第4讲氮及其化合物
[考纲要求] 1.了解NO、NO
的性质。2.掌握硝酸的性质和用途，结合金属与HNO3的
2
反应，掌握守恒法的计算技巧。3.了解氮的氧化物及含磷洗涤剂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。
考点一氮气及其氧化物
1．氮气
2．氮的氧化物
氮有多种价态的氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等。
完成NO和NO2的比较表：
(2)空气中NO2是造成光化学烟雾的主要因素。
(3)空气中NO、NO2主要来源于煤和石油的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂等。
(4)NO2：既有氧化性又有还原性，以氧化性为主。NO2能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝。深度思考
1．根据氮在元素周期表中的位置可知氮元素是一种活泼的非金属，为什么氮气很稳定？
答案氮气的性质不仅与原子结构有关，还与氮分子的构成有关；氮气分子中的N≡N 键，键能很大，分子结构稳定，故氮气很稳定。
2．俗话说“雷雨发庄稼”，这说明雷雨中含有能被植物吸收利用的化合态的氮，请同学们写出三个有关的化学方程式：
(1)________________________________________________________________________； (2)________________________________________________________________________； (3)________________________________________________________________________。 答案 (1)N 2＋O 2=====放电或高温
2NO (2)2NO ＋O 2===2NO 2
(3)3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO 3．如何鉴别NO 2与溴蒸气？
答案 由于NO 2和Br 2在性质上有不少相似性：①均具有氧化性；②溶于水均有酸生成；③均可与碱反应；④均为红棕色等。所以不能用淀粉-KI 试纸、pH 试纸、NaOH 溶液来鉴别，但二者性质又有差别，可以用下列方法鉴别：①AgNO 3溶液；②CCl 4溶液；③用水洗法。
题组一 NO 、NO 2的性质及对环境的影响
1．汽车排放的尾气中含有NO 2，NO 2是城市大气污染的主要污染物之一，在日光照射下，NO 2发生一系列光化学烟雾的循环反应，从而不断产生O 3，加重空气污染。反应过程为①2NO 2―→2NO ＋2O ，②2NO ＋O 2―→2NO 2，③O ＋O 2―→O 3。下列对该反应过程及生成物叙述正确的是
( )
A ．NO 2起催化剂作用
B ．NO 起催化剂作用
C ．NO 2只起氧化剂作用
D ．O 3与O 2为同分异构体
答案 A
解析 反应过程①＋②得O 2―→2O ，③O ＋O 2―→O 3，NO 2起催化剂作用，反应过程中NO 2作氧化剂，A 项正确，B 、C 项错误；O 3与O 2的相对分子质量不相同，不是同分异构体，属同素异形体，D 项错误。
2．氮的氧化物(用NO x 表示)是大气污染物，必须进行处理。
(1)汽车尾气主要含有CO 2、CO 、SO 2、NO x 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 、NO x 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。反应的化学方程式可表示为___________________________。 (2)用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。已知：4NH 3＋6NO=====催化剂
△5N 2＋6H 2O,8NH 3＋6NO 2=====催化剂
△
7N 2＋12H 2O 。同温同压下，3.5 L NH 3恰好将3.0 L NO 和NO 2的混合气体完
全转化为N 2，则原混合气体中NO 和NO 2的体积之比是________。
(3)工业尾气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理，若NO 与NO 2按物质的量之比1∶1被足量NaOH 溶液完全吸收后得到一种钠盐，该钠盐的化学式是________________________________________________________________________。 答案 (1)①汽油的不完全燃烧 N 2与O 2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) ②2x CO ＋2NO x =====催化剂
