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第 4 讲 氮及其重要化合物
课 程 标 准 知 识 建 构
1.结合真实情境中的应用实例或通过实验
探究了解氮及其重要化合物的主要性质。
2．知道氮及其重要化合物的制备方法，认
识氮的化合物对生态环境的影响。
一、氮气及其氧化物
1．自然界中氮的存在和氮的固定
2．氮气
写出有关化学方程式：
① 3Mg ＋ N ==== = M g N ；
2 3 2
②N ＋ 3H 2NH ；
2 2 3
③N ＋ O ==== = 2NO 。
2 2
3．氮的氧化物
(1)氮元素从＋1～＋5价都有对应的氧化物，如N O、NO、N O 、NO (或
2 2 3 2
N O )、N O ，其中属于酸性氧化物的是N O 、N O 。
2 4 2 5 2 3 2 5
(2)NO和NO 的比较
2
性质 NO NO
2
色、态、味 无色、无味气体 红棕色、有刺激性气味气体
水溶性 难溶于水 能与水反应
毒性 有毒 有毒
与水反应 不反应 3NO ＋ H O == =2HNO ＋ NO
2 2 3
与氧气反应 2NO ＋ O == =2NO 不反应
2 2
对环境 NO与血红蛋白结合使人中毒，NO、NO 导致光化学烟雾、形
2的影响 成酸雨及破坏臭氧层
【诊断1】 判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×。
(1)食品袋中充氮气可用来防腐( )
(2)通过灼热的镁粉，可除N 中的少量氧气( )
2
(3)NO中的NO 杂质气体，可通过盛有水的洗气瓶除去( )
2
(4)CO、NO、NO 都是大气污染气体，在空气中都稳定存在( )
2
(5)N 与O 在放电条件下直接化合成NO ( )
2 2 2
(6)NO 溶于水时，NO 是氧化剂，水是还原剂( )
2 2
(7)NO 是酸性氧化物，与水反应生成硝酸( )
2
答案 (1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)× (7)×
二、硝酸
1．物理性质
2．化学性质
(1)不稳定性
①化学方程式：
4HNO ( 浓 ) ===== 2H O ＋ 4NO ↑ ＋ O ↑。
3 2 2 2
②市售浓硝酸呈黄色的原因是HNO 分解生成的NO 溶于硝酸中。
3 2
③浓硝酸的保存方法是保存在棕色带有玻璃塞的细口试剂瓶中，置于冷暗处
(2)强氧化性
①与金属反应，如浓、稀硝酸与铜反应(化学方程式)：
Cu ＋ 4HNO ( 浓 ) == =Cu(NO ) ＋ 2NO ↑ ＋ 2H O；
3 3 2 2 2
3Cu ＋ 8HNO ( 稀 ) == =3Cu(NO ) ＋ 2NO ↑ ＋ 4H O。
3 3 2 2
②常温下浓硝酸使Fe、Al钝化。
③与非金属反应，如浓硝酸与C反应的化学方程式：
C ＋ 4HNO ( 浓 ) ===== CO ↑ ＋ 4NO ↑ ＋ 2H O。
3 2 2 2
④与还原性化合物反应，如与SO 、Fe2＋反应的离子方程式：
23SO ＋ 2NO ＋ 2H O == =3SO ＋ 2NO ＋ 4H ＋ ；
2 2
3Fe 2 ＋ ＋ NO ＋ 4H ＋ == =3Fe 3 ＋ ＋ NO ↑ ＋ 2H O。
2
【特别提醒】
(1) 硝 酸 浓 度 不 同 ， 其 还 原 产 物 不 同 ， 一 般 为 HNO ( 浓 )→NO ，
3 2
HNO (稀)→NO，HNO (极稀)→N O或NH。
3 3 2
(2)“钝化”并非不反应。
(3)浓硝酸能使紫色石蕊溶液先变红，后褪色。
【诊断2】 判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×。
(1)用锌粒与稀硝酸制取纯净H ( )
2
(2)常温下，铁、铝在浓硝酸中的钝化为化学变化( )
(3)可以选用稀硝酸除去试管内壁的银或铜( )
(4)含4 mol HNO 的浓溶液与足量Cu充分反应，理论上可生成 2 mol NO 气
3 2
体( )
(5)1 mol Fe与足量的稀硝酸反应，转移2N 个电子( )
A
(6)蛋白质遇到硝酸变蓝色( )
答案 (1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)× (6)×
三、氨 铵盐
1．氨的分子结构和物理性质
电子式 密度 气味 水溶性
比空气小 刺激性气味 极易溶于水
2.氨的化学性质
3．铵盐
(1)铵盐的物理性质
铵盐都是白色固体，均易溶于水。
(2)铵盐的化学性质(3)NH的检验
4．氨气的实验室制法
【诊断3】 判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×。
(1)液氨汽化时要吸收大量的热，可用作制冷剂( )
(2)液氨制冷、碘的升华、NH Cl汽化都不涉及化学变化( )
4
(3)能用加热法除去NaCl中的NH Cl的原因是NH Cl为强酸弱碱盐( )
4 4
(4)氨水具有弱碱性，说明氨水是弱电解质( )
(5)铵盐都易溶于水，其水溶液均呈酸性( )
(6)浓氨水可检验氯气管道是否漏气( )
答案 (1)√ (2)× (3)× (4)× (5)× (6)√
四、氮及其化合物的相互转化
氮元素有多种可变化合价，物质的种类较多，在复习时要从物质类别和价态
变化理解这些物质之间的转化关系。1．横向转化为物质类别变化，非氧化还原反应，如
(1)氨气转化为铵盐：HCl＋NH ===NH Cl
3 4
(2)硝酸转化为硝酸盐：NaOH＋HNO ===NaNO ＋H O
3 3 2
2．纵向转化为化合价变化反应，是氧化还原反应，如
(1)NH 转化为N ：3Cl ＋8NH === N ＋6NH Cl
3 2 2 3 2 4
(2)NH 转化为NO：5O ＋4NH =====4NO＋6H O
3 2 3 2
【诊断4】 关于氮的变化关系图如下：
则下列说法不正确的是( )
A．路线①②③是工业生产硝酸的主要途径
B．路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径
C．上述所有反应都是氧化还原反应
D．上述反应中只有③属于氮的固定
答案 D
五、绿色化学与环境保护
1．主要的大气污染物及其危害
大气污染物 主要成分 危害
可吸入 大气中液体、固体状颗粒 加重呼吸道疾病，其他有
颗粒物 物，又称飘尘 害气体转化的催化剂
S的氧化物 SO 、SO 酸雨
2 3
光化学烟雾、酸雨、破坏臭
N的氧化物 NO、NO
2
氧层
C的氧化物 CO 降低血液的输氧能力
碳氢化合物 CH 、C H 等 温室效应、光化学烟雾
4 2 6氟氯代烃 CF Cl(氟利昂)等 破坏臭氧层
3
2.绿色化学
【诊断5】 (2020·河南开封市一模)汽车尾气含氮氧化物(NO )、碳氢化合物
x
(C H )、碳等，直接排放容易造成“雾霾”。因此，不少汽车都安装尾气净化装置
x y
(净化处理过程如图)。下列有关叙述，错误的是( )
A．尾气造成“雾霾”与汽油未充分燃烧有关
B．尾气处理过程，氮氧化物(NO )被还原
x
C．Pt－Rh催化剂可提高尾气净化反应的平衡转化率
D．使用氢氧燃料电池作汽车动力能有效控制雾霾
答案 C
解析 汽油未充分燃烧可增加碳氢化合物(C H )、碳等的排放，可造成“雾
x y
霾”，故A正确；尾气处理过程中，氮氧化物(NO )中氮元素化合价降低，得电子，
x
被还原，故B正确；催化剂只改变化学反应速率，不会改变平衡转化率，故C错误；
