2022版高考人教版化學(xué)一輪復(fù)習(xí)學(xué)案：第四章 第四講 氮及其化合物

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第四講氮及其化合物

I.變化觀念與平衡思想:認(rèn)識施及其化合物可以在一定條

I.能列舉、描述、辨識氯及其化合物考點(diǎn)一包氣及

件卜.相互轉(zhuǎn)化.預(yù)測艇及其化合物可能發(fā)生的化學(xué)變化

重要的物理和化學(xué)性質(zhì)及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象其輒化物

2.科學(xué)探究與創(chuàng)新意識:發(fā)現(xiàn)或提出對施及其化合物有探

2.能根據(jù)凝及其化合物的性質(zhì)分析生

考點(diǎn)二硝酸究價(jià)他的化學(xué)問題，能依據(jù)探究目的沒計(jì)并優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案.

產(chǎn)、生活及環(huán)境中的某些常見問題.

完成實(shí)驗(yàn)操作,能對觀察汜錄的實(shí)驗(yàn)信息進(jìn)行加工并獲得

說明妥善保存、合理使用化學(xué)品的考點(diǎn)三氨和

結(jié)論

常見方法C錢鹽

3.科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任:關(guān)注包及其化合物的社會(huì)熱點(diǎn)同題,

3.能說明氮及其化合物的應(yīng)用而社會(huì)

考點(diǎn)四氨氣認(rèn)識環(huán)境保護(hù)的重要性.艮有“持續(xù)發(fā)展意識和綠色化學(xué)

發(fā)展的價(jià)值、對環(huán)境的影響

的制法觀念：深刻理解化學(xué)和環(huán)境之間的相互關(guān)系,

考點(diǎn)一氮?dú)饧捌溲趸?命題指數(shù)★★★★★)

,必備知識?自我排查,

1.自然界中氮的存在和氮的固定：

N式大氣中,體積約占空氣體積

的五分之四)

寂的

分為自然固氮和人工周朝

固定一""""

盛I態(tài)〉一動(dòng)植物體內(nèi)

、土壤和水體中

2.氮?dú)狻?/p>

(1)物理性質(zhì)：無色無味氣體，密度比空氣略小，難溶于水。

(2)化學(xué)性質(zhì)。

氮

的

固

定

寫出有關(guān)化學(xué)方程式：

點(diǎn)燃

①3Mg+N?；

②N2+3H2催化劑2NH?；

放電或局溫

③Nz+O2-—2NO。

3.氮的氧化物：

(1)氮有多種價(jià)態(tài)的氧化物，氮元素從+1?+5價(jià)都有對應(yīng)的氧化物，

如N2O、NO>N2O3、NC>2(或N2Q4)、N2O5,其中屬于酸性氧化物的是

N2O3、N2Q50

(2)NO和NO2的比較。

性質(zhì)

NONO2

色、態(tài)、

無色、無味氣體紅棕色、有刺激性氣味氣體

味

溶解性難溶于水

毒性有毒，大氣污染物之一有毒，大氣污染物之一

3NO2+H2O——

與水反應(yīng)不反應(yīng)

2HNO3+NO

與氧氣

2NO+O2=2NO2不反應(yīng)

反應(yīng)

對環(huán)境NO與血紅蛋白結(jié)合使人中毒，NO、NO2導(dǎo)致光化學(xué)煙霧、形成酸

的影響雨及破壞臭氧層

基本技能?小測、口

1.判斷下列說法是否正確，正確的打W"，錯(cuò)誤的打“X”。

(1)豆科植物通過根瘤菌吸收空氣中的氮屬于氮的固定，是化學(xué)變化。

提示：〃氮的固定是游離態(tài)變?yōu)榛蠎B(tài)的過程，是化學(xué)變化。

（2）在實(shí)驗(yàn)室里，NO可用排空氣法收集。（）

提示：X。常溫下，NO與氧氣反應(yīng)，用排水法收集。

⑶通過灼熱的鎂粉，可除N2中的少量氧氣。（）

提示：X。加熱條件下，鎂與氮?dú)夥磻?yīng)。

（4）收與。2在放電條件下直接化合生成NO2。（）

提示：X。此與。2在放電條件下直接化合生成NO。

（5）將1molNO與0.5molO2混合后分子數(shù)為NA。（）

提示：x0NO與O2反應(yīng)生成NO2,2N02^^N204O

（6）NC>2與H2O反應(yīng)中氧化劑與還原劑的質(zhì)量比為1：2。（）

提示：7。3N02+H20=2HN03+N0,NO2既是氧化劑，又是還原劑，個(gè)數(shù)

之比是1：20

2.（2021?衡陽模擬）一種新型的合成氨的方法如圖所示，下列說法正確

的是（）

A.反應(yīng)①屬于“氮的固定”

B.反應(yīng)②屬于氧化還原反應(yīng)

C.反應(yīng)③可通過電解LiOH水溶液實(shí)現(xiàn)

