第二单元生产生活中的含氮化合物
第一课时 氮氧化物的产生及转化
——————————————————————————————————————
[课标要求]
1．了解氮气的存在和性质及氮的固定。
2．掌握NO、NO2的性质。
3．了解氮的氧化物对环境的影响及防治。
1.氮气的化学性质非常稳定，常温下很难与其他物质反应。
2．NO为无色无味气体，NO2为红棕色刺激性气味气体，它们均为有毒气体，能引起呼吸系统疾病。
3．NO、NO2的产生及转化反应为：N2＋O22NO
2NO＋O2===2NO2 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
4．NO、NO2分别与O2、H2O反应的化学方程式为
4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3 4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3
5．NOx会形成酸雨，引起光化学烟雾，破坏臭氧层。
1．氮元素的存在
(1)大部分氮元素以游离态存在于空气中。
(2)少部分化合态的氮元素存在于动、植物体内，土壤及无机盐中。
2．氮气的物理性质
无色无味的气体，难溶于水，密度比空气略小。
3．氮气的化学性质
氮气的化学性质非常稳定，很难与其他物质反应，只有在高温或放电等特定条件下才能反应，故氮气常用作保护气。
(1)与氧气反应：N2＋O22NO。
(2)与氢气反应：N2＋3H22NH3(工业合成氨)。
(3)与活泼金属Mg反应：N2＋3MgMg3N2。
4．氮的固定
(1)概念：将游离态的氮转化为化合态的氮。
(2)方式：生物固氮、自然固氮和工业固氮。
5．NO、NO2性质的比较
性质
一氧化氮
二氧化氮
物理性质
颜色
无色
红棕色
状态
气体
气体
气味
无味
刺激性气味
密度
比空气略大
比空气大
溶解性
微溶于水
与水反应
毒性
有毒
有毒
化学性质
与氧气反应
2NO＋O2===2NO2
与水反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
[特别提醒]
(1)实验室里收集NO气体是用排水集气法而不能用排空气法。
(2)检验NO气体的方法是向气体中通入O2(或空气)，气体由无色变为红棕色。
将充满NO2、NO的试管分别倒置于水槽中，并通过导管通入少量的氧气。
[问题思考]
1．图1试管中观察到的实验现象是什么？NO2与O2的体积满足怎样的比例，才能使NO2完全转化成HNO3?
提示：红棕色气体逐渐变为无色，试管内液面上升，持续通入适量O2，试管内可充满水。当V(NO2)∶V(O2)＝4∶1时，NO2完全转化成HNO3。
2．图2试管中观察到的实验现象是什么？NO与O2的体积满足怎样的比例，才能使NO完全转化成HNO3?
提示：无色气体先变成红棕色，后逐渐变为无色，试管内液面上升，持续通入适量O2，试管内可充满水。当V(NO)∶V(O2)＝4∶3时，NO完全转化成HNO3。
3．工业制取硝酸工厂的尾气中含有NO、NO2，从减少污染物的排放及原料的充分利用角度考虑，如何才能消除硝酸工厂的尾气？
提示：向尾气中通入过量的空气，再用足量的水吸收，即可将NO、NO2完全转化为HNO3。
1．氮的氧化物溶于水的反应原理
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO①
2NO＋O2===2NO2②
由方程式①×2＋②得：
4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3③
由方程式①×2＋②×3得：
4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3④
2．氮的氧化物溶于水的三种类型
(1)NO2气体：NO2气体溶于水时仅涉及反应①：剩余气体为NO。
(2)NO2和O2的混合气体：NO2和O2的混合气体溶于水时涉及反应③：
x＝
0x＝
x>
反应情况
O2过量，剩余气体为O2
恰好完全反应，无气体剩余
NO2过量又发生反应①，只剩余NO
(3)NO和O2的混合气体：NO、O2的混合气体溶于水时涉及反应④：
x＝
0x＝
x>
反应情况
O2过量，剩余O2
恰好完全反应，无气体剩余
NO过量，剩余NO
1.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，试管内完全被水充满，对原试管中盛装气体的说法正确的是( )
①可能是N2与NO2的混合气体 ②可能是NO2气体 ③可能是NO与NO2的混合气体 ④只可能是NO2一种气体
A．①② B．②③
C．③④ D．①④
解析：选B 是红棕色气体，那么一定有二氧化氮的存在，与水反应后生成一氧化氮，所以没有充满试管，继续通入氧气，最终充满试管，则①错误；如果有少量的氧气，大量的二氧化氮时②可以成立；③中通入适量的氧气，NO也可以全部被吸收。
2．将V mL NO和NO2的混合气通过水吸收后，得到a mL无色气体A，将此无色气体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________；
(2)A气体的体积是________。
解析：(1)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；
(2)4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3
4 3
a mL mL
依题意：a－＝5，a＝20。
答案：(1)NO O2 (2)20 mL
1．氮氧化物的来源、危害及防治
2．硝酸型酸雨
3．常见的环境问题归纳
环境污染
形成原因
主要危害
温室效应
大气中CO2含量不断增加
全球变暖，冰雪融化，释放有毒气体
酸雨
SO2和氮氧化物的排放
土壤酸化，腐蚀建筑物
光化学烟雾
氮氧化物和碳氢化合物的排放
危害人体健康和植物生长
臭氧空洞
氮氧化物和氟氯代烃的排放
地球上的生物受太阳紫外线的伤害加剧
赤潮和水华
含氮、磷等营养成分的生活污水和工、农业废水的任意排放
使藻类过度繁殖，水质恶化，发生在海水中为赤潮，淡水中为水华
白色污染
聚乙烯塑料的大量使用，任意丢弃
破坏土壤结构和生态环境
水俣病
含汞的工业废水引起的水体污染
可使鱼类中毒，人食用中毒后的鱼会造成人体汞中毒
[特别提醒]
汽车尾气的主要成分是氮氧化物(主要是汽缸中的电火花和高温使鼓入的空气中的N2、O2化合所致)，还含有CO，改进技术，使之在催化剂的作用下转化为无毒的N2和CO2：2NO＋2CO催化剂,N2＋2CO2。
1．环保部门每天通过新闻媒体向社会发布以污染物浓度为标准确定空气质量的信息。在下列各种物质中不属于空气质量指标的是( )
A．二氧化碳 B．氮氧化物
C．二氧化硫 D．悬浮颗粒
解析：选A 属于大气污染物的是二氧化硫、氮氧化物、悬浮颗粒，CO2是空气成分之一，含量变化只能引起“温室效应”，对空气质量影响不大。
2．环境污染问题越来越受到人们的关注，造成环境污染的主要原因大多是由于人类生产活动中过度排放有关物质引起的。下列环境问题与所对应的物质不相关的是( )
A．温室效应——CO2 B．臭氧层破坏——CO
C．酸雨——SO2 D．光化学污染——NOx
解析：选B A项，二氧化碳可以造成温室效应，不合题意；B项，臭氧层破坏是因为氟利昂，不是一氧化碳，选B；C项，硫的氧化物和氮的氧化物形成酸雨，不合题意；D项，氮的氧化物可以形成光化学污染，不合题意。
[三级训练·节节过关]
1．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 NO2与水反应的化学方程式为3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，其中NO2、HNO3、NO中氮元素的化合价分别为：＋4、＋5、＋2，故NO2既作氧化剂，又作还原剂。
2．将装有50 mL NO2、NO混合气体的量筒倒立于水槽中，反应后气体体积缩小为30 mL，则原混合气体中NO2和NO的体积比是( )
A．5∶3 B．3∶5
C．3∶2 D．2∶3
解析：选C 设混合气体中NO2的体积为x，差量法：
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO ΔV
3 1 2
x 50 mL－30 mL＝20 mL
＝，解得x＝30 mL。
则原混合气体中NO为50 mL－30 mL＝20 mL，
所以V(NO2)∶V(NO)＝30 mL∶20 mL＝3∶2。
3．光化学烟雾形成的化学过程是：当汽车尾气产生的NO2在日光照射下分解成NO和O时，即开始光化学烟雾的循环，不断地产生O3，这个循环包括下列三个化学方程式，请补充化学方程式②：
(1)①NO2===NO＋O，②______________________________________________，
③O＋O2===O3。
(2)以上三个化学方程式的总反应式：_____________________________________。
解析：(1)题目明确指出：光化学烟雾的循环过程包括①②③三个化学反应。由此可推断：反应①NO2===NO＋O中的生成物NO是反应②中的反应物。若要反应③O＋O2===O3不断地发生，就需要反应①不断产生O，故反应②的生成物必定是NO2，否则无法实现“循环过程”，反应②为2NO＋O2===2NO2。
(2)叠加①、②、③三个化学方程式，即得结果：3O2===2O3。
答案：(1)2NO＋O2===2NO2 (2)3O2===2O3
4．将10 mL充满NO2和O2混合气体的试管倒立于盛满水的水槽中，反应停止后试管内剩余2 mL无色气体，求原混合气体中NO2和O2各多少毫升？
解析：剩余的2 mL气体可能是NO或O2，分两种情况讨论：(1)剩余的气体是NO，可以看成先发生反应：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3。剩余的NO2又与水作用，最终有2 mL NO产生。由反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO得，剩余的NO2体积为2 mL×3＝6 mL。则原有O2的体积为(10 mL－6 mL)×＝0.8 mL，NO2的体积为10 mL－0.8 mL＝9.2 mL。
(2)剩余的气体是O2，则有10 mL－2 mL＝8 mL，NO2和O2的混合气体按反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3进行。所以NO2的体积为8 mL×＝6.4 mL，O2的体积为10 mL－6.4 mL＝3.6 mL。
答案：若剩余的气体是NO，则NO2和O2的体积分别为9.2 mL和0.8 mL；若剩余的气体是O2，则NO2和O2的体积分别为6.4 mL和3.6 mL。
1．能用排水法收集，但不能用排空气法收集的气体是( )
A．NO B．CO2
C．H2 D．Cl2
解析：选A 一氧化氮不溶于水，且密度和空气相近，用排水法收集。
2．最新的病毒学研究证实，一氧化氮对SARS病毒有直接抑制作用。下列关于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．常温常压下，一氧化氮不能与空气中的氧气直接化合
C．一氧化氮可由氮气和氧气在放电条件下直接化合得到
D．一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集
解析：选C NO是无色的气体，微溶于水，能用排水法收集，可由N2与O2直接化合而得到，NO易与空气中的氧气直接反应而生成NO2，故只有C项符合题意。
3．下列关于二氧化氮的描述正确的是( )
A．无色气体
B．常温下能与氧气化合
C．与水反应生成硝酸
D．可由氮气和氧气在放电条件下反应生成
解析：选C 二氧化氮是红棕色气体，常温下与氧气不反应，氮气和氧气在放电条件下生成一氧化氮，而不是二氧化氮。
4．NO对环境的危害在于( )
①破坏臭氧层 ②高温下能使一些金属被氧化
③造成酸雨 ④与人体血红蛋白相结合
A．仅①③ B．仅③④
C．①②③ D．①③④
解析：选A NO在高温下不能氧化金属，②错误，④不属于对环境的危害，①③正确。
5．常温常压下，下列气体不能共存的是( )
A．SO2与O2 B．NO2与NO
C．O2与N2 D．NO与O2
解析：选D SO2与O2反应需要的条件是催化剂和加热，NO2与NO不反应；O2与N2反应需要的条件是放电或高温。
6．实验室收集NO、NO2两种气体( )
A．均可用排水法
B．均可用向上排气法
C．NO用向上排气法，NO2用排水法
D．NO用排水法，NO2用向上排气法
解析：选D NO易与空气中的O2反应，NO2与水反应，故前者不能用排气法收集，后者不能用排水法收集。
7．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 设NO2的体积为x，N2的体积为(1－x)，由题意结合化学方程式3NO2＋H2O===2HNO3＋NO↑，可得x＋(1－x)＝，x＝，1－x＝，N2和NO2的体积比为1∶3。
8．某无色混合气体中可能含有Cl2、O2、SO2、NO、NO2中的两种或多种。现将此混合气体通过品红溶液，品红溶液褪色；然后向剩余气体中通入空气，很快变为红棕色。则下列对原混合气体成分的判断中正确的是( )
A．肯定含有SO2和NO
B．肯定没有Cl2、O2和NO
C．可能含有Cl2和O2
D．肯定含有Cl2和NO
解析：选A 混合气体无色，排除红棕色的NO2和黄绿色的Cl2；混合气体通过品红溶液，品红溶液褪色，说明含有SO2；向剩余气体中通入空气，很快变为红棕色，说明存在NO，则可推知一定不存在O2。故原混合气体中肯定含有SO2和NO，肯定没有O2、NO2和Cl2。
9．A、B、C三种气体，A为无色不溶于水的气体单质，在一定条件下，A与O2反应生成B，B无色且难溶于水，它也能与O2反应生成C，C易溶于水并与水反应生成B，反应后所得溶液呈酸性，则：
(1)三种气体的化学式为A______，B______，C__________。
