第2节氮的循环
第1课时
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自然界中氮的循环 氮的氧化物
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1．通过自然界中氮的循环，了解氮循环的基本过程，认识氮循环中的重要物质。
2．了解氮气的性质，了解氮的固定的相关知识。
3．了解氮的氧化物(一氧化氮和二氧化氮)的物理性质和化学性质，了解自然界中形成硝酸的过程。,
1．氮的固定是指使空气中游离态的氮转化为含氮化合物。
2．工业合成氨反应的特点：高温、高压、催化剂、可逆反应。
3．一氧化氮是无色、无味、有毒、难溶于水的气体，在空气中迅速变
成红棕色。
4．二氧化氮是红棕色、有刺激性气味、有毒、能与水反应的气体。
5．主要的化学方程式：
2NO＋O2===2NO2
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
N2＋3H22NH3
1．氮元素的存在及应用
(1)氮元素在自然界中的存在形式：游离态和化合态。
(2)氮原子最外电子层有5个电子，在反应中易得3个
电子，显－3价。
(3)氮元素有多种价态：－3、0、＋1、＋2、＋3、＋4、＋5。
(4)氮元素是一种营养元素，是组成蛋白质的重要元素。
2．自然界中氮的循环
3．人类活动对氮循环的影响
(1)氮气氨―→氮肥、硝酸等含氮化合物。
(2)燃烧反应产生的氮氧化物参与氮的循环。
4．氮气的物理性质
在通常状况下，氮气是一种无色、无味、不溶于水的气体，密度与空气相近，约占空气体积的78%。
[特别提醒] N2和CO的相对分子质量相同，与空气接近，故N2、CO的密度与空气接近，实验室只能用排水法收集。
5．氮气的化学性质
(2)工业上常用氮气和氢气反应合成氨，此反应是可逆反应。
[特别提醒] (1)氮分子中两个氮原子之间存在很强的作用力，故N2性质很稳定。
(2)可逆反应必须满足“两同”：①相同条件；②正反方向同时进行。
6．氮的固定
(1)概念：使空气中游离态的氮转化为化合态氮的过程。
(2)主要分类
①自然固氮：如高能固氮、生物固氮等；
②人工固氮：如合成氨、仿生固氮等。
[特别提醒] 高能固氮指N2在雷电作用下生成NO；生物固氮指植物根瘤菌把N2转化成NH、NO。
1．判断正误。
(1)化合态的氮元素只显一种价态( )
(2)游离态氮转化成化合态氮时，氮元素被氧化( )
(3)NH、NH3、NO中氮元素均显－3价( )
(4)实验室可用排空气法收集N2( )
(5)N2在通常状况下与O2反应生成NO2( )
(6)合成氨反应属于自然固氮中的高能固氮( )
答案：(1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)×
2．自然界中存在着许多元素的循环，如图所示循环的元素是( )
A．氢 B．碳 C．氮 D．硫
解析：选C 氮元素在地球的大气圈、岩石圈和生物圈中都有广泛的分布，由图中合成氨、氨或铵盐、亚硝酸盐等可判断循环的元素是氮。
3．下列叙述中与氮的固定无关的是( )
A．工业合成氨
B．工业上将氨转化成硝酸和其他氮的氧化物
C．豆科植物的根瘤菌吸收空气中的氮气使之转化成植物蛋白质
D．电闪雷鸣的雨天，N2与O2会发生反应并最终转化为硝酸盐被植物吸收
解析：选B 将氮气转化为氮的化合物叫氮的固定，B选项中，NH3→HNO3属于含氮化合物之间的转化，不是N2的转化，所以不是氮的固定。
1．氮的主要氧化物
化合价
＋1
＋2
＋3
＋4
＋5
对应氧化物
N2O
NO
N2O3
NO2、N2O4
N2O5
[特别提醒] N2O3、N2O5属于酸性氧化物，对应酸为N2O3→HNO2，N2O5→HNO3，N2O、NO、NO2、N2O4均不是酸性氧化物。
2．NO和NO2的性质
(1)物理性质
NO
NO2
颜色
无色
红棕色
状态
气态
气态
气味
无味
刺激性气味
毒性
有毒
有毒
水溶性
难溶
易溶
(2)相互转化
①NO→NO2：2NO＋O2===2NO2。
②NO2→NO：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。
[特别提醒]
(1)NO和NO2的收集方法：
①NO的收集：排水法。
②NO2的收集：向上排空气法。
(2)“雷雨发庄稼”的化学原理：
N2NONO2HNO3硝酸盐(氮肥)
1．标准状况下，现将盛有NO2和O2体积比为4∶1的混合气体的烧瓶倒扣于水槽中充分反应后，烧瓶内无气体剩余，所得溶液中溶质的物质的量浓度是多少？
提示：假设NO2的物质的量为4 mol，
由原子守恒n(HNO3)＝4 mol，
c(HNO3)＝＝0.036 mol·L－1。
2．一支充满NO2和O2混合气体的试管倒立于水槽中，试管内剩余体积的气体，求NO2和O2的体积比是多少？
提示：此题分两种情况：
①若O2过量，则反应的NO2和O2为体积，设反应的氧气体积为x，则4x＋x＝，x＝，即NO2占体积，O2占体积，NO2与O2的体积比为7∶3。
②若NO2过量，因二氧化氮与水反应实际剩余一氧化氮，则剩余体积的气体为NO，过量的NO2为体积，反应的NO2和O2为体积，设反应的氧气体积为x，则4x＋x＝，x＝，即O2占，NO2占，NO2与O2的体积比为7∶1。
氮的氧化物与氧气、水反应的计算
(1)NO2或NO2与N2(非O2)的混合气体溶于水
可根据反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，利用气体体积的变化差值进行计算。
(2)NO2和O2的混合气体溶于水
此时的反应可表示为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3。
气体比例
剩余气体情况
V(NO2)∶V(O2)＝4∶1时
恰好反应，无剩余气体
V(NO2)∶V(O2)<4∶1时
剩余氧气
V(NO2)∶V(O2)>4∶1时
NO2过量，剩余气体为NO，且体积为过量NO2体积的
(3)NO和O2同时通入水中
此时的反应可表示为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3。
气体比例
剩余气体情况
V(NO)∶V(O2)＝4∶3时
恰好反应，无剩余气体
V(NO)∶V(O2)<4∶3时
剩余氧气
V(NO)∶V(O2)>4∶3时
剩余NO
1．酸酐指含氧酸分子中H、O原子按2∶1的个数比脱去水后的氧化物。如H2CO3的酸酐为CO2，H3PO4的酸酐为P2O5。下列关于氮的氧化物的说法中，正确的是( )
A．氮的氧化物都是酸性氧化物
B．氮的氧化物都既有氧化性，又有还原性
C．NO2与H2O反应生成HNO3，所以HNO3的酸酐是NO2
D．只能用排水法收集NO
解析：选D NO、NO2不是酸性氧化物，A项错误；N2O5中氮元素为最高价，只有氧化性，B项错误；酸酐是相应酸失水所得，中心元素化合价不变，HNO3的酸酐是N2O5，C项错误。
2．在一大试管中装入10 mL NO倒立于水槽中，然后向其中缓慢通入6 mL O2(气体体积均在相同条件下测定)，下面有关实验最终状态的描述，正确的是( )
A．试管内气体呈红棕色
B．试管内气体呈无色，是2 mL NO2
C．试管内气体呈无色，是2 mL O2
D．试管内液面上升
解析：选D 根据4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3可知，V(NO)∶V(O2)＞4∶3时，NO有剩余。由题意，V(NO)∶V(O2)＝5∶3可知，NO剩余2 mL，则试管内液面上升。
3．将盛有12 mL NO2和O2的混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反应后，还剩余2 mL 的无色气体，求原混合气体中NO2和O2的体积分别为多少？
解析：依据化学反应方程式：
4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3①
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO②
设混合气体中O2的体积为x mL，剩余的气体有两种可能：
(1)若O2过量，剩余O2，则只发生反应①：
4NO2 ＋ O2＋2H2O===4HNO3
4 1
(12－x)mL (x－2)mL
则＝，解得x＝4，
则NO2的体积为8 mL。
(2)若NO2过量，剩余NO，发生反应①和②，
反应①：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3
4 1
4x mL x mL
反应②：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
3 1
(12－x－4x)mL 2 mL
＝，解得x＝1.2，
则NO2的体积为10.8 mL。
答案：8 mL、4 mL或10.8 mL、1.2 mL
[三级训练·节节过关]
1．氮气能大量存在于空气中的根本原因是( )
A．氮气性质稳定，即使在高温下也很难与其他物质发生反应
B．氮气比空气轻，且不溶于水
C．氮分子中两个氮原子结合得很牢固，分子结构稳定
D．氮气无氧化性，也无还原性，不与其他物质反应
解析：选C N2性质稳定，但在高温下可与Mg、Al、H2等物质反应表现出氧化性，与O2在放电条件下反应表现出还原性，A、D项不正确；氮气比空气轻且不溶于水不是N2能大量存在于空气中的根本原因，即B项不正确。
2．研究表明，一氧化氮在治疗心血管疾病中具有重要的作用。下列对一氧化氮的叙述正确的是( )
A．一氧化氮是一种红棕色的气体
B．一氧化氮的摩尔质量为30
C．常温常压下，一氧化氮能与空气中的氧气直接化合
D．一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集
解析：选C A项，一氧化氮是无色气体；B项，NO的摩尔质量为30 g·mol－1；D项，NO不溶于水。
3．下列物质不能由单质直接化合生成的是( )
A．CuCl2 B．NO2
C．FeCl3 D．Na2O2
解析：选B 金属铜、铁在氯气中燃烧生成氯化铜和氯化铁，金属钠在空气中燃烧可生成过氧化钠。N2和O2反应生成NO，不能直接生成NO2。
4．在NO2与水的反应中( )
A．氮元素的化合价不发生变化
B．NO2只是氧化剂
C．NO2只是还原剂
D．NO2既是氧化剂，又是还原剂
解析：选D 在反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO中，NO2中N元素为＋4价，而HNO3中N元素为＋5价，NO中N元素为＋2价，反应前后N元素化合价既升高又降低，故NO2既作氧化剂又作还原剂。
5．目前，汽车尾气已成为许多大城市空气的主要污染源。汽车尾气中含有CO、NO等多种污染物。
(1)汽车燃料中一般不含氮元素，尾气中所含的NO是如何产生的？说明原因并写出有关反应的化学方程式：
________________________________________________________________________。
(2)治理汽车尾气中NO和CO的一种方法是：在汽车的排气管上装一个催化转化装置，使NO与CO反应，生成CO2和N2。反应的化学方程式为_______________________________
________________________________________________________________________。
(3)下列措施中，能减少或控制汽车尾气污染有效且可行的是________。
①制定严格的汽车尾气排放标准，并严格执行
②开发清洁能源汽车，如氢能汽车、太阳能汽车等
③市民出行戴防护面具
④市民大量移居城市郊区
答案：(1)空气中的N2与O2在放电条件下产生NO：N2＋O22NO
(2)2NO＋2CON2＋2CO2 (3)①②
1．下列关于氮气的说法中，错误的是( )
A．通常情况下，氮气性质比较稳定
B．可在氧气中燃烧，生成一氧化氮
C．镁能在N2中燃烧，反应中N2体现氧化性
D．实验室可用排水法收集氮气
解析：选B N2分子中N原子结合得比较牢固，这使得N2化学性质比较稳定，但在放电条件下可与O2化合生成NO，N2密度与空气相近，只能用排水法收集。
2．下列气体中，不能用排空气法收集的是( )
A．H2 B．CO2
C．NO D．O2
解析：选C NO极易与O2反应：2NO＋O2===2NO2，故不能用排空气法收集。
3.如图所示，试管中盛装的是红棕色气体，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，试管被水充满，原来试管中盛装的气体是( )
A．肯定是NO2气体
B．肯定是O2与NO2的混合气体
C．肯定是NO气体
D．可能是NO与NO2的混合气体
解析：选D 由气体“红棕色”推测肯定含有NO2，与水反应后生成物有NO，由“向试管内鼓入氧气多次后，试管被水充满”，则试管中原来可能还含有NO或含有O2。由4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3,4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3这两个方程式进行判断，可能是NO与NO2的混合气体；若是O2与NO2的混合气体，当O2过量，试管就不可能被水充满，因此，原试管中可能情况之一是O2与NO2的混合气体且O2不过量。
4．下列物质的转化必须加入氧化剂且通过一步反应就能完成的是( )
①N2→NO2 ②NO2→NO ③NO2→HNO3
④N2→NO ⑤N2→NH3
A．① B．②⑤
C．④ D．③④
解析：选C 该题有两个要求：(1)必须加入氧化剂；(2)通过一步反应就能完成。反应①、③、④从化合价角度来看都是升高，但反应①N2→NO2不能通过一步反应完成；而反应③NO2→HNO3虽然氮的化合价升高，但不加氧化剂也能完成，如3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，在该反应中，NO2既是氧化剂又是还原剂；只有反应④N2→NO必须加入氧化剂且通过一步反应就能完成。
5．将盛满等体积NO和NO2混合气体的试管倒置于水槽中，反应完毕后，溶液的体积是试管容积的( )
A. B.
C. D.
解析：选B 设NO2、NO的体积各为1 L，则试管的容积为2 L。
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
3 1
1 L L
反应后NO的体积为L＝ L，进入试管的液体为L＝ L，则 L÷2 L＝，即溶液的体积是试管容积的。
6．一定条件下，将等体积的NO2和O2的混合气体置于试管并将该试管倒置于水槽中至液面不再上升时，剩余气体的体积约为原体积的( )
