第2节 氮的循环
课时1 自然界中氮的循环
目标与素养：1.了解氮及其氧化物的主要性质。(宏观辨识)2.认识氮及其化合物在生产中的应用和对生态环境的影响。(社会责任)
一、自然界中氮的循环
1．氮元素在自然界中的存在形式：游离态和化合态。
2．自然界中氮的循环
3．人类活动的影响
(1)氮气氨气→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。
二、氮气的性质和氮气的固定
1．物理性质
颜色
状态
气味
密度
水溶性
无色
气态
无味
ρN2＜ρ空气
难溶
2.化学性质
(1)N2与O2反应
打雷时或汽车引擎中发生的反应为N2＋O22NO。
(2)N2与H2的反应
①可逆反应：在相同条件下能同时向正反两个方向进行的反应为可逆反应。可逆反应的化学方程式用“”代替“===”。
②合成氨的化学反应方程式为。
微点拨：(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。
3．氮的固定
(1)定义：使空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程。
(2)分类
氮的固定
三、氮的氧化物
1．氮的氧化物
氮的化合价
＋1
＋2
＋3
＋4
＋5
对应
氧化物
N2O
NO
N2O3
NO2、N2O4
N2O5
2.NO和NO2
(1)物理性质
物质
颜色
状态
气味
毒性
水溶性
NO
无色
气态
无味
有毒
难溶于水
NO2
红棕色
气态
刺激性
有毒
易溶于水
(2)相互转化
①NO→NO2：2NO＋O2===2NO2。
②NO2→NO：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。
微点拨：NO和NO2的收集方法
(1)NO的收集：排水法。
(2)NO2的收集：向上排空气法。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)化合态的氮元素只显一种价态。 ( )
(2)N2在通常状况下与O2反应生成NO2。 ( )
(3)合成氨反应属于自然固氮中的高能固氮。 ( )
(4)2H2O2H2↑＋O2↑和2H2＋O22H2O属于可逆反应。
( )
[答案] (1)× (2)× (3)× (4)×
2．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
B [氮的固定过程是使游离态的氮转化为化合态的氮，B项，NH3转化为HNO3不符合要求。]
3．NO2与水的反应可表示为3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，关于此反应的下列说法中正确的是( )
A．氮元素的化合价没有发生变化
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
[答案] D
对氮气性质的理解
1.通常情况下氮气的化学性质很不活泼，很难和其他物质发生化学反应。
2．氮元素有多种变价，N2中氮元素为0价，处于中间价态，故N2既有氧化性，又有还原性。
N2与O2反应表现还原性，N2与H2、Mg等活泼金属反应表现氧化性。N2与Mg反应：N2＋3MgMg3N2。
【典例1】 下列关于N2性质的叙述中错误的是( )
A．任何物质在氮气中都不能燃烧
B．氮气既具有氧化性，又具有还原性
C．将空气中的氮气转变成含氮化合物属于氮的固定
D．氮气与氧气在一定条件下反应生成一氧化氮
A [活泼金属如钠、镁、铝等可以在N2中燃烧。]
1．下列反应起到了固氮作用的是( )
A．工业上N2与H2在一定条件下合成NH3
B．NO与O2反应生成NO2
C．NH3被O2氧化成NO和H2O
D．由NH3制备化肥NH4HCO3
A [由定义知，氮的固定是将空气中游离态的氮转化成含氮化合物。]
2．下列关于氮气性质的说法中，错误的是( )
A．通常情况下，氮气性质很不活泼
B．可在氧气中燃烧，生成一氧化氮
C．通常情况下，氮气在水中的溶解度很小
D．跟氢气在一定条件下发生反应时，氮气是氧化剂
B [N2不能在O2中燃烧，与O2在放电时反应生成NO，B错；氮气与氢气反应时，氮元素的化合价降低，氮气作氧化剂，D对。]
NO、NO2性质的对比
物质
NO
NO2
色、态、味、毒性
无色、无味、有毒气体
红棕色、有刺激性气味、有毒气体
水溶性
不溶于水
易溶于水
与氧气反应
2NO＋O2===2NO2
不反应
与水反应
不反应
3NO2＋2H2O===2HNO3＋NO(自身氧化还原)
与氧气、水同时
作用
4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3
4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3
氧化性
6NO＋4NH35N2＋6H2O
6NO2＋8NH3===7N2＋12H2O(NO2能将I－氧化为I2，能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝)
【典例2】 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NO2对应的同价酸是HNO3
D．只能用排水法收集NO
[答案] D
NO、NO2均不属于酸性氧化物。酸性氧化物是能够与碱反应生成盐和水的氧化物，而且生成的盐是该氧化物同价态的含氧酸所对应的盐。NO不能与碱反应，NO2与NaOH溶液的反应为2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O。
