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第2课时 氨和铵盐
课
程 标
准 1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解氨的主要性
质和制备。
2.通过实验探究，了解铵盐的主要性质，认识铵盐在农业生产中
的应用和对生态环境的影响
目 录
1、基础知识·准落实
2、关键能力·细培养
3、教学效果·勤检测
4、学科素养·稳提升
基础知识·准落实
1
梳理归纳 高效学习
分点突破（一） 氨气的性质
1. 氨的物理性质
（1）物理性质
（2）探究氨的水溶性
实验 操作 在干燥的圆底烧瓶里充满NH3，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（预先在水中滴入少量酚酞溶液）。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 操作 ①装置的气密性要好；
②烧瓶中氨的纯度越高越好；
③连接装置时要迅速，防止空气进入烧瓶；
④氨在烧瓶内保存时间不要太长
实验现
象 烧杯里的液体经玻璃管喷入烧瓶，形如喷泉，溶液变成
结论 氨 溶于水，氨的水溶液呈 性
红色
易
碱
2. 氨的化学性质
（1）与水的反应
①NH3溶于水时，会与水结合生成NH3·H2O，并部分发生电
离形成N 和OH－：
。
②氨的水溶液俗称 ，显 性，能使酚酞溶液
变 或使红色石蕊试纸变 。
NH3＋H2O NH3·H2O N ＋
OH －
氨水
弱碱
红
蓝
（2）与酸的反应
氨可以与酸反应生成 。将两根分别蘸取浓氨水和浓
盐酸的玻璃棒靠近时，会产生大量 ，发生反应的化
学方程式为 。
（3）与O2的反应
NH3中氮元素显 价，具有 性，在加热和催化
剂条件下，能被O2氧化生成NO和H2O，化学方程式为
。
铵盐
白烟
NH3＋HCl NH4Cl
－3
还原
4NH3
＋5O2 4NO＋6H2O
1. 管道工人用浓氨水检验氯气管道是否漏气，如果管道某处漏气，会
产生白色烟雾，原理是什么？氨遇浓硫酸也会产生白烟吗？（已知
2NH3＋3Cl2 N2＋6HCl）
提示：若氯气管道漏气，发生反应：2NH3＋3Cl2 N2＋6HCl、
NH3＋HCl NH4Cl，产生的白烟是固体NH4Cl；难挥发性酸，如
H2SO4、H3PO4不能形成蒸气，与氨不会产生白烟。
2. 某同学组装了一套喷泉实验装置，如图所示。
（1）如何操作才能引发该喷泉实验？是先挤出胶头滴管中的水还
是先打开止水夹？
提示：先打开止水夹，然后挤出胶头滴管中的水，氨极易溶
于水，烧瓶内气体压强减小，外界大气压将水压入烧瓶内，
形成喷泉。
（2）某同学做喷泉实验时，打开止水夹后将胶头滴管内的水挤
入烧瓶内，并未产生喷泉，试分析实验失败可能的原因是
什么？
提示：装置气密性不好；收集的NH3纯度较低；烧瓶不干
燥等。
3. 根据下列信息写出对应的化学方程式。
（1）将NH3通过灼热的CuO后，黑色固体变红色，并产生无毒无
污染气体。
提示：2NH3＋3CuO 3Cu＋N2＋3H2O。
（2）NO、NO2分别与NH3在催化剂、加热条件下反应生成无毒无
污染气体。
提示：8NH3＋6NO2 7N2＋12H2O、
4NH3＋6NO 5N2＋6H2O。
1. 氨水、液氨和一水合氨的区别
氨水 液氨 一水合氨
化学式 — NH3 NH3·H2O
分类 混合物，含多种成分 纯净物，氢化物 一元弱碱
成分 H2O、NH3、NH3·H2O、N 、OH－、H＋（极少） NH3 NH3·H2O
联系 氨溶于水形成氨水，氨水中含有NH3和NH3·H2O 2. 喷泉实验
（1）使烧瓶内外产生较大压强差的两种方法
方法 装置 成因
减小 内压
方法 装置 成因
增大 外压
（2）常见产生喷泉实验的组合
气体 NH3 HCl SO2、CO2、NO2、
Cl2 NO2和O2
吸收剂 水或盐酸 水或氢氧化钠
溶液 浓氢氧化钠溶液 水
提醒
（1）NO2溶于水能形成喷泉，但溶液不能充满烧瓶，NO2和O2的混合
气体体积比4∶1也能形成喷泉，溶液充满烧瓶。
（2）求氨水的质量分数、物质的量浓度时，视溶质为NH3。
（3）氨水密度小于1 g·mL－1，且浓度越大，密度越小。
（4）NH3是中学化学中唯一的碱性气体，能使湿润的红色石蕊试纸变
蓝，在推断题中作为解题突破口。
（5）NH3为非电解质，NH3·H2O为弱电解质，氨水为混合物，既不是
电解质也不是非电解质。
1. 如图是实验室进行氨溶于水的喷泉实验装置，下列叙述不正确的是
（ ）
A. 该实验说明氨气极易溶于水，可用来做喷泉实验
B. 进入烧瓶中的液体颜色由无色变为红色，说明氨
水呈碱性
C. 形成喷泉的原因是氨气溶于水后，烧瓶内的气压
小于大气压
D. 用氯气代替氨气，利用此装置也可进行喷泉实验
解析： A项，NH3极易溶于水，可用来做喷泉实验；B项，氨水
呈碱性，能使酚酞试液变红色；C项，NH3极易溶于水，使烧瓶内
的气压小于大气压，在压强差的作用下，烧杯中的水沿导管迅速向
上流动，从而形成喷泉；D项，Cl2在水中的溶解度较小，不能用于
做喷泉实验。
2. 氨是一种重要的化工原料。下列关于氨性质的描述不正确的是
（ ）
A. 有刺激性气味，密度比空气的小
B. 将蘸有浓氨水与浓盐酸的玻璃棒靠近产生白烟
C. 能使湿润的蓝色石蕊试纸变红
D. 其水溶液能使酚酞溶液变红
解析： NH3是有刺激性气味的无色气体，密度小于空气；浓盐
酸有挥发性，故两玻璃棒靠近有白烟即NH4Cl产生；能使湿润的蓝
色石蕊试纸变红的气体是酸性气体，NH3是碱性气体；NH3的水溶
液呈碱性，能使酚酞溶液变红。
3. 下列关于氨水的叙述正确的是（ ）
A. 氨水呈碱性，是因为氨水是一种弱碱
B. 氨水和液氨成分相同
C. 氨水的密度小于水，且浓度越大，密度越大
D. 氨水中含有的微粒有NH3、NH3·H2O、N 、OH－等
解析： 氨水呈碱性是因为氨水中的NH3·H2O在水中发生部分电
离，使溶液显碱性，A错误；氨水是一种混合物，液氨是纯净物，
二者成分不同，B错误；氨水的密度随浓度增大而减小，C错误。
分点突破（二） 铵盐
1. 铵盐
铵根离子（N ）与酸根离子形成的化合物。农业上常用的铵态
氮肥，如 、 、 等都属
于铵盐。
2. 铵盐的物理性质
绝大多数铵盐 于水。
NH4HCO3
（NH4）2SO4
NH4NO3
易溶
（1）不稳定性（写出对应的化学方程式）
①NH4Cl受热分解： 。
②NH4HCO3受热分解：
。
NH4Cl NH3↑＋HCl↑
NH4HCO3 NH3↑＋H2O＋
CO2↑
3. 铵盐的化学性质
（2）与碱反应
（NH4）2SO4与NaOH反应的化学方程式：
。
NH4Cl和Ca（OH）2反应的化学方程式：
。
与碱溶液反应的离子方程式：
。
（NH4）2SO4＋2NaOH Na2SO4＋2H2O＋2NH3↑
2NH4Cl＋Ca（OH）2 CaCl2＋2NH3↑＋2H2O
N ＋OH－ NH3↑＋
H2O
4. N 检验
（1）实验探究
现象： 。
结论：铵盐与强碱在加热条件下反应生成 ，离子方
程式为 。
试管中有气泡产生，试纸变蓝
氨气
N ＋OH－ NH3↑＋H2O
应用：①检验铵根离子的存在；②制取氨。
（2）N 检验方法
取溶液（或固体）少许于小试管中，滴加浓NaOH溶液，加
热，能产生使湿润的 试纸 的气体证明
N 的存在，反之则没有。
注意：铵盐与碱反应时，浓溶液或加热情况下以NH3形式
逸出。
红色石蕊
变蓝
1. 下列关于铵盐的说法中正确的是（ ）
A. 所有铵盐受热均可以分解，其产物中都有氨
B. 所有铵盐都易溶于水，且其中的N元素均呈－3价
C. 向氯化铵溶液中加入浓烧碱溶液共热时反应的离子方程式为N
＋OH－ NH3↑＋H2O
D. 氯化铵和氯化钠的固体混合物可用升华法分离
解析： 有的铵盐（如NH4Cl）受热分解产生氨，有的铵盐受热
分解不产生氨，如硝酸铵分解不生成氨：NH4NO3 N2O↑＋
2H2O，A错误；绝大多数铵盐易溶于水，但不是所有铵盐中的氮元
素均呈－3价，如硝酸铵中硝酸根离子中的氮元素是＋5价，B错
误；可用加热法分离NH4Cl和某些固体（不分解、不升华的固体）
的混合物，但其过程为先受热分解，再降温化合，而不是升华，D
错误。
2. 检验铵盐的方法是将待检物取出少量放入试管中，然后（ ）
A. 加热，将红色石蕊试纸放在试管口检验
B. 加水溶解，用红色石蕊试纸检验溶液的酸碱性
C. 加入碱溶液，加热，再滴入酚酞溶液
D. 加入苛性钠溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口检验
解析： 铵盐与碱溶液共热反应生成氨，检验铵盐的方法是向少
量待检物中加入NaOH溶液，加热后产生的气体能使湿润的红色石
蕊试纸变蓝，则证明该物质是铵盐，D项正确。
分点突破（三） 氨气的实验室制法
探究一：实验室制取氨
如图为实验室制取氨的简易装置示意图。
【交流讨论】
1. 试管A中加热NH4Cl和Ca（OH）2固体制取氨的反应原理是什么
（用化学方程式表示）？实验室里用该装置还能制取哪种气体？
提示：2NH4Cl＋Ca（OH）2 CaCl2＋2H2O＋2NH3↑；用该装置
还可以制取O2（2KClO3 2KCl＋3O2↑）。
2. 如何检验试管B中已收集满氨？
提示：将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝色；将蘸有浓
盐酸的玻璃棒置于试管口，有白烟产生。
3. 试管B管口塞上棉花的作用是什么？
提示：防止氨与空气对流，便于收集到较纯净的氨。
探究二：氨的制取及性质探究
如图是某化学兴趣小组对氨的制取和性质实验的改进装置，其中装置
中的a、b、c、d、e、f均为注射器（部分）。
【交流讨论】
4. B装置中注射器c装有浓氨水，若将浓氨水注入氢氧化钠固体，即可
制取氨。请你结合氨水的性质等知识，说明产生氨的原因。如果将
氢氧化钠固体换成氧化钙固体，其他不变，还能产生氨吗？
提示：氢氧化钠固体溶于水的过程是放热的，温度升高能够促使
NH3·H2O分解放出氨；氧化钙与水反应也放出热量，所以也可以产
生氨。
5. 打开K2，关闭其他开关，将注射器c的浓氨水慢慢注入试管中，看
到注射器b中的现象是什么？若关闭K1、K2、K4、K6，打开K3、
K5，如何判断C装置中的烧瓶已经收集满氨？待烧瓶中充满氨，关
闭K5，打开K6，将会观察到哪些现象？
提示：可以看到注射器b中产生大量白烟，因为发生反应：NH3＋
HCl NH4Cl，白烟为NH4Cl固体小颗粒；待注射器e中棉团（酚
酞）变红，说明氨已经收集满；关闭K5，打开K6，f中的湿润的红
色石蕊试纸变为蓝色。
6. 某同学根据铵盐受热分解的性质，认为可以采用加热NH4Cl来制取
氨，你认为正确吗？为什么？
提示：不正确。NH4Cl受热分解得到NH3和HCl，两种气体在试管
口遇冷又反应生成NH4Cl，得不到氨。
1. 原理
NH4Cl和Ca（OH）2的固体混合物加热。
2. 装置
（1）发生装置：固体＋固体 气体。
（2）净化装置：通常用碱石灰干燥氨气。
3. 收集方法
向下排空气法收集。
4. 验满方法
（1）方法一：用湿润的红色石蕊试纸放置在试管口附近，若变
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。
5. 尾气处理
在吸收氨气尾气时要防止倒吸，常采用的装置有
6. 实验室制取氨气的其他方法
（1）加热浓氨水
反应原理：NH3·H2O NH3↑＋H2O。
（2）浓氨水与生石灰混合
反应原理：将浓氨水滴加到固态碱性物质（如CaO等）上，
消耗浓氨水中的水，同时放热，OH－浓度的增大也有利于促
进NH3·H2O分解产生NH3。
名师点拨
（1）干燥NH3时不能用CaCl2，因为NH3会和CaCl2反应生成
CaCl2·8NH3等物质。
（2）氨尾气处理时防倒吸原理（结合装置分析）
将NH3通入a装置时，因为NH3极易溶于水，使制取NH3的装置内
的压强小于大气压强，水被吸入漏斗，水面下降，与漏斗口分
离，在重力作用下，漏斗中的水又回落到烧杯中，达到防倒吸
的目的；b装置与a装置相似，水倒吸进入球形干燥管中，因其
容积较大，可达到防倒吸的目的；c装置利用了NH3不溶于CCl4
而易溶于水的原理；d装置的水倒吸后留存于试剂瓶中，不会进
入前面的装置。
1. 如图是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是
（ ）
