课时作业
A篇·知识对点训练
1．关于氮气的性质的说法中，错误的是( )
A．氮在自然界中既以游离态存在又以化合态存在
B．通常情况下，氮气性质很不活泼
C．可在氧气中燃烧生成一氧化氮
D．在反应3Mg＋N2Mg3N2中N2作氧化剂
答案 C
解析 通常情况下氮气的性质很不活泼，不具有可燃性，在放电或高温条件下，能跟氧气反应。
2．NO对于心脑血管系统功能的改善具有重要作用。下列关于NO的描述不正确的是( )
A．不溶于水
B．可由氮气和氧气在放电条件下反应生成
C．常温下能与氧气化合
D．红棕色气体
答案 D
解析 NO为无色不溶于水的气体，D错误。
3．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
答案 B
解析 A中二氧化氮为红棕色气体，二氧化氮与水反应生成的NO也是大气污染物之一；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B符合题意。
4．四支试管中分别充满NO、SO2、NO2、Cl2中的一种，把它们分别倒立于盛有水的水槽中，充分放置后的现象如图所示。其中原试管充满NO2的是( )
答案 B
解析 NO不溶于水，对应D项；SO2易溶于水，对应A项；NO2与水发生反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，试管剩余的气体，对应B项；根据化学方程式Cl2＋H2O===HCl＋HClO和2HClO2HCl＋O2↑可知，充分反应后剩余的气体是O2，且Cl2与O2之间满足关系式2Cl2～O2，对应C项。
5．一定条件下，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.
答案 D
解析 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＝。
6．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
答案 C
解析 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。
7．在容积为672 mL的烧瓶里充满NO、NO2的混合气体，将其倒立在水槽里，去塞后再通入280 mL氧气，恰好完全反应，且水充满烧瓶(气体体积都折合成标准状况下)。下列有关叙述中，正确的是( )
A．总反应可能为NO＋NO2＋O2＋H2O===2HNO3
B．总反应可能为4NO＋8NO2＋5O2＋6H2O===
12HNO3
C．生成HNO3的物质的量浓度接近0.03 mol·L－1
D．生成HNO3的物质的量浓度约为0.45 mol·L－1
答案 B
解析 根据得失电子守恒知：3n(NO)＋n(NO2)＝4n(O2)，解得n(NO)＝0.01 mol，n(NO2)＝0.02 mol，则总反应为4NO＋8NO2＋5O2＋6H2O===12HNO3。V(NO2＋NO)∶V(O2)＝12∶5，因烧瓶中的气体最终均生成了HNO3，故所得溶液的体积与溶解的NO2、NO体积相等，故浓度为[V(NO2＋NO)÷22.4]÷V瓶＝ mol·L－1≈0.045 mol·L－1。
8．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无色气体，则原混合气体中O2的体积和剩余的2 mL气体可能分别是( )
A．1.2 mL，NO B．2.4 mL，O2
C．3.5 mL，O2 D．4 mL，NO
答案 A
解析 解题依据的化学反应原理为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
设O2的体积为x。剩余的气体有两种可能：①若剩O2，则V剩＝x－(12 mL－x)＝2 mL，解得x＝4 mL，B、C不正确。②若剩NO，则V剩＝[(12 mL－x)－4x]＝2 mL，解得x＝1.2 mL，D不正确。
9．为了探究气态氧化物(SO2、NO2)的性质，某同学设计了一组实验：
用三只集气瓶收集满二氧化硫、二氧化氮气体，然后将其倒置在水槽中。分别缓慢通入适量O2或Cl2，如图A、B、C所示。一段时间后，A、B装置的集气瓶中充满溶液，C装置的集气瓶中还有气体剩余。
(1)写出装置B中反应的离子方程式：________________。
(2)假设该实验条件下，气体摩尔体积为a L·mol－1。则装置A的集气瓶中所得溶液溶质的物质的量浓度为________。(假设瓶内液体不扩散)
(3)通入氧气前在C装置的水槽里滴加几滴紫色石蕊溶液，观察到的现象是______________，通入氧气后，可能观察到的实验现象是________________，写出反应的总化学方程式：_______________________。
答案 (1)Cl2＋SO2＋2H2O===4H＋＋2Cl－＋SO
(2) mol·L－1
(3)溶液呈浅红色 溶液红色加深 2SO2＋O2＋2H2O===2H2SO4
解析 NO2和O2，SO2和Cl2按一定比例可完全溶解于水中形成溶液4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4，而SO2溶于水只有部分SO2与水反应SO2＋H2O((H2SO3，很少量的H2SO3消耗很少量的O2,2H2SO3＋O2===2H2SO4。
(2)设充满NO2的集气瓶容积为V L，n(NO2)＝＝ mol，倒置于水槽中通入O2形成 mol HNO3，溶液体积也为V L，故集气瓶中HNO3浓度为：c(HNO3)＝＝ mol·L－1。
(3)H2SO3是弱酸，滴加紫色石蕊溶液显浅红色，通入氧气后，H2SO3被氧化为H2SO4，酸性增强，石蕊溶液所显红色变深。总反应为2SO2＋O2＋2H2O===2H2SO4。
B篇·综合提升训练
10．不能实现下列物质间直接转化的元素是( )
→→→
A．碳 B．氮 C．硫 D．铝
答案 D
解析 A项，碳可以先生成一氧化碳，后生成二氧化碳，再和水反应生成酸，正确；B项，氮气和氧气反应生成一氧化氮，后生成二氧化氮，和水反应时生成硝酸，正确；C项，硫和氧气反应生成二氧化硫，后和氧气反应生成三氧化硫，再和水反应生成硫酸，正确；D项，铝的氧化物只有氧化铝，错误。
11．硝酸工业尾气中含有高浓度的NO和NO2，它们都是大气的重要污染物。已知某厂排放的尾气中NO、NO2的体积比为1∶1，该厂采用NaOH溶液来处理该尾气，处理后所得溶液中只有一种含氮的钠盐。则该含氮的钠盐中，氮元素的化合价为( )
A．－3 B．＋1 C．＋3 D．＋5
答案 C
解析 设该含氮钠盐中氮元素的化合价为x价，NO、NO2在NaOH溶液中发生氧化还原反应生成含氮元素的钠盐，根据得失电子守恒，推知x－2＝4－x，解得x＝3。
12．某混合气体中可能含有Cl2、O2、SO2、NO、NO2中的两种或多种。现将此无色透明的混合气体通过品红溶液后，品红溶液褪色，把剩余气体排入空气中，很快变为红棕色。对于原混合气体成分的判断中正确的是( )
A．肯定有SO2和NO
B．肯定没有Cl2、O2和NO
C．可能有Cl2和O2
D．肯定只有NO
答案 A
解析 由题意可知，混合气体无色，故无Cl2(黄绿色)、NO2(红棕色)；能使品红溶液褪色，说明有SO2；剩余气体排入空气中，很快变为红棕色，说明产生了NO2，进而说明原混合气体中有NO，故无O2。
13．工业废气中氮氧化物是主要污染物，为了治理污染，常通入NH3，发生反应NOx＋NH3―→N2＋H2O。现有NO、NO2的混合气体3 L，用同温同压下3.5 L NH3使其恰好完全转化为N2，则混合气体中NO、NO2的物质的量之比为( )
A．1∶1 B．1∶3 C．2∶1 D．1∶4
答案 B