(2)除去A气体中的少量O2的方法是_________________________________________。
(3)除去B中的少量C的方法是_________________________________________。
解析：A为无色不溶于水的气体单质，A可能是H2、N2、O2，A与O2反应生成B，B无色难溶于水，则A为N2，B为NO，C为NO2。
答案：(1)N2 NO NO2 (2)通过灼热的铜丝网
(3)通过盛水的洗气瓶后干燥
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＋H2O
在该反应中，氧化剂是________，还原剂是________。
(2)汽车尾气中含有一氧化氮和一氧化碳，经过排气管中的催化转化器转化为对大气无污染的物质。写出该反应的化学方程式：______________________________________。
(3)在一定条件下氨气(NH3)亦可用来将氮氧化物转化为无污染的物质。写出氨气和二氧化氮在一定条件下反应的化学方程式：_________________________________________。
解析：(1)在该反应中，NO2中的氮元素化合价降低作氧化剂，NO中的氮元素化合价升高作还原剂。
(2)根据质量守恒定律结合题目信息可知，一氧化氮与一氧化碳反应后生成的对大气无污染的物质应为氮气和二氧化碳。
(3)根据质量守恒定律结合题目信息可知，氨气和二氧化氮反应后生成的无污染的物质为氮气和水。
答案：(1)NO2 NO
(2)2NO＋2CON2＋2CO2
(3)6NO2＋8NH37N2＋12H2O
1．光化学烟雾是一次污染物(如氮氧化物、碳氢化合物等)发生光化学反应后生成的二次污染物，主要含有臭氧、过氧硝酸酯等。下列有关光化学烟雾的说法不正确的是( )
A．浅蓝色有刺激性气味
B．汽车尾气是造成光化学烟雾的主要原因之一
C．光化学烟雾对人体没有危害
D．光化学烟雾一般出现在强日照条件下
解析：选C 光化学污染对人体有危害。
2．在汽车尾气处理装置中加入适当的催化剂，能发生反应：4CO＋2NO2===4CO2＋N2。下列对该反应的说法中正确的是( )
A．该反应是化合反应
B．该反应中氧化剂是NO2、还原剂是CO
C．该反应生成28 g N2时，转移4 mol 电子
D．该反应不能减少汽车尾气对环境的污染
解析：选B 该反应不是化合反应；在反应中，二氧化氮中氮元素的化合价降低，作氧化剂，一氧化碳作还原剂；生成28 g氮气时，转移8 mol电子；该反应生成的是CO2与N2，能减少汽车尾气对环境的污染。
3．一定条件下，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×＝。
4.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。
5．盛有O2和NO2的混合气体的量筒倒立在盛有水的水槽中，过一段时间后，量筒内的气体体积减小为原来的一半。则原混合气体中O2和NO2的体积比是( )
A．3∶1 B．3∶2
C．2∶1 D．1∶2
解析：选B 设NO2体积为x，O2体积为(1－x)，若剩余气体为O2，由4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3知，1－x－x＝，x＝，1－x＝，两者体积之比为3∶2；若剩余气体为NO，由3NO2＋H2O===2HNO3＋NO知NO2为原来总体积的1.5倍，这种情况不存在。
6．关于二氧化硫和二氧化氮叙述正确的是( )
A．两种气体都是无色有毒的气体，且都可用水吸收以消除对空气的污染
B．二氧化硫与过量的二氧化氮混合后通入水中能得到两种常用的强酸
C．两种气体都具有强氧化性，因此都能够使品红溶液褪色
D．两种气体溶于水都可以与水反应，且只生成相应的酸
解析：选B A中二氧化氮为红棕色气体；B中二氧化氮跟水反应，生成了硝酸，硝酸氧化亚硫酸生成硫酸，能得到两种常用的强酸；C中二氧化硫的漂白原理不是利用强氧化性，二氧化硫也不具有强氧化性；D中二氧化氮跟水反应，还生成了一氧化氮，故选项B符合题意。
7．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。
8．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 由题意知：NH3＋―→N2＋H2O，内表示氮的氧化物，配平后应为4NH3＋===5N2＋6H2O，中为6个N原子和6个O原子，即6NO，该氮的氧化物的化学式为NO。
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NO2：①2NO＋O2===2NO2，所以看到有红棕色气体生成，生成的NO2溶于水：②3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，①②两反应的总方程式为③4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，气体被消耗，所以又会看到试管内液面上升。V(NO)∶V(O2)≠4∶3，故最后有气体剩余，不论剩余NO还是O2，都为无色气体，这是看到的第三个现象。
(2)设1.5 mL O2全部参加反应，由(1)中③知：
V反应(NO)＝V反应(O2)×＝1.5 mL×＝2.0 mL，而NO的总体积是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
课件28张PPT。
“课时跟踪检测”见“课时跟踪检测(二十二)”
(单击进入电子文档)
第三课时 硝酸的性质
——————————————————————————————————————
[课标要求]
1．掌握硝酸的主要性质。
2．了解硝酸的用途。
3．了解工业制硝酸的原理。
1．浓、稀HNO3与Cu反应，浓HNO3与炭反应的化学方程式分别为：
Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，
3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，
C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。
2．在常温下，铁、铝遇到浓HNO3 发生钝化。
3．工业制HNO3的反应为①4NH3＋5O24NO＋6H2O；
②2NO＋O2===2NO2；③3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。
1.物理性质
硝酸是一种无色、具有挥发性的液体，工业硝酸的质量分数约为69%，常因溶有少量NO2而显黄色。
2．化学性质
(1)强氧化性
①常温下使铁、铝钝化。
②与金属反应(除Pt、Au以外)：
Cu与浓HNO3反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
Cu与稀HNO3反应：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
③与非金属反应：
C与浓HNO3反应：C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O
(2)不稳定性
见光或受热分解：4HNO32H2O＋4NO2↑＋O2↑
硝酸应贮存在避光、低温处。
3．用途
重要的化工原料，常用来制造氮肥、染料、塑料、炸药、硝酸盐等。
4．工业制备
(1)氨的催化氧化：4NH3＋5O24NO＋6H2O
(2)NO氧化成NO2：2NO＋O2===2NO2
(3)NO2的吸收：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
[特别提醒]
碱性、中性条件下，NO无氧化性，但在酸性条件下，NO能表现出强氧化性。
将铜片置于两支具支试管的底部(见下图)。通过分液漏斗分别加入2 mL浓、稀硝酸。
[问题思考]
1．两支具支试管中观察到的实验现象是否完全相同？反应中浓硝酸、稀硝酸起什么作用？
提示：不相同。加入浓硝酸的具支试管中出现的现象是铜片表面产生气泡，铜片溶解，溶液变蓝，具支试管上部空间无色变红棕色。加入稀硝酸的具支试管出现的现象是铜片表面产生气泡，铜片溶解，溶液变蓝，具支试管上部空间气体由无色变红棕色，后又变成无色。两支具支试管中浓、稀硝酸既表现出氧化性，又表现出酸性。
2．如何证明集气瓶里的气体是NO?
提示：向集气瓶中通入少量O2(或空气)，气体颜色由无色变为红棕色，说明集气瓶中收集的气体是NO。
3．分析两支具支试管中发生反应的氮元素的价态变化，思考硝酸的浓度对还原产物有何影响？
提示：反应中，浓硝酸的还原产物是NO2，稀硝酸的还原产物是NO，即硝酸的浓度越低，还原产物的价态越低。
硝酸的强氧化性
1．本质
HNO3中的＋5价氮元素具有很强的得电子能力。
在浓、稀HNO3中均存在两种氧化性微粒H＋、NO，HNO3的强氧化性实质是酸性条件下NO中＋5价氮氧化性>H＋。
2．规律
(1)硝酸的浓度越大，反应温度越高，其氧化性越强。
(2)还原剂一般被氧化成最高价态。
3．具体表现
(1)硝酸与金属的反应
①除Au、Pt等少数金属外，硝酸几乎可以氧化所有的金属。如3Ag＋4HNO3(稀)===3AgNO3＋NO↑＋2H2O。
②活泼金属与HNO3反应不生成H2，HNO3的浓度不同，还原产物不同。
③常温下浓硝酸能使Fe、Al钝化。
(2)硝酸与非金属的反应
①反应规律：非金属单质＋浓硝酸―→最高价氧化物或其含氧酸＋NO2↑＋H2O。
②反应举例：
C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。
(3)硝酸与还原性化合物的反应
硝酸的强氧化性还表现在可以氧化具有还原性的化合物或离子，如HI、HBr、SO2、Fe2＋、FeO、Br－、I－、S2－、SO等均能被HNO3氧化。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)浓硝酸在常温下与Fe、Al均不发生反应。( )
(2)常温下，Cu与浓硝酸、稀硝酸均能发生氧化还原反应。( )
(3)铜和稀硝酸反应中HNO3既体现了氧化性，又体现了酸性。( )
(4)浓盐酸和浓硝酸按体积比1∶3组成王水。( )
(5)稀硝酸与铜反应不能放出H2，但与Zn、Fe等反应能放出H2。( )
答案：(1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)×
2．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S单质混合共热时生成H2SO4和NO2
解析：选B A项，HNO3只表现酸性；B项，Cu与稀硝酸反应时，部分起酸的作用生成Cu(NO3)2，部分作氧化剂被还原为NO；C项，2HNO3＋Na2CO3===CO2↑＋H2O＋2NaNO3，HNO3只表现强酸性；D项，HNO3将S氧化为H2SO4，自身被还原为NO2，在该反应中HNO3只表现强氧化性。
3．将硝酸表现出的性质(代号字母)填在下列各反应操作或现象后：
A．氧化性 B．酸性
C．还原性 D．不稳定性
(1)久置的浓硝酸变黄色________。
(2)用硝酸浸洗附有银的试管________。
(3)常温下用铁制或铝制容器贮存、运输浓HNO3____________________________。
(4)用稀HNO3浸洗久置石灰水试剂瓶上的固体___________________________。
(5)用Cu和稀HNO3制NO气体________。
解析：浓HNO3不稳定，见光或受热易分解生成NO2，NO2又溶于硝酸中而使其显黄色；浓硝酸具有强氧化性，常温下使Fe、Al金属钝化；与金属Cu、Ag发生反应，体现硝酸氧化性和酸性。硝酸与CaCO3反应体现其酸性。
答案：(1)D (2)AB (3)A (4)B (5)AB
1．电子守恒法
硝酸与金属反应属于氧化还原反应，氮原子得到的电子总数等于金属原子失去的电子总数。
2．原子守恒法
硝酸与金属反应时，反应前HNO3中的NO一部分仍以NO的形式存在，一部分转化为还原产物，这两部分中N的物质的量之和与反应消耗的HNO3中N的物质的量相等。若HNO3过量还存在如下关系：
n(总HNO3)＝n(与金属离子结合的NO)＋n(还原产物NOx)＋n(剩余HNO3)。
3．利用离子方程式计算
硝酸与硫酸混合液跟金属的反应，当金属足量时，不能用HNO3与金属反应的化学方程式计算，应用离子方程式计算，因为生成的硝酸盐中的NO与硫酸电离出的H＋仍能继续与金属反应，如3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。
1．38.4 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
解析：选C 浓硝酸适量，在反应过程中浓度变小，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＝2.2×10－3mol。
2．一定质量铜和适量的浓硝酸反应，随着反应的进行，所生成的气体颜色逐渐变浅，当铜反应完毕后，共收集到11.2 L气体(标准状况)，将该气体与0.325 mol O2混合溶于水，恰好无气体剩余。则反应中消耗硝酸的物质的量( )
A．1.2 mol B．1.1 mol
C．1.8 mol D．1.6 mol
解析：选C 收集到11.2 L气体(标准状况)，为0.5 mol，将该气体与0.325 mol O2混合溶于水，恰好无气体剩余，说明生成的有NO和NO2，设NO为x mol，则NO2为(0.5－x) mol，根据4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3,4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可得x＋＝0.325，解得x＝0.4,0.5－x＝0.1，又根据3Cu＋8HNO3===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，Cu＋4HNO3===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋H2O两式可知，0.4 mol NO消耗硝酸为1.6 mol,0.1 mol NO2消耗硝酸为0.2 mol，共消耗硝酸为1.8 mol。