A. ①③
B. ②③
C. ①④
D. ②④
解析： NH4Cl固体受热分解生成的NH3和HCl在管口遇冷重新生
成NH4Cl固体，①错误；浓氨水滴入氧化钙中，CaO与水反应生成
Ca（OH）2，同时放出大量的热，促使NH3·H2O分解释放出NH3，
②正确；加热氢氧化钙和氯化铵固体的混合物，试管口要略低于试
管底部，③错误；加热浓氨水，促使NH3·H2O分解释放出NH3，④
正确。
2. （2024·绍兴高一期中）下列关于氨气的说法，不正确的是
（ ）
A. 氨气易液化，汽化时吸热，可用作制冷剂
B. 氨气既可以用浓硫酸干燥也可以用碱石灰干燥
C. 用水吸收氨气可用图1所示装置防止倒吸
D. 氨气密度比空气密度小，可用图2所示装置收集NH3
解析： 氨气易液化，汽化时吸热，可用作制冷剂，A正确；氨
气与浓硫酸反应生成硫酸铵，所以不能用浓硫酸干燥氨气，B错
误；氨气在水中的溶解度大，而在CCl4中的溶解度小，CCl4的密度
比水的密度大在下层，NH3通入CCl4层，可防止倒吸，C正确；氨
气密度比空气密度小，可采用向下排空气法收集，即短管进、长管
出，D正确。
3. 某同学在实验室中利用如图装置制备NH3：
（1）如果选用A装置作为氨气的发生装置，则反应的化学方程式
为 。
解析： 实验室加热NH4Cl和Ca（OH）2固体混合物来制
取氨气，反应的化学方程式为2NH4Cl＋Ca（OH）2 CaCl2
＋2NH3↑＋2H2O。
2NH4Cl＋Ca（OH）2 CaCl2＋2NH3↑＋2H2O
（2）选择图中的装置，欲收集一瓶干燥的氨气，装置的使用顺序
为A→ → → → （按气流方向，用大写字母表
示）。
解析： 制取的氨气中混有水蒸气，需干燥除去，故发生
装置后连接装置C，氨气极易溶于水，密度比空气小，可采
用向下排空气法收集，收集装置选择装置D，为防止水蒸气
混入，在集气瓶后连接干燥装置C，装置F进行尾气处理，故
装置连接顺序为CDCF。
C
D
C
F
关键能力·细培养
2
互动探究 深化认知
常见气体的制备、除杂、收集和尾气处理（探究与创新）
【典例】 拟用如图装置制取表中的四种干燥、纯净的气体（图中铁
架台、铁夹、加热及气体收集装置均已略去；必要时可以加热；a、
b、c、d表示相应仪器中加入的试剂）。
选项 气体 a b c d
A CO2 盐酸 CaCO3 饱和Na2CO3溶液 浓硫酸
B NH3 饱和NH4Cl
溶液 消石灰 H2O 固体NaOH
C Cl2 浓盐酸 KMnO4 饱和NaCl溶液 浓硫酸
D SO2 浓H2SO4 铜屑 浓H2SO4 固体NaOH
下列可以得到干燥纯净的气体的选项是（ ）
提示：根据反应装置知，反应物必须是固液混合物（可加热），根据
洗气装置知，气体不能与洗液反应，否则收集不到气体，根据干燥装
置知，干燥剂只能吸收水且不能与要收集的气体反应。二氧化碳与饱
和Na2CO3溶液反应，应用饱和碳酸氢钠溶液吸收HCl气体，A错误；
氨气易溶于水，所以不能用水洗气，B错误；氯气在饱和NaCl溶液中
溶解度较小，可以除去其中的氯化氢杂质，C正确；二氧化硫能够与
NaOH反应，收集不到二氧化硫气体，D错误。
【规律方法】
气体的制备一般按照气体的发生→净化干燥→收集→尾气处理顺
序连接。
1. 气体的发生装置
（1）加热固体药品制取气体（图①），如制取氨气。
（2）固体与液体反应不加热制取气体（图②），如制取二氧化
碳。
（3）固体与液体或液体与液体反应加热制取气体（图③），如制
取氯气。
2. 气体的净化干燥装置
如果用液体试剂来除杂就选用图A装置，如果用固体试剂来除杂就
选用图B、C装置。
3. 气体的收集装置
气体收集装置的选择要根据气体的水溶性、是否与氧气反应及气体
的密度。一般有排空气法、排液（水）法，也可将气体直接装入贮
气袋中。
（1）排空气法
（2）排液（水）法
4. 尾气处理装置
对于有毒或对空气有污染的气体，要进行尾气处理。可以选择用吸
收剂吸收、燃烧或装袋集中处理的方法。
【迁移应用】
1. 如图装置用于气体的干燥、收集和尾气吸收，其中X、Y、Z对应都正确的是（ ）
选项 X Y Z
A 无水硫酸铜 氯气 饱和食盐水
B 氢氧化钠固体 氨气 水
C 氯化钙 二氧化硫 氢氧化钠溶液
D 碱石灰 一氧化氮 氢氧化钠溶液
解析： Cl2尾气吸收应该用氢氧化钠溶液，不能用饱和食盐水，
A错误；氨气不能用向上排空气法收集，B错误；氯化钙可用于干
燥二氧化硫气体，二氧化硫可用向上排空气法收集，最后用氢氧化
钠溶液吸收尾气，C正确；一氧化氮气体与氧气反应，不能用排空
气法收集，D错误。
2. 某化学实验小组同学利用以下装置制备氨，并探究氨的性质（部分
仪器已略去）。
请回答下列问题：
（1）实验室制备氨的化学方程式为
。
解析： 实验室制取氨的化学方程式为2NH4Cl＋Ca
（OH）2 CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。
2NH4Cl＋Ca（OH）2 CaCl2
＋2NH3↑＋2H2O
（2）用装置B收集氨时，氨的进气口是 （填“a”或“b”），
说明选择的理由： 。
解析：氨的密度比空气的小，可用向下排空气法收集，
进气导管要伸到烧瓶底部。
a
氨的密度比空气的密度小
（3）打开装置B中的止水夹c，若观察到烧瓶内产生了红色喷泉，
则说明氨具有的性质是 ，
。
解析： 能形成喷泉，证明氨极易溶于水；观察到红色喷
泉，说明氨溶于水形成的溶液显碱性。
极易溶于水
溶于水形成的溶液呈
碱性
（4）为防止环境污染，以下装置（盛放的液体均为水）可用于吸
收多余氨的是 （填字母）。
解析： A项装置不利于氨的吸收，B、D两项装置能防止
倒吸，C项装置会发生倒吸。
BD
教学效果·勤检测
3
强化技能 查缺补漏
1. 关于铵盐的叙述：①铵盐易溶于水；②铵盐中氮元素均为－3价；
③铵盐受热易分解；④铵盐只能跟碱反应，不能跟酸反应；⑤铵态
氮肥不宜跟碱性物质（如草木灰）混合使用。其中正确的是
（ ）
A. ①②③④⑤ B. ①③⑤
C. ③④⑤ D. ①②④
解析： 铵盐都易溶于水，受热易分解，铵态氮肥不能与草木灰
混用，①③⑤正确；NH4NO3中氮元素的化合价为－3价、＋5价，
②错误；NH4HCO3既能与碱反应，又能与酸反应，④错误。
2. 下列关于氨的叙述中错误的是（ ）
A. 氨易液化，常用作制冷剂
B. 氨易溶解于水，因此可用来做喷泉实验
C. 氨极易溶解于水，因此氨水比较稳定
D. 氨溶于水，溶液显弱碱性，因此可使酚酞溶液变红
解析： 氨易液化，常用作制冷剂，A正确；极易溶于水的气体
（如NH3、HCl等）可用来做喷泉实验，B正确；NH3·H2O不稳定，
受热发生分解反应（NH3·H2O NH3↑＋H2O），放出氨，C错
误；氨水显弱碱性，可使酚酞溶液显红色，D正确。
3. 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（ ）
选项 气体 溶液
A H2S 稀盐酸
B HCl 稀氨水
C NO 稀H2SO4
D CO2 饱和NaHCO3溶液
解析： 由于H2S不与稀盐酸反应且在稀盐酸中溶解度较小，所
以不能使烧瓶中气体压强显著减小，因此不能形成喷泉现象，A错
误；由于HCl气体极易溶于水且能与稀氨水反应，所以二者相遇会
使烧瓶中气体压强显著减小，从而形成喷泉现象，B正确；NO既不
溶于水也不能与稀H2SO4反应，所以二者无法形成喷泉现象，C错
误；CO2不与饱和NaHCO3溶液反应且在饱和NaHCO3溶液中溶解度
较小，所以不能形成喷泉现象，D错误。
4. （2024·重庆高一期中）NH3是一种重要的化工原料，可以制备一系
列物质（如图所示），下列说法正确的是（ ）
A. NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥
B. NH4Cl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O2都要用纯氧
解析： NH4Cl是常用化肥，而NaHCO3为小苏打，不含N、P、K
元素，A错误；NH4Cl受热生成NH3、HCl，Na2CO3受热不易分解，
B错误；NH3和NO2中氮元素存在中间价态，一定条件下可发生氧
化还原反应，C正确；NO与O2的反应不需要用纯氧，D错误。
5. 甲、乙、丙三位同学分别用如下三套实验装置及化学药品（其中碱
石灰为固体氢氧化钠和生石灰的混合物）制取氨。请你参与探究，
并回答下列问题：
（1）三位同学制取氨的化学方程式是
。
解析： 根据题述装置图可知，三位同学制取氨的化学方
程式为2NH4Cl＋Ca（OH）2 CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。
（2）三位同学用上述装置制取氨时，其中一位同学没有收集到氨
（实验操作都正确），你认为没有收集到氨的同学是
（填“甲”“乙”或“丙”）。
解析： 氨是碱性气体，能与浓硫酸反应，所以没有收集
到氨的同学是乙。
2NH4Cl＋Ca（OH）2
CaCl2＋2NH3↑＋2H2O
乙
（3）为确定试管内是否已收集满氨，应将湿润的红色石蕊试纸置
于收集气体的试管口处，若观察到 ，则说明氨已
收集满。
解析：若观察到试纸变蓝，则说明氨已收集满。
试纸变蓝
（4）三位同学都认为他们的实验装置还可用于加热碳酸氢铵固体
来制取纯净的氨，你判断能够达到实验目的的同学是
（填“甲”“乙”或“丙”）。
解析： 碳酸氢铵分解生成氨、水和CO2，要得到纯净的
氨需要除去CO2和H2O，需要利用碱石灰，因此能够达到实验
目的的同学是丙。
丙
学科素养·稳提升
4
内化知识 知能升华
1. （2023·西安高一大联考）合成氨大大提高了农作物的产量，同时
也是制取硝酸、炸药等的原料。下列说法中正确的是（ ）
A. N2和H2在点燃或光照条件下可合成NH3
B. NH3和HNO3溶于水后都能导电，故二者都是电解质
C. NH3遇到浓盐酸会发生反应产生大量白烟
D. 由NH3制HNO3的过程中，氮元素被还原
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
解析： N2和H2合成氨的条件是高温、高压、催化剂，在点
燃或光照条件下不反应，A错误；NH3溶于水，其水溶液是
NH3·H2O电离的N 和OH－导电，NH3·H2O是电解质，NH3是
非电解质，HNO3属于电解质，B错误；浓盐酸易挥发，NH3与
挥发的HCl反应生成NH4Cl固体，反应时产生大量的白烟，C正
确；由氨制备硝酸的过程中N的化合价由－3价→＋5价，化合
价升高，被氧化，D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
2. 关于铵盐的叙述不正确的是（ ）
A. 常温下，都是易溶于水的晶体
B. 可用作氮肥
C. 对热的稳定性差，加热分解时一定产生NH3和酸
D. 跟强碱共热时，有氨气放出
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解析： 根据铵盐的物理性质，绝大多数铵盐为无色或白色晶
体，都易溶于水，A正确；铵盐中含有铵根离子，含有氮元素，可
以作为氮肥使用，B正确；铵盐不稳定，受热易分解，非氧化性酸
的铵盐能生成相应的酸和氨气，如碳酸铵、氯化铵，氧化性酸的铵
盐分解会发生氧化还原反应，一般不生成氨气，如硝酸铵，C错
误；铵盐与强碱反应，符合“盐与碱反应生成新盐和新碱”，生成
氨气，D正确。
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3. 为了检验某固体物质中是否含有N ，你认为下列试纸和试剂用
到的是（ ）
①蒸馏水 ②NaOH溶液 ③红色石蕊试纸
④蓝色石蕊试纸 ⑤稀硫酸
A. ①②④ B. ①②③
C. ②③ D. ①③⑤
解析： 固体溶于NaOH溶液后，加热，若含有N ，则发生
N ＋OH－ NH3↑＋H2O，NH3能使湿润（用到蒸馏水）的红
色石蕊试纸变蓝，故选B。
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4. 下列叙述错误的是（ ）
A. 利用图1装置可制取NH3
B. 将干燥的红色石蕊试纸接近图2中a处，可观察到试纸变蓝
C. 图2中收集完NH3后，取下试管，在导管口b处堵上浸有稀硫酸的棉
花可防止NH3污染空气
D. 进行图3所示实验时，可观察到液体迅速充满试管并变为红色，说
明NH3极易溶于水，其水溶液显碱性