解析 在相同条件下体积比等于物质的量之比，设混合气体中NO、NO2的物质的量分别是x mol和y mol，则x＋y＝3。根据得失电子守恒可知2x＋4y＝3.5×3，解得x＝0.75、y＝2.25，因此混合气体中NO、NO2的物质的量之比为1∶3。
14．在一定条件下，将6体积的NO2和一定体积的NO置于试管中，并将试管倒置于水中，当通入4.5体积的O2充分反应后，剩余1.5体积气体，则原NO体积可能为( )
①3体积 ②4体积 ③5体积 ④5.5体积
⑤2体积
A．③ B．⑤
C．④或⑤ D．②或⑤
答案 C
解析 本题的关键在于理解剩余的1.5体积气体，可能是一氧化氮，也有可能是氧气。若是一氧化氮，则氧气全部反应，二氧化氮完全反应用掉了1.5体积氧气，剩余3体积应该被一氧化氮消耗，所以一氧化氮体积为4体积＋1.5体积＝5.5体积；若剩余的为氧气，则这过程中一氧化氮消耗的氧气为1.5体积，所以一氧化氮的体积是2体积。
15．以下是氮循环的一部分：
(1)NO2的颜色是________。
(2)反应①的化学方程式是_______。
(3)NO2易溶于水，并和水发生化学反应。该反应中，氧化剂是________。
(4)化合物A的化学式是________。
(5)治理汽车尾气的一种方法是用催化剂使NO与CO发生反应：2NO＋2CO2CO2＋N2。当生成2 mol N2时，被还原的NO为________mol。
答案 (1)红棕色 (2)N2＋O22NO (3)NO2
(4)HNO3 (5)4
解析 (2)反应①是N2和O2在放电条件下的反应，化学方程式是N2＋O22NO。
(3)NO2易溶于水，发生的反应是3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。该反应中NO2的氮元素化合价既有降低又有升高，NO2既是氧化剂又是还原剂。
(4)由3NO2＋H2O===2HNO3＋NO知A的化学式是HNO3。
(5)从2NO＋2CO2CO2＋N2看出NO和N2的物质的量比为2∶1，则生成2 mol N2时反应的NO为4 mol且全部作氧化剂被还原。
16．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。
答案 (1)12 36 (2)16 (3)6 (4)18
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，可使容器内气体全部被H2O吸收。
第二节 氮及其化合物
第一课时 氮的氧化物
[明确学习目标] 1.了解氮气的性质及固氮方法。2.认识一氧化氮、二氧化氮的性质，熟知氮的氧化物溶于水反应的化学方程式。
学生自主学习
氮气与氮的固定
1．氮气无色、无味、不溶于水，约占空气体积的。通常情况下，化学性质很稳定，与其他物质难以反应。在放电或高温下，与氧气反应的化学方程式为N2＋O22NO。
N2与镁、氢气反应的方程式分别是：N2＋3MgMg3N2；N2＋3H22NH3。
2．氮的固定
(1)定义：使游离态的氮转化为氮的化合物的过程。
(2)类别
一氧化氮与二氧化氮
1．一氧化氮是无色、无味、不溶于水的有毒气体，与氧气反应的化学方程式为2NO＋O2===2NO2。
2．二氧化氮是红棕色、有刺激性气味的有毒气体，易液化，易溶于水，与水反应的化学方程式为3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，工业上利用这一原理生产硝酸。
[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。
1．实验室能否用排空气法收集NO气体？能否用排水法收集NO2？为什么？
提示：不能。NO与空气的密度十分接近且易与空气中的O2反应，故不能用排空气法收集，一般用排水法收集；NO2易与H2O发生反应，故不能用排水法收集，一般用向上排空气法收集。
2．如何除去NO气体中混有的少量NO2气体杂质？
提示：根据NO2与H2O反应能生成NO，既能除去NO2杂质，又不引入其他杂质，故可将混合气体通入盛有水的洗气瓶，然后重新收集气体。
课堂互动探究
氮的氧化物与水反应的实验探究
(1)操作方法
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。
实验装置
实验现象
试管充满水需满足的条件
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
V(NO2)∶V(O2)＝4∶1
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
V(NO)∶V(O2)＝4∶3
(2)相关反应原理
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
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
[批注点拨]
[解析] 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肯定错误；③中通入足量的氧气，NO也可以全部被吸收。
[答案] B
[练1] 在一定温度和压强下，将一容积为15 mL的试管充满NO2后，倒置于一个盛有水的水槽中。当试管内液面上升至一定高度不再变化时，在相同条件下再通入O2，若要使试管内液面仍保持在原高度，则通入O2的体积为( )
A．3.75 mL B．7.5 mL
C．8.75 mL D．10.5 mL
答案 C
解析 15 mL NO2与水反应后生成5 mL NO，根据反应4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，使5 mL NO完全被氧化需O2体积为5 mL×＝3.75 mL。据题意，通入的O2应过量5 mL，则共需通入O2 8.75 mL。
[练2] 将10 mL充满NO2和O2的混合气体的试管，倒置在水槽中，反应停止后试管内剩余2 mL的无色气体，求原混合气体中NO2和O2各多少毫升？
答案 剩余2 mL气体可能是NO或O2，分两种情况讨论：(1)剩余的是NO，可以看成先发生了反应：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体积为(10 mL－6 mL)×＝0.8 mL，NO2体积为10 mL－0.8 mL＝9.2 mL。
(2)剩余的是O2，则有10 mL－2 mL＝8 mL是NO2和O2的混合气体，按反应：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3进行计算。所以NO2的体积为8 mL×＝6.4 mL，O2体积为10 mL－6.4 mL＝3.6 mL。
氮的氧化物与水反应的计算规律
(1)NO2单独溶于水(按反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO计算)
剩余气体是NO，V(NO)＝V(NO2)。
(2)NO2与O2的混合气体溶于水(按反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3计算)
(3)NO与O2的混合气体溶于水(按反应4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3计算)
本课归纳总结
1.一氧化氮是无色、无味、不溶于水的有毒气体，易与空气中的氧气反应生成二氧化氮，即2NO＋O2===2NO2。
2．二氧化氮是红棕色有刺激性气味的有毒气体，易
溶于水生成HNO3和NO，化学方程式为3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。