A. B.
C. D.
解析：选D 根据4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可知，O2过量。设NO2和O2的体积各1 L，则1 L NO2消耗O2 L，剩余O2 L，所以×＝。
7．某氮的氧化物是大气污染物之一，在一定温度和有催化剂存在下，该氧化物与氨气(NH3)反应只生成氮气和水，若生成的氮气和水的物质的量之比为5∶6，该氧化物的化学式为( )
A．NO B．N2O3
C．NO2 D．N2O5
解析：选A 由n(N2)∶n(H2O)＝5∶6，可得生成物为5N2＋6H2O，反应物为NH3和氮氧化物，由氢原子守恒得NH3的系数为4，即为4NH3＋===5N2＋6H2O，再由氮原子和氧原子守恒得中有6个氮原子和6个氧原子，为6NO，则所求化学式为NO。
8．无色的混合气体甲，可能含NO、CO2、NO2、N2中的几种，将一定量的甲气体经过下图实验的处理，结果得到酸性溶液，而几乎无气体剩余，则甲气体的组成为( )
A．NO2、N2 B．NO、CO2
C．NO2、CO2 D．NO、CO2、N2
解析：选B 混合气体无色，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。
9．已知下图中H是无色液体，号称生命之源，B是空气中含量最多的物质，E是红棕色气体。
(1)C的化学式是________。
(2)D和E都是大气污染物，D转化成E的化学方程式是____________________________
________________________________________________________________________。
(3)E和H的反应中，氧化剂和还原剂的质量比是______。
解析：根据题给信息推知：H为H2O、B为N2、E为NO2，进而推知A为H2、C为NH3、D为NO、F为HNO3、G为NH4NO3。
答案：(1)NH3 (2)2NO＋O2===2NO2 (3)1∶2
10．氮氧化物进入大气后，不仅会形成硝酸型酸雨，还可能形成光化学烟雾，因此必须对含有氮氧化物的废气进行处理。
(1)用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物，反应的化学方程式如下：
NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O①
2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O②
在反应①中，氧化剂是________，还原剂是________。在反应②中，氧化剂是________，还原剂是________。
(2)汽车尾气中含有二氧化氮和一氧化碳，消除这两种物质对大气污染的方法是安装催化转化器，使它们发生反应生成氮气和二氧化碳，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)氨气亦可用来处理氮氧化物。例如，氨气与二氧化氮发生如下反应：6NO2＋8NH3===7N2＋12H2O，若某工厂排出的尾气中二氧化氮含量为0.5%(体积分数)，处理1×103 m3(标准状况)这种尾气，需要氨气的质量是________ kg。
解析：反应①：O2―→NaO2中，N元素化合价降低，NO2作氧化剂；O―→NaO2中，N元素化合价升高，NO作还原剂；反应②：O2―→NaO2、O2―→NaO3，可知NO2既是氧化剂又是还原剂。
(2)根据氧化还原反应中得失电子守恒可得：
2NO2＋4CO4CO2＋N2。
(3)n(NO2)＝＝ mol
6NO2 ＋ 8NH3===7N2＋12H2O
6 mol 8 mol
mol n(NH3)
n(NH3)＝ mol
m(NH3)＝ mol×17 g·mol－1＝5 059.5 g，即5.06 kg。
答案：(1)NO2 NO NO2 NO2
(2)2NO2＋4CO4CO2＋N2
(3)5.06
1．一定条件下，将盛满NO2气体的试管倒立于盛水的水槽中，充分反应后，剩余气体占试管总体积的( )
A. B.
C. D.
解析：选D 由反应的化学方程式：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO可知，反应后NO的体积为反应前NO2体积的。
2.按如图进行实验，试管内装有12 mL NO，然后间歇而缓慢地通入8 mL O2，下面有关实验最终状态的描述正确的是( )
A．试管内气体呈红棕色
B．试管内气体为无色的NO
C．试管内气体为无色的O2
D．试管内充满了液体
解析：选B 据题意在装有NO的试管内通入O2时依次发生反应2NO＋O2===2NO2,3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，二者相加得总反应为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，由于＝＝>，即NO过量，试管内剩余气体为无色的NO，液体未充满试管。
3．将盛有N2和NO2混合气体的试管倒立于水中，经过足够长的时间后，试管内气体的体积缩小为原来的一半，则原混合气体中N2和NO2的体积比是( )
A．1∶1 B．1∶2
C．1∶3 D．3∶1
解析：选C N2与水不反应，NO2与水反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，设N2和NO2的体积分别为x、y，由题意得x＋y＝(x＋y)，x∶y＝1∶3。
4．把少量NO2气体通入过量小苏打溶液中，再使逸出的气体通过装有足量的过氧化钠颗粒的干燥管，最后收集到的气体是( )
A．氧气 B．二氧化氮
C．二氧化氮和氧气 D．二氧化氮和一氧化氮
解析：选C 少量NO2气体通入过量小苏打溶液中，逸出的气体为NO、CO2，二者物质的量之比为1∶2，同时还有少量水蒸气逸出，再使逸出的气体通过装有足量过氧化钠颗粒的干燥管，CO2与过氧化钠反应生成的O2与NO反应生成NO2，O2有剩余，同时逸出的少量水蒸气与过氧化钠反应生成O2，所以最后收集到的气体是NO2和O2。
5．在汽车尾气净化装置里，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示。下列说法错误的是( )
A．NO2是该过程的中间产物
B．NO和O2必须在催化剂表面才能反应
C．汽车尾气的主要污染成分包括CO和NO
D．催化转化总反应为2NO＋O2＋4CO4CO2＋N2
解析：选B 汽车尾气的主要污染成分包括CO和NO；根据图示关系，NO与O2反应转化为NO2，NO2再与CO反应转化为CO2和N2，NO2是中间产物；该过程的总反应可以表示为2NO＋O2＋4CO4CO2＋N2；NO和O2在没有催化剂存在时也能反应生成NO2，B选项错误。
6．将22.4 L某气态氮氧化合物与足量的灼热铜粉完全反应后，气体体积变为11.2 L(体积均在相同条件下测定，铜的反应产物为CuO)，则该氮氧化合物的化学式为( )
A．NO2 B．N2O3
C．N2O D．N2O4
解析：选A 由题意知反应后的气体为N2，可得N(氮氧化物)∶N(N2)＝n(氮氧化物)∶n(N2)＝22.4∶11.2＝2∶1，再由氮原子守恒知，每一个氮氧化合物分子中含有一个氮原子，符合题意的是A选项。
7．将3 mol 的NO2气体依次通入下列三个分别装有足量①NaHCO3饱和溶液 ②浓H2SO4 ③Na2O2的装置后，用排水法把残留气体收集起来，则收集到的气体是(同温、同压下测定)( )
A．1 mol NO
B．1 mol NO2和0.05 mol O2
C．2 mol O2
D．0.25 mol O2
解析：选D 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO由此可知有1 mol NO产生，有2 mol HNO3生成，根据HNO3＋NaHCO3===NaNO3＋H2O＋CO2↑可知，2 mol HNO3与足量NaHCO3反应有2 mol CO2产生。
2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2
由此可知有1 mol O2产生，
所以此时剩余气体为1 mol NO和1 mol O2。
用排水法收集时，发生如下反应4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，由此可知最后剩余0.25 mol O2，故选D。
8．在标准状况下，将O2和NO2按1∶4的体积比充满干燥的烧瓶，把烧瓶倒置于水中，瓶内液体逐渐上升，假设烧瓶内溶液不扩散，最终烧瓶内溶液溶质的物质的量浓度为( )
A. mol·L－1 B. mol·L－1
C. mol·L－1 D. mol·L－1
解析：选C 根据化学方程式4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，设烧瓶的容积为V L，则NO2的体积为V L。又因NO2与O2的体积比为4∶1，所以最终液体充满烧瓶，溶液的体积为V L。NO2的物质的量为V L/22.4 L·mol－1，HNO3的物质的量也为V L/22.4 L·mol－1，烧瓶内HNO3的物质的量浓度为c(HNO3)＝＝ mol·L－1。
9.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________________________________________________________________________。
(2)最终试管中剩余的气体是________，体积为________。
解析：(1)通入的O2与NO发生反应生成NO2：
2NO＋O2===2NO2①
所以看到有红棕色气体生成。生成的NO2能溶于水与水发生反应：
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO②
由①②两个化学方程式可得：
4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3③
气体被消耗，所以看到试管内液面上升。
由于V(NO)∶V(O2)≠4∶3，故最后一定有气体剩余，不论剩余NO还是O2，都为无色气体。
(2)设1.5 mL O2全部参加反应，由(1)中③可知：
V反应(NO)＝V反应(O2)×＝1.5 mL×＝2.0 mL
而NO的总体积为3.0 mL，故剩余NO气体1.0 mL。
答案：(1)①通入O2，试管内气体变为红棕色
②试管内液面升高
③最后试管内剩余无色气体
(2)NO 1.0 mL
10．已知NO不溶于水，NO2易溶于水，且与水发生反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。把盛有48 mL NO和NO2混合气体的容器倒置于水中(保持同温同压)，待液面稳定后，容器内气体的体积变为24 mL，则：
(1)原混合气中，NO是_______mL，NO2是_______ mL。
(2)若在剩余的24 mL气体中，通入6 mL O2，待液面稳定后，反应后容器内剩余气体体积为________ mL。
(3)若在剩余的24 mL气体中，通入24 mL O2，待液面稳定后，反应后容器内剩余气体体积为________mL。
(4)若在原48 mL NO、NO2中，通入________ mL O2再倒置于水中，气体会全部被吸收。
解析：(1)设NO2的体积为x，
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 体积差
3 1 2
x (48－24)mL
x＝36 mL
V(NO)＝(48－36)mL＝12 mL。
(2)由4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3
4 3
(耗)8 mL 6 mL
容器内剩余气体为NO，体积为24 mL－8 mL＝16 mL。
(3)由4NO～3O2知，24 mL NO只需消耗18 mL的O2，所以反应后容器内剩余O2为24 mL－18 mL＝6 mL。
(4)由4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3
4 3
12 mL 9 mL
4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3
4 1
36 mL 9 mL
可知，通入18 mL O2，可使管内气体全部被H2O吸收。
答案：(1)12 36 (2)16 (3)6 (4)18
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第2课时
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氨与铵态氮肥
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[课标要求]
1．认识氨气的溶解性。
2．掌握氨气的物理性质和化学性质。
3．掌握铵盐的物理性质和化学性质。
4．掌握氨气的实验室制法。,
1．NH3是唯一的碱性气体，只能用向下排空气法收集，NH3·H2O是唯一的可溶性弱碱。
2．实验室制NH3的反应原理：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。
3．氮肥包括铵态氮肥、硝态氮肥和有机氮肥。
4．NH的检验方法：向盛有待测液的试管中加入碱液，加热，用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，观察试纸是否变蓝色。
5．主要的化学反应：NH3＋HCl===NH4Cl(白烟)
NH4HCO3NH3↑＋CO2↑＋H2O
NH4ClNH3↑＋HCl↑ NH＋OH－NH3↑＋H2O
1．物理性质
[特别提醒] NH3极易溶于水，可由喷泉实验证实，实验室收集NH3只能用向下排空气法收集。
2．化学性质
(1)氨与水的反应
氨与水反应，其水溶液显弱碱性，发生反应的化学方程式为NH3＋H2O??NH3·H2O??NH＋OH－。
NH3·H2O不稳定，受热易分解，反应的化学方程式为NH3·H2ONH3↑＋H2O。
(2)氨与酸的反应
两根分别蘸有浓氨水和浓盐酸的玻璃棒靠近时产生白烟，反应的化学方程式：NH3＋HCl===NH4Cl。
(3)氨的催化氧化
化学方程式为4NH3＋5O24NO＋6H2O。
[特别提醒] (1)干燥NH3时不能用浓H2SO4，原因：2NH3＋H2SO4===(NH4)2SO4。
(2)液氨与氨水不是同一种物质，前者为纯净物，后者为混合物。
(3)NH3遇HCl产生白烟现象，可用浓盐酸检验NH3；NH3遇H2SO4无白烟现象，原因是H2SO4不易挥发。
3．用途
(1)氨是氮肥工业和硝酸工业的原料。
(2)氨易液化，常用作制冷剂。
1．判断正误。
(1)NH3溶于水能导电，所以NH3是电解质( )
(2)实验室常用排水法收集纯净的NH3( )
(3)NH3具有还原性和可燃性，但通常状况下不能燃烧( )
(4)氨水与液氨均能使酚酞溶液显红色( )
(5)氨水中1 mol NH3·H2O能电离出1 mol NH( )
答案：(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)×
2．下列现象中不能用于检验NH3泄漏的是( )
A．气体遇浓盐酸产生白烟
B．气体使湿润的蓝色石蕊试纸变红
C．气体通入酚酞溶液中，溶液变红
D．气体使湿润的红色石蕊试纸变蓝
解析：选B A项，浓盐酸挥发出的HCl与NH3反应生成NH4Cl，从而产生白烟，正确；B项，NH3不能使湿润的蓝色石蕊试纸变红，不正确；NH3是碱性气体，能使酚酞溶液变红，也能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，C、D项正确。
1．化学氮肥
2．铵盐
(1)概念：由铵根离子(NH)和酸根离子组成的盐。
(2)物理性质
铵盐均为白色或无色晶体，均易溶于水。
(3)化学性质
①受热分解(如NH4Cl、NH4HCO3)：
a．NH4ClNH3↑＋HCl↑。
b．NH4HCO3NH3↑＋CO2↑＋H2O。
②与碱反应：
a．离子方程式：NH＋OH－NH3↑＋H2O。
b．应用
[特别提醒] (1)铵盐受热分解不一定产生NH3，如NH4NO3N2O↑＋2H2O。
(2)检验NH的答题规范：
①实验操作：取少许待测液或晶体于小试管中，加入浓氢氧化钠溶液，微热，将湿润的红色石蕊试纸(或者蘸有浓盐酸的玻璃棒)放在试管口。
②现象、结论：试纸变蓝色(或者冒白烟)，说明是铵盐或待测液含有NH。