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解析： 利用氯化铵与氢氧化钙反应制备氨气，反应为固体与固
体在加热条件下制备气体，可以用题图1装置制备，A正确；氨气
不能使干燥的红色石蕊试纸变蓝，B错误；稀硫酸可以吸收氨气，
防止氨气污染空气，C正确；氨气溶于滴有酚酞溶液的水中，可观
察到液体迅速充满试管并变为红色，说明气体氨气极易溶于水，其
水溶液显碱性，D正确。
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5. 已知：CCl4是一种液体，其密度比水的密度大、不溶于水，NH3不
溶于CCl4。下列装置用于实验室制氨气或验证氨气的化学性质，其
中不能达到实验目的的是（ ）
A. 用装置甲不能制取氨气
B. 用装置乙除去氨气中的水蒸气
C. 用装置丙验证氨气具有还原性
D. 用装置丁吸收尾气
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解析： 实验室采用装置甲制取氨气时，分液漏斗中盛装浓氨
水，圆底烧瓶中盛放氢氧化钠固体或生石灰，图示药品使用不正
确，不能用来制取氨气，A正确；氨气能与浓硫酸反应生成硫酸
铵，不能用浓硫酸干燥氨气，B错误；丙装置中发生反应：2NH3＋
3CuO N2＋3Cu＋3H2O，可以验证氨气具有还原性，C正确；氨
气不与水直接接触，能起防倒吸的作用，D正确。
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6. 如图所示，利用培养皿探究NH3的性质。实验时向NaOH固体上滴
几滴浓氨水，立即将另一表面皿扣在上面。下表中对实验现象所进
行的解释错误的是（ ）
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选项 实验现象 解释
A 浓盐酸附近产生白烟 NH3与HCl反应生成NH4Cl固体
B 浓硫酸附近无现象 NH3与浓硫酸不反应
C 氯化物溶液变浑浊 该溶液可能是AlCl3溶液
D 干燥的红色石蕊试纸不变色，湿润的红色石蕊试纸变蓝 NH3的水溶液显碱性
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解析： 浓氨水具有挥发性，向NaOH固体上滴加浓氨水，由于
NaOH与H2O作用放热从而使NH3挥发。NH3能与HCl发生化合反应
生成NH4Cl白色固体，NH3也能与H2SO4发生化合反应，生成
（NH4）2SO4，A项正确，B项错误；NH3与氯化物溶液反应生成沉
淀，该氯化物可以是AlCl3或MgCl2等，C项正确；NH3溶于水生成
NH3·H2O，NH3·H2O是可溶性碱，D项正确。
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7. 氮元素是地球大气中含量最多的元素，请完成下列有关问题：
（1）写出氮元素的原子结构示意图： 。
解析：N原子核外有7个电子，则N原子结构示意图
为 。
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（2）N2的结构式： 。
N≡N
解析： N2分子中含有三键，其结构式为N≡N。
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（3）通常情况下，氮气性质不活泼，其原因是 （填字母）。
A. 氮分子是双原子分子
B. 氮元素的非金属性很强
C. 氮原子的半径较小
D. 破坏氮分子中的化学键很难
D
解析：通常情况下，氮气性质不活泼，其原因是氮气分子中存
在N≡N键，氮氮三键性质稳定，破坏时需要吸收很高的能
量，所以氮气性质不活泼，故答案为D。
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（4）氨是一种重要的化工原料，请写出工业合成氨的化学方程
式： 。
N2＋3H2 2NH3
解析：氨是一种重要的化工原料，工业上利用氮气和氢气化合生成氨气，则合成氨的化学方程式为N2＋
3H2 2NH3。
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（5）NH4NO3是常用的铵态氮肥，在施用时若受热会分解而降低肥
效。不能用于检验NH3的方法是 （填字母）。
A. 气体能使湿润的酚酞试纸变红
B. 气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝
C. 气体与蘸有浓硫酸的玻璃棒靠近
D. 气体与蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近
C
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解析：氨气溶于水，溶液呈碱性，能使酚酞试液变红，该操作
可以检验氨气的存在，A不选；氨气是碱性气体，能使湿润
的红色石蕊试纸变蓝，该操作可以检验NH3，B不选；浓硫酸
是难挥发性的酸，此操作不能用于检验氨气，C选；浓盐酸
有挥发性，挥发出的氯化氢分子和氨气反应生成白色的烟，
该操作可以检验氨气，D不选。
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8. 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：N ＋OH－ NH3↑＋H2O
B. NaOH溶液与NH4Cl溶液混合加热：N ＋OH－ NH3·H2O
C. 氨水中加入盐酸：NH3·H2O＋H＋ N ＋H2O
D. 氨水中加入氯化铁溶液：Fe3＋＋3OH－ Fe（OH）3↓
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解析： A项，该反应属于固体间的加热反应，不能写成离子形
式，错误；B项，加热条件下NH3·H2O分解为NH3和H2O，离子方程
式应为N ＋OH－ NH3↑＋H2O，错误；D项，一水合氨是弱
碱，不能完全电离，离子方程式应为Fe3＋＋3NH3·H2O Fe
（OH）3↓＋3N ，错误。
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9. 现用传感技术测定喷泉实验中三颈烧瓶内的压强变化来认识喷泉实
验的原理。下列说法不正确的是（ ）
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A. 制取氨气时烧瓶中的固体常用CaO
B. 将湿润的红色石蕊试纸置于三颈烧瓶口c处，试纸变蓝，说明NH3
已经集满
C. 关闭a，用单孔塞（插有吸入水的胶头滴管）塞紧颈口c，打开b，
完成喷泉实验，电脑绘制三颈烧瓶内压强变化曲线如图2，则E点
时喷泉最剧烈
D. 工业上，若出现液氨泄漏，喷稀盐酸比喷洒NaHCO3溶液处理效果好
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解析： CaO能与水反应，使c（OH－）增大，同时放出大量的
热，有利于氨气的逸出，A正确；氨气和水反应生成一水合氨，一
水合氨电离出氢氧根离子而导致氨水溶液呈碱性，红色石蕊试液遇
碱变蓝色，所以检验三颈烧瓶集满NH3的方法是将湿润的红色石蕊
试纸靠近瓶口c，试纸变蓝色，证明NH3已收集满，B正确；三颈烧
瓶内气体与外界大气压强之差越大，其反应速率越快，C点压强最
小、大气压不变，所以大气压和C点压强差最大，则喷泉最剧烈，
C错误；稀盐酸显酸性，碳酸氢钠溶液显碱性，氨水溶液显碱性，
因此氨气在酸性溶液中的吸收效率高于碱性溶液中的吸收效率，D
正确。
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10. （2024·辽宁六校高一期末）实验小组同学探究NH3与Cl2的反应，
装置如图所示。常温常压下，将氨收集在薄膜保鲜袋（无弹性）
中，氯气收集在反应管中，关闭K，按图连接好装置；将氨压入
反应管，充分反应后打开K，下列说法错误的是（ ）
A. 反应开始后，保鲜袋逐渐被吸入反应管
B. 反应过程中，反应管中产生白烟
C. 打开K后，水会倒吸入反应管
D. 上述反应原理可用于检验输送氯气的管道是否泄漏
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解析： NH3与Cl2混合后，发生反应：8NH3＋3Cl2 6NH4Cl
＋N2，40 mL NH3与15 mL Cl2刚好完全反应，此时气体由55 mL变
为5 mL，反应管内气体的压强减小，必然导致薄膜保鲜袋进入反
应管，最终使反应管内气体的压强等于大气压强。反应开始后，
反应管内气体压强减小，保鲜袋逐渐被吸入反应管，A正确；反
应过程中，反应管中生成NH4Cl固体，产生白烟，B正确；打开K
后，因反应管内气体的压强等于大气压强，所以水不会倒吸入反
应管，C错误；利用上述反应原理，可判断管道是否泄漏氯气，D
正确。
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11. 某化学学习小组设计实验制取氨气并探究氨气的有关性质：
（1）已知NH3难溶于有机溶剂四氯化碳（CCl4），该小组成员设
计实验制备氨气并探究氨气的还原性及产物，提供实验装置
如图：
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①装置C中发生反应的化学方程式为
。
②根据上述提供的装置正确的连接顺序为
（用各接口序号表示）。
③该装置在设计上有一定的缺陷，你对该装置的改进措施是
。
2NH4Cl＋Ca（OH）
2 2NH3↑＋CaCl2＋2H2O
g→ab→ef→d
在装置C和A之间连接一个盛有碱石灰的干燥管
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解析：①在装置C中用NH4Cl固体与Ca（OH）2固体混
合加热制取NH3，则发生反应的化学方程式为2NH4Cl＋Ca
（OH）2 2NH3↑＋CaCl2＋2H2O；②装置连接顺序：制取
氨气→氨还原性验证→产物水的检验→尾气处理，所以装置
正确的接口连接顺序为g→ab→ef→d；③氨气还原CuO生成
水，为防止氨气中混入水蒸气的干扰，制取的氨气必须干
燥，不能选择酸性干燥剂和无水氯化钙，可选用碱石灰干
燥，即在装置C和A之间连接一个盛有碱石灰的干燥管。
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（2）利用改进后的装置进行实验，观察到CuO全部变为红色物
质，无水CuSO4变蓝，同时生成一种无污染的气体。请写出
NH3与CuO反应的化学方程式：
。
2NH3＋3CuO N2＋3Cu
＋3H2O
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解析：氨气还原CuO的现象为黑色固体全部变为红色物质，无水CuSO4变蓝，同时生成一种无污染的气体N2，即氨气还原CuO生成H2O、Cu和N2，反应的化学方程式为2NH3＋3CuO N2＋3Cu＋3H2O。
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（3）有同学认为：NH3与CuO反应生成的红色物质中可能含有
Cu2O。请你设计一个简单的实验检验该红色物质中是否含
有Cu2O：
。
（已知：Cu2O＋2H＋ Cu＋Cu2＋＋H2O）
取少量样品于试管中，加入稀硫酸，若溶液出现
蓝色，说明红色物质中含有Cu2O；反之，则没有
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解析： 根据信息：Cu2O＋2H＋ Cu＋Cu2＋＋H2O可
知，Cu2O能与稀硫酸、HCl等非氧化性酸反应，生成蓝色溶
液，所以设计的实验方案是取少量样品于试管中，加入稀硫
酸，若溶液出现蓝色，说明红色物质中含有Cu2O；反之，
则没有Cu2O。
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第3课时
硝酸 酸雨及防治
课
程 标
准 1.结合真实情境并通过实验探究，了解硝酸的主要性质，认识硝
酸在工业和农业生产中的重要意义。
2.结合真实情境，认识硫、氮的化合物对生态环境的影响，了解