D.上述三步循環(huán)的總結(jié)果為N2+3H2=2NH3

選A。解答本題的關(guān)鍵是結(jié)合圖示和箭頭方向確定反應(yīng)物和生成物，然

后根據(jù)圖示寫出化學(xué)方程式進(jìn)行分析判斷。反應(yīng)①為Li與此反應(yīng)生成

屬于氮的固定，正確；結(jié)合圖示可知反應(yīng)②為

Li3N,ALi3N+

該反應(yīng)中沒有化合價(jià)的變化，屬于非氧化還原反

3H2O=3LiOH+NH3t，

應(yīng)，B錯(cuò)誤；電解LiOH水溶液不能生成單質(zhì)Li,C錯(cuò)誤；結(jié)合圖示可

知，三步循環(huán)的總結(jié)果為2電+6b0=4陽3+302,D錯(cuò)誤。

、關(guān)鍵能力?層級突破」

命題角度1：氮?dú)饧捌溲趸锏男再|(zhì)及應(yīng)用

【典例1】（2021?葫蘆島模擬）下列說法中正確的是（）

A.氮?dú)饣瘜W(xué)性質(zhì)不如磷活潑，故氮元素非金屬性弱于磷

B.氮?dú)庵挥醒趸裕瑳]有還原性

C.“雷雨發(fā)莊稼”所包含的化學(xué)變化有N2-NO-NO2—HNO3一硝酸鹽

D.NO與02反應(yīng)生成NO?屬于氮的固定

選C。N三N鍵能大，蟲比磷穩(wěn)定，A錯(cuò)誤；氮?dú)庵械氐幕蟽r(jià)可以

升高，也可以降低，故既具有氧化性，又具有還原性，B錯(cuò)誤；氮的固

定是將游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài)的氮的過程，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

思維升級?母題延伸

（1）（宏觀辨識與微觀探析）哪些性質(zhì)可以判斷氮、磷的非金屬性強(qiáng)弱？

提示：酸性：硝酸大于磷酸；穩(wěn)定性：N%大于P%;還原性：P1大于

陽3等可以說明非金屬性氮大于磷。

（2）氮的固定有哪些？

提示：①人工固氮：合成氨和仿生固氮；②自然固氮：高能固氮（雷雨

天和生物固氮（豆科植物的根瘤菌固氮）

N2->N0）o

【備選例題】

下列關(guān)于N2性質(zhì)的敘述中錯(cuò)誤的是（）

A.氫氣在氮?dú)庵心苋紵?/p>

B.氮?dú)饧染哂醒趸裕志哂羞€原性

C.將空氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)變成含氮化合物屬于氮的固定

D.氮?dú)馀c氧氣在一定條件下反應(yīng)生成一氧化氮

選A。氫氣與氮?dú)庠诟邷亍⒏邏?、催化劑條件下才能反應(yīng)，A錯(cuò)誤；氮

氣中氮元素的化合價(jià)可以升高，也可以降低，故既具有氧化性，又具

有還原性，B正確；將空氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)變成含氮化合物屬于氮的固定，

C正確；氮?dú)馀c氧氣在放電條件下反應(yīng)生成NO,D正確。

命題角度2：氮的氧化物與水的反應(yīng)

【典例2］如圖所示，將相同條件下的m體積NO和n體積02同時(shí)通

入倒立于水槽且盛滿水的試管內(nèi)，充分反應(yīng)后，試管內(nèi)殘留?體積的

氣體，該氣體與空氣接觸后立即變?yōu)榧t棕色。則根與〃的比值為（）

m

NO

A.3：2B.2：3C.8：3D.3：8

選C。該過程中涉及的反應(yīng)有2N0+02=2N02、3NO2+H2O=2HNO34-NO,

可將兩個(gè)方程式“合并”為4N04-302+2H20=4HN03O剩余氣體與空氣接

觸立即變?yōu)榧t棕色，說明剩余氣體為NOo則可知F體積的NO氣體與n

體積的。2恰好完全反應(yīng)。

4NO+3O2+2H2O=4HNO3

43

m

2n

irt

4:y=3In,解得mn—S:3。

同源異構(gòu)?母題變式

題干剩余氣體遇到空氣無變化，下列說法正確的是（）

A.3：8B.4：5C.8：3D.5：4

選B。剩余氣體與空氣接觸無變化，說明剩余氣體為則可知加體積

的NO氣體與（n-；）體積的。2恰好完全反應(yīng)。

2+

4NO+3。2H2O=4HNO3

43

m

m（n—y）

4:m—3：（〃一E）,解得m：〃=4:5。

【備選例題】

同溫同壓下，在3支相同體積的試管中分別充有等體積混合的2種氣

體，它們是①NO和NO?，②NO2和。2，③N%和N2。將3支試管均

倒置于盛水的水槽中，充分反應(yīng)后，試管中剩余氣體的體積分別為m、

匕、匕，則下列的關(guān)系正確的是（）

A.Vi>V2>V3B.V1>V3>V2

C.V2>V3>ViD.V3>Vi>V2

選B。設(shè)各種氣體的體積都為1體積。①根據(jù)3N02+H20=2HN03+N0,

1

即剩余NO的體積14=(1+-)體積。②根據(jù)4N024-02+2H20=4HN03,

1

即剩余O2的體積V2=(1--)體積。③剩余M的體積14=1體積。即B

項(xiàng)符合題意。

命題角度3：氮的氧化物與環(huán)境污染

【典例3](2021?大連模擬)隨著我國汽車年銷量的大幅增加，空氣環(huán)境

受到了很大的污染。汽車尾氣裝置中，氣體在催化劑表面吸附與解吸

作用的過程如圖所示，下列說法正確的是()

A.反應(yīng)中NO為氧化劑，N2為氧化產(chǎn)物

B.汽車尾氣的主要污染成分包括CO、NO和N2

C.NO和O2必須在催化劑表面才能反應(yīng)

D.催化轉(zhuǎn)化總化學(xué)方程式為2NO+O2+4CO幽遜4CO2+N2

【以圖析題?培養(yǎng)關(guān)鍵能力】

NO、O,co*

<2?+48=用+式02)