1．有一种盐X和NaOH反应，产生有刺激性气味的气体Y，Y经过一系列氧化之后，再溶于水可得到一种酸Z，Y与Z反应又可以生成X，则X为( )
A．NH4NO3 B．NH4Cl
C．(NH4)2SO4 D．(NH4)2CO3
解析：选A NH4NO3与NaOH反应生成NH3(气体Y)，NH3被氧化生成NO，NO被氧化生成NO2，NO2与水反应得到HNO3(酸Z)，HNO3与NH3反应生成NH4NO3。
2．试管中盛有白色晶体，检验它是否是铵盐的方法中不可行的是( )
A．加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口
B．加氢氧化钠溶液，加热，将湿润的酚酞试纸放在试管口
C．加氢氧化钠溶液，加热，将蘸有浓盐酸的玻璃棒放在试管口
D．加氢氧化钠溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口
解析：选A NH3可使湿润的酚酞试纸变红，遇浓盐酸产生白烟，使湿润的红色石蕊试纸变蓝；加热铵盐不一定有氨气逸出。
1．工业制法
N2＋3H22NH3
2．实验室制法
(1)反应原理
Ca(OH)2＋2NH4ClCaCl2＋2NH3↑＋2H2O
(2)实验装置
(3)验满方法
①使湿润的红色石蕊试纸变蓝；
②遇到蘸有浓盐酸的玻璃棒产生白烟。
(4)干燥方法
(5)尾气吸收：将蘸有硫酸溶液的棉球放在收集氨气的试管口处。
3．简易制法——用浓氨水制取
(1)反应原理
浓氨水与NaOH固体(或CaO)制取NH3是因将浓氨水滴到固体氢氧化钠(或CaO)上，NaOH溶于水放热(或CaO与水反应放热)，都会促使氨水分解释放NH3。
(2)实验装置
[特别提醒] (1)不能用NH4NO3代替NH4Cl制取氨气，原因是NH4NO3受热爆炸。
(2)干燥NH3不能用酸性干燥剂，如浓硫酸、P2O5；也不能用CaCl2。
(3)试管口棉球有防止NH3与空气对流的作用。
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．①② B．②③
C．①③ D．②④
解析：选C ①NH4Cl受热分解生成NH3和HCl，在试管中冷却后二者又化合生成NH4Cl，错误；②CaO＋H2O===Ca(OH)2，同时放热，使NH3·H2O分解，减小NH3的溶解度，有利于NH3的产生和逸出，正确；③试管口应略向下倾斜，错误；④浓氨水受热挥发出NH3，正确。
2．哈伯因为氨气的合成曾获诺贝尔奖。
(1)写出实验室由氯化铵和熟石灰加热制取氨气的化学方程式：____________________。
检验氨气已收集满的方法：用______________________试纸靠近集气瓶口，现象为________________________________________________________________________。
(2)写出工业上利用NH3制备硝酸的一系列反应的化学方程式：_____________________
________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________。
解析：(1)实验室用NH4Cl固体和Ca(OH)2固体混合加热的方法制备NH3：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O，氨气收集满时，集气瓶口会逸出NH3，可用润湿的红色石蕊试纸检验，若试纸变蓝，说明氨气已收集满。(2)NH3被催化氧化生成NO，NO与空气中的O2反应生成NO2，NO2与H2O反应生成HNO3，据此可写出相应的化学方程式。
答案：(1)2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O 润湿的红色石蕊 试纸变蓝
(2)4NH3＋5O24NO＋6H2O 2NO＋O2===2NO2 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
[三级训练·节节过关]
1．下列关于氨的说法中正确的是( )
A．氨水的密度比水的小，且浓度越大，其密度越大
B．氨是无色无味的气体
C．可用向上排空气法收集氨
D．氨溶于水所得溶液呈弱碱性
解析：选D 氨水的密度比水的小，且浓度越大，密度越小，A错误；氨是有刺激性气味的气体，B错误；氨的密度比空气的小，应用向下排空气法收集，C错误。
2．有关氨及氨水的说法正确的是( )
A．NH3是10电子分子，具有还原性
B．液氨、氨气、氨水是同一种物质
C．氨气是非电解质，氨水是电解质
D．氨水的主要成分是NH3
解析：选A 氨水是混合物，既不是电解质，也不是非电解质；氨水的主要成分是NH3·H2O。
3．为了检验某固体物质中是否含有NH，你认为下列试纸或试剂一定用不到的是( )
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．仅①⑤ B．仅④⑤
C．①③ D．①④⑤
解析：选B 检验NH时，先将固体物质溶解，用到蒸馏水；再向样液中滴入碱液，用到NaOH溶液；加热检验是否产生NH3，用湿润的红色石蕊试纸或蘸有浓盐酸玻璃棒靠近反应容器口。
4．实验室制备干燥的氨气所需的试剂是( )
A．NH4Cl稀溶液、NaOH稀溶液、碱石灰
B．饱和氨水、NaOH固体、五氧化二磷固体
C．NaOH溶液、NH4Cl晶体、浓硫酸
D．NH4Cl固体、消石灰、碱石灰
解析：选D 实验室制取NH3是用NH4Cl固体与消石灰共热进行制取，由于NH3是一种碱性气体，不能用P2O5固体和浓硫酸干燥，应用碱石灰干燥。
5．以下三个装置均可制得NH3：
(1)实验室制NH3的装置是________。
(2)按下表写出图1、图2、图3装置中应加入的物质与反应原理。
应加入的物质
反应原理
图1
图2
图3
(3)图3中棉花的作用是_______________________________________________。
答案：(1)图3
(2)
应加入的物质
反应原理
图1
浓氨水
NH3·H2O(浓)NH3↑＋H2O
图2
浓氨水和CaO
图3
Ca(OH)2和NH4Cl
Ca(OH)2＋2NH4ClCaCl2＋2NH3↑＋2H2O
(3)可减小NH3与空气的对流速度，收集到比较纯净的NH3，同时避免污染空气
6．某化学实验小组同学利用以下装置制备氨气，并探究氨气的性质(部分仪器已略去)。请回答：
(1)实验室制备氨气的化学方程式为___________________________________________
________________________。
(2)用装置B收集氨气时，应选择氨气的进气口是______(填“a”或“b”)，并说明选择的理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(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，则说明氨气具有的性质是____________，____________________________________。
(4)为防止污染环境，以下装置(盛放的液体均为水)可用于吸收多余氨气的是________(填序号)。
解析：(1)实验室制取氨气的方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。
(2)氨气比空气的密度小，可用向下排空气法收集，导气管要伸入烧瓶底部。
(3)能形成喷泉，证明氨气极易溶于水，酚酞变红，说明水溶液显碱性。
(4)①不利于氨气的吸收，②、④能防止倒吸，③会发生倒吸。
答案：(1)2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O
(2)a 氨气密度比空气密度小 (3)极易溶于水 与水反应生成碱 (4)②④
1．关于氨的下列叙述中，正确的是( )
A．氨因为有刺激性气味，因此不用来做制冷剂
B．氨具有还原性，可以被氧化为NO
C．氨极易溶于水，因此氨水比较稳定(不容易分解)
D．氨溶于水显弱碱性，因此可使石蕊试剂变为红色
解析：选B 氨易液化，常用作制冷剂，A错误；4NH3＋5O24NO＋6H2O，B正确；氨水不稳定，易分解，C错误；氨水可使石蕊试剂变成蓝色，D错误。
2．氨水的碱性较弱，其原因是( )
A．它能使酚酞溶液变红色
B．氨水极易挥发出氨
C．氨与水结合生成一水合氨(NH3·H2O)只有少部分电离成NH和OH－
D．溶于水的氨大部分以NH3分子形式存在
解析：选C NH3溶于水后，大部分结合成一水合氨的形式，只有少部分电离成NH和OH－，是弱电解质，故C正确。能使酚酞变红和具有挥发性不能说明它的碱性较弱。
3．下列说法中错误的是( )
A．所有铵盐受热均可分解，产物均有NH3
B．所有铵盐都易溶于水，不是所有铵盐中的氮均呈－3价
C．NH4Cl溶液中加入NaOH浓溶液共热，反应的离子方程式为NH＋OH－NH3↑＋H2O
D．NH4Cl和NaCl的固体混合物可用加热法分离
解析：选A 有的铵盐受热分解产生NH3(如NH4Cl)；有的铵盐受热分解不产生NH3(如硝酸铵)，A错误；所有的铵盐都易溶于水，铵盐里除NH中的N呈－3价外，还可能含有其他价态的N元素(如NH4NO3中的N有－3、＋5两种价态)，B正确；铵盐与碱反应时，反应条件不同，产物也不同，即加热时生成NH3，不加热时往往生成NH3·H2O，C正确；加热时，NH4Cl分解后在试管上部重新生成NH4Cl，从而可实现与NaCl的分离，D正确。
4.喷泉是一种常见的自然现象，如图是化学教材中常用的喷泉实验装置(夹持仪器已略去)。在烧瓶中充满了干燥的气体，而胶头滴管及烧杯中分别盛有液体。下列气体和液体的组合中不可能形成喷泉的是( )
A．HCl和H2O
B．O2和H2O
C．NH3和H2O
D．CO2和NaOH溶液
解析：选B O2在H2O中的溶解度很小，烧瓶内部和外界之间不能形成足够大的压强差，故不能出现喷泉现象。
5．下列方法适合实验室制取氨气的是( )
A．N2和H2催化加热制取氨气
B．加热NH4Cl制取氨气
C．将浓氨水向碱石灰固体中滴加
D．将NH4Cl溶液和NaOH溶液混合
解析：选C A适合工业制取氨气，不适合实验室制取氨气；加热NH4Cl分解生成NH3和HCl，遇冷又化合为NH4Cl，B不合适；NH3极易溶于水，D不合适；只有C选项因浓氨水易挥发，滴到碱石灰固体中放热，可用于快速制取氨气，故正确答案为C。
6．为检验一种氮肥的成分，某学习小组的同学进行了以下实验：①加热氮肥样品生成两种气体，其中一种气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，另一种气体能使澄清石灰水变浑浊。②取少量该氮肥样品溶于水，并加入少量BaCl2溶液，没有明显变化。由此可知该氮肥的主要成分是( )
A．NH4HCO3 B．NH4Cl
C．(NH4)2CO3 D．NH4NO3
解析：选A 由题意“另一种气体能使石灰水变浑浊”知该铵盐应为碳酸铵或碳酸氢铵，排除B、D项；又由②可排除C项。
7．有关氨气的实验较多，下面对这些实验的实验原理的分析中不正确的是( )
A．氨气极易溶解于水的性质可以解释氨气的喷泉实验
B．氨气的还原性可以解释氨气与空气反应的实验
C．氨气的密度小于空气，所以实验室能用如图装置收集氨气
D．NH3·H2O的热不稳定性可以解释实验室中用加热浓氨水的方法制取氨气
解析：选C A项，由于NH3极易溶于水，形成负压，大气压将水迅速压入烧瓶中形成喷泉；B项，在NH3的催化氧化反应中，NH3作还原剂；C项，NH3的密度小于空气，用图示装置收集NH3时，NH3应该从短导管进入；D项，浓氨水受热分解可制备NH3。
8．下列关于铵盐的叙述中正确的是( )
①所有铵盐中，氮元素化合价都是－3价
②所有铵盐都溶于水
③铵态氮肥不宜与碱性肥料如草木灰混合使用
④铵盐受热都易分解
⑤铵盐都能与碱反应，不能与酸反应
A．①③④ B．②③④
C．①②③④ D．①②③④⑤
解析：选B ①中，NH4NO3中的NO，氮元素是＋5价；对于⑤，NH4HCO3也能与酸反应。
9.A是一种白色晶体，受热分解能生成B、C两种无色气体，C的水溶液与硝酸银溶液反应产生白色沉淀，A与浓NaOH溶液共热，也能生成气体B。用圆底烧瓶分别收集干燥的气体B和C，然后将集满气体的烧瓶按如图所示装置组装，挤压滴管的胶头时，可以分别得到蓝色喷泉和红色喷泉。
请填写下列空白：
(1)A的化学式是________。
(2)收集气体B的方法是________________。
(3)B与C两气体相遇时，观察到的现象是_______________________________________。
(4)写出A与浓NaOH溶液共热时发生反应的离子方程式：________________________。
解析：由题意知，B溶于水显碱性，B为NH3，A与浓NaOH溶液共热生成B，A为铵盐，C溶于水显酸性，且与硝酸银溶液反应产生白色沉淀，C为HCl，则A为NH4Cl。
答案：(1)NH4Cl (2)向下排空气法 (3)产生大量白烟 (4)NH＋OH－NH3↑＋H2O
10．如下图所示：
图中每一方格表示有关的一种反应物或生成物，其中A、C为无色气体，请填写下列空白：
(1)物质X可以是__________________，C是________，F是____________。
(2)反应①的化学方程式是_______________________________________________。
反应②的化学方程式是_______________________________________________。
解析：本题的突破口在于X既能与HCl反应又能与NaOH反应，且与HCl反应生成的A能与Na2O2反应，可推知A为CO2，X为碳酸的铵盐，是(NH4)2CO3或NH4HCO3，B为H2O，C为NH3，D为O2，E为NO，F为NO2，G为HNO3。
答案：(1)(NH4)2CO3或NH4HCO3 NH3 NO2
(2)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
4NH3＋5O24NO＋6H2O
1．实验室可以按如图所示的装置干燥、收集气体M，多余的气体可用水吸收，则M是( )
A．NH3 B．NO
C．Cl2 D．NO2
解析：选A 气体可用碱石灰干燥，应为碱性气体或与碱石灰不反应的气体，C、D错误；能用向下排空气法收集气体，B错误；用防倒吸装置吸收，说明在水中溶解度非常大，A正确。
2．有以下四种溶液：①NH4Cl，②(NH4)2SO4，③NaCl，④Na2SO4，下列试剂(溶液)能将它们区别开的是( )
A．HCl B．BaCl2
C．NaOH D．Ba(OH)2
解析：选D 2NH4Cl＋Ba(OH)2BaCl2＋2NH3↑＋2H2O，有刺激性气体产生；(NH4)2SO4＋Ba(OH)2BaSO4↓＋2NH3↑＋2H2O，既有沉淀又有刺激性气体产生；NaCl溶液滴入Ba(OH)2溶液中无现象；Na2SO4＋Ba(OH)2===BaSO4↓＋2NaOH，只有白色沉淀产生。
3．氨气是一种重要的工业原料。工业上利用反应3Cl2＋2NH3===N2＋6HCl检查氯气管道是否漏气。下列说法错误的是( )
A．若管道漏气，遇氨就会产生白烟
B．该反应利用了Cl2的强氧化性
C．该反应属于复分解反应
D．生成1 mol N2有6 mol电子转移
解析：选C 此反应存在元素化合价的变化，一定为氧化还原反应，氧化还原反应不可能为复分解反应，C错误；Cl2在此反应中作氧化剂，体现强氧化性，B正确；反应生成的HCl遇到挥发出来的NH3生成白烟(NH4Cl)，A正确；2NH3N2，所以生成1 mol N2将有6 mol电子转移，D正确。
4.浓盐酸、浓HNO3易挥发出HCl、HNO3气体，浓H2SO4不挥发。已知气体的摩尔质量越小，扩散速度越快。如图所示为气体扩散速度的实验，两种气体扩散相遇时形成白色烟环。下列关于物质甲、乙的判断正确的是( )
A．甲是浓氨水，乙是浓硫酸
B．甲是浓盐酸，乙是浓氨水
C．甲是浓氨水，乙是浓盐酸
D．甲是浓硝酸，乙是浓氨水
解析：选C 由题给信息，所用酸为挥发性酸；从图示可知甲扩散得快，故甲的摩尔质量小于乙，甲为浓氨水(挥发出NH3)，乙为浓盐酸(挥发出HCl)。
5．同温同压下，两个等体积的干燥圆底烧瓶中分别充满①NH3、②NO2，进行喷泉实验，如图所示，经充分反应后，瓶内溶液的物质的量浓度为( )
A．①>② B．①<②
C．①＝② D．不能确定
解析：选C 设烧瓶容积为V L，按标准状况下计算，n(NH3)＝＝ mol，故氨水的物质的量浓度为＝ mol·L－1。n(NO2)＝＝ mol，由3NO2＋H2O===2HNO3＋NO知n(HNO3)＝× mol，而所得溶液的体积为V L，所以c(HNO3)＝＝ mol·L－1。
