的补充。试从安全、环保等角度对该装置再提出修改建议：_____________________________________________。
（2）在图1中，若A、B处试剂足量，则装置E中可以观察到的实验现象：____________________。
（3）某工厂生产硝酸的流程简要表示如下：
a中反应的化学方程式为_______________________________________。
（4）工业上通常用质量分数为0.150的Na2CO3水溶液(密度1.16 g·mL－1)作为NOx吸收剂，它的物质的量浓度为__________ mol·L－1(保留2位小数)。实验室配置250 mL该溶液，必须使用的玻璃仪器有玻璃棒、____________________。
【答案】
（1）②或③　d　在装置C与D之间增加一个防倒吸装置；在E后增加一个尾气吸收装置
（2）铜片逐渐减少直至溶解，溶液变成蓝色，生成无色气体并在广口瓶上方变成红棕色
（3）2NO＋O2===2NO2
（4）1.64　250 mL容量瓶、烧杯、胶头滴管
（2）因为NH3和O2反应生成NO，NO被O2氧化生成NO2，NO2溶于水生成HNO3，Cu与稀HNO3反应生成Cu(NO3)2、
NO和H2O，所以其现象为铜片逐渐减少直至溶解，溶液变成蓝色，生成无色气体并在广口瓶上方变成红棕色。
（3）在设备a中NO被O2氧化成NO2。
（4）c＝≈1.64 mol·L－1；配制该溶液还应选用的玻璃仪器有250 mL
容量瓶、烧杯、胶头滴管。
【挑战真题】
1.【2017北京】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
2.【2017 江苏 7】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．FeFeCl2Fe（OH）2
B．SSO3H2SO4
C．CaCO3CaOCaSiO3
D．NH3NOHNO3
3.【2017天津】下列有关水处理方法不正确的是
A．用石灰、碳酸钠等碱性物质处理废水中的酸
B．用可溶性的铝盐和铁盐处理水中的悬浮物
C．用氯气处理水中的Cu2+、Hg2+等重金属离子
D．用烧碱处理含高浓度NH4+的废水并回收利用氨
4.【2016上海】下列气体的制备和性质实验中，由现象得出的结论错误的是
选项 试剂 试纸或试液 现象 结论
A 浓氨水、生石灰 红色石蕊试纸 变蓝 NH3为碱性气体
B 浓盐酸、浓硫酸 pH试纸 变红 HCl为酸性气体
C 浓盐酸、二氧化锰 淀粉碘化钾试液 变蓝 Cl2具有氧化性
D 亚硫酸钠、硫酸 品红试液 褪色 SO2具有还原性
5.【2016江苏】在给定的条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是
A．SiO2SiCl4Si
B．FeS2SO2H2SO4
C．N2NH3NH4Cl(aq)
D．MgCO3MgCl2(aq)Mg
6．【2015全国卷Ⅰ，7】我国清代《本草纲目拾遗》中记叙无机药物335种，其中“强水”条目下写道：“性最烈，能蚀五金……其水甚强，五金八石皆能穿滴，惟玻璃可盛。”这里的“强水”是指(　　)
A．氨水 B. 硝酸 C．醋 D．卤水
7.【2015北京理综，8】下列关于自然界中氮循环(如下图)的说法不正确的是(　　)
A．氮元素均被氧化
B．工业合成氨属于人工固氮
C．含氮无机物和含氮有机物可相互转化
D．碳、氢、氧三种元素也参加了氮循环
8．【2015广东】NH3及其盐都是重要的化工原料。
（1）用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3，反应发生、气体收集和尾气处理装置依次为
（2）按图13装置进行NH3性质实验。
①先打开旋塞1，B瓶中的现象是 ，原因是 ，稳定后，关闭旋塞1。
②再打开旋塞2，B瓶中的现象是 。
（3）设计实验，探究某一种因素对溶液中NH4Cl水解程度的影响。
限制试剂与仪器：固体NH4Cl、蒸馏水、100mL容量瓶、烧杯、胶头滴管、玻璃棒、药匙、天平、pH计、温度计、恒温水浴槽（可控制温度）21世纪教育网版权所有