△2x CO 2
＋N 2 (2)1∶3 (3)NaNO 2
解析 (1)①汽车汽缸内不断进行着汽油的燃烧反应，当空气不足时，汽油不完全燃烧，会产生CO ；当空气过量时，N 2和O 2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。②CO 、NO x 反应后生成的无毒气体为CO 2和N 2。(2)V (NO)＋V (NO 2)＝3.0 L 23 V (NO)＋4
3V (NO 2)＝3.5 L 则V (NO)＝0.75 L V (NO 2)＝2.25 L
V (NO)∶V (NO 2)＝1∶3。
(3)NO 中氮的化合价为＋2价，NO 2中氮的化合物为＋4价，二者1∶1混合时与NaOH 反应生成盐的化合价必然为＋3，即为NaNO 2。
氮氧化物对环境的影响
1．常见的污染类型
(1)光化学烟雾：NO x 在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生的一种有毒的烟雾。
(2)酸雨：NO x 排入大气中后，与水反应生成HNO 3和HNO 2，随雨雪降到地面。 (3)破坏臭氧层：NO 2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。 2．常见的NO x 尾气处理方法
(1)碱液吸收法
2NO 2＋2NaOH===NaNO 3＋NaNO 2＋H 2O NO 2＋NO ＋2NaOH===2NaNO 2＋H 2O
NO 2、NO 的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是：n (NO 2)≥n (NO)。一般适合工业尾气中NO x 的处理。
(2)催化转化：在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N 2)或NO x 与CO 在一定温度下催化转化为无毒气体(N 2和CO 2)。一般适用于汽车尾气的处理。
题组二有关氮的氧化物计算类试题
3．如图所示，试管中盛装的是红棕色气体(可能是混合物)，当倒扣在盛有水的水槽中时，试管内水面上升，
但不能充满试管，当向试管内鼓入氧气后，可以观察到试管中水柱继续上升，经过多次重复后，试管内完全被水充满，原来试管中盛装的气体是() A．可能是N2与NO2的混合气体
B．只能是O2与NO2的混合气体
C．可能是NO与NO2的混合气体
D．只能是NO2一种气体
答案 C
解析解答本题要注意以下两点：(1)明确氮气不溶于水，且常温下不与其他物质发生化学反应；(2)NO2可与水反应生成不溶于水的NO，NO2和NO分别与氧气按适当的比例可被水完全吸收。
4．将容积为50 mL的量筒充满二氧化氮和氧气的混合气体，将量筒倒置在盛满水的水槽里，一段时间后，量筒里剩余气体体积为5 mL。则原混合气体中NO2和O2体积比可能是__________或________。
答案18∶743∶7
解析NO或NO2与O2混合气体与水的反应计算关系式可由下列化学方程式推导出来。
2NO＋O2===2NO2①
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO②
由②×2＋①得
4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3③
由①×3＋②×2
4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3④
③、④两式就是平时计算经常用到的关系式。
设剩余的5 mL气体为O2，则参加反应③的NO2和O2的总体积为50 mL－5 mL＝45 mL 则原混合气体里，NO2的体积为45 mL×4/5＝36 mL
O2的体积为50 mL－36 mL＝14 mL
即NO2与O2的体积比为36∶14＝18∶7。
设剩余的5 mL气体为NO，由②式得过量的NO2体积为15 mL，则发生反应③的NO2和O2的总体积为50 mL－15 mL＝35 mL
则原混合气体里，O2的体积为35 mL×1/5＝7 mL，NO2的体积为50 mL－7 mL＝43 mL 即NO2与O2的体积比为43∶7。
NO x和O2混合型计算题的规律总结
1．关系式法
(1)NO和O2混合气体通入水中
由2NO＋O2===2NO2和3NO2＋H2O===2HNO3＋NO得总反应为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3
(2)NO2和O2混合气体通入水中