3co的

2NO+O2+4CO

總反應(yīng)化學(xué)式

選D。A項(xiàng)，反應(yīng)中NO、O2均為氧化劑，立為還原產(chǎn)物；B項(xiàng)，M不是

污染成分；C項(xiàng)，N0與。2沒有催化劑存在下就可以發(fā)生反應(yīng)。

【備選例題】

氮氧化合物(用NO,表示)是大氣污染的重要因素，根據(jù)NO.的性質(zhì)特

點(diǎn)，開發(fā)出多種化學(xué)治理氮氧化合物污染的方法。

催化劑

⑴用氨可將氮氧化物轉(zhuǎn)化為無毒氣體。如，4NH3+6NO5N2+

6H2O,寫出氨氣轉(zhuǎn)化NO2的化學(xué)方程式

氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的質(zhì)量之比為。

(2)工業(yè)尾氣中氮的氧化物常采用堿液吸收法處理。

①NO2被燒堿溶液吸收時(shí)，生成兩種鈉鹽，其物質(zhì)的量之比為1：1,

寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：

②NO與NO2按物質(zhì)的量之比1：1被足量NaOH溶液完全吸收后只得

到一種鈉鹽，該鈉鹽的化學(xué)式是O

(1)加3和NO?反應(yīng)生成M和匕0,氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物均為此，其質(zhì)量

之比是4：30

⑵①生成兩種鈉鹽，必須是NO?的歧化反應(yīng)，依據(jù)量的關(guān)系可知兩種

鹽分別為NaNOs和NaNCh。②NO中氮的化合價(jià)為+2價(jià)，NO?中氮的化合

價(jià)為+4價(jià)，二者1：1混合時(shí)與NaOH反應(yīng)生成一種鈉鹽，依據(jù)電子守

恒可知，鈉鹽中氮的化合價(jià)為+3,即為NaNOz。

催化劑

答案：⑴8NH3+6NO2△7N2+12H2O4：3

(2)①2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O

(2)NaNO2

技法總結(jié)?提能A\

1.氮的氧化物溶于水的計(jì)算方法

(1)NO2和。2的混合氣體溶于水時(shí)涉及反應(yīng)：4NO2+。2+

2H2O=4HNO3,其計(jì)算如下表：

_V(NO)

2反應(yīng)情況所列方程

'V(()2)

Qz過量，

4V(N()2)_4

剩余氣體為。2V((%)—V剩1

恰好完全反應(yīng)，

4V(NO2)_4

才1無氣體剩余v(a)1

N()2過量9V(N()2)—3V剩―4

剩余氣體為NOV(()2)―1

(2)NO和O2的混合氣體溶于水時(shí)涉及反應(yīng)：4NO+3O2+

2H2O=4HNO3,其計(jì)算如下表：

_V(NO)

反應(yīng)情況所列方程

V(()2)

4V(NO)_4

()2過量，乘1J余氣體為(方

0V(()2)—V剩3

V(NO).4

4恰好完全反應(yīng).無氣體剩余

V(()2)—3

V(NO)一%4

>—N()過量,剩余氣體為NO

r/3V((X)—3

2.氮氧化物對環(huán)境的污染及防治

光化學(xué)煙NO..在紫外線作用下，與碳?xì)浠衔锇l(fā)生一系列光化學(xué)反

霧應(yīng)，產(chǎn)生一種有毒的煙霧。

NO.,排入大氣中后，與水反應(yīng)生成HNO3和HNO2，隨雨

酸雨

雪降到地面。

破壞臭氧NO2可使平流層中的臭氧減少，導(dǎo)致地面紫外線輻射量增

層加。

3.常見的NQ,尾氣處理方法

⑴催化轉(zhuǎn)化法

在催化劑、加熱條件下，氨可將氮氧化物轉(zhuǎn)化為無毒氣體（NJ或NO,

與CO在一定溫度下催化轉(zhuǎn)化為無毒氣體（N2和CO2）o一般適用于汽車

尾氣的處理。

（2）堿液吸收法

2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O

NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O

NO2、NO的混合氣體能被足量燒堿溶液完全吸收的條件是

H（NO2）＞H（NO）O一般適合工業(yè)尾氣中NO》的處理。

、題組訓(xùn)練?技能通關(guān)，

命題點(diǎn)1：氮?dú)饧捌溲趸锏男再|(zhì)（基礎(chǔ)性考點(diǎn)）

1.下列關(guān)于NO、NO2的描述中錯(cuò)誤的是（）

A.NO2是紅棕色氣體，易溶于水，但不是酸性氧化物

B.NO2可用排水法收集，且可由N2和。2化合而得到

C.NO、NO2在一定條件下可相互轉(zhuǎn)化，且二者都是大氣污染物

D.NO、NO2既具有氧化性又具有還原性

選B。NO?是紅棕色氣體，易溶于水，不是酸性氧化物，A正確；N02易

溶于水，不可用排水法收集，且注和化合只能得到NO,B錯(cuò)誤；兩

者通過2NO+C)2=2NO2,3NO2+H2O=2HNO3+NO而相互轉(zhuǎn)化，且兩者都

會(huì)造成空氣污染，C正確；NO、NO2既具有氧化性又具有還原性，D正

確。

命題點(diǎn)2：氮的氧化物與水的反應(yīng)(基礎(chǔ)性考點(diǎn))

2.將40mLNO2和NO的混合氣體通入倒立于水槽中盛滿水的試管中，

充分反應(yīng)后試管中剩下20mL氣體，則原混合氣體中NO2和NO的體

積比為()