[三级训练·节节过关]
1．在实验室里，贮存在棕色瓶中的试剂是( )
A．浓硝酸 B．浓盐酸
C．浓硫酸 D．氯化钠
解析：选A 浓硝酸见光或受热易分解，故应避光保存。
2．铁或铝遇冷、浓硝酸钝化，这是由于浓硝酸具有( )
A．强酸性 B．强氧化性
C．强腐蚀性 D．挥发性
解析：选B 钝化是金属被浓硝酸氧化在表面形成一层致密的氧化膜。
3．关于硝酸的说法正确的是( )
A．Cu可以溶解在稀硝酸中并生成H2
B．浓HNO3不能与非金属单质反应
C．硝酸与金属反应时，主要是＋5价的氮元素得电子
D．常温下，向浓HNO3中投入Fe片，会产生大量的红棕色气体
解析：选C Cu与稀HNO3反应生成NO不产生H2，A项错误；浓HNO3可以与非金属单质(如炭)反应，B项错误；常温下，Fe遇浓HNO3钝化，不会产生大量NO2，D项错误。
4．(1)在浓硝酸中放入铜片开始反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
实验现象为_________________________________________________________。
(2)若铜有剩余，则反应后期的化学方程式为________________________________________________________________________
__________________________________。
(3)若铜有剩余，待反应停止后，再加入少量25%的稀硫酸，这时铜片上又有气泡产生，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)若将12.8 g铜跟一定量的浓硝酸反应，铜耗完时，共产生气体5.6 L(标准状况)，则所消耗硝酸的物质的量是________。
解析：若铜过量，则开始发生的是铜与浓硝酸的反应，随着反应的进行，硝酸浓度不断减小，故反应后期发生的是铜与稀硝酸的反应。
n(NOx)＝＝0.25 mol，则消耗n(HNO3)＝2n(Cu)＋n(NOx)＝2×＋0.25 mol＝0.65 mol。
答案：(1)Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 溶液由无色变蓝色并有红棕色气体产生
(2)3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
(3)加入稀硫酸后，H2SO4电离出的H＋与原溶液中的NO构成HNO3又能与过量的Cu反应
(4)0.65 mol
5.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，试管d中加水至浸没长导管口，塞紧试管c和d的胶塞，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中反应的化学方程式是_______________________________________________。
再由a向c中加2 mL蒸馏水，c中的实验现象是___________________________。
(3)下表所示的是制取硝酸铜的三种方案，能体现环保、节约资源原则的最佳方案是_______________________________________________________________，
理由是_________________________________________________。
方案
反应物
甲
Cu、浓硝酸
乙
Cu、稀HNO3
丙
Cu、O2、稀HNO3
解析：(1)操作是检查装置的气密性。
(2)先后发生的是铜与浓、稀硝酸的反应。
(3)三种方案的反应分别为
甲：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O；
乙：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O；
丙：2Cu＋O22CuO，CuO＋2HNO3===Cu(NO3)2＋H2O。
三种方案相比，丙方案消耗酸最少，没有污染性气体产生，体现了环保、节约资源的原则。
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，无污染性气体产生
1．将制取NH3装置的导管口对准下述液滴(不接触液滴)时，可产生白烟的是( )
A．浓硝酸 B．浓硫酸
C．稀盐酸 D．稀硫酸
解析：选A 浓硝酸具有挥发性，与氨气反应生成相应的盐，在空气中产生白烟。
2．一定量的浓硝酸与过量的铜充分反应，生成的气体是( )
A．只有NO2 B．只有NO
C．NO2和NO D．NO2和H2
解析：选C 随着反应的进行，HNO3的浓度降低可能生成NO。
3．下列反应中，硝酸既表现了氧化性又表现了酸性的是( )
A．C＋浓硝酸 B．Cu＋稀硝酸
C．CuO＋浓硝酸 D．NaOH＋HNO3
解析：选B A的反应中，硝酸只表现氧化性；B的反应中，硝酸被还原为NO，表现氧化性，同时有Cu(NO3)2生成，又表现酸性；C和D的反应都属于复分解反应，不属于氧化还原反应，硝酸只表现酸性。
4．Cu粉放入稀硫酸中，加热无现象，当加入一种盐后，Cu粉质量减小，溶液变蓝，同时有气体生成，此盐是( )
A．氯化物 B．硫酸盐
C．硝酸盐 D．碳酸盐
解析：选C NO在酸性溶液中具有强氧化性，能溶解Cu粉。
5.木炭跟浓硫酸共热产生的气体X和铜跟浓硝酸反应产生的气体Y同时通入盛有足量氯化钡溶液的洗气瓶中(如图所示装置)，下列有关说法不正确的是( )
A．洗气瓶中产生的沉淀是碳酸钡
B．在Z导管出来的气体中有二氧化碳
C．洗气瓶中产生的沉淀是硫酸钡
D．在Z导管口有红棕色气体出现
解析：选A X为SO2、CO2的混合物；Y为NO2，Z导管口：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO、2NO＋O2===2NO2。
6．通过一步反应不能直接完成的是( )
①N2―→NO2 ②NO2―→NO ③NH3―→NO
④NH3―→NO2 ⑤Cu―→Cu(NO3)2
⑥HNO3―→NO2
A．①⑥ B．②⑤
C．④⑤ D．①④
解析：选D 要实现N2―→NO2需经两步：N2―→NO―→NO2；实现NH3―→NO2也需两步：NH3―→NO―→NO2。
7．向Fe(NO3)2溶液中滴加稀盐酸，观察到的现象是( )
A．溶液由浅绿色变为黄色
B．溶液中产生红棕色气体
C．溶液中产生红褐色气体
D．无任何现象
解析：选A 溶液中存在NO，这时再加入盐酸相当于提供了氢离子，Fe2＋会被NO(H＋)氧化成Fe3＋，硝酸被还原为NO，所以溶液变成黄色，产生无色气体。
8．下列说法正确的是( )
A．常温下将金属铁放入浓HNO3中，Fe将被氧化成Fe(NO3)3
B．将一定量的铁粉放入HNO3中，生成物中Fe的存在形式为Fe(NO3)3
C．铁与浓HNO3反应生成NO2，而与稀HNO3反应生成NO，说明稀HNO3比浓HNO3的氧化性更强
D．将一定量的Fe放入稀HNO3，其产物可能是Fe(NO3)3，也可能是Fe(NO3)2或它们的混合物
解析：选D 常温下浓HNO3能使金属铁钝化，A不正确；HNO3的氧化性是指HNO3的得电子能力，而不以自身氮元素化合物的变化为准，浓HNO3的氧化性强于稀HNO3，C不正确；HNO3与Fe反应的产物除与HNO3的浓度有关外，还与Fe的量有关，若Fe过量，则有2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，B不正确，故选D。
9．如图所示为A、B、C、D、E五种含氮物质相互转化的关系图，其中A、B、C、D常温下都是气体，B为红棕色，写出A、B、C、D、E的化学式和各步反应的化学方程式。
(1)各物质的化学式为：
A________；B________；C________；D________；
E________。
(2)各步反应的化学方程式为：
A―→C_________________________________________________________________；
D―→C________________________________________________________________；
B―→E_______________________________________________________________；
E―→C______________________________________________________________。
解析：B为红棕色气体，是NO2，逆推C是NO，因此E是硝酸，A 是N2，D是NH3。
答案：(1)N2 NO2 NO NH3 HNO3
(2) N2＋O22NO
4NH3＋5O24NO＋6H2O
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
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：4HNO3△,4NO2↑＋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中发生的是浓硝酸和木炭的反应，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：4HNO3△,4NO2↑＋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
1．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．可用铁或铝制品盛装浓硝酸
解析：选B 硝酸是强氧化性酸，且浓硝酸的氧化性强于稀硝酸，A正确；铜不论与浓硝酸还是与稀硝酸反应都不发生置换反应，B错误；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，故可用铁或铝制品盛装浓硝酸，D正确。
2．将相同质量的铜分别和过量浓硝酸、稀硝酸反应，下列叙述正确的是( )
A．反应剧烈程度两者相同
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 由于浓硝酸的氧化性强，故其反应更剧烈，A不正确；由Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，Cu＋HNO3(稀)===Cu(NO3)2＋NO↑＋H2O可以看出，相同质量的铜消耗浓硝酸较多，B正确；铜与浓硝酸反应生成的NO2是红棕色气体，而与稀硝酸反应生成的NO是无色气体，故C不正确；由于反应中转移的电子数都等于铜失去的电子数，故D不正确。
3．相同质量的铜片分别投入到足量的下列四种酸中(必要时可加热)，充分反应后在相同条件下得到的气体体积由大到小的顺序是( )
①浓硫酸 ②浓硝酸 ③稀硫酸 ④稀硝酸
A．②④①③ B．②①④③
C．①②④③ D．③④①②
解析：选B 1 mol Cu与浓硫酸反应可生成1 mol SO2，1 mol Cu与浓硝酸反应可生成2 mol NO2,1 mol Cu与稀硝酸反应可生成 mol NO，Cu与稀硫酸不反应。
4．一定量的Cu和1 mol·L－1的稀硝酸反应，如果NO的浓度下降0.2 mol·L－1，则溶液中c(H＋)同时下降(假定反应前后溶液体积不变)( )
A．0.2 mol·L－1 B．0.4 mol·L－1
C．0.6 mol·L－1 D．0.8 mol·L－1
解析：选D 由Cu与稀硝酸反应的离子方程式3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O可知，当NO浓度下降0.2 mol·L－1时，c(H＋)下降0.8 mol·L－1。
5．一定量的铜与一定量的某浓度的硝酸恰好完全反应，产生NO和NO2两种气体，已知反应中被还原的HNO3占HNO3总量的，则还原产物中NO和NO2的物质的量之比为( )
A．1∶1 B．1∶2
C．2∶3 D．2∶1
解析：选A 设HNO3的总物质的量为3 mol，则被还原的HNO3为1 mol，即n(NO)＋n(NO2)＝1 mol ①，与Cu2＋结合的NO的物质的量为2 mol，即n(Cu2＋)＝1 mol。根据得失电子守恒可知，2n(Cu2＋)＝3n(NO)＋n(NO2)＝2 mol ②，将①、②联立得：n(NO)＝0.5 mol，n(NO2)＝0.5 mol。则n(NO)∶n(NO2)＝1∶1。
6．下图是制取、净化并测量生成气体体积的装置示意图。
利用上述装置进行下表所列实验，能达到实验目的的是( )
物质实验
a(液体)
b(固体)
c(液体)
A
稀硫酸
锌粒
浓硫酸
B
浓氨水
生石灰
浓硫酸
C
浓硫酸
铜片
NaOH溶液
D
稀硝酸
铜片
H2O
解析：选A B项，浓氨水与生石灰反应生成的氨会与浓硫酸反应；C项，Cu与浓硫酸在常温下不反应；D项，Cu与稀硝酸反应生成的NO气体可被装置中的空气氧化，但NO2溶于水又生成NO，测得的气体体积偏小。
7．1 L稀硝酸和稀硫酸的混合液中，硝酸和硫酸的物质的量浓度均为0.1 mol·L－1。若向混合溶液中加入足量的铜粉，则最多能溶解铜粉的质量为( )
A．2.4 g B．3.2 g
C．7.2 g D．9.6 g
解析：选C 用离子方程式来计算。铜与稀硝酸和稀硫酸组成的混合溶液反应的离子方程式为3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，由题意可知，n(NO)＝0.1 mol，n(H＋)＝0.1 mol＋2×0.1 mol＝0.3 mol，故NO过量，应根据n(H＋)来计算溶解铜粉的质量，m(Cu)＝×64 g·mol－1＝7.2 g。