由3NO2＋H2O===2HNO3＋NO和2NO＋O2===2NO2得总反应为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3
(3)NO、NO2和O2三种混合气体通入水中
先按3NO2＋H2O===2HNO3＋NO计算出生成的NO体积，再加上原来混合气体中NO体积，再按(1)计算。
2．电子守恒法
当NO x转化为硝酸时要失去电子，如果是NO x与O2混合，则反应中O2得到的电子数与NO x失去的电子数相等。
考点二 硝酸的性质及应用
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：4HNO 3=====△
或光照2H 2O ＋4NO 2↑＋O 2↑。 (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 ＋8HNO 3(稀)===3Cu(NO 3)2＋2NO ↑＋4H 2O ； 浓硝酸与铜反应：
Cu ＋4HNO 3(浓)===Cu(NO 3)2＋2NO 2↑＋2H 2O 。 ②与非金属反应： 浓硝酸与C 的反应：
C ＋4HNO 3(浓)=====△
CO 2↑＋4NO 2↑＋2H 2O ； ③与还原性化合物反应：
硝酸可氧化H 2S 、SO 2、Na 2SO 3、HI 、Fe 2＋
等还原性物质。
稀硝酸与FeSO 4溶液反应的离子方程式： 3Fe 2＋
＋4H ＋
＋NO －
3===3Fe 3＋
＋NO ↑＋2H 2O 。
(3)与有机物反应
①硝化反应(与C 6H 6反应)： C 6H 6＋HNO 3――→浓硫酸
△
C 6H 5NO 2＋H 2O ； ②颜色反应：蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。
深度思考
1．久置的硝酸呈黄色，如何除去？怎样保存硝酸？
答案硝酸显黄色是由于硝酸见光或受热发生分解，生成的NO2溶于浓硝酸所致，所以消除的方法是通入O2(或空气)，使其发生反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3。保存时应保存在棕色试剂瓶中，并置于阴凉处。
2．常温下，铝和铁在浓硝酸中“钝化”是化学变化吗？
答案是化学变化，钝化是在铁、铝的表面形成一层致密的氧化物保护膜，阻止了金属与硝酸的进一步反应。
题组一硝酸的酸性和强氧化性
1．下列有关硝酸化学性质的叙述中，正确的是(双选) () 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，表现氧化性和酸性
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
答案BD
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，故选项A错；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，所以选项C错，选项B、D正确。
2．下列说法正确的是() A．投入铁片产生H2的溶液中可大量存在H＋、Mg2＋、SO2－4、NO－3
B．可用稀硝酸除去试管内壁上的银镜
C．1.0 mol·L－1的KNO3溶液中可大量存在H＋、Fe2＋、Cl－、SO2－4
D．硫化铜溶于硝酸的离子方程式为CuS＋2H＋===H2S↑＋Cu2＋
答案 B
解析硝酸具有强氧化性，因而含有NO－3的酸性溶液不能与铁反应产生H2，A项错；硝酸可溶解银，B项正确；Fe2＋在稀HNO3中不能大量存在，C项错；硝酸与CuS不能发生复分解反应，而是氧化还原反应，D项错。
1．硝酸与金属反应的规律
(1)HNO3与金属一般不能产生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。
2．涉及HNO3的离子反应常见的易错问题
(1)忽视NO－3在酸性条件下的强氧化性。在酸性条件下NO－3不能与Fe2＋、I－、SO2－3、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的写成复分解反
应。
题组二硝酸与金属反应的计算
3．在标准状况下将1.92 g铜粉投入一定量浓HNO3中，随着铜粉的溶解，反应生成的气体颜色逐渐变浅，当铜粉完全溶解后共收集到由NO2和NO组成的混合气体1.12 L，则反应消耗HNO3的物质的量为() A．0.8 mol B．0.6 mol
C．0.11 mol D．无法计算
答案 C
解析原子守恒法
①被还原的硝酸物质的量即为气体NO2与NO物质的量的总和，n(HNO3)被还原＝
1.12 L
22.4 L·mol－1
＝0.05 mol，
②未被还原的HNO3的物质的量等于Cu(NO3)2中NO－3的物质的量，
n(Cu)＝
1.92 g