A.2：1B.1：3C.3：1D.1：1

選C。

3NO2+H2O==2HNO3+NOAV

312

30mL20mL

V(NO)=40mL—30mL=10mL,

V(NO2)：V(NO)=30mL：10mL=3：1。

3.常溫常壓下，注射器甲中裝有NO2氣體，注射器乙中裝有相同體積

的空氣，注射器與U形管連通，固定活塞。如圖所示，打開兩個(gè)止水

夾，足夠時(shí)間后，將會(huì)看到U形管中液面()

A.a端上升，b端下降

B.a端下降，b端上升

C.U形管中液面無變化

D.無法判斷

選A。打開兩個(gè)止水夾后，甲中NO2與水反應(yīng)生成州。3和NO,U形管中

左側(cè)氣體壓強(qiáng)減小，a端液面上升，b端下降。

命題點(diǎn)3：氮的氧化物與環(huán)境污染(應(yīng)用性考點(diǎn))

4.氮氧化物進(jìn)入大氣后，不僅會(huì)形成硝酸型酸雨，還可能形成光化學(xué)

煙霧，對含有氮氧化物的廢氣進(jìn)行處理。

(1)用氫氧化鈉溶液可以吸收廢氣中的氮氧化物，反應(yīng)的化學(xué)方程式如

下：

NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O(i)

2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O(ii)

①在反應(yīng)(i)中，氧化劑是o在反應(yīng)(ii)中，氧化劑和還原劑的

物質(zhì)的量之比為O

②由反應(yīng)(ii)判斷二氧化氮是否為酸性氧化物？解釋原因

(2)汽車尾氣中含有CO和NO,消除這兩種物質(zhì)對大氣的污染的方法是

安裝催化轉(zhuǎn)化器，使它們發(fā)生反應(yīng)消除污染，試寫出該反應(yīng)的化學(xué)方

程式O

⑶目前有一種治理方法是在一定條件下，用氨氣將氮氧化物轉(zhuǎn)化為無

污染的物質(zhì)，請寫出NO2發(fā)生該反應(yīng)的化學(xué)方程式

（1）①在反應(yīng)（i）中NO2中的氮元素化合價(jià)降低做氧化劑；在反應(yīng)（ii）

中氧化劑和還原劑都是NO2,它們的物質(zhì)的量之比為1：1。②二氧化氮

與堿反應(yīng)生成兩種鹽，且氮元素化合價(jià)發(fā)生變化，二氧化氮不是酸性

氧化物。

⑵根據(jù)原子守恒定律結(jié)合題目信息可知，一氧化氮與一氧化碳反應(yīng)后

生成的對大氣無污染的物質(zhì)應(yīng)為氮?dú)夂投趸肌?/p>

⑶根據(jù)原子守恒定律結(jié)合題目信息可知，氨氣和二氧化氮反應(yīng)后生成

的無污染的物質(zhì)為氮?dú)夂退?/p>

答案：（1）①NO?1：1

②不是，因?yàn)槎趸c堿反應(yīng)生成兩種鹽，且氮元素化合價(jià)發(fā)生變

化

催化劑

=

⑵2NO+2CO----------N2+2CO2

一定條件

（3）6N02+8NH3---7N2+12H20

【加固訓(xùn)練一拔高】

（2021?宜昌模擬）光化學(xué)煙霧的形成機(jī)理如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是

Q

NNO

o

HN°'FB?)L

OZ322)-

光化學(xué)煙霧：

A.光化學(xué)煙霧的分散劑是空氣

B.氧原子是產(chǎn)生光化學(xué)煙霧的催化劑K

()

/

H3C-C

C.PAN((x)N。)屬于有機(jī)物

D.光化學(xué)煙霧與氮氧化物和碳?xì)浠衔锎罅颗欧庞嘘P(guān)

選B。光化學(xué)煙霧的二次污染物。3、醛類、PAN及硝酸分散在空氣中，

分散劑為空氣，故A正確；根據(jù)示意圖，氧原子是中間體，不是產(chǎn)生

()

Z

H3C-C

光化學(xué)煙霧的催化劑，故B錯(cuò)誤；PAN((xN())中含有碳元素，屬

于有機(jī)物，故C正確；由圖示知光化學(xué)煙霧的形成與氮氧化合物和碳

氫化合物的大量排放有關(guān)，故D正確。

考點(diǎn)二硝酸(命題指數(shù)★★★★★)

、必備知識?自我排查，

1.物理性質(zhì)：

硝酸是無色易揮發(fā)的液體，有刺激性氣味。

2.化學(xué)性質(zhì)：

(1)不穩(wěn)定性。

△或光昭

反應(yīng)：4HNC)3(濃)2H2O+4NO2t+O2t0

(2)強(qiáng)氧化性。

硝酸無論濃、稀都有強(qiáng)氧化性，而且濃度越大，氧化性越強(qiáng)。

稀硝酸與銅反應(yīng)的化學(xué)方程式：

與金屬3Cu+8HNO式稀)--3CU(NC>3)2+2NOT+4H

反應(yīng)濃硝酸與銅反應(yīng)的化學(xué)方程式：

Cu+4HNO式濃)一Cu(NOg)2+2NO士+2HzO

與非

濃硝酸與C反應(yīng)的化學(xué)方程式：

金屬

△

C+4HNOK濃)----CO#+4NOd+2H?O

反應(yīng)

與還原硝酸可氧化Fe2*、H?S、SO?、Na2so?HI等還原性物

性化合質(zhì)。如稀硝酸與FeSCU溶液反應(yīng)的離子方程式：

物反應(yīng)3Fe2-+4H++NO2=3Fe3++NO)+2H2。

基本技能?小測

1.判斷下列說法是否正確，正確的打W"，錯(cuò)誤的打“X”。

⑴常溫下，鐵、鋁在濃硝酸中的鈍化為化學(xué)變化。()