①实验目的：探究 对溶液中NH4Cl水解程度的影响。
②设计实验方案，拟定实验表格，完整体现实验方案（列出能直接读取数据的相关物理量及需拟定的数据，数据用字母表示；表中V(溶液)表示所配制溶液的体积）。www-2-1-cnjy-com
物理量实验序号 V（溶液）/mL ……
1 100
2 100
③按实验序号I所拟数据进行实验，若读取的待测物理量的数值为Y，则NH4Cl水解反应得平衡转化率为 （只列出算式，忽略水自身电离的影响）。
9.【2017北京】SCR和NSR技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NOx排放。
（1）SCR（选择性催化还原）工作原理：
① 尿素CO(NH2)2]水溶液热分解为NH3和CO2，该反应的化学方程式：____________。
② 反应器中NH3还原NO2的化学方程式：____________。
③ 当燃油中含硫量较高时，尾气中SO2在O2作用下会形成(NH4)2SO4，使催化剂中毒。用化学方程式表示(NH4)2SO4的形成：________。【版权所有：21教育】
④ 尿素溶液浓度影响NO2的转化，测定溶液中尿素（M=60 g·mol 1）含量的方法如下：取a g尿素溶液，将所含氮完全转化为NH3，所得NH3用过量的v1 mL c1 mol·L 1 H2SO4溶液吸收完全，剩余H2SO4用v2 mL c2 mol·L 1 NaOH溶液恰好中和，则尿素溶液中溶质的质量分数是________。
（2）NSR（NOx储存还原）工作原理：
NOx的储存和还原在不同时段交替进行，如图a所示。
① 通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx的储存和还原。储存NOx的物质是_________。
② 用H2模拟尾气中还原性气体研究了Ba(NO3)2的催化还原过程，该过程分两步进行，图b表示该过程相关物质浓度随时间的变化关系。第一步反应消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比是__________。2·1·c·n·j·ywww.21-cn-jy.com
③ 还原过程中，有时会产生笑气（N2O）。用同位素示踪法研究发现笑气的产生与NO有关。在有氧条件下15NO与NH3以一定比例反应时，得到的笑气几乎都是15NNO。将该反应的化学方程式补充完整：_______□15NNO+□H2O
10.【2016课标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NOx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 生成的气态水凝集
打开K2 ③_______________ ④______________
【答案与解析】
1【答案】D
【解析】
A、①中的碎玻璃不与浓硝酸反应，但仍有红棕色气体产生，说明浓硝酸受热分解产生了二氧化氮和氧气，A正确；21*cnjy*com
B、通过A分析可知，浓硝酸受热可以分解产生二氧化氮和氧气，所以②中红棕色气体可能来源于硝酸分解，即不能表明②中木炭与浓硝酸发生反应，B错误；21*cnjy*com
C、实验③中木炭没有与浓硝酸接触，浓硝酸没有被加热，生成的红棕色气体二氧化氮只能是挥发出的硝酸蒸气与红热木炭反应、或是挥发出的硝酸受热分解，从生成的二氧化氮看，都是来源于HNO3中+5价氮元素，所以红棕色气体是还原产物，C正确；
D、由于空气中含有氧气，因此红热的木炭可能与氧气反应产生了CO2，且③中木炭和浓硝酸并没有接触，因此不能说明木炭一定与浓硝酸发生了反应，D错误。答案选D。
2【答案】C
【解析】
A、因为氯气具有强氧化性，则铁与氯气反应生成三氯化铁，而不是氯化亚铁，故A错误；
B、硫与氧气反应生成二氧化硫，而不是三氧化硫，故B错误；
C、CaCO3高温分解生成CaO，CaO为碱性氧化物，和酸性氧化物二氧化硅高温反应生成盐硅酸钙，故C正确；
D、NO不能与水直接反应生成HNO3，故D错误.