8．将0.1 mol铜与40 mL 10 mol·L－1 HNO3充分反应后，溶液中含a mol H＋，由此可知( )
A．生成的气体在标准状况下的体积为4.48 L
B．生成的气体在标准状况下的体积为1.49 L
C．被还原的硝酸的物质的量为(0.2－a)mol
D．反应后溶液中所含NO的物质的量为0.2 mol
解析：选C 溶液中含有H＋，则HNO3过量。在反应过程中变稀，实际上发生了两个反应：①Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O、②3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。反应消耗的HNO3包括起酸性作用和氧化剂作用两部分，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，从两反应式看出：Cu～2HNO3(酸)～Cu(NO3)2，HNO3(氧化剂)～NO2(或NO)，作酸用的硝酸为0.2 mol，生成的气体为NO、NO2的混合气体，溶液中有a mol的HNO3过量，则被还原的HNO3为(0.4－a－0.2)mol，生成的气体的物质的量为(0.4－a－0.2)mol，溶液中的NO由过量的HNO3和Cu(NO3)2中的NO组成，为(a＋0.2)mol。
9．将32.64 g铜与140 mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2 L。请回答：
(1)NO的体积为________L，NO2的体积为________L。
(2)待产生的气体全部释放后，向溶液中加入V mL a mol·L－1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2＋全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为________mol·L－1。
解析：(1)Cu与HNO3反应过程中，Cu作还原剂失去电子数等于HNO3作氧化剂得到的电子数，即得失电子守恒，有n(Cu)×2＝n(NO)×3＋n(NO2)×1，即×2＝×3＋，得V(NO)≈5.8 L，V(NO2)＝5.4 L。
(2)硝酸与Cu反应中，硝酸显酸性和氧化性，其中显氧化性的硝酸全部转化为NO、NO2，显酸性的硝酸和过量的硝酸全部与加入V mL a mol·L－1的NaOH完全反应，当溶液中的Cu2＋全部转化为沉淀时，所得溶液为NaNO3溶液，则整个过程中起酸作用的硝酸为n(HNO3)作酸用＝n(NaOH)＝V×10－3 L×a mol·L－1＝aV×10－3 mol，根据N原子守恒，作氧化剂的硝酸与生成的气体的物质的量相等，则有n(HNO3)被还原＝n(气体)＝＝0.5 mol。n(HNO3)总＝n(HNO3)作酸用＋n(HNO3)被还原＝aV×10－3mol＋0.5 mol，c(HNO3)＝ mol·L－1。
答案：(1)5.8 5.4 (2)
10．某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的是NO气体，设计了如下实验。实验装置如图所示(已知NO、NO2能与NaOH溶液反应)：
(1)设计装置A的目的是_________________________________________________，
为达此目的应进行的操作是_____________________________________________；
A中反应的化学方程式是______________________________________________。
(2)在(1)中的操作后将装置B中铜丝插入稀硝酸，并微热之，观察到装置B中的现象是________________________________________________________________________；
B中反应的离子方程式是________________________________________________。
(3)装置E和F的作用是__________________________________________________；
为实现此目的，操作方法是_______________________________________________。
(4)D装置的作用是____________________________________________________。
解析：NO是无色有毒的气体，易与O2反应生成红棕色有毒的NO2，若验证生成气体是NO，则必须排尽装置中空气，A装置中产生CO2气体能将整套装置中空气赶尽，当C中有白色沉淀生成时，则说明装置中已无空气。若判断产物气体，可向E中推入空气(或氧气)，若气体由无色变为红棕色，说明反应产生NO气体。
答案：(1)利用生成的CO2将整套装置内的空气赶尽，以排除对气体产物观察的干扰 打开K，当装置C中产生白色沉淀时，关闭K CaCO3＋2HNO3===Ca(NO3)2＋CO2↑＋H2O
(2)铜丝上产生气泡，稀硝酸液面上气体仍无色，溶液变为蓝色 3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
(3)验证无色气体为NO 将注射器F中的空气推入E中
(4)吸收NO、NO2等尾气，防止污染空气
课件30张PPT。
“课时跟踪检测”见“课时跟踪检测(二十四)”
(单击进入电子文档)
第二课时 氮肥的生产和使用
——————————————————————————————————————
[课标要求]
1．了解氨的物理性质和用途。
2．掌握氨的化学性质和制取。
3．了解铵盐的性质及用途。
1.两种物质的性质
(1)氨的性质：氨气极易溶于水，能与水反应生成NH3·H2O，与酸反应生成铵盐，
能催化氧化制备硝酸。
(2)铵盐的性质：铵盐易溶于水，加热易分解，能与碱反应产生氨气。
2．检验氨气的两种方法
(1)使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
(2)用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近时会有白烟生成。
1．氨的合成
工业合成氨反应的化学方程式为N2＋3H22NH3。
2．氨气的物理性质
颜色
气味
密度
溶解性
沸点
无色
刺激性
气味
比空
气小
极易溶于水，1体积
水溶解700体积氨气
较高，
易液化
3.氨气的化学性质
(1)与水反应
氨水：氨溶于水形成的水溶液。
氨水中氨大部分与水结合成一水合氨，反应的化学方程式：NH3＋H2O??NH3·H2O。
氨极易溶于水、溶解快，可由喷泉实验证实。
(2)与酸反应
与盐酸反应的化学方程式：NH3＋HCl===NH4Cl。
与硫酸反应的化学方程式：2NH3＋H2SO4===(NH4)2SO4。
4．氨水的性质
(1)弱碱性，电离方程式：NH3·H2O??NH＋OH－，能使红色石蕊试纸变蓝。
(2)一水合氨不稳定性，受热易分解：NH3·H2ONH3↑＋H2O。
5．氨的用途
液氨用作制冷剂；氨水可作化肥，但氨易挥发，因此常将氨制备成各种固态铵盐加以使用；制硝酸等。
在干燥的圆底烧瓶中充满氨气，用带有玻璃管和滴管(滴管里预先吸入水)的塞子塞紧瓶口，倒置烧瓶，使玻璃管插入盛有水(含酚酞)的烧杯中，轻轻挤压滴管的胶头，使少量水进入烧瓶，装置如图。
[问题思考]
1．挤压滴管的胶头后，立即形成红色喷泉，该实验能说明氨气的哪些性质？
提示：能说明氨气极易溶于水；氨气与水反应生成的氨水呈碱性。
2．该喷泉实验中，引发喷泉的实验操作是什么？
提示：打开止水夹，挤压胶头滴管的胶头。
3．该喷泉实验成功的关键是什么？
提示：①装置气密性良好。
②圆底烧瓶要干燥。
③装置内气体的纯度要高。
形成喷泉的条件
使容器内外产生较大压强差的两类情况
(1)容器内气体极易溶于水或容器内气体易与溶液中的溶质发生化学反应。
①喷泉形成原理：―→―→―→
②常见气体与吸收剂的组合
气体
HCl
NH3
CO2、Cl2、
H2S、SO2
NO2＋O2
吸收剂
水或NaOH
溶液
水或盐酸
NaOH溶液
水
(2)容器内的液体由于受热挥发(如浓盐酸、浓氨水、酒精等)或由于发生化学反应，产生气体。
容器内产生大量气体，使压强迅速增大，促使容器内液体迅速向外流动，也能形成喷泉。如喷雾器、人造喷泉、火山喷发等均是此原理。
1．下图是实验室进行氨溶于水的“喷泉实验”的装置，下列叙述不正确的是( )
A．该实验说明氨气极易溶于水
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．氨水很稳定，将烧瓶内的红色溶液加热颜色不会发生变化
D．形成“喷泉”的主要原因是氨气溶于水后，烧瓶内的气压小于大气压
解析：选C 由于氨气极易溶于水，当少量水进入盛有氨气的烧瓶会使烧瓶内压强迅速减小且小于大气压，使滴有酚酞的水喷入烧瓶形成喷泉，A项、D项正确；由于氨水有弱碱性，从而使酚酞由无色变为红色，B项正确；氨水不稳定，受热易分解放出氨气，从而使碱性减弱，故滴有酚酞呈红色的氨水受热后红色变浅或褪去，C项错误。
2．制取氨气并完成喷泉实验(图中夹持装置均已略去)。
(1)用图中A所示装置进行喷泉实验，上部烧瓶已装满干燥的氨气，引发喷泉的操作是________________________________________________________________________，
该实验的原理是________________________________________________________。
(2)如果只提供如图B所示装置，引发喷泉的方法是
________________________________________________________________________。
解析：(1)打开弹簧夹，从胶头滴管中挤入少量水后，因NH3极易溶于水，致使烧瓶中气压降低，形成喷泉。
(2)B装置与A装置相比，B装置没有胶头滴管，引发该喷泉可用热毛巾捂热圆底烧瓶，赶出导管内的氨气，使NH3与水接触，从而形成喷泉。
答案：(1)打开弹簧夹，挤出胶头滴管中的水 氨气极易溶于水，致使烧瓶内气体压强迅速减小，水迅速进入烧瓶，形成喷泉
(2)打开弹簧夹，用手(或热毛巾等)将烧瓶捂热，氨气受热膨胀，赶出玻璃导管内的氨气，氨气与水接触，即产生喷泉
1．铵盐的物理性质
多数铵盐为白色晶体，易溶于水。
2．铵盐的化学性质
(1)受热易分解
氯化铵受热分解的化学方程式为
NH4ClNH3↑＋HCl↑。
碳酸氢铵受热分解的化学方程式为
NH4HCO3NH3↑＋CO2↑＋H2O。
(2)与碱反应
NH4Cl和Ca(OH)2反应的化学方程式：
2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。
3．常见的氮肥
铵态氮肥
其他
名称
硫酸铵
氯化铵
碳酸氢铵
硝酸铵
硝酸钾
尿素
俗名
硫铵、肥田粉
氯铵
碳铵
硝铵
－
－
化学式
(NH4)2SO4
NH4Cl
NH4HCO3
NH4NO3
KNO3
CO(NH2)2
4．铵盐的保存与施用
(1)密封保存并放在阴凉通风处。
(2)避免铵态氮肥与碱性肥料混合施用。
1．下列不属于铵盐的共同性质的是( )
A．都是晶体 B．都易溶于水
C．与碱共热都产生氨气 D．都不与酸反应
解析：选D NH4HCO3、(NH4)2SO3等弱酸的铵盐可与酸反应。
2．试管中盛有白色晶体，检验它是不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管口
B．加氢氧化钠溶液，加热，将湿润的酚酞试纸放在管口
C．加氢氧化钠溶液，加热，将蘸有浓盐酸的玻璃棒放在管口
D．加氢氧化钠溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸放在管口
解析：选A 铵盐与氢氧化钠溶液共热产生氨气，B、C、D均能够检验出氨气，但A将铵盐直接加热，会产生干扰氨气检验的生成物(如碳酸氢铵)，导致无法准确地检验，A不可行。
实验室制取氨气的装置
[特别提醒]
(1)本实验中试剂的选取：NH4Cl可用(NH4)2SO4等代替，但不能用NH4HCO3或NH4NO3代替，因为NH4HCO3、NH4NO3受热分解产生杂质气体。
(2)消石灰不能用KOH或NaOH代替，因为KOH和NaOH易吸水、易结块，不利于产生NH3，且高温下腐蚀试管。
1．实验室能否用加热氯化铵的方法制取氨气？
提示：不能，氯化铵受热分解生成的氨气和氯化氢遇冷会重新结合生成氯化铵。
2．实验室制取氨气时常在收集氨气的试管口塞一团疏松的棉花团，其目的是什么？
提示：防止氨气与空气的对流，以收集到较纯净的氨气。
1．氨气的干燥
通常用碱石灰干燥氨气，不能用五氧化二磷、浓硫酸和无水氯化钙干燥。
2．尾气处理
多余的氨要吸收掉(可在导管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球)以避免污染空气。在尾气吸收时要防止倒吸，常采用的装置有：
3．实验室快速制取氨气的方法
(1)加热浓氨水制氨，利用NH3·H2O△,H2O＋NH3↑。其装置如图甲所示。
(2)浓氨水与生石灰：利用生石灰和水反应减少水的同时放出大量的热，使NH3逸出。其装置如图乙所示。
(3)浓氨水和固体NaOH：利用NaOH的吸水性和溶于水放热的性质，使NH3逸出。
(4)浓氨水与碱石灰：利用(2)(3)方法的原理。
1．下列方法中，不能用于实验室里制取氨气的是( )
A．在试管中将熟石灰和氯化铵混合后加热
B．加热试管中的氯化铵固体
C．将烧瓶中的浓氨水加热
D．将分液漏斗中的浓氨水滴入装有生石灰的烧瓶中
解析：选B A项，熟石灰与NH4Cl固体混合后加热，发生反应Ca(OH)2＋2NH4ClCaCl2＋2NH3↑＋2H2O；B项，加热时NH4Cl发生分解反应NH4ClHCl↑＋NH3↑，遇冷时两种气体又发生化合反应HCl＋NH3===NH4Cl，故不适合用于实验室制NH3；C项，NH3·H2ONH3↑＋H2O；D项，生石灰溶于水放热促使NH3逸出，且增大溶液中c(OH－)，有利于产生NH3。