64 g·mol－1
＝0.03 mol，所以n[Cu(NO3)2]＝0.03 mol，
③消耗的HNO3的物质的量为0.03 mol×2＋0.05 mol＝0.11 mol，故C项正确。
4．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
5.6 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。则消耗铜的质量
为() A．16 g B．32 g
C．64 g D．无法计算
答案 B
解析该题氮元素变化为硝酸→氮的氧化物→硝酸，所以题目中的反应可以看成是铜与
氧气的反应，其中硝酸为“催化剂”，所以铜的物质的量为2×5.6 L
22.4 L·mol－1
＝0.5 mol，即32 g。
5．有一稀硫酸和稀硝酸的混合酸，其中H2SO4和HNO3的物质的量浓度分别是4 mol·L－1和
2 mol·L－1，取10 mL此混合酸，向其中加入过量的铁粉，待反应结束后，可产生标准状
况下的气体的体积为(设反应中HNO3被还原成NO) () A．0.448 L B．0.672 L
C．0.896 L D．0.224 L
答案 B
解析金属和混酸反应通过离子方程式计算比较简便，3Fe＋8H＋＋2NO－3===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O(铁过量，产物为Fe2＋)，反应中Fe和H＋过量，生成的NO的量以NO－3为准来计算，共得NO 0.448 L，若只考虑到这一步反应，得答案A是错误的，因为过量的铁还可以和溶液中过量的H＋反应产生H2，即有Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，生成的H2为
0.224 L，所以气体体积共计0.672 L，应选B。
金属与硝酸反应计算题的一般方法
1．思维模型
2．计算中的守恒思想的应用
(1)原子守恒法
HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用，以NO－3的形式存在于溶液中；一部分作为氧化剂转化为还原产物，这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量。
(2)得失电子守恒法
HNO3与金属的反应属于氧化还原反应，HNO3中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量。
(3)电荷守恒法
HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH－)则有：
c(NO－3)＝c(H＋)＋nc(M n＋)(M n＋代表金属离子)。
(4)离子方程式计算法
金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO－3在H2SO4提供H＋的条件下能继续与金属反应，因此此类题目应用离子方程式来计算，先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H＋或NO－3进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒。
题组三有关硝酸氧化性的实验探究
6．如图是用浓硝酸、铜片、水等试剂探究浓、稀硝酸的强氧化性并观察还原产物的实验装置。
Ⅰ.浓硝酸的强氧化性实验
将铜片置于具支试管的底部，在分液漏斗中加入约5 mL浓硝酸，往具支试管中放入约
2 mL浓硝酸，用排水法收集产生的气体。
(1)具支试管中发生反应的化学方程式：____________________________________
________________________________________________________________________。
(2)实验中观察到能证明浓硝酸具有强氧化性的现象
________________________________________________________________________。
Ⅱ.稀硝酸的强氧化性实验
(3)上述反应完成后，欲进一步证明稀硝酸也具有强氧化性，紧接的简便、合理的实验操
作是___________________________________________________________________。
(4)能证明稀硝酸与铜反应产生NO的实验现象是_____________________________
(填写序号)。
A．c中收集到无色气体
B．c中收集到的无色气体接触空气后变为红棕色
C．b中产生的无色气体接触空气后变为红棕色
Ⅲ.实验反思
(5)利用该装置先进行铜与浓硝酸反应，再进行铜与稀硝酸反应的实验，其好处是