1．下列关于NO和NO2的说法中正确的是( )
A．NO2是红棕色气体，易溶于水，属于酸性氧化物
B．NO2可由N2和O2直接化合得到
C．NO和NO2均既可以用排空气法收集又可以用排水法收集
D．NO和NO2在一定条件下可以相互转化
D [A项，NO2不是酸性氧化物；B项，在高温或放电条件下，N2和O2直接化合生成NO；C项，NO易与空气中的氧气反应生成NO2，不能用排空气法收集，NO2能与水反应，不能用排水法收集；D项，NO和氧气反应生成NO2，NO2与水反应生成HNO3和NO。]
2．将盛有氮气和二氧化氮混合气体的试管倒立于水中，经过足够长时间后，试管内气体的体积缩小为原来的一半，则原混合气体中氮气与二氧化氮的体积比是( )
A．1∶1 B．1∶2
C．1∶3 D．3∶1
C [气体体积缩小，是由NO2溶于水引起的：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，假设气体总体积为1 L，NO2的体积为x L，则N2的体积为(1－x) L，则：x＋(1－x)＝0.5，x＝，N2与NO2的体积比为∶＝1∶3。C正确。]
1．下列有关氮气的叙述中，错误的是( )
A．工业上，氮气常用作焊接金属的保护气
B．在雷雨天，空气中的N2和O2可反应生成NO
C．氮气既可作氧化剂又可作还原剂
D．1 mol N2可与3 mol H2完全反应生成2 mol NH3
D [N2与H2的反应属于可逆反应，1 mol N2和3 mol H2不可能完全反应生成2 mol NH3，故D项错误；因氮气的化学性质很不活泼，常用作焊接金属的保护气；N2中的氮元素为0价，处于中间价态，故N2既可作氧化剂，又可作还原剂。]
2．下列对氮的氧化物的叙述中，正确的是( )
A．氮的氧化物都是无色气体
B．氮的氧化物都难溶于水
C．氮的氧化物都是酸性氧化物
D．氮的氧化物都是大气污染物
D [NO2是红棕色，A不正确；NO2易溶于水，B不正确；NO不是酸性氧化物，C不正确；氮的氧化物均是大气污染物，D正确。]
3．运载火箭的推进剂引燃后产生的气体主要是CO2、H2O、N2、NO，这些气体均为无色，但在卫星发射现场看到火箭喷出大量红色烟雾。产生红色烟雾的原因是 ( )
A．高温下N2遇空气生成NO2
B．NO遇空气生成NO2
C．CO2遇NO反应生成CO和NO2
D．NO和H2O反应生成H2和NO2
B [根据火箭喷出的大量红色烟雾可推知其应是NO2，而高温下N2与O2不能生成NO2。]
4．一定条件下，将等体积的NO和O2的混合气体置于试管中，并将试管倒立于水槽中，充分反应后剩余气体的体积为原总体积的( )
A. B.
C. D.
C [由于NO和O2等体积，故二者等物质的量，当二者溶于水时，发生反应
4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3
4 mol 3 mol
设初始时NO和O2的物质的量均为4 mol，则4 mol NO反应掉3 mol O2，还剩余1 mol O2，则剩余O2为原气体的。]
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
课件39张PPT。第3章 自然界中的元素第2节 氮的循环
课时1 自然界中氮的循环化合游离氮氧化物氨气
无色无味＜正反两个方向相同游离态 合成氨高能人工仿生固氮 NO无色无味难红棕色刺激性易对氮气性质的理解 NO、NO2性质的对比 点击右图进入…Thank you for watching !课时2 氨与铵盐
目标与素养：1.掌握氨气的物理性质及化学性质。(宏观辨识)2.掌握铵盐的物理性质及化学性质。(宏观辨识)3.掌握氨气的实验室制法。(科学探究)
一、氨气
1．物理性质
颜色
气味
状态
密度
水溶性
熔沸点
无色
刺激性
气态
ρNH3＜ρ空气
易溶
沸点高、易液化
微点拨：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
微点拨：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．氨水的性质
二、铵盐
1．化学氮肥
2．铵盐
(1)概念：由铵根离子和酸根离子组成的盐。
(2)物理性质：铵盐都是白色晶体，易溶于水。
(3)化学性质
①不稳定性：铵盐受热易分解，写出碳酸氢铵、氯化铵分解的化学方程式。
NH4HCO3NH3↑＋CO2↑＋H2O
NH4ClNH3↑＋HCl↑
②与碱反应
铵盐与碱反应产生氨气，这是铵盐的通性。铵盐与碱液加热反应的离子方程式为NH＋OH－NH3↑＋H2O。
微点拨：铵盐受热分解不一定产生NH3，如NH4NO3N2O↑＋2H2O。
三、氨气的实验室制法
1．反应原理：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。
2．验满方法
(1)使湿润的红色石蕊试纸立即变蓝；
(2)蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口时产生大量白烟。
3．收集方法：向下排空气法。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(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中氮元素为－3价，处于最低价态，具有一定的还原性，在一定条件下可被O2氧化。 ( )