2.氨气是化学实验室常需制取的气体。实验室制取氨气通常有两种方法：①用固体氢氧化钙与氯化铵共热；
②在常温下用固体氢氧化钠与浓氨水反应。
(1)右面的制取装置图中，方法①应选用装置________(填“A”或“B”，下同)，方法②应选用装置________。
(2)在制取后，如果要干燥氨气，应选用的干燥剂是______。
A．浓硫酸 B．固体氢氧化钠
C．五氧化二磷
(3)检验集气瓶中是否收集满氨气的方法是________________________________
________________________________________________________________________。
解析：A装置适用于固体与固体加热制气体，B装置适用于液体与固体(或液体)不加热制气体。NH3为碱性气体，只能用碱性干燥剂。检验NH3一般用湿润的红色石蕊试纸。
答案：(1)A B (2)B
(3)将湿润的红色石蕊试纸放在集气瓶口处，如试纸变蓝，说明气体已收集满
[三级训练·节节过关]
1．下列关于铵盐通性的叙述不正确的是( )
A．铵盐均易溶于水
B．铵盐参与的反应不可能有电子的转移
C．铵盐中的氮元素不一定都为－3价
D．可以用铵盐与碱反应制氨气
解析：选B 铵盐参与的反应也有氧化还原反应。
2．在如图所示的装置中，烧瓶中充满干燥的气体a，将滴管内的液体b挤入烧瓶中，轻轻振荡烧瓶，并打开弹簧夹f，烧杯中的液体b呈喷泉状喷出，最终几乎充满烧瓶。则a和b分别是( )
a(干燥气体)
b(溶液)
①
NO2
水
②
SO2
4 mol·L－1
NaOH溶液
③
Cl2
饱和食盐水
④
NH3
1 mol·L－1盐酸
A.①② B．②③
C．①③ D．②④
解析：选D NO2与水反应形成喷泉，但由于NO2与水反应还产生NO，故最终烧瓶中有体积不会充满水，①错误；Cl2在饱和食盐水中的溶解度很小，故不会形成喷泉，③错误；②、④中的气体都会与相对应的液体快速反应而使得烧瓶内的压强快速减小，从而形成喷泉，最终几乎充满烧瓶。
3．如图所示为氨气喷泉实验的装置
(1)收集氨气应使用________法，要得到干燥的NH3可选用________作干燥剂。
(2)用图所示的甲装置进行喷泉实验，上部烧瓶已装满干燥的氨气，引发水上喷的操作是________________________________________________________________________，
该实验的原理___________________________________________________________。
(3)如果只提供如图所示的乙装置，请说明引发喷泉的方法________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)NH3极易溶于水，且NH3的密度比空气小，故用向下排空气法。
(2)干燥氨气时，干燥剂不能与氨气发生化学反应。
(3)产生喷泉的“动力”是烧瓶内外有压强差。
答案：(1)向下排空气 碱石灰
(2)打开止水夹，挤出胶头滴管中的水 氨气极易溶于水，致使烧瓶内气体压强迅速减小
(3)打开止水夹，用手(或热毛巾等)将烧瓶捂热，氨气受热膨胀，赶出玻璃管内的空气，氨气与水接触，即产生喷泉
4．某同学用下列装置(固定、加热仪器和橡胶管略)进行有关氨气制取的实验探究。
回答下列问题：
(1)若用装置①制取NH3，其反应的化学方程式为________________________________________________________________________
______________________，若要测定生成的NH3的体积，则必须选择的装置是__________(填装置序号)，装置中所盛试剂应具有的性质是________________________________________________________________________。
(2)若用装置②制取并收集干燥的NH3，烧瓶内装的试剂是________，分液漏斗中装的试剂是________，收集装置应选择________(填装置序号)。
解析：(1)装置①适用于固固加热制取气体，制取NH3时试剂是NH4Cl和Ca(OH)2。若测定NH3的体积，必须用排液体法，而NH3极易溶于水，故不能用排水法，所用的液体必须不与NH3反应，也不溶解NH3。
(2)装置②是固液反应，不需加热的装置，制取NH3时，可用浓氨水和生石灰作用。
答案：(1)2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋CaCl2＋2H2O
③⑦ 氨气难溶于该试剂，该试剂不易挥发，不与氨气反应 (2)CaO 浓氨水(或浓NH4Cl溶液) ⑥
1．下列气体通入水中所得溶液呈碱性的气体是( )
A．NH3 B．NO2
C．SO2 D．HCl
解析：选A NH3通入水中发生反应NH3＋H2O??NH3·H2O??NH＋OH－，溶液呈碱性。
2．下列不属于所有铵盐通性的是( )
A．都易溶于水
B．都可分解放出氨气
C．都能与碱反应且均放出氨气
D．都是由铵根离子和酸根离子组成的化合物
解析：选B 铵盐受热能分解，但并非所有的铵盐分解都能放出氨气。
3．下列关于NH3的实验室制法的有关说法正确的是( )
A．实验室中可用加热分解NH4Cl的方法来制取NH3
B．NH3的检验只能用湿润的红色石蕊试纸
C．NH3的干燥不能用浓H2SO4，可以用碱石灰干燥
D．Cl2的收集可用排饱和食盐水的方法，NH3的收集可用排饱和NH4Cl溶液的方法
解析：选C NH4Cl分解产生的NH3和HCl气体在试管口处能重新化合，不能得到NH3；NH3的检验可以用湿润的红色石蕊试纸，也可以用蘸有浓盐酸的玻璃棒，看是否有白烟生成；NH3是碱性气体，不能用浓H2SO4干燥，可以用碱石灰干燥；因NH3在水中的溶解度很大，不能用排饱和NH4Cl溶液的方法收集，只能用向下排空气法收集，且往往在试管口处放一团棉花，防止与空气对流导致收到的氨气不纯。
4．有关氨气的实验较多，下面对这些实验原理的分析中，正确的是( )
A．氨气极易溶于水，可以用来做喷泉实验
B．氨气的还原性可以解释氨气与氯化氢的反应实验
C．NH3·H2O不稳定，实验室可用NH4Cl和石灰水制取氨气
D．NH3液化时放出大量的热，因而不能用氨作制冷剂
解析：选A NH3与HCl的反应为非氧化还原反应，B项错误；因NH3极易溶于水，实验室制NH3用NH4Cl固体和熟石灰加热，C项错误；液氨汽化时，吸收大量的热，可用液氨作制冷剂，D项错误。
5．分离NaCl和NH4Cl的最佳方案是( )
A．利用溶解度不同，采用结晶法
B．加入烧碱
C．直接加热法
D．加AgNO3
解析：选C 利用铵盐受热易分解的性质，而NaCl受热不易分解，加热后把产生的气体收集并冷却即可分离NaCl和NH4Cl。
6.如图所示，集气瓶内充满某混合气体，将集气瓶置于光亮处，然后挤压胶头滴管使胶头滴管内的水进入集气瓶，发现烧杯中的水会倒吸进入集气瓶，则集气瓶内的混合气体可能是( )
①CO、O2 ②NO、O2 ③NO2、O2 ④N2、H2
A．①② B．②④
C．③④ D．②③
解析：选D ①CO和O2在光照条件下不反应，且均难溶于水，不符合题意；②NO与O2可发生反应2NO＋O2===2NO2、3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，生成物易溶于水且气体分子数减少，符合题意；③在O2存在的条件下，NO2可与水发生反应：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，生成物溶于水且气体分子数减少，符合题意；④N2和H2在光照条件下不反应，且均难溶于水，不符合题意。
7．现欲分离氯化钠和氯化铵的混合物，可采用的方法是( )
A．加入NaOH溶液 B．加入AgNO3溶液
C．加热并冷却 D．加入水
解析：选C 加入NaOH溶液可以除去其中的NH4Cl，但却不能达到分离的目的；AgNO3溶液与NaCl和NH4Cl均生成AgCl沉淀，因此不能将二者分离；两种物质均易溶于水，加入水也不能分离；因NH4Cl受热分解为NH3和HCl气体，NH3和HCl气体遇冷又会生成NH4Cl，但NaCl受热不分解，所以用加热并冷却的方法可以使两者分离。
8．在实验室里可按图所示的装置来干燥和收集气体R，多余的气体可用水来吸收，则R是( )
A．HCl B．Cl2
C．NO D．NH3
解析：选D 此气体要符合4个条件：①可用固体干燥剂干燥；②可用排气法收集；③密度比空气小；④该气体在水中的溶解度大，符合这4个条件的气体为NH3。
9．如图甲为实验室制取氨的实验装置。
(1)写出A中发生反应的化学方程式_________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)收集氨时试管口棉花团的作用是___________________________________。
(3)一位学生用制得的氨，按图乙装置进行喷泉实验，烧瓶已充满干燥的氨，引发喷泉实验的操作是________________________________________________________________。
(4)另一学生积极思考产生喷泉的其他方法，设计图丙装置。在锥形瓶中分别加入足量的下列物质，反应后产生喷泉的是__________。
A．CaCO3粉末和浓盐酸
B．NH4HCO3溶液与稀NaOH溶液
C．盐酸和AgNO3溶液
D．盐酸和酚酞溶液
解析：(1)采用的是“固＋固气”的方法，故用氯化铵和氢氧化钙固体混合加热，化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。
(2)收集氨用向下排空气法，试管口棉花团的作用是减少氨与空气的对流，保证试管中能收集到纯净的氨。
(3)打开橡皮管上的止水夹，挤压胶头滴管，使少量的水进入烧瓶，由于氨极易溶于水，使烧瓶中的气体压强迅速减小，引发喷泉。
(4)图丙利用反应生成大量的气体，锥形瓶中压强增大，将液体压入烧瓶而产生喷泉。
答案：(1)2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O
(2)减少对流，保证试管中能收集到纯净的氨且防止环境污染
(3)打开橡皮管的止水夹，挤压胶头滴管，使少量的水进入烧瓶 (4)A
10．某课外活动小组在实验室用下图所示的装置进行实验，验证氨的某些性质并收集少量纯净氮气。试回答：
(1)实验前先将仪器按图连接好，然后________，此操作进行的方法是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
然后再开始实验。
(2)实验进行一段时间后，可以观察到硬质试管内黑色的CuO粉末变成________色，盛无水CuSO4的干燥管内出现________色，并在最后的出气导管处收集到纯净、干燥的N2。根据这些现象，硬质试管中反应的化学方程式为________________________________________________________________________，
这个反应说明氨气具有________性。
A．碱性 B．氧化性
C．还原性 D．不稳定性
(3)烧瓶内盛有生石灰，随着浓氨水的滴入，产生氨气的原因是________________________________________________________________________。
烧瓶中的生石灰可以用______(填药品名称)代替。
(4)洗气瓶中浓硫酸的作用是吸水和________。
(5)在最后出气管口收集干燥、纯净的氮气，收集方法是________(填编号)。
A．排气法
B．排水法
C．用塑料袋或球胆收集
解析：由CuO粉末变红知NH3与CuO反应后生成铜单质，由无水CuSO4变蓝知，NH3与CuO反应后生成了H2O，再根据题意可有：NH3＋CuON2＋Cu＋H2O，配平即可。用排水法收集到的氮气中含有水蒸气，又由于N2的密度接近空气的密度，收集N2不能用排空气法，故C项符合要求。
答案：(1)检查装置的气密性 关闭分液漏斗活塞，向广口瓶内加水，浸没进气导管口，用酒精灯在烧瓶下稍加热，若导气管口有少量气泡冒出，停止加热后，导管内水面上升，形成一段水柱，就可以说明装置的气密性良好
(2)红 蓝 3CuO＋2NH33Cu＋3H2O＋N2 C
(3)生石灰与水反应放热促使NH3逸出 氢氧化钠或碱石灰
(4)吸收多余NH3，保护环境 (5)C
1．下列说法不正确的是( )
A．铵盐都是白色晶体，易溶于水，受热易分解
B．铵态氮肥与碱性肥料混合施用，有利于提高肥效
C．凡是铵盐都能与苛性钠共热产生NH3
D．碳酸氢铵受热分解产生的气体经碱石灰干燥后可得到纯净的NH3
解析：选B 植物能吸收铵态氮肥中的NH，NH3不能被吸收，铵态氮肥与碱性肥料混合施用，NH→NH3，使肥效降低。
2．在1 L 1 mol·L－1氨水中( )
A．含1 mol NH3
B．含NH3和NH之和为1 mol
C．含1 mol NH3·H2O
D．NH3、NH3·H2O、NH之和为1 mol
解析：选D 1 L 1 mol·L－1氨水中，溶解的NH3是1 mol，它在溶液中以下列三种微粒形式存在：NH3、NH3·H2O、NH，据N原子守恒得NH3、NH3·H2O、NH物质的量之和为1 mol。
3．下列操作不能用于检验NH3的是( )
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．气体与浓H2SO4反应生成铵盐
D．气体与浓盐酸反应产生铵盐
解析：选C A、B选项所叙述的实验现象能证明被检验的是碱性气体，即氨气。NH3与挥发性酸所产生的气体接触时，能生成相应的铵盐，产生“白烟”，如与HCl、HNO3、HBr等气体接触都产生白烟。
4．下列有关氨和铵盐说法正确的是( )
A．氨和铵盐都易溶于水，都能生成NH
B．氨气溶于水，溶液呈碱性，是因为生成了大量的NH4OH
C．实验室制备氨气可用如图所示试剂和装置
D．工业上可用氨气作制冷剂