________________________________________________________________________。
Ⅳ.问题讨论
用等质量的铜片与等体积的浓硝酸、稀硝酸(硝酸均过量)反应时，发现反应后所得溶液前者呈绿色，后者呈蓝色。对此有两种看法：
①两者颜色不同的原因是因为Cu2＋浓度差异引起的。
②前者溶液呈绿色，是因为生成的红棕色NO2溶解于溶液中引起的。
(6)你认为上述看法________(填“①”或“②”)合理。若是①合理，说明理由，若是②
合理，设计一个简单实验证明：
________________________________________________________________________。
答案(1)Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
(2)铜片逐渐溶解，溶液变蓝，放出红棕色气体
(3)往分液漏斗中加水稀释浓硝酸，打开活塞，放入稀硝酸
(4)C
(5)利用Cu与浓硝酸反应生成的NO2排出具支试管中的空气，有利于观察Cu与稀硝酸
的反应产物
(6)②往蓝色溶液中通入NO2，溶液变成绿色(或加热绿色溶液，有红棕色气体产生，
溶液变成蓝色)
解析Ⅰ.铜与浓硝酸反应的化学方程式为Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，实验中具支试管中溶液变蓝，且有红棕色气体产生。
Ⅱ.向试管中加水将浓硝酸稀释后，可以继续进行铜与稀硝酸反应的实验，这样可以利用Cu与浓硝酸反应产生的NO2排出具支试管中的空气，有利于观察铜与稀硝酸反应的产物。
Ⅳ.由于硝酸均过量，铜的质量相同，溶液的体积相同，所以铜无论是与稀硝酸反应，还是与浓硝酸反应，生成的Cu2＋的浓度是相同的，看法①是不合理的，可通过向蓝色溶液中通入NO2看溶液是否变绿，或加热绿色溶液看是否有红棕色气体产生来证明。
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)的气泡，(或)在固体表面产生……(颜色)气泡。
③沉淀：在……(颜色)溶液中产生……(颜色)的沉淀(浑浊)……
考点三氨和铵盐
1．氨的分子结构和性质
(1)物理性质
氨气是无色有刺激性气味的气体，易液化可作制冷剂，常温、常压下，1体积的水可溶解700体积的氨气。
(2)分子结构
电子式：H ··N H
··H ，空间结构：三角锥形。
(3)氨的化学性质 ①与水的反应 NH 3＋H 2O
NH 3·H 2O
NH ＋
4＋OH －
，氨气溶于水得氨水，氨水中含有的粒子有
NH 3·H 2O 、NH 3、H 2O 、NH ＋
4、OH －
、H ＋
。氨水为可溶性一元弱碱，易挥发，不稳定，易分解：NH 3·H 2O=====△
NH 3↑＋H 2O 。 ②氨气与酸反应
a ．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。
化学方程式为HCl ＋NH 3===NH 4Cl 、NH 3＋HNO 3===NH 4NO 3。
b ．与CO 2等酸性氧化物反应：NH 3＋CO 2＋H 2O===NH 4HCO 3或2NH 3＋CO 2＋H 2O===(NH 4)2CO 3。
③NH 3的还原性——氨的催化氧化
化学方程式：4NH 3＋5O 2=====催化剂
△4NO ＋6H 2O 。 ④与盐溶液反应
将氨水加入下列溶液，完成下表：
2．铵盐及NH ＋
4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
铵盐—?????
――→受热分解
???
――→NH 4Cl NH 4Cl=====△
NH 3↑＋HCl ↑
――→NH 4HCO 3
NH 4HCO 3=====△
NH 3
↑＋ CO 2
↑＋H 2
O ↑
――→与NaOH 溶液反应
NH ＋4＋OH －
=====△
NH 3↑＋H 2
O (填离子方程式)
(3)NH ＋
4的检验
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。 3．追根求源——喷泉实验的原理
中学教材中喷泉实验装置如右图所示。实验操作是：打开橡皮管上的夹子，挤压滴管的胶头，则烧杯中的水由玻璃管进入烧瓶，形成喷泉。 (1)喷泉实验的原理
因为烧瓶内气体易溶于水或易与水反应，使瓶内压强减小，形成压强差，大气压将烧杯中的水压入烧瓶而形成喷泉。 (2)能形成喷泉的条件
从原理上讲，气体要易溶于水或易与水反应，以形成足够大的压强差；从实验条件上讲，烧瓶内气体要充满，气体和仪器均要干燥，装置的气密性要好。
(3)可以形成喷泉的组合