(4)实验室可用加热NH4Cl的方法获得NH3。 ( )
(5)除去NaCl中少量的NH4HCO3杂质，可用加热法。 ( )
[答案] (1)× (2)× (3)√ (4)× (5)√
2．氨气可以做喷泉实验，这是因为氨气( )
A．易液化 B．比空气轻
C．极易溶于水 D．能跟水反应
[答案] C
3．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
B [NH3·H2O呈碱性，不可能使石蕊试纸变红。]
喷泉实验
1.喷泉实验的基本原理及装置
(1)原理：气体在液体中溶解度很大，在短时间内产生足够的压强差，则打开活塞后，大气压将烧杯内的液体压入烧瓶中，在尖嘴导管口形成喷泉。
(2)装置
2．实验成功的关键
(1)装置的气密性良好。
(2)烧瓶和气体必须是干燥的。
(3)氨气充满整个烧瓶。
3．两类常见喷泉的形成实验
(1)极易溶于水的气体或易溶于水的气体(NH3、HCl、SO2等)与水可形成喷泉。
(2)酸性气体(HCl、SO2、NO2、CO2、H2S等)与NaOH溶液也能形成喷泉。
创新意识：新型防倒吸装置
(1)倒吸：由于密闭容器内压强减小(如将气体通入溶解度大的试剂时、冷却加热过的仪器等)，大气压大于内部压强将水压入容器内，形成倒吸。
(2)常见防倒吸装置
【典例1】 喷泉实验是中学化学的重要实验。
(1)实验室中常用图甲装置进行NH3的喷泉实验。用该装置完成喷泉实验的操作方法是____________________________________。
(2)若用图乙装置进行NH3的喷泉实验，打开止水夹后，烧杯中的液体不能进入烧瓶。请写出引发喷泉实验的一种操作方法：____________________________________________________。
(3)若将图甲装置中胶头滴管和烧杯中液体改为NaOH溶液，能用改动后的甲装置进行喷泉实验的一组气体是________(填字母)。
A．HCl和CO2 B．Cl2和CO
C．O2和SO2 D．NO2和NO
[答案] (1)打开止水夹，挤压胶头滴管
(2)用热毛巾捂住圆底烧瓶底部；在烧瓶底部淋一些热水；用冰袋包住烧瓶底部；在烧瓶底部淋少量酒精等(任写一种)
(3)A
1.如图的装置中，干燥烧瓶内盛有某种气体，烧杯和滴管内盛放某种溶液。挤压滴管的胶头，下列与实验事实不相符的是( )
A．CO2(NaHCO3溶液)/无色喷泉
B．NH3(H2O含酚酞)/红色喷泉
C．CO2(NaOH溶液)/无色喷泉
D．HCl(H2O)/无色喷泉
[答案] A
2．已知NH3极易溶于水，却难溶于有机溶剂CCl4，有关装置中不可作NH3吸收装置的是( )
A B C D
[答案] C
NH的检验和NH3的实验室制法
1.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。
2．实验室制取氨气注意的问题
(1)试剂选择：考虑原理可行，操作方便、安全，一般铵盐用氯化铵，不用硝酸铵和碳酸氢铵，碱用氢氧化钙，不用NaOH(易潮解，且试管易破裂)。
(2)氨气干燥：通常用碱石灰干燥氨气，不能用浓硫酸、五氧化二磷，也不能用无水CaCl2(因为CaCl2＋8NH3===CaCl2·8NH3)，装置如图：
(3)实验室快速制取氨气的方法：浓氨水加热或在浓氨水中加入NaOH固体(可用生石灰或碱石灰代替NaOH固体)。
【典例2】 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
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。]
1．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
[答案] D
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pH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
A [NH3遇湿润的pH试纸测得其pH大于7，遇浓盐酸生成白烟，使湿润的红色石蕊试纸变蓝；加热铵盐不一定有氨气逸出。]
[教师备选] 可用来干燥氨气的有( )
A．浓硫酸 B．碱石灰
C．氯化钙 D．五氧化二磷
[答案] B
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
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
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．在1 L 1 mol·L－1的氨水中( )
A．含1 mol NH3
B．含NH3和NH之和为1 mol
C．含NH3、NH、NH3·H2O之和为1 mol
D．含NH3·H2O为1 mol
[答案] C
4．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
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的玻璃棒靠近反应容器口。]
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
课件44张PPT。第3章 自然界中的元素第2节 氮的循环
课时2 氨与铵盐无色刺激性气态＜液化易铵根离子酸根离子氨气 向下排空气法立即变蓝产生大量白烟喷泉实验NH的检验和NH3的实验室制法 点击右图进入…Thank you for watching !课时3 硝酸