酸雨及防治
目 录
1、基础知识·准落实
2、关键能力·细培养
3、教学效果·勤检测
4、学科素养·稳提升
基础知识·准落实
1
梳理归纳 高效学习
分点突破（一） 硝酸
1. 物理性质
色、 挥发、具有 气味的液体，能与水以任
意比混溶。
2. 化学性质
无
易
刺激性
（1）酸性：硝酸是一元强酸，电离方程式：HNO3 H＋＋
N 。
（2）不稳定性（用化学方程式表示）：
。
①不纯的HNO3呈黄色，是HNO3分解产生的 溶于其
中造成的。
②温度越高、光线越强、浓度越大，越易分解。
③保存： 试剂瓶，并放置在 。
4HNO3 4NO2↑＋O2↑＋2H2O
NO2
棕色
阴凉处
（3）强氧化性
Ⅰ.实验探究
实验
物质 稀硝酸 浓硝酸
实验 现象 试管内开始产生少量 色气
体，反应逐渐加快，气体在试管口
变为 色，溶液逐渐变
，铜丝逐渐变 试管内产生大量
色气体，溶液逐渐
变 ，铜丝逐渐变
实验 结论 常温下，稀硝酸与铜缓慢反应生成 常温下，浓硝酸与铜迅
速剧烈反应生成
无
红棕
蓝
细
红
棕
绿
细
NO
NO2
硝酸浓度不同，与金属反应的产物也不同：
①浓硝酸与Cu反应的化学方程式为
；
②稀硝酸与Cu反应的化学方程式为
。
常温下，浓硝酸使 钝化。除金、铂等外，浓硝酸几乎能氧
化所有的金属。
Cu＋4HNO3（浓） Cu
（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O
3Cu＋8HNO3（稀） 3Cu
（NO3）2＋2NO↑＋4H2O
铁、铝
Ⅱ.硝酸的强氧化性及反应归纳
提醒
（1）硝酸强氧化性的本质是酸性条件下N 中＋5价氮得电子被还
原，产物为低价含氮物质，即使与较活泼金属反应，一般也不
产生H2，即氧化性：N ＞H＋。
（2）硝酸还原产物随其浓度的降低，含氮物质化合价降低，一般产
物有NO2、NO、N2O、N 等。
（3）常温下浓硝酸能使Fe、Al钝化，但加热时可以继续反应。
写出每一步反应的化学方程式，并指出含氮物质发生的是氧化反应
还是还原反应。
3. 硝酸的工业制法
① 。
② 。
③ 。
④ 。
N2＋3H2 2NH3，还原反应
4NH3＋5O2 4NO＋6H2O，氧化反应
2NO＋O2 2NO2，氧化反应
3NO2＋H2O 2HNO3＋NO，氧化反应和还原反应
4. 应用
硝酸是一种重要的化工原料，可用于制造化肥、农药、炸药、染料
和硝酸盐等，在实验室里是一种重要的化学试剂。
1. 浓硝酸可以氧化非金属单质，如加热条件下可将C氧化为CO2，同
时生成红棕色气体，反应的化学方程式
为 ，
体现浓硝酸的 性。
提示：C＋4HNO3（浓） CO2↑＋4NO2↑＋2H2O；氧化。
2. 将铜片置于具支试管的底部（如图），通过分液漏斗加入2 mL
稀硝酸。
反应结束后有Cu剩余，再向溶液中加入稀硫酸，会有什么现象？
提示：会有气泡产生。反应结束后溶液中含有Cu（NO3）2，再向
溶液中加入稀硫酸，H2SO4提供H＋，由离子方程式：8H＋＋2N
＋3Cu 3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O可知，会有NO气体生成。
3. 硝酸是无机化学工业中三大强酸之一，具有酸类的通性。
材料一 由于硝酸同时具有氧化性和酸性，硝酸也被用来精炼金
属：先把不纯的金属氧化成硝酸盐，排除杂质后再还原。大量浓硝
酸可以用铝槽车储存运输，稀硝酸应用不锈钢或玻璃钢增强塑料槽
车或储罐输送或储存。少量硝酸采用耐酸陶瓷坛或玻璃瓶包装。铝
是硝酸理想的容器。
材料二 如表实验中均有红棕色气体产生。
① ② ③
（1）由材料一可知硝酸能够与所有金属单质反应吗？硝酸与金属能
生成氢气吗？
提示：硝酸能与除金、铂等外的金属反应。硝酸的氧化性是由
＋5价的氮元素表现的，故不会生成氢气。
（2）材料一中提到“铝是硝酸理想的容器”是因为铝不与硝酸反应
吗？若不是，则原因是什么？
提示：铝是硝酸理想的容器，原因是浓硝酸具有强氧化性，常
温下将铝的表面氧化为致密的氧化膜，隔绝了铝与硝酸的接
触，若加热则反应继续。
（3）材料二中，哪个装置中的现象表明浓硝酸表现了强氧化性？解
释各实验现象的原因。
提示：都不能。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；通过
①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自硝酸分解，即不能表明②中木炭与浓
硝酸发生反应；实验③中木炭没有与浓硝酸接触，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，从而生成了二氧化氮。
1. 下列反应中硝酸既能表现出酸性又表现出氧化性的是（ ）
A. 使石蕊试液变红
B. 与铜反应放出NO气体，生成Cu（NO3）2
C. 与Na2CO3反应放出CO2气体，生成NaNO3
D. 与S单质混合共热时生成H2SO4和NO2
解析： 在题述反应A、C项中HNO3均表现出酸性。在B、D项中
HNO3中氮元素的化合价均降低，表现出氧化性，并且在B项中又
有Cu（NO3）2生成，说明此反应中HNO3还表现出酸性。
2. 某实验过程如图所示，③试管中的现象是（ ）
A. 无明显现象，因稀硫酸不与铜反应
B. 铜片溶解，产生无色气体，该气体遇到空气不变色
C. 铜片溶解，放出红棕色有刺激性气味的气体
D. 铜片溶解，产生无色气体，该气体在试管口变为红棕色
解析： 加入稀硫酸，相当于加入H＋，溶液中的H＋和N 使铜
片继续溶解生成NO，NO遇空气被氧化成红棕色的NO2。
3. 某学习小组为研究铜与浓硝酸、稀硝酸反应的差异，设计了如图所
示的实验装置。
A. 反应开始前通入过量的CO2气体，目的是排除装置内的空气
B. A中反应的离子方程式：Cu＋2N ＋4H＋ Cu2＋＋2NO2↑＋
2H2O
C. 当B中0.03 mol铜粉被氧化时，B中产生NO气体的物质的量大于
0.02 mol
D. C装置中装入一定量的水进行尾气处理
下列说法不正确的是（ ）
解析： 反应开始前通入过量的CO2气体，目的是排除装置内的
空气，A正确；A中铜与浓硝酸反应的离子方程式为Cu＋2N ＋
4H＋ Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O，B正确；B中发生反应：3NO2＋
H2O 2HNO3＋NO、3Cu＋8HNO3（稀） 3Cu（NO3）2＋
2NO↑＋4H2O，因此当B中有0.03 mol铜粉被氧化时，B中产生NO
气体的物质的量大于0.02 mol，C正确；NO不溶于水，故C装置中
装入一定量的水不能进行尾气处理，D错误。
分点突破（二） 酸雨及防治
1. 酸雨
2. SO2与NO2的主要来源、危害和防治
1. 硫和氮及其化合物对人类的生存和社会发展意义重大，但也造成了
不少环境问题，下列说法正确的是（ ）
A. 雷雨天气时空气中的少量N2可转化为NO2并随雨水落下
B. PM2.5（微粒直径约为2.5×10－6 m）含氮分散质分散在空气中形成
气溶胶，能产生丁达尔效应
C. 二氧化硫和CO2均有毒，也是形成酸雨的主要污染性气体
D. “酸雨”是由大气中的碳、氮、硫的氧化物溶于雨水造成的
解析： A项，雷雨天气时空气中的N2、O2在雷电的作用下发生
反应生成NO，然后NO与O2反应生成NO2，正确；B项，胶体粒子
的直径在1～100 nm之间（10－9 m～10－7 m），而PM2.5微粒直径约
为2.5×10－6 m，分散在空气中形成的分散系不属于胶体，故不能
产生丁达尔效应，错误；C项，CO2不是引起酸雨的污染性气体，
错误；D项，“酸雨”是由大气中的二氧化硫、氮氧化物以及它们
在大气中发生反应后的生成物溶于雨水造成的，错误。
2. 部分城市某日空气质量日报如下：
城市 污染指数 首要污染物 空气质量
等级
SO2 NO2 PM10 A 98 23 67 SO2 Ⅱ
B 47 29 35 SO2 Ⅰ
C 62 80 113 PM10 Ⅲ
D 52 76 59 NO2 Ⅰ
（1）由表可知，空气质量日报中涉及的污染物主要是
和可吸入颗粒物（PM10）。
解析：分析图表中的物质和数据可知，涉及的污染物主
要是SO2、NO2和可吸入颗粒物（PM10）。
SO2、NO2
（2）SO2的排放是造成酸雨的主要因素。形成酸雨的过程之一可简
单表示如下：
请回答下列问题：
①酸雨的pH （填“＞”“＜”或“＝”）5.6。
②反应b的化学方程式为 。
＜
2SO2＋O2 2SO3
③若用足量的氢氧化钠溶液吸收含二氧化硫的工业废气，写
出该反应的离子方程式： 。
解析： ①酸雨的pH＜5.6。②根据流程图，反应b是二
氧化硫的催化氧化反应，反应的化学方程式为2SO2＋
O2 2SO3。③用足量的氢氧化钠溶液吸收含二氧化硫
的工业废气，该反应的离子方程式为2OH－＋SO2 S
＋H2O。
2OH－＋SO2 S ＋H2O
关键能力·细培养
2
互动探究 深化认知
守恒法在金属与硝酸反应计算中的应用（归纳与论证）
【典例】 将6.4 g铜加入50 mL a mol·L－1的硝酸溶液中，铜全部溶
解，得到NO2和NO的混合气体。将反应后溶液稀释至100 mL，测得
N 的浓度为3 mol·L－1。
（1）混合气体中NO2和NO的总物质的量为 mol（用含a的式子表
示）。
提示：因为得到NO2和NO的混合气体，说明原硝酸溶液为浓硝
酸。发生的反应有：Cu＋4HNO3（浓） Cu（NO3）2＋
2NO2↑＋2H2O和3Cu＋8HNO3（稀） 3Cu（NO3）2＋2NO↑
＋4H2O。反应后溶液中含有n余（N ）＝0.1 L×3 mol·L－1＝
0.3 mol，由N原子守恒得n（NO2）＋n（NO）＝n总（HNO3）
－n余（N ）＝（0.05a－0.3）mol。
（2）稀释后的溶液中H＋的物质的量浓度为 mol·L－1。
提示：n（Cu2＋）＝n（Cu）＝ ＝0.1 mol，因为与Cu2
＋组合的n（N ）＝2n（Cu2＋）＝2×0.1 mol＝0.2 mol，由N
原子守恒，故溶液中与H＋结合的n（N ）＝0.3 mol－0.2
mol＝0.1 mol，则c（H＋）＝ ＝1.0 mol·L－1。
（3）若标准状况下，NO2和NO的混合气体体积为2.24 L，则上题中a
的值是 。
提示：NO2和NO的混合气体的物质的量是0.1 mol，由（1）得n
（NO2）＋n（NO）＝（0.05a－0.3）mol，即0.05a－0.3＝
0.1，则a＝8。
【规律方法】
1. 思维模型
2. 原子守恒法在解题中的应用
HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用，以N 的形式存
在于溶液中，另一部分HNO3作为氧化剂转化为还原产物。
这两部分HNO3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。
n消耗（HNO3）＝x·n[M（NO3）x]＋n（NO2）＋n（NO）。
3. 电子守恒法在解题中的应用
HNO3与金属的反应属于氧化还原反应，HNO3中氮原子得到的电子
的物质的量等于金属失去的电子的物质的量，即金属失电子的物质
的量＝n（NO2）＋3n（NO）。
4. “离子方程式法”在解题中的应用
金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时，由于N 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，先做少量、过量判断，然后根据完全反应的金属或H＋或N
进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒。
【迁移应用】
1. 向50 mL 14.0 mol·L－1浓硝酸中加入足量铜，充分反应后收集到
4.48 L（已换算成标准状况）NO和NO2混合气体（不考虑NO2与
N2O4的相互转化）。则参加反应的铜的质量为（ ）
A. 6.4 g B. 12.8 g
C. 16.0 g D. 19.2 g
解析： Cu足量，硝酸完全反应，生成Cu（NO3）2、NO、NO2
和H2O。n（HNO3）＝0.05 L×14.0 mol·L－1＝0.7 mol，n（气
体）＝ ＝0.2 mol。由氮原子守恒可知，0.7 mol＝n[Cu
（NO3）2]×2＋0.2 mol，解得n[Cu（NO3）2]＝0.25 mol，由铜