解析：选A 氨气溶于水生成NH3·H2O，它能部分电离出NH，铵盐溶于水可直接电离出NH，A正确；NH和OH－不能大量共存，氨水中有大量NH3·H2O，不会有大量的NH4OH，B不正确；实验室制备氨气用固体NH4Cl与Ca(OH)2加热制取，用NH4Cl直接加热，得不到氨气，C不正确；工业上可使用液氨作制冷剂，D不正确。
5．下列有关氨的叙述中，正确的是( )
①氨气易溶于水，可以用来做喷泉实验 ②氨水的密度比水小，且浓度越大，其密度越大 ③可用向上排空气法收集氨气 ④氨易液化，工业上可用氨作制冷剂
A．①② B．②③
C．③④ D．①④
解析：选D 常温下，1体积水大约溶解700体积氨气且溶解得快，可以做喷泉实验；氨水密度比水小，故其浓度越大，密度越小；氨气比空气轻，应用向下排空气法收集；氨易液化，工业上常用液氨作制冷剂。
6.如图的装置中，干燥烧瓶中盛有某种气体，烧杯和滴管内盛放某种溶液。挤压胶管胶头，下列与实验事实不相符的是( )
A．Cl2(饱和食盐水) 无色喷泉
B．NH3(H2O含石蕊) 蓝色喷泉
C．HCl(H2O含石蕊) 红色喷泉
D．CO2(NaOH溶液) 无色喷泉
解析：选A Cl2在饱和食盐水中的溶解度较小，不能形成喷泉，A不正确；NH3、HCl极易溶于水，能形成喷泉；CO2与NaOH溶液发生反应也会使烧瓶内压强减小形成喷泉。
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正确。
8．如图所示，利用表面皿探究NH3的性质。实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水，立即用另一表面皿扣在上面。下表中对实验现象所做的解释正确的是( )
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
该溶液一定是AlCl3溶液
D
干燥红色石蕊试纸不变色，湿润红色石蕊试纸变蓝
NH3是可溶性碱
解析：选A 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正确，B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错误；NH3溶于水生成NH3·H2O，NH3·H2O是可溶性碱，NH3是氢化物，D错误。
9．已知A为正盐，根据下列变化进行推断：
(1)推断A、B、C、D的化学式：
A________，B________，C________，D________。
(2)写出①②反应的离子方程式：
①________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________。
解析：根据题中所述现象可知B为NH3，C为BaCO3，D为CO2；由A与BaCl2反应生成BaCO3可知，A中含CO，由A与NaOH反应生成NH3可知，A中含NH，因为是正盐，则A为(NH4)2CO3。
答案：(1)(NH4)2CO3 NH3 BaCO3 CO2
(2)①Ba2＋＋CO===BaCO3↓，
NH＋OH－NH3↑＋H2O
②BaCO3＋2H＋===Ba2＋＋CO2↑＋H2O
10．(1)实验室常用加热固体NH4Cl和消石灰的方法制取氨气。应选择与下列哪种气体的相同制气装置______。
A．O2 B．CO2 C．H2
(2)实验室中要快速制取氨气可选择下列________装置和试剂。
(3)实验室中用加热固体NH4Cl和消石灰制取氨气时，装好药品的试管安装时应使试管的管口________倾斜。试管应夹在________，对试管加热时，应先________，然后再对________部分集中加热。要制取干燥的氨气，通常使氨气先通过装有________的________，然后再收集，收集时应用________法收集，检验氨气是否充满容器的方法是________________________________________________________________________。
解析：(1)实验室制O2的方法：加热KMnO4分解，加热KClO3和MnO2混合物，都要用固固加热装置。制CO2和H2是固液不加热。
(2)加热NH4Cl生成的NH3和HCl在试管口处又化合生成NH4Cl，故不能用加热NH4Cl分解的方式制NH3。C项试管口应略向下倾斜；BD可快速制NH3。
(3)考查实验基本操作。
答案：(1)A (2)BD
(3)略向下 距管口约1/3处 对试管整体进行均匀加热 装药品 碱石灰 干燥管 向下排空气 把湿润的红色石蕊试纸放在容器口附近，观察试纸是否变蓝
课件38张PPT。
“课时跟踪检测”见“课时跟踪检测(二十三)”
(单击进入电子文档)
课时跟踪检测（二十三） 氮肥的生产和使用
1．下列气体通入水中所得溶液呈碱性的气体是( )
A．NH3 B．NO2
C．SO2 D．HCl
解析：选A NH3通入水中发生反应NH3＋H2O??NH3·H2O??NH＋OH－，溶液呈碱性。
2．下列不属于所有铵盐通性的是( )
A．都易溶于水
B．都可分解放出氨气
C．都能与碱反应且均放出氨气
D．都是由铵根离子和酸根离子组成的化合物
解析：选B 铵盐受热能分解，但并非所有的铵盐分解都能放出氨气。
3．下列关于NH3的实验室制法的有关说法正确的是( )
A．实验室中可用加热分解NH4Cl的方法来制取NH3
B．NH3的检验只能用湿润的红色石蕊试纸
C．NH3的干燥不能用浓H2SO4，可以用碱石灰干燥
D．Cl2的收集可用排饱和食盐水的方法，NH3的收集可用排饱和NH4Cl溶液的方法
解析：选C NH4Cl分解产生的NH3和HCl气体在试管口处能重新化合，不能得到NH3；NH3的检验可以用湿润的红色石蕊试纸，也可以用蘸有浓盐酸的玻璃棒，看是否有白烟生成；NH3是碱性气体，不能用浓H2SO4干燥，可以用碱石灰干燥；因NH3在水中的溶解度很大，不能用排饱和NH4Cl溶液的方法收集，只能用向下排空气法收集，且往往在试管口处放一团棉花，防止与空气对流导致收到的氨气不纯。
4．有关氨气的实验较多，下面对这些实验原理的分析中，正确的是( )
A．氨气极易溶于水，可以用来做喷泉实验
B．氨气的还原性可以解释氨气与氯化氢的反应实验
C．NH3·H2O不稳定，实验室可用NH4Cl和石灰水制取氨气
D．NH3液化时放出大量的热，因而不能用氨作制冷剂
解析：选A NH3与HCl的反应为非氧化还原反应，B项错误；因NH3极易溶于水，实验室制NH3用NH4Cl固体和熟石灰加热，C项错误；液氨汽化时，吸收大量的热，可用液氨作制冷剂，D项错误。
5．分离NaCl和NH4Cl的最佳方案是( )
A．利用溶解度不同，采用结晶法
B．加入烧碱
C．直接加热法
D．加AgNO3
解析：选C 利用铵盐受热易分解的性质，而NaCl受热不易分解，加热后把产生的气体收集并冷却即可分离NaCl和NH4Cl。
6.如图所示，集气瓶内充满某混合气体，将集气瓶置于光亮处，然后挤压胶头滴管使胶头滴管内的水进入集气瓶，发现烧杯中的水会倒吸进入集气瓶，则集气瓶内的混合气体可能是( )
①CO、O2 ②NO、O2 ③NO2、O2 ④N2、H2
A．①② B．②④
C．③④ D．②③
解析：选D ①CO和O2在光照条件下不反应，且均难溶于水，不符合题意；②NO与O2可发生反应2NO＋O2===2NO2、3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，生成物易溶于水且气体分子数减少，符合题意；③在O2存在的条件下，NO2可与水发生反应：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，生成物溶于水且气体分子数减少，符合题意；④N2和H2在光照条件下不反应，且均难溶于水，不符合题意。
7．现欲分离氯化钠和氯化铵的混合物，可采用的方法是( )
A．加入NaOH溶液 B．加入AgNO3溶液
C．加热并冷却 D．加入水
解析：选C 加入NaOH溶液可以除去其中的NH4Cl，但却不能达到分离的目的；AgNO3溶液与NaCl和NH4Cl均生成AgCl沉淀，因此不能将二者分离；两种物质均易溶于水，加入水也不能分离；因NH4Cl受热分解为NH3和HCl气体，NH3和HCl气体遇冷又会生成NH4Cl，但NaCl受热不分解，所以用加热并冷却的方法可以使两者分离。
8．在实验室里可按图所示的装置来干燥和收集气体R，多余的气体可用水来吸收，则R是( )
A．HCl B．Cl2
C．NO D．NH3
解析：选D 此气体要符合4个条件：①可用固体干燥剂干燥；②可用排气法收集；③密度比空气小；④该气体在水中的溶解度大，符合这4个条件的气体为NH3。
9．如图甲为实验室制取氨的实验装置。
(1)写出A中发生反应的化学方程式_________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)收集氨时试管口棉花团的作用是___________________________________。
(3)一位学生用制得的氨，按图乙装置进行喷泉实验，烧瓶已充满干燥的氨，引发喷泉实验的操作是________________________________________________________________。
(4)另一学生积极思考产生喷泉的其他方法，设计图丙装置。在锥形瓶中分别加入足量的下列物质，反应后产生喷泉的是__________。
A．CaCO3粉末和浓盐酸
B．NH4HCO3溶液与稀NaOH溶液
C．盐酸和AgNO3溶液
D．盐酸和酚酞溶液
解析：(1)采用的是“固＋固气”的方法，故用氯化铵和氢氧化钙固体混合加热，化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。
(2)收集氨用向下排空气法，试管口棉花团的作用是减少氨与空气的对流，保证试管中能收集到纯净的氨。
(3)打开橡皮管上的止水夹，挤压胶头滴管，使少量的水进入烧瓶，由于氨极易溶于水，使烧瓶中的气体压强迅速减小，引发喷泉。
(4)图丙利用反应生成大量的气体，锥形瓶中压强增大，将液体压入烧瓶而产生喷泉。
答案：(1)2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O
(2)减少对流，保证试管中能收集到纯净的氨且防止环境污染
(3)打开橡皮管的止水夹，挤压胶头滴管，使少量的水进入烧瓶 (4)A
10．某课外活动小组在实验室用下图所示的装置进行实验，验证氨的某些性质并收集少量纯净氮气。试回答：
(1)实验前先将仪器按图连接好，然后________，此操作进行的方法是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
然后再开始实验。
(2)实验进行一段时间后，可以观察到硬质试管内黑色的CuO粉末变成________色，盛无水CuSO4的干燥管内出现________色，并在最后的出气导管处收集到纯净、干燥的N2。根据这些现象，硬质试管中反应的化学方程式为________________________________________________________________________，
这个反应说明氨气具有________性。
A．碱性 B．氧化性
C．还原性 D．不稳定性
(3)烧瓶内盛有生石灰，随着浓氨水的滴入，产生氨气的原因是________________________________________________________________________。
烧瓶中的生石灰可以用______(填药品名称)代替。
(4)洗气瓶中浓硫酸的作用是吸水和________。
(5)在最后出气管口收集干燥、纯净的氮气，收集方法是________(填编号)。
A．排气法
B．排水法
C．用塑料袋或球胆收集
解析：由CuO粉末变红知NH3与CuO反应后生成铜单质，由无水CuSO4变蓝知，NH3与CuO反应后生成了H2O，再根据题意可有：NH3＋CuON2＋Cu＋H2O，配平即可。用排水法收集到的氮气中含有水蒸气，又由于N2的密度接近空气的密度，收集N2不能用排空气法，故C项符合要求。
答案：(1)检查装置的气密性 关闭分液漏斗活塞，向广口瓶内加水，浸没进气导管口，用酒精灯在烧瓶下稍加热，若导气管口有少量气泡冒出，停止加热后，导管内水面上升，形成一段水柱，就可以说明装置的气密性良好
(2)红 蓝 3CuO＋2NH33Cu＋3H2O＋N2 C
(3)生石灰与水反应放热促使NH3逸出 氢氧化钠或碱石灰
(4)吸收多余NH3，保护环境 (5)C
1．下列说法不正确的是( )
A．铵盐都是白色晶体，易溶于水，受热易分解
B．铵态氮肥与碱性肥料混合施用，有利于提高肥效
C．凡是铵盐都能与苛性钠共热产生NH3
D．碳酸氢铵受热分解产生的气体经碱石灰干燥后可得到纯净的NH3
解析：选B 植物能吸收铵态氮肥中的NH，NH3不能被吸收，铵态氮肥与碱性肥料混合施用，NH→NH3，使肥效降低。
2．在1 L 1 mol·L－1氨水中( )
A．含1 mol NH3
B．含NH3和NH之和为1 mol
C．含1 mol NH3·H2O
D．NH3、NH3·H2O、NH之和为1 mol
解析：选D 1 L 1 mol·L－1氨水中，溶解的NH3是1 mol，它在溶液中以下列三种微粒形式存在：NH3、NH3·H2O、NH，据N原子守恒得NH3、NH3·H2O、NH物质的量之和为1 mol。
3．下列操作不能用于检验NH3的是( )
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．气体与浓H2SO4反应生成铵盐
D．气体与浓盐酸反应产生铵盐
解析：选C A、B选项所叙述的实验现象能证明被检验的是碱性气体，即氨气。NH3与挥发性酸所产生的气体接触时，能生成相应的铵盐，产生“白烟”，如与HCl、HNO3、HBr等气体接触都产生白烟。
4．下列有关氨和铵盐说法正确的是( )
A．氨和铵盐都易溶于水，都能生成NH
B．氨气溶于水，溶液呈碱性，是因为生成了大量的NH4OH
C．实验室制备氨气可用如图所示试剂和装置
D．工业上可用氨气作制冷剂