3．氮的氧化物溶于水的总反应为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3,4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3。
学习效果检测
1．湿润的淀粉碘化钾试纸接触某气体而显蓝色，该气体可能是下列气体中的( )
①Cl2 ②NO2 ③H2S ④SO2 ⑤溴蒸气 ⑥HCl
A．①③④ B．①②⑤ C．①②⑥ D．②④⑥
答案 B
解析 显蓝色表明接触过程中发生氧化还原反应生成了单质I2。其反应如下：①Cl2＋2KI===I2＋2KCl，②3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，HNO3将KI氧化成I2，⑤Br2＋2KI===I2＋2KBr。
2．将盛有30 mL NO和NO2混合气体的试管倒置于放满水的水槽中，最后试管中气体的体积是20 mL，则原混合气体中NO的体积是( )
A．24 mL B．15 mL C．18 mL D．12 mL
答案 B
解析 NO2与水反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，设原混合气体中NO与NO2的体积分别为x、y，则据题意，剩余气体体积20 mL是原NO气体与上述反应生成的NO气体的总体积，列方程即可得NO和NO2体积都是15 mL。
3．在NO2被水吸收的反应中，发生还原反应的物质和发生氧化反应的物质的物质的量之比为( )
A．3∶1 B．1∶3 C．1∶2 D．2∶1
答案 C
解析 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO,3 mol NO2中，有2 mol氮原子的价态升高，1 mol氮原子的价态降低，所以发生还原反应的NO2与发生氧化反应的NO2的物质的量之比为1∶2。
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
答案 C
解析 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。
5．一氧化氮是大气污染物之一。目前，有一种治理方法是在400 ℃左右、有催化剂存在的情况下，用氨把一氧化氮还原为氮气和水。请写出该反应的化学方程式：__________________________________。
答案 6NO＋4NH35N2＋6H2O
6．利用如图所示装置收集以下7种气体(图中烧瓶的位置不得变化)。
①H2 ②Cl2 ③CH4 ④HCl ⑤NH3 ⑥NO ⑦SO2
(1)若烧瓶是干燥的，则由B口进气收集的气体有________(写序号)。
(2)若烧瓶充满水，可收集的气体有________，这时气体由________口进入。
(3)若烧瓶是干燥的，则由A口进气，可收集的气体有________。
(4)若在烧瓶内装入浓硫酸使气体干燥，则可用此装置来干燥的气体有________，这时气体由________口进入。
答案 (1)②④⑦ (2)①③⑥ A (3)①③⑤
(4)①②③④⑥⑦ B
课时作业
A篇·知识对点训练
知识点1 硝酸的性质
1．关于硝酸的说法正确的是( )
A．硝酸电离出的H＋，能被Zn、Fe等金属还原成H2
B．浓HNO3与浓HCl按3∶1的体积比所得的混合物叫王水
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
答案 C
解析 A项，硝酸能电离出H＋，但氧化性NO(H＋)>H＋，H＋不能被Zn、Fe等金属还原成H2，错误；B项，浓HNO3与浓HCl按1∶3的体积比所得的混合物叫王水，错误；C项，硝酸与金属反应时，主要是＋5价的氮元素得电子，正确；D项，常温下，向浓HNO3中投入Fe片，发生钝化，不会产生大量的红棕色气体，错误。
2．从经济效益和环境保护的观点出发，由铜制取硝酸铜最适宜的方法是( )
A．Cu与浓HNO3―→Cu(NO3)2
B．Cu与稀HNO3―→Cu(NO3)2
C．CuCuOCu(NO3)2
D．Cu＋AgNO3―→Cu(NO3)2
答案 C
解析 A项，生成的NO2会造成大气污染，不正确；B项，生成的NO也会造成大气污染，不正确；C项，生成等量的硝酸铜所用的原料少比较经济，又不会对环境造成污染，正确；D项，硝酸银成本较高，同时硝酸银会对环境造成一定的污染，主要是重金属污染，不正确。
3．将铜粉放入稀硫酸中，加热无明显反应，但加入某盐后，发现铜粉质量逐渐减少，该盐是( )
A．硫酸亚铁 B．硫酸锌
C．硝酸钾 D．氯化钠
答案 C
解析 在酸性溶液中，硝酸盐具有氧化性，能把铜氧化生成硝酸铜和NO，选项C符合题意。
4．0.3 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
答案 C
解析 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。
5．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
答案 B
解析 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)。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。
6．在浓硝酸中放入铜片：
(1)开始反应的化学方程式为__________________________，实验现象为____________________________。
(2)若铜有剩余，则反应将要结束时的反应方程式为______________。
(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______________________________________________。
(4)若将12.8 g铜跟一定量的浓硝酸反应，铜消耗完时，共产生5.6 L(标准状况)气体。则所消耗的HNO3的物质的量为________，其中显氧化性的硝酸的物质的量为________。
答案 (1)Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 铜片逐渐变小，溶液颜色变成蓝色，并有红棕色气体产生
(2)3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
(3)溶液中有硝酸根离子，加入稀硫酸后增加了溶液中氢离子的浓度，发生反应：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
(4)0.65 mol 0.25 mol
解析 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的反应。反应停止后再加稀H2SO4，溶液中的NO在酸性条件下，又相当于稀HNO3与铜反应。
7．为了证明稀硝酸与铜反应的气体产物是NO，某同学设计了如下实验装置和实验方案。
实验步骤：
(1)关闭K1，打开K2，向试管中加石灰石，通过分液漏斗向其中加入一定的稀硝酸，则加入石灰石的作用是________________________________，反应的化学方程式是________________________________________。
(2)将铜丝插入稀硝酸中，微热大试管。该步反应的离子方程式是__________________________________。
(3)充分反应后，打开开关K1，通过气囊鼓入空气，可以观察到烧瓶中______________________，证明稀硝酸与铜反应的气体产物是NO。
(4)NaOH溶液的作用________________________。