提示：4。鐵、鋁在濃硝酸中的鈍化是金屬被氧化的過程。

(2)過量的銅與濃硝酸反應(yīng)，產(chǎn)物中一定有NO。()

提示：也硝酸變稀，生成NO。

⑶濃硝酸在光照下久置，會(huì)變黃。()

提示：蟲濃硝酸在光照下部分分解生成二氧化氮，溶于濃硝酸顯黃色。

⑷硝酸具有強(qiáng)氧化性，硝酸與Fe反應(yīng)一定生成Fe3+。()

提示：X。當(dāng)Fe少量時(shí)生成Fe",當(dāng)Fe過量時(shí)生成Fe?+。

⑸硝酸與。反應(yīng)生成氣體，與反應(yīng)也生成

Na2c3CO2Na2sH2SO()

提示：硝酸具有強(qiáng)氧化性，可將氧化。

XoH2s

（6）在l.OmolL」的KNO3溶液中可以存在H'、Fe2+、C「、SO『。（）

提示：X。溶液中含NO；和射，可將Fe?+氧化為Fe"。

2.某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室取出一瓶濃硝酸，發(fā)現(xiàn)溶液顯黃色，與教材中關(guān)于

硝酸的描述出現(xiàn)偏差。

⑴你能幫助該同學(xué)解釋一下原因嗎？應(yīng)該如何避免這種情況的發(fā)

生？

提示：濃硝酸不穩(wěn)定見光或受熱會(huì)分解生成溶于濃硝酸使溶

N02,NO?

液顯黃色；故濃硝酸應(yīng)該保存在棕色試劑瓶中，并放在陰涼處。

⑵你能幫助該同學(xué)去除硝酸的黃色嗎？

提示：向濃硝酸中通入氧氣（或空氣），發(fā)生反應(yīng)

4N02+O2+

消除黃色。

2H20=4HN03,

（3）足量的銅投入少量上述濃硝酸，會(huì)看到什么現(xiàn)象？

提示：立即有紅棕色氣體產(chǎn)生，氣體顏色逐漸變淺至無色；溶液變?yōu)?/p>

綠色或藍(lán)綠色。

、關(guān)鍵能力?層級突破，

命題角度1：硝酸的性質(zhì)及應(yīng)用

【典例1】（2021?秦皇島模擬）某校課外活動(dòng)小組為了探究銅與稀硝酸反

應(yīng)產(chǎn)生的氣體主要是NO而設(shè)計(jì)了下列實(shí)驗(yàn)，裝置如圖所示（加熱裝置

和固定裝置均已略去）。圖中K為止水夾（處于關(guān)閉狀態(tài)），F(xiàn)是一半空

的注射器。

請回答有關(guān)問題：

⑴設(shè)計(jì)裝置A的目的是

為達(dá)到此目的，應(yīng)進(jìn)行的操作是打開K,且打開分液漏斗活塞，當(dāng)裝

置C中產(chǎn)生________時(shí)，關(guān)閉K。

⑵在完成⑴中的“操作”后，將裝置B中銅絲插入稀硝酸，并微熱之，

觀察到裝置B中的現(xiàn)象是

B中反應(yīng)的離子方程式為

(3)裝置E和F的作用是；為實(shí)現(xiàn)此

作用，其操作方法是

(4)裝置D的作用是吸收多余的氮氧化物，防止污染空氣，兼有

________________的功能。

【以圖析題?培養(yǎng)關(guān)鍵能力】

銅絲控制反應(yīng)

的開始與停止通入空氣(或

0)驗(yàn)證無色尾氣吸收

氣體為

NO防倒吸

澄清

石灰NaOH

水一溶液一

制備co?用于趕吸收CO斗根據(jù)變渾濁的

盡裝置內(nèi)的空氣.現(xiàn)象,判斷空氣已經(jīng)排盡

防止釵化NO

(1)由于裝置中含有空氣，能把NO氧化生成NO2,從而干擾實(shí)驗(yàn)。所

以需要利用生成的二氧化碳將整個(gè)裝置內(nèi)的空氣趕盡，避免NO和氧

氣反應(yīng)生成二氧化氮對氣體產(chǎn)物的觀察產(chǎn)生干擾。澄清的石灰水能吸

收C02,產(chǎn)生白色沉淀，據(jù)此可以判斷。

(2)稀硝酸具有氧化性，能把銅氧化，生成硝酸銅、NO和水，所以現(xiàn)象

就是銅絲表面產(chǎn)生氣泡，稀硝酸液面上仍為無色，溶液變?yōu)樗{(lán)色。有

+2+

關(guān)反應(yīng)的離子方程式為3Cu+8H+2NO；=3Cu+2NOt+4H2Oo

(3)由于NO極易被氧氣氧化生成NO2,所以E、F的作用是驗(yàn)證無色氣

體為NOo具體的操作是將注射器F中的空氣推入E中或?qū)中的無

色氣體吸入注射器中。

(4)NO2極易溶于水，所以還有防止倒吸的作用。

答案：(1)利用生成的二氧化碳將整個(gè)裝置內(nèi)的空氣趕盡，避免NO和

氧氣反應(yīng)生成二氧化氮對氣體產(chǎn)物的觀察產(chǎn)生干擾白色沉淀

(2)銅絲表面產(chǎn)生氣泡，稀硝酸液面上仍為無色，溶液變?yōu)樗{(lán)色

+2+

3Cu+8H+2NO；=3Cu+2NOt+4H2O

⑶驗(yàn)證無色氣體為NO將注射器F中的空氣推入E中或?qū)中的無

色氣體吸入注射器中

（4）防止倒吸

思維升級?母題延伸

（1）（科學(xué)探究與創(chuàng)新意識）進(jìn)行完（3）中操作后，還要打開止水夾K和分

液漏斗的活塞，通一段時(shí)間的CO2再拆卸裝置，為什么？

提示：通過通CO2將氮的氧化物都趕到裝置D中吸收，防止拆卸裝置時(shí)