6．已知NH4NO3爆炸时的反应为4NH4NO33N2↑＋2NO2↑＋8H2O↑。下列说法不正确的是( )
A．NH4NO3在高温下爆炸时可以看到红棕色的烟雾
B．NH4NO3的含氮量小于氯化铵
C．实验室不能用NH4NO3固体与Ca(OH)2固体混合加热制备NH3
D．乘坐火车时不能携带NH4NO3固体
解析：选B A项，根据NH4NO3的爆炸反应可知生成的NO2为红棕色，爆炸时，NO2、粉尘、H2O等形成了红棕色的烟雾；B项，NH4NO3的含氮量为35%，NH4Cl的含氮量为26.2%；C项，由于NH4NO3固体受热可能爆炸，故实验室不能用其制备NH3；D项，NH4NO3属于易爆炸物，不能带上火车。
7．下图所示是某同学鉴别NH4HCO3、NH4Cl、KCl三种化肥的过程，其中试剂甲和乙分别可能是( )
A．甲：Ca(OH)2；乙：稀盐酸
B．甲：水；乙：NaOH溶液
C．甲：NaOH溶液；乙：水
D．甲：稀盐酸；乙：NaCl溶液
解析：选A NH4HCO3和NH4Cl能与碱反应产生NH3，所以试剂甲不可能是H2O或稀盐酸，排除B、D；NH4HCO3、NH4Cl中只有NH4HCO3能与稀盐酸反应生成气泡(CO2)，故A符合。
8．舞台上的“烟雾”美轮美奂，制造烟雾的一种方法是将NH4NO3和锌粉按质量比8∶6.5混合，放在温热的石棉网上，滴水数滴即产生大量的白烟。又知反应中有N2和水生成。下列有关说法中正确的是( )
①水起到溶解NH4NO3以启动反应发生的作用
②每还原1 mol NO需氧化1 mol NH和1 mol Zn
③成烟物质是氧化物小颗粒
④成烟物质是小锌粒，它由NH4NO3反应放热而蒸出
A．①② B．②③
C．③④ D．①④
解析：选B n(NH4NO3)∶n(Zn)＝∶＝1∶1，即NH4NO3与Zn按物质的量之比1∶1发生反应：NH4NO3＋Zn===N2↑＋2H2O＋ZnO，结合化学方程式分析可知②、③正确。
9．根据实验室制取NH3的反应原理和实验装置，回答下列问题：
(1)写出加热NH4Cl和Ca(OH)2制取NH3反应的化学方程式：________________________________________________________________________。
(2)请在下面的方框中画出实验室制氨气装置简图。
(3)下列气体能用排水法收集的是________(填选项编号，下同)，能用排空气法收集的是________。
a．NH3 b．NO c．NO2
(4)写出检验氨气已收集满试管的操作方法____________________________________
________________________________________________________________________。
(5)已知NH3极易溶于水，而难溶于有机溶剂CCl4。下列装置中不适宜做NH3尾气吸收装置的是________。
解析：(2)固体受热反应，在大试管中进行，试管口向下倾斜，NH3易溶于水，只能用向下排空气法收集。由于NH3有毒，故还要采取尾气处理装置——用湿棉团或蘸有稀硫酸的棉团即可。
(3)NO与空气中的O2反应，不能用排空气法收集；NH3和NO2易溶于水且与水反应，不能用排水法收集。
(4)检验氨气是利用氨气的性质溶于水显碱性或与酸反应生成盐。
(5)A、D装置中倒置的漏斗和干燥管均有较大的体积，可防止倒吸；B中NH3不溶于CCl4，也可防止倒吸；C中NH3直接通入水中，由于NH3极易溶于水，所以易引起倒吸，C装置符合题意。
答案：(1)2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O
(2)如图所示
(3)b a、c
(4)用湿润的红色石蕊试纸或蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口
(5)C
10．某无色气体可能由CO2、HCl、NH3、NO2、NO、H2中的一种或几种组成。将此无色气体通过盛有浓硫酸的洗气瓶，发现气体体积减小一部分。继续通过装有固体Na2O2的干燥管，发现从干燥管出气口一端出来的气体颜色显红棕色，再将该气体通入盛满水、倒立于水槽中的试管内，最后试管里仍然充满液体。请回答下列问题：
(1)原气体中一定含有________，一定不含有________。
(2)由最终结果可知，原气体中________的体积比为________。
解析：先对已知的6种气体进行逐个分析，因气体无色，因此没有NO2；能被浓H2SO4吸收部分气体，原气体中肯定有NH3，同时也排除了HCl的存在；经过Na2O2后气体颜色变红棕色，说明原气体中一定有NO和CO2；最后的气体通入水中全部溶解，说明原气体中没有H2，且经过Na2O2后，V(NO)∶V(O2)＝4∶3，即在原混合气中，V(NO)∶V(CO2)＝4∶(3×2)＝2∶3。
答案：(1)NH3、CO2、NO NO2、HCl、H2
(2)NO和CO2 2∶3
课件29张PPT。
“课时跟踪检测”见“课时跟踪检测(十八)”
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第3课时 硝酸 人类活动对
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氮循环和环境的影响
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[课标要求]
1．掌握硝酸的物理性质和化学性质。
2．了解人类活动对氮循环的影响，知道酸雨、光化学烟雾和富营养化等环境问题。
3．了解如何减少氮氧化物的排放，树立环境保护意识。,
1．硝酸的四性：强酸性、强氧化性、不稳定性、易挥发性。
2．硝酸性质两标志：
(1)硝酸起酸性作用的标志——生成硝酸盐；
(2)硝酸氧化性标志——氮元素化合价降低、“钝化”现象。
3．硝酸还原产物两规律：
(1)稀硝酸还原产物为NO；
(2)浓硝酸还原产物为NO2。
4．氮循环中四大环境问题：
酸雨、光化学烟雾、水体富营养化、温室效应。
1．硝酸的物理性质
2．硝酸的化学性质
(1)酸的通性
①硝酸是强酸，其电离方程式为。
②具有酸的通性：能使酸碱指示剂发生颜色变化，能与金属、碱性氧化物、碱、盐发生反应。
(2)不稳定性
见光或受热分解的化学方程式为
4HNO3(浓)4NO2↑＋O2↑＋2H2O。
[特别提醒] 纯硝酸为无色液体，由于HNO3分解产生的NO2又溶于其中，浓硝酸一般呈黄色；向浓硝酸中通入O2，可以消除其黄色。
(3)强氧化性
[特别提醒]
(1)HNO3的还原产物：稀HNO3→NO，浓HNO3→NO2。
(2)HNO3→硝酸盐，表现HNO3的酸性；HNO3中N元素：化合价降低，表现其氧化性，像HNO3在与金属反应时，酸根部分得电子被还原生成低价非金属化合物而不生成H2，这种酸称为氧化性酸，常见氧化性酸：浓、稀HNO3、浓H2SO4。
(3)硝酸具有强氧化性，除Pt、Au之外，硝酸几乎能与所有金属反应，硝酸与金属反应不产生H2。
(4)常温下，Fe、Al遇浓硝酸钝化是氧化还原反应，并非不反应。
3．硝酸的保存方法
为了防止硝酸见光分解，一般将它保存在棕色试剂瓶里，放置在阴凉处，但是试剂瓶不能使用橡胶塞。
4．硝酸的用途
硝酸是一种重要的化工原料，常用来制造炸药、染料、塑料、硝酸盐等。
5．人类活动对氮循环和环境的影响
(1)光化学烟雾：汽车尾气中的氮氧化物与碳氢化合物经紫外线照射后，发生反应形成的一种有毒的烟雾。
(2)酸雨：氮氧化物与空气中的水反应生成的硝酸和亚硝酸是酸雨的成分。
(3)水体的富营养化：当进入水体的氮的含量增大时，导致藻类“疯长”。
(4)大气中的氮氧化物主要来源于化石燃料的燃烧和植物体的焚烧，以及农田土壤和动物排泄物中含氮化合物的转化。
1．现有下列物质，其中必须保存在棕色试剂瓶里的是( )
①氯水 ②氨水 ③浓硝酸 ④浓盐酸 ⑤烧碱
A．①②③ B．①③④
C．仅①③ D．②⑤
解析：选C 见光易分解的物质保存在棕色试剂瓶中。
2．下列有关硝酸反应的叙述中，错误的是( )
A．稀硝酸与铁反应，有氢气放出
B．浓硝酸跟铜反应，有二氧化氮气体放出
C．硝酸跟碳酸钠反应，有二氧化碳气体放出
D．硝酸受热时，有二氧化氮、氧气放出
解析：选A 稀硝酸与金属反应不产生H2，应生成硝酸盐、NO和H2O。
3．选用下列物质填空(填序号)：
①二氧化碳 ②二氧化硫 ③氮氧化物 ④氟氯烃
(1)会破坏臭氧层的物质是________。
(2)过量会导致温室效应加剧的物质是________。
(3)造成酸雨的物质是________。
(4)导致光化学烟雾的物质是________。
答案：(1)③④ (2)①③ (3)②③ (4)③
4．将浓HNO3与下列“物质(或方法)”的“反应情况”和“表现性质”用短线连接。
解析：浓HNO3具有酸性能使指示剂变色，并能氧化指示剂。浓HNO3具有强氧化性，常温下使Fe、Al钝化，与Cu反应生成Cu(NO3)2，与非金属C加热生成CO2气体，但不能与Pt、Au反应。在加热或见光时易分解。
答案：①－c－Ⅲ，②－d－Ⅱ、Ⅲ
③－b－Ⅱ、Ⅲ，④－f－Ⅰ
⑤－a，⑥－e－Ⅲ
1．常见反应分析
(1)浓硝酸与Cu的反应
若Cu过量，反应开始时浓硝酸的还原产物为NO2，但随着反应的进行，浓硝酸变成稀硝酸，其还原产物将为NO，最终应得到NO2与NO的混合气体，可利用守恒关系求解有关Cu、HNO3和混合气体的量，硝酸与其他金属(过量)反应的情况与此类似。
(2)稀硝酸与铁的反应
反应物量的关系
HNO3过量
Fe过量
恰好反应
产物
Fe(NO3)3
Fe(NO3)2
Fe(NO3)3或Fe(NO3)2或二者的混合物
2.常用解题技巧
(1)原子守恒：n(HNO3)＝n(NO)＋n(还原产物中氮原子)
(2)电子守恒：硝酸与金属反应属于氧化还原反应，N原子得到的电子数等于金属原子失去的电子数。
(3)电荷守恒：Mn＋和H＋所带正电荷总数等于NO所带负电荷总数。
[特别提醒]
过量的金属与浓HNO3反应后，若向溶液中滴入稀H2SO4，引入的H＋与NO能与剩余的金属继续反应。
1．将1.92 g铜粉与一定量的浓硝酸反应，当铜粉完全反应时收集到气体1.12 L(标准状况下)。则所消耗硝酸的物质的量是( )
A．0.12 mol B．0.11 mol
C．0.09 mol D．0.08 mol
解析：选B 铜与HNO3反应时，消耗的HNO3转变为Cu(NO3)2和氮的氧化物(NO2或NO)，根据氮原子守恒，其物质的量等于Cu(NO3)2、NO2或NO中氮原子之和。n(Cu)＝＝0.03 mol；n(气体)＝＝0.05 mol；所以共耗HNO3的物质的量n(HNO3)＝0.03 mol×2＋0.05 mol＝0.11 mol。
2．3.2 g铜与过量硝酸(8 mol·L－1,30 mL)充分反应，硝酸的还原产物为NO2和NO，反应后溶液中含a mol H＋，则此时溶液中所含NO的物质的量为( )
A．(0.2＋a) mol B．(0.1＋a) mol
C．(0.05＋a) mol D．a mol
解析：选B 反应后溶液中溶质有Cu(NO3)2和HNO3，n(NO)＝2n(Cu)＋n(H＋)＝(0.1＋a) mol。
[三级训练·节节过关]
1．下列现象的产生与人为排放大气污染物氮氧化物无关的是( )
A．闪电 B．光化学烟雾
C．酸雨 D．臭氧层空洞
解析：选A 闪电是自然现象；光化学烟雾与氮氧化物的排放有关；酸雨与二氧化硫和二氧化氮的排放有关；臭氧层空洞与氟利昂、氮氧化物的排放有关。
2．下列块状金属在常温时，能全部溶于足量的浓硝酸的是( )
A．Au B．Cu
C．Al D．Fe
解析：选B Au与浓硝酸不反应，Al、Fe在常温下遇浓硝酸钝化，不能全部溶解，Cu能与浓硝酸反应，能全部溶于足量的浓硝酸中。
3．下列反应中硝酸只表现氧化性的是( )
A．灼热的炭与浓硝酸的反应
B．Cu与稀硝酸的反应
C．FeO与稀硝酸的反应
D．Fe(OH)3与硝酸的反应
解析：选A 灼热的炭与浓硝酸的反应中硝酸只作氧化剂；Cu与稀硝酸、FeO与稀硝酸的反应中硝酸既表现氧化性又表现酸性；Fe(OH)3与硝酸的反应中硝酸只表现酸性。
4．下列离子方程式正确的是( )
A．Zn与稀硝酸反应：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑
B．Fe与过量稀硝酸反应：3Fe＋8H＋＋2NO===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O
C．过量铁粉与稀硝酸反应：Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O
D．Cu与稀硝酸反应：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
解析：选D A项，不产生H2；B项，应生成Fe3＋；C项，应生成Fe2＋。
5．将一定质量铁粉加入到装有100 mL某浓度的稀硝酸溶液中充分反应。容器中剩有m g的铁粉，收集到448 mL NO气体(标准状况)。
(1)所得溶液中溶质的化学式是________；
(2)原硝酸溶液的物质的量浓度为________ mol·L－1。
解析：因有铁粉剩余，故反应产物为Fe(NO3)2：
8HNO3(稀)＋3Fe===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
8 mol 44 800 mL
n(HNO3) 448 mL
n(HNO3)＝0.08 mol，c(HNO3)＝0.8 mol·L－1。
答案：(1)Fe(NO3)2 (2)0.8
1．下列污染现象主要与NO2有关的是( )
A．臭氧空洞 B．水体富营养化
C．光化学烟雾 D．温室效应
解析：选C 引起污染的主要物质：臭氧空洞—氟氯烃，水体富营养化—含N、P、K物质，光化学烟雾—NO、NO2，温室效应—CO2。
2．关于硝酸的说法正确的是( )
A．常温下，向浓硝酸中投入Fe片，不会产生大量的红棕色气体，没有反应发生
B．与金属反应时，稀硝酸可能被还原为更低价态，则稀硝酸氧化性强于浓硝酸
C．硝酸电离出的H＋，能被Zn、Fe等金属还原成H2
D．硝酸与金属反应时，是＋5价的氮得电子
解析：选D 常温下，浓硝酸使铁钝化，无红棕色气体产生，因表面生成致密的氧化膜而阻止了浓硝酸与铁的进一步反应，A错误；稀硝酸的氧化性比浓硝酸弱，不能根据氮元素化合价降低的多少判断，B错误；硝酸能电离出H＋，有酸的通性，但与金属反应不产生H2，此时是＋5价氮原子得电子，C错误，D正确。
3．下列对于硝酸的认识不正确的是( )
A．浓硝酸和稀硝酸都具有氧化性
B．铜与硝酸的反应属于置换反应
C．金属与硝酸反应一定不产生氢气
D．可用铁或铝质容器盛装浓硝酸
解析：选B 硝酸是氧化性酸，浓、稀硝酸均有氧化性，A正确；铜不论与浓硝酸还是与稀硝酸反应都不是置换反应，B不正确；因为硝酸是强氧化性酸，金属与硝酸反应均不产生氢气，C正确；铁或铝遇冷浓硝酸钝化，故可用铁或铝质容器盛装浓硝酸，D正确。
4．下列反应中硝酸既表现出酸性又表现出氧化性的是( )
A．使石蕊溶液变红
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．与硫单质混合共热时生成H2SO4和NO2
解析：选B 在A、C两项中HNO3使指示剂变色、与弱酸盐反应均表现酸性；在B、D两项中HNO3中氮元素的化合价均降低表现出氧化性，并且B项反应中又有Cu(NO3)2和水生成，说明此反应中HNO3还表现出酸性，D项只表现出氧化性。
5．将硝酸分解产生的气体收集于试管内然后倒立于水槽中，一段时间后试管内(假设没有空气混入)( )
A．剩余NO B．剩余O2
C．剩余NO2 D．不剩余气体
解析：选D 4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O，将所得气体收集于试管内倒立于水槽中时，4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，又全部转化为HNO3，无气体剩余。
6．0.3 mol Cu和含1.2 mol HNO3的浓硝酸，充分反应后，生成NO2的量为( )
A．0.2 mol B．0.6 mol
C．小于0.6 mol D．大于0.6 mol
解析：选C 因铜与浓硝酸反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，随着反应的进行，浓硝酸变稀，稀硝酸与铜反应：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，所以放出的NO2小于0.6 mol。
7．将a g纯铜片投入足量的一定浓度的硝酸中，反应后消耗的HNO3为b g。若a∶b＝8∶21，则反应中起酸性作用的硝酸的质量为( )