液体是水时，NH 3、HCl 、SO 2、NO 2＋O 2等气体均可；液体是NaOH 溶液时，Cl 2、CO 2、H 2S 、SO 2等气体均可。另外SO 2和氯水、CH 2===CH 2与溴水等组合也可形成喷泉。总之，组合条件是：气体在溶液中的溶解度很大或通过反应，使气体的物质的量迅速减小，产生足够的压强差(负压)。
产生压强差的方法一般有：一是使烧瓶外气压增大，烧瓶内气压不变；二是使烧瓶外气压不变，烧瓶内气压减小。上述形成喷泉的组合选用的是第二种方法。 深度思考
1．固态NH 4Cl 受热变成气体，气体遇冷又变为固态NH 4Cl ；固态碘受热变成蒸气，蒸气遇冷又变成固态碘，这两种现象的本质是否相同？请说明判断的理由。
答案 不相同，NH 4Cl 固体受热分解生成NH 3和HCl ，发生了化学变化；固态碘受热升华成为碘蒸气，是物理变化。
2．判断下列说法是否正确，不正确的说明理由。
①氨气溶于水能导电，所以氨气是电解质。 ②实验室用浓氨水与NaOH 固体制取氨气。
③氨与酸反应生成铵盐，与挥发性酸相遇时能形成白烟。
④某晶体与NaOH 共热放出一种使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，该晶体中含有NH ＋
4。 ⑤氨水中含氮微粒中最多的微粒是NH ＋
4。
⑥把NH 3通入稀HNO 3中，当溶液的pH 等于7时，是NH 3和HNO 3等物质的量反应。 ⑦液氨作为清洁能源的反应原理是4NH 3＋5O 2=====催化剂
△4NO ＋6H 2O 。 ⑧氨水中物质的量浓度最大的粒子是NH 3·H 2O(除水)。 ⑨在1 mol·L
－1
氨水中，NH 3·H 2O 、NH ＋
4、NH 3的物质的量浓度之和为1 mol·L －
1。
答案 ②③④⑧⑨正确。①不正确，NH 3本身不导电，溶于水，与水发生反应NH 3＋H 2O
NH 3·H 2O
NH ＋
4＋OH －
而导电，故NH 3不是电解质；⑤不正确，氨水中存在大
量的NH 3·H 2O 和少量的NH ＋
4；⑥不正确，NH 3和HNO 3等物质的量反应时，得到NH 4NO 3溶液，NH ＋
4水解使溶液显酸性，pH<7；⑦不正确，产生的NO 是污染性气体。 3．按要求写出下列反应的离子方程式：
(1)在NH 4Cl 溶液中加入NaOH 溶液，并加热
________________________________________________________________________。 (2)在NH 4Cl 溶液中滴加NaOH 溶液
________________________________________________________________________。 (3)NH 4Cl 溶液呈酸性的原因
________________________________________________________________________。 (4)在饱和NH 4Cl 溶液中滴加NaAlO 2，产生刺激性气味的气体和白色沉淀
________________________________________________________________________。 答案 (1)NH ＋
4＋OH －
=====△
NH 3↑＋H 2O (2)NH ＋
4＋OH －===NH 3·H 2O (3)NH ＋4＋H 2O
NH 3·H 2O ＋H ＋
(4)NH ＋
4＋AlO －
2＋H 2O===Al(OH)3↓＋NH 3↑
题组一 氨和铵盐的性质 1．下列说法中正确的是(双选)
( )
A ．所有铵盐受热均可以分解，产物均有NH 3
B ．硝酸铵受热易分解爆炸，实验室常加热氯化铵与氢氧化钙的混合物制备氨气
C ．在盛有硫酸亚铁铵[(NH 4)2Fe(SO 4)2]溶液的试管中，滴加少量NaOH 溶液，在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验，试纸无明显变化
D ．铵盐都易溶于水，其水溶液均呈酸性 答案 BC
解析 铵盐分解不一定产生氨气，如NH 4NO 3在400 ℃以上分解生成N 2、NO 2和H 2O ，A 项错；Fe 2＋
比NH ＋
4更易结合OH －
，因而加入少量NaOH ，不会产生NH 3，C 项正确；
NH 4HCO 3、(NH 4)2S 等均呈碱性，D 项错。 2．右图的装置中，干燥烧
瓶内盛有某种气体，烧杯和滴管内盛放某种溶液。挤压滴管的胶头，下列与实验事实不相符的是
( )
A ．CO 2(NaHCO 3溶液)/无色喷泉
B ．NH 3(H 2O 中含酚酞)/红色喷泉
C ．H 2S(CuSO 4溶液)/黑色喷泉
D ．HCl(AgNO 3溶液)/白色喷泉 答案 A
解析 CO 2在NaHCO 3溶液中的溶解度很小，因此不能形成喷泉；NH 3极易溶于水生成NH 3·H 2O ，NH 3·H 2O 发生电离生成OH －