原子守恒可知，n（Cu）＝n[Cu（NO3）2]，则参加反应的铜的质
量为0.25 mol×64 g·mol－1＝16.0 g，选C。
2. 将Mg、Cu组成的2.64 g固体混合物投入适量稀硝酸中恰好完全反
应，收集还原产物NO气体（还原产物只有一种）。然后向反应后
的溶液中加入一定浓度的氢氧化钠溶液，使金属恰好沉淀完全，此
时生成沉淀的质量为4.68 g，则反应过程中收集到NO气体（标准
状况下）的体积为（ ）
A. 8.96 L B. 0.896 L
C. 4.48 L D. 0.448 L
解析： 分析题意可知：M Mn＋ M（OH）n。即金属失
去电子的物质的量＝参加反应的OH－的物质的量＝HNO3得到电子
的物质的量，参加反应的OH－的物质的量为 ＝0.12
mol，n（NO）＝ ＝0.04 mol，所以反应过程中收集到NO气
体的体积（标准状况下）为0.04 mol×22.4 L·mol－1＝0.896 L，选
B。
教学效果·勤检测
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强化技能 查缺补漏
1. （2024·淮安高一期中）久置的浓硝酸呈黄色的原因是（ ）
A. 浓硝酸本身有颜色
B. 浓硝酸具有挥发性
C. 浓硝酸与氧气反应生成有色物质
D. 浓硝酸见光分解产生二氧化氮气体溶解在里面
解析： 硝酸不稳定，见光易分解生成NO2使溶液呈黄色，所以
久置的浓硝酸呈黄色的原因是浓硝酸见光分解产生NO2气体溶解在
其中，D正确。
2. 以下非金属氧化物与其引起的环境问题或危害及主要来源对应正确
的是（ ）
选项 氧化物 环境问题或危害 主要来源
A CO2 酸雨 化石燃料的燃烧
B SO2 光化学烟雾 汽车尾气的排放
C NO2 温室效应 工厂废气的排放
D CO 煤气中毒 煤炭的不完全燃烧
解析： 形成酸雨的氧化物主要是SO2和氮氧化物；引起光化学
烟雾的主要气体为NO2；CO2是造成温室效应的主要气体；CO会造
成煤气中毒。
3. （2024·绍兴高一期中）下列有关实验操作、现象和解释或结论都
正确的是（ ）
选项 实验操作 实验现象 实验解释或结论
A 过量的铁粉中加入稀硝酸，充分反应后，滴入KSCN溶液 溶液呈红色 稀硝酸将Fe氧化为Fe3＋
B 常温下，Fe、Al放入浓硝酸或浓硫酸中 无明显现象 Fe、Al与浓硝酸或浓硫酸不反应
选项 实验操作 实验现象 实验解释或结论
C 铝箔插入稀硝酸中 无明显现
象 铝箔表面被硝酸氧化，形成致
密的氧化膜
D 用玻璃棒蘸取浓硝
酸点到蓝色石蕊试
纸上 试纸先变
红色后褪色 浓硝酸具有酸性和强氧化性
解析： 稀硝酸与铁粉反应，铁首先被氧化成Fe3＋，过量铁粉又
将Fe3＋还原，最终得到Fe2＋，滴入KSCN溶液不显红色，A错误；
常温下，Fe、Al在浓硝酸或浓硫酸中发生钝化，生成致密的氧化膜
阻止了反应进一步进行，B错误；铝箔能与稀硝酸反应放出气体，
C错误。
4. 下列有关硝酸的说法不正确的是（ ）
A. HNO3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. 常温下，向浓硝酸中投入Fe片，不会产生大量的红棕色气体
解析： A项，HNO3和氯水中的HClO见光都易分解，都应避光
保存，正确；B项，浓硝酸和浓氨水都具有挥发性，HNO3与NH3化
合生成白色固体小颗粒NH4NO3，正确；C项，铁在浓硝酸中钝
化，而Pt与浓硝酸不反应，原理不同，错误；D项，常温下，向浓
硝酸中投入Fe片，发生钝化，不会产生大量的红棕色气体，正确。
5. 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。
（1）具支试管中发生反应的化学方程式为
。
解析： Cu与浓硝酸反应生成Cu（NO3）2、NO2和水，反应的化
学方程式为Cu＋4HNO3（浓） Cu（NO3）2＋2NO2↑＋
2H2O。
Cu＋4HNO3（浓） Cu
（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O
（2）实验中观察到能证明浓硝酸具有强氧化性的现象是
。
试管中溶液
变蓝，且有红棕色气体产生
解析：浓硝酸作氧化剂，能将Cu氧化成Cu2＋（蓝色溶液），其还原产物是NO2（红棕色气体）。
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 。
解析：将浓硝酸稀释成稀硝酸，再与Cu发生反应，即可进一步
证明稀硝酸的强氧化性。
向试管中加水将浓硝酸稀释
（4）能证明稀硝酸与铜反应产生NO的实验现象是 （填字母）。
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
解析：NO为无色气体，遇空气中的O2转化成红棕色的NO2气
体。
C
学科素养·稳提升
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内化知识 知能升华
1. 下列实验事实与硝酸性质不相符的一组是（ ）
A. 浓硝酸使紫色石蕊试液先变红后褪色——酸性和强氧化性
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
解析： 硝酸能使滴有酚酞的NaOH溶液红色褪去，原因是硝酸
和NaOH发生了酸碱中和反应，体现的是硝酸的酸性，D项错误。
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2. （2023·揭阳高一期末）下列反应既表现硝酸的氧化性，又表现硝
酸的酸性的是（ ）
A. NH3＋HNO3 NH4NO3
B. FeO＋4HNO3（浓） Fe（NO3）3＋2H2O＋NO2↑
C. CuO＋2HNO3 Cu（NO3）2＋H2O
D. C＋4HNO3（浓） CO2↑＋2H2O＋4NO2↑
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解析： NH3和HNO3反应生成硝酸铵，硝酸只体现酸性，A错
误；FeO和HNO3反应生成Fe（NO3）3，N 化合价不变，生成
NO2的硝酸中N元素化合价降低，所以该反应中硝酸体现氧化性和
酸性，B正确；CuO和HNO3反应生成硝酸铜，硝酸只体现酸性，C
错误；C与浓硝酸反应，硝酸只体现氧化性，D错误。
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3. 下列各组物质充分反应后，只能得到一种气体的是（ ）
A. 木炭和浓硫酸共热
B. Na2O2与足量的稀硫酸反应
C. 足量的铜跟一定量的浓硝酸反应
D. 汽油在汽车发动机中燃烧后排出的气体
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解析： 木炭和浓硫酸加热反应生成CO2和SO2气体，得到两种气
体，A错误；Na2O2与足量的稀硫酸反应生成氧气，只能得到一种
气体，B正确；铜和浓硝酸反应生成NO2，浓硝酸变稀硝酸后和铜
反应生成NO气体，得到两种气体，C错误；汽油在汽车发动机中燃
烧后排出的气体为碳氢化合物、NOx、CO、CO2、O2，D错误。
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4. 从经济效益和环境保护的观点出发，由铜制取硝酸铜最适宜的方法
是（ ）
A. Cu与浓硝酸 Cu（NO3）2
B. Cu与稀硝酸 Cu（NO3）2
C. Cu CuO Cu（NO3）2
D. Cu＋AgNO3 Cu（NO3）2
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解析： A项，生成的NO2会造成大气污染，不正确；B项，生成
的NO也会造成大气污染，不正确；C项，生成等量的硝酸铜所用的
原料少，比较经济，又不会对环境造成污染，正确；D项，硝酸银
成本较高，同时硝酸银会对环境造成一定的污染，主要是重金属污
染，不正确。
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5. 等质量的下列物质与足量稀硝酸反应，放出NO物质的量最多的是
（ ）
A. FeO B. Fe2O3
C. FeSO4 D. Fe3O4
解析： 根据得失电子守恒，还原剂提供的电子越多，氧化剂硝
酸生成的NO的物质的量就越多。设四种物质的质量均为m g，则分
别含有＋2价铁的物质的量：A项， mol；B项，0；C项，
mol；D项， mol。提供电子的物质的量最多的为FeO。
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6. 38.4 mg铜跟适量的浓硝酸反应，铜全部作用后，共收集到22.4
mL（标准状况）气体，则反应消耗的硝酸的物质的量可能是
（ ）
A. 1.0×10－3 mol B. 1.6×10－3 mol
C. 2.2×10－3 mol D. 2.4×10－3 mol
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解析： 浓硝酸适量，在反应过程中变稀，实际上发生了两个反
应：Cu＋4HNO3（浓） Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O、3Cu＋
8HNO3（稀） 3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O。反应消耗的
HNO3包括起酸性作用和起氧化性作用的两部分，前者反应后以Cu
（NO3）2形式存在，后者被还原后生成NO2、NO气体。从两个方
程式看出Cu＋2HNO3（酸）～Cu（NO3）2，HNO3（氧化剂）～
NO2（或NO），所以反应消耗的HNO3的物质的量为 ×2
＋ ＝1.2×10－3 mol＋1×10－3 mol＝2.2×10－3 mol。
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7. （2024·烟台高一开学考）氮元素形成的化合物种类十分丰富。请
根据以下工业制硝酸的原理示意图回答下列问题：
（1）与氮氧化物有关的全球或区域性大气环境问题有 （填字
母）。
a.酸雨 b.沙尘暴
c.光化学烟雾 d.白色污染
ac
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解析：氮氧化物在紫外线的照射下，会与大气中的碳氢
化物作用生成臭氧和形成光化学烟雾，同时氮氧化物经过一
系列反应形成硝酸酸雨，所以“光化学烟雾“、“硝酸酸雨
“的形成都与氮氧化合物有关，所以答案选a、c。
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（2）NH3是重要的含氮化合物，写出氨合成塔中发生反应的化学
方程式 ；氧化炉中所发生反应的
化学方程式为 。
N2＋3H2 2NH3
4NH3＋5O2 4NO＋6H2O
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解析： 氨合成塔中，N2和H2在高温、高压催化剂条件下
反应生成NH3，反应的化学方程式为N2＋
3H2 2NH3；氧化炉中，在催化剂加热条件下，NH3
被O2催化氧化为NO和H2O，反应的化学方程式为4NH3＋
5O2 4NO＋6H2O。
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（3）将过量的铜置入一定量的浓硝酸中，微热，充分反应后，放
出两种气体，写出生成NO的反应化学方程式
；若生成NO、NO2
的体积比为1∶4，则分别生成NO、NO2的两个反应中消耗硝
酸的物质的量之比是 。
3Cu＋8HNO3
（稀） 3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O
1∶2
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解析： 将过量的铜置入一定量的浓硝酸中，微热，生成
NO2的化学方程式为Cu＋4HNO3（浓） Cu ＋
2NO2↑＋2H2O，生成NO的化学方程式为8HNO3（稀）＋
3Cu 3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O；由化学方程式知，生
