麻烦的氮元素_范文大全网

范文一：麻烦的氮元素

氮元素占地球第一位,

双分子结构与绝大部分元素不发生反应,

只能在雷电中与氧气发生反应。

氮元素占人体第四位,

每一个细胞都需要氮,

人体不能呼吸利用只能食物摄取,

从食物角度可以说蛋白质 =氮

所有元素都容易摄入除了氮,

氨基酸粉、氨基酸液、肽粉几天后自然吃不下,

蛋白质粉会胺中毒损坏肝肾,

肉蛋奶、谷物、豆类富含氮却只能熟吃,

无酶 10亿倍速度催化 +活性氧被破坏 +氮本性懒惰就不能被吸收。

水果含氮十分少,

高蛋白蔬菜生吃难下咽,

荤类生吃有致病菌寄生虫,

于是每个人都处于氮饥渴状态。

这是导致地球人肥胖、疾病的根源,

可以引升到一切负能量的根源。

就我这么多年探索而言,

以下方法摄入氮是可行的:

生吃高蛋白的种子如白瓜子、花生仁、葵瓜子,

高蛋白蔬菜搅拌成泥加水果调味,

野生植物桑叶、葛树叶、构树叶搅拌后过滤加红糖,

大米、花生仁、核桃泡一晚打浆,

牛奶、豆浆加入乳酸菌发酵,

微生物发酵的泡菜、豆腐乳、豆豉,

生吃冻沙丁鱼、土鸡蛋黄,

非空腹尿素 3克 /天 /次。

范文二：氮元素的循环

通过上一节的学习，我们知道，在一百多种元素中，组成单质及化合物种类最多的元素是碳元素。那么，你知道地球上含量最丰富的一种元素是什么元素吗？

那就是氮元素，氮元素广泛存在于大气、水体、动植物体以及土壤中。那么，你知道这些氮元素是如何循环的吗？氮元素的循环对我们的环境和地球上的生命又有什么意义呢？

? 研习教材重难点

研习点1 氮在自然界中的循环 1．自然界中氮元素循环示意图

2．主要形式

（1）游离态→化合态

①是豆科植物根部的根瘤菌，把氮气转变为硝酸盐等含氮化合物； ②放电条件下，与氧气结合为氮氧化合物，并随降水进入水体中； ③合成氨工厂、汽车发动机都可以将一部分氮气转化成化合态。（2）化合态→游离态：硝酸盐在某些细菌作用下转化成氮气。

（3）化合态→化合态：化石燃料燃烧、森林和农作物枝叶燃烧所产生的氮氧化合物通过大气进入陆地和海洋，进入氮循环。

【领悟·整合】

氮是维持高等动植物生命活动的必须元素，因此，氮的循环涉及到地球上生物圈的各个方面。人类活动也在逐渐的影响到氮循环。所以，认识氮的循环，就把我们将要学习的物质置于“氮的循环”这个大的背景下，将会更有利于同学们掌握氮及其化合物的性质。

3．氮气与氮的固定

（1）氮气的物理性质：无色无味气体，难溶于水，与空气密度相近。（2）氮气的化学性质：【知识·链接】

氮气属于双原子分子，两个氮原子之间的作用非常强。因此，氮气分子稳定，

化学性质不活泼，但要注意，N2一旦吸收能量变为N原子则性质较活泼。在高温或放电时可与某些物质反应，N表现为既有氧化性，又有还原性。

①与O2的反应

在放电条件下，氮气跟氧气能直接化合生成无色的一氧化氮（NO）。反应式

为：N2+O2

2NO

说明：在雷雨天气，汽车的发动机中均可以发生该反应。在该反应中，N2

表现出还原性。

②与H2反应

N2+3H2

高温、高压催化剂

2NH3

说明：a 该反应是工业上合成氨的反应原理，具有非常重要的现实意义。在该反应中，N2表现出氧化性。

b在氮气跟氢气反应生成氨的同时，氨气也在分解生成氮和氢气。像这样同时向正反两个方向进行的反应称为可逆反应。在可逆反应的化学方程式中用“

”代替“＝”。

（3）氮的固定

① 定义：将空气中游离的氮转变成氮的化合物的方法叫做氮的固定。 ② 分类：

高能固氮（闪电，约占10%）

自然固氮

生物固氮（约占90%）

氮的固定合成氨人工固氮仿生固氮（3）NO和NO2

当V(NO2)∶V(O2)4：1时，NO2过量，剩余气体为NO，且体积为过量NO2体积的1/3。

③NO和O2同时通入水中时，此时的反应为：4NO＋3O2＋2H2O＝4HNO3 当V(NO) ∶V(O2) ＝4：3时，恰好反应，无剩余气体；当V(NO2)∶V(O2)4：3时，剩余NO。

典例1：雷鸣电闪是人们司空见惯的自然现象，地球上每年平均发生31560余次闪电。

（1）每当雷电交加之际，轰鸣闪电之时，空气中可能发生如下反应： ① 。 ② 。 ③ 。

（2）由此说明闪电对人类生活有何益处：。

研析：氮是作物体内蛋白质、核酸和叶绿素的重要成分，氮肥能促使作物的茎叶生长茂盛，叶色浓绿．蚕豆、大豆等豆科植物和苜蓿等的根部有根瘤菌，能把空气中的氮气转变成氨作为养料吸收，是植物生长发育的基本条件之一，推动着自然界周而复始的氮循环，保持着生态平衡，使生命得以延续。当然，现代农业并不单纯仅仅靠等待大自然的恩赐。

答案：（1）①N2＋O2

放电

2NO ②2NO＋O2＝2NO2 ③3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO （2）

闪电时可把空气中的氮（N2）转化为氮肥（“固氮”反应）（48300余万吨），落到地面上后可发生：2HNO3＋Ca(HCO3)2＝Ca(NO3)2＋2H2O＋2CO2↑，形成硝酸盐以利于作物生长。

典例2：一定条件下，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．1/4 B．3/4 C．1/8 D．3/8

研析：本题主要考查NO和O2的反应，NO2溶于水及有关的计算。NO、O2、H2O之间的反应，先判断是否适量，若不是适量，找出剩余的气体，体积是多少，最后算出剩余气体的体积占原总体积的分数。本题常见错误是误选A。其原因是已算出消耗O23/4体积，剩余1/4，没有把剩余O21/4的体积换算成原总体积的体积分数。：NO和O2 反应生成NO2 ，NO2 溶于水又会生成NO。

2NO＋O2 =2NO2 ????①

3NO2 ＋H2O ＝2HNO3 ＋NO????②

由方程式可知等体积混合时，O2 过量， ②中生成的NO会再被O2 氧化，多次循环，将①②两方程式合并成4NO＋3O2 ＋2H2O ＝4HNO3 等体积混合，余O2 1/4体积，原混合气2体积，余气为原气1/8。

答案：C

研习点2 氨与铵态氮肥

1．氨

（1）物理性质：

无色、有刺激性气味比空气轻；极易溶于水，在常温、常压下1体积水能溶解约700体积氨气。

（2）化学性质：

①碱性：氨与水、酸反应时显碱性与水反应：NH3＋H2O NH3·H2ONH4+＋OH－与酸反应：NH3＋HCl＝NH4Cl

说明：a氨溶于水，大部分与水结合成一水合氨（NH3·H2O），一水合氨少部分电离，因此，氨水显弱碱性。氨气是中学阶段唯一的一种碱性气体，利用这一点，可以检验NH3。

b NH3与其它酸也能反应生成相应的铵盐。其中，NH3与盐酸这样的易挥发性酸反应时会有白烟（铵盐固体的小颗粒）生成。利用这个现象，在某些场合也可以检验NH3。

②还原性：氨的催化氧化反应

4NH3＋5O2催化剂 △

4NO＋6H2O

说明：a 该反应是工业上生产硝酸的一个基础反应。

b NH3中的氮元素的价态为-3价，因此，NH3不仅能被催化氧化生成NO，在纯氧中燃烧能生成N2。在一定条件下，NH3还能被Cl2、CuO等氧化。

【辨析·比较】液氨和氨水

液氨是氨气加压或降温得到的液态氨，是纯净物，即液氨由氨分子组成的液体。

氨水的主要成分是NH3·H2O．在氨水中以分子状态存在的粒子有：NH3、H2O、NH3·H2O；以离子状态存在的粒子主要有：NH4+、H＋、OH－，极少量的是H＋。所以氨水是混合物。

2．铵盐

（1）铵盐受热分解

NH4Cl

△

NH3↑＋HCl↑

NH4HCO3

△

NH3↑＋CO2↑＋H2O↑

（2）铵盐与碱反应 NH4Cl＋NaOH

△

NaCl＋NH3↑＋H2O

△

(NH4)2SO4＋Ca(OH)2CaSO4＋2NH3↑＋2H2O

药品：NH4Cl、消石灰

反应原理：2NH4Cl＋Ca(OH)2

△

CaCl2＋2NH3↑＋2H2O

装置：与制氧气相同收集：向下排空气法。验满：用湿润的红色石蕊试纸或沾有浓盐酸的玻璃棒。防止多余氨气污染空气的方法：收集NH3后的导管口处塞一团湿棉花或用稀H2SO4浸湿的棉花。

干燥：NH3通过盛有碱石灰的干燥管。

实验室制取氨的其它方法：加热浓氨水、氧化钙与浓氨水反应等。典例3：有关氨的性质的叙述正确的是 A．氨能在氧气中燃烧 B．氨水呈碱性

C．氨水和酸相遇都能产生白色烟雾

D．在反应NH3＋H+ ＝NH4+中，氨失去电子被氧化

研析：虽然氨的催化氧化是在高温和催化剂的作用下进行，但是纯净的NH3

能在O2中安静地燃烧，产物是N2和H2O，所以A正确．由于氨水中存在：NH3·H2O NH4+＋OH－，因而B正确．氨气只有与挥发性酸相遇才能生成白烟（氨气与非挥发性酸相遇只能生成块状白色固体，不是小颗粒，不是白烟），C不正确；NH３和H＋

反应为非氧化还原反应，D不正确。

答案：AB

典例4：氯化铵和氯化钠可用下列哪一种方法分离

A．加入氢氧化钠 B．加入AgNO3溶液 C．加热法 D．加入一种合适的酸 E．加入水

研析：物质的分离不同于鉴别，鉴别是采取一定的方法，能将两种或几种物质分辨出来就可。而分离是将几种成分采取一定的措施分离成各单一的成分。

分离可根据物理性质用物理分法进行分离，比如根据各组分的溶解性不同，用过滤的方法分离；根据各组分的沸点不同，用蒸馏的方法分离；根据各组分在同一溶剂中的溶解度不同用结晶的方法分离。也可根据各组分的化学性质不同，

NH4HCO3

△

NH3↑＋CO2↑＋H2O↑

（2）铵盐与碱反应 NH4Cl＋NaOH

△

NaCl＋NH3↑＋H2O

△

(NH4)2SO4＋Ca(OH)2CaSO4＋2NH3↑＋2H2O

药品：NH4Cl、消石灰

反应原理：2NH4Cl＋Ca(OH)2

△

CaCl2＋2NH3↑＋2H2O

干燥：NH3通过盛有碱石灰的干燥管。

实验室制取氨的其它方法：加热浓氨水、氧化钙与浓氨水反应等。典例3：有关氨的性质的叙述正确的是 A．氨能在氧气中燃烧 B．氨水呈碱性

C．氨水和酸相遇都能产生白色烟雾

D．在反应NH3＋H+ ＝NH4+中，氨失去电子被氧化

研析：虽然氨的催化氧化是在高温和催化剂的作用下进行，但是纯净的NH3

反应为非氧化还原反应，D不正确。

答案：AB

典例4：氯化铵和氯化钠可用下列哪一种方法分离

A．加入氢氧化钠 B．加入AgNO3溶液 C．加热法 D．加入一种合适的酸 E．加入水

加入某些试剂，采取一定方法进行分离。

根据以上分析，题目所给NaCl和NH4Cl只能用化学方法分离，因为两种物质中都含Cl－，所以加AgNO3或加酸都起不到分离的作用，加入NaOH，只能鉴别NH4Cl和NaCl，而达不到分离的目的。两种物质又均易溶于水，因此加入水也无法分离。那么方法只有一种，利用铵盐的不稳定，及NH3的化学性质，所以选用加热法。