A．b/2 g B．2b g
C．3a/4 g D．3b/4 g
解析：选D Cu与HNO3的质量比为8∶21，则二者的物质的量之比n(Cu)∶n(HNO3)＝3∶8。设有3 mol Cu参加反应，生成3 mol Cu(NO3)2，则起酸性作用的HNO3为6 mol，占HNO3总物质的量的，故选D。
8．如图表示Cu与HNO3反应的量的关系，问哪一点表示铜与稀HNO3反应中被还原的HNO3与Cu的量的关系( )
解析：选A Cu与稀硝酸反应的化学方程式为3Cu＋8HNO3===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，由方程式可知参加反应的硝酸只有被还原，故被还原的HNO3与Cu的关系为：3Cu～2HNO3(还原)，A正确。
9．写出下列反应的化学方程式，若为氧化还原反应，请标出电子转移的方向与数目；若为离子反应，请写出离子方程式。
(1)铜与稀硝酸反应。
(2)铜与浓硝酸反应。
(3)氨与稀硝酸反应。
(4)碳与浓硝酸反应。
(5)碳酸钡与稀硝酸反应。
答案：
(1)3Cu＋8HN6e－O3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O
(3)NH3＋HNO3===NH4NO3
NH3＋H＋===NH
C＋4H＋＋4NOCO2↑＋4NO2↑＋2H2O
(5)BaCO3＋2HNO3===Ba(NO3)2＋CO2↑＋H2O
BaCO3＋2H＋===Ba2＋＋CO2↑＋H2O
10.某兴趣小组设计出如图所示装置来改进教材中“铜与硝酸反应”的实验，以探究化学实验的绿色化。
(1)实验前，关闭活塞b，向试管d中加水至浸没长导管口，塞紧试管c和d的塞子，加热c，其目的是____________________________________________________。
(2)在d中加适量NaOH溶液，c中放一小块铜片，由分液漏斗a向c中加入2 mL浓硝酸，c中发生反应的化学方程式是__________________________________________________；
再由a向c中加入2 mL蒸馏水，c中的实验现象是____________________________。
(3)下表是制取硝酸铜的三种方案，能体现绿色化学理念的最佳方案的是________(填“甲”、“乙”或“丙”)，理由是________________________________________________。
方案
反应物
甲
Cu、浓HNO3
乙
Cu、稀HNO3
丙
Cu、O2、稀HNO3
解析：(1)关闭活塞b，向试管d中加水浸没长导管口，则封住了一部分气体，再加热c则使其内部压强变大，由此可知目的是检验装置的气密性。(2)c中放一小块铜片，由分液漏斗a向c中加入2 mL浓硝酸时发生反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O；若再由a向c中加2 mL蒸馏水，硝酸的浓度变小，所以反应变缓，产生的气体以NO为主，故气体颜色变浅。(3)甲方案制取硝酸铜的化学方程式为Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，乙方案制取硝酸铜的化学方程式为3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，丙方案制取硝酸铜的化学方程式为2Cu＋O2＋4HNO3===2Cu(NO3)2＋2H2O。比较这三种方案的化学方程式可以发现制取1 mol Cu(NO3)2时，三者消耗硝酸的物质的量分别为4 mol、 mol、2 mol，丙方案消耗的硝酸的量最少，且不产生污染，故方案丙最能体现绿色化学理念。
答案：(1)检查装置气密性
(2)Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
反应变缓，气体颜色变浅 (3)丙 耗酸量最少，无污染
1．有关硝酸化学性质的叙述中，正确的是( )
A．硝酸能与Na2CO3、Na2S、Na2SO3等盐反应，产生CO2、H2S和SO2
B．硝酸与FeO反应生成Fe(NO3)2和水，与Fe反应生成Fe(NO3)2和H2
C．浓硝酸、稀硝酸都只能使蓝色石蕊试纸变红
D．浓硝酸因分解放出的NO2又溶解于硝酸而使之呈黄色
解析：选D HNO3具有强氧化性，与Na2S、Na2SO3反应生成Na2SO4，与FeO反应生成Fe(NO3)3，与Fe反应不产生H2，A、B不正确；浓硝酸使石蕊试纸先变红后退色，C不正确；HNO3不稳定，分解生成的NO2溶于浓硝酸中而使之呈黄色，D正确。
2．将铜粉放入稀硫酸中，加热无明显现象发生，当加入下列一种物质后，铜粉的质量减小，溶液呈蓝色， 同时有气体逸出，该物质是( )
A．Fe2(SO4)3 B．Na2SO4
C．KNO3 D．FeSO4
解析：选C “溶液呈蓝色”说明铜被氧化生成Cu2＋，在原稀硫酸中已含有H＋，加入Fe3＋后，虽然也可以氧化Cu，但此时并没有气体放出，若加入KNO3其电离产生NO，溶液中又有H2SO4电离的H＋，相当于Cu在稀硝酸的环境中，会被氧化并放出NO气体。
3．将相同质量的铜分别与过量浓硝酸、稀硝酸反应，下列叙述正确的是( )
A．生成气泡快慢：两者相同
B．消耗硝酸的物质的量：前者多，后者少
C．反应生成气体的颜色：前者浅，后者深
D．反应中转移的电子总数：前者多，后者少
解析：选B 浓硝酸与Cu反应生成NO2：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，反应剧烈，稀硝酸与Cu反应生成NO：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，反应缓慢，反应中Cu的质量相同，转移的电子数相同。
4．将红热的木炭与浓硝酸共热产生的气体等分为①和②两份，第①份先通过适量蒸馏水，再通入少量澄清石灰水中；第②份直接通入少量澄清石灰水中。则石灰水的变化最可能为( )
A．①不变浑浊，②变乳白色
B．①变乳白色，②不变浑浊
C．①变乳白色，②变乳白色
D．①不变浑浊，②不变浑浊
解析：选B 木炭与浓硝酸反应产生CO2和NO2的混合气体，而NO2可与水反应生成硝酸，故将混合气体直接通入少量澄清石灰水中，会产生Ca(NO3)2溶液，难以得到CaCO3沉淀；将混合气体先通过适量蒸馏水，NO2与水反应生成硝酸和NO，NO和CO2的混合气体再通入少量澄清石灰水中会产生CaCO3沉淀。
5．一定质量的铜分别与足量的稀硝酸和浓硝酸完全反应，在相同条件下用排水法收集反应产生的气体，下列叙述正确的是( )
A．硝酸浓度越大，硝酸被还原之后的生成物的价态越低，对应的硝酸的氧化性越弱
B．硝酸浓度不同，生成Cu(NO3)2的物质的量不同
C．硝酸浓度越大，产生的气体越少
D．两者用排水法收集到的气体体积相等
解析：选D 硝酸的浓度越大氧化性越强，故A错误；等量的Cu与酸反应，生成Cu(NO3)2的物质的量相同，故B错误；等量的Cu与酸反应，浓硝酸反应生成气体多，故C错误；因3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，最终收集气体均为NO，由电子守恒可知，收集NO的体积相等，故D正确。
6．9.7 g Cu和Zn的合金与足量的稀硝酸反应，还原产物只有NO气体，其体积在标准状况下为2.24 L。将溶液稀释为1 L，测得溶液中的c(H＋)＝0.1 mol·L－1，此时溶液中NO的浓度为( )
A．0.3 mol·L－1 B．0.4 mol·L－1
C．0.2 mol·L－1 D．0.6 mol·L－1
解析：选B n(NO)＝0.1 mol，转移电子的物质的量为0.1 mol×3＝0.3 mol，因1 mol Cu或Zn与硝酸反应失去2 mol电子，可知：n(Cu＋Zn)＝0.3 mol÷2＝0.15 mol，n[Cu(NO3)2]＋n[Zn(NO3)2]＝0.15 mol，其中所含n(NO)＝0.3 mol，溶液中c(HNO3)＝c(H＋)＝0.1 mol·L－1，其中含n(NO)＝0.1 mol，溶液中NO的总浓度为0.4 mol·L－1。
7．足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、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－1NaOH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：选A 由题意分析反应过程中的转化关系：
HNO3NO2、NOHNO3
由此可知Cu失去的电子总数等于O2得到的电子总数，2CuO2，则n(Cu)＝2n(O2)＝＝0.15 mol。根据Cu2＋―→2NaOH得n(NaOH)＝2n(Cu)，故V(NaOH)＝＝0.06 L＝60 mL。
8．0.03 mol Cu投入一定量的浓硝酸中，Cu完全溶解，生成气体的颜色越来越浅，共收集到标准状况下672 mL气体，将盛有此气体的容器倒扣在盛满水的水槽中，通入标准状况下一定体积的O2，恰好使气体完全溶于水，则通入O2的体积为( )
A．504 mL B．336 mL
C．224 mL D．168 mL
解析：选B 根据得失电子守恒，Cu失去的电子数等于HNO3生成氮氧化物得到的电子数，氮氧化物和O2反应，氮氧化物失去的电子数等于O2得到的电子数，故0.03 mol Cu失去的电子数等于O2得到的电子数，所以O2的体积为0.03 mol×2÷4×22.4 L·mol－1＝0.336 L＝336 mL。
9．在50 mL a mol·L－1的硝酸中加入6.4 g Cu，Cu全部溶解，假设硝酸的还原产物只有NO2和NO，将反应后的溶液用蒸馏水稀释至100 mL时测得溶液中c(NO)＝3 mol·L－1。
(1)稀释后的溶液中c(H＋)＝________。
(2)若a＝9，则生成的气体中NO2的物质的量为______ mol。
(3)治理氮氧化物污染的方法之一是用NaOH溶液进行吸收，反应原理如下：
NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O
2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O
若将上述NO2和NO的混合气体通入1 mol·L－1的NaOH溶液中，气体恰好被吸收，则NaOH溶液的体积为________mL。
解析：(1)根据元素守恒，6.4 g(0.1 mol)Cu完全反应生成0.1 mol Cu(NO3)2，Cu(NO3)2中的n(NO)＝0.2 mol，反应后的溶液中n(NO)为0.3 mol，则剩余0.1 mol HNO3，c(H＋)＝0.1 mol/0.1 L＝1 mol·L－1。
(2)a＝9，即n(HNO3)＝0.45 mol，反应中被还原生成NO2和NO的硝酸的物质的量为0.45 mol－0.2 mol－0.1 mol＝0.15 mol，设生成的NO2为x mol，NO为y mol，则有：x＋y＝0.15，根据得失电子守恒有：x＋3y＝0.2，解得：x＝0.125，y＝0.025。
(3)NO2、NO被NaOH溶液吸收后，所有的N元素都形成了NaNO2和NaNO3，根据N～NaOH可知，消耗0.15 mol NaOH，故需1 mol·L－1的NaOH溶液的体积为0.15 mol÷1 mol·L－1＝0.15 L＝150 mL。
答案：(1)1 mol·L－1 (2)0.125 (3)150
10．某化学学习小组采用下图所示装置，对浓硝酸与木炭的反应进行探究(已知：4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O)。
请回答下列问题：
(1)检查装置气密性后，将燃烧匙中的木炭在酒精灯上加热至红热状态，伸入三口烧瓶中，并塞紧瓶塞，滴加浓硝酸，可观察到三口烧瓶中气体的颜色为________，产生该气体的化学方程式是___________________________________________________________。
(2)装置C中盛有足量Ba(OH)2溶液，炽热的木炭与浓硝酸反应后可观察到C中出现白色沉淀，该白色沉淀为________(填化学式)。
(3)装置B的作用是________________________________________________________。
(4)装置D中收集到了无色气体，部分同学认为是NO，还有部分同学认为是O2。
①下列对该气体的检验方法合适的是________。
A．敞口观察装置D中集气瓶内气体的颜色变化
B．将湿润的蓝色石蕊试纸伸入集气瓶内，观察蓝色石蕊试纸是否变红
C．将带火星的木条伸入集气瓶中，观察木条是否复燃
②如果D中集气瓶中收集的无色气体是氧气，则氧气的来源是_____________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)装置A中发生的是浓硝酸与木炭的反应，生成NO2、CO2、H2O，三口烧瓶中显示的是NO2的红棕色。(2)NO2、CO2通入Ba(OH)2溶液分别生成Ba(NO3)2和BaCO3，由于Ba(OH)2溶液足量，故溶液为碱性环境，BaCO3不溶解以沉淀形式析出。(3)为防止装置C中酸性气体溶解速率太快而导致C中溶液进入三口烧瓶，装置B应为防倒吸装置。(4)①NO与足量O2反应生成红棕色的NO2，A正确；NO和O2均不具有酸性，B错误；O2能使带火星的木条复燃，而NO不能，C正确。②装置A中木炭除与浓硝酸的反应外，硝酸不稳定，部分浓硝酸还会发生分解：4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O。
答案：(1)红棕色 C＋4HNO3(浓)4NO2↑＋CO2↑＋2H2O
(2)BaCO3 (3)防倒吸
(4)①AC ②浓硝酸的分解
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“课时跟踪检测”见“课时跟踪检测(十九)”
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课时跟踪检测（十七） 自然界中氮的循环 氮的氧化物
1．下列关于氮气的说法中，错误的是( )
A．通常情况下，氮气性质比较稳定
B．可在氧气中燃烧，生成一氧化氮
C．镁能在N2中燃烧，反应中N2体现氧化性
D．实验室可用排水法收集氮气
解析：选B N2分子中N原子结合得比较牢固，这使得N2化学性质比较稳定，但在放电条件下可与O2化合生成NO，N2密度与空气相近，只能用排水法收集。
2．下列气体中，不能用排空气法收集的是( )
A．H2 B．CO2
C．NO D．O2
解析：选C NO极易与O2反应：2NO＋O2===2NO2，故不能用排空气法收集。
3.如图所示，试管中盛装的是红棕色气体，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，试管被水充满，原来试管中盛装的气体是( )
A．肯定是NO2气体
B．肯定是O2与NO2的混合气体
C．肯定是NO气体
D．可能是NO与NO2的混合气体
解析：选D 由气体“红棕色”推测肯定含有NO2，与水反应后生成物有NO，由“向试管内鼓入氧气多次后，试管被水充满”，则试管中原来可能还含有NO或含有O2。由4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3,4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3这两个方程式进行判断，可能是NO与NO2的混合气体；若是O2与NO2的混合气体，当O2过量，试管就不可能被水充满，因此，原试管中可能情况之一是O2与NO2的混合气体且O2不过量。
4．下列物质的转化必须加入氧化剂且通过一步反应就能完成的是( )
①N2→NO2 ②NO2→NO ③NO2→HNO3
④N2→NO ⑤N2→NH3
A．① B．②⑤
C．④ D．③④
解析：选C 该题有两个要求：(1)必须加入氧化剂；(2)通过一步反应就能完成。反应①、③、④从化合价角度来看都是升高，但反应①N2→NO2不能通过一步反应完成；而反应③NO2→HNO3虽然氮的化合价升高，但不加氧化剂也能完成，如3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，在该反应中，NO2既是氧化剂又是还原剂；只有反应④N2→NO必须加入氧化剂且通过一步反应就能完成。
5．将盛满等体积NO和NO2混合气体的试管倒置于水槽中，反应完毕后，溶液的体积是试管容积的( )