成1 mol NO消耗4 mol HNO3、生成1 mol NO2消耗2 mol
HNO3，若生成NO、NO2的体积比为1∶4，则分别生成NO、
NO2的两个反应中消耗HNO3的物质的量之比是4∶（2×4）
＝1∶2。
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8. （2024·苏州高一期中）实验室模拟氨催化氧化法制硝酸的装置如
图所示（无水CaCl2可用于吸收氨），下列说法错误的是（ ）
A. 装置①②⑤依次盛装碱石灰、无水CaCl2、NaOH溶液
B. 装置③中气体呈红棕色
C. 装置④中溶液可使紫色石蕊溶液变红，说明有HNO3生成
D. 通空气的主要作用是鼓出氨气，空气可用N2代替
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解析： 空气通入浓氨水后，氨挥发出来，空气和氨的混合气体
经过干燥后进入装有催化剂并加热的硬质玻璃管中，发生催化氧化
反应：4NH3＋5O2 4NO＋6H2O，生成的气体经过无水
CaCl2，除去氨和水蒸气，在装置③中NO与空气中的O2反应生成
NO2，装置④中的水可以吸收NO2并生成HNO3，尾气中的NO、
NO2在装置⑤中被吸收，防止污染，因此⑤中可以选用NaOH溶
液。根据上述分析，装置①②⑤依次盛装碱石灰、无水CaCl2、
NaOH溶液，A项正确；装置③中NO被氧化生成NO2，气体呈红棕
色，B项正确；
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装置④中发生反应：3NO2＋H2O 2HNO3＋NO，溶液显酸性，可
使紫色石蕊溶液变红，C项正确；通空气的主要作用是鼓出氨并提供
氧气，空气不能用N2代替，D项错误。
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9. 酸雨的形成是一种复杂的大气化学和光化学过程，在清洁空气、污
染空气中形成硫酸型酸雨的过程如下：
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A. 光照是酸雨形成的必要条件之一
B. 所涉及的变化均为氧化还原反应
C. 污染指数越高形成酸雨的速率越快
D. 优化能源结构能有效遏制酸雨污染
解析： SO2变为激发态SO2，没有元素化合价的变化，不属于氧
化还原反应，B错误。
下列有关说法不正确的是（ ）
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10. （2024·北京朝阳区高一期末）用体积相同的15 mol·L－
1HNO3、4 mol·L－1HNO3分别将两份等质量的铜片完全溶解，
发生如下反应：
①4HNO3（浓）＋Cu Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O，所得溶
液为绿色
②8HNO3（稀）＋3Cu 3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O，所得溶
液为蓝色
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用注射器分别取①、②中的少量溶液，夹上弹簧夹，完成如下
实验：
Ⅰ 向外拉动注射器
活塞 ①中液面上方呈红棕色，…
Ⅱ ②中无明显变化
下列分析正确的是（ ）
A. ①中产生NO2，②中产生NO，说明氧化性：稀硝酸＞浓硝酸
B. 溶解等量的Cu，消耗HNO3（浓）的物质的量多于HNO3（稀）
C. Ⅰ中溶液上方呈红棕色是因为发生反应2NO＋O2 2NO2
D. 向外拉动注射器活塞时，①中气体颜色不会发生变化
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解析： 氧化性强弱与获得电子数目多少无关，即与元素化合
价变化多少无关，只与获得电子的能力有关，浓硝酸氧化性强于
稀硝酸，A错误；依据两个化学方程式可知，溶解3 mol铜，与浓
硝酸反应消耗12 mol HNO3，与稀硝酸反应消耗8 mol HNO3，消耗
HNO3（浓）的物质的量多于HNO3（稀），B正确；Ⅰ中溶液中生
成NO2，NO2本身为红棕色，C错误；NO2与N2O4存在2NO2
N2O4，向外拉动注射器活塞时，相当于体积增大，气体颜色变
浅，D错误。
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11. 某实验小组采集硫酸型酸雨样品，随着时间的推移，多次测定该
样品的pH，得到了表中数据：
时间/h 0 8 16 24 32 40 48
pH 5.0 4.8 4.5 4.3 4.2 4.0 4.0
（1）酸雨样品放置时pH变化的主要原因是（用化学方程式表
示）
。
SO2＋H2O H2SO3，2H2SO3＋O2 2H2SO4（或2SO2
＋2H2O＋O2 2H2SO4）
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解析：酸雨放置时pH变小，其原因是雨水中的H2SO3
被空气中的O2氧化所致。
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（2）如果将刚取样的上述酸雨和自来水（用Cl2杀菌消毒）混
合，pH将
（填“增大”“减小”或“不变”），原因是（用化学方程
式表示） 。
减小
H2SO3＋Cl2＋H2O 2HCl＋H2SO4
解析：雨水和自来水混合，应考虑H2SO3与自来水中的Cl2发生氧化还原反应而生成硫酸和盐酸，使酸性增强。
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（3）你认为减少酸雨产生可采取的措施是 。
①少用煤作燃料 ②把工厂烟囱造高 ③燃料脱硫 ④在已
酸化的土壤中加石灰 ⑤开发新能源
A. ①②③ B. ②③④⑤
C. ①③⑤ D. ①③④⑤
C
解析：减少酸雨的形成必须减少SO2的排放，减少煤等化石燃料的使用，燃料脱硫、固硫，开发不含硫的新能源（如氢能、核能等），都是有效措施。
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12. 某学习小组探究浓硝酸和稀硝酸氧化性的相对强弱，按如图装置
进行实验（夹持仪器已略去）。实验结果表明浓硝酸能将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。
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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，但能与NO2反应。反应的化学
方程式为2NO2＋2NaOH NaNO3＋NaNO2＋H2O。
请回答下列问题：
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（1）为了避免有害气体排放到空气中，装置③④⑥中盛放的药品
依次是 。
解析：根据装置特点和实验目的，装置⑤用来收集NO，装置⑥中盛放NaOH溶液用来吸收NO2，因为实验结果表明稀硝酸不能氧化NO，所以装置③中应盛放稀硝酸。
3 mol·L－1稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液
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（2）滴加浓硝酸之前的操作是检查装置的气密性，加入药品，打
开弹簧夹后
。
解析：由于装置中残存的空气能氧化NO，从而对实验产生干扰，所以滴加浓硝酸之前需要通入一段时间CO2来赶尽装置中的空气，同时也需将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内，防止反应产生的NO气体逸出。
通入CO2一段时间，关闭弹簧夹，将装置⑤中导
管末端伸入倒置的烧瓶内
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（3）装置②的作用是 ，发生反应的化学方程式
是 。
解析：装置②中盛放蒸馏水，使NO2与H2O反应生成NO。
将NO2转化为NO
3NO2＋H2O 2HNO3＋NO
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（4）该小组得出的结论所依据的实验现象是
。
解析：NO通过稀硝酸后，若无红棕色NO2产生，说明稀硝酸不能氧化NO，所以装置③中液面上方没有颜色变化即可说明。装置④中盛放的是浓硝酸，若浓硝酸能氧化NO，则装置④中液面上方会产生红棕色气体。
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
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12(共81张PPT)
第1课时 氮气与氮的固定 一氧化氮和二氧化氮
课
程 标
准 1.了解N2、NO和NO2的主要物理性质和化学性质。
2.结合实例认识氮的固定，认识N2、NO和NO2在生产中的应用
和对生态环境的影响
目 录
1、基础知识·准落实
2、关键能力·细培养
3、教学效果·勤检测
4、学科素养·稳提升
基础知识·准落实
1
梳理归纳 高效学习
分点突破（一） 氮气与氮的固定
1. 氮元素原子结构与存在形态
（1）氮元素原子结构
氮元素原子结构示意图： ，位于第 周期第 族。
氮原子的最外层有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 与其
他原子相互结合构成物质。
二
ⅤA
共用电子对
2. 氮气
（1）结构
氮气分子内两个氮原子间以 结合，电子式
为 ，结构式为 。
（2）物理性质
色、 味、 溶于水，密度与空气相近，约
占空气体积的 。
共价三键
∶N N∶
N≡N
无
无
难
①与氢气反应： ；
②与氧气反应： ；
③与金属镁反应：N2＋3Mg Mg3N2。
N2＋3H2 2NH3
N2＋O2 2NO
（3）化学性质
通常情况下很稳定，难与其他物质反应。
3. 氮的固定
（1）含义
将大气中 的氮转化为 的过程叫做
氮的固定。
（2）分类
游离态
氮的化合物
1. 自然界中的氮循环如图所示，下列说法不正确的是（ ）
A. ①中N2与O2反应生成NO
B. ②中合成氨属于人工固氮
C. ③中氮元素被氧化
D. 氧元素参与了氮循环
解析： 在放电条件下，氮气和氧气反应：N2＋O2 2NO，A
项正确；工业合成氨是将N2与H2在一定条件下反应生成NH3，属于
人工固氮，B项正确；③中细菌还原硝酸根离子生成无污染的氮
气，所以③中氮元素被还原，而不是被氧化，C项错误；分析氮循
环示意图可知，氧元素参与了氮循环，D项正确。
2. 在水体中部分含氮物质循环如图。图中转化属于氮的固定的是
（ ）
A. ③ B. ④
C. ⑤ D. ⑥
解析： 将N2转化为氮的化合物的过程叫氮的固定，因此循环图
中只有转化⑤属于氮的固定。
3. 下列有关氮气的叙述错误的是（ ）
A. 氮气可作贮存水果、粮食的保护气
B. 氮的非金属性比磷强，所以氮气的化学性质比磷活泼
C. 在雷雨天，空气中的N2和O2反应生成NO
D. 氮气既可作氧化剂，又可作还原剂
解析： 氮气的化学性质很稳定，无毒，可以用作食品保护气，
A正确；氮气分子中含N≡N，性质很稳定，化学性质不如磷活泼，
B错误；在雷雨天，放电条件下，氮气与氧气反应生成一氧化氮，
C正确；氮气中氮元素处于中间状态，既可作氧化剂，又可作还原
剂，D正确。
分点突破（二） NO和NO2
1. 物理性质及毒性
（1）一氧化氮（NO）
无色无味气体，密度比空气 ， 溶于水，
毒。
（2）二氧化氮（NO2）
色气体，有 气味，密度比空气 ，
易液化， 溶于水， 毒。
略大
不
有
红棕
刺激性
大
易
有
2. 化学性质
（1）实验探究
①在一支50 mL的注射器里充入20 mL NO，然后吸入5 mL
水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器。
实验现象： 。
原因解释： 。
无明显现象
NO不溶于水
②打开弹簧夹，快速吸入10 mL空气后夹上弹簧夹，观察现
象。振荡注射器，再观察现象。
实验现象：气体变为 色，再振荡后气体又变为