目标与素养：1.掌握硝酸的性质。(宏观辨识)2.了解硝酸的用途以及人类活动对氮循环的影响，树立环境保护意识。(社会责任)
一、硝酸
1．物理性质
颜色
状态
气味
密度
特性
无色
液态
刺激性
ρHNO3＞ρH2O
易挥发
2.化学性质
(1)酸的通性
电离方程式为HNO3===H＋＋NO。
(2)不稳定性
①不稳定性
浓硝酸受热或见光易分解，化学方程式为4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O。
②保存方法：保存在棕色试剂瓶里，放置在阴凉处。
微点拨：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
Fe、Al在常温下不能溶于浓硝酸中，是因为Fe、Al不能与浓硝酸发生反应吗？
【提示】 不是。Fe、Al等金属跟浓硝酸在常温下发生钝化现象，因而不能溶解，但是钝化不代表不反应，而是在浓硝酸的作用下Fe、Al表面形成了一层致密的氧化膜，阻止了反应的进一步发生；但在加热条件下可以剧烈反应。
二、人类活动对氮循环和环境的影响
1．含氮物质的来源及危害
2．减少人类活动对氮循环和环境影响的措施
(1)控制进入大气、陆地和海洋的有害物质的数量。
(2)增强生态系统对有害物质的吸收能力。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)用浓硝酸与Cu反应制备NO2。 ( )
(2)汽车尾气中的氮氧化物与碳氢化合物是产生光化学烟雾的元凶。
( )
(3)氮氧化合物也可以形成酸雨。 ( )
[答案] (1)√ (2)√ (3)√
2．浓硝酸常呈黄色的原因是( )
A．浓硝酸易分解产生NO
B．浓硝酸中混有Fe3＋
C．浓硝酸易分解产生NO2
D．浓硝酸易氧化单质C
[答案] C
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
[答案] B
硝酸与金属的反应
1.一般规律：金属与硝酸反应不生成H2。
如：2HNO3(浓)＋Ag===AgNO3＋NO2↑＋H2O；
4HNO3(稀)＋3Ag===3AgNO3＋NO↑＋2H2O。
2．浓硝酸与Fe、Al的反应
浓硝酸常温条件：Fe、Al钝化(化学变化)加热条件：生成硝酸盐＋NO2＋H2O
3．稀硝酸与Fe反应
4．浓硝酸与铜的反应
浓硝酸开始HNO3被还原为NO2，随着反应的进行，浓硝酸变稀，HNO3被还原为NO，向反应后的溶液中加稀硫酸，NO又被还原为NO。
【典例1】 下列关于硝酸的说法正确的是( )
A．硝酸与金属反应时，主要是＋5价的氮得电子
B．浓硝酸与浓盐酸按3∶1的体积比混合，所得的混合物叫王水
C．硝酸电离出的H＋能被Zn、Fe等金属还原成H2
D．常温下，向浓硝酸中投入铁片，会产生大量的红棕色气体
[答案] A
1．下列说法中，正确的是( )
A．碳与浓硝酸反应时，浓硝酸既表现氧化性又表现酸性
B．在0.1 mol·L－1的盐酸中，K＋、Fe2＋、SO、NO能大量共存
C．56 g Fe与硝酸发生氧化还原反应时，Fe转移的电子是3 mol
D．室温下，可用铝槽车贮存或运输浓硝酸
D [碳与浓硝酸反应时生成CO2、NO2和H2O，HNO3全部被还原为NO2，则浓硝酸只表现氧化性，A错误；在0.1 mol·L－1盐酸中存在大量H＋，在H＋存在下，Fe2＋与NO因能发生氧化还原反应而不能大量共存，B错误；因Fe与硝酸反应的相对量不知道，Fe是否完全反应或反应后是生成Fe2＋还是生成Fe3＋都无法确定，故Fe转移的电子数也无法确定，C错误。]
2．在浓硝酸中放入足量铜片，试回答下列问题：
(1)反应开始时的化学方程式为__________________________
____________________________________________________，
实验现象为__________________________________________。
(2)反应将要结束时的化学方程式为_____________________
____________________________________________________。
(3)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，其原因是______________________________________
____________________________________________________。
[解析] (1)反应开始时，铜与浓硝酸反应。(2)随着反应的进行，硝酸的浓度不断减小，反应结束前实质上是铜与稀硝酸反应。(3)反应停止后再加稀硫酸，则溶液中的NO在酸性条件下，又能与过量的铜反应，相当于稀硝酸与铜反应。
[答案] (1)Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 溶液逐渐变蓝，有红棕色气体逸出
(2)3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
(3)加入稀硫酸后，H＋与原溶液中的NO结合成HNO3，又能与过量的Cu反应
硝酸与金属反应的有关计算
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，氮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。