污染空氣。

（2）在進(jìn)行（3）中操作時(shí)，發(fā)現(xiàn)裝置C中的沉淀會(huì)溶解，原因是什么？

提示：將注射器中的空氣注入裝置E,產(chǎn)生的NO2進(jìn)入裝置C與水反應(yīng)

生成硝酸，硝酸將沉淀碳酸鈣溶解。

【講臺揮灑一刻】

現(xiàn)象描述答題模板

①全面描述現(xiàn)象的程序——“海、陸、空”

“?！薄芤河惺裁醋兓?；“陸”——固體有什么變化；“空”——?dú)怏w有

什么變化。

②規(guī)范描述現(xiàn)象的答題模板

如顏色：……由……（具體顏色）變?yōu)椤ň唧w顏色）；氣體：溶液中

產(chǎn)生……（顏色）的氣體，（或）在固體表面產(chǎn)生……（顏色）氣體；沉淀:

在……（顏色）溶液中產(chǎn)生……（顏色）的沉淀（渾濁）。

命題角度2：金屬與硝酸反應(yīng)的多角度計(jì)算

【典例2】將11.2g的Mg、Cu混合物完全溶解于足量的硝酸中，收集

反應(yīng)產(chǎn)生的氣體X（假定產(chǎn)生的氣體全部逸出）。再向所得溶液中加入足

量的NaOH溶液，產(chǎn)生21.4g沉淀。根據(jù)題意推斷氣體X的成分可能

是（）

A.0.3molNO2和0.3molNO

B.0.2molNO2和0.1molN2O4

C.0.6molNO

D.0.1molNO、0.2molNO2和0.05molN2O4

選D。向Mg、Cu混合物與足量的硝酸反應(yīng)所得溶液中加入足量的NaOH

溶液，產(chǎn)生21.4g沉淀為氫氧化鎂、氫氧化銅，所以沉淀中氫氧根的

質(zhì)量為

*102

21.4g-11.2g=10.2g,物質(zhì)的量為力.=0.6mol,根據(jù)電

1Zg-moL

子守恒可知反應(yīng)過程中共轉(zhuǎn)移0.6mole，確定D項(xiàng)符合。

【講臺揮灑一刻】

金屬與硝酸反應(yīng)的思維模型

兩個(gè)「屈原子守恒I

_____體現(xiàn)硒

一

I金屬h|酸性M(NO3)A—得失電子守恒

起酸性作用的HNO3

______參加

體現(xiàn).一個(gè)的物質(zhì)的量等于生

IHNOJTW氧化相NO、NO?等關(guān)系成的硝酸鹽中NO3

的物質(zhì)的量

未參加全部電離.可以

利用離了?方程式快

反應(yīng)參加其他反應(yīng)

技巧’速找出各種量的相

互關(guān)系

【備選例題】

某100mL混合液中，HNO3和H2s。4的物質(zhì)的量濃度分別是0.4molL

「和

0.1mol-L'o向該混合液中加入1.92g銅粉，加熱，待充分反應(yīng)后，所

得溶液中

C/+的物質(zhì)的量濃度(忽略體積變化)為()

A.0.15mol-L-]B.0.225mol-L-1

C.0.35mol-L-1D.0.45mol-L-1

選B。解答本題要從離子反應(yīng)的角度來考慮，H2s(h提供的H+可以和NO；

構(gòu)成強(qiáng)氧化性環(huán)境，繼續(xù)氧化銅單質(zhì)。HNO3、H2sO4混合液中成總的物

質(zhì)的量為0.06mol,NO；的物質(zhì)的量為0.04mol,Cu的物質(zhì)的量為

0.03moloCu與稀硝酸發(fā)生反應(yīng)：

3Cu+8H++2N0；=3CIJ2++2N0T+4H2O

382

0.03moI0.06moI0.04moI

H+不足量，應(yīng)根據(jù)H+的物質(zhì)的量來計(jì)算。

2+

3Cu+8H++2N0；=3CU+2N0?+4H20

83

0.06moI"(Cu")

.2+、3

/7(Cu)=0.06moIX~=0.0225mol

o

.2+、0.0225mol

c(Cu)=---0〔---=0.225mol,L。

技法總結(jié)?提能.

1.多角度突破HNC>3的強(qiáng)氧化性

(1)硝酸與金屬的反應(yīng)

①除Au、Pt等少數(shù)金屬外，硝酸幾乎可以氧化所有的金屬。

②活潑金屬與硝酸反應(yīng)不生成H2,硝酸的濃度不同，還原產(chǎn)物不同。

③常溫下濃硝酸能使Fe、Al鈍化。

(2)硝酸與非金屬的反應(yīng)

非金屬單質(zhì)+濃硝酸-最高價(jià)氧化物或其含氧酸+NO2T+H2O。

(3)硝酸與還原性化合物的反應(yīng)