色，同时注射器的活塞 。
原因解释：NO与O2反应生成 ，气体变为
色；振荡后NO2溶于水生成 ，气体又变为
色，同时气体的总体积有所 。
红棕
无
向内移动
NO2
红棕
硝酸和NO
无
减小
（2）NO和NO2化学性质的比较
物质 NO NO2
与氧气反应 不反应
与水反应 不反应
与氢氧化钠的反
应 不反应 2NO2＋2NaOH NaNO3
＋NaNO2＋H2O
2NO＋O2 2NO2
3NO2＋H2O 2HNO3＋
NO
（3）NO和NO2的相互转化
NO→NO2化学方程式：2NO＋O2 2NO2；
NO2→NO化学方程式：3NO2＋H2O 2HNO3＋NO。
（4）对工业生产硝酸的启示
工业上生产硝酸时，向吸收后的废气中再通入适量的氧气或
空气，充分利用原料，并能减少NO的排放以保护环境。
（5）氮氧化物中属于酸性氧化物的只有N2O3、N2O5；N2O、NO、
NO2、N2O4都是不成盐氧化物，不是酸性氧化物；NO2易发
生反应：NO2 N2O4（无色）。
1. 下列关于NO和NO2的说法正确的是（ ）
A. NO2是红棕色气体，易溶于水，属于酸性氧化物
B. NO2可由N2和O2直接化合得到
C. NO和NO2均既可以用排空气法收集又可以用排水法收集
D. NO和NO2在一定条件下可以相互转化
解析： NO2不是酸性氧化物，A项错误；在高温或放电条件
下，N2和O2直接化合生成NO，NO与O2反应生成NO2，B项错误；
NO易与空气中的氧气反应生成NO2，只能用排水法收集，NO2能与
水反应，只能用排空气法收集，C项错误；NO和O2反应生成NO2，
NO2与H2O反应生成HNO3和NO，D项正确。
2. （2024·南京高一月考）NO2在火箭燃料中作为氧化剂。下列说法正
确的是（ ）
A. NO2属于酸性氧化物
B. NO2经转化被植物吸收，属于氮的固定
C. NO2为红棕色且有刺激性气味的气体
D. 高温时N2与过量的氧气反应可直接生成NO2
解析： NO2与NaOH溶液反应生成NaNO3、NaNO2和H2O，不属
于酸性氧化物，A错误；氮的固定是指N2转化为化合物，B错误；
NO2为红棕色且有刺激性气味的气体，C正确；高温时N2与过量的
O2反应生成NO，NO和O2反应生成NO2，D错误。
3. 无色的混合气体甲，可能含NO、CO2、NO2、N2中的几种，将一定
量的气体甲经过如图实验的处理，结果得到酸性溶液，而几乎无气
体剩余，则气体甲的组成为（ ）
A. NO2、N2 B. NO、CO2
C. NO2、CO2 D. NO、CO2、N2
解析： 混合气体无色，说明气体中不含NO2；气体通过Na2O2后
显红棕色，说明原混合气体中含有NO，且有与Na2O2反应生成O2的
气体CO2；通入水中，溶液呈酸性，且几乎无气体剩余，说明原气
体中不含N2。
关键能力·细培养
2
互动探究 深化认知
氮氧化物与H2O、O2反应的计算（归纳与论证）
【典例1】 为了有效实现NO和NO2的相互转化，设计如下实验：按
图组装好实验装置（夹持装置已省略），并检查装置的气密性，实验
前用排水法收集NO。
（1）打开止水夹，推动注射器活塞，使O2进入烧瓶。关上止水
夹，首先观察到烧瓶中的现象是什么？写出产生此现象的化
学方程式。
提示：首先观察到的现象是烧瓶中的气体由无色变为红棕色，
反应的化学方程式为2NO＋O2 2NO2。
（2）轻轻摇动烧瓶，观察到烧瓶中的现象是什么？利用化学方程式
解释产生这种现象的原因是什么？
提示：烧瓶中的红棕色气体又变为无色，且烧瓶内压强减小，
烧杯中的水倒吸到烧瓶内，导致烧瓶中液面上升。摇动烧瓶，
使得NO2与水发生反应：3NO2＋H2O 2HNO3＋NO。
（3）假设烧瓶内充有100 mL NO，通入多少O2才能使水充满试管？
提示：已知：2NO＋O2 2NO2 ①，3NO2＋H2O 2HNO3
＋NO ②，由反应的化学方程式①×3＋②×2得：4NO＋3O2
＋2H2O 4HNO3，即当NO和O2的体积比为4∶3时水可以充
满试管，故需通入75 mL O2。
【典例2】 工业生产硝酸时，能否将NO2完全转化为硝酸？写出转化
过程的总反应化学方程式。
提示：工业生产硝酸时，通入过量O2，可以把NO2完全转化为HNO3。
化学方程式：3NO2＋H2O 2HNO3＋NO ①，2NO＋O2 2NO2
②，由①×2＋②得总化学方程式：4NO2＋O2＋2H2O 4HNO3。
【规律方法】
1. NO2和O2混合气体与水反应
由4NO2＋O2＋2H2O 4HNO3可知
当体积比V（NO2）∶V（O2）
2. NO和O2混合气体与水反应
由4NO＋3O2＋2H2O 4HNO3可知
当体积比V（NO）∶V（O2）
3. 剩余气体的判断
NO、O2不溶于水，但NO2溶于水且与水反应，所以氮氧化物溶于
水的各种情况中，剩余气体可为NO或O2，但不可能是NO2或NO与
O2同时剩余。
【迁移应用】
1. 有一支充有20 mL NO和NO2混合气体的试管，倒置于盛有水的水槽
中，充分反应后，仍有12 mL无色气体，则原混合气体中NO和NO2
体积比为（气体体积均在相同状况下测得）（ ）
A. 2∶3 B. 3∶2
C. 1∶4 D. 4∶1
解析： 二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，一氧化氮和水
不反应且不溶于水，所以，剩余的气体为一氧化氮，设混合气体中
二氧化氮的体积为V，则：
3NO2＋H2O 2HNO3＋NO 气体体积减少
3 1 2
V 20 mL－12 mL＝8 mL
所以V＝ ＝12 mL，即二氧化氮的体积为12 mL，则混合气体
中一氧化氮的体积为20 mL－12 mL＝8 mL，则原混合气体中NO和
NO2体积比为8 mL∶12 mL＝2∶3。
2. 将V mL NO和NO2的混合气体通过足量水吸收后，得到a mL无色气
体A，a mL该无色气体A与等体积O2混合，再通过水充分吸收后，
收集到5 mL无色气体B。试回答：
（1）A气体是 ，B气体是 。
解析： NO2溶于水生成NO，故A为NO，NO与O2通入水
中发生反应4NO＋3O2＋2H2O 4HNO3，二者等体积时，
O2过量，故B为O2。
NO
O2
（2）a＝ 。
解析：4NO＋3O2＋2H2O 4HNO3
a mL mL
依题意知：a－ ＝5，a＝20。
20
3. 如图所示，室温下向盛有3.0 mL NO的试管中缓缓通入1.5 mL O2
（所有气体的体积均在标准状况下测定）。
试回答下列问题：
（1）写出观察到的现象（可不写满，也可补充）：
① ；
② ；
③ 。
通入O2，试管内气体由无色变为红棕色
试管内液面上升
试管内剩余无色气体
解析：通入的O2与NO反应生成NO2：2NO＋O2 2NO2，所以看到有红棕色气体生成；生成的NO2溶于水：
3NO2＋H2O 2HNO3＋NO，气体体积减小，所以会看到试管内液面上升；最终NO有剩余，所以试管内剩余无色气体。
（2）上述过程中发生反应的化学方程式有
。
解析：上述过程中发生反应的化学方程式有2NO＋O2 2NO2、3NO2＋H2O 2HNO3＋NO。
2NO＋O2 2NO2、
3NO2＋H2O 2HNO3＋NO
（3）最终试管中剩余的气体是 ，体积为 。
解析：设1.5 mL O2全部参加反应，由总反应4NO＋3O2＋2H2O 4HNO3可知，V反应（NO）＝V（O2）× ＝1.5 mL× ＝2.0 mL，而NO的总体积是3.0 mL，故剩余NO气体的体积是1.0 mL。
NO
1.0 mL
教学效果·勤检测
3
强化技能 查缺补漏
1. 下列用途中应用了氮气的稳定性的是（ ）
A. 以氮气为原料制硝酸
B. 合成氨气和制氮肥
C. 作食物保护气
D. 镁可以和氮气反应
解析： 利用N2制备硝酸，发生的反应为N2＋
3H2 2NH3、4NH3＋5O2 4NO＋6H2O、2NO＋
O2 2NO2、3NO2＋H2O 2HNO3＋NO，与N2的稳定性无
关，A错误；根据A选项分析，合成氨气和制氮肥均与N2的稳定性
无关，B错误；N2的化学性质相对稳定，因此N2常作食物保护气，
与N2的稳定性有关，C正确；Mg能与N2反应生成Mg3N2，与N2的稳
定性无关，D错误。
2. （2024·北京丰台区高一期末）下列关于NO的描述不正确的是
（ ）
A. 无色气体
B. 可用排空气法收集
C. 难溶于水
D. 由N2和O2在雷电作用下合成
解析： NO为无色无味的气体，A正确；常温NO和O2发生反
应，2NO＋O2 2NO2，故不能用排空气法收集，B错误；NO是
不溶于水的气体，C正确；N2和O2发生反应的条件是放电，反应生
成NO，N2＋O2 2NO，D正确。
3. （2024·济宁高一期中）下列关于氮元素及氮气性质的说法中，错
误的是（ ）
A. 氮分子是双原子分子，氮在自然界中既以游离态存在又以化合态
存在
B. 氮气分子中的化学键很难破坏，氮元素的非金属性很强
C. 反应N2＋3Mg Mg3N2不属于氮的固定，工业合成氨的过程是
固氮的过程
D. 大气、陆地和水体中的氮元素在不停地进行着氮的循环
解析： 氮气分子为双原子分子，空气中的氮气中氮为游离态，
硝石中的氮为化合态，氮在自然界中既以游离态存在又以化合态存
在，A正确；氮气分子中存在N≡N，氮氮三键性质稳定，破坏时需
要吸收很高的能量，氮气分子中的化学键很难破坏，氮元素非金属
性也很强，B正确；反应N2＋3Mg Mg3N2中，氮元素由游离态
变为化合态，属于氮的固定，工业合成氨的过程是固氮的过程，C
错误；氮元素在自然界中循环，即N2→NO→NO2→HNO3→硝酸盐
→氨基酸→蛋白质→N2，D正确。
4. 下列有关NO2的说法正确的是（ ）
A. NO2可由N2与O2在放电条件下直接制备
B. NO2有毒，但因其易溶于水且与水反应，因此不属于大气污染物
C. NO2既有氧化性也有还原性
D. NO2为红棕色气体，因此将NO2通入水中，溶液显红棕色
解析： N2和O2在放电或高温条件下反应生成NO，A错误；NO2
属于大气污染物之一，B错误；NO2与H2O反应生成HNO3和NO，
说明NO2既有氧化性又有还原性，C正确；NO2通入水中，生成NO
和HNO3，溶液呈无色，D错误。
5. 氮的氧化物（用NOx表示）是大气污染物，必须进行处理。
（1）汽车尾气中主要含有CO2、CO、SO2、NOx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 ，NO来自
。汽车尾气对环境的危害
主要有
（至少填两种）。
汽油的不完全燃烧
N2与
O2在汽车汽缸内高温环境下的反应
形成硝酸型酸雨、产生光化学烟雾、产生温室效应等
（任填两种即可）
②汽车尾气中的CO、NOx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 。
解析： ①汽车汽缸内不断进行着汽油的燃烧反应，当空
气不足时，汽油燃烧不完全，会产生CO；N2和O2在高温条件
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，产生光化学烟雾，产生温室效应等。②CO、NOx反
应后生成的无毒气体为CO2和N2。
2xCO＋2NOx 2xCO2＋N2
（2）工业废气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理，若NO与NO2
按物质的量之比为1∶1被足量的NaOH溶液完全吸收后得到一
种钠盐，该钠盐的化学式是 。
解析： NO中氮的化合价为＋2价，NO2中氮的化合价为
＋4价，两者按物质的量之比为1∶1混合时与NaOH反应生成
的钠盐中氮的化合价必然为＋3价，即为NaNO2。
NaNO2
学科素养·稳提升
4
内化知识 知能升华
1. （2024·大同高一月考）位于新疆、青海交界处的巍巍昆仑山区，
有一条神秘的山谷——那棱格勒河中上游的魔鬼谷，山谷的牧草出
奇的繁茂。这是由于“雷雨发庄稼”的缘故。下列元素在自然界中
的转化与“雷雨发庄稼”有关的是（ ）
A. Na B. C
C. P D. N
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解析： “雷雨发庄稼”的原因：空气中的 N2在放电条件下与
O2直接化合生成无色且不溶于水的NO气体，N2＋O2 2NO；
NO的密度比空气略大，不稳定，常温下就易与空气中的 O2反应生
成红棕色的NO2气体，NO2易与水反应生成HNO3和NO；HNO3随雨