答案：C 研习点3 硝酸及其应用

【温故·知新】硝酸具有酸的通性

①使指示剂变色：例如：稀HNO3使紫色石蕊溶液变红。 ②与碱反应：如HNO3＋NaOH＝NaNO3＋H2O

③与碱性氧化物反应：如2HNO3＋CaO＝Ca(NO3)2＋2H2O ④与弱酸盐反应：如2HNO3＋Na2CO3＝2NaNO3＋CO2↑＋H2O

⑤与金属反应：由于硝酸具有强氧化性，因此，与酸反应时一般不产生H2。硝酸除了具有酸的通性以外，还具有以下特性：

1．硝酸的物理性质：无色、易挥发、有刺激性气味、易挥发、密度大于水。 2．硝酸的不稳定性：硝酸见光或受热易分解。 4HNO3

光或热

4NO2↑＋O2↑＋2H2O

说明：硝酸越浓，越容易分解。长期存放的浓HNO3呈黄色，这是由于HNO3

分解产生的NO2溶于硝酸的缘故。也正因为硝酸见光或受热易分解，一般将它保存在棕色瓶里，放置在阴凉处。

3．硝酸的强氧化性：硝酸具有强的氧化性，是因为硝酸分子里氮呈＋5价。（1）与金属反应：HNO3几乎能与所有的金属（除金、铂、钛以外）发生氧化还原反应。

Cu＋4HNO3(浓)＝Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 3Cu＋8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O

说明：硝酸与不活泼金属反应时，浓硝酸生成NO2，稀硝酸生成NO。【交流·研讨】

①常温下为什么可以用铝槽车或铁罐运输浓硝酸

铝、铁等金属可以在冷的浓硝酸中发生钝化现象，浓HNO3会把铝或铁的表面氧化，形成一层薄而致密的氧化膜，阻止了反应的进一步发生．遇热时，该氧化膜会被破坏．因此常温下铝、铁制品可以盛放冷的浓HNO3．

②铜与浓HNO3反应时，放出NO2气体，与稀HNO3反应时，放出NO气体。能否由此说明稀HNO3比浓HNO3的氧化能力更强？

硝酸与金属反应时，硝酸被还原的程度取决于硝酸的浓度和还原剂的强弱。对于同一种还原剂来说，硝酸越稀被还原的程度越大．因为当HNO3的浓度在8 mol·L－1以上时，HNO3氧化性很强，在此过程中生成氮的低价氧化物在强的氧化气氛中不能存在，继续被氧化成高价的氮的氧化物，所以产物为NO2．当硝酸较稀时，它的氧化性较弱，氮的低价氧化物也能够存在，所以主要产物是NO．浓

HNO3与Cu反应放出NO2气体要比稀HNO3与Cu反应放出NO气体剧烈的多，所以浓HNO3氧化能力比稀HNO3氧化能力更强。

【知识·链接】

王水：浓HNO3和浓盐酸的混合物（体积比1∶3）叫王水，它的氧化能力比硝酸更强，能够使一些不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解。

（2）与非金属反应：硝酸能与许多非金属及某些有机物发生氧化还原反应：

C＋4HNO3(浓)

△

CO2↑＋4NO2↑＋2H2O

【辨析·比较】

氧化性酸和酸的氧化性概念辨析

酸的氧化性：实质上指氢离子的氧化性，任何酸都有不同程度电离出H＋的能力，H＋在一定条件下获得电子生成H2．因此在某些反应中酸作氧化剂其实质上是H＋作氧化剂如：锌与盐酸或稀H2SO4的反应，都可以用Zn＋2H＋＝Zn2＋＋H2↑离子方程式表示此类反应的实质。

氧化性酸：是酸根离子中心原子获得电子的能力，酸根离子获得电子后，中心原子化合价降低，形成相应的低价含氧化合物甚至是单质．如浓H2SO4与Cu反应：Cu＋2H2SO4(浓)

△

CuSO4＋SO2↑＋2H2O，浓H2SO4与木炭反应：C＋2H2SO4(浓)

CO2↑＋2SO2↑＋2H2O，硝酸与锌反应：4Zn＋10HNO3(稀)＝4Zn(NO3)2＋N2O↑＋

5H2O 5Zn＋12HNO3(很稀)＝5Zn(NO3)2＋N2↑＋6H2O，浓HNO3与木炭、单质硫、磷的反应等等。

作为氧化性酸，不仅能氧化金属而且还能氧化某些非金属单质。而酸的氧化＋

性即H的氧化能力较弱，只能氧化较活泼的金属（即金属活动顺序表中氢前金属）。

【领悟·整合】

硝酸除了具有酸的通性以外，还具有挥发性、不稳定性、强氧化性等特性。硝酸不仅是氮循环中的一种重要物质，在实验室中也是一种重要的化学试剂，在工业上更是一种重要的化工原料，可用于制造炸药、燃料、塑料和硝酸盐等。

典例5：浓HNO3常呈黄色的原因是

A．浓HNO3易分解产生NO B．浓HNO3中混有Fe3＋ C．浓HNO3易分解产生NO2 D．浓HNO3易氧化单质硫

研析：浓HNO3常因见光或受热分解而呈现黄色，HNO3分解产生的NO2又溶于此硝酸中，而不是浓HNO3混有Fe3＋等杂质引起的，并且浓HNO3氧化单质S产生H2SO4，并不是浓HNO3本身出现黄色的原因。

答案：C。

典例6：下列反应中硝酸既能表现出酸性又表现出氧化性的是 A．使石蕊试液变红

B．与铜反应放出NO气体生成Cu(NO3)2 C．与Na2CO3反应放出CO2气体生成NaNO3 D．与S单质混合共热时生成H2SO4和NO2 研析：在上述反应A、C中HNO3使指示剂变色，与弱酸盐反应均表现出酸性．在

B、D中HNO3中氮元素的化合价均降低表现出氧化性，并且在B项中又有Cu(NO3)2和水生成，说明此反应中HNO3还表现出酸性．

答案：B

研习点4 人类活动对自然界氮循环和环境的影响 1．人类活动对自然界氮循环的影响：

（1）作物每年要从土壤中摄取大量的氮。每100m2土地的上空约有106kg的氮，这是巨大的氮资源。闪电能使空气里的氮气转化为一氧化氮，一次闪电能生成80～1500kg的一氧化氮。这是一种自然固氮。但自然固氮远远满足不了农业生产的需求。人类的固氮活动使活化氮的数量大大增加。科学家们预测，从现在到2020年，人工固氮将增加60%，达到年均2.24×1011kg。

（2）汽车的数量大大增加，由汽车排放到大气中的氮氧化物逐年增加。 2．人类活动对环境的影响：

人类是伟大的，人们用自己的智慧创造了一个新的自然界。但是，人类的活动也对地球的环境造成了一些不良的影响。当前环保面临的十大问题有：大气污染、地球变暖、臭氧层被破坏、酸雨蔓延、生物多样性减少、淡水资源枯竭与污染森林锐减、土壤荒漠化、海洋污染、固体废弃物污染。其中与氮循环失衡直接相关的有以下几个方面：

（1）光化学烟雾：光化学烟雾是指汽车尾气中的氮氧化物与碳氢化合物经紫外线照射发生反应形成的一种有毒的浅蓝色烟雾。光化学烟雾具有特殊气味，刺激眼睛，伤害植物，并使大气能见度降低。氮氧化合物是形成光化学烟雾的一个重要原因。大气中的氮氧化物主要来源于汽车尾气、化石燃料的燃烧和植物体的焚烧，以及农田土壤和动物排泄物中含氮化合物的转化。

（2）酸雨：氮氧化合物是形成酸雨的一个重要原因。

（3）富营养化：进入水体的氮的含量增大，会导致藻类“疯长”，迅速地覆盖在水面上，造成水体的富营养化。水体中的氮主要来源于工业废水、生活污水、农田灌溉和淋洗，以及水产养殖所投入的饵料和肥料等。

3．如何减少人类活动对自然界中氮循环的影响

（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。我们应保护森林，植树造林，促进全球氮的良性循环。

典例7：汽车尾气是城市空气的污染源。治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转换器”。它的特点是使CO与NO反应，生成可参与大气生态环境循环的无毒气体。

（1）与汽车尾气排放密切相关的是。 a 光化学烟雾 b 赤潮 c 白色污染

（2）写出一氧化碳与一氧化氮反应的化学方程式。

研析：（1）汽车尾气中含有大量的氮氧化物，而氮氧化物是形成光化学烟雾的主要原因。

（2）根据题目提供的信息：CO与NO反应。生成可参与大气生态环境循环的无毒气体。这气体是CO2和N2。

答案：（1）a （2）2CO＋2NO

催化剂

2CO2＋N2

? 探究解题新思路

▲ 基础思维探究

题型一、 NO2、NO与水或氧气的反应

典例1：将装有50mLNO2、NO混合气体的量筒倒立于水槽中，反应后气体体积缩小为30mL，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

研析：判断此题可根据化学方程式，运用差量法进行计算，由所得结果来确定正确的选项。

设混合气体中NO2的体积为x

差量法：3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO △υ 3mL 1mL 3mL－1mL＝2mL x 50mL－30mL＝20mL

3mL2mL

20mL x

x＝30mL

则原混合气体中NO为50mL－30mL＝20mL 所以：υ(NO2)∶υ(NO)＝30∶20＝3∶2 答案：C

方法导引：差量法是根据化学反应中反应物和生成物的相差量跟反应物的消

耗量或生成物的增加量之间的比例关系为解题思路而建立起来的解题方法。关键是找准变化量，把题中的已知差量与化学方程式中的化学计量数对应差量列出比例关系，进行计算，是一种简捷的解题方法。

解答本题除了用差量法外，还可以用列方程法求解。对于NO2、NO混合气体跟水反应，或单纯NO2跟水反应的计算，均可根据反应方程式应用差量法或列方程式进行计算。

拓展?变式

1．如下图所示，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_________。 1．研析：（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)×4/3＝1.5 mL×4/3＝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最后试管内剩余一种无色气体

（2）NO 1.0 mL

题型二、金属与HNO3反应的定量计算及产物的确定

典例2：某金属单质跟一定浓度的硝酸反应，假定只有单一的还原产物．当参加反应的金属与被还原的HNO3的物质的量之比为2∶1时，还原产物是

A．NO2 B．NO C．N2O D．N2

研析：设金属的化合价为＋n，HNO3的还原产物中的化合价为x，则：2×(n－0)＝1×(5－x)即x＝5－2n。讨论：

①当n＝1时，x＝3，为N2O3，未在选项中出现。 ②当n＝2时，x＝1，为N2O，选项C符合题意。 ③当n＝3时，x＝－1，无此价态氮的化合物。

由于金属阳离子一般不出现＋4价或以上的价态，故不再讨论。答案：C

总结提升：本题主要考查HNO3的氧化性和运用数学工具解决化学问题的能

力。由于金属未知，HNO3浓度范围未知，此题的突破口应在“还原产物单一”“单质与被还原的HNO3的物质的量之比为2∶1”上，应用氧化还原反应电子转移守恒．金属与HNO3反应的定量计算及产物的确定是本节难点，故应在学习过程中加以训练和强化，同学们可以通过典例1和拓展?变式1掌握解决此类问题的一般方法。