答案 (1)石灰石与稀硝酸生成CO2，把装置中的氧气排尽 CaCO3＋2HNO3===Ca(NO3)2＋CO2↑＋H2O
(2)3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
(3)无色气体变成红棕色气体
(4)尾气处理，以免气体污染环境
知识点2 酸雨及防治
8．“保护环境，就是保护人类自己。”下列环境问题与产生的主要原因不相符的是( )
①“臭氧空洞”主要是大量使用氟氯代烃等引起的 ②“光化学烟雾”主要是由NO2等引起的
③“酸雨”主要是由空气中CO2浓度增大引起的
④“白色污染”主要是由聚乙烯塑料等引起的
⑤“厄尔尼诺”现象由空气中CO2浓度增大引起的
⑥“温室效应”主要是由空气中CO2浓度增大引起的
⑦“赤潮”主要是由水体中P、N等元素过量引起的
A．只有①② B．只有②③⑤
C．全部 D．只有③
答案 D
解析 “酸雨”的形成主要是SO2及NOx引起，故③不正确。
B篇·综合提升训练
9．1.92 g Cu投入到一定量的浓硝酸中，铜完全溶解，生成的气体的颜色越来越浅，共收集到672 mL的气体(气体体积已折算为标准状况下)。将盛有此气体的容器倒扣在水槽中，通入标准状况下一定体积的氧气，恰好使气体完全溶于水，则通入的氧气的体积为( )
A．168 mL B．224 mL
C．336 mL D．504 mL
答案 C
解析 此题首先要理清电子的转移情况，然后找出关系式：
，整个过程相当于Cu失的e－转移给O2，由此得出Cu和O2的关系式：2Cu～O2，计算出O2的体积。
10．各取0.1 mol Cu分别投入足量的下列酸中(必要时可加热)：①浓硫酸，②浓硝酸，③稀硝酸。充分反应后在相同的条件下得到的气体体积由大到小的顺序是( )
A．②③① B．②①③
C．①②③ D．③①②
答案 B
解析 由于Cu的用量一样，电子转移数目相等，产生1 mol 气体需要获得的电子：浓H2SO4→SO2,2 mol e－；浓HNO3→NO2,1 mol e－；稀HNO3→NO,3 mol e－。故产生的气体的体积由大到小的顺序为②>①>③。
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，再通入足量澄清石灰水中；第②份直接通入少量澄清石灰水中。则澄清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
答案 B
解析 碳与浓硝酸反应产生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，则NO和CO2的混合气体再通入足量澄清石灰水中会产生CaCO3沉淀。
12．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
答案 C
解析 溶液中含有H＋，则HNO3过量。在反应过程中HNO3逐渐变稀，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的物质的量＝生成的气体的物质的量＝(0.4－a－0.2) mol＝(0.2－a) 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。
13．(1)实验室用金属铜和稀硝酸制取NO的化学方程式为______________。
(2)NO是有毒气体，某学生为防止污染，用分液漏斗和烧杯装配了一套简易的、能随开随用、随关随停的NO气体发生装置，如图甲所示。
①实验室若没有铜丝，而只有小铜粒，在使用上述装置进行实验时，可用丝状材料包裹铜粒以代替铜丝进行实验，这种丝状材料的成分可以是________(填选项编号)。
A．铁 B．铝 C．铂 D．玻璃
②打开分液漏斗的活塞使反应进行，在分液漏斗中实际看到的气体是红棕色的，原因是________________________________(填化学方程式)。
(3)为证明铜丝与稀硝酸反应生成的确实是NO，某学生另设计了一套如图乙所示的装置制取NO。反应开始后，可以在U形管右端观察到无色的NO气体。
①长玻璃管的作用是________________________________________。
②让反应停止的操作方法及原因是___________________________。
(4)以下收集NO气体的装置，合理的是________(填选项代号)。
答案 (1)3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
(2)①CD ②2NO＋O2===2NO2
(3)①接收被气体压出U形管的液体，防止稀硝酸溢出
②关闭U形管右端导气管上的活塞；反应产生的气体将U形管右端管内的稀硝酸向下压，使铜丝与稀硝酸分开，反应就会停止
(4)CD
解析 (2)①这种丝状材料的成分不能与稀硝酸反应，所以A、B项不可选；②红棕色的气体是NO2，原因是生成的NO与空气中的氧气反应。
(3)该实验装置是防止产生的气体与空气接触，长玻璃管的作用是暂时储存稀硝酸，防止稀硝酸溢出；关闭活塞，产生的气体使稀硝酸液面下降，从而将铜丝与稀硝酸分开，反应停止。
(4)不能用排空气法来收集NO，因为NO与空气中的氧气反应，只能用排水法，C和D装置符合题意。
第三课时 硝酸
[明确学习目标] 1.通过硝酸与不活泼金属、非金属反应，认识硝酸的强氧化性。2.通过比较浓硝酸与稀硝酸性质的差异，认识浓度、反应条件对反应产物的影响。3.知道氮的氧化物(NO2)，硫的氧化物(SO2)是主要的大气污染物及防治措施。
学生自主学习
硝酸的性质
1．硝酸是无色，易挥发，有刺激性气味的液体。
2．浓硝酸的不稳定性，用化学方程式表示为：4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O。
3．稀硝酸的强氧化性
稀硝酸与Cu发生反应：8HNO3(稀)＋3Cu===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，离子方程式为2NO＋3Cu＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。
4．浓硝酸的强氧化性
(1)常温下Fe、Al遇浓硝酸钝化，因此可用铝制或铁质的容器贮存浓硝酸。
(2)浓硝酸与Cu发生反应：4HNO3(浓)＋Cu===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，离子方程式为2NO＋Cu＋4H＋===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O。
5．王水
由浓硝酸和浓盐酸组成的混合物，体积比为1∶3。能使不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解。
6．硝酸的用途
是制炸药、染料、塑料的原料，也是化学实验室的必备试剂。
酸雨及防治
1．SO2与NO2的主要来源
(1)SO2：主要来源于煤、石油和某些含硫的金属矿物的燃烧或冶炼。
(2)NO2：主要来自于汽车尾气。
2．危害
(1)引起大气污染，直接危害人体健康。
(2)溶于水形成酸雨。
3．酸雨
(1)概念：pH<5.6的降雨。
(2)成因：二氧化硫、氮氧化物以及它们在大气中发生反应后的生成物溶于雨水形成的。
(3)危害
①直接破坏农作物、森林、草原，使土壤、湖泊酸化。
②加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具及电信电缆的腐蚀。
分析铜与浓硝酸、稀硝酸的反应，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，一般地硝酸的浓度越低，还原产物的价态越低。
课堂互动探究
知识点一 硝酸的性质
1．硝酸的物理性质
颜色
状态
气味
溶解性
挥发性