水淋洒到大地上，同土壤中的矿物相互作用，生成可溶于水的硝酸
盐可作氮肥，植物生长得更好。
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2. 下列属于固氮过程的是（ ）
A. N2与H2在一定条件下合成NH3
B. NO与O2反应生成NO2
C. NH3与O2反应生成NO和H2O
D. 由NH3制备NH4HCO3
解析： 固氮过程是把氮气转化为含氮化合物的过程，工业合成
氨属于人工固氮。
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3. 下列关于氮气的说法中错误的是（ ）
A. 通常情况下氮气性质很稳定，所以氮气可作食物保护气
B. N2＋O2 2NO，该反应是汽车尾气污染的主要原因之一
C. 氮气在空气中约占空气体积的
D. 在反应3Mg＋N2 Mg3N2中，氮气作氧化剂
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解析： 氮气分子中含有氮氮三键，通常情况下N2性质很稳定，
可作食物保护气，A正确；氮气与氧气在高温下反应生成一氧化
氮，一氧化氮有毒，为空气污染物，B正确；N2在空气中约占空气
体积的 ，C错误；在反应3Mg＋N2 Mg3N2中，氮气中氮元素
化合价降低，所以N2作氧化剂，D正确。
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4. （2024·济南章丘区高一期末）实验室以空气和镁为原料制备Mg3N2
的装置如图所示（夹持和加热装置略去）。
下列说法正确的是（ ）
A. 装置A、B中可依次加入浓硫酸、NaOH溶液
B. 若去掉装置C，对产品纯度无影响
C. 实验时应先加热装置C，通入一段时间空气后再加热装置D
D. 装置E中碱石灰的作用是吸收尾气
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解析： 要制备Mg3N2，需要除去空气中的O2、CO2和水蒸气，
则装置A、B中可依次加入NaOH溶液、浓硫酸，A项错误；若去掉
装置C，Mg与O2反应生成MgO，对产品纯度有影响，B项错误；实
验时，应先加热装置C，通入一段时间空气除去O2，然后再加热装
置D，C项正确；装置E中碱石灰的作用是吸收空气中的水蒸气和二
氧化碳，D项错误。
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5. （2024·大同高一月考）氮是生物体的重要组成元素，也是维持
高等动物生命活动的必需元素。氮的循环涉及地球上生物圈的
方方面面。
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A. 硝化过程中，含氮物质被还原
B. 属于氮的固定
C. 土壤中Fe2＋和Fe3＋的存在有利于从与其接触的水体中除去氮元素
D. 氨氧化过程中，亚硝态氮元素原子与铵态氮元素原子理论物质的
量之比为3∶4
下列说法中，正确的是（ ）
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解析： 由图示可知，硝化过程为 转化为 ， 进一
步转化为 ，该过程中N的化合价升高，含氮物质被氧化，A错
误； 是含氮化合物转化为含氮化合物，不属于氮的
固定，B错误；由图示可知，Fe2＋能与 反应转化为N2，Fe3＋能
与 反应转化为N2，故土壤中Fe2＋和Fe3＋的存在有利于从与其
接触的水体中除去氮元素，C正确；氨氧化过程中的反应为 ＋
N2＋2H2O，故亚硝态氮元素原子与铵态氮元素原子理论
物质的量之比为1∶1，D错误。
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6. 如图所示，试管中盛装的气体呈红棕色，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面继续上升，经过多次重复后，试管被水充
满，对原试管中盛装的气体说法正确的是（ ）
A. 可能是N2与NO2的混合气体
B. 可能是NO气体
C. 可能是NO与NO2的混合气体
D. 只可能是NO2一种气体
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解析： 试管中盛装的气体呈红棕色，那么一定有二氧化氮存
在。根据题述现象可知，原试管中盛装的气体的成分可能为①
NO2、②NO2和O2（少量）、③NO2和NO等。
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7. 如图所示，在注射器里吸入20 mL NO（标准状况下），然后吸入5
mL水。若再吸入30 mL空气（ 标准状况，按O2占空气总体积 计
算），夹住弹簧夹，让内外大气压相同，观察现象。下列叙述不正
确的是（ ）
A. 可观察到注射器内气体由无色变成红棕色，最后变成无色
B. 可观察到注射器的活塞缓缓向右移动
C. 最终剩余气体体积约为36 mL
D. 所得硝酸的浓度约为0.07 mol·L－1（假设所得硝酸的体积与吸入水
的体积相同）
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解析： NO与O2发生反应生成NO2，NO2与H2O发生反应生成
HNO3和NO，化学方程式分别为2NO＋O2 2NO2和3NO2＋
H2O 2HNO3＋NO，总反应的化学方程式为4NO＋3O2＋
2H2O 4HNO3。注射器中NO的体积为20 mL，O2的体积为30
mL× ＝6 mL，气体体积之比等于其物质的量之比，根据4NO＋
3O2＋2H2O 4HNO3可知，O2完全参与反应，消耗的O2为6
mL，参与反应的NO为8 mL，最终剩余12 mL NO。
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注射器内气体先由无色变成红棕色，然后慢慢变浅，最终气体为无色，A项正确；反应后气体体积为12 mL＋（30 mL－6 mL）＝36 mL，体积减小，故反应过程中注射器的活塞缓缓向左移动，B项错误，C项正确；生成n（HNO3）＝ ，故c（HNO3）＝
≈0.07 mol·L－1，D项正确。
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8. NSR技术能降低柴油发动机在空气过量条件下NOx的排放量，其工作原理如图所示。下列说法错误的是（ ）
A. 降低NOx排放量可以减少酸雨的形成
B. 储存过程中NOx被氧化
C. 还原过程中消耗1 mol Ba（NO3）2转移的电子数为5NA（NA为阿伏
加德罗常数的值）
D. 通过BaO和Ba（NO3）2的相互转化实现NOx的储存和还原
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解析： 大气中的NOx可形成硝酸型酸雨，降低NOx排放量可以
减少酸雨的形成，A正确；储存过程中NO2转化为Ba（NO3）2，氮
元素的价态升高，NOx被氧化，B正确；还原过程中消耗1 mol Ba
（NO3）2转移的电子数为10NA，C错误；BaO转化为Ba（NO3）2储
存NOx，还原性尾气与Ba（NO3）2反应生成BaO、N2和H2O，实现
了NOx的还原，D正确。
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9. （2024·厦门高一期末）为实现零碳需求“氨经济”，目前已历经三代合成氨技术的开发和迭代。下列说法不正确的是（ ）
A. 第一代合成氨技术中提供H2的反应是CH4＋2H2O CO2＋4H2
B. 第三代合成氨的方法为6H2O＋2N2 4NH3＋3O2
C. 在各代合成氨技术中，水均作还原剂
D. 合成氨技术的迭代更新符合节能减排的理念
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解析： 由图可知，第一代合成氨技术中提供H2的反应为高温下
CH4与H2O反应生成CO2和H2，反应方程式为CH4＋2H2O CO2
＋4H2，A正确；第三代合成氨技术为通电时H2O分解生成O2和
H2，N2与H2合成氨气，总反应方程式为6H2O＋2N2 4NH3＋
3O2，B正确；第一代合成氨技术中H2O转化为H2，H元素化合价降
低，发生还原反应，水作氧化剂，C错误；第一代合成氨技术中需
要高温制备H2和高温高压下合成氨，第二代合成氨需要在高温高压
下合成氨，第三代合成氨技术通电时直接生成氨气，合成氨技术的
迭代更新符合节能减排的理念，D正确。
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10. 氮氧化物会严重污染大气，所以实验室必须对含有氮氧化物的废
气进行处理。用NaOH溶液可以吸收废气中的氮氧化物，反应化学
方程式如下：
①NO＋NO2＋2NaOH 2NaNO2＋H2O
②2NO2＋2NaOH NaNO2＋NaNO3＋H2O
（1）在反应①中，参加反应的氧化剂和还原剂的质量之比为
。
解析：根据反应①可知，氧化剂（NO2）和还原剂
（NO）的物质的量之比是1∶1，质量之比为23∶15。
23∶15
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（2）在反应②中，氧化产物是 ，还原产物是
（填化学式）。
解析：在反应②中只有氮元素的化合价发生变化，所以NO2既是氧化剂也是还原剂，氧化产物为NaNO3，还原产物为NaNO2。
NaNO3
NaNO2
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（3）在反应①②中，参加反应的NaOH均为2 mol时，两个反应转
移电子数的关系是① ②（填“＞”“＝”或“＜”）。
解析：反应①中2 mol NaOH参加反应时，转移1 mol电子，反应②中2 mol NaOH参加反应时，转移1 mol电子。
＝
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11. 某校化学兴趣小组用如图装置验证NO2的氧化性和NO的还原性。
已知：①装置甲中发生的反应为Cu＋4HNO3（浓） Cu
（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O。
②硝酸具有挥发性，可将I－氧化成I2。
请回答下列问题：
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（1）装置乙中的现象是 。
解析： 碘化钾被氧化为单质碘，碘使淀粉变蓝。
（2）说明NO具有还原性的操作和现象是
。
解析： 丙中NO2与水反应生成的NO会和氧气反应生成
红棕色的NO2，证明NO具有还原性，故操作和现象为打开
开关，挤压空气囊，丙中气体由无色变为红棕色。
乙试管中溶液变蓝色
打开开关，挤压空气
囊，丙中气体由无色变为红棕色
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（3）小组一成员对实验设计提出了疑问，他认为乙中的现象不足
以证明NO2的氧化性，他的理由是
。
解析：浓硝酸具有挥发性，且NO2与水反应生成硝酸，硝酸具有强氧化性，也能将碘离子氧化成单质碘，使溶液变蓝，对NO2的性质检验造成干扰。
挥发出来的HNO3，以及
NO2和水反应生成的HNO3，也可将I－氧化成I2，使溶液变
蓝
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（4）小组另一成员为探究NO2的氧化性，进行如下实验（如图所
示）。
由图B和图C中的现象写出NO2和SO2反应的化学方程式：
。
NO2＋SO2 NO＋SO3
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解析： 题图B中“无色气体”，题图C中“有红棕色气体产生”，说明题图B中反应生成了NO，即NO2和SO2反应，NO2转化为NO，表现氧化性，而SO2则表现还原性，被氧化，硫元素化合价升高，只能变成＋6价，应转化为SO3，故化学方程式为NO2＋SO2 NO＋SO3。
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