，遇酚酞使之显红色；H 2S 和CuSO 4反应生成
CuS 黑色沉淀；HCl 极易溶于水，且和AgNO 3发生反应生成白色沉淀；因此A 不正确。 3．某研究性学习小组同学设计如下图所示装置探究氨气的还原性。
(1)氨催化氧化的化学方程式为_________________________________________。 (2)若实验时通入氨气的速率过快，在烧瓶中会出现白烟，该物质的化学式为__________。 (3)该小组同学以氨气和二氧化碳为原料制备碳酸氢铵。甲同学先将二氧化碳通入水中，充分溶解后，再通入氨气；乙同学先将氨气通入水中，充分溶解后，再通入二氧化碳。请选择合适的方案并说明原因。
答案 (1)4NH 3＋5O 2=====催化剂
△
4NO ＋6H 2O (2)NH 4NO 3 (3)乙同学方案合适。CO 2在水中溶解度小，先通CO 2再通NH 3生成的NH 4HCO 3的量少，而且易生成(NH 4)2CO 3；先通NH 3至饱和再通CO 2至过量，保证产物量大，且全部是NH 4HCO 3溶液。 题组二 氨气的实验室制法
4．下图所示是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是________。
答案 (1)(3)
解析 实验室制取氨气的方法有：①铵盐与碱加热制取氨，常用固体NH 4Cl 与Ca(OH)2反应，试管口向下倾斜；②在浓氨水中加CaO ，因为在氨水中存在平衡NH 3＋H 2O
NH 3·H 2O
NH ＋
4＋OH －
，加入CaO ，平衡向左移动，同时又放热促进氨水分解
为氨气；③加热浓氨水，加快氨水分解为氨气。(1)错在直接加热氯化铵(NH 4Cl 分解生成的NH 3和HCl 在试管口又冷凝成NH 4Cl)；(3)错在试管口向上倾斜。
5．某研究小组要快速制取干燥的氨气，提供的药品有：浓氨水、氯化铵固体、氢氧化钠固体、蒸馏水、碱石灰，提供的仪器如下所示(必要的塞子、玻璃导管、橡胶管、固定装置和尾气处理装置略去)。
(1)需选择的药品是__________，该小组选择的药品混合后快速放氨气的原因________________________________________________________________________， 选择的仪器是________________(填序号)。
(2)若用下图甲装置收集NH 3，如何判断烧瓶中已收集满NH 3？_________________。
(3)图乙中胶头滴管中的水挤入烧瓶后，观察到的现象是
________________________________________________________________________。 答案 (1)浓氨水、氢氧化钠固体 NaOH 溶于水放热，促使氨水分解放出氨气，且 c (OH －
)增大，使NH 3＋H 2O NH 3·H 2O NH ＋4＋OH －
平衡左移，有利于NH 3放出
①③⑥或①③⑦
(2)漏斗下端边沿与水面接触时溶液颜色变为红色 (3)气球逐渐变大
实验室制取少量NH 3的两种简易方法
1．加热浓氨水
(1)反应原理：NH 3·H 2O=====△
NH 3↑＋H 2O 。 (2)装置：见图甲。
2．浓氨水中加固态碱性物质
(1)反应原理：浓氨水中存在以下平衡：NH3＋H2O NH3·H2O NH＋4＋OH－，加入固
态碱性物质(如CaO、NaOH、碱石灰等)，消耗水且使c(OH－)增大，使平衡逆向移动，同时反应放热，促进NH3·H2O的分解。
(2)装置：见图乙。
考点四氮及其重要化合物转化关系的综合应用
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．(2013·湘潭模拟)NH3是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图)。下列有关表述正确的是()
A．NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥
B．NH4Cl、HNO3和Na2CO3受热时都易分解
C．NH3和NO2在一定条件下可发生氧化还原反应
D．图中所涉及的盐类物质均可以水解
答案 C
解析NaHCO3不能用作肥料，A项错；Na2CO3很稳定，受热时不易分解，B项错；图中的NaCl是强酸强碱盐，不水解，D项错。
2．实验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程如下：
已知实验室可用饱和亚硝酸钠(NaNO 2)溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气。 (1)从图中选择制取气体的合适装置：氮气______________________________、 氢气______________。