可以氧化具有還原性的化合物或離子，如HI、HBr、SO2、Fe2+>FeO、

B「、「、S2，SOf等均能被HNO3氧化。

2.金屬與硝酸反應(yīng)的計(jì)算方法

⑴電子守恒法：硝酸與金屬反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)，氮原子得到的電

子數(shù)等于金屬原子失去的電子數(shù)，由此可求出氮元素被還原后的價(jià)態(tài),

根據(jù)價(jià)態(tài)確定反應(yīng)產(chǎn)物。

⑵原子守恒法：硝酸與金屬反應(yīng)時(shí)，一部分以NO；的形式存在，一部

分轉(zhuǎn)化為還原產(chǎn)物，這兩部分中N的物質(zhì)的量與反應(yīng)消耗的HNO3中

N的物質(zhì)的量相等。

⑶電荷守恒法：M#和H+所帶正電荷總數(shù)應(yīng)等于NO；所帶負(fù)電荷總

數(shù)(因?yàn)檫@種溶液中OH一濃度很小，可被忽略)。

(4)離子方程式法:HNO3與H2so4混合液跟金屬的反應(yīng)，當(dāng)金屬足量時(shí),

不能用HNO3與金屬反應(yīng)的化學(xué)方程式計(jì)算，應(yīng)用離子方程式計(jì)算，

因?yàn)樯傻南跛猁}中的NO；借助H+仍能繼續(xù)與金屬反應(yīng)。

、題組訓(xùn)練?技能通關(guān)，

命題點(diǎn)1：硝酸的性質(zhì)及應(yīng)用(基礎(chǔ)性考點(diǎn))

1.將相同質(zhì)量的銅分別與足量的濃硝酸、稀硝酸反應(yīng)，下列敘述正確

的是()

A.硝酸濃度越小消耗的硝酸越多，產(chǎn)生的有毒氣體也越多

B.反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)稀硝酸少

C.試管內(nèi)壁上的銅用濃硝酸除去最好，因反應(yīng)速率快

D.兩者用排水法收集的氣體的體積相同

選D。銅完全反應(yīng)，在進(jìn)行相關(guān)計(jì)算時(shí)以銅為標(biāo)準(zhǔn)，等質(zhì)量的銅在反應(yīng)

中失去的電子數(shù)相同，生成Cu(N03)2的量相同，濃硝酸被還原為NO2,

氮原子價(jià)態(tài)由+5價(jià)降到+4價(jià)，每個(gè)氮原子得到1個(gè)電子，稀HNO3

被還原時(shí)每個(gè)氮原子得到3個(gè)電子，故被還原的濃硝酸多、稀硝酸少，

生成的NO?也比NO多。用排水法收集氣體時(shí)，3N02+H20=2HN03+N0,

故兩種情況收集到的氣體一樣多。

2.(2021年遼寧適應(yīng)性測試)下列各實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象及結(jié)論都正確的是

()

選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論

濃硫酸滴入蔗糖中，蔗糖變黑、體積膨

濃硫酸具有脫水性

A產(chǎn)生的氣體導(dǎo)入澄脹，澄清石灰水變渾

和強(qiáng)氧化性

清石灰水濁

銅粉加入稀硫酸中，加熱時(shí)無明顯現(xiàn)象，

B加熱;再加入少量硝加入硝酸鉀后溶液硝酸鉀起催化作用

酸鉀固體變藍(lán)

過量鐵粉加入稀硝

有無色氣泡產(chǎn)生，溶稀硝酸能將Fe氧化

C酸中，充分反應(yīng)后，

液呈血紅色成Fe3+

滴加KSCN溶液

將Na粒投入MgCl2

D析出銀白色固體固體為Mg

溶液

選A。蔗糖變黑，體積膨脹，說明濃硫酸具有脫水性，澄清石灰水變渾

濁，說明生成CO2、SO2,濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，A正確；銅粉與稀硫酸

不反應(yīng)，加入KN03后溶液變藍(lán)，是因?yàn)樵谒嵝詶l件下，NO；能與銅反

應(yīng)，B錯(cuò)誤；過量的鐵粉與硝酸反應(yīng)，生成的是Fe?+,C錯(cuò)誤；將Na

投入MgCL溶液中，析出白色固體是Mg（0H）2,D錯(cuò)誤。

命題點(diǎn)2：金屬與硝酸反應(yīng)的多角度計(jì)算（綜合性考點(diǎn)）

-1

3.（2021?衡陽模擬）一定量Fe和Fe2O3的混合物投入250mL2mol-L

的硝酸中，反應(yīng)共生成1.12LNO（標(biāo)準(zhǔn)狀況下），再向反應(yīng)后的溶液中

加入1mol-L-1的NaOH溶液，當(dāng)沉淀完全時(shí)所加NaOH溶液的體積最

少是（）

A.450mLB.500mL

C.400mLD.不能確定

選A。生成NO的物質(zhì)的量為0.05mol,則此時(shí)NO；的物質(zhì)的量為

0.5moI—0.05moI=0.45mo10當(dāng)沉淀量最大時(shí)，溶液中的溶質(zhì)是硝

酸鈉，硝酸鈉的物質(zhì)的量是0.45moI,根據(jù)鈉原子守恒可知，氫氧化

鈉的物質(zhì)的量是

0.45mol,則氫氧化鈉的體積是450mL。

【加固訓(xùn)練一拔高】

1.3.2gCu與30mL3moiL^HNCh溶液充分反應(yīng)，還原產(chǎn)物有NCh

和NO,若反應(yīng)后溶液中才為amol,則此時(shí)溶液中所含NO；為（）

A，2molB.2amol

C.O.lamolD.（a+0.1）mol

選D。溶液中某元素的原子個(gè)數(shù)守恒，溶液中電荷守恒（即溶液顯電中

性）。根據(jù)題意，州有剩余，則Cu反應(yīng)完全?？蓳?jù)電荷守恒：”（NO；）

3.2g

2/7（Cu2t）+/7（H+）=2x—----r+amoI=（0.1+a）mo1

64g-moI0

2.某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL,平均分成兩份。向其中一

份中逐漸加入銅粉，最多能溶解19.2g（已知硝酸只被還原為NO氣體）。

向另一份中逐漸加入鐵粉，產(chǎn)生氣體的量隨鐵粉質(zhì)量增加的變化如圖

所示。下列分析或結(jié)果錯(cuò)誤的是（）

A.原混合酸中NO；物質(zhì)的量濃度為2mol-L-1

B.OA段產(chǎn)生的是NO,AB段的反應(yīng)為Fe+2Fe3+=3Fe2+,BC段產(chǎn)