【典例2】 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
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，则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。]
例题中参加反应的n(HNO3)等于多少？写出计算过程。
[答案] n(HNO3)还原＝n(气体)＝0.1 mol，n(HNO3)酸性＝2n[Cu(NO3)2]＋2n[Zn(NO3)2]＝0.3 mol，故参加反应的HNO3的物质的量为0.4 mol。
1．将1.92 g Cu和一定量的浓硝酸反应，随着Cu的不断减少，反应生成气体的颜色逐渐变浅，当Cu反应完毕时，共收集到气体1.12 L(标准状况)，则反应中消耗HNO3的物质的量为( )
A．1 mol B．0.05 mol
C．1.05 mol D．0.11 mol
D [铜和硝酸反应，随着HNO3浓度的减小，硝酸的还原产物的价态越低，铜和浓硝酸反应生成NO2，而与稀硝酸反应时则生成NO，故生成的气体有NO2和NO，则n(NO2)＋n(NO)＝0.05 mol，即被还原的硝酸的物质的量为0.05 mol，n(Cu)＝＝0.03 mol，则生成n[Cu(NO3)2]＝0.03 mol，可知表现酸性的硝酸的物质的量为0.03 mol×2＝0.06 mol，则参加反应的硝酸的物质的量为0.05 mol＋0.06 mol＝0.11 mol。]
2．已知镁和稀硝酸反应时，参加反应的镁和稀硝酸的物质的量之比为2∶5，此时硝酸的还原产物可能是( )
A．NO2 B．N2O
C．N2O3 D．NO
[答案] B
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
[答案] C
[教师备选] 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
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。]
2．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
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。]
3．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
A [稀硝酸与铁反应不产生H2，应生成硝酸盐、NO和H2O。]
4．下列离子方程式书写正确的是( )
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
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
课件40张PPT。第3章 自然界中的元素第2节 氮的循环
课时3 硝酸挥发无液态刺激性＞阴凉处棕色钝化硝酸与金属的反应硝酸与金属反应的有关计算 点击右图进入…Thank you for watching !课时分层作业(十六)
(建议用时：40分钟)
[合格基础练]
1．下列说法不正确的是( )
A．豆科植物通过根瘤菌吸收空气中的氮是化学变化
B．汽车尾气中排放的氮氧化合物是由游离态氮转化来的
C．化石燃料燃烧通常不释放出氮氧化合物
D．植物秸秆燃烧时放出氮氧化合物，参与了氮的循环
C [氮的固定是游离态的氮变成化合态的氮，是化学变化；汽车尾气中排放的氮氧化合物是由氮气和氧气反应生成的；化石燃料中含有氮的化合物，燃烧时会释放出氮氧化合物；植物秸秆燃烧时放出氮氧化合物，参与了氮的循环。]
2．下列反应属于氮的固定的是( )
A．工业合成氨
B．由氨气制备碳酸氢铵
C．铜与浓硝酸反应产生NO2
D．NH4Cl与Ca(OH)2反应生成NH3
A [氮的固定是指使空气中游离态的氮转化为化合态的氮，B、C、D三个选项中的反应物都是氮的化合物，不符合题意。]
3．实验室制备气体后，在收集气体时，往往根据气体的性质选择不同的收集方法，当小明在实验室制备下列气体时，只能用排水法收集的是( )
A．HCl B．CO2
C．NO D．NO2
C [因NO不与水反应，且不溶于水，故NO的收集能使用排水法，而NO的密度与空气接近，不能用排空气法收集。]
4．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
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。]
5．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
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。]
6．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
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。]
7.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
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，原试管中可能是O2与NO2的混合气体且O2不过量。]
8．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.