(2)氮气和氢气通过甲装置，甲装置的作用除了将气体混合外，还有________、________________________________。
(3)氨合成器出来经冷却的气体连续通入乙装置的水中吸收氨，________(“会”或“不会”)发生倒吸，原因是___________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)用乙装置吸收一段时间氨后，再通入空气，同时将经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内，能使铂丝保持红热的原因是
________________________________________________________________________， 锥形瓶中还可观察到的现象是_________________________________________。 (5)写出乙装置中氨氧化的化学方程式：_____________________________________ ____________________。
(6)反应结束后锥形瓶内的溶液中含有的离子为H ＋
、OH －
、________、________。 答案 (1)a b
(2)干燥气体 控制氢气和氮气的流速
(3)不会 因为混合气体中含有大量难溶于水的氮、氢两种气体 (4)氨的氧化反应是一个放热反应 有红棕色气体产生 (5)4NH 3＋5O 2=====催化剂
△4NO ＋6H 2O (6)NH ＋
4 NO －
3
(1)有关氮及其重要化合物的推断题常以产生白烟、红棕色气体、无色气体在空气中变为红棕色、能使红色石蕊试纸变为蓝色等特殊现象为突破口。 (2)含氮物质的化合价变化及规律 ①氮元素间的歧化和归中
歧化——同一元素的化合价在同一反应中既升高又降低。 归中——同一元素的高价态和低价态生成中间价态。 歧化：3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO 归中：6NO ＋4NH 3===5N 2＋6H 2O ②含氮物质的连续氧化
NH 3――→O 2
NO ――→O 2
NO 2――→H 2O
HNO 3 N 2――→O 2
NO ――→O 2
NO 2――→H 2O
HNO 3
题组二 “一图多变”综合考查非金属元素
3．已知A 、B 、C 、D 是中学化学的常见物质，且A 、B 、C 均含有同一种元素。在一定条件下它们之间的相互转化关系如图所示(部分反应中的H 2O 已略去)。
请回答下列问题：
(1)若A 可用于自来水消毒，D 是生产、生活中用量最大、用途最广的金属单质，加热蒸干B 的溶液不能得到B ，则B 的化学式可能是__________；工业上制取A 的离子方程式为_____________________________________________________________________。 (2)若A 是一种碱性气体，常用作制冷剂，B 是汽车尾气之一，遇空气会变色，则反应①的化学方程式为______________________________________________________。 (3)若D 是氯碱工业的主要产品之一，B 有两性，则反应②的离子方程式是________________________________________________________________________。 (4)若A 、C 、D 都是常见气体，C 是导致酸雨的主要气体，则反应③的化学方程式为________________________________________________________________________。 某同学将搜集到的一定量的酸雨保存在密闭容器中，每隔一定时间测酸雨的pH ，发现在起始一段时间内，酸雨的pH 呈减小趋势，用离子方程式解释原因：________________。 答案 (1)FeCl 3 2Cl －
＋2H 2O=====电解
2OH －
＋Cl 2↑＋H 2↑ (2)4NH 3＋5O 2=====催化剂
△4NO ＋6H 2O (3)Al(OH)3＋OH －
===AlO －
2＋2H 2O (4)2H 2S ＋SO 2===3S ↓＋2H 2O 2H 2SO 3＋O 2===4H ＋
＋2SO 2－
4
解析 (1)氯气常用于自来水消毒，则A 为Cl 2；铁是使用最广泛的金属单质，D 是铁，则B 为FeCl 3，C 是FeCl 2。
(2)碱性气体为NH 3，汽车尾气中遇空气会变色的气体是NO 。
(3)常见的两性物质是Al 2O 3和Al(OH)3，D 、C 分别为NaOH 和NaAlO 2，故B 为Al(OH)3。