3【答案】C
【解析】
A．石灰与酸反应生成钙盐，碳酸钠与酸反应生成钠盐和二氧化碳，故可用于处理废水中的酸，故A正确；
B．铝盐、铁盐都能水解生成对应的氢氧化物胶体，疏松多孔，具有吸附性，可吸附水中的悬浮物，故B正确；
C．氯气可用于水的消毒杀菌，不能与Cu2+、Hg2+反应生成沉淀，对重金属离子没有作用，故C错误；
D．烧碱可与铵根离子反应产生氨气，则可用烧碱处理高浓度的NH4+的废水并回收利用氨，故D正确。
4【答案】D
【解析】
A．NH3制备可以采取浓氨水和生石灰制取，可用红色石蕊试纸检验，试纸变蓝则说明NH3为碱性气体正确；
B．利用浓硫酸的高沸点性以及吸水放热的性质，可以制取HCl气体，pH试纸变红，则说明气体为酸性气体，正确；
C．浓盐酸和二氧化锰加热可以制取Cl2，Cl2可以用湿润的淀粉碘化钾试液检验，试液变蓝，说明KI转化为I2，则说明Cl2有强氧化性，正确；
D．SO2使品红溶液褪色体现的是SO2的漂白性，错误。故选D。
5【答案】C
6【解析】根据所给四种物质的氧化性的强弱可判断，该强水为硝酸，硝酸具有强氧化性，可溶解大部分金属。答案选B。
【答案】B
7【答案】A
【解析】
A．人工固氮中氮气转化为氨气，是N2转化为NH3的过程，N化合价由0→ 3价，化合价降低，被还原，故A错误；
B．工业合成氨是典型的人工固氮方法，故B正确；
C．根据自然界中氮循环图知，通过生物体可以将铵盐和蛋白质相互转化，实现了含氮的无机物和有机物的转化，故C正确；
D．生物体合成蛋白质的过程也有碳、氢、氧元素的参与，故D选项正确。
8【答案】
（1）A、C、G。
（2）①产生白烟；打开旋塞1，氯化氢与氨气混合反应生成了白色氯化铵固体小颗粒，形成白烟。
②烧杯中的石蕊溶液会倒流进入到B瓶中，形成红色溶液。
（3）①温度（或浓度）
②
物理量实验序号 V（溶液）/mL NH4Cl质量(g) 温度（℃） pH ……
1 100 m T1 Y
2 100 m T2 Z
或
物理量实验序号 V（溶液）/mL NH4Cl质量(g) 温度（℃） pH ……
1 100 m T Y
2 100 m2 T Z
③(10-Y×5.35)/m
9【答案】
（1）①CO(NH2)2+H2OCO2+2NH3
②8NH3+6NO27N2+12H2O
③2SO2+O2+4NH3+2H2O2(NH4)2SO4
④
（2）①BaO ②8∶1 ③415NO+4NH3+3O2415NNO+6H2O
（v1c1 v2c2）×10 3mol，尿素溶液中溶质的质量分数是 QUOTE （v1c1 QUOTE v2c2）×10 3mol×60g/mol]÷a g×100%=。【版权所有：21教育】
（2）①由图示可知BaO和NOx作用生成Ba(NO3)2，Ba(NO3)2再还原为N2，则储存NOx的物质是BaO。②由图示可知，第一步反应为H2与Ba(NO3)2作用生成NH3，每摩Ba(NO3)2作用生成NH3共转移
16 mol电子，根据电子守恒，参加反应的氢气的物质的量为16 mol÷2=8 mol，则消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比是8∶1。
③反应物有15NO与NH3，结合产物中有水，可知还有另一反应物O2，反应中NH3是还原剂，15NO与O2是氧化剂，因含氮产物均为15NNO，则15NO与NH3以1∶1参加反应，结合电子守恒和原子守恒可得此反应的化学方程式为415NO+4NH3+3O2415NNO+6H2O。
10【答案】
（1）① A； 2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+ CaCl2+2H2O(或B；NH3·H2ONH3↑+H2O)；
②d c f e i；
（2）①红棕色气体慢慢变浅；②8NH3+6NO2 7N2 +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。
点燃
点燃
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