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。]
9．一定条件下，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.
D [根据4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可知，O2过量。设NO2和O2的体积各为1 L，则1 L NO2消耗O2 L，剩余O2 L，所以 L÷2 L＝。]
[教师备选] 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
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。]
10．在元旦联欢会上，某同学给同学们表演了一段魔术：首先收集一集气瓶红棕色的气体，用玻璃片盖好，然后向其中加入少量水，振荡后变为无色，然后轻轻移动玻璃片使少量空气进入集气瓶，气体又变为红棕色，振荡，又变为无色……
(1)集气瓶中红棕色的气体是________。
(2)气体颜色变化的原因是_______________________________
______________________________________________________
_____________________________________________________；
有关反应的化学方程式为_______________________________
_____________________________________________________
____________________________________________________。
(3)表演魔术时操作者要注意什么问题？为什么？
____________________________________________________。
[答案] (1)NO2
(2)NO2与H2O反应生成无色气体NO，无色气体NO遇到空气，与空气中的O2反应又生成红棕色的NO2 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，2NO＋O2===2NO2
(3)表演魔术时要注意安全，因为NO2、NO都有毒
11．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] 试管中通入O2，NO与O2反应生成NO2，气体变为红棕色，NO2与水反应生成NO和HNO3，液面上升。根据反应4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3。1.5 mL O2完全反应消耗2.0 mL NO，故最后剩余气体为NO，体积为3.0 mL－2.0 mL＝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最后试管内有无色气体剩余
(2)NO 1.0 mL
12．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，氧化剂和还原剂的物质的量之比为____________________________________________________。
(2)汽车尾气中含有CO和NO，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____________________________________________________。
[答案] (1)NO2 NO 1∶1
(2)2NO＋2CON2＋2CO2
(3)6NO2＋8NH37N2＋12H2O
[等级过关练]
13．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
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。]
14．将少量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
C [将少量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的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。]
15．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
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。]
16．实验室常用饱和NaNO2与NH4Cl溶液反应制取纯净的氮气，见下图。反应的化学方程式为NaNO2＋NH4Cl===NaCl＋N2↑＋2H2O，反应放热。试回答：
(1)装置中A部分的分液漏斗与蒸馏烧瓶之间连接的胶管所起的作用是________。
A．防止NaNO2饱和溶液蒸发
B．保证实验装置不漏气
C．使饱和NaNO2溶液容易滴下
(2)B部分的作用是 ________。
①冷凝 ②冷却氮气 ③缓冲氮气流
(3)加热前必须进行的一个操作步骤是____________________________________________________。
加热片刻后，应立即移去酒精灯以防反应物冲出，其原因是____________________________________________________。
(4)收集N2前，必须进行的步骤是(用文字说明)
_______________________________________________________
____________________________________________________。
收集N2不适宜的方法是(填写编号)________。
①用排空气法收集在集气瓶中；
②用排水法收集在集气瓶中；
③直接收集在球胆或塑料袋中。
[解析] 根据实验室制N2的原理知该反应为放热反应，且较剧烈，加热片刻后，应立即移去酒精灯以防反应物冲出；装置中A部分的分液漏斗与蒸馏烧瓶之间连接的胶管是为了保证饱和NaNO2溶液容易滴下；该反应产生的N2中混有水蒸气，B的作用是除去水蒸气；N2的相对分子质量(28)和空气(29)相当，故不能用排空气法收集。
[答案] (1)C (2)①
(3)检查装置气密性 该反应为放热反应
(4)将装置内空气排净 ①
课时分层作业(十七)
(建议用时：40分钟)
[合格基础练]
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
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
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.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
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。]
4．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