使用氢氧燃料电池作汽车动力能减少含氮氧化物(NO )、碳氢化合物(C H )、碳等
x x y
的排放，能有效控制雾霾，故D正确。
考点一 氮及其氧化物的性质和应用
【典例1】 将盛有12 mL NO 和O 的混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反
2 2
应后，还剩余2 mL无色气体，则原混合气体中O 的体积和剩余的2 mL气体分别
2
是( )
A．1.2 mL，NO B．2.4 mL，O
2
C．3.5 mL，O D．4 mL，NO
2
答案 A
解析 解题依据的化学方程式：
4NO ＋O ＋2H O===4HNO ；
2 2 2 3
3NO ＋H O===2HNO ＋NO。
2 2 3设O 的体积为x，剩余的气体有两种可能：
2
①若剩O ，则V ＝x－×(12 mL－x)＝2 mL，
2 剩
解得x＝4 mL，B、C两项均不正确；
②若剩NO，则V ＝×[(12 mL－x)－4x]＝2 mL，
剩
解得x＝1.2 mL，D项不正确，A项正确。
氮氧化物溶于水的问题分析
无论是单一气体(NO )，还是NO、NO 、O 中的两者的混合气体，反应的实质
2 2 2
是3NO ＋H O===2HNO ＋NO,2NO＋O ===2NO ，故若有气体剩余只能是 NO
2 2 3 2 2
或O ，不可能是NO 。
2 2
(1)若NO和O 通入水中，总关系式为4NO＋3O ＋2H O===4HNO (4∶3)。
2 2 2 3
(2)若NO 和O 通入水中，总关系式为4NO ＋O ＋2H O===4HNO (4∶1)。
2 2 2 2 2 3
【对点练1】 (氮氧化物转化的隐藏反应)
如图为装有活塞的密闭容器，内盛22.4 mL一氧化氮。若通入11.2 mL氧气
(气体体积均在标准状况下测定)，保持温度、压强不变，则容器内物质的密度为(
)
A．等于1.369 g·L－1
B．等于2.054 g·L－1
C．在1.369 g·L－1和2.054 g·L－1之间
D．大于2.054 g·L－1
答案 D
解析 一氧化氮与氧气恰好发生反应生成了二氧化氮，
2NO ＋ O === 2NO
2 2
2 1 2
22.4 mL 11.2 mL 22.4 mL
反应后生成了22.4 mL二氧化氮，假设二氧化氮的体积不变，则容器中气体
的密度为
ρ(NO )＝≈2.054 g·L－1，因存在转化平衡：2NO N O ，则混合气体的体积
2 2 2 4小于22.4 mL，所以容器中气体的密度应大于2.054 g·L－1。
【对点练2】 (氮氧化物与水的反应)(2020·贵阳模拟)同温同压下，在3支相同
体积的试管中分别充有等体积混合的2种气体，它们是①NO和NO ，②NO 和
2 2
O ，③NH 和N 。将3支试管均倒置于盛水的水槽中，充分反应后，试管中剩余气
2 3 2
体的体积分别为V 、V 、V ，则下列的关系正确的是( )
1 2 3
A．V ＞V ＞V B．V ＞V ＞V
1 2 3 1 3 2
C．V ＞V ＞V D．V ＞V ＞V
2 3 1 3 1 2
答案 B
解析 设各种气体的体积都为1体积。①根据3NO ＋H O===2HNO ＋NO，
2 2 3
即剩余NO的体积V ＝(1＋)体积。②根据4NO ＋O ＋2H O===4HNO ，即剩余
1 2 2 2 3
O 的体积V ＝(1－)体积。③剩余N 的体积V ＝1体积，即B项符合题意。
2 2 2 3
【对点练3】 (氮氧化物与环境保护)(2020·湖南怀化统一考试)化学与生产、生
活、环境等社会实际密切相关。下列相关叙述正确的是( )
A．CO 、NO 都是可形成酸雨的气体
2 2
B．75%酒精消毒原理和“84”消毒液(主要成分NaClO)消毒的原理相同
C．纳米铁粉通过物理吸附去除污水中Hg2＋、Pb2＋等重金属离子
D．汽车尾气中含有的氮氧化物，会加剧酸雨的形成
答案 D
解析 CO 不都是可形成酸雨的气体，A项错误；75%的酒精消毒的原理是使
2
蛋白质发生变性，“84”消毒液是利用其主要成分NaClO的强氧化性杀菌消毒，
原理不相同，B项错误；纳米铁粉能有效地处理污水中的Hg2＋、Pb2＋等重金属离
子，与其还原性有关，C项错误。
考点二 硝酸的性质及应用
【典例2】 (2020·福建福州市高三模拟)某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的
相对强弱，按下图装置进行试验(夹持仪器已略去)。实验表明浓硝酸能将NO氧
化成NO ，而稀硝酸不能氧化NO，由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝
2
酸。
可选药品：浓硝酸、3 mol/L稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化
碳。
已知：氢氧化钠溶液不与NO反应，能与NO 反应：2NO ＋2NaOH===NaNO
2 2 3
＋NaNO ＋H O
2 2(1)实验应避免有害气体排放到空气中，装置③、④、⑥中盛放的药品依次是
_____________________________________________________________；
(2)滴加浓硝酸之前的操作是：检验装置的气密性，加入药品，打开弹簧夹后，
继续进行的操作是_________________________________________________
__________________________________________________________________；
(3) 装 置 ① 中 发 生 反 应 的 离 子 方 程 式 是
___________________________________________________________________；
(4)装置②的作用是______________________________________________，
发生反应的化学方程式是________________________________________；
(5)该小组得出结论依据的实验现象是_______________________________
___________________________________________________________________；
(6)实验结束后，同学们发现装置①中溶液呈绿色，而不显蓝色。甲同学认为
是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致，而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的
气体。同学们分别设计了以下4个试验来判断两种看法是否正确。这些方案中可
行的是________(填字母)。
a．加热该绿色溶液，观察颜色变化
b．加水稀释绿色溶液，观察颜色变化
c．向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化
d．向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体，观察颜色变化
答案 (1)3 mol/L稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液
(2)通入CO 一段时间，关闭弹簧夹，将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内
2
(3)Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO ↑＋2H O
2 2
(4)将NO 转化为NO 3NO ＋H O===2HNO ＋NO
2 2 2 3
(5)装置③中液面上方气体仍为无色，装置④中液面上方气体由无色变为红棕
色
(6)acd
解析 (1)根据装置的特点和实验目的，NO不溶于水，装置⑤是收集NO，所以装置③中应该盛放稀硝酸，达到验证稀HNO 不能氧化NO的目的，装置⑥中
3
盛放NaOH溶液吸收NO ，防止污染空气，装置④中应该盛放浓硝酸，达到验证
2
浓HNO 能氧化NO的目的；(2)由于装置中残存的空气能氧化NO，对实验产生干
3
扰，所以滴加浓HNO 之前需要通入一段时间CO 赶走装置中的空气，同时也需
3 2
将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内防止反应产生的NO气体逸出；(3)装置①
中 Cu 与浓 HNO 反应的离子方程式为 Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO ↑＋
3 2
2H O；(4)装置②中盛放H O，使NO 与H O反应生成NO,3NO ＋H O===2HNO
2 2 2 2 2 2 3
＋NO；(5)NO通过稀HNO 溶液后，若无红棕色NO 产生，说明稀HNO 不能氧化
3 2 3
NO，所以盛放稀HNO 装置的液面上方没有颜色变化即可说明；装置④中盛放的
3
是浓HNO ，若浓HNO 能氧化NO，则装置④液面的上方会产生红棕色气体；(6)
3 3
要证明是Cu(NO ) 浓度过高或是溶解了NO 导致装置①中溶液呈绿色，一是可
3 2 2
设计将溶解的NO 赶走(a、c方案)再观察颜色变化，二是增大溶液中NO 浓度(d
2 2
方案)，通过观察颜色变化可以判断。
【对点练4】 (与硝酸有关的离子共存问题)(2020·湖南湘潭市毕业班检测)下
列离子在指定溶液中一定能大量共存的是( )
A．加入Al能放出H 的溶液中：Fe2＋、Al3＋、NO、Cl－、S2－
2
B．在pH＝11的溶液中：Na＋、AlO、NO、S2－、SO
C．由水电离的c(H＋)＝10－12 mol·L－1的溶液中：Cl－、HCO、NO、NH、F－
D．加入Mg能放出H 的溶液中：Mg2＋、NH、NO、K＋、SO
2
答案 B
解析 A项，加入Al能放出H 的溶液可能为酸或碱的溶液，碱溶液中
2
Al3＋、Fe2＋与OH－不能大量共存，酸溶液中若存在NO，则不能放出H ，S2－与Fe2
2
＋、Al3＋、H＋不能大量共存，故A错误；B项，pH＝11的溶液中存在大量的OH－，
该组离子在碱性溶液中不反应，则能大量共存，故B正确；C项，由水电离的c(H
＋)＝10－12 mol·L－1的溶液中，水的电离受到抑制，溶液可能为酸或碱的溶液，
HCO既能与酸反应又能与碱反应，NH、OH－结合生成弱电解质，H＋与F－结合生
成弱电解质，则不能共存，故C错误；D项，加入Mg能放出H 的溶液中，存在较
2
多的H＋，该条件下NO不能大量共存，故D错误。
【对点练5】 (硝酸与金属的计算)(2020·湖南常德市高三协作考)将Mg和Cu
的合金1.52 g投入稀HNO 中反应，固体全部溶解时，收集的还原产物为NO，体
3
积为0.448 L(标准状况下)，向反应后的溶液中加入适量NaOH溶液，使金属离子
恰好完全沉淀，则形成沉淀的质量为( )A．2.15 g B．2.54 g
C．4.17 g D．5.26 g
答案 B
解析 硝酸被还原为NO气体且标准状况下体积为 0.448 L，即物质的量为
0.448 L÷22.4 L·mol－1＝0.02 mol，所以转移电子的物质的量为0.02 mol×(5－2)＝
0.06 mol，最后沉淀为Cu(OH) 、Mg(OH) ，金属提供的电子的物质的量等于氢氧
2 2
根离子的物质的量，故最后沉淀质量等于1.52 g＋0.06 mol×17 g·mol－1＝2.54 g。
【对点练6】 (硝酸与金属反应的实验探究)在通风橱中进行下列实验：
步骤
Fe表面产生大量无色
Fe表面产生少量红棕 Fe、Cu接触后，其表
现象 气泡，液面上方变为红
色气泡后，迅速停止 面均产生红棕色气泡
棕色
下列说法不正确的是( )
A．Ⅰ中气体由无色变红棕色的化学方程式：2NO＋O ===2NO
2 2
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HNO 的氧化性强于浓HNO
3 3
D．针对Ⅲ中现象，在Fe、Cu之间连接电流计，可判断Fe是否被氧化
答案 C
解析 A．铁放入稀HNO 中发生反应Fe＋4HNO (稀)===Fe(NO ) ＋NO↑＋
3 3 3 3
2H O，NO逸出，遇到O 生成NO ，气体由无色变为红棕色；B.铁放入浓HNO 中，
2 2 2 3
在常温下会钝化，即在 Fe表面形成致密的氧化膜，阻止 Fe进一步反应；C.浓
HNO 的氧化性强于稀HNO ；D.在铁、铜之间加一个电流计，根据电子的流向，可
3 3
判断铁是否被氧化，若电子由铁移动到铜，则铁被氧化。
金属与硝酸反应计算问题的思维模型考点三 氨气、铵盐及NH检验
【典例3】 (2020·西安模拟)氨催化氧化法是工业生产中制取硝酸的主要途径，
某同学用该原理在实验室探究硝酸的制备和性质，设计了如图所示装置。
(1)某同学想用下列装置及试剂方便快速地制取少量氨气。
化学试剂：①NH Cl固体、②浓氨水、③NaOH固体。
4
应选择的装置是________(填字母)，选用的试剂是________(填序号)。
选用上述试剂制氨气的理由是_______________________________________
___________________________________________________________________。
实验过程中，制气时的实验操作是__________________________________
___________________________________________________________________。
(2)乙装置的作用是______________________________________________；
写 出 受 热 时 丙 装 置 中 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 ：
___________________________________________________________________。
(3)当戊中观察到___________________________________________现象，
则说明已制得硝酸。某同学按上图组装仪器并检验装置气密性后进行实验，没 有 观 察 到 此 现 象 ， 请 分 析 实 验 失 败 的 可 能 原 因 是 ：
___________________________________________________________________，
如何改进装置：________________________________________________。
(4)改进后待反应结束，将丁装置倒立在盛水的水槽中，会观察到的现象是
___________________________________________________________________。
答案 (1)B ②③ NaOH固体遇水放热，使氨气的溶解度降低，同时可使溶
液中c(OH－)增大，促使NH＋OH－NH ·H ONH ＋H O平衡向右移动，从
3 2 3 2
而使氨气逸出 将浓氨水逐滴滴加到NaOH固体上
(2)干燥氧气和氨的混合气体 4NH ＋5O =====4NO＋6H O
3 2 2
(3)紫色石蕊溶液变红 过量的氨致使戊中溶液不一定呈酸性 在丙和丁之
间连接盛有无水氯化钙的干燥管或盛有浓硫酸的洗气瓶
(4)试管丁内水面慢慢上升，上升到一定高度不再变化，试管内气体颜色由红
棕色逐渐变淡至无色
解析 (1)不加热制取NH 是快速制取少量NH 的措施，具体操作方法是把浓
3 3
氨水滴到NaOH固体上。(2)乙装置可干燥NH 和O ；NH 和O 在加热和Cr O 的
3 2 3 2 2 3
催化作用下，发生催化氧化反应。(3)HNO 能使紫色石蕊溶液变红；由于NH 过量，
3 3
可能会与HNO 反应，致使观察不到溶液变红的现象；可在丙和丁之间连接一个
3
能除去NH 的装置。(4)丁装置中为NO 和O 的混合气体，NO 会与H O反应生
3 2 2 2 2
成无色的NO。
【对点练7】 (氨气的性质)如下图，利用培养皿探究氨的性质。实验时向
NaOH固体上滴几滴浓氨水，立即用另一表面皿扣在上面。下表中对实验现象所
做的解释正确的是( )
选项 实验现象 解释
NH 与浓盐酸挥发出的HCl气体反
3
A 浓盐酸附近产生白烟
应产生了NH Cl固体
4
B 浓硫酸附近无明显现象 NH 与浓硫酸不发生反应
3
C 氯化物溶液变浑浊 该溶液一定是AlCl 溶液
3
干燥红色石蕊试纸不变色，湿润红
D NH 是一种可溶性碱
3
色石蕊试纸变蓝
答案 A解析 NH 能与HCl发生化合反应，生成NH Cl白色固体，NH 也能与H SO
3 4 3 2 4
发生化合反应，生成(NH ) SO ；NH 与氯化物溶液反应生成氢氧化物沉淀，该氯
4 2 4 3
化物可以是氯化铝、氯化镁等；NH 溶于水生成NH ·H O，NH ·H O属于碱，NH
3 3 2 3 2 3
不属于碱。
【对点练8】 (铵盐的性质)(2020·安徽马鞍山市高三二模)称取(NH ) SO 和
4 2 4
NH HSO 混合物样品7.24 g，加入含0.1 mol NaOH的溶液，完全反应，生成NH 1
4 4 3
792 mL(标准状况)，则(NH ) SO 和NH HSO 的物质的量比为( )
4 2 4 4 4
A．1∶1 B．1∶2
C．1.87∶1 D．3.65∶1
答案 C
解析 利用极值法分析，可知0.1 mol氢氧化钠不足，故先将NH HSO 反应
4 4
完，再与(NH ) SO 反应，因共生成NH 0.08 mol，故与H＋反应的氢氧化钠为0.02
4 2 4 3
mol，则NH HSO 为0.02 mol，所以(NH ) SO 质量为7.24 g－115 g/mol×0.02 mol
4 4 4 2 4
＝4.94 g，(NH ) SO 的物质的量为4.94 g ÷132 g/mol≈0.0374 mol。因此(NH ) SO
4 2 4 4 2 4
与NH HSO 物质的量之比为：1.87∶1，故选C。
4 4
考点四 氮及其化合物的转化关系及应用
【典例4】 (2020·河南联考)一定条件下，含氮元素的物质可发生如图所示的
循环转化。
回答下列问题：
(1)氮的原子结构示意图为________。
(2)图中属于“氮的固定”的是________(填字母，下同)；转化过程中发生非
氧化还原反应的是________。
(3)若“反应h”是在NO 和H O的作用下实现，则该反应中氧化产物与还原
2 2
产物的物质的量之比为________。
(4)若“反应i”是在酸性条件下由NO与Zn的作用实现，则该反应的离子方
程式为_____________________________________________________________。答案 (1) (2)k和c a和l (3)2∶1
(4)4Zn＋2NO＋10H＋===4Zn2＋＋N O↑＋5H O
2 2
解析 (3)反应h的化学方程式为3NO ＋H O===2HNO ＋NO，HNO 是氧化
2 2 3 3
产物，NO是还原产物，因此氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶1。
【对点练9】 (氮及其化合物性质转化的实验探究)某学习小组设计实验探究
NO与铜粉的反应并检验NO，实验装置如图所示(夹持装置略)。实验开始前，向
装置中通入一段时间的N ，排尽装置内的空气。
2
已知：在溶液中FeSO ＋NO[Fe(NO)]SO (棕色)，该反应可用于检验NO。
4 4
下列说法中不正确的是( )
A．装置F、I中的试剂依次为水、硫酸亚铁溶液
B．若观察到装置H中红色粉末变黑色，则NO与Cu发生了反应
C．实验结束后，先熄灭酒精灯，再关闭分液漏斗的活塞
D．装置J收集的气体中一定不含NO
答案 D
解析 稀硝酸与铜反应生成一氧化氮，一氧化氮能够被氧气氧化，因此实验
前需要通入氮气，排尽装置中的空气，硝酸具有挥发性，生成的一氧化氮中混有
少量硝酸蒸气，可以通过水吸收后再干燥，干燥的一氧化氮在装置H中与铜反应
未反应的NO可以利用硫酸亚铁溶液检验。装置F、I中的试剂依次为水、硫酸亚
铁溶液，A项正确；若观察到装置H中红色粉末变为黑色，则NO与Cu发生了反
应，B项正确；实验结束后，为了防止倒吸，需要先熄灭酒精灯，再关闭分液漏斗
的活塞，C项正确；由于FeSO ＋NO[Fe(NO)]SO (棕色)为可逆反应，装置J收
4 4
集的气体中可能含有NO，D项错误。
【对点练10】 (氮及其化合物转化关系的综合应用)(2021·1月广东学业水平选择
考适应性测试，10)部分含氮物质的分类与相应氮元素的化合价关系如图所示。下
列说法错误的是( )A.a可经催化氧化生成b
B.b为红棕色，可转化为c
C.密闭体系中，c存在2NO N O
2 2 4
D.d的溶液与Cu反应可生成b或c
答案 B
解析 A.由题中信息知，a为NH ，b为NO，NH 可经催化氧化生成NO，A说法
3 3
正确；B.b为NO，为无色气体，与氧气反应可转化为c，即NO ，B说法错误；C.c
2
存在2NO N O ，C说法正确；D.d为硝酸，Cu与稀硝酸溶液反应生成NO，与
2 2 4
浓硝酸反应生成NO ，D说法正确。
2
1．(2020·北京卷)某同学进行如下实验：
实验步骤 实验现象
将NH Cl固体加入试管中，并将湿 试纸颜色变化：黄色→蓝色
4
Ⅰ 润的pH试纸置于试管口，试管口 (pH≈10)→黄色→红色(pH≈2)；试
略向下倾斜，对试管底部进行加热 管中部有白色固体附着
试纸颜色变化：黄色→橙黄色
Ⅱ 将饱和NH Cl溶液滴在pH试纸上
4
(pH≈5)
下列说法不正确的是( )
A．根据Ⅰ中试纸变蓝，说明NH Cl发生了分解反应
4
B．根据Ⅰ中试纸颜色变化，说明氨气比氯化氢气体扩散速率快
C．Ⅰ中试纸变成红色，是由于NH Cl水解造成的
4
D．根据试管中部有白色固体附着，说明不宜用加热NH Cl的方法制备NH
4 3
答案 C
解析 氯化铵是强酸弱碱盐，其水溶液显酸性，会使湿润的pH试纸变红，根
据Ⅰ中试纸变蓝，说明NH Cl发生了分解反应，故A正确；根据分析，根据Ⅰ中试
4
纸颜色变化，说明氨气比氯化氢气体扩散速率快，故B正确；根据分析，Ⅰ中试纸变成红色，是由于NH Cl分解产生的氯化氢造成的，故C错误；根据分析，根据试
4
管中部有白色固体附着，说明氯化铵分解产生的氨气和氯化氢在扩散过程中又化
合生成氯化铵，则不宜用加热NH Cl的方法制备NH ，故D正确。
4 3
2．(2018·课标全国Ⅱ，8)研究表明，氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气
中的氨有关(如图所示)。下列叙述错误的是( )
A．雾和霾的分散剂相同
B．雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵
C．NH 是形成无机颗粒物的催化剂
3
D．雾霾的形成与过度施用氮肥有关
答案 C
解析 雾和霾的分散剂均为空气，A项正确；结合图示可知形成雾霾的无机
颗粒物中含有NH NO 和(NH ) SO ，B项正确；根据图示可知空气中NO 、SO 等
4 3 4 2 4 x 2
分别转化为HNO 、H SO 后，吸收空气中的NH 生成NH NO 和(NH ) SO ，即
3 2 4 3 4 3 4 2 4
NH 是形成无机颗粒物的反应物不是催化剂，C项错误；过度施用氮肥，会导致空
3
气中挥发的NH 浓度增大，与雾霾的形成有关，D项正确。
3
3．(2018·海南卷)某工业废气所含氮氧化物(NO )的氮氧质量比约为7∶4，该
x
NO 可表示为( )
x
A．N O B．NO
2
C．N O D．NO
2 3 2
答案 A
解析 ＝＝，故NO 可表示为N O。
x 2
4．下列有关说法正确的是( )
A．(2017·全国卷Ⅱ，13C)加热盛有少量NH HCO 固体的试管，并在试管口放
4 3
置湿润的红色石蕊试纸，石蕊试纸变蓝，说明NH HCO 显碱性
4 3
B．(2017·天津，1D)用烧碱处理含高浓度NH的废水并回收利用氨
C．(2019·江苏，3A)NH HCO 受热易分解，因而可用作化肥
4 3
D．(2017·北京，8D)氨气使AlCl 溶液产生白色沉淀，反应中氨气被还原
3
答案 B解析 碳酸氢铵受热分解产生的氨气使湿润的红色石蕊试纸变蓝，说明氨气
是碱性气体，而不是NH HCO 显碱性，A项错误；烧碱可以与NH反应产生氨气，
4 3
B项正确；NH HCO 受热易分解和用作化肥无关，C项错误；D项为复分解反应。
4 3
5．(2019·海南卷)干燥的二氧化碳和氨气反应可生成氨基甲酸铵固体，化学方
程式为：2NH (g)＋CO (g)NH COONH (s) ΔH<0，在四氯化碳中通入二氧化
3 2 2 4
碳和氨制备氨基甲酸铵的实验装置如下图所示，回答下列问题：
(1)装置1用来制备二氧化碳气体：将块状石灰石放置在试管中的带孔塑料
板上，漏斗中所加试剂为________；装置2中所加试剂为________。
(2)装置 4 中试剂为固体 NH Cl 和 Ca(OH) ，发生反应的化学方程式为
4 2
___________________________________________________________________；
试管口不能向上倾斜的原因是______________________________________
___________________________________________________________________。
装置3中试剂为KOH，其作用为___________________________________。
(3)反应时三颈烧瓶需用冷水浴冷却，其目的是________________________
___________________________________________________________________。
答案 (1)稀盐酸 浓H SO
2 4
(2)2NH Cl＋Ca(OH) ===== 2NH ↑＋2H O＋CaCl 防止冷凝水倒流到试管
4 2 3 2 2
底部使试管破裂 干燥剂(干燥氨气) (3)降低温度，使平衡正向移动提高产量
6.(2019·江苏化学，16)N O、NO和NO 等氮氧化物是空气污染物，含有氮氧
2 2
化物的尾气需处理后才能排放。
(1)N O的处理。N O是硝酸生产中氨催化氧化的副产物，用特种催化剂能使
2 2
N O 分解。NH 与 O 在加热和催化剂作用下生成 N O 的化学方程式为
2 3 2 2
___________________________________________________________________。
(2)NO和NO 的处理。已除去N O的硝酸尾气可用NaOH溶液吸收，主要反
2 2
应为
NO＋NO ＋2OH－===2NO＋H O
2 2
2NO ＋2OH－===NO＋NO＋H O
2 2
①下列措施能提高尾气中NO和NO 去除率的有________(填字母)。
2A．加快通入尾气的速率
B．采用气、液逆流的方式吸收尾气
C．吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液
②吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤，得到NaNO 晶体，该晶体中的主要杂质
2
是 __________________________________________________________( 填 化 学
式)；
吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是________(填化学式)。
(3)NO的氧化吸收。用NaClO溶液吸收硝酸尾气，可提高尾气中NO的去除
率。其他条件相同，NO转化为NO的转化率随NaClO溶液初始pH(用稀盐酸调
节)的变化如图所示。
①在酸性NaClO溶液中，HClO氧化NO生成Cl－和NO，其离子方程式为
__________________________________________________________________。
②NaClO 溶 液 的 初 始 pH 越 小 ， NO 转 化 率 越 高 。 其 原 因 是
___________________________________________________________________。
答案 (1)2NH ＋2O =====N O＋3H O
3 2 2 2
(2)①BC ②NaNO NO
3
(3)①3HClO＋2NO＋H O===3Cl－＋2NO＋5H＋
2
②溶液pH越小，溶液中HClO的浓度越大，氧化NO的能力越强
解析 (1)NH 被O 氧化生成N O，N元素从－3价升至＋1价，1 mol NH 失
3 2 2 3
去4 mol e－，O元素从0价降至－2价，1 mol O 得到4 mol e－，根据N和O元素
2
得失电子守恒及原子守恒配平方程式。(2)①A项，通入尾气速率过快时，尾气吸
收不充分，错误；B项，采用气、液逆流方式吸收尾气时，尾气吸收会更充分，正确；
C项，补充NaOH溶液，c(OH－)增大，能更充分吸收尾气，正确。②NO 与NaOH
2
反应可生成NaNO 、NaNO 和水，所以NaNO 晶体中会混有NaNO 杂质。由吸收
2 3 2 3
尾气的主要反应可知，NO 吸收更充分，故吸收后排放的尾气中NO的含量较高。
2
(3)①HClO氧化NO生成NO，自身被还原为Cl－，根据得失电子守恒、原子守恒、
电荷守恒配平方程式。②氧化 NO 的是 HClO，NaClO 在酸性条件下会生成
HClO，所以pH越小，溶液中HClO的浓度越大，NO转化率越高。一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)
1．(2020·河南中原名校第一次质量考评)二十四节气是中国历法的独特创造。
四月农谚：“雷雨肥田”“雨生百谷”描述的都是节气谷雨。下列元素在自然界
中的转化与“雷雨肥田”有关的是( )
A．K B．N
C．P D．C
答案 B
2．下列关于氮及其化合物的说法错误的是( )
A．所有的铵盐都能与烧碱共热生成NH
3
B．浓硝酸不论与铜反应还是与木炭反应，均体现其酸性和强氧化性
C．NO结合血红蛋白的能力比CO还强，更容易造成人体缺氧
D．把带火星的木条伸入充满NO 和O 混合气体(NO 和O 的物质的量之比
2 2 2 2
为4∶1)的集气瓶中，木条复燃，说明NO 支持燃烧
2
答案 B
解析 浓硝酸与木炭的反应中，浓硝酸只体现强氧化性，B错误。
3．(2020·济宁一模)依据下图中氮元素及其化合物的转化关系，判断下列说
法中不正确的是( )
A．X是N O
2 5
B．可用排空气法收集NO气体
C．工业上以NH 、空气、水为原料生产硝酸
3
D．从原理上看，NH 可与NO 反应实现NH →N 的转化
3 2 3 2
答案 B
解析 NO遇空气中的氧气被氧化为NO ，不可用排空气法收集NO气体，故
2
B错误。4．NH 是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图)。下列有关表述正
3
确的是( )
A．NH Cl和NaHCO 都是常用的化肥
4 3
B．NO 与水反应时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1
2
C．NH 和NO 在一定条件下可发生氧化还原反应
3 2
D．利用上述关系制取NaHCO 的操作为向饱和NaCl溶液中依次通入过量的
3
CO 、NH ，然后过滤得到NaHCO
2 3 3
答案 C
解析 NaHCO 不是化肥，A项错误；氧化剂与还原剂的物质的量之比为
3
1∶2，B项错误；制NaHCO 时是向饱和NaCl溶液中依次通入NH 和CO ，D项
3 3 2
错误。
5．工业上常采用生物硝化法将NH转化为NO来处理氨氮废水，工作流程如
图，下列说法错误的是( )
A．生物硝化法处理废水，会导致水体pH逐渐下降：NH＋2O ===NO＋2H＋
2
＋H O
2
B．长期过量使用NH Cl等铵态化肥，易导致土壤酸化，水体富营养化
4
C．检验NH所需的试剂是浓NaOH溶液、湿润的蓝色石蕊试纸
D．微生物保持活性的pH范围为7～9，可以加入石灰石来调节水体的pH
答案 C
解析 NH Cl水解呈酸性，长期过量使用会导致土壤酸化，也会导致水体富
4
营养化，B项正确；检验NH应使用红色石蕊试纸，C项错误；生物硝化法处理废
水会使水体呈酸性，可以加入石灰石与H＋反应来调节水体的pH，D项正确。
6.为验证铜与稀硝酸反应的还原产物是 NO而不是NO ，设计了如图所示装
2
置，以下叙述错误的是( )A．应先打开活塞再从右侧加入稀硝酸
B．左侧稀硝酸须注满
C．关闭活塞后铜丝会全部溶解
D．反应停止后打开活塞，气体变成红棕色
答案 C
解析 U形管中含有空气，能将NO氧化为NO ，从而干扰实验，因此应先打
2
开活塞，再从右侧加稀硝酸，排尽装置内的空气，A项正确；左侧Cu与稀硝酸反
应生成NO，为防止NO与氧气反应生成NO ，左侧须注满稀硝酸，B项正确；稀
2
硝酸与Cu反应生成NO，NO不溶于水，导致左侧压强增大，Cu与稀硝酸分离，
Cu不能完全反应，C项错误；反应停止后打开活塞，生成的NO与空气接触，生成
红棕色的NO ，D项正确。
2
7．(2020·安徽名校联考)对比分析下列实验所得结论正确的是( )
A．由①中收集的气体能使带火星木条复燃可推断NO 能助燃
2
B．②中产生红棕色气体可以证明浓硝酸有不稳定性
C．③中气体产物中有CO 能证明C能将硝酸还原
2
D．①、②、③中产生的气体通入足量水中后都无污染性气体产生
答案 A
解析 ①中发生反应4HNO (浓)=====4NO ↑＋O ↑＋2H O，收集的气体中
3 2 2 2
O 的百分含量为20%，与空气中O 的百分含量(约21%)接近，而空气不能使带火
2 2
星的木条复燃，由此可推断NO 能助燃，A项正确；浓硝酸能与红热的木炭反应
2
生成NO ，不能证明浓硝酸具有不稳定性，B项错误；红热的木炭与试管中的氧气
2
反应也能生成二氧化碳，C项错误；②、③中生成的NO 溶于水后生成HNO 和
2 3
NO，NO属于污染性气体，D项错误。
8．(2020·湘赣皖十五校第一次联考模拟题)将51.2 g Cu完全溶于适量浓硝酸中，收集到氮的氧化物(含NO、N O 、NO )的混合物共0.8 mol，这些气体恰好能
2 4 2
被500 mL 2 mol/L NaOH溶液完全吸收，生成的盐溶液中 NaNO 的物质的量为
3
(已知：2NO ＋2NaOH===NaNO ＋NaNO ＋H O；NO＋NO ＋2NaOH===2NaNO
2 3 2 2 2 2
＋H O)( )
2
A．0.2 mol B．0.4 mol
C．0.6 mol D．0.8 mol
答案 A
解析 反应过程中，只有两种元素的价态有变化，其一是Cu到Cu(NO ) ，每
3 2
个Cu失2个电子；另一个是HNO 到NaNO ，每个N得2个电子。51.2 g Cu共失
3 2
电子×2＝1.6 mol，根据电子转移守恒可知，铜失去的电子等于 HNO 到NaNO
3 2
得到的电子，所以溶液中n(NaNO )＝0.8 mol，气体与氢氧化钠反应的盐溶液为
2
NaNO 、NaNO 混合溶液，根据钠离子守恒有n(NaNO )＋n(NaNO )＝n(Na＋)，所
3 2 3 2
以溶液中n(NaNO )＝n(Na＋)－n(NaNO )＝0.5 L×2 mol/L－0.8 mol＝0.2 mol，故
3 2
选A。
9．(2020·菏泽期中)某实验小组发现在相同温度下，铁与不同密度的硝酸反
应时，还原产物有所不同，该小组的实验结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A．硝酸的密度越大，其还原产物越多
B．当硝酸溶液的密度小于d g·mL－1时，还原产物始终以NO为主
C．还原产物中NO的分布分数随硝酸密度的增大而增大
D．硝酸的密度为 d g·mL－1时，足量的铁与硝酸发生的主要反应为 2Fe＋
6HNO ===2Fe(NO ) ＋NO↑＋NO ↑＋3H O
3 3 2 2 2
答案 D
解析 硝酸的密度越大，其浓度越大。由题图可知，随着硝酸的密度逐渐增大
还原产物的种类逐渐减少，故A错误；由题图可知，硝酸的密度在a～d g·mL－1之
间时，还原产物以NO为主，当硝酸的密度小于a g·mL－1时，还原产物以NH为主，
故B、C错误；由题图可知，硝酸的密度为d g·mL－1时，还原产物NO和NO 的分
2
布分数相等，即二者的物质的量之比为1∶1，足量铁与HNO 反应生成Fe(NO ) 、
3 3 2NO、NO 和 H O，结合得失电子守恒和原子守恒写出化学方程式：2Fe＋
2 2
6HNO ===2Fe(NO ) ＋NO↑＋NO ↑＋3H O，故D正确。
3 3 2 2 2
10．合成氨及其衍生工业是化工生产的重要门类，请结合图示判断下列说法
正确的是( )
A．合成氨采用400～500 ℃是为了提高原料转化率和反应速率
B．湿润的淀粉KI试纸可以鉴别气体2和溴蒸气
C．生成固体1的化学方程式为：NaCl＋NH ＋CO ＋H O===NaHCO ↓＋
3 2 2 3
NH Cl
4
D．1 L气体1、2的混合气与1 L NH 在一定条件下转化为对环境无害的物质
3
混合气中二者的体积比为1∶2
答案 C
解析 由图可知：气体1为NO，气体2为NO ，NO 与水反应生成硝酸，也能
2 2
将I－氧化为I ，不能用湿润的淀粉KI试纸鉴别气体2和溴蒸气，B错误；固体1为
2
NaHCO ，NaHCO 受热分解生成固体2为Na CO ，C正确；1 L NO、NO 的混合气
3 3 2 3 2
体与1 L NH 在一定条件下转化为对环境无害的物质，反应方程式为：2NH ＋NO
3 3
＋NO =====2N ＋3H O，NO、NO 的体积比等于化学计量数之比，为1∶1，故D
2 2 2 2
错误。
11．(2020·山东重点中学联考)一定温度下，探究铜与稀HNO 反应，过程如图，
3
下列说法不正确的是( )
A．过程Ⅰ中生成无色气体的离子方程式是 3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋
2NO↑＋4H O
2
B．过程Ⅲ反应速率比Ⅰ快的原因是NO 溶于水，使c(HNO )增大
2 3
C．由实验可知，NO 对该反应具有催化作用
2
D．当活塞不再移动时，再抽入空气，铜可以继续溶解答案 B
解析 过程Ⅰ中铜与稀硝酸反应生成 NO气体，离子方程式为3Cu＋8H＋＋
2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H O，A项正确；随着反应进行，溶液中生成硝酸铜，根
2
据氮元素守恒，过程Ⅲ中硝酸的浓度没有Ⅰ中的大，因此反应速率增大的原因不
是硝酸浓度增大，B项错误，过程Ⅲ反应速率比Ⅰ快，结合B项分析及实验过程
可知，NO 对反应具有催化作用，C项正确；当活塞不再移动时，再抽入空气，NO
2
与氧气、水反应生成硝酸，能与铜继续反应，D项正确。
12．雾霾严重影响人们的生活与健康。某地区的雾霾中可能含有如下几种可
溶性无机离子：Na＋、NH、Mg2＋、Al3＋、SO、NO、Cl－。某同学收集该雾霾，并经必
要的预处理后得试样溶液，设计并完成了如下实验。请根据以下实验操作与现象
判断该同学得出的结论错误的是( )
已知：3NO＋8Al＋5OH－＋2H O===3NH ↑＋8AlO
2 3
A．试样中一定存在NH、Mg2＋、SO和NO
B．气体1和气体2成分一定相同
C．试样中可能含有Al3＋
D．该雾霾中可能存在NH NO 、NaCl和MgSO
4 3 4
答案 B
解析 向试样溶液中加入过量 Ba(OH) 溶液并加热，生成的气体 1只能是
2
NH ，则试样中含有NH；向滤液1中通入CO ，得到滤液2、沉淀3，向滤液2中加
3 2
入Al和碱并加热，根据3NO＋8Al＋5OH－＋2H O===3NH ↑＋8AlO，生成的能
2 3
够使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体 2 中一定含有 NH ，则原溶液中含有
3
NO，如果铝过量，过量的铝会与碱反应生成氢气，因此气体2中可能含有氢气；
向沉淀2中加入酸，沉淀溶解并放出气体，说明沉淀2中含有碳酸钡；沉淀1加入
酸后，沉淀部分溶解，硫酸钡不溶于酸，说明原溶液中含有SO，能和过量Ba(OH)
2
溶液反应生成能溶于酸的沉淀，该沉淀为Mg(OH) ，所以原溶液中含有Mg2＋。根
2
据以上分析可知试样溶液中含有NH、Mg2＋、SO和NO，A项正确；气体1为氨气，
气体2中一定含有氨气，可能含有氢气，B项错误；根据实验操作与现象不能确定
是否含有Al3＋，即试样中可能含有Al3＋，C项正确；根据以上分析可知试样溶液中含有NH、Mg2＋、SO和NO，则该雾霾中可能存在NH NO 、NaCl和MgSO ，D
4 3 4
项正确。
二、非选择题(本题包括2小题)
13．工业上利用氨氧化获得的高浓度 NO 气体(含NO、NO )制备NaNO 、
x 2 2
NaNO 。工艺流程如下：
3
已知：Na CO ＋NO＋NO ===2NaNO ＋CO
2 3 2 2 2
(1)中和液所含溶质除NaNO 及少量Na CO 外，还有________(填化学式)。
2 2 3
(2)中和液进行蒸发Ⅰ操作时，应控制水的蒸发量，避免浓度过大，目的是
___________________________________________________________________。
蒸发Ⅰ产生的蒸汽中含有少量NaNO 等有毒物质，不能直接排放，将其冷凝
2
后用于流程中的________(填操作名称)最合理。
(3)母液Ⅰ进行转化时加入稀HNO 的目的是
3
_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
母液Ⅱ需回收利用，下列处理方法合理的是________。
a．转入中和液 b．转入结晶Ⅰ操作
c．转入转化液 d．转入结晶Ⅱ操作
(4)若将NaNO 、NaNO 两种产品的物质的量之比设为 2∶1，则生产1.38 t
2 3
NaNO 时，Na CO 的理论用量为________ t(假定Na CO 恰好完全反应)。
2 2 3 2 3
答案 (1)NaNO (2)防止NaNO 的析出 溶碱
3 3
(3)将NaNO 转化为NaNO c、d (4)1.59
2 3
解析 (1)由题中信息可知：Na CO ＋NO＋NO ===2NaNO ＋CO ，当NO 过
2 3 2 2 2 2
量时，还发生反应：Na CO ＋2NO ===NaNO ＋NaNO ＋CO ，故中和液所含溶质
2 3 2 3 2 2
除NaNO 及少量Na CO 外，还有NaNO 。(2)中和液进行蒸发Ⅰ操作是为了分离
2 2 3 3
出溶质NaNO ，由(1)中分析可知，中和液中还含有少量Na CO 和NaNO ，若水的
2 2 3 3
蒸发量过大，NaNO 也会结晶析出，从而造成产品不纯。蒸发Ⅰ产生的蒸汽中含
3
有少量的NaNO ，冷凝后用于流程中的“溶碱”操作中最为合理，这样既可以减
2
少H O的加入量，又可以减少有毒物质NaNO 的排放。(3)母液Ⅱ中主要含有
2 2NaNO ，若回收利用，显然转入转化液或转入结晶Ⅱ操作最为合理，若转入中和
3
液或转入结晶Ⅰ操作，会造成NaNO 产品不纯。(4)n(NaNO )＝＝2.00×104 mol，
2 2
则 n(NaNO )＝n(NaNO )＝1.00×104 mol，由 Na 原子守恒可知，n(Na CO )＝
3 2 2 3
[n(NaNO )＋n(NaNO )]＝1.50×104 mol，所以 m(Na CO )＝1.50×104 mol×106
2 3 2 3
g·mol－1＝1.59×106 g＝1.59 t。
14．亚硝酸钠(NaNO )被称为工业盐，在漂白、电镀等方面应用广泛。以木炭、
2
浓硝酸、水和铜为原料制备亚硝酸钠的装置如图所示。
已知：室温下，①2NO＋Na O ===2NaNO ；
2 2 2
②3NaNO ＋3HCl===3NaCl＋HNO ＋2NO↑＋H O；
2 3 2
③酸性条件下，NO或NO都能与MnO反应生成NO和Mn2＋。请按要求回答
下列问题：
(1)检查完该装置的气密性，装入药品后，实验开始前通入一段时间气体Ar，
然后关闭弹簧夹，再滴加浓硝酸，加热，控制B中导管均匀地产生气泡，上述操作
的作用是____________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)B中观察到的主要现象为______________________________________，
发生反应的离子方程式是__________________________________________
__________________________________________________________________。
(3)装置D的作用是______________________________________________，
发生反应的离子方程式是________________________________________。
(4)预测C中反应开始阶段，固体产物除NaNO 外，还含的副产物有Na CO
2 2 3
和________。为避免产生这些副产物，应在B、C装置间增加装置E，则E中盛放
的试剂名称为________。
(5)利用改进后的装置，将3.12 g Na O 完全转化为NaNO ，理论上至少需要
2 2 2
木炭________ g。
答案 (1)排尽装置内的空气，防止生成的NO被O 氧化
2
(2)红棕色气体消失，铜片溶解，溶液变蓝，导管口有无色气泡冒出3NO ＋H O===2H＋＋2NO＋NO、
2 2
3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H O
2
(3)吸收未反应的NO 3MnO＋5NO＋4H＋===3Mn2＋＋5NO＋2H O
2
(4)NaOH 碱石灰
(5)0.48
解析 (1)反应①在装置C中进行时要有NO参与，实验前通入一段时间气体
Ar，是为了排出装置内的空气，防止装置B中生成的NO被空气中的氧气氧化而
干扰实验。
(2)装置 A 中生成的二氧化氮在装置 B 中和水发生反应：3NO ＋
2
H O===2HNO ＋NO，产物硝酸再和铜反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，所以反应
2 3
现象为红棕色气体消失，铜片溶解，溶液变蓝，导管口有无色气体冒出。
(3)D中酸性高锰酸钾溶液除去未反应的NO，根据信息③NO和MnO的氧化
还原反应原理，由得失电子守恒和原子守恒配平反应：5NO＋3MnO＋4H＋
===5NO＋3Mn2＋＋2H O。
2
(4)Na CO 是由CO 和Na O 反应生成的，而NO携带的水蒸气和Na O 反应
2 3 2 2 2 2 2
会生成NaOH，要避免生成Na CO 和NaOH，需除去CO 和水蒸气，应在B、C装
2 3 2
置间增加盛有碱石灰的装置。
(5)3.12 g过氧化钠的物质的量为0.04 mol，根据2NO＋Na O ===2NaNO ，生
2 2 2
成 0.08 mol NaNO ，需要 0.08 mol NO。由反应 C＋4HNO (浓)=====CO ↑＋
2 3 2
4NO ↑＋2H O、3NO ＋H O===2HNO ＋NO、3Cu＋8HNO (稀)===3Cu(NO ) ＋
2 2 2 2 3 3 3 2
2NO↑＋4H O
2
得出关系：
即C～2NO，得碳的物质的量为0.04 mol，理论上至少需要木炭0.48 g。
微专题 16 喷泉实验及拓展应用
1．喷泉实验的原理
使烧瓶内外在短时间内产生较大的压强差，利用大气压将烧瓶下面烧杯中的
液体压入烧瓶内，在尖嘴导管口形成喷泉。
2．形成喷泉的类型下面是几种常见的能形成喷泉的气体和吸收剂。
CO 、Cl 、SO 、 NO、O 、 NO 、O
2 2 2 2 2 2
气体 HCl NH NO
3 2
H S (4∶3) (4∶1)
2
水、NaOH NaOH
吸收剂 水 水 水 水
溶液 溶液
3.喷泉实验的发散装置和实验操作
装置(Ⅰ)向锥形瓶通入少量空气，将少量水压入烧瓶，导致大量氨溶解，形成
喷泉。
装置(Ⅱ)省去了胶头滴管，用手(或热毛巾等)捂热烧瓶，氨受热膨胀，赶出玻
璃导管内的空气，氨与水接触，即发生喷泉(或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶，使
水进入烧瓶中，瓶内氨溶于水)。
装置(Ⅲ)在水槽中加入能使水温升高的物质致使锥形瓶内酒精因升温而挥发，
锥形瓶内气体压强增大而产生喷泉。
装置(Ⅳ)向导管中通入一定量的 H S和SO ，现象为有淡黄色粉末状物质生
2 2
成，瓶内壁附有水珠，NaOH溶液上喷形成喷泉。
装置(Ⅴ)打开①处的止水夹并向烧瓶中缓慢通入等体积的HCl气体后关闭该
止水夹，等充分反应后再打开②处的止水夹，观察到先有白烟产生，后产生喷泉。
装置(Ⅵ)中，挤压胶头滴管，然后打开导管上部的两个活塞，则在右面烧瓶出
现喷烟现象，再打开导管下部活塞，则可产生双喷泉。
4．喷泉实验产物的浓度计算
关键是确定所得溶液中溶质的物质的量和溶液的体积，标准状况下的气体进
行喷泉实验后所得溶液的物质的量浓度：(1)HCl、NH 、NO 气体或它们与其他不溶于水的气体混合时：所得溶液的物
3 2
质的量浓度为 mol·L－1。
(2)当是NO 和O 的混合气体且体积比为4∶1时，c(HNO )＝ mol·L－1。
2 2 3
【典例1】 (2020·全国卷)喷泉实验装置如图所示。应用下列各组气体－溶液，
能出现喷泉现象的是( )
气体 溶液
A H S 稀盐酸
2
B HCl 稀氨水
C NO 稀H SO
2 4
D CO 饱和NaHCO 溶液
2 3
答案 B
解析 H S与稀盐酸不反应，且在稀盐酸中的溶解度较小，向圆底烧瓶中挤
2
入少量稀盐酸，不能造成圆底烧瓶内气压明显减小，不能形成喷泉，A项错误；
HCl能与稀氨水反应，向圆底烧瓶中挤入少量稀氨水会造成圆底烧瓶内气压明显
减小，能形成喷泉，B项正确；NO与稀硫酸不反应，且在稀硫酸中溶解度非常小，
向圆底烧瓶中挤入稀硫酸，不能造成圆底烧瓶内气压明显减小，不能形成喷泉，C
项错误；CO 在饱和 NaHCO 溶液中的溶解度较小，向圆底烧瓶中挤入饱和
2 3
NaHCO 溶液，不能造成圆底烧瓶内气压明显减小，不能形成喷泉，D项错误。
3
【典例2】 下图是课外活动小组的同学设计的4个喷泉实验方案，下列有关操
作不可能引发喷泉的是( )
A．挤压装置①的胶头滴管使CCl 全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹
4
B．挤压装置②的胶头滴管使NaOH溶液全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹C．用鼓气装置从装置③的a处不断鼓入空气并打开止水夹
D．在装置④的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开止水夹
答案 B
解析 H 难溶于NaOH溶液，不能使烧瓶内外形成较大压强差，故不能引发
2
喷泉。
1．(2020·江西东湖·南昌二中月考)利用压强传感器测定氨气的喷泉实验中的
压强变化。下列说法错误的是( )
A．烧瓶中制取氨气时常用的固体为CaO或NaOH
B．可用湿润的红色石蕊试纸置于三颈瓶口c处验满
C．关闭a，将单孔塞(插有吸入水的胶头滴管)塞紧瓶口c，挤压胶头滴管，打
开b，完成喷泉实验，电脑绘制三颈瓶内压强变化曲线如图2，C点时喷泉最剧烈
D．常温下完成该实验，假设溶液刚好充满烧瓶且混合均匀，则溶液的物质的
量浓度大于1/22.4 mol/L
答案 D
解析 固体为CaO或NaOH能够与氨水中的水反应或遇水放热，且溶液呈碱
性，使NH ·H O的电离平衡逆向移动，则烧瓶中制取氨气时常用的固体为CaO或
3 2
NaOH，A说法正确；氨气遇到湿润的红色石蕊显蓝色，则可用湿润的红色石蕊试
纸置于三颈瓶口c处验满，B说法正确；关闭a，将单孔塞(插