解析：选A 氨气溶于水生成NH3·H2O，它能部分电离出NH，铵盐溶于水可直接电离出NH，A正确；NH和OH－不能大量共存，氨水中有大量NH3·H2O，不会有大量的NH4OH，B不正确；实验室制备氨气用固体NH4Cl与Ca(OH)2加热制取，用NH4Cl直接加热，得不到氨气，C不正确；工业上可使用液氨作制冷剂，D不正确。
5．下列有关氨的叙述中，正确的是( )
①氨气易溶于水，可以用来做喷泉实验 ②氨水的密度比水小，且浓度越大，其密度越大 ③可用向上排空气法收集氨气 ④氨易液化，工业上可用氨作制冷剂
A．①② B．②③
C．③④ D．①④
解析：选D 常温下，1体积水大约溶解700体积氨气且溶解得快，可以做喷泉实验；氨水密度比水小，故其浓度越大，密度越小；氨气比空气轻，应用向下排空气法收集；氨易液化，工业上常用液氨作制冷剂。
6.如图的装置中，干燥烧瓶中盛有某种气体，烧杯和滴管内盛放某种溶液。挤压胶管胶头，下列与实验事实不相符的是( )
A．Cl2(饱和食盐水) 无色喷泉
B．NH3(H2O含石蕊) 蓝色喷泉
C．HCl(H2O含石蕊) 红色喷泉
D．CO2(NaOH溶液) 无色喷泉
解析：选A Cl2在饱和食盐水中的溶解度较小，不能形成喷泉，A不正确；NH3、HCl极易溶于水，能形成喷泉；CO2与NaOH溶液发生反应也会使烧瓶内压强减小形成喷泉。
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正确。
8．如图所示，利用表面皿探究NH3的性质。实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水，立即用另一表面皿扣在上面。下表中对实验现象所做的解释正确的是( )
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
该溶液一定是AlCl3溶液
D
干燥红色石蕊试纸不变色，湿润红色石蕊试纸变蓝
NH3是可溶性碱
解析：选A 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正确，B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错误；NH3溶于水生成NH3·H2O，NH3·H2O是可溶性碱，NH3是氢化物，D错误。
9．已知A为正盐，根据下列变化进行推断：
(1)推断A、B、C、D的化学式：
A________，B________，C________，D________。
(2)写出①②反应的离子方程式：
①________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________。
解析：根据题中所述现象可知B为NH3，C为BaCO3，D为CO2；由A与BaCl2反应生成BaCO3可知，A中含CO，由A与NaOH反应生成NH3可知，A中含NH，因为是正盐，则A为(NH4)2CO3。
答案：(1)(NH4)2CO3 NH3 BaCO3 CO2
(2)①Ba2＋＋CO===BaCO3↓，
NH＋OH－NH3↑＋H2O
②BaCO3＋2H＋===Ba2＋＋CO2↑＋H2O
10．(1)实验室常用加热固体NH4Cl和消石灰的方法制取氨气。应选择与下列哪种气体的相同制气装置______。
A．O2 B．CO2 C．H2
(2)实验室中要快速制取氨气可选择下列________装置和试剂。
(3)实验室中用加热固体NH4Cl和消石灰制取氨气时，装好药品的试管安装时应使试管的管口________倾斜。试管应夹在________，对试管加热时，应先________，然后再对________部分集中加热。要制取干燥的氨气，通常使氨气先通过装有________的________，然后再收集，收集时应用________法收集，检验氨气是否充满容器的方法是________________________________________________________________________。
解析：(1)实验室制O2的方法：加热KMnO4分解，加热KClO3和MnO2混合物，都要用固固加热装置。制CO2和H2是固液不加热。
(2)加热NH4Cl生成的NH3和HCl在试管口处又化合生成NH4Cl，故不能用加热NH4Cl分解的方式制NH3。C项试管口应略向下倾斜；BD可快速制NH3。
(3)考查实验基本操作。
答案：(1)A (2)BD
(3)略向下 距管口约1/3处 对试管整体进行均匀加热 装药品 碱石灰 干燥管 向下排空气 把湿润的红色石蕊试纸放在容器口附近，观察试纸是否变蓝
课时跟踪检测（二十二） 氮氧化物的产生及转化
1．能用排水法收集，但不能用排空气法收集的气体是( )
A．NO B．CO2
C．H2 D．Cl2
解析：选A 一氧化氮不溶于水，且密度和空气相近，用排水法收集。
2．最新的病毒学研究证实，一氧化氮对SARS病毒有直接抑制作用。下列关于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．常温常压下，一氧化氮不能与空气中的氧气直接化合
C．一氧化氮可由氮气和氧气在放电条件下直接化合得到
D．一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集
解析：选C NO是无色的气体，微溶于水，能用排水法收集，可由N2与O2直接化合而得到，NO易与空气中的氧气直接反应而生成NO2，故只有C项符合题意。
3．下列关于二氧化氮的描述正确的是( )
A．无色气体
B．常温下能与氧气化合
C．与水反应生成硝酸
D．可由氮气和氧气在放电条件下反应生成
解析：选C 二氧化氮是红棕色气体，常温下与氧气不反应，氮气和氧气在放电条件下生成一氧化氮，而不是二氧化氮。
4．NO对环境的危害在于( )
①破坏臭氧层 ②高温下能使一些金属被氧化
③造成酸雨 ④与人体血红蛋白相结合
A．仅①③ B．仅③④
C．①②③ D．①③④
解析：选A NO在高温下不能氧化金属，②错误，④不属于对环境的危害，①③正确。
5．常温常压下，下列气体不能共存的是( )
A．SO2与O2 B．NO2与NO
C．O2与N2 D．NO与O2
解析：选D SO2与O2反应需要的条件是催化剂和加热，NO2与NO不反应；O2与N2反应需要的条件是放电或高温。
6．实验室收集NO、NO2两种气体( )
A．均可用排水法
B．均可用向上排气法
C．NO用向上排气法，NO2用排水法
D．NO用排水法，NO2用向上排气法
解析：选D NO易与空气中的O2反应，NO2与水反应，故前者不能用排气法收集，后者不能用排水法收集。
7．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 设NO2的体积为x，N2的体积为(1－x)，由题意结合化学方程式3NO2＋H2O===2HNO3＋NO↑，可得x＋(1－x)＝，x＝，1－x＝，N2和NO2的体积比为1∶3。
8．某无色混合气体中可能含有Cl2、O2、SO2、NO、NO2中的两种或多种。现将此混合气体通过品红溶液，品红溶液褪色；然后向剩余气体中通入空气，很快变为红棕色。则下列对原混合气体成分的判断中正确的是( )
A．肯定含有SO2和NO
B．肯定没有Cl2、O2和NO
C．可能含有Cl2和O2
D．肯定含有Cl2和NO
解析：选A 混合气体无色，排除红棕色的NO2和黄绿色的Cl2；混合气体通过品红溶液，品红溶液褪色，说明含有SO2；向剩余气体中通入空气，很快变为红棕色，说明存在NO，则可推知一定不存在O2。故原混合气体中肯定含有SO2和NO，肯定没有O2、NO2和Cl2。
9．A、B、C三种气体，A为无色不溶于水的气体单质，在一定条件下，A与O2反应生成B，B无色且难溶于水，它也能与O2反应生成C，C易溶于水并与水反应生成B，反应后所得溶液呈酸性，则：
(1)三种气体的化学式为A______，B______，C__________。
(2)除去A气体中的少量O2的方法是_________________________________________。
(3)除去B中的少量C的方法是_________________________________________。
解析：A为无色不溶于水的气体单质，A可能是H2、N2、O2，A与O2反应生成B，B无色难溶于水，则A为N2，B为NO，C为NO2。
答案：(1)N2 NO NO2 (2)通过灼热的铜丝网
(3)通过盛水的洗气瓶后干燥
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＋H2O
在该反应中，氧化剂是________，还原剂是________。
(2)汽车尾气中含有一氧化氮和一氧化碳，经过排气管中的催化转化器转化为对大气无污染的物质。写出该反应的化学方程式：______________________________________。
(3)在一定条件下氨气(NH3)亦可用来将氮氧化物转化为无污染的物质。写出氨气和二氧化氮在一定条件下反应的化学方程式：_________________________________________。
解析：(1)在该反应中，NO2中的氮元素化合价降低作氧化剂，NO中的氮元素化合价升高作还原剂。
(2)根据质量守恒定律结合题目信息可知，一氧化氮与一氧化碳反应后生成的对大气无污染的物质应为氮气和二氧化碳。
(3)根据质量守恒定律结合题目信息可知，氨气和二氧化氮反应后生成的无污染的物质为氮气和水。
答案：(1)NO2 NO
(2)2NO＋2CON2＋2CO2
(3)6NO2＋8NH37N2＋12H2O
1．光化学烟雾是一次污染物(如氮氧化物、碳氢化合物等)发生光化学反应后生成的二次污染物，主要含有臭氧、过氧硝酸酯等。下列有关光化学烟雾的说法不正确的是( )
A．浅蓝色有刺激性气味
B．汽车尾气是造成光化学烟雾的主要原因之一
C．光化学烟雾对人体没有危害
D．光化学烟雾一般出现在强日照条件下
解析：选C 光化学污染对人体有危害。
2．在汽车尾气处理装置中加入适当的催化剂，能发生反应：4CO＋2NO2===4CO2＋N2。下列对该反应的说法中正确的是( )
A．该反应是化合反应
B．该反应中氧化剂是NO2、还原剂是CO
C．该反应生成28 g N2时，转移4 mol 电子
D．该反应不能减少汽车尾气对环境的污染
解析：选B 该反应不是化合反应；在反应中，二氧化氮中氮元素的化合价降低，作氧化剂，一氧化碳作还原剂；生成28 g氮气时，转移8 mol电子；该反应生成的是CO2与N2，能减少汽车尾气对环境的污染。
3．一定条件下，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×＝。
4.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。
5．盛有O2和NO2的混合气体的量筒倒立在盛有水的水槽中，过一段时间后，量筒内的气体体积减小为原来的一半。则原混合气体中O2和NO2的体积比是( )
A．3∶1 B．3∶2
C．2∶1 D．1∶2
解析：选B 设NO2体积为x，O2体积为(1－x)，若剩余气体为O2，由4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3知，1－x－x＝，x＝，1－x＝，两者体积之比为3∶2；若剩余气体为NO，由3NO2＋H2O===2HNO3＋NO知NO2为原来总体积的1.5倍，这种情况不存在。
6．关于二氧化硫和二氧化氮叙述正确的是( )
A．两种气体都是无色有毒的气体，且都可用水吸收以消除对空气的污染
B．二氧化硫与过量的二氧化氮混合后通入水中能得到两种常用的强酸
C．两种气体都具有强氧化性，因此都能够使品红溶液褪色
D．两种气体溶于水都可以与水反应，且只生成相应的酸
解析：选B A中二氧化氮为红棕色气体；B中二氧化氮跟水反应，生成了硝酸，硝酸氧化亚硫酸生成硫酸，能得到两种常用的强酸；C中二氧化硫的漂白原理不是利用强氧化性，二氧化硫也不具有强氧化性；D中二氧化氮跟水反应，还生成了一氧化氮，故选项B符合题意。
7．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。
8．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 由题意知：NH3＋―→N2＋H2O，内表示氮的氧化物，配平后应为4NH3＋===5N2＋6H2O，中为6个N原子和6个O原子，即6NO，该氮的氧化物的化学式为NO。
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NO2：①2NO＋O2===2NO2，所以看到有红棕色气体生成，生成的NO2溶于水：②3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，①②两反应的总方程式为③4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，气体被消耗，所以又会看到试管内液面上升。V(NO)∶V(O2)≠4∶3，故最后有气体剩余，不论剩余NO还是O2，都为无色气体，这是看到的第三个现象。
(2)设1.5 mL O2全部参加反应，由(1)中③知：
V反应(NO)＝V反应(O2)×＝1.5 mL×＝2.0 mL，而NO的总体积是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（二十四） 硝酸的性质
1．将制取NH3装置的导管口对准下述液滴(不接触液滴)时，可产生白烟的是( )
A．浓硝酸 B．浓硫酸
C．稀盐酸 D．稀硫酸
解析：选A 浓硝酸具有挥发性，与氨气反应生成相应的盐，在空气中产生白烟。
2．一定量的浓硝酸与过量的铜充分反应，生成的气体是( )
A．只有NO2 B．只有NO
C．NO2和NO D．NO2和H2
解析：选C 随着反应的进行，HNO3的浓度降低可能生成NO。
3．下列反应中，硝酸既表现了氧化性又表现了酸性的是( )
A．C＋浓硝酸 B．Cu＋稀硝酸
C．CuO＋浓硝酸 D．NaOH＋HNO3