无色
液态
刺激性气味
易溶于水
有挥发性
硝酸浓度越大越易挥发。
2．硝酸的不稳定性
HNO3在光照或加热条件下会分解，硝酸浓度越大越容易分解。反应方程式为4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O。所以HNO3应盛放在棕色细口试剂瓶中，且放在阴凉处；浓硝酸呈黄色是由于溶有NO2的缘故。
3．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。
(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
a．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。
b．活泼金属与HNO3反应不生成H2，HNO3的浓度不同，还原产物不同。
c．常温下浓硝酸、浓H2SO4能使Fe、Al钝化。
②硝酸与非金属的反应
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
如：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 某稀溶液中HNO3和H2SO4的物质的量浓度分别为3.0 mol/L和2.0 mol/L。取该溶液20 mL，加入3.2 g铜粉，充分反应后，产生的气体在标准状况下的体积约是( )
A．0.75 L B．0.336 L C．1.5 L D．0.448 L
[批注点拨]
[解析] 20 mL溶液中：n(H＋)＝0.14 mol，n(NO)＝0.06 mol，n(Cu)＝0.05 mol。依据离子方程式计算：
3Cu ＋ 8H＋ ＋ 2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
3 8 2 2×22.4 L
0．05 mol 0.14 mol 0.06 mol V(NO)
三者反应时，H＋与NO均过量，依据Cu的物质的量可得V(NO)≈0.75 L。
[答案] A
[练1] 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
答案 B
解析 相同质量的铜分别和过量浓硝酸、稀硝酸反应时，浓硝酸参与的反应更剧烈，A错；铜和浓硝酸、稀硝酸反应的方程式分别为①4HNO3(浓)＋Cu===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，②8HNO3(稀)＋3Cu===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。①产生红棕色气体，②产生无色气体，C错误；由于参加反应的铜的质量相同，且两反应中还原剂都是铜，反应后铜的价态又相同，所以反应中转移的电子总数相等，D错；1 mol Cu和浓硝酸反应消耗4 mol硝酸，1 mol Cu和稀硝酸反应消耗 mol硝酸，同质量的铜和过量浓硝酸、稀硝酸反应时，消耗的浓硝酸多，B正确。
[练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
答案 B
解析 n(NO)＝0.1 mol，转移电子的物质的量为0.1 mol×3＝0.3 mol，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，溶液的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。
知识点二 酸雨及防治
1．SO2和氮的氧化物的吸收
(1)NaOH溶液吸收
SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O
NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O
2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O
(2)氨气吸收
2NH3＋H2O＋SO2===(NH4)2SO3
NH3＋H2O＋SO2(多)===NH4HSO3
8NH3＋6NO27N2＋12H2O
4NH3＋6NO5N2＋6H2O
2．酸雨类型
(1)硫酸型：SO2→H2SO3→H2SO4
SO2＋H2O??H2SO3,2H2SO3＋O2===2H2SO4
(2)硝酸型：NO2→HNO3
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
3．防治措施
(1)调整能源结构，发展清洁能源。
(2)研究原煤的脱硫技术，改进燃烧技术，减少二氧化硫和氮氧化物的排放，如用石灰法，对煤燃烧后的烟气脱硫。
(3)加强工厂废气的回收处理。
(4)改进汽车尾气的处理技术，控制尾气排放。
2 汽车尾气(含CO、SO2和NO等)是城市空气污染源之一，治理的方法之一是在汽车的排放管上装一个“催化转化器”，它能使CO跟NO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体，并促进二氧化硫的转化。
(1)汽车尾气中导致酸雨形成的主要物质是________________。
(2)写出在催化剂的作用下CO跟NO反应的化学方程式：
________________________________________。
(3)使用“催化转化器”的缺点是在一定程度上提高了排放废气的酸度，有可能促进了酸雨的形成，其原因是______________________________。
[批注点拨]
[解析] (2)从题目叙述中“它能使CO跟NO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体”，可推出该反应为2CO＋2NON2＋2CO2。
(3)使用“催化转化器”促进SO2转化为SO3，而SO3与H2O化合生成H2SO4，提高了空气的酸度，促进了酸雨的形成。
[答案] (1)SO2、NO
(2)2CO＋2NON2＋2CO2
(3)由于促进了SO2的转化，生成的SO3增多，SO3＋H2O===H2SO4提高了空气的酸度
[练3] 以下非金属氧化物与其引起的环境问题及主要来源对应正确的是( )
氧化物
环境问题
主要来源
A
CO2
破坏臭氧层
化石燃料的燃烧
B
SO2
温室效应
汽车尾气的排放
C
NO2
光化学烟雾
工厂废气的排放
D
CO
酸雨
汽车尾气和化石燃料的不完全燃烧
答案 C
解析 CO2不会破坏臭氧层，A错误；SO2主要引起酸雨，来源于煤的燃烧，B错误；CO不会引起酸雨，D错误。
[练4] 下列有关环境污染的说法正确的是( )
A．煤燃烧时加入适量石灰石，可减少SO2的排放
B．光化学烟雾的形成主要与CO2有关
C．pH在5.6～7之间的降水通常称为酸雨
D．含磷洗涤剂易于被细菌分解，故不会导致水体污染
答案 A
解析 燃烧时加入石灰石，发生的反应有CaCO3CaO＋CO2↑、CaO＋SO2CaSO3、2CaSO3＋O2===2CaSO4(炉渣)，因此能减少SO2的排放，A正确；光化学烟雾主要是由氮氧化物和碳氢化合物导致的，B错误；pH<5.6的雨水被称为酸雨，C错误；含磷洗涤剂会造成水体富营养化而引起赤潮、水华等现象，D错误。
规律方法
(1)引起温室效应的气体除CO2之外，还有CH4等。
(2)酸雨、光化学烟雾、臭氧空洞均与氮氧化物有关。
(3)CO2不属于空气污染物。
本课归纳总结
1.浓硝酸在加热或光照条件下易分解，其分解生成的NO2溶于其中，是浓HNO3通常显黄色的原因。
2．稀HNO3的还原产物为NO：
3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，
浓HNO3的还原产物为NO2：
Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。
3．铁、铝在常温下，遇到浓H2SO4或浓HNO3发生钝化，这都体现了二者的强氧化性。
4．pH<5.6的降雨称为酸雨，酸雨分为硫酸型和硝酸型。前者由SO2引起，后者由NOx引起。
学习效果检测
1．对于硫酸和硝酸的比较中，下列叙述中不正确的是( )
A．冷的浓硫酸和浓硝酸都可以用铝、铁的容器盛装
B．浓硫酸和浓硝酸都具有很强的腐蚀性、脱水性
C．浓硫酸和稀硝酸都具有氧化性
D．硫酸和硝酸都是重要的化工原料
答案 B
2．下列关于浓HNO3与浓H2SO4的叙述正确的是( )
A．常温下都不能用铁制容器贮存
B．常温下都能与铜较快反应
C．露置于空气中，溶液质量均减轻
D．露置于空气中，溶液浓度均降低
答案 D
解析 浓HNO3易挥发，浓H2SO4具有吸水性，露置于空气中，浓HNO3的质量减轻，浓H2SO4的质量增加，但二者的浓度均降低。
3．下列反应中，硝酸只表现氧化性的是( )
A．Zn＋HNO3(稀)―→
B．Mg(OH)2＋HNO3(稀)―→
C．C＋HNO3(浓)―→
D．Cu＋HNO3(浓)―→
答案 C
解析 A项，锌与稀硝酸反应生成NO和硝酸锌和水，表现了硝酸的氧化性和酸性；B项，Mg(OH)2与硝酸反应生成硝酸镁，只体现了硝酸的酸性；C项，C与浓硝酸反应生成CO2、NO2和水，只体现了硝酸的氧化性；D项，铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、NO2和水，硝酸既表现氧化性又表现酸性。
4．下列关于硝酸的认识中，正确的是( )
A．浓硝酸和稀硝酸都具有氧化性
B．浓硝酸与金属反应不产生氢气，而稀硝酸与金属反应可置换出氢气
C．因常温下铝和铁不与浓硝酸反应，所以浓硝酸可盛放在铝制或铁制容器中
D．硝酸与金属反应时，只表现出氧化性
答案 A
解析 浓、稀硝酸都有氧化性，与金属反应不产生氢气；在与金属反应时，硝酸既表现氧化性又表现酸性；浓硝酸可盛放在铝制或铁制容器中，因为铝和铁在冷浓硝酸中钝化。
5．在通风橱中进行下列实验：
下列说法中不正确的是( )
A．Ⅰ中气体由无色变红棕色的化学方程式为2NO＋O2===2NO2
B．Ⅱ中的现象说明Fe表面形成致密的氧化膜，阻止Fe进一步反应
C．对比Ⅰ、Ⅱ中现象，说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3
D．红棕色气体的成分是NO2
答案 C
解析 Ⅰ中由于稀硝酸有强的氧化性，与铁发生氧化还原反应，硝酸得到电子被还原变为NO，气体为无色，当遇到空气时，发生反应：2NO＋O2===2NO2，气体变为红棕色的NO2，A、D正确；在Ⅱ中浓硝酸有强氧化性，在室温下遇铁、铝会使金属表面氧化产生一层氧化物薄膜，对内层金属起保护作用，从而防止金属的进一步反应，即发生钝化现象，因此不能进一步反应，这恰好说明浓硝酸的氧化性比稀硝酸强，B正确，C错误。
6．将红热固体单质甲投入显黄色的溶液乙中，剧烈反应产生混合气体A，A在常温下不与空气反应，根据下图所示的变化关系填空。
(1)甲是________，乙是________，丙是________。(填化学式)
(2)混合气体A的主要成分是____________。
(3)气体B是________，蓝色溶液是________。
(4)甲与乙反应的化学方程式为________________________________。
(5)若将气体A依次通过盛有澄清石灰水和Ba(OH)2溶液的洗气瓶，发现气体经过石灰水时颜色消失，并无沉淀生成，气体通过Ba(OH)2溶液时，产生白色沉淀，写出通过石灰水洗气瓶时发生反应的化学方程式：__________________。
答案 (1)C 浓HNO3 Cu
(2)NO2、CO2
(3)NO Cu(NO3)2
(4)C＋4HNO3(浓)4NO2↑＋CO2↑＋2H2O
(5)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO,2HNO3＋Ca(OH)2===Ca(NO3)2＋2H2O
解析 常温下与丙单质反应生成蓝色溶液，只能是铜与HNO3反应。气体A与水反应生成HNO3，A中含有NO2，又知A是红热固体单质甲投入显黄色的溶液乙中，剧烈反应产生混合气体，可知甲是木炭，乙是浓HNO3，丙是铜，A中含有NO2、CO2，B是NO。
课时作业
A篇·知识对点训练
知识点1 氨的性质
1．下列过程没有起到氮的固定作用的是( )
A．N2与O2反应生成NO
B．N2与H2在一定条件下合成氨
C．NH3经催化氧化生成NO
D．豆科植物的根瘤菌将空气中的氮气转化为含氮化合物
答案 C
解析 氮的固定指游离态的氮反应生成化合态的氮，即由N2到含氮化合物。
2．下列有关氨的说法正确的是( )
A．氨属于电解质
B．液氨是纯净物，氨水是混合物
C．氨气遇浓盐酸、浓硫酸、浓硝酸都能产生白烟
D．氨气易液化，所以可用来做喷泉实验
答案 B
解析 氨是非电解质，A错误；浓H2SO4难挥发，C错误；喷泉实验是利用了NH3极易溶于水的性质，D错误。
3．利用如图所示装置，在锥形瓶中，分别加入足量的下列物质，反应后可能产生喷泉的是( )
A．Cu与稀盐酸
B．NaHCO3与NaOH溶液
C．CaCO3与稀硫酸
D．NH4HCO3与稀盐酸
答案 D
解析 根据题意只要能在锥形瓶内反应产生气体，压强大于圆底烧瓶内压强即可，故应选NH4HCO3和稀盐酸。A项中两物质不反应，B项中反应不生成气体，C项生成的CaSO4附着在CaCO3的表面会阻止反应的进行。注意该装置中玻璃导管的作用是使烧瓶内外压强相等。
4．下列关于氨水的说法中，不正确的是( )
A．氨水和液氨不同，氨水是由多种粒子组成的，液氨的组成中只有氨分子
B．氨水中物质的量浓度最大的粒子是NH3·H2O(除水外)
C．氨水显弱碱性，故通常保存在金属容器中
D．在1 mol/L氨水中，NH3·H2O、NH、NH3的物质的量浓度之和为1 mol/L
答案 C
解析 氨水对许多金属有腐蚀作用，故一般情况下，氨水存放在陶瓷坛、橡皮袋等里面；根据氮原子守恒知：c(NH3·H2O)＋c(NH)＋c(NH3)＝1 mol/L。
5．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
答案 A
解析 NH3与HCl反应为非氧化还原反应，B错误；因NH3易溶于水，实验室制NH3用NH4Cl固体和熟石灰加热，C错误；液氨汽化时，吸收大量热，可用液氨作制冷剂，D错误。
6．如图为中学化学教材上的喷泉实验装置。在烧瓶中充满了干燥气体，胶头滴管及烧杯中分别盛有液体，下列各组中能形成这样的喷泉但液体不能充满烧瓶的是( )
A．HCl和H2O
B．以4∶1混合的NO2、O2混合气体和H2O
C．NO2和H2O
D．CO2和NaOH溶液
答案 C
解析 喷泉实验产生的根本原因是烧瓶内外产生气压差，当把胶头滴管内的液体挤入烧瓶时，四选项均可产生气压差形成喷泉，且HCl能完全溶于水，CO2完全与NaOH溶液反应，4∶1混合的NO2和O2能恰好发生反应，4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，故均可使液体充满烧瓶，但NO2与H2O反应时有NO生成，液体不能充满烧瓶。
知识点2 铵盐 氨的实验室制法
7．以下性质不属于铵盐的通性的是( )
A．易溶于水 B．含有NH
C．可分解放出氨气 D．能与碱反应放出氨气
答案 C
解析 铵盐均含有NH，均易溶于水，均能与碱反应放出NH3；一般来说，铵盐受热分解可产生NH3，但有些铵盐(如NH4NO3)在加强热时会发生氧化还原反应，并不产生NH3。
8．为了检验某固体物质中是否含有NH，你认为下列试纸和试剂可用到的是( )
①蒸馏水 ②NaOH溶液 ③红色石蕊试纸 ④蓝色石蕊试纸 ⑤稀硫酸