拓展?变式

2．38.4 mg Cu与适量的浓HNO3反应，铜全部作用后，共收集到22.4 mL气体(标准状况下)，反应消耗的HNO3其物质的量可能是

A．1.0×10－3 mol B．1.6×10－3 mol C．2.2×10－3 mol D．2.4×10－3 mol

2．研析：本题主要考查HNO3与金属反应时HNO3所起的作用及灵活应用化学方程式的计算能力。由于HNO3适量，随着与Cu的反应，浓度会逐渐降低，因此该过程中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，反应中消耗的HNO3包括两部分：起氧化剂作用和显示酸性，前者被还原成NO2、NO气体，后者以Cu(NO3)2的形式存在。因此可以看作：

HNO3(氧化剂) ～ NO2(或NO)

1.0×10

－3

22.4?10-3 L

mol 22.4 L?mol-1＝1.0×10－3 mol

Cu＋2HNO3(酸) ～ Cu(NO3)2

38.4?10-3 g64 g?mol-1

＝0.6×10－3 mol 1.2×10－3 mol

所以消耗HNO3共2.2×10－3 mol 答案：C

题型三、喷泉实验

典例3：如图所示的装置中，烧瓶中充满了干燥气体A将滴管中的液体b挤入烧瓶内，轻轻振荡烧瓶，然后打开弹簧夹f，烧杯中的液体b呈喷泉状喷出，

（1）选项_____________．（2）能形成图示喷泉实验的气体和液体甚多，它们需满足的条件是①____________；②____________________。

例如________气体和________液体。

研析：形成喷泉最根本的原因是瓶内外存在压强差。当烧瓶内气体溶于液体并与之反应时，瓶内气体大量减少，压强降低，外界的大气压将液体压入烧瓶内。如此持续，最后液体将充满烧瓶。B和D正确．NO2气体虽也易溶于水，但同时产生NO气体：3NO2＋H2O ＝2HNO3＋NO，即使会出现“喷泉”现象，但烧杯内的水只会部分进入烧瓶内，不会几乎充满烧瓶。

饱和氯化钠溶液不能吸收氯气，所以选项A和C错误。从以上分析我们可知；当气体极易溶于液体或气体与液体反应（一般无新气体产生）即可形成“喷泉”，例如：Cl2和NaOH溶液等。

答案：（1）A、C；前者与水反应后生成NO，溶液不能充满整个烧瓶．后者气体不溶于液体．（2）①气体易溶于液体②气体与液体反应（无新气体产生）；Cl2和NaOH溶液。

启发引申：本题对喷泉实验的概括，体现了对开放性，创造性的能力要求。喷泉实验是中学化学中的重要实验，也是中学化学的常考内容，常见喷泉的形成主要有以下两类：

（1）极易溶于水的气体（NH3、HCl、SO2等）与水可形成喷泉。

（2）酸性气体（HCl、SO2、NO2、CO2、H2S等）与NaOH(aq)也能形成喷泉。

拓展?变式

3．在标准状况下，在三个干燥的烧瓶内分别装入干燥纯净的NH3、含一半空气的氯化氢、NO2和O2的混合气体[v(NO2)∶v(O2)＝4 ∶1]。然后分别做喷泉实验，三个烧瓶中所得溶液的物质的量浓度之比为

A．2∶1∶2 B．5∶5∶4 C．1∶1∶1 D．无法确定

3．研析：NH3、HC1溶于水后，溶液的体积即为被溶解了的气体体积，c=1/22.4mol/L．由4NO2＋O2＋2H2O ＝4HNO3可知，当O2过量时，每消耗4mol NO2和1mol O2、则生成4HNO3，c(HNO3)＝0.8×1/22.4mol/L。NH3、HC1溶于水后溶液的物质的量浓度计算一类简单的溶解问题与NO2和O2的混合气体溶于水后溶液的物质的量浓度计算是不同的。后者是一类发生化学反应的计算，所以所得的结果不一样。

答案：B

▲ 综合思维探究

题型一、学科内综合题

典例4：在100 mL NaOH溶液中加入NH4NO3和(NH4)2SO4的固体混合物，加热充分反应，下图表示加入的混合物质量与产生的气体体积(标准状况)的关系，试计算：

（1）NaOH的物质的量浓度_________；

（2）当NaOH溶液的体积为140 mL，固体混合物的质量是51.6 g时，充分反应后，生成气体的体积(标准状况)为____ L。

（3）当NaOH溶液的体积为180 mL，固体混合物的质量仍为51.6 g时，充分反应后，生成气体的体积(标准状况)为____ L。

研析：（1）从图中可看出34.4 g混合物和100 mL NaOH恰好完全反应。

11.2 L

n(NaOH)＝n(NH3)＝22.4 L?mol-1＝0.5 mol

n0.5 mol?V0.100 L＝5.00 mol/L c(NaOH)＝

（2）V(NaOH)＝140 mL，因固体过量，所以

V(NH3)＝n(NH3)×22.4L/mol＝n(NaOH)×22.4L/mol＝5 mol/L×0.14 L×22.4 L/mol＝15.68 L。

（3）V(NaOH)＝180 mL时，固体51.6 g完全反应，则：

34.4 g11.2 L

51.6 gV(NH3)L V(NH3)＝16.8 L

答案：（1）5.0 mol/L （2）15.68 （3）16.8

考向指南：本题目除了考查强碱与铵盐的反应外，还考查了分析图象，并从图象上获取信息的能力及判断过量和计算的能力。

拓展?变式

4．设计一个实验只用一种试剂鉴别NaHCO3、NH4Cl、NaCl、NH4HCO3四种无色溶液，简述操作步骤及现象。

4．研析：检验铵根离子要用到碱，而碱中的氢氧根离子又可与碳酸氢根离子反应生成碳酸根离子，而碳酸根离子可以与钙离子或钡离子反应生成白色沉淀。这样，这种试剂就所定在Ba(OH)2溶液和Ca(OH)2溶液上，但由于Ca(OH)2的溶解度太小，其溶液与铵根反应时产生的氨太少，不好检验，因此，该试剂选用Ba(OH)2溶液。

答案：用四支试管分别取少许试液，分别加入足量Ba(OH)2溶液，并加热，同时用湿润的红色石蕊试纸在管口检验。产生白色沉淀，且试纸变蓝的为NH4HCO3，只产生白色沉淀的为NaHCO3，不产生沉淀但试纸变蓝色的为NH4Cl，均无明显现象的为NaCl。

题型二、实际应用题典例5：（1）使用铵盐做氮肥时，施用过程中应注意哪些问题？

（2）一包氯化铵中混有一种其他氮肥，经测定这包不纯氯化铵含氮25.7%，则混入的氮肥可能是

A．尿素[CO(NH2)2] B．硝铵 C．硫铵 D．碳铵

研析：纯净NH4Cl的含氮量为26.17%>25.7%，所以杂质含氮量必须<>

答案：（1）①使用铵盐氮肥不要同时与草木灰(主要成分是K2CO3)等碱性肥料混合使用；②不能在较高的温度条件下存放和施用铵盐氮肥；③施用后要立即用土覆盖，并及时灌溉，以防止肥效流失。

（2）CD

考向指南：2006年高考化学考试大纲明确指出：试题应力图反映出考生能够初步运用化学视角，去观察、分析生活、生产和社会中的各类有关化学问题。本题联系同学们非常熟悉的化肥，考察同学们的简单计算能力以及对铵盐性质的掌握及应用情况。

拓展?变式

5．用铜锌合金制成的假金元宝欺骗行人的事件屡有发生，下列不易区别其真伪的方法是

A．测定密度 B．放入硝酸中 C．放入盐酸中 D．观察外观

5．研析：铜锌合金通常称为黄铜，外观与黄金相似，但密度比黄金小，放入HNO3、HCl中，其中的Zn均可与之反应．

答案：D 题型三、思维转换题

典例6：密度为0.91 g·cm－3的氨水，质量分数为25％，设氨水用等体积的水稀释后，所得溶液的溶质的质量分数为

A．等于12.5％ B．大于12.5％ C．小于12.5％ D．无法确定研析：方法1：（不等式法）取1体积氨水用1体积水稀释，稀释后溶质的质量分数为：

×100％＝0.91?1×25％0.35 D．≤0.35

6．研析：方法1：若将等质量的70％的HNO3与等质量的水混合，稀释

后70%?1 gHNO3的质量分数应为1 g?1 g×100％＝35％，若将等体积的70％的HNO3与等体积的水混合，稀释后

1 mL?1.40 g?cm-3?70%

1 mL?1.40 g?cm-3?1 mL?1 g?cm-3HNO3的质量分数应为：×100％，因为70％的HNO3密度大于水的密度，

所以稀释后溶液的质量分数一定大于35％。

方法2：将“等体积”转换为“等质量”，则溶液质量分数为0.35，因等体积时，水的密度小于该HNO3的密度，水的质量小于氨水的质量，故质量分

数自然要大于0.35。

答案：C

题型四、实验操作题

典例7：用示意图中的简易装置可以进行气体的发生和收集。

（1）实验前应如何检查该装置的气密性？

（2）拔开试管a的橡皮塞，加入10mL6mol/L稀硝酸和1g薄铜片，立即将带有导管的橡皮塞塞紧试管口。反应开始时速度缓慢，然后逐渐加快。请写出在试管a中发生的所有反应的化学方程式。

（3）从反应开始到反应结束，在试管a中可观察到哪些现象？请依次写出。

（4）在反应开始时，可观察到导管b中的水面先沿管b慢慢上升到一定高度，此后又回落，然后有气泡从管口冒出．试说明反应开始时，导管中水面先上升的原因。

（5）试管c收集满气体后，用拇指堵住管口，取出水槽．将管口向上，松开拇指，片刻后，再次堵住管口，将试管又再倒置于水槽中，松开拇指。此时可观察到什么现象？

研析：本题从知识上主要考查了NO与O2的反应，NO2和H2O的反应及Cu与

HNO3的反应，同时考查审题能力、观察能力和对材料的组织能力．解体的关键是

抓住反应的实质，沿着产生气体的流向进行回答。

答案：（1）将b管插入水中，用手握住a试管，观察水中是否有气泡冒出，松开手后，b管是否产生一段水柱。

（2）3Cu＋8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O

（3）稀HNO3中有无色气泡产生，气体上升过程中变为红棕色，后期不再变

色，Cu片不断溶解，溶液变为蓝色。

（4）开始生成的NO被a管中O2氧化为NO2，当遇水时因其易溶于水而产生

倒吸。（5）试管内红棕色消失，液面上升，但不能充满试管。

友情提醒：此题对反应原理、装置原理、操作原理进行了深层次的考查．能力要求全面，观察的针对性与全面性．定性定量相结合问题的处理，可以说没有做过实验的同学要想完整全面地回答本题难度是相当大的，同时它也启示我们复习化学实验要全方位地研究，切忌水过地皮湿的做法。