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。]
5．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
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。]
6．下列说法中不正确的是( )
A．氨水可以直接作为肥料施用
B．铵盐都可作为氮肥
C．农家肥和草木灰混合施用可以增强肥效
D．作为氮肥，铵盐比氨水施用更方便
C [农家肥在微生物作用下分解得到铵根离子，而草木灰中的K2CO3溶于水呈碱性，容易与铵根离子结合生成氨气而损失肥效，C错误。 ]
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
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．下列离子方程式书写正确的是( )
A．向盐酸中滴加氨水：H＋＋OH－===H2O
B．碳酸氢钠溶液与足量氢氧化钡溶液混合：
HCO＋OH－===CO＋H2O
C．NH4HCO3溶液与过量NaOH溶液混合加热：
NH＋OH－===NH3↑＋H2O
D．氯化铵与氢氧化钠两种浓溶液混合加热：
OH－＋NHH2O＋NH3↑
D [A中的氨水应写化学式，A不正确；B中NaHCO3溶液与足量Ba(OH)2溶液反应的离子方程式为Ba2＋＋HCO＋OH－===BaCO3↓＋H2O，B不正确；C中HCO应参与反应：NH＋HCO＋2OH－NH3↑＋2H2O＋CO，C不正确；D正确。]
9.浓盐酸、浓硝酸易挥发出HCl、HNO3气体，浓硫酸不挥发。已知气体的摩尔质量越小，扩散速度越快。如图所示为探究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
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)。]
10.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与浓氢氧化钠溶液共热，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与浓氢氧化钠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
11．某学习兴趣小组探究氨气的制取实验：
(1)甲同学拟用下列实验方法制备氨气，其中合理的是________。
A．将氯化铵固体加热分解
B．将浓氨水滴入氢氧化钠固体中
C．将氢氧化钠固体加入稀氨水中
D．将氯化铵稀溶液滴入氢氧化钠固体中
(2)根据上述正确的原理，该同学欲用下列常见的实验装置制取氨气，适宜的装置是________。
A B C
(3)气体的性质是气体收集方法选择的主要依据，下列性质与收集方法无关的是________。
①密度 ②颜色 ③溶解性 ④热稳定性 ⑤与氧气反应
(4)下图是甲同学设计收集氨气的几种装置，其中可行的是________，集气的原理是________。
a b c d
[答案] (1)B (2)C (3)②④
(4)d 利用氨气密度小于空气，采用短管进氨气，长管出空气，即可收集氨气
12．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
[等级过关练]
13．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
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。]
14．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
D [2NH4Cl＋Ba(OH)2BaCl2＋2NH3↑＋2H2O，有刺激性气味气体产生；(NH4)2SO4＋Ba(OH)2BaSO4↓＋2NH3↑＋2H2O，既有沉淀又有刺激性气味气体产生；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。]
15．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
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。]
16．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：
A B
(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)。
① ② ③ ④
[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
课时分层作业(十八)
(建议用时：25分钟)
[合格基础练]
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
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。]
[教师备选1] 在S＋6HNO3H2SO4＋6NO2↑＋2H2O中，HNO3表现的性质是( )
A．还原性 B．酸性
C．不稳定性 D．氧化性
D [该反应HNO3中的氮元素化合价降低，故只表现氧化性。]
2．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
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。]
[教师备选2] 硝酸被称为“国防工业之母”是因为它是制取炸药的重要原料。下列实验事实与硝酸性质不相对应的一组是( )
A．浓硝酸使紫色石蕊溶液先变红后退色——酸性和强氧化性
B．不能用稀硝酸与锌反应制氢气——强氧化性
C．要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性
D．能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色退去——强氧化性
D [A项，浓硝酸因有酸性而使紫色石蕊溶液变红色，又因浓硝酸的强氧化性而使其退色；B项，因稀硝酸有强氧化性，与锌反应不产生H2；C项，因浓硝酸不稳定，见光或受热易分解，因此应用棕色瓶盛装，避光保存；D项，硝酸使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色退去，是因为硝酸的酸性将氢氧化钠中和的缘故。]
3．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
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。]
[教师备选3] 下列气体的制备可采用如图装置的是( )
A．铜与浓硝酸反应制NO2
B．铜与稀硝酸反应制NO
C．氯化铵与熟石灰反应制NH3
D．氯化钠与浓硫酸反应制HCl
B [二氧化氮可以与水反应，氨气和氯化氢极易溶于水，三者均不能用排水法收集，故选B。]
4．已知3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，则下列说法不正确的是( )