A．①②④ B．①②③ C．②③ D．①③⑤
答案 B
解析 固体溶于NaOH溶液后，加热，若含有NH，则发生NH＋OH－NH3↑＋H2O，NH3能使湿润(用到蒸馏水)的红色石蕊试纸变蓝，故选B。
9．实验室里可按如图所示的装置来干燥、收集气体R，多余的气体R可用水吸收，则气体R是( )
A．HCl B．Cl2 C．CO D．NH3
答案 D
解析 从储气瓶导管长短及防倒吸装置可看出R应是一种比空气密度小，易溶于水的气体，故D选项正确。
10．氨气是化学实验室经常制取的气体。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)下面的制取装置图中，方法①应选用装置________(填“A”或“B”，下同)，方法②应选用装置________。
(2)实验中要干燥氨气，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_________________________。
答案 (1)A B
(2)B
(3)将湿润的红色石蕊试纸靠近集气瓶口，若试纸变蓝，说明NH3已集满(或其他合理答案)
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。
B篇·综合提升训练
11．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
答案 C
解析 此反应存在元素化合价的变化，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。
12．下列关于氨与铵盐的叙述中正确的是( )
A．铵盐加热时都能产生NH3，并可以用湿润的红色石蕊试纸检验
B．干燥NH3时，不可以用酸性干燥剂，用中性干燥剂CaCl2即可
C．铵盐作氮肥时，与生石灰混用的效果更好
D．铵盐的物理共性是铵盐都是晶体，都能溶于水
答案 D
解析 选项A，如NH4NO3加热时不产生NH3；选项B，NH3能与CaCl2反应，所以不能用CaCl2干燥NH3；选项C，生石灰与环境中的H2O反应生成Ca(OH)2，Ca(OH)2与铵盐反应生成极易挥发的NH3，从而大大地降低了肥效。
13．氨溶于水得到氨水，氯气溶于水得到氯水，下列关于新制的氨水、氯水的描述中正确的是( )
A．“两水”都是混合物，溶液中含有的粒子种类、数目相同
B．“两水”都有刺激性气味，都能漂白有机色素
C．“两水”中都存在可逆反应
D．“两水”放置时间较久后都会因为相同的原理而变质
答案 C
解析 新制的氯水中存在的微粒(三分子四离子)：Cl2、H2O、HClO和Cl－、ClO－、H＋、OH－；氨水中存在的微粒(三分子三离子)：NH3、H2O、NH3·H2O和NH、H＋、OH－，A错误；氨水无漂白性，B错误；氨溶于水发生反应：NH3＋H2O??NH3·H2O；氯气溶于水发生反应：Cl2＋H2O??HClO＋HCl，C正确；新制的氯水长时间放置，因HClO发生分解最终形成稀盐酸(化学变化)，新制的氨水长时间放置，因NH3易挥发而变稀，但不会变质，D错误。
14．某混合气体中可能含有Cl2、O2、HCl、NH3、NO、NO2中的两种或多种气体。现将此无色透明的混合气体通过浓H2SO4后，体积缩小，把剩余气体排入空气中，很快变成红棕色。对于原混合气体成分的判断正确的是( )
A．肯定有O2
B．肯定没有Cl2、NH3、NO2
C．肯定有NH3、NO、HCl
D．肯定含有NH3和NO
答案 D
解析 无色确定无Cl2、NO2；体积缩小，有NH3无HCl；变红棕色有NO而无O2。
15．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
答案 A
解析 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。
16．如图表示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)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____________________________________________________。
答案 (1)N2 NO2 NO NH3 HNO3
(2)①N2＋O22NO
②4NH3＋5O24NO＋6H2O
③3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
④2NO＋O2===2NO2
解析 本题的突破口是B为红棕色气体，B是NO2，C与O2能生成气体B，故C为NO。E在常温下不是气体，故E为HNO3，由图转化关系进一步分析知A为N2，D为NH3。
17．某化学实验小组同学利用以下实验装置制备氨气，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________(选填“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)为防止环境污染，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)。
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 氨气的水溶液显碱性
(4)②④
解析 (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，说明氨气的水溶液显碱性。
(4)①不能使NH3进入瓶中，②、④能防止倒吸，③会发生倒吸。
第二课时 氨和铵盐
[明确学习目标] 1.知道NH3的物理性质以及氨水显碱性的原因。2.学会氨气的实验室制取、收集和检验方法。3.学会铵盐的性质及NH的检验方法。
学生自主学习
氨的性质及用途
1．氨的性质
(1)物理性质
(2)氨气易溶于水——喷泉实验
(3)化学性质
2．氨水的性质
3．氨的用途
(1)氨是氮肥工业、有机合成工业及制造硝酸、铵盐和纯碱的原料。
(2)氨易液化，可作制冷剂。
铵盐的性质
1．物理性质
绝大多数铵盐都是易溶于水的白色或无色晶体。
2．化学性质(写化学方程式)
(1)不稳定性，受热易分解，如
NH4Cl：NH4ClNH3↑＋HCl↑；
NH4HCO3：NH4HCO3NH3↑＋H2O＋CO2↑。
(2)与碱反应(如氢氧化钠与硝酸铵溶液反应)
NH4NO3＋NaOHNaNO3＋NH3↑＋H2O。
氨的实验室制法
1．实验原理
2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2H2O＋2NH3↑。
2．收集方法
向下排空气法。
3．实验装置
1．根据NH3与H2O的反应原理分析：氨水中存在哪些微粒？
提示：氨水是氨气的水溶液，NH3溶于水发生了反应：NH3＋H2O((NH3·H2O，所以氨水的主要成分为NH3·H2O，由于NH3·H2O((NH＋OH－，所以氨水中存在的微粒有①分子：NH3·H2O、H2O、NH3；②阳离子：NH、H＋；③阴离子：OH－。
2．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成氯化铵。
3．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，这么做的目的是什么？
提示：防止氨气与空气形成对流，以收集到较纯净的氨气。
课堂互动探究
知识点一 氨的性质
1．喷泉形成的原理
容器内外存在较大的压强差，在压强差的作用下，液体迅速流动，通过带有尖嘴的导管喷出来，即形成喷泉。
2．使容器内外产生较大压强差的两种方法
(1)减小内压法：如图Ⅰ所示。
例如：
(2)增大外压法：如图Ⅱ所示。
???