拓展?变式

7．实验室合成氨的装置如图所示．试回答：装置甲的作用是①

，② ；从乙处导出的气体是；检验产物的简单化学方法是。

7．研析：本题将工业合成NH3的反应搬到了实验室中，工业上合成NH3的反应为：

N2+3H2高温、高压催化剂2NH3

这里高压是无法实现的。从反应来看，V(N2)∶V(H2)＝1∶3，这个比例可

由甲装置适当控制，在甲中N2和H2可以混合均匀；此外，浓H2SO4还有干燥

作用．由于反应可逆，所以从乙处导出的是N2、H2和NH3的混合气体。检验

NH3的简单方法可以是用玻璃棒蘸浓盐酸，也可以使用红色石蕊试纸。

答案：（1）①干燥气体 ②使两种气体充分混合 ③观察气泡，调节H2、N2的流速(只要求注写其中两项)

（2）NH3及N2和H2的混合气体用蘸有浓盐酸的玻璃棒放在导管口，有

白烟说明有NH3生成（或将一小片湿润的红色石蕊试纸沾在玻璃棒的一端，

靠近导管口，试纸变蓝色说明有NH3生成）

题型五、学科间渗透题

典例8：下图是氮元素在自然界中的循环示意图，又知1mol氮气与氧气化合生成2mol NO气体时需吸收180.7kJ热量。试回答：

（1）图中过程称为氮的固定（填写序号）

（2）下列能将蛋白质转化为氨的生物是（填写字母）

A．藻类 B．分解者 C．化能合成细菌

（3）若在一次雷雨闪电中两块云间的电势差为109 V，从一块云移到另一块云的电量约为30C，此次闪电放出的能量是 kJ。

（4）若闪电时有千分之一的能量用于生成NO，能产生NO mol。

（5）此次雷雨生成物相当于给大地施加尿素［CO(NH2)2］肥料 kg。

研析：本题以自然界中氮元素的循环为主线，综合考查了化学、生物、物理三个学科的知识。

（1）将氮元素由游离态变为化合态的过程叫做氮的固定，显然只有过程①符合。

（2）蛋白质转化为氨属于蛋白质的水解和分解，能完成这一过程的生物应为“分解者”。

（3）两块云放电时，其放出的能量可用下式计算：

E＝UIt＝UQ＝109×30＝3×1010(J)＝3×107(kJ)

（4）由题意知，每吸收180.7kJ的能量，即可合成 NO 2mol，此次闪电放出能量的千分之一就是3×104kJ，它可以生成NO：3×104kJ÷180.74kJ×2mol＝332mol

（5）由氮守恒又可找出NO与尿素的关系式为

2NO——CO(NH2)2

2mol 60g

即每产生2mol NO即相当于给大地施加尿素60g，则332mol NO相当于施加尿素的量为：

332mol/2mol×60g＝9960g＝9.96kg

答案：（1）① （2）B （3）3×107 （4）332 （5）9.96

友情提醒：人类社会生存和发展的过程就是一个不断认识自然、改造自然的过程，自然界的各种现象往往是由诸多因素决定，因此也需要应用多学科的知识去解释和分析。本题虽然是一道综合题，但从知识范围看，都是各科基本的课内知识，从某一小问来看，也没有难点可言，但通过氮循环问题结合在一起，可使人的思维立体化，同时也启示我们，要把中学各学科都涉及的一些重要问题经常相互联系，总体分析和把握，只有经常进行学科交叉，多学科、多角度地思考问题，综合能力才能得到提高。

拓展?变式

38．若在某喷泉实验后，液面升高20cm，烧瓶内溶液密度为1g/cm，烧瓶

内水溶液产生的蒸气压为1.00?103Pa，试求烧瓶中残留气体的压强为多少Pa？（设外界大气压为1.0?105Pa，g?10m/s）

8．研析：“喷泉”实验后，烧瓶内溶液的蒸气压、残留气体的压强同液面产生的压强之和应等于外界大气压．外界大气压为1.0?105Pa，溶液蒸气压为1.0?103Pa2，20cm处液面产生的压强为?gh?1000kg/m3?10m/s2?0.2m?2000Pa?2?103Pa。设残留气体压强为P，则1.0?105Pa?1.0?103Pa?2?103Pa?P，故P?9.7?104Pa。

答案： 9.7×104pa

▲ 创新思维探究

题型一、开放探究题

典例9：用字母L、M、Q、R、X分别代表五种不同化合价的氮元素的物质，并且每种物质中氮元素的化合价只有一种．又知道物质L中的氮元素的化合价要比物质M中氮元素的化合价低，并且在一定条件下，它们有如下的转化关系（未配平）：

??M?Cl2?H2O ②R?L???X?H2O ③R?O2???L?H2O ①Q?HCl?

请判断：（1）已知这五种物质中有一种是硝酸，那么硝酸是L、M、Q、R、X中的__________（填字母）判断依据是_______________________________________________________。

（2）某同学写出下面三个不同价态的氮的化合物相互转化的关系（未配平）

NH3?NO???HNO2?H2O ??N2O3?H2Oa．NO?NO3? b．

??HNO3?HNO2 c．N2O4?H2O?

其中你认为一定不可能实现的是_____________________________________________．

研析：（1）在①的反应中，Q将HC1中Cl－氧化为Cl2，Q的还原产物是M，

又知L中氮元素的化合价要比M中的低，所以，物质中氮元素的化合价Q>M>L。

③中R被O2氧化为L，可得物质中的氮元素化合价L>R。

②中，X是R和L发生反应后的产物，X中氮元素的化合价处于R和L之间，综上分析，物质中氮元素的化合价：Q>M>L>X>R，HNO3中N的+5价是最高价。在

L、M、Q、R、X中的Q是HNO3，判断的依据是各物质中N元素的化合价由高到低

为Q>M>L>X>R。

（2）其中一定不可能实现的是b，a和b发生的是归中反应，元素的化合价一定得超过中间价态。c发生的是歧化反应。答案：（1）各物质中N元素的化合价由高到低为Q>M>L>X>R （2）b 友情提醒：此题中的主要元素是氮，它有多种变价，对于与存在多价态的元素有关的问题要根据氧化还原反应的规律和类型来判断。

拓展?变式

9．工业上用铜屑和浓硝酸为原料制取硝酸铜。在实际生产中，先把铜屑在空气中灼烧，再跟用等体积水稀释的浓硝酸反应来制取硝酸铜.试简要回答下列问题：

（1）不宜于用铜屑直接跟硝酸反应来制取硝酸铜的原因是。

（2）浓硝酸用等体积水稀释的目的是。

（3）要得到硝酸铜晶体，应先用。

（4）反应后的尾气必须处理的原因是，处理的方法是。

9．答案：（1）铜跟硝酸直接反应会有氮的氧化物生成，即产生污染，又降低硝酸的利用率；铜屑在空气灼烧生成CuO，CuO跟HNO3反应没有氮的氧

化物生成，既避免了污染，又提高了硝酸的利率用。

（2）浓硝酸易挥发、不稳定，对设备腐蚀严重。

（3）结晶法或重结晶法。

（4）铜屑灼烧时，仍有少量的Cu，当与稀HNO3反应时，产生的NO会产

生污染；用NaOH溶液吸收。在生产中选择原料和生产原理，要求原料有较高的利用率和产生污染少等。

题型二、社会热点题

典例10：NO分子因污染空气而臭名昭著。近年来，发现少量的NO在生物体内许多组织中存在，它有扩张血管、免疫、增强记忆的功能，而成为当前生命科学的研究热点，NO亦被称为“明星分子”。请回答下列问题。

（1）NO对环境的危害在于 (填以下项目的编号)。

A．破坏臭氧层 B．高温下能使一些金属被氧化

C．造成酸雨 D．与人体血红蛋白结合

（2）在含Cu+离子的酶的活化中心中，亚硝酸根离子(NO2－)可转化为NO，写

出Cu+和亚硝酸根离子在酸性水溶液中反应的离子方程式：____________________________。

（3）在常温下，把NO气体压缩到100个大气压，在一个体积固定的容器里

加热到50℃，发现气体的压力迅速下降，压力降至略小于原压力2/3就不再改变，已知其中一种产物为N2O，写出上述变化的化学方程式：____________________________。

研析：（1）NO中N的化合价为+2价，所以NO具有还愿性能被臭氧氧化；NO排放到空气中能最终氧化成硝酸；同CO一样NO也能与人体内的血红蛋白结合使人体缺氧而死亡。故答案为A、C、D。

根据信息可得此反应中亚铜离子为还原剂、亚硝酸根离子为氧化剂、NO为还原产物、铜离子为氧化产物，再根据电子、电荷、原子守恒可得方程式：Cu+＋NO2＋2H+ ＝Cu2+＋NO＋H2O。

据阿佛加德罗定律的推论可得方程式：3NO＝NO2＋N2O 答案：（1）A C（D项不是环境）（2）Cu+＋NO2＋2H+ ＝Cu2+＋NO＋H2O（3）

100atm3NONO?NO2

50?C2

友情提醒：这是一道以科学发现为背景的综合题，涉及到环境、元素化合物的性质、氧化还原反应、阿佛加德罗定律、化学平衡等多个知识块内的知识点。另外，本题暗含社会热点、焦点问题，有利于学生积极关注人类的前途和命运。本题主要考查学生运用多个知识点和新信息解决实际问题的能力。要能解决好，同学们必须理顺各知识块之间的联系。

拓展?变式

10．科学家根据自然界存在的N2，制取出N3，现又制出N5。

（1）上述提到的3种物质中，属于非金属单质的是。（2）N5的分子极不稳定，需保存在－80℃的干冰中．在通常状况下，它发生爆炸式的反应生成氮气。若向高空发射1吨设备，运载火箭需消耗液氢5吨，若使用N5做燃料，这一比率可以改变。假如你是科学家，想采用N5做燃料来发射火箭，则需要解决的主要问题是。

10．研析：该题以新科技成果N5及其性质设置情境，考查N5的类别以及用科学家的思维方法来探究用N5做燃料要解决的问题．对科学素养、探索能力要求较高．N2、N3、N5都属于氮元素组成的3种非金属单质；依据N5的性质及保存，采用N5做燃料来发射火箭，要解决制法、防爆、保存、盛放、成本等问题。

答案：（1）N2、N3、N5 （2）①怎样制得N5，并防止发生爆炸；②怎样保存N5，用什么容器盛放；③发射1吨设备，需要多少吨N5，与液氢相比成本如何。

▲ 高考思维探究

[考题1]（05江苏-9）下列离子方程式正确的是

A．碳酸氢钠溶液与少量石灰水反应：HCO3－＋Ca2＋＋OH－＝CaCO3↓＋H2O B．氯化铵与氢氧化钠两种浓溶液混合加热：NH4＋＋OH－H2O＋NH3↑ C．氢氧化镁与稀硫酸反应：H＋＋OH－＝H2O

D．单质铜与稀硝酸反应：Cu＋2H＋＋2NO3－＝Cu2＋＋2NO↑＋H2O

研析：在书写与“量”有关的离子方程式时，应该按不足量的物质的组成来

写，A选项中的Ca2＋与OH－离子物质的量比应该为2∶1；B项考察铵盐的性质，该离子方程式正确；C项中氢氧化镁为难溶物，不应拆开写；D项没有配平。

答案：B

友情提醒：人所共知，离子方程式的书写是高考年年必考的题型。但不要错误的认为简单的做几个类似的题目，掌握了其书写技巧，就万事大吉了。殊不知，该类题型除了考查电解质的有关知识以外，重点考查各种物质的化学性质。只有打牢基础，才能万无一失。

[考题2]（2005全国理综-26）已知A、

B、C、D为气体，E、F为固体，G是氯化钙，它们之间的转换关系如下图所示：

（1）D的化学式（分子式）是，E的化学式（分子式）是。（2）A和B反应生成C的化学方程式是。（3）E和F反应生成D、H和G的化学方程式是。研析：解本题的突破口在物质的状态以及G为已知物CaCl2 。固+固→D↑+G(CaCl2)+H，由此关系式，很容易能推出实验室用Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O ，D为气体，逆向再推，D和C生成E的C是HCl，A、B两者一是氢气，另一为氯气。

答案：⑴NH3 NH4Cl

⑵H2+Cl2

2HCl ⑶2 NH4Cl+Ca(OH)2

2NH3↑

+CaCl2+2H2O

考向指南：本题以课本中常见的实验和基本反应为考点，考查学生基础知识综合应用能力。该题为中等难度试题，这种起源于课本而又跃出课本的试题是高考的重头戏。实验室制氨气是高考最常考的热点知识之一，如能及时联想到实验室制氨气，本题就迎刃而解了。

拓展?变式

11．有一瓶白色固体，取少量置于试管中加热，固体逐渐消失，放出水蒸气和其他两种气体，试管内除管口有少量水珠外，没有任何残留物．取0.350 g这种固体跟过量的碱液反应，生成一种能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，这些气体正好能和30.0 mL 0.100 mol·L－1 H2SO4完全反应；另取0.350 g该固体跟足量盐酸反应，放出一种无色、无臭的气体，将这些气体通入过量的澄清石灰水中，得到0.400 g白色沉淀。

（1）计算0.350 g固体中含有的阴离子和阳离子的物质的量。

（2）根据实验及计算结果确定白色固体是什么？写出判断的依据。 11．研析：（1）从固体与碱液共热时放出能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，证明有NH4＋存在；从固体与酸反应所生成的气体能与石灰水作用产生白色沉淀，证明固体中有CO32－或HCO3－。

n(CO32－或HCO3－)＝n(CaCO3)＝

0.400 g100 g?mol-1

＝0.00400 mol,

n(NH4＋)＝n(NH3)＝2n(H2SO4)＝0.100 mol·L－1×0.0300 L×2＝0.00600

mol。

（2）从固体加热分解后，试管内没有任何残留物，以及生成除水蒸气之外只有两种气体，说明该固体中不含任何固体金属离子和其他酸根离子．所以该固体可能是(NH4)2CO3或NH4HCO3。

在(NH4)2CO3中，NH4＋和CO32－的物质的量之比为2∶1，在NH4HCO3中，NH4

＋

和HCO3－的物质的量之比为1∶1；该固体中，NH＋4和CO32－(或HCO3－)的物质的量之比为0．00600 mol∶0．00400 mol＝1.5∶1，所以该白色固体是(NH4)2CO3和NH4HCO3的混合物。

答案：（1）阴离子：4.00×10－3 mol 阳离子：6.00×10－3 mol （2）该白色固体是(NH4)2CO3和NH4HCO3的混合物。判断依据略。

?开拓学习新视野

▲ 课标知识拓展【思想方法】

1．发散法理解几个实验试管中棉花的作用

在收集NH3的试管口放置一团松软的干棉花，目的是为了防止试管内的NH3

与试管外的空气形成对流，以期在较短时间内收集到较为纯净的NH3。在收集NH3的试管口放置一团蘸有稀酸(一般为难挥发性的酸，如H2SO4)溶液的松软棉花，目的是为了吸收多余的NH3，防止NH3对空气造成污染。而铜与硝酸的反应要产生NOx，用蘸有碱液的松软棉花放在管口，目的是吸收生成的NOx，防止空气污染。

2．联系法认识N2和NOx的化学性质

农民有句谚语，叫做“雷雨能肥田”，雷雨过后，不仅田里庄稼长得茂盛，田间杂草也生长迅速，所以不可疏于农田管理．“雷雨能肥田”有何科学道理呢？原来在闪电作用下，空气中的N2和O2发生了化合反应：①N2＋O2

生成的NO又被O2氧化成NO2：②2NO＋O2 ＝2NO2 NO2与水作用生成HNO3：③3NO2＋H2O ＝2HNO3＋NO

逸出的NO循环进行②③两反应，②③两反应的总化学方程式可表示为： ④4NO＋3O2＋2H2O ＝4HNO3

④乃②③叠加消去NO2的结果，如果②③叠加消去NO，则得： ⑤4NO2＋O2＋2H2O＝4HNO3

生成的HNO3随雨水降到农田，HNO3与土壤颗粒作用生成硝酸盐，电离出的NO3－可被植物吸收，故曰：“雷雨能肥田”。

3．统摄法了解铵盐的分解规律

放电

2NO

（1）不稳定性酸的铵盐分解产物为NH3、酸酐和水。（2）挥发性酸对应的铵盐分解产物为NH3和相应的酸。（3）高沸点酸的铵盐分解产物为NH3和酸(或酸式盐)。

（4）氧化性酸的铵盐的分解产物随着温度高低不同而分解产物不同。 4．究因法认识浓HNO3呈黄色的原因及消除黄色的方法

浓硝酸为什么呈黄色？其原因是由于一个反应；怎样才能消除这种颜色，恢复浓HNO3的本来面目，自然就要依靠这个反应的逆反应。

HNO3不稳定，见光受热都能发生分解反应，光线越强、温度越高、浓度越大，HNO3越易分解。4HNO3

光或热

4NO2↑＋O2↑＋2H2O

生成的NO2部分溶解在HNO3溶液中，而使HNO3呈黄色．但O2已经跑掉了，欲除去黄色，可通入O2，有时还需加入一定量的水：4NO2＋O2＋2H2O＝4HNO3

5．究因法认识不能用HNO3制取H2的原因

HNO3越稀，氧化性越弱，能否用稀HNO3和活泼金属反应制取H2呢？答案是否定的．因为HNO3(aq)不论浓、稀，都有强氧化性，金属越活泼越易被氧化．

在HNO3(aq)中同时存在H＋和NO3－，得电子能力：NO3－>>H＋，故金属失去的电子，理应被NO3－得到，所以还原产物为NOx；退一步，假设有H＋获得电子变为H原子，但生成的H原子随即被NO3－氧化又变为H＋，还原产物还是NOx。故不能用活泼金属与HNO3(不论浓、稀)反应制取H2。

6．层析法认识钝化的实质

钝化是物理变化，还是化学变化？可层析钝化的概念而认识．钝化是指在金属表面氧化成一层薄而致密的氧化膜，阻碍反应进一步进行的过程．理解钝化概念必须注意以下几点：

（1）钝化是化学变化。

（2）钝化形成的薄膜能阻碍反应的进一步进行。（3）钝化是有条件的。

①常温下，Fe、Al在浓HNO3(或浓H2SO4)中钝化；而加热条件下，Fe、Al与浓HNO3(或浓H2SO4)则反应剧烈。

②常温下，纯的Fe、Al在浓HNO3(或浓H2SO4)中钝化，而含杂质的Fe、Al一般与浓HNO3(或浓H2SO4)反应剧烈。

③常温下，Fe、Al在浓HNO3中钝化，但与稀HNO3反应却十分剧烈。

▲ 多彩化学漫步

硝酸工业制法的发展

硝酸的工业制法有三种。

第一种是早在17世纪就使用的硝石法．它是利用钠硝石跟浓硫酸共热而得硝酸。

NaNO3＋H2SO4(浓)

加热

NaHSO4＋HNO3↑

由于硝酸较易挥发，所以，反应产生的是硝酸蒸气，经冷凝后即为液体．反应生成的酸式硫酸盐，在高温条件下可进一步与钠硝石反应，生成硫酸正盐和硝酸．但硝酸在高温时会分解，所以硝石法一般控制在第一步反应。

第二种是电弧法。它是利用电弧使空气中的氮气和氧气直接化合而成NO：N2＋O2

放电

2NO

这是可逆反应，而且这两种单质互相化合时是吸热的，因此高温对于NO的生成有利。不过，即使在3000℃，平衡混合物中也仅含有5％的一氧化氮。

工业上用强大的电源产生的电弧做加热器，温度可达4000℃左右．当空气流迅速通过电弧时，空气受到强热，于是就生成少量的一氧化氮。立刻将混合气体冷却到1200℃以下，以后再进一步冷却，混合气体中的NO与O2化合而成NO2，最后用水吸收而成硝酸。

第三种是氨的催化氧化法。

思考：通过对比分析，比较三种方法的优缺点。多彩化学漫步

答案：方法一产量低，消耗硫酸多，又受到原料硝石产量的限制，此方法已逐步被淘汰．电弧法耗费大量的电能，同时由于NO的产率较低，当氨氧化法问世后，此法也逐渐被淘汰了。目前工业上通常采用的是第三种方法：氨的催化氧化法，此方法成本较低，产量高，消耗的电能少。

?优化考题新演练

一、理解与应用

1．下列属于氮的固定的是

A．N2与H2在一定条件下反应生成NH3 B．NO与O2反应生成NO2

???蛋白质 C．NH3经催化氧化生成NO D．N2?固氮菌

1．研析：将空气中游离的氮转化为氮的化合物的方法统称为氮的固定，根

据定义即可选择答案。

答案：AD

2．收集NO和NO２两种气体 A．都可用排水法

B．NO用排水法，NO２用向上排气法 C．都可用向上排气法

D．NO用向上排气法，NＯ２用排水法

2．研析：空气的平均式量是29，NO的式量是30，二者相近，所以不能用

排空气法收集NO气体(C、D被排除)；NO2能与水反应，所以不能用排水法收集(A被排除)．

答案：B

3．N2是空气的重要组成部分．因此有科学家根据蒸汽机的原理，设计制造出液氮蒸汽机，即利用液态氮的蒸发来驱动机车，从而达到环境保护的目的．其主要依据是

A．液态氮的沸点为－195.8℃，远低于常温 B．N2在空气中燃烧放热 C．N2与H2反应放热

D．N2在空气中约占78%（体积分数）

3．研析：N2在空气中不能燃烧；N2与H2反应需高温、高压、催化的条件，生成NH3不利于环保，N2在空气中的比例大与蒸汽机工作原理无关。液态氮沸点低，常温时气化体积膨胀，做功．

答案： A

4．用加热方法可分离的一组物质是

A．氯化铵和消石灰 B．碳铵和过氧化钠 C．碘和食盐 D．硝酸铵和硫酸钠

4．研析：氯化铵与消石灰发生反应产生NH3，H2O和CaCl2显然无法分离。碳铵与过氧化钠发生反应，同时分解。硝酸铵受热分解产物更复杂，故答案为C。

答案：C

5．用以下三种途径来制取相同质量的硝酸铜：①铜跟浓硝酸反应，②铜跟稀硝酸反应，③铜跟氧气反应生成氧化铜，氧化铜再跟硝酸反应．以下叙述正确的是

A．三种途径所消耗的铜的物质的量相等 B．三种途径所消耗的硝酸的物质的量相等

C．所消耗铜的物质的量是：途径③＞途径①＞途径② D．所消耗硝酸的物质的量是：途径①＞途径②＞途径③ 5．研析：有关反应为：

①Cu＋4HNO3(浓)＝ Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O ②3Cu＋8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O

③2Cu＋O22CuO，CuO＋2HNO3(稀)＝Cu(NO3)2＋H2O

分析以上三组反应，可以看出：生成相同质量的Cu(NO3)2，消耗相同质量的铜，但消耗硝酸的质量(或物质的量)不相同，途径①消耗HNO3最多，途径②次之，途径③消耗HNO3最少．通过比较可以看出，生产Cu(NO3)2，途径③效果最佳，既不造成污染，又能提高HNO3的利用率。

答案：A、D

6．在铁与铜的混合物中，加入一定量的稀HNO3，充分反应后剩余金属m1 g，再向其中加入一定量的稀H2SO4，充分振荡后，剩余金属m2 g，则m1和m2之间的关系是

A．m1一定大于m2 B．m1可能等于m2 C．m1一定等于m2 D．m1可能大于m2

6．研析：铁和铜的混合物与一定量HNO3反应，当金属剩余时，HNO3耗尽，但生成物中含有Fe(NO3)2或Cu(NO3)2。若再向其中加入稀H2SO4，则继续发生反应：

3Cu＋8H+＋2NO3－＝3Cu2+＋2NO↑＋4H2O或Fe＋4H+＋NO3－＝Fe3+＋NO↑＋2H2O。使金属的质量减少。解答本题的要点在于挖掘题中隐藏的信息，反应后生成的硝酸盐与加入的H2SO4又生成了HNO3，同样可以理解为什么KNO3溶液中加入H2SO4就可以溶解铜片（粉）的原因了。

答案：A 二、拓展与创新

7．A是一种白色晶体，它与浓NaOH溶液共热，放出无色气体B．用圆底烧瓶收集干燥的B．按图8—7所示装置仪器，挤压滴管的胶头时，可以得到蓝色喷泉；A与浓H2SO4反应，放出无色气体C．用圆底烧瓶收集干燥的C，仍按图8—7所示装置仪器，挤压滴管的胶头时，可以得到红色喷泉。

（1）A的化学式是。

（2）可用于除去B中水分的干燥剂是。收集气体B的方法是。

（3）收集气体C的方法是。

7．研析：此题为一推断型的实验题．由题给条件可知，B为NH3，C为HCl气体，所以A为NH4Cl．NH3为碱性气体只能用碱石灰或生石灰、KOH固体等不与氨反应的干燥剂干燥．氨气的密度比空气小，应用向下排空气法收集，氯化氢气体的密度比空气的大，应用向上排空气法收集．

答案：（1）NH4Cl（2）碱石灰（或答生石灰、KOH固体等任一种不与氨反应的干燥剂）向下排气法（3）向上排气法

8．将3.2 g Cu放入100 mL 0.20 mol·L－1的少量HNO3(aq)中，试求完全反应后所得到的气体的体积和被还原HNO3的物质的量。

8．研析：常温下，浓度小于8.0 mol·L－1的HNO3(aq)与Cu反应不生成NO2,可视为稀HNO3。所给Cu过量，HNO3不足。

n(HNO3)＝0.100 L×0.20 mol·L－1＝2.0×10－2mol 3Cu＋8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 8 mol 2 mol 2.0×10－2mol n(NO) 可列式求得：n(NO)＝5.0×10－3 mol

V(NO)＝22.4 L·mol－1×5.0×10－3 mol＝0.11 L＝1.1×102 mL n(被还原HNO3)＝n(NO)＝5.0×10－3 mol

答案：V(NO)＝1.1×102 mL，n(被还原HNO3)＝5.0×10－3 mol

三、综合与探究

9．已知A、B、C、D均为化合物，B、C常温常压下为气体，C气体可使湿润的红色石蕊试纸变蓝色；又知1 mol A在200℃时分解仅得1 mol B 和一定量的水两种产物，A中含有NO3－。A、B、C、D间有如下关系：

试回答下列问题：

（1）写出A、C的化学式：A 、C 。（2）写出反应①的离子方程式：___________________。

（3）写出反应②的化学方程式，并标出电子的转移方向和数目：____________________。

9．研析：(逆推法)由题意知C为NH3，由C逆推可知A中含有NH4+，又因A中含NO3－，所以A为NH4NO3．则NH4NO3在200℃时的分解反应为：

NH4NO3

加热

N2O↑＋2H2O

先写出反应物NH4NO3和生成物H2O，并根据H原子守恒确定二物质化学计量数分别为1和2；这样，左边比右边多出2个N原子和1个O 原子，结合题意(1 mol A生成1 mol B)，并根据质量守恒知B为N2O气体。

4e-

答案：(1)NH4NO3 NH3 (2)NH4+＋OH－

加热

NH3↑＋H2O（3）43

加热

N2O

↑＋2H2O

10．现有N2、NH3、NO2组成的混合气体10L.此混合气体通过稀H2SO4时，溶液增重12.5g，混合气体体积减少到3.28L(体积均在标准状况下测定)，则此混合气体中三种成分的体积分别是多少?

10．研析：据题意，混合气体通过稀H2SO4时的反应为：2NH3+H2SO4＝(NH4)2SO4



混合气中的NH3留在溶液中，增加了质量，并使混合气的体积缩小.同时3NO2+H2O＝2HNO3+NO也使溶液增加了质量和气体体积缩小了，生成的NO气的体积是混合气中NO2体积的1/3.通过稀硫酸后的气体是原混合气中的N2和新生成的NO气的混合气体。

稀硫酸溶液质量的增加量是原混合气中NH3的量和NO2跟水反应与生成NO的质量差。

设：原混合气中的NO2为xL，NH3为yL，则N2为(10-x-y)L。根据题意，可到方程组：

(10?x?y)??3.28　　　　　①??3?x?6.72　　　(NO2)

???x?46?17y?30x?12.5　　②?

?(NH3)22.43?22.4?22.4 ?y?2.24　　　

答案：此混合气体中N2有1.04升，NH3有2.24升，NO2有6.72升。

本节答案解析与研读

本节教材课后习题（P79）

1、（1）答案：A

研析：因为浓硝酸见光易分解，所以要储存在棕色瓶中。而B、C、D答案的浓盐酸、浓硫酸、氯化钠遇光不反应，所以不必用棕色瓶。

（2）答案：AB

研析：氮氧化物是形成光化学烟雾和酸雨的一个重要原因。 NO2与空气中的水反应生成硝酸和亚硝酸，是酸雨的成分。氮氧化物与碳氢化合物经紫外线照射发生反应，形成一种有毒的的烟雾，就是光化学烟雾。C答案中臭氧空洞是氟氯昂的大量排放造成的。D答案中温室效应是由于大量二氧化碳及部分烃类物质（甲烷）等的排放造成的。

（3）答案：BC 研析：由于氨气极易溶于水，当有少量水进入圆底烧瓶，则大量的氨气溶解，使烧瓶内的压强减小，在大气压的作用下，烧杯中的水被压入烧瓶，形成喷泉。由于氨气溶入水形成氨水，氨水显碱性，所以答案选BC。

（4）答案：D

研析：A中的N2、B中的NO不溶于水。C中的NO2为棕色。只有D中的NH3

溶于水，且为无色的。

2、答案：（1）NaNO2 HI (2) ②⑤ 研析：（1）由题意知反应后的产物为一氧化氮和碘单质，说明氮元素的化合价降低，碘元素的化合价升高，所以亚硝酸钠的为氧化剂，氢碘酸为还原剂，发生还原反应。

（2）根据题给信息，要鉴别亚硝酸钠与食盐，从给出的物质中选择I-和H+，所以选②⑤

3、答案：（1）N2+O2

放电

2NO (氧化剂：O2；还原剂：N2)

2 NO+ O2 ＝2 NO2 (氧化剂：O2；还原剂：NO)

3 NO2+ H2O＝2 HNO3+ NO (氧化剂：NO2；还原剂：NO2) 4NH3+5O2

高温催化剂

4 NO+6 H2O (氧化剂：O2；还原剂：NH3)

400℃催化剂

(2)氮气 4NH3+6NO5N2+6 H2O

研析：（2）氨气还原一氧化氮的产物只能是+1与－3的中间价态，且无色无毒，只能为氮气。

4、答案：（1）①21.2% ② A (2) ①166mol ② 5kg 研析：（1）

①硫酸铵中 N% = 2×14÷132×100% = 21.2%

② 化肥中的N%为20%，小于 21.2%，说明混有的物质的含氮量小于20%，从给出的四种物质计算（计算方法同①），只有A答案的碳酸氢铵符合

5、答案：原理：用NH4Cl与Ca(OH)2加热制得。装置：同制氧气。收集：向下排空气法。

若用未经干燥的集气瓶收集氨气，则收集的气体体积减少甚至收集不到氨气。因为氨气极易溶于水。

此方法不可行。因为加热NH4Cl，产生的NH3和HCl气体又在试管口冷凝，又会化合成固体，得不到NH3。而加热NH4HCO3得到的是氨气、CO2以及水蒸气的混合气体。

探究解题新思路

1．研析：（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）NO 1.0 mL

HNO3(氧化剂) ～ NO2(或NO)

1.0×10

－3

22.4?10-3 L

mol 22.4 L?mol-1＝1.0×10－3 mol

Cu＋2HNO3(酸) ～ Cu(NO3)2

38.4?10-3 g64 g?mol-1

＝0.6×10－3 mol 1.2×10－3 mol

所以消耗HNO3共2.2×10－3 mol 答案：C

答案：B

答案：用四支试管分别取少许试液，分别加入足量Ba(OH)2溶液，并加热，

同时用湿润的红色石蕊试纸在管口检验。产生白色沉淀，且试纸变蓝的为NH4HCO3，只产生白色沉淀的为NaHCO3，不产生沉淀但试纸变蓝色的为NH4Cl，均无明显现象的为NaCl。

5．研析：铜锌合金通常称为黄铜，外观与黄金相似，但密度比黄金小，放入HNO3、HCl中，其中的Zn均可与之反应．

答案：D 6．研析：方法1：若将等质量的70％的HNO3与等质量的水混合，稀释后HNO3

70%?1 g

的质量分数应为1 g?1 g×100％＝35％，若将等体积的

70％的HNO3与等体积的

×100％，因

水混合，稀释后

1 mL?1.40 g?cm-3?70%

HNO3的质量分数应为：1 mL?1.40 g?cm-3?1 mL?1 g?cm-3

为70％的HNO3密度大于水的密度，所以稀释后溶液的质量分数一定大于35％。

方法2：将“等体积”转换为“等质量”，则溶液质量分数为0.35，因等体积时，水的密度小于该HNO3的密度，水的质量小于氨水的质量，故质量分数自然要大于0.35。

答案：C

7．研析：本题将工业合成NH3的反应搬到了实验室中，工业上合成NH3的反应为：

N2+3H2

高温、高压催化剂

2NH3

这里高压是无法实现的。从反应来看，V(N2)∶V(H2)＝1∶3，这个比例可由甲装置适当控制，在甲中N2和H2可以混合均匀；此外，浓H2SO4还有干燥作用．由于反应可逆，所以从乙处导出的是N2、H2和NH3的混合气体。检验NH3的简单方法可以是用玻璃棒蘸浓盐酸，也可以使用红色石蕊试纸。

答案：（1）①干燥气体 ②使两种气体充分混合 ③观察气泡，调节H2、N2

的流速(只要求注写其中两项)

（2）NH3及N2和H2的混合气体用蘸有浓盐酸的玻璃棒放在导管口，有白烟说明有NH3生成（或将一小片湿润的红色石蕊试纸沾在玻璃棒的一端，靠近导管口，试纸变蓝色说明有NH3生成）

8．研析：“喷泉”实验后，烧瓶内溶液的蒸气压、残留气体的压强同液面产生的压强之和应等于外界大气压．外界大气压为1.0?105Pa，溶液蒸气压为

323

1.0?103Pa，20cm处液面产生的压强为?gh?1000kg/m?10m/s?0.2m?2000Pa?2?10Pa。

设残留气体压强为P，则1.0?105Pa?1.0?103Pa?2?103Pa?P，故P?9.7?104Pa。

答案： 9.7×104pa

9．答案：（1）铜跟硝酸直接反应会有氮的氧化物生成，即产生污染，又降低硝酸的利用率；铜屑在空气灼烧生成CuO，CuO跟HNO3反应没有氮的氧化物生成，既避免了污染，又提高了硝酸的利率用。

（2）浓硝酸易挥发、不稳定，对设备腐蚀严重。（3）结晶法或重结晶法。

（4）铜屑灼烧时，仍有少量的Cu，当与稀HNO3反应时，产生的NO会产生污染；用NaOH溶液吸收。在生产中选择原料和生产原理，要求原料有较高的利

用率和产生污染少等。

答案：（1）N2、N3、N5

（2）①怎样制得N5，并防止发生爆炸；②怎样保存N5，用什么容器盛放；③发射1吨设备，需要多少吨N5，与液氢相比成本如何。

11．研析：（1）从固体与碱液共热时放出能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，

＋

证明有NH4存在；从固体与酸反应所生成的气体能与石灰水作用产生白色沉淀，证明固体中有CO32－或HCO3－。

n(CO32－或HCO3－)＝n(CaCO3)＝

0.400 g100 g?mol-1

＝0.00400 mol,

n(NH4＋)＝n(NH3)＝2n(H2SO4)＝0.100 mol·L－1×0.0300 L×2＝0.00600 mol。（2）从固体加热分解后，试管内没有任何残留物，以及生成除水蒸气之外只有两种气体，说明该固体中不含任何固体金属离子和其他酸根离子．所以该固体可能是(NH4)2CO3或NH4HCO3。

在(NH4)2CO3中，NH4＋和CO32－的物质的量之比为2∶1，在NH4HCO3中，NH4＋和HCO3－的物质的量之比为1∶1；该固体中，NH＋4和CO32－(或HCO3－)的物质的量之比为0．00600 mol∶0．00400 mol＝1.5∶1，所以该白色固体是(NH4)2CO3和NH4HCO3的混合物。

答案：（1）阴离子：4.00×10－3 mol 阳离子：6.00×10－3 mol （2）该白色固体是(NH4)2CO3和NH4HCO3的混合物。判断依据略。优化考题新演练

1．研析：将空气中游离的氮转化为氮的化合物的方法统称为氮的固定，根据定义即可选择答案。

答案：AD

2．研析：空气的平均式量是29，NO的式量是30，二者相近，所以不能用排空气法收集NO气体(C、D被排除)；NO2能与水反应，所以不能用排水法收集(A被排除)．

答案：B

答案： A

4．研析：氯化铵与消石灰发生反应产生NH3，H2O和CaCl2显然无法分离。碳铵与过氧化钠发生反应，同时分解。硝酸铵受热分解产物更复杂，故答案为C。

答案：C

5．研析：有关反应为：

①Cu＋4HNO3(浓)＝ Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O ②3Cu＋8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O

③2Cu＋O22CuO，CuO＋2HNO3(稀)＝Cu(NO3)2＋H2O

分析以上三组反应，可以看出：生成相同质量的Cu(NO3)2，消耗相同质量的

铜，但消耗硝酸的质量(或物质的量)不相同，途径①消耗HNO3最多，途径②次之，途径③消耗HNO3最少．通过比较可以看出，生产Cu(NO3)2，途径③效果最佳，既不造成污染，又能提高HNO3的利用率。

答案：A、D

6．研析：铁和铜的混合物与一定量HNO3反应，当金属剩余时，HNO3耗尽，但生成物中含有Fe(NO3)2或Cu(NO3)2。若再向其中加入稀H2SO4，则继续发生反应： 3Cu＋8H+＋2NO3－＝3Cu2+＋2NO↑＋4H2O或Fe＋4H+＋NO3－＝Fe3+＋NO↑＋2H2O。使金属的质量减少。解答本题的要点在于挖掘题中隐藏的信息，反应后生成的硝酸盐与加入的H2SO4又生成了HNO3，同样可以理解为什么KNO3溶液中加入H2SO4就可以溶解铜片（粉）的原因了。

答案：A

答案：（1）NH4Cl（2）碱石灰（或答生石灰、KOH固体等任一种不与氨反应的干燥剂）向下排气法（3）向上排气法

8．研析：常温下，浓度小于8.0 mol·L－1的HNO3(aq)与Cu反应不生成NO2,可视为稀HNO3。所给Cu过量，HNO3不足。

n(HNO3)＝0.100 L×0.20 mol·L－1＝2.0×10－2mol 3Cu＋8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 8 mol 2 mol 2.0×10－2mol n(NO) 可列式求得：n(NO)＝5.0×10－3 mol

V(NO)＝22.4 L·mol－1×5.0×10－3 mol＝0.11 L＝1.1×102 mL n(被还原HNO3)＝n(NO)＝5.0×10－3 mol

答案：V(NO)＝1.1×102 mL，n(被还原HNO3)＝5.0×10－3 mol

9．研析：(逆推法)由题意知C为NH3，由C逆推可知A中含有NH4+，又因A中含NO3－，所以A为NH4NO3．则NH4NO3在200℃时的分解反应为：

NH4NO3

加热

N2O↑＋2H2O

4e-

答案：(1)NH4NO3 NH3 (2)NH4+＋OH－

加热

NH3↑＋H2O（3）43

加热

N2O

↑＋2H2O

10．研析：据题意，混合气体通过稀H2SO4时的反应为：2NH3+H2SO4＝(NH4)2SO4 混合气中的NH3留在溶液中，增加了质量，并使混合气的体积缩小.同时3NO2+H2O＝2HNO3+NO也使溶液增加了质量和气体体积缩小了，生成的NO气的体积是混合气中NO2体积的1/3.通过稀硫酸后的气体是原混合气中的N2和新生成的NO气的混合气体。

稀硫酸溶液质量的增加量是原混合气中NH3的量和NO2跟水反应与生成NO的

质量差。

设：原混合气中的NO2为xL，NH3为yL，则N2为(10-x-y)L。根据题意，可到方程组：

(10?x?y)??3.28　　　　　①??3?x?6.72　　　(NO2)

???x?46?17y?30x?12.5　　②?

?(NH3) 22.43?22.4?22.4 ?y?2.24　　　

答案：此混合气体中N2有1.04升，NH3有2.24升，NO2有6.72升。

多彩化学漫步

范文三：氮元素的讲义

氮气：空气中主要气体，无色无味无毒。化学性质稳定。

主要反应：对氮气氧气混合气高温放电：_____________________________________ 工业合成氨：_____________________________________

氨气：无色有刺激性气味的气体，极易溶于水。

化学性质：

1. 碱性：氨气溶于水：_____________________________________

氨水的平衡体系：_____________________________________

2. 还原性：氨的催化氧化：_____________________________________

*喷泉实验：原理？替代品？

*氨气的实验室制取：方程：_____________________________________

操作(加热，试管怎么放，棉花的作用，如何收集，如何验满)

一氧化氮：无色无味气体。易被氧气氧化。难溶于水。

化学性质：

1. 还原性：置一氧化氮与空气中很快变为红棕色

二氧化氮：红棕色有刺激性气味气体，溶于水能生成硝酸。

化学性质：

1. 溶于水生成硝酸：_____________________________________

2. 氧化性：使淀粉-碘化钾试纸变蓝：_____________________________________

硝酸：稀硝酸：无色液体，强氧化性。

浓硝酸：无色有挥发性（纯度高），稍带黄色（见光分解）。

稀硝酸化学性质：

1. 强氧化性：铜片溶解于稀硝酸

_____________________________________

浓硝酸的化学性质：

1. 强氧化性：铜片溶解于浓硝酸

_____________________________________

木炭与浓硝酸共热_____________________________________

2. 不稳定性：阳光下久置硝酸稍带黄色

_____________________________________

3. 钝化性

：：：：

范文四：氮元素

1. 设n A 为阿伏加德罗常数的数值。下列说法正确的是

C..(2014年广东）标准状况下，22.4L 氨水含有n A 个NH 3分子

B．(2013年广东）1L0.1mol ·L 的氨水中有n A 个NH 4-1+

B ．（2012广东）1 mol Fe与足量稀HNO 3反应，转移个2n A 个电子

A 、（2011广东）常温下，23g NO2含有n A 个氧原子

B 、（2011广东）1L0.1mol?L-1的氨水含有0.1n A 个OH ―

2.(2014年广东）下列叙述I 和II 均正确并有因果关系的是

3.(2014年广东）下列实验操作、现象和结论均正确的是

4．(2013

年广东）下列实验的现象与对应结论均正确的是（）

5．（2012广东）下列实验能达到目的的是

C ．用浓HNO 3与Cu 反应制备NO 2

6．（2012广东）下列应用不涉及氧化还原反应的是

D ．实验室用NH 4Cl 和Ca(OH) 2制备NH 3

7、（2011广东）下列试验现象预测正确的是

C 、实验III ：微热稀HNO 3片刻，溶液中有气泡产生，广口瓶内始终保持无色

范文五：氮元素

氮族元素

【备考目标】

◆ 了解氮族元素单质及其重要化合物的主要性质及应用 ◆ 了解常见氮族元素单质及其重要化合物对环境质量的影响 ◆ 了解氮族元素在元素周期表中的位置及性质递变规律【要点精讲】

知识点2. 氮及其化合物间的转化关系

催化剂稀酸，Cu

NaNO 24N 2O 4

O 2

知识点3. 氮的化合物及其铵盐 1. 氮的氧化物

（1）氮元素有+1、+2、+3、+４、+5等五种正价态，五种正价对应六种氧化物：N 2O 、NO 、N 2O 3、NO 2、N 2O 4、N 2O 5。其中N 2O 3和N 2O 5分别是HNO 2和HNO 3的酸酐。NO 是一种无色还原性较强的气体，易被O 2氧化为NO 2，NO 2是一种红棕色的易溶于水且与水反应的气体，氧化性强，能氧化SO 2，能使湿润的KI 淀粉试纸变蓝。

（2）NO 、NO 2都是大气污染物，空气中NO 、NO 2主要来自石油产品和煤燃烧、汽车尾气以及制硝酸工厂的废气。其中空气中的NO 2是造成光化学烟雾的主要因素。（3）可用下列反应，在实验室制取NO 、NO 2。

3Cu+8HNO3（稀）====3Cu（NO 3）2+2NO↑+4H2O Cu+4HNO3（浓）====Cu（NO 3）2+2NO2↑+2H2O +3．液氨与氨水的比较

4．铵盐的性质

铵盐都易溶于水，能与碱反应，受热能分解。铵盐的分解规律是： (1)有不稳定性且无氧化性酸生成的铵盐，如：NH 4HCO 3

△

NH 3↑+H2O+CO2↑

(2)有挥发性但无氧化性酸生成的铵盐，如：NH 4Cl NH 3+HCl====NH4Cl)

(3)由强氧化性酸生成的铵盐，如：NH 4NO 3受热分解生成的氨气被氧化。难点铵盐既能与碱反应，又能与酸反应

△

HCl ↑+NH3↑(冷却相遇：

N 2O ↑+2H2O 或４NH 4NO 3

△

3N 2↑+2NO2↑+8H2O ，

由铵盐的通性可知，铵盐均可与碱反应放出NH 3，NH 4++OH-

△

3↑+H2O 。铵盐的另一

部分阴离子往往不被重视，某些阴离子可与酸反应，甚至放出气体，例如：(NH4) 2CO 3、NH 4HCO 3、(NH4) 2SO 3、NH 4HSO 3、(NH4) 2S 、NH 4HS 等弱酸的铵盐，既可与碱反应，又可与酸反应。另外如NH 4Cl 、NH 4NO 3等易挥发性强酸的铵盐晶体，可以与浓硫酸在加热的条件下反应。此知识点经常用于框架推断题。

铵盐都是易溶于水的离子晶体（填晶体类型），受热易分解。除去氯化铵中氯化钠杂质的方法是加热将产生的混合气导出、冷却；除去氯化钠中氯化铵杂质的方法是直接加热、排去气体、冷却；检验溶液中有无NH 4+的方法是加碱，加热，用湿润的红色石蕊检验放出的气体，观察试纸是否变蓝。知识点4 氨的性质及其实验室制法

1. 由氨的分子结构分析理解氨的性质

NH 3分子为三角锥形，N —H 键具有极性，决定了NH 3为极性分子，因而氨易液化(易液化的还有SO 2、Cl 2等) ；氨极易溶于水，其水溶液的密度小于1；NH 3分子也极易与酸反应生成铵盐。

NH 3分子中氮元素呈-3价，为氮元素的最低价态，具有还原性，能在一定条件下与O 2、

NO+6H2O Cl 2、CuO 等反应，被它们氧化：４NH 3+5O2 ４

催化剂

2NH 3+3Cl2====N2+6HCl 2NH 3+3CuO

△

3Cu+N2+3H2O

2. 氨气的实验室制法及注意事项

实验室常用铵盐与碱共热来制取氨气。制取时应注意的事项是：（1）制氨气所用铵盐不能用硝铵、碳铵。

（2）消石灰不能用NaOH 、KOH 代替，原因是NaOH 、KOH 具有吸湿性，易结块，不利于产生NH 3，在加热条件下能腐蚀试管。

（3）因氨气比空气轻，易与空气发生对流，所以收集氨气时，导气管应插入收集气体的试管底部附近，管口塞一团干燥的棉花团，来防止NH 3与空气对流，确保收集到纯净的氨气。

(4)实验室快速制取氨气的方法是：

知识点5 磷及其化合物

1．磷单质的化学性质 ①4P+5O2量) 点燃

点燃

2P 2O 5(白烟) ②2P+3Cl2(不充足) 点燃

2PCl 3(白雾) 2P+5Cl2(过

2PCl 5(白烟)

2．磷的化合物的性质

①P 2O 5——磷酸的酸酐，具有酸性氧化物的通性 P2O 5+3H2O 加热2H 3PO 4 注：P 2O 5为白色固体，吸湿性强，可用作干燥剂。

②纯净的磷酸是无色晶体，有吸湿性，能与水以任意比例混合。浓H 3PO 4为无色黏稠状液体，稳定，不挥发，不显强氧化性——最为“老实”，磷酸为三元酸，具有酸的通性。 3．磷肥的制取和使用

制磷肥的原料是磷矿粉，它不溶于水，目的是把不溶性的磷酸盐，转化为可溶性磷酸盐，便于植物吸收。

①过磷酸钙：主要成分为Ca(H2PO 4) 2和CaSO 4，有效成分为Ca(H2PO 4) 2。 Ca3(PO4) 2+2H2SO 4====2CaSO4+Ca(H2PO 4) 2

②重过磷酸钙：主要成分Ca(H2PO 4) 2。 Ca3(PO4) 2+4H3PO 4====3Ca(H2PO 4) 2

使用磷肥时，不能与碱性物质混合，因为Ca(H2PO 4) 2水溶液呈弱酸性，遇碱性物质会使其生成CaHPO 4或Ca 3(PO4) 2沉淀，由于不溶于水而不能被作物吸收，降低或丧失肥效。 4．白磷和红磷物理性质的比较及相互转化

知识点6 溶液酸碱性对NO 3-性质的影响

在溶液中NO 3-几乎与所有离子能大量共存，但注意，当溶液的酸性较强时可形成硝酸溶液，具有还原性的某些离子则不能与其大量共存，如NO 3-、H +

、Ｆｅ2+中任意两者能大量共存，但三者混合则不能大量共存。即：

NO 3-在中性或碱性溶液中不表现氧化性，而在酸性溶液中表现强氧化性。知识点7 硝酸的化学性质

1. 酸性

硝酸的电离方程式为HNO 3 =H+ + NO3-，表现酸的通性。

2．浓硝酸显黄色，是因为HNO 3分解产生的NO 2溶解在硝酸中，说明浓硝酸具有不稳定性，化学方程式为：，因此实验室保存硝酸时，必须用棕色瓶，且放置于冷暗处。

浓、稀硝酸都具有很强的氧化性，他们与铜反应的化学方程式为

Cu + 4HNO3

（浓）3Cu +8HNO3

Cu(NO3

) 2 + 2NO+ 2H2O

4HNO 3

4NO +OO

铁、铝遇冷的浓硝酸发生钝化，足量硝酸与变价金属、非金属反应，均生成高价化合物。

浓硝酸与木炭共热：稀硝酸与少量铁：

C +4HNO3

CO + 2H2O

3Cu(NO3) 2 + 2NO+ 4H2O

Fe +4HNO33Fe +8HNO

Fe(NO3) 32O 3Fe(NO) + 2NO2O

332稀硝酸与足量铁：

4．有关硝酸化学性质需注意的几个问题

(1)硝酸的还原产物可以为：NO 2、NO 、N 2O 、N 2、NH 3、NH 4+等，HNO 3的浓度越低，还原产物的价态越低。

(2)试管壁上的Cu 或Ag 应用稀硝酸洗去：用稀硝酸比用浓硝酸的HNO 3利用率高，且产生的污染物(NOx ) 少。

(3)在化学反应过程中，因量变积累，常常引起反应实质的变化，除硝酸外，硫酸、盐酸

其浓溶液、稀溶液的性质不同，反应过程中浓度变化也往往引起反应实质的变化，解题应给予充分注意。

(4)浓硝酸久置变黄，工业盐酸为黄色(含Fe 3+) 、亚铁盐放置溶液变黄(Fe2+被氧化为Fe 3+) 、KI 溶液久置变黄(I-被氧化为I 2) ，其中亚铁盐溶液中要加铁粉保存且现配现用。 (5)硝酸越浓，其氧化性越强，被还原的程度越小。硝酸的氧化性强弱不是根据硝酸被还原的产物的化合价改变的大小来决定，而是得电子难易程度决定。

(6)在单质与硝酸反应的有关计算中，要注意单质是金属还是非金属，若为金属参加的反应硝酸分为两部分，一部分作氧化剂，另一部分起酸性生成硝酸盐，应先确定未被还原的硝酸，再由电子得失守恒求解。若为非金属单质与硝酸反应时，硝酸全部被还原。知识点8 氮的氧化物与水反应的计算 1．关系式法

（1）对于NO 2、NO 分别与O 2混合与水反应的计算，首先写出以下方程式： 3NO2+H2O====2HNO3+NO 2NO+O2====2NO2

将以上两式叠加得以下计算关系式： 4NO2+O2+2H2O====4HNO3 4NO+3O2+2H2O====4HNO3

计算时要注意过量判断及剩余气体的成分。（2）NO 、NO 2、O 2混合溶于水

将以上两式再叠加可得：NO 2+NO+O2+H2O====2HNO3

若n(N)∶n(O)=2∶5, 则混合气体刚好溶于水；n(N)∶n(O)>2∶5,NO 过剩；若n(N)∶n(O)<2∶5,o>

（3）当NO 、NO 2的混合气体缓慢通入过量的NaOH 溶液中，发生如下反应：3NO 2+H2O ====2HNO3+NO，NO 2+NO+2NaOH====2NaNO2+H2O ，将以上两个反应合并得：2NO 2+2NaOH====NaNO3+NaNO2+H2O

当V(NO)>V(NO2) 时，反应后余NO ，体积为V(NO)-V(NO2) 。当V(NO2) ≥V(NO)时，最后无气体剩余。 2．电子守恒法

当NO 2或NO 转化为HNO 3时要失去电子，若上述两种气体与O 2混合，O 2得电子，且得失电子数必然相等，这是电子守恒法解答此类题目的依据。知识点小结：

1、一氧化氮和二氧化氮

⑴一氧化氮：无色气体，难溶于水，有很大毒性，在常温下极易被氧化成二氧化氮。2NO ＋O 2＝＝＝ 2NO 2

⑵二氧化氮：有刺激性气味的红棕色气体，溶于水生成硝酸和一氧化氮。 3NO 2＋H 2O ＝＝＝ 2HNO 3＋NO 4NO2O 4（无色）

注意：关于氮的氧化物溶于水的几种情况的计算方法。

① NO 2或NO 2与N 2（或非O 2）的混合气体溶于水时可依据：3NO 2＋H 2O ＝＝＝ 2HNO 3＋NO 利用气体体积变化差值进行计算。

② NO 2和O 2的混合气体溶于水时，由4NO 2＋2H 2O ＋O 2＝＝＝ 4HNO 3 可知，当体积比为＝4：1，恰好完全反应 V(NO2) ：V(O2) ＞4：1，NO 2过量，剩余气体为NO 4：3，NO 过量，剩余气体为NO 4：1，NO 2过量，剩余气体为NO 4：3，NO 过量，剩余气体为NO ＜4：3，O 2过量，乘余气体为O 2

④NO 、NO 2、O 2三种混合气体通入水中，可先按①求出NO 2与H 2O 反应生成的NO 的体积，再加上原混合气体中的NO 的体积即为NO 的总体积，再按③方法进行计算。 2、硝酸的化学性质 ①HNO 3具有酸的通性。

③ HNO 3具有强氧化性，表现在能与多数金属、非金属、某些还原性化合物起反应。要注意，由于硝酸氧化性很强，任何金属与硝酸反应都不能放出氢气，在与不活泼金属如Cu 、Ag 等反应时，浓硝酸还原产物为NO 2，稀硝酸还原产物为NO ，（但不能认为稀硝酸的氧化性比浓硝酸强）；

④ 在溶液中NO 3—几乎与所有离子能大量共存，但注意，当溶液的酸性较强可形成硝酸溶液，具有还原性的某些离子则不能与其大量共存，如NO 3—、H ＋、Fe 2＋中任意两者能大量共存，但三者则不能大量共存。

即：NO 3— 在中性或碱性溶液中不表现氧化性，而在酸性溶液中表现强氧化性。 3、氨气的实验室制法

反应原理：2NH 4Cl ＋Ca(OH)2

△

CaCl 2＋2NH 3↑＋2H 2O 不能用NaOH 代替Ca(OH)2，因为

NaOH 吸湿后容易结块，产生的气体不易逸出，并且NaOH 对玻璃有强烈的腐蚀作用。装置：制NH 3的气体发生装置与制O 2、CH 4的相同。干燥氨气不能选用浓H 2SO 4、P 2O 5，也不能选用无水CaCl 2，应选用碱石灰。收集NH 3应采用向下排空气法。容器口塞一团棉花（防止空气进入试管，以保证收集的NH 3比较纯净）。检验：a 、用湿润的红色石蕊试纸（变蓝）；b 、蘸有浓盐酸的玻璃棒接近瓶口（白烟）。实验室还常根据浓氨水的强挥发性，向浓氨水中加入NaOH 或CaO 得到氨气。NaOH 或CaO 的作用是吸水和吸水后使溶液温度显著升高，二者都能减少氨气的溶解。

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