A. B.
C. D.
解析：选B 设NO2、NO的体积各为1 L，则试管的容积为2 L。
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
3 1
1 L L
反应后NO的体积为L＝ L，进入试管的液体为L＝ L，则 L÷2 L＝，即溶液的体积是试管容积的。
6．一定条件下，将等体积的NO2和O2的混合气体置于试管并将该试管倒置于水槽中至液面不再上升时，剩余气体的体积约为原体积的( )
A. B.
C. D.
解析：选D 根据4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可知，O2过量。设NO2和O2的体积各1 L，则1 L NO2消耗O2 L，剩余O2 L，所以×＝。
7．某氮的氧化物是大气污染物之一，在一定温度和有催化剂存在下，该氧化物与氨气(NH3)反应只生成氮气和水，若生成的氮气和水的物质的量之比为5∶6，该氧化物的化学式为( )
A．NO B．N2O3
C．NO2 D．N2O5
解析：选A 由n(N2)∶n(H2O)＝5∶6，可得生成物为5N2＋6H2O，反应物为NH3和氮氧化物，由氢原子守恒得NH3的系数为4，即为4NH3＋===5N2＋6H2O，再由氮原子和氧原子守恒得中有6个氮原子和6个氧原子，为6NO，则所求化学式为NO。
8．无色的混合气体甲，可能含NO、CO2、NO2、N2中的几种，将一定量的甲气体经过下图实验的处理，结果得到酸性溶液，而几乎无气体剩余，则甲气体的组成为( )
A．NO2、N2 B．NO、CO2
C．NO2、CO2 D．NO、CO2、N2
解析：选B 混合气体无色，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。
9．已知下图中H是无色液体，号称生命之源，B是空气中含量最多的物质，E是红棕色气体。
(1)C的化学式是________。
(2)D和E都是大气污染物，D转化成E的化学方程式是____________________________
________________________________________________________________________。
(3)E和H的反应中，氧化剂和还原剂的质量比是______。
解析：根据题给信息推知：H为H2O、B为N2、E为NO2，进而推知A为H2、C为NH3、D为NO、F为HNO3、G为NH4NO3。
答案：(1)NH3 (2)2NO＋O2===2NO2 (3)1∶2
10．氮氧化物进入大气后，不仅会形成硝酸型酸雨，还可能形成光化学烟雾，因此必须对含有氮氧化物的废气进行处理。
(1)用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物，反应的化学方程式如下：
NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O①
2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O②
在反应①中，氧化剂是________，还原剂是________。在反应②中，氧化剂是________，还原剂是________。
(2)汽车尾气中含有二氧化氮和一氧化碳，消除这两种物质对大气污染的方法是安装催化转化器，使它们发生反应生成氮气和二氧化碳，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)氨气亦可用来处理氮氧化物。例如，氨气与二氧化氮发生如下反应：6NO2＋8NH3===7N2＋12H2O，若某工厂排出的尾气中二氧化氮含量为0.5%(体积分数)，处理1×103 m3(标准状况)这种尾气，需要氨气的质量是________ kg。
解析：反应①：O2―→NaO2中，N元素化合价降低，NO2作氧化剂；O―→NaO2中，N元素化合价升高，NO作还原剂；反应②：O2―→NaO2、O2―→NaO3，可知NO2既是氧化剂又是还原剂。
(2)根据氧化还原反应中得失电子守恒可得：
2NO2＋4CO4CO2＋N2。
(3)n(NO2)＝＝ mol
6NO2 ＋ 8NH3===7N2＋12H2O
6 mol 8 mol
mol n(NH3)
n(NH3)＝ mol
m(NH3)＝ mol×17 g·mol－1＝5 059.5 g，即5.06 kg。
答案：(1)NO2 NO NO2 NO2
(2)2NO2＋4CO4CO2＋N2
(3)5.06
1．一定条件下，将盛满NO2气体的试管倒立于盛水的水槽中，充分反应后，剩余气体占试管总体积的( )
A. B.
C. D.
解析：选D 由反应的化学方程式：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO可知，反应后NO的体积为反应前NO2体积的。
2.按如图进行实验，试管内装有12 mL NO，然后间歇而缓慢地通入8 mL O2，下面有关实验最终状态的描述正确的是( )
A．试管内气体呈红棕色
B．试管内气体为无色的NO
C．试管内气体为无色的O2
D．试管内充满了液体
解析：选B 据题意在装有NO的试管内通入O2时依次发生反应2NO＋O2===2NO2,3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，二者相加得总反应为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，由于＝＝>，即NO过量，试管内剩余气体为无色的NO，液体未充满试管。
3．将盛有N2和NO2混合气体的试管倒立于水中，经过足够长的时间后，试管内气体的体积缩小为原来的一半，则原混合气体中N2和NO2的体积比是( )
A．1∶1 B．1∶2
C．1∶3 D．3∶1
解析：选C N2与水不反应，NO2与水反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，设N2和NO2的体积分别为x、y，由题意得x＋y＝(x＋y)，x∶y＝1∶3。
4．把少量NO2气体通入过量小苏打溶液中，再使逸出的气体通过装有足量的过氧化钠颗粒的干燥管，最后收集到的气体是( )
A．氧气 B．二氧化氮
C．二氧化氮和氧气 D．二氧化氮和一氧化氮
解析：选C 少量NO2气体通入过量小苏打溶液中，逸出的气体为NO、CO2，二者物质的量之比为1∶2，同时还有少量水蒸气逸出，再使逸出的气体通过装有足量过氧化钠颗粒的干燥管，CO2与过氧化钠反应生成的O2与NO反应生成NO2，O2有剩余，同时逸出的少量水蒸气与过氧化钠反应生成O2，所以最后收集到的气体是NO2和O2。
5．在汽车尾气净化装置里，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示。下列说法错误的是( )
A．NO2是该过程的中间产物
B．NO和O2必须在催化剂表面才能反应
C．汽车尾气的主要污染成分包括CO和NO
D．催化转化总反应为2NO＋O2＋4CO4CO2＋N2
解析：选B 汽车尾气的主要污染成分包括CO和NO；根据图示关系，NO与O2反应转化为NO2，NO2再与CO反应转化为CO2和N2，NO2是中间产物；该过程的总反应可以表示为2NO＋O2＋4CO4CO2＋N2；NO和O2在没有催化剂存在时也能反应生成NO2，B选项错误。
6．将22.4 L某气态氮氧化合物与足量的灼热铜粉完全反应后，气体体积变为11.2 L(体积均在相同条件下测定，铜的反应产物为CuO)，则该氮氧化合物的化学式为( )
A．NO2 B．N2O3
C．N2O D．N2O4
解析：选A 由题意知反应后的气体为N2，可得N(氮氧化物)∶N(N2)＝n(氮氧化物)∶n(N2)＝22.4∶11.2＝2∶1，再由氮原子守恒知，每一个氮氧化合物分子中含有一个氮原子，符合题意的是A选项。
7．将3 mol 的NO2气体依次通入下列三个分别装有足量①NaHCO3饱和溶液 ②浓H2SO4 ③Na2O2的装置后，用排水法把残留气体收集起来，则收集到的气体是(同温、同压下测定)( )
A．1 mol NO
B．1 mol NO2和0.05 mol O2
C．2 mol O2
D．0.25 mol O2
解析：选D 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO由此可知有1 mol NO产生，有2 mol HNO3生成，根据HNO3＋NaHCO3===NaNO3＋H2O＋CO2↑可知，2 mol HNO3与足量NaHCO3反应有2 mol CO2产生。
2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2
由此可知有1 mol O2产生，
所以此时剩余气体为1 mol NO和1 mol O2。
用排水法收集时，发生如下反应4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，由此可知最后剩余0.25 mol O2，故选D。
8．在标准状况下，将O2和NO2按1∶4的体积比充满干燥的烧瓶，把烧瓶倒置于水中，瓶内液体逐渐上升，假设烧瓶内溶液不扩散，最终烧瓶内溶液溶质的物质的量浓度为( )
A. mol·L－1 B. mol·L－1
C. mol·L－1 D. mol·L－1
解析：选C 根据化学方程式4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，设烧瓶的容积为V L，则NO2的体积为V L。又因NO2与O2的体积比为4∶1，所以最终液体充满烧瓶，溶液的体积为V L。NO2的物质的量为V L/22.4 L·mol－1，HNO3的物质的量也为V L/22.4 L·mol－1，烧瓶内HNO3的物质的量浓度为c(HNO3)＝＝ mol·L－1。
9.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________________________________________________________________________。
(2)最终试管中剩余的气体是________，体积为________。
解析：(1)通入的O2与NO发生反应生成NO2：
2NO＋O2===2NO2①
所以看到有红棕色气体生成。生成的NO2能溶于水与水发生反应：
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO②
由①②两个化学方程式可得：
4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3③
气体被消耗，所以看到试管内液面上升。
由于V(NO)∶V(O2)≠4∶3，故最后一定有气体剩余，不论剩余NO还是O2，都为无色气体。
(2)设1.5 mL O2全部参加反应，由(1)中③可知：
V反应(NO)＝V反应(O2)×＝1.5 mL×＝2.0 mL
而NO的总体积为3.0 mL，故剩余NO气体1.0 mL。
答案：(1)①通入O2，试管内气体变为红棕色
②试管内液面升高
③最后试管内剩余无色气体
(2)NO 1.0 mL
10．已知NO不溶于水，NO2易溶于水，且与水发生反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。把盛有48 mL NO和NO2混合气体的容器倒置于水中(保持同温同压)，待液面稳定后，容器内气体的体积变为24 mL，则：
(1)原混合气中，NO是_______mL，NO2是_______ mL。
(2)若在剩余的24 mL气体中，通入6 mL O2，待液面稳定后，反应后容器内剩余气体体积为________ mL。
(3)若在剩余的24 mL气体中，通入24 mL O2，待液面稳定后，反应后容器内剩余气体体积为________mL。
(4)若在原48 mL NO、NO2中，通入________ mL O2再倒置于水中，气体会全部被吸收。
解析：(1)设NO2的体积为x，
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 体积差
3 1 2
x (48－24)mL
x＝36 mL
V(NO)＝(48－36)mL＝12 mL。
(2)由4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3
4 3
(耗)8 mL 6 mL
容器内剩余气体为NO，体积为24 mL－8 mL＝16 mL。
(3)由4NO～3O2知，24 mL NO只需消耗18 mL的O2，所以反应后容器内剩余O2为24 mL－18 mL＝6 mL。
(4)由4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3
4 3
12 mL 9 mL
4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3
4 1
36 mL 9 mL
可知，通入18 mL O2，可使管内气体全部被H2O吸收。
答案：(1)12 36 (2)16 (3)6 (4)18
课时跟踪检测（十九） 硝酸 人类活动对氮循环和环境的影响
1．下列污染现象主要与NO2有关的是( )
A．臭氧空洞 B．水体富营养化
C．光化学烟雾 D．温室效应
解析：选C 引起污染的主要物质：臭氧空洞—氟氯烃，水体富营养化—含N、P、K物质，光化学烟雾—NO、NO2，温室效应—CO2。
2．关于硝酸的说法正确的是( )
A．常温下，向浓硝酸中投入Fe片，不会产生大量的红棕色气体，没有反应发生
B．与金属反应时，稀硝酸可能被还原为更低价态，则稀硝酸氧化性强于浓硝酸
C．硝酸电离出的H＋，能被Zn、Fe等金属还原成H2
D．硝酸与金属反应时，是＋5价的氮得电子
解析：选D 常温下，浓硝酸使铁钝化，无红棕色气体产生，因表面生成致密的氧化膜而阻止了浓硝酸与铁的进一步反应，A错误；稀硝酸的氧化性比浓硝酸弱，不能根据氮元素化合价降低的多少判断，B错误；硝酸能电离出H＋，有酸的通性，但与金属反应不产生H2，此时是＋5价氮原子得电子，C错误，D正确。
3．下列对于硝酸的认识不正确的是( )
A．浓硝酸和稀硝酸都具有氧化性
B．铜与硝酸的反应属于置换反应
C．金属与硝酸反应一定不产生氢气
D．可用铁或铝质容器盛装浓硝酸
解析：选B 硝酸是氧化性酸，浓、稀硝酸均有氧化性，A正确；铜不论与浓硝酸还是与稀硝酸反应都不是置换反应，B不正确；因为硝酸是强氧化性酸，金属与硝酸反应均不产生氢气，C正确；铁或铝遇冷浓硝酸钝化，故可用铁或铝质容器盛装浓硝酸，D正确。
4．下列反应中硝酸既表现出酸性又表现出氧化性的是( )
A．使石蕊溶液变红