例如浓盐酸、浓氨水、酒精等。
3．喷泉实验应注意的问题
(1)盛气装置要预先进行气密性检查，只有气密性良好才能使用。
(2)圆底烧瓶在充入氨气前应是干燥的，否则会浪费氨气。
(3)圆底烧瓶内要充满氨气，氨气过少往往不能形成喷泉。
(4)玻璃导管插入滴加酚酞溶液的水中的部分不能太短，以防导管过早地与水脱离而导致喷泉停喷。
1 在干燥的圆底烧瓶中充满氨气，用带有玻璃管和滴管(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。
(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？
(2)该喷泉实验中，引发喷泉的实验操作是什么？
(3)该喷泉实验成功的关键是什么？
[批注点拨]
[答案] (1)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)打开止水夹，挤压胶头滴管的胶头。
(3)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。
[练1] 如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
答案 C
解析 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、D正确；由于氨水有弱碱性，从而使酚酞由无色变为红色，B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错误。
[练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______________。
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
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。
知识点二 铵盐 氨的实验室制法
一、铵盐的性质
1．铵盐易分解，因此贮存铵态氮肥时要密封保存，并放在阴凉通风处。
2．NH的检验方法
(1)原理
(2)方法
取少量样品或溶液于试管中，再加入浓的NaOH溶液，加热产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体(或将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近管口，有白烟产生)，证明样品或溶液中含有NH。
二、氨的实验室制法
1．加热铵盐和碱的固体混合物制取氨
(1)发生装置：固体＋固体气体，与实验室利用氯酸钾和二氧化锰加热制取氧气一样(如图)。
(2)净化装置
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。
CaCl2能与NH3反应，所以不能用CaCl2干燥NH3。
[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。
(3)收集装置
①收集方法：向下排空气法收集，不能用排水法收集。
②验满方法
方法一：用湿润的红色石蕊试纸放置在试管口附近，若变蓝，说明已经收集满；
方法二：用蘸取浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，若有白烟生成，说明已经收集满。
(4)尾气处理装置
多余的氨气要吸收掉(可在导管口放一团用水或稀硫酸浸润的棉花球)以避免污染空气。但在吸收时要防止倒吸。常采用的装置有：
2．快速制取氨气的方法
续表
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
[批注点拨]
[答案] A
[练3] 下列关于氨、铵盐的说法正确的是( )
A．氨水是一种弱碱，可以使酚酞变红
B．所有铵盐都不稳定，均可分解得到NH3
C．实验室可用：N2＋3H22NH3反应来制取NH3
D．可用加热的方法来分离NaCl和NH4Cl
答案 D
解析 氨水的溶质NH3·H2O为一种弱碱，而氨水为混合物，不是一种弱碱，A错误；铵盐不稳定，但分解产物并不是都有NH3，如NH4NO3分解发生氧化还原反应，无NH3产生，B错误；工业上以N2＋3H22NH3来生产NH3，但实验室中难以达到该反应条件，不能用此原理产生NH3，C错误；利用NH4Cl的不稳定性，可分离二者。
规律方法
检验NH时注意：(1)必须先加碱溶液，将NH转化为NH3，而不能直接加热固体药品，因为有的铵盐受热分解不一定产生NH3，如NH4NO3分解产物较复杂，其中不含有NH3。
(2)必须加热且用浓碱溶液，因为碱液浓度较小和不加热时生成NH3·H2O。
[练4] 实验室制取少量干燥的氨气涉及下列装置，其中正确的是( )
A．①是氨气发生装置 B．②是氨气吸收装置
C．③是氨气发生装置 D．④是氨气收集、检验装置
答案 C
解析 ①NH4Cl受热分解为NH3和HCl，但在试管口NH3、HCl又会重新化合为NH4Cl，得不到NH3；②不能用于吸收氨气，会引起倒吸；④收集氨气的试管口应放置一团棉花，以防止氨气与空气形成对流。
规律方法
判断实验装置是否有错的一般方法
(1)看发生装置是否有错：①实验是否需要加热；②酒精灯部位是否有错(酒精量、外焰加热、是否缺灯芯)；③仪器放置是否有错；④夹持仪器的位置是否有错。
(2)看试剂是否符合实验原理(包括反应物、干燥剂、尾气吸收剂)。
(3)看收集方法是否有错(排水法、向上排气法、向下排气法、导管伸入的位置等)。
(4)看是否缺少尾气吸收装置，对于有毒气体，一定要设计尾气吸收装置，并选择合适的吸收剂，同时注意防倒吸。
本课归纳总结
1.NH3极易溶于水，是能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的唯一气体。
2．牢记4个方程式：
(1)N2＋3H22NH3。
(2)NH3·H2O((NH＋OH－。
(3)NH＋OH－NH3↑＋H2O。
(4)4NH3＋5O24NO＋6H2O。
3．实验室常用加热NH4Cl与Ca(OH)2固体混合物的方法制备NH3，干燥NH3用碱石灰，检验NH3常用湿润的红色石蕊试纸，并用向下排空气法收集，制取反应方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。
4．NH的检验方法：取少量待测溶液于试管中，再加入浓的NaOH溶液，加热产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体(或将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，有白烟产生)，则该溶液中存在NH。
学习效果检测
1．下列反应属于氮的固定的是( )
A．空气在雷电作用下产生NO
B．NO和O2生成NO2
C．铜与浓硝酸反应产生NO2
D．NH4Cl与Ca(OH)2反应生成NH3
答案 A
2．氨水显弱碱性的主要原因是( )
A．通常状况下，氨的溶解度不大
B．氨水中的NH3·H2O电离出少量的OH－
C．溶于水的氨分子只有少量电离
D．氨本身的碱性弱
答案 B
解析 氨气溶于水后，大部分与水结合生成一水合氨(NH3·H2O)，NH3·H2O仅有少部分电离成NH和OH－，因此显弱碱性。
3．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铵态氮肥不宜与草木灰混合使用
④铵盐都是离子化合物
⑤铵盐都能与碱反应，不能与酸反应
A．①③④ B．②③④
C．①②③④ D．①②③④⑤
答案 B
解析 NH4NO3中的NO，氮元素是＋5价，①错误；NH4HCO3也能与酸反应，⑤错误；草木灰主要成分为K2CO3，显碱性，混合使用会产生NH3，从而降低肥效，③正确。
4．只用一种试剂就能将NH4Cl、(NH4)2SO4、NaCl、Na2SO4四种溶液区分开，这种试剂是( )
A．NaOH溶液 B．AgNO3溶液
C．Ba(OH)2溶液 D．BaCl2溶液
答案 C
解析 四种盐溶液中有四种离子：NH、Na＋、Cl－、SO，区分Na＋与NH使用碱溶液，区分Cl－和SO用Ba2＋，故选用Ba(OH)2溶液。
5．有A、B、C三种气体，A气体在一定条件下能与O2反应生成B；B不溶于水，但易与O2反应生成C；A、C气体皆易溶于水，所得的溶液可以相互反应生成盐和水，则A是________，B是________，C是________(写化学式)。
答案 NH3 NO NO2
解析 由“A、C气体皆易溶于水，所得的溶液可以相互反应生成盐和水”推知A、C的水溶液一个显碱性，一个显酸性，显碱性的气体只有NH3。
6．在50 mL锥形瓶中盛有20 mL浓氨水，向氨水中鼓入空气并迅速将烧红的铂丝伸入瓶中并接近浓氨水的液面。
试回答：
(1)向浓氨水中鼓入空气的目的是__________________________。
(2)这个反应叫______________，化学方程式为______________________。
(3)铂丝保持红热，说明此反应是________反应，生成的红棕色气体是________，该反应的化学方程式是________________________________________。
(4)实验中，有时看到白烟，此白烟是________，生成的原因是____________。
答案 (1)补充O2并将NH3吹出
(2)氨的催化氧化 4NH3＋5O24NO＋6H2O
(3)放热 NO2 2NO＋O2===2NO2
(4)NH4NO3 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，NH3＋HNO3===NH4NO3
解析 浓氨水有挥发性，鼓入空气一是通入O2，二是将NH3吹出。铂丝为NH3与O2反应的催化剂，二者反应生成NO，NO再与O2反应生成NO2，NO2与水蒸气反应生成HNO3，HNO3遇NH3产生NH4NO3小颗粒而产生白烟。