生氫氣

C.第二份溶液中最終溶質(zhì)為FeSO4

D.H2sO4濃度為2.5mol-L-1

2+

選D。第一份中發(fā)生3Cu+8H++2N0；=3CU+2N0T+4H20,由于銅

溶解0.3mol,故反應(yīng)的N0；為0.2mol,原混合酸中N0；的濃度為

=2mol-L-1,故A項(xiàng)正確；B項(xiàng)由圖可知的為Fe+4H++

0.2L

NO；=Fe"+NOT+2H2O,AB為2Fe3++Fe=3Fe2+,BC段為Fe+2H+

2+

=H2t+Fe,故B、C項(xiàng)正確；反應(yīng)消耗22.4gFe,則"(Fe)=

224g

77——7^7=0.4mol,則n(FeS0)=0.4mol,據(jù)原子守恒可知，每

56g-moI4

份溶液中含有0.4molH2sO,，原混合溶液中c(H2soD=號嘿衛(wèi)=4

mol.L-1,故D項(xiàng)錯(cuò)誤，符合題意。

3.(2021?滁州模擬)某化學(xué)學(xué)習(xí)小組采用下列裝置，對濃硝酸與木炭的

△

反應(yīng)進(jìn)行探究(已知：4HNO3-4NO2T+O2T+2H2O)O

請回答下列問題：

(1)檢查裝置氣密性后，將燃燒匙中的木炭在酒精燈上加熱至紅熱狀態(tài),

立即伸入三頸瓶中，并塞緊瓶塞，滴加濃硝酸，可觀察到三頸瓶中氣

體的顏色為,產(chǎn)生該氣體的化學(xué)反應(yīng)方程式是

(2)裝置C中盛有足量Ba(OH)2溶液，反應(yīng)一段時(shí)間后可觀察到C中出

現(xiàn)白色沉淀，該白色沉淀為

(寫化學(xué)式)。其中的Ba(OH)2溶液(填“能”或“不能”)用

Ca(OH)2溶液代替，理由是

(3)裝置B的作用是o

(4)裝置D中收集到了無色氣體，部分同學(xué)認(rèn)為是NO,還有部分同學(xué)

認(rèn)為是。2。

①下列對該氣體的檢驗(yàn)方法合適的是(填序號)。

A.敞口觀察集氣瓶內(nèi)氣體的顏色變化

B.將潤濕的藍(lán)色石蕊試紙伸入集氣瓶內(nèi)，觀察試紙是否變紅

C.將帶火星的木條伸入集氣瓶中，觀察木條是否復(fù)燃

②如果集氣瓶中收集到的無色氣體是氧氣，則氧氣的來源是

(1)裝置A中發(fā)生的是濃硝酸與木炭的反應(yīng)，生成NO?、CO2、h0,由于

NO2為紅棕色氣體，故三頸瓶中的氣體為紅棕色。(2)將NO?、CO?通入

Ba(OH)2溶液中分別生成Ba(NO3)2和BaC()3,由于Ba(OH液溶液足量,故

溶液為堿性環(huán)境，BaC03不溶解以沉淀形式析出。Ba(OH)2溶液不能用

CaSH”溶液代替，因?yàn)镃a(0H)2微溶于水，溶液中Ca(0H”含量太少，

濃度太低，不足以完全吸收生成的酸性氣體，導(dǎo)致溶液呈酸性，從而

不能生成CaC()3沉淀。(3)裝置B可以防止裝置C中酸性氣體因溶解速

率太快而出現(xiàn)倒吸。(4)①NO與足量。2反應(yīng)生成紅棕色的NO2,A正確；

NO和。2均不具有酸性，B錯(cuò)誤；能使帶火星的木條復(fù)燃，而NO不能，

C正確。②裝置A中除發(fā)生木炭與濃硝酸的反應(yīng)外，還發(fā)生濃硝酸的分

解反應(yīng)。

答案：(1)紅棕色

△

==

C+4HNC>3(濃)4NO2t+CO2T+2H2O

⑵BaCCh不能Ca(OH)2溶液中Ca(OH)2濃度較低，不能形成CaCO3

沉淀

(3)防倒吸(4)①A、C②濃硝酸的分解

考點(diǎn)三氨和錢鹽(命題指數(shù)★★★★★)

、必備知識?自我排查，

1.氨的分子結(jié)構(gòu)與物理性質(zhì)：

電子式密度氣味水溶性

H：N：H強(qiáng)烈刺激性極易溶于水

比空氣小

氣味(1：700)

2.氨的化學(xué)性質(zhì):

NH3?H2O

0+2

2、NO

(1)與水反應(yīng)。

①氨水呈現(xiàn)堿性的原因：NHs+HzO-^NHsHzO-^NH；+OH，

②氨水中存在的粒子：NH3H2O、10、NH3、NH」、OH、H+。

③NH3H