解析：选B A的反应中，硝酸只表现氧化性；B的反应中，硝酸被还原为NO，表现氧化性，同时有Cu(NO3)2生成，又表现酸性；C和D的反应都属于复分解反应，不属于氧化还原反应，硝酸只表现酸性。
4．Cu粉放入稀硫酸中，加热无现象，当加入一种盐后，Cu粉质量减小，溶液变蓝，同时有气体生成，此盐是( )
A．氯化物 B．硫酸盐
C．硝酸盐 D．碳酸盐
解析：选C NO在酸性溶液中具有强氧化性，能溶解Cu粉。
5.木炭跟浓硫酸共热产生的气体X和铜跟浓硝酸反应产生的气体Y同时通入盛有足量氯化钡溶液的洗气瓶中(如图所示装置)，下列有关说法不正确的是( )
A．洗气瓶中产生的沉淀是碳酸钡
B．在Z导管出来的气体中有二氧化碳
C．洗气瓶中产生的沉淀是硫酸钡
D．在Z导管口有红棕色气体出现
解析：选A X为SO2、CO2的混合物；Y为NO2，Z导管口：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO、2NO＋O2===2NO2。
6．通过一步反应不能直接完成的是( )
①N2―→NO2 ②NO2―→NO ③NH3―→NO
④NH3―→NO2 ⑤Cu―→Cu(NO3)2
⑥HNO3―→NO2
A．①⑥ B．②⑤
C．④⑤ D．①④
解析：选D 要实现N2―→NO2需经两步：N2―→NO―→NO2；实现NH3―→NO2也需两步：NH3―→NO―→NO2。
7．向Fe(NO3)2溶液中滴加稀盐酸，观察到的现象是( )
A．溶液由浅绿色变为黄色
B．溶液中产生红棕色气体
C．溶液中产生红褐色气体
D．无任何现象
解析：选A 溶液中存在NO，这时再加入盐酸相当于提供了氢离子，Fe2＋会被NO(H＋)氧化成Fe3＋，硝酸被还原为NO，所以溶液变成黄色，产生无色气体。
8．下列说法正确的是( )
A．常温下将金属铁放入浓HNO3中，Fe将被氧化成Fe(NO3)3
B．将一定量的铁粉放入HNO3中，生成物中Fe的存在形式为Fe(NO3)3
C．铁与浓HNO3反应生成NO2，而与稀HNO3反应生成NO，说明稀HNO3比浓HNO3的氧化性更强
D．将一定量的Fe放入稀HNO3，其产物可能是Fe(NO3)3，也可能是Fe(NO3)2或它们的混合物
解析：选D 常温下浓HNO3能使金属铁钝化，A不正确；HNO3的氧化性是指HNO3的得电子能力，而不以自身氮元素化合物的变化为准，浓HNO3的氧化性强于稀HNO3，C不正确；HNO3与Fe反应的产物除与HNO3的浓度有关外，还与Fe的量有关，若Fe过量，则有2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，B不正确，故选D。
9．如图所示为A、B、C、D、E五种含氮物质相互转化的关系图，其中A、B、C、D常温下都是气体，B为红棕色，写出A、B、C、D、E的化学式和各步反应的化学方程式。
(1)各物质的化学式为：
A________；B________；C________；D________；
E________。
(2)各步反应的化学方程式为：
A―→C_________________________________________________________________；
D―→C________________________________________________________________；
B―→E_______________________________________________________________；
E―→C______________________________________________________________。
解析：B为红棕色气体，是NO2，逆推C是NO，因此E是硝酸，A 是N2，D是NH3。
答案：(1)N2 NO2 NO NH3 HNO3
(2) N2＋O22NO
4NH3＋5O24NO＋6H2O
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
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：4HNO3△,4NO2↑＋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中发生的是浓硝酸和木炭的反应，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：4HNO3△,4NO2↑＋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
1．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．可用铁或铝制品盛装浓硝酸
解析：选B 硝酸是强氧化性酸，且浓硝酸的氧化性强于稀硝酸，A正确；铜不论与浓硝酸还是与稀硝酸反应都不发生置换反应，B错误；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，故可用铁或铝制品盛装浓硝酸，D正确。
2．将相同质量的铜分别和过量浓硝酸、稀硝酸反应，下列叙述正确的是( )
A．反应剧烈程度两者相同
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 由于浓硝酸的氧化性强，故其反应更剧烈，A不正确；由Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，Cu＋HNO3(稀)===Cu(NO3)2＋NO↑＋H2O可以看出，相同质量的铜消耗浓硝酸较多，B正确；铜与浓硝酸反应生成的NO2是红棕色气体，而与稀硝酸反应生成的NO是无色气体，故C不正确；由于反应中转移的电子数都等于铜失去的电子数，故D不正确。
3．相同质量的铜片分别投入到足量的下列四种酸中(必要时可加热)，充分反应后在相同条件下得到的气体体积由大到小的顺序是( )
①浓硫酸 ②浓硝酸 ③稀硫酸 ④稀硝酸
A．②④①③ B．②①④③
C．①②④③ D．③④①②
解析：选B 1 mol Cu与浓硫酸反应可生成1 mol SO2，1 mol Cu与浓硝酸反应可生成2 mol NO2,1 mol Cu与稀硝酸反应可生成 mol NO，Cu与稀硫酸不反应。
4．一定量的Cu和1 mol·L－1的稀硝酸反应，如果NO的浓度下降0.2 mol·L－1，则溶液中c(H＋)同时下降(假定反应前后溶液体积不变)( )
A．0.2 mol·L－1 B．0.4 mol·L－1
C．0.6 mol·L－1 D．0.8 mol·L－1
解析：选D 由Cu与稀硝酸反应的离子方程式3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O可知，当NO浓度下降0.2 mol·L－1时，c(H＋)下降0.8 mol·L－1。
5．一定量的铜与一定量的某浓度的硝酸恰好完全反应，产生NO和NO2两种气体，已知反应中被还原的HNO3占HNO3总量的，则还原产物中NO和NO2的物质的量之比为( )
A．1∶1 B．1∶2
C．2∶3 D．2∶1
解析：选A 设HNO3的总物质的量为3 mol，则被还原的HNO3为1 mol，即n(NO)＋n(NO2)＝1 mol ①，与Cu2＋结合的NO的物质的量为2 mol，即n(Cu2＋)＝1 mol。根据得失电子守恒可知，2n(Cu2＋)＝3n(NO)＋n(NO2)＝2 mol ②，将①、②联立得：n(NO)＝0.5 mol，n(NO2)＝0.5 mol。则n(NO)∶n(NO2)＝1∶1。
6．下图是制取、净化并测量生成气体体积的装置示意图。
利用上述装置进行下表所列实验，能达到实验目的的是( )
物质实验
a(液体)
b(固体)
c(液体)
A
稀硫酸
锌粒
浓硫酸
B
浓氨水
生石灰
浓硫酸
C
浓硫酸
铜片
NaOH溶液
D
稀硝酸
铜片
H2O
解析：选A B项，浓氨水与生石灰反应生成的氨会与浓硫酸反应；C项，Cu与浓硫酸在常温下不反应；D项，Cu与稀硝酸反应生成的NO气体可被装置中的空气氧化，但NO2溶于水又生成NO，测得的气体体积偏小。
7．1 L稀硝酸和稀硫酸的混合液中，硝酸和硫酸的物质的量浓度均为0.1 mol·L－1。若向混合溶液中加入足量的铜粉，则最多能溶解铜粉的质量为( )
A．2.4 g B．3.2 g
C．7.2 g D．9.6 g
解析：选C 用离子方程式来计算。铜与稀硝酸和稀硫酸组成的混合溶液反应的离子方程式为3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，由题意可知，n(NO)＝0.1 mol，n(H＋)＝0.1 mol＋2×0.1 mol＝0.3 mol，故NO过量，应根据n(H＋)来计算溶解铜粉的质量，m(Cu)＝×64 g·mol－1＝7.2 g。
8．将0.1 mol铜与40 mL 10 mol·L－1 HNO3充分反应后，溶液中含a mol H＋，由此可知( )
A．生成的气体在标准状况下的体积为4.48 L
B．生成的气体在标准状况下的体积为1.49 L
C．被还原的硝酸的物质的量为(0.2－a)mol
D．反应后溶液中所含NO的物质的量为0.2 mol
解析：选C 溶液中含有H＋，则HNO3过量。在反应过程中变稀，实际上发生了两个反应：①Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O、②3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。反应消耗的HNO3包括起酸性作用和氧化剂作用两部分，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，从两反应式看出：Cu～2HNO3(酸)～Cu(NO3)2，HNO3(氧化剂)～NO2(或NO)，作酸用的硝酸为0.2 mol，生成的气体为NO、NO2的混合气体，溶液中有a mol的HNO3过量，则被还原的HNO3为(0.4－a－0.2)mol，生成的气体的物质的量为(0.4－a－0.2)mol，溶液中的NO由过量的HNO3和Cu(NO3)2中的NO组成，为(a＋0.2)mol。
9．将32.64 g铜与140 mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2 L。请回答：
(1)NO的体积为________L，NO2的体积为________L。
(2)待产生的气体全部释放后，向溶液中加入V mL a mol·L－1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2＋全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为________mol·L－1。
解析：(1)Cu与HNO3反应过程中，Cu作还原剂失去电子数等于HNO3作氧化剂得到的电子数，即得失电子守恒，有n(Cu)×2＝n(NO)×3＋n(NO2)×1，即×2＝×3＋，得V(NO)≈5.8 L，V(NO2)＝5.4 L。
(2)硝酸与Cu反应中，硝酸显酸性和氧化性，其中显氧化性的硝酸全部转化为NO、NO2，显酸性的硝酸和过量的硝酸全部与加入V mL a mol·L－1的NaOH完全反应，当溶液中的Cu2＋全部转化为沉淀时，所得溶液为NaNO3溶液，则整个过程中起酸作用的硝酸为n(HNO3)作酸用＝n(NaOH)＝V×10－3 L×a mol·L－1＝aV×10－3 mol，根据N原子守恒，作氧化剂的硝酸与生成的气体的物质的量相等，则有n(HNO3)被还原＝n(气体)＝＝
0.5 mol。n(HNO3)总＝n(HNO3)作酸用＋n(HNO3)被还原＝aV×10－3mol＋0.5 mol，c(HNO3)＝ mol·L－1。
答案：(1)5.8 5.4 (2)
10．某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的是NO气体，设计了如下实验。实验装置如图所示(已知NO、NO2能与NaOH溶液反应)：
(1)设计装置A的目的是_________________________________________________，
为达此目的应进行的操作是_____________________________________________；
A中反应的化学方程式是______________________________________________。
(2)在(1)中的操作后将装置B中铜丝插入稀硝酸，并微热之，观察到装置B中的现象是________________________________________________________________________；
B中反应的离子方程式是________________________________________________。
(3)装置E和F的作用是__________________________________________________；
为实现此目的，操作方法是_______________________________________________。
(4)D装置的作用是____________________________________________________。
解析：NO是无色有毒的气体，易与O2反应生成红棕色有毒的NO2，若验证生成气体是NO，则必须排尽装置中空气，A装置中产生CO2气体能将整套装置中空气赶尽，当C中有白色沉淀生成时，则说明装置中已无空气。若判断产物气体，可向E中推入空气(或氧气)，若气体由无色变为红棕色，说明反应产生NO气体。
答案：(1)利用生成的CO2将整套装置内的空气赶尽，以排除对气体产物观察的干扰 打开K，当装置C中产生白色沉淀时，关闭K CaCO3＋2HNO3===Ca(NO3)2＋CO2↑＋H2O
(2)铜丝上产生气泡，稀硝酸液面上气体仍无色，溶液变为蓝色 3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
(3)验证无色气体为NO 将注射器F中的空气推入E中
(4)吸收NO、NO2等尾气，防止污染空气