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．与硫单质混合共热时生成H2SO4和NO2
解析：选B 在A、C两项中HNO3使指示剂变色、与弱酸盐反应均表现酸性；在B、D两项中HNO3中氮元素的化合价均降低表现出氧化性，并且B项反应中又有Cu(NO3)2和水生成，说明此反应中HNO3还表现出酸性，D项只表现出氧化性。
5．将硝酸分解产生的气体收集于试管内然后倒立于水槽中，一段时间后试管内(假设没有空气混入)( )
A．剩余NO B．剩余O2
C．剩余NO2 D．不剩余气体
解析：选D 4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O，将所得气体收集于试管内倒立于水槽中时，4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，又全部转化为HNO3，无气体剩余。
6．0.3 mol Cu和含1.2 mol HNO3的浓硝酸，充分反应后，生成NO2的量为( )
A．0.2 mol B．0.6 mol
C．小于0.6 mol D．大于0.6 mol
解析：选C 因铜与浓硝酸反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，随着反应的进行，浓硝酸变稀，稀硝酸与铜反应：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，所以放出的NO2小于0.6 mol。
7．将a g纯铜片投入足量的一定浓度的硝酸中，反应后消耗的HNO3为b g。若a∶b＝8∶21，则反应中起酸性作用的硝酸的质量为( )
A．b/2 g B．2b g
C．3a/4 g D．3b/4 g
解析：选D Cu与HNO3的质量比为8∶21，则二者的物质的量之比n(Cu)∶n(HNO3)＝3∶8。设有3 mol Cu参加反应，生成3 mol Cu(NO3)2，则起酸性作用的HNO3为6 mol，占HNO3总物质的量的，故选D。
8．如图表示Cu与HNO3反应的量的关系，问哪一点表示铜与稀HNO3反应中被还原的HNO3与Cu的量的关系( )
解析：选A Cu与稀硝酸反应的化学方程式为3Cu＋8HNO3===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，由方程式可知参加反应的硝酸只有被还原，故被还原的HNO3与Cu的关系为：3Cu～2HNO3(还原)，A正确。
9．写出下列反应的化学方程式，若为氧化还原反应，请标出电子转移的方向与数目；若为离子反应，请写出离子方程式。
(1)铜与稀硝酸反应。
(2)铜与浓硝酸反应。
(3)氨与稀硝酸反应。
(4)碳与浓硝酸反应。
(5)碳酸钡与稀硝酸反应。
答案：
(1)3Cu＋8HN6e－O3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O
(3)NH3＋HNO3===NH4NO3
NH3＋H＋===NH
C＋4H＋＋4NOCO2↑＋4NO2↑＋2H2O
(5)BaCO3＋2HNO3===Ba(NO3)2＋CO2↑＋H2O
BaCO3＋2H＋===Ba2＋＋CO2↑＋H2O
10.某兴趣小组设计出如图所示装置来改进教材中“铜与硝酸反应”的实验，以探究化学实验的绿色化。
(1)实验前，关闭活塞b，向试管d中加水至浸没长导管口，塞紧试管c和d的塞子，加热c，其目的是____________________________________________________。
(2)在d中加适量NaOH溶液，c中放一小块铜片，由分液漏斗a向c中加入2 mL浓硝酸，c中发生反应的化学方程式是_______________________________________________；
再由a向c中加入2 mL蒸馏水，c中的实验现象是____________________________。
(3)下表是制取硝酸铜的三种方案，能体现绿色化学理念的最佳方案的是________(填“甲”、“乙”或“丙”)，理由是________________________________________________。
方案
反应物
甲
Cu、浓HNO3
乙
Cu、稀HNO3
丙
Cu、O2、稀HNO3
解析：(1)关闭活塞b，向试管d中加水浸没长导管口，则封住了一部分气体，再加热c则使其内部压强变大，由此可知目的是检验装置的气密性。(2)c中放一小块铜片，由分液漏斗a向c中加入2 mL浓硝酸时发生反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O；若再由a向c中加2 mL蒸馏水，硝酸的浓度变小，所以反应变缓，产生的气体以NO为主，故气体颜色变浅。(3)甲方案制取硝酸铜的化学方程式为Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，乙方案制取硝酸铜的化学方程式为3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，丙方案制取硝酸铜的化学方程式为2Cu＋O2＋4HNO3===2Cu(NO3)2＋2H2O。比较这三种方案的化学方程式可以发现制取1 mol Cu(NO3)2时，三者消耗硝酸的物质的量分别为4 mol、 mol、2 mol，丙方案消耗的硝酸的量最少，且不产生污染，故方案丙最能体现绿色化学理念。
答案：(1)检查装置气密性
(2)Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
反应变缓，气体颜色变浅 (3)丙 耗酸量最少，无污染
1．有关硝酸化学性质的叙述中，正确的是( )
A．硝酸能与Na2CO3、Na2S、Na2SO3等盐反应，产生CO2、H2S和SO2
B．硝酸与FeO反应生成Fe(NO3)2和水，与Fe反应生成Fe(NO3)2和H2
C．浓硝酸、稀硝酸都只能使蓝色石蕊试纸变红
D．浓硝酸因分解放出的NO2又溶解于硝酸而使之呈黄色
解析：选D HNO3具有强氧化性，与Na2S、Na2SO3反应生成Na2SO4，与FeO反应生成Fe(NO3)3，与Fe反应不产生H2，A、B不正确；浓硝酸使石蕊试纸先变红后退色，C不正确；HNO3不稳定，分解生成的NO2溶于浓硝酸中而使之呈黄色，D正确。
2．将铜粉放入稀硫酸中，加热无明显现象发生，当加入下列一种物质后，铜粉的质量减小，溶液呈蓝色， 同时有气体逸出，该物质是( )
A．Fe2(SO4)3 B．Na2SO4
C．KNO3 D．FeSO4
解析：选C “溶液呈蓝色”说明铜被氧化生成Cu2＋，在原稀硫酸中已含有H＋，加入Fe3＋后，虽然也可以氧化Cu，但此时并没有气体放出，若加入KNO3其电离产生NO，溶液中又有H2SO4电离的H＋，相当于Cu在稀硝酸的环境中，会被氧化并放出NO气体。
3．将相同质量的铜分别与过量浓硝酸、稀硝酸反应，下列叙述正确的是( )
A．生成气泡快慢：两者相同
B．消耗硝酸的物质的量：前者多，后者少
C．反应生成气体的颜色：前者浅，后者深
D．反应中转移的电子总数：前者多，后者少
解析：选B 浓硝酸与Cu反应生成NO2：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，反应剧烈，稀硝酸与Cu反应生成NO：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，反应缓慢，反应中Cu的质量相同，转移的电子数相同。
4．将红热的木炭与浓硝酸共热产生的气体等分为①和②两份，第①份先通过适量蒸馏水，再通入少量澄清石灰水中；第②份直接通入少量澄清石灰水中。则石灰水的变化最可能为( )
A．①不变浑浊，②变乳白色
B．①变乳白色，②不变浑浊
C．①变乳白色，②变乳白色
D．①不变浑浊，②不变浑浊
解析：选B 木炭与浓硝酸反应产生CO2和NO2的混合气体，而NO2可与水反应生成硝酸，故将混合气体直接通入少量澄清石灰水中，会产生Ca(NO3)2溶液，难以得到CaCO3沉淀；将混合气体先通过适量蒸馏水，NO2与水反应生成硝酸和NO，NO和CO2的混合气体再通入少量澄清石灰水中会产生CaCO3沉淀。
5．一定质量的铜分别与足量的稀硝酸和浓硝酸完全反应，在相同条件下用排水法收集反应产生的气体，下列叙述正确的是( )
A．硝酸浓度越大，硝酸被还原之后的生成物的价态越低，对应的硝酸的氧化性越弱
B．硝酸浓度不同，生成Cu(NO3)2的物质的量不同
C．硝酸浓度越大，产生的气体越少
D．两者用排水法收集到的气体体积相等
解析：选D 硝酸的浓度越大氧化性越强，故A错误；等量的Cu与酸反应，生成Cu(NO3)2的物质的量相同，故B错误；等量的Cu与酸反应，浓硝酸反应生成气体多，故C错误；因3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，最终收集气体均为NO，由电子守恒可知，收集NO的体积相等，故D正确。
6．9.7 g Cu和Zn的合金与足量的稀硝酸反应，还原产物只有NO气体，其体积在标准状况下为2.24 L。将溶液稀释为1 L，测得溶液中的c(H＋)＝0.1 mol·L－1，此时溶液中NO的浓度为( )
A．0.3 mol·L－1 B．0.4 mol·L－1
C．0.2 mol·L－1 D．0.6 mol·L－1
解析：选B n(NO)＝0.1 mol，转移电子的物质的量为0.1 mol×3＝0.3 mol，因1 mol Cu或Zn与硝酸反应失去2 mol电子，可知：n(Cu＋Zn)＝0.3 mol÷2＝0.15 mol，n[Cu(NO3)2]＋n[Zn(NO3)2]＝0.15 mol，其中所含n(NO)＝0.3 mol，溶液中c(HNO3)＝c(H＋)＝0.1 mol·L－1，其中含n(NO)＝0.1 mol，溶液中NO的总浓度为0.4 mol·L－1。
7．足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、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－1NaOH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：选A 由题意分析反应过程中的转化关系：
HNO3NO2、NOHNO3
由此可知Cu失去的电子总数等于O2得到的电子总数，2CuO2，则n(Cu)＝2n(O2)＝＝0.15 mol。根据Cu2＋―→2NaOH得n(NaOH)＝2n(Cu)，故V(NaOH)＝＝0.06 L＝60 mL。
8．0.03 mol Cu投入一定量的浓硝酸中，Cu完全溶解，生成气体的颜色越来越浅，共收集到标准状况下672 mL气体，将盛有此气体的容器倒扣在盛满水的水槽中，通入标准状况下一定体积的O2，恰好使气体完全溶于水，则通入O2的体积为( )
A．504 mL B．336 mL
C．224 mL D．168 mL
解析：选B 根据得失电子守恒，Cu失去的电子数等于HNO3生成氮氧化物得到的电子数，氮氧化物和O2反应，氮氧化物失去的电子数等于O2得到的电子数，故0.03 mol Cu失去的电子数等于O2得到的电子数，所以O2的体积为0.03 mol×2÷4×22.4 L·mol－1＝0.336 L＝336 mL。
9．在50 mL a mol·L－1的硝酸中加入6.4 g Cu，Cu全部溶解，假设硝酸的还原产物只有NO2和NO，将反应后的溶液用蒸馏水稀释至100 mL时测得溶液中c(NO)＝3 mol·L－1。
(1)稀释后的溶液中c(H＋)＝________。
(2)若a＝9，则生成的气体中NO2的物质的量为______ mol。
(3)治理氮氧化物污染的方法之一是用NaOH溶液进行吸收，反应原理如下：
NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O
2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O
若将上述NO2和NO的混合气体通入1 mol·L－1的NaOH溶液中，气体恰好被吸收，则NaOH溶液的体积为________mL。
解析：(1)根据元素守恒，6.4 g(0.1 mol)Cu完全反应生成0.1 mol Cu(NO3)2，Cu(NO3)2中的n(NO)＝0.2 mol，反应后的溶液中n(NO)为0.3 mol，则剩余0.1 mol HNO3，c(H＋)＝0.1 mol/0.1 L＝1 mol·L－1。
(2)a＝9，即n(HNO3)＝0.45 mol，反应中被还原生成NO2和NO的硝酸的物质的量为0.45 mol－0.2 mol－0.1 mol＝0.15 mol，设生成的NO2为x mol，NO为y mol，则有：x＋y＝0.15，根据得失电子守恒有：x＋3y＝0.2，解得：x＝0.125，y＝0.025。
(3)NO2、NO被NaOH溶液吸收后，所有的N元素都形成了NaNO2和NaNO3，根据N～NaOH可知，消耗0.15 mol NaOH，故需1 mol·L－1的NaOH溶液的体积为0.15 mol÷1 mol·L－1＝0.15 L＝150 mL。
答案：(1)1 mol·L－1 (2)0.125 (3)150
10．某化学学习小组采用下图所示装置，对浓硝酸与木炭的反应进行探究(已知：4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O)。
请回答下列问题：
(1)检查装置气密性后，将燃烧匙中的木炭在酒精灯上加热至红热状态，伸入三口烧瓶中，并塞紧瓶塞，滴加浓硝酸，可观察到三口烧瓶中气体的颜色为________，产生该气体的化学方程式是___________________________________________________________。
(2)装置C中盛有足量Ba(OH)2溶液，炽热的木炭与浓硝酸反应后可观察到C中出现白色沉淀，该白色沉淀为________(填化学式)。
(3)装置B的作用是________________________________________________________。
(4)装置D中收集到了无色气体，部分同学认为是NO，还有部分同学认为是O2。
①下列对该气体的检验方法合适的是________。
A．敞口观察装置D中集气瓶内气体的颜色变化
B．将湿润的蓝色石蕊试纸伸入集气瓶内，观察蓝色石蕊试纸是否变红
C．将带火星的木条伸入集气瓶中，观察木条是否复燃
②如果D中集气瓶中收集的无色气体是氧气，则氧气的来源是_____________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)装置A中发生的是浓硝酸与木炭的反应，生成NO2、CO2、H2O，三口烧瓶中显示的是NO2的红棕色。(2)NO2、CO2通入Ba(OH)2溶液分别生成Ba(NO3)2和BaCO3，由于Ba(OH)2溶液足量，故溶液为碱性环境，BaCO3不溶解以沉淀形式析出。(3)为防止装置C中酸性气体溶解速率太快而导致C中溶液进入三口烧瓶，装置B应为防倒吸装置。(4)①NO与足量O2反应生成红棕色的NO2，A正确；NO和O2均不具有酸性，B错误；O2能使带火星的木条复燃，而NO不能，C正确。②装置A中木炭除与浓硝酸的反应外，硝酸不稳定，部分浓硝酸还会发生分解：4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O。
答案：(1)红棕色 C＋4HNO3(浓)4NO2↑＋CO2↑＋2H2O
(2)BaCO3 (3)防倒吸
(4)①AC ②浓硝酸的分解
课时跟踪检测（十八） 氨与铵态氮肥
1．关于氨的下列叙述中，正确的是( )
A．氨因为有刺激性气味，因此不用来做制冷剂
B．氨具有还原性，可以被氧化为NO
C．氨极易溶于水，因此氨水比较稳定(不容易分解)
D．氨溶于水显弱碱性，因此可使石蕊试剂变为红色
解析：选B 氨易液化，常用作制冷剂，A错误；4NH3＋5O24NO＋6H2O，B正确；氨水不稳定，易分解，C错误；氨水可使石蕊试剂变成蓝色，D错误。
2．氨水的碱性较弱，其原因是( )
A．它能使酚酞溶液变红色
B．氨水极易挥发出氨
C．氨与水结合生成一水合氨(NH3·H2O)只有少部分电离成NH和OH－
D．溶于水的氨大部分以NH3分子形式存在
解析：选C NH3溶于水后，大部分结合成一水合氨的形式，只有少部分电离成NH和OH－，是弱电解质，故C正确。能使酚酞变红和具有挥发性不能说明它的碱性较弱。
3．下列说法中错误的是( )
A．所有铵盐受热均可分解，产物均有NH3
B．所有铵盐都易溶于水，不是所有铵盐中的氮均呈－3价
C．NH4Cl溶液中加入NaOH浓溶液共热，反应的离子方程式为NH＋OH－NH3↑＋H2O
D．NH4Cl和NaCl的固体混合物可用加热法分离
解析：选A 有的铵盐受热分解产生NH3(如NH4Cl)；有的铵盐受热分解不产生NH3(如硝酸铵)，A错误；所有的铵盐都易溶于水，铵盐里除NH中的N呈－3价外，还可能含有其他价态的N元素(如NH4NO3中的N有－3、＋5两种价态)，B正确；铵盐与碱反应时，反应条件不同，产物也不同，即加热时生成NH3，不加热时往往生成NH3·H2O，C正确；加热时，NH4Cl分解后在试管上部重新生成NH4Cl，从而可实现与NaCl的分离，D正确。
4.喷泉是一种常见的自然现象，如图是化学教材中常用的喷泉实验装置(夹持仪器已略去)。在烧瓶中充满了干燥的气体，而胶头滴管及烧杯中分别盛有液体。下列气体和液体的组合中不可能形成喷泉的是( )
A．HCl和H2O
B．O2和H2O
C．NH3和H2O
D．CO2和NaOH溶液
解析：选B O2在H2O中的溶解度很小，烧瓶内部和外界之间不能形成足够大的压强差，故不能出现喷泉现象。
5．下列方法适合实验室制取氨气的是( )
A．N2和H2催化加热制取氨气
B．加热NH4Cl制取氨气
C．将浓氨水向碱石灰固体中滴加
D．将NH4Cl溶液和NaOH溶液混合
解析：选C A适合工业制取氨气，不适合实验室制取氨气；加热NH4Cl分解生成NH3和HCl，遇冷又化合为NH4Cl，B不合适；NH3极易溶于水，D不合适；只有C选项因浓氨水易挥发，滴到碱石灰固体中放热，可用于快速制取氨气，故正确答案为C。
6．为检验一种氮肥的成分，某学习小组的同学进行了以下实验：①加热氮肥样品生成两种气体，其中一种气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，另一种气体能使澄清石灰水变浑浊。②取少量该氮肥样品溶于水，并加入少量BaCl2溶液，没有明显变化。由此可知该氮肥的主要成分是( )
A．NH4HCO3 B．NH4Cl
C．(NH4)2CO3 D．NH4NO3
解析：选A 由题意“另一种气体能使石灰水变浑浊”知该铵盐应为碳酸铵或碳酸氢铵，排除B、D项；又由②可排除C项。
7．有关氨气的实验较多，下面对这些实验的实验原理的分析中不正确的是( )
A．氨气极易溶解于水的性质可以解释氨气的喷泉实验
B．氨气的还原性可以解释氨气与空气反应的实验
C．氨气的密度小于空气，所以实验室能用如图装置收集氨气
D．NH3·H2O的热不稳定性可以解释实验室中用加热浓氨水的方法制取氨气
解析：选C A项，由于NH3极易溶于水，形成负压，大气压将水迅速压入烧瓶中形成喷泉；B项，在NH3的催化氧化反应中，NH3作还原剂；C项，NH3的密度小于空气，用图示装置收集NH3时，NH3应该从短导管进入；D项，浓氨水受热分解可制备NH3。
8．下列关于铵盐的叙述中正确的是( )
①所有铵盐中，氮元素化合价都是－3价
②所有铵盐都溶于水
③铵态氮肥不宜与碱性肥料如草木灰混合使用
④铵盐受热都易分解
⑤铵盐都能与碱反应，不能与酸反应
A．①③④ B．②③④
C．①②③④ D．①②③④⑤
解析：选B ①中，NH4NO3中的NO，氮元素是＋5价；对于⑤，NH4HCO3也能与酸反应。
9.A是一种白色晶体，受热分解能生成B、C两种无色气体，C的水溶液与硝酸银溶液反应产生白色沉淀，A与浓NaOH溶液共热，也能生成气体B。用圆底烧瓶分别收集干燥的气体B和C，然后将集满气体的烧瓶按如图所示装置组装，挤压滴管的胶头时，可以分别得到蓝色喷泉和红色喷泉。
请填写下列空白：
(1)A的化学式是________。
(2)收集气体B的方法是________________。
(3)B与C两气体相遇时，观察到的现象是_______________________________________。
(4)写出A与浓NaOH溶液共热时发生反应的离子方程式：________________________。
解析：由题意知，B溶于水显碱性，B为NH3，A与浓NaOH溶液共热生成B，A为铵盐，C溶于水显酸性，且与硝酸银溶液反应产生白色沉淀，C为HCl，则A为NH4Cl。
答案：(1)NH4Cl (2)向下排空气法 (3)产生大量白烟 (4)NH＋OH－NH3↑＋H2O
10．如下图所示：
图中每一方格表示有关的一种反应物或生成物，其中A、C为无色气体，请填写下列空白：
(1)物质X可以是__________________，C是________，F是____________。
(2)反应①的化学方程式是_______________________________________________。
反应②的化学方程式是_______________________________________________。
解析：本题的突破口在于X既能与HCl反应又能与NaOH反应，且与HCl反应生成的A能与Na2O2反应，可推知A为CO2，X为碳酸的铵盐，是(NH4)2CO3或NH4HCO3，B为H2O，C为NH3，D为O2，E为NO，F为NO2，G为HNO3。
答案：(1)(NH4)2CO3或NH4HCO3 NH3 NO2
(2)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
4NH3＋5O24NO＋6H2O
1．实验室可以按如图所示的装置干燥、收集气体M，多余的气体可用水吸收，则M是( )
A．NH3 B．NO
C．Cl2 D．NO2
解析：选A 气体可用碱石灰干燥，应为碱性气体或与碱石灰不反应的气体，C、D错误；能用向下排空气法收集气体，B错误；用防倒吸装置吸收，说明在水中溶解度非常大，A正确。
2．有以下四种溶液：①NH4Cl，②(NH4)2SO4，③NaCl，④Na2SO4，下列试剂(溶液)能将它们区别开的是( )
A．HCl B．BaCl2
C．NaOH D．Ba(OH)2
解析：选D 2NH4Cl＋Ba(OH)2BaCl2＋2NH3↑＋2H2O，有刺激性气体产生；(NH4)2SO4＋Ba(OH)2BaSO4↓＋2NH3↑＋2H2O，既有沉淀又有刺激性气体产生；NaCl溶液滴入Ba(OH)2溶液中无现象；Na2SO4＋Ba(OH)2===BaSO4↓＋2NaOH，只有白色沉淀产生。
3．氨气是一种重要的工业原料。工业上利用反应3Cl2＋2NH3===N2＋6HCl检查氯气管道是否漏气。下列说法错误的是( )
A．若管道漏气，遇氨就会产生白烟
B．该反应利用了Cl2的强氧化性
C．该反应属于复分解反应
D．生成1 mol N2有6 mol电子转移
解析：选C 此反应存在元素化合价的变化，一定为氧化还原反应，氧化还原反应不可能为复分解反应，C错误；Cl2在此反应中作氧化剂，体现强氧化性，B正确；反应生成的HCl遇到挥发出来的NH3生成白烟(NH4Cl)，A正确；2NH3N2，所以生成1 mol N2将有6 mol电子转移，D正确。
4.浓盐酸、浓HNO3易挥发出HCl、HNO3气体，浓H2SO4不挥发。已知气体的摩尔质量越小，扩散速度越快。如图所示为气体扩散速度的实验，两种气体扩散相遇时形成白色烟环。下列关于物质甲、乙的判断正确的是( )
A．甲是浓氨水，乙是浓硫酸
B．甲是浓盐酸，乙是浓氨水
C．甲是浓氨水，乙是浓盐酸
D．甲是浓硝酸，乙是浓氨水
解析：选C 由题给信息，所用酸为挥发性酸；从图示可知甲扩散得快，故甲的摩尔质量小于乙，甲为浓氨水(挥发出NH3)，乙为浓盐酸(挥发出HCl)。
5．同温同压下，两个等体积的干燥圆底烧瓶中分别充满①NH3、②NO2，进行喷泉实验，如图所示，经充分反应后，瓶内溶液的物质的量浓度为( )
A．①>② B．①<②
C．①＝② D．不能确定
解析：选C 设烧瓶容积为V L，按标准状况下计算，n(NH3)＝＝ mol，故氨水的物质的量浓度为＝ mol·L－1。n(NO2)＝＝ mol，由3NO2＋H2O===2HNO3＋NO知n(HNO3)＝× mol，而所得溶液的体积为V L，所以c(HNO3)＝＝ mol·L－1。
6．已知NH4NO3爆炸时的反应为4NH4NO33N2↑＋2NO2↑＋8H2O↑。下列说法不正确的是( )
A．NH4NO3在高温下爆炸时可以看到红棕色的烟雾
B．NH4NO3的含氮量小于氯化铵
C．实验室不能用NH4NO3固体与Ca(OH)2固体混合加热制备NH3
D．乘坐火车时不能携带NH4NO3固体
解析：选B A项，根据NH4NO3的爆炸反应可知生成的NO2为红棕色，爆炸时，NO2、粉尘、H2O等形成了红棕色的烟雾；B项，NH4NO3的含氮量为35%，NH4Cl的含氮量为26.2%；C项，由于NH4NO3固体受热可能爆炸，故实验室不能用其制备NH3；D项，NH4NO3属于易爆炸物，不能带上火车。
7．下图所示是某同学鉴别NH4HCO3、NH4Cl、KCl三种化肥的过程，其中试剂甲和乙分别可能是( )
A．甲：Ca(OH)2；乙：稀盐酸
B．甲：水；乙：NaOH溶液
C．甲：NaOH溶液；乙：水
D．甲：稀盐酸；乙：NaCl溶液
解析：选A NH4HCO3和NH4Cl能与碱反应产生NH3，所以试剂甲不可能是H2O或稀盐酸，排除B、D；NH4HCO3、NH4Cl中只有NH4HCO3能与稀盐酸反应生成气泡(CO2)，故A符合。
8．舞台上的“烟雾”美轮美奂，制造烟雾的一种方法是将NH4NO3和锌粉按质量比8∶6.5混合，放在温热的石棉网上，滴水数滴即产生大量的白烟。又知反应中有N2和水生成。下列有关说法中正确的是( )
①水起到溶解NH4NO3以启动反应发生的作用
②每还原1 mol NO需氧化1 mol NH和1 mol Zn
③成烟物质是氧化物小颗粒
④成烟物质是小锌粒，它由NH4NO3反应放热而蒸出
A．①② B．②③
C．③④ D．①④
解析：选B n(NH4NO3)∶n(Zn)＝∶＝1∶1，即NH4NO3与Zn按物质的量之比1∶1发生反应：NH4NO3＋Zn===N2↑＋2H2O＋ZnO，结合化学方程式分析可知②、③正确。
9．根据实验室制取NH3的反应原理和实验装置，回答下列问题：
(1)写出加热NH4Cl和Ca(OH)2制取NH3反应的化学方程式：________________________________________________________________________。
(2)请在下面的方框中画出实验室制氨气装置简图。
(3)下列气体能用排水法收集的是________(填选项编号，下同)，能用排空气法收集的是________。
a．NH3 b．NO c．NO2
(4)写出检验氨气已收集满试管的操作方法____________________________________
________________________________________________________________________。
(5)已知NH3极易溶于水，而难溶于有机溶剂CCl4。下列装置中不适宜做NH3尾气吸收装置的是________。
解析：(2)固体受热反应，在大试管中进行，试管口向下倾斜，NH3易溶于水，只能用向下排空气法收集。由于NH3有毒，故还要采取尾气处理装置——用湿棉团或蘸有稀硫酸的棉团即可。
(3)NO与空气中的O2反应，不能用排空气法收集；NH3和NO2易溶于水且与水反应，不能用排水法收集。
(4)检验氨气是利用氨气的性质溶于水显碱性或与酸反应生成盐。
(5)A、D装置中倒置的漏斗和干燥管均有较大的体积，可防止倒吸；B中NH3不溶于CCl4，也可防止倒吸；C中NH3直接通入水中，由于NH3极易溶于水，所以易引起倒吸，C装置符合题意。
答案：(1)2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O
(2)如图所示
(3)b a、c
(4)用湿润的红色石蕊试纸或蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口
(5)C
10．某无色气体可能由CO2、HCl、NH3、NO2、NO、H2中的一种或几种组成。将此无色气体通过盛有浓硫酸的洗气瓶，发现气体体积减小一部分。继续通过装有固体Na2O2的干燥管，发现从干燥管出气口一端出来的气体颜色显红棕色，再将该气体通入盛满水、倒立于水槽中的试管内，最后试管里仍然充满液体。请回答下列问题：
(1)原气体中一定含有________，一定不含有________。
(2)由最终结果可知，原气体中________的体积比为________。
解析：先对已知的6种气体进行逐个分析，因气体无色，因此没有NO2；能被浓H2SO4吸收部分气体，原气体中肯定有NH3，同时也排除了HCl的存在；经过Na2O2后气体颜色变红棕色，说明原气体中一定有NO和CO2；最后的气体通入水中全部溶解，说明原气体中没有H2，且经过Na2O2后，V(NO)∶V(O2)＝4∶3，即在原混合气中，V(NO)∶V(CO2)＝4∶(3×2)＝2∶3。
答案：(1)NH3、CO2、NO NO2、HCl、H2
(2)NO和CO2 2∶3