A．Cu作还原剂，HNO3作氧化剂
B．HNO3在该反应中只有部分表现出了氧化性
C．每生成22.4 L(标准状况)NO有3 mol的电子转移
D．如果有8 mol HNO3被还原，则生成了2 mol NO
D [根据反应
3Cu＋8HNO3(稀)===3C失3×2e－u(NO3)2＋2N得2×3e－O↑＋4H2O知，A项正确；HNO3在该反应中既表现酸性又表现氧化性，B项正确；根据双线桥分析，该反应每生成2 mol NO转移6 mol电子，C项正确；HNO3被还原生成NO，若有8 mol HNO3被还原，则生成8 mol NO，D项错误。]
5．铜粉放入稀硫酸溶液中，加热后无明显变化，但加入某盐一段时间后，发现铜粉质量减少，则该盐不可能是( )
A．FeCl3 B．NaCl
C．KNO3 D．Cu(NO3)2
B [A项反应为2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋，铜粉溶解；C、D两项均发生反应8H＋＋2NO＋3Cu===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，铜粉溶解；B项不反应。]
6．一定量的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
D [由Cu与稀HNO3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。]
7．在下列的反应或处理方式中，分别是体现或利用硝酸的什么性质，请把字母填在题后的空白处：
A．酸性 B．氧化性
C．挥发性 D．不稳定性
(1)石蕊试液滴入硝酸中显红色，放置后又变无色______。
(2)碳酸钙放入硝酸中，可溶解并放出气体________。
(3)用铝槽车运输冷浓硝酸________。
(4)用硝酸钠固体和浓硫酸共热制取硝酸________。
(5)浓硝酸显黄色________。
[答案] (1)AB (2)A (3)B (4)AC (5)D
8.如图表示A、B、C、D、E五种含氮物质相互转化的关系。其中A、B、C、D常温下都是气体，B为红棕色。
(1)写出各物质的化学式：
A________；B________；C________；D________；E________。
(2)写出各步反应的化学方程式：
①A―→C________________________________________；
②D―→C________________________________________；
③B―→E________________________________________；
④C―→B_________________________________________。
(3)写出E的稀溶液与Cu反应的离子方程式：______________
____________________________________________________。
[答案] (1)N2 NO2 NO NH3 HNO3
(2)①N2＋O22NO
②4NH3＋5O24NO＋6H2O
③3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
④2NO＋O2===2NO2
(3)3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
9.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”实验，以确保化学实验的绿色化。
(固定装置略去)
(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的浓硝酸。反应一段时间后，再由a向c中加2 mL蒸馏水，c中的实验现象有什么变化_____________________________。
(3)如表所示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是________，理由是_______________________________
____________________________________________________。
方案
甲
乙
丙
反应物
Cu、
浓HNO3
Cu、
稀HNO3
Cu、O2、
稀HNO3
[解析] 加入水后，浓硝酸变稀，与Cu反应变缓，产生NO无色气体；丙方案发生的反应为2Cu＋O22CuO，CuO＋2HNO3===Cu(NO3)2＋H2O，无污染性气体生成，且HNO3只显酸性，耗酸量少。
[答案] (1)检查装置气密性
(2)反应变缓，气体颜色变淡
(3)丙 耗酸量最少，无污染
[等级过关练]
10．一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
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，由得失电子守恒可知，收集NO的体积相等，故D正确。]
11．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
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。]
[教师备选4] 将6.4 g Cu与400 mL 5 mol·L－1的足量HNO3溶液充分反应，还原产物为NO2和NO。如果反应结束后的溶液中含有H＋a mol，则此时溶液中NO的物质的量为 ( )
A．0.5a mol B．(a＋0.2) mol
C．2a mol D．(0.2－a) mol
B [n(HNO3)＝0.4 L× 5 mol·L－1＝2 mol，剩余H＋ a mol，即HNO3余a mol；溶液中产生NO的还有Cu(NO3)2，Cu(NO3)2物质的量与Cu的物质的量相同，即＝0.1 mol，故溶液中NO共a mol＋0.1 mol×2＝(a＋0.2) mol。]
12．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；
(3)欲使铜和硝酸产生的气体收集于一倒置于水槽的容器中，当通入标准状况下O2________L时，使水充满容器。
[解析] (1)据电子得失守恒得：
2×n(Cu)＝3×n(NO)＋1×n(NO2)
×2＝3×＋
解得V(NO)≈5.8 L，
所以V(NO2)＝11.2 L－5.8 L＝5.4 L。
(2)原HNO3中的NO一部分变成气体(0.5 mol)，另一部分变为NaNO3，其物质的量为V·a×10－3 mol，所以n(HNO3)＝(V·a·10－3＋0.5)mol。
c(HNO3)＝ mol·L－1。
(3)由4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3和4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3得，使V(NO)＝5.8 L和V(NO2)＝5.4 L转化为HNO3，需要的V(O2)＝V(NO)＋V(NO2)＝×5.8 L＋×5.4 L＝5.7 L。
或据电子守恒知：2n(Cu)＝4n(O2)
×2＝×4
解得V(O2)≈5.7 L。
[答案] (1)5.8 5.4
(2)(aV·10－3＋0.5)/0.14
(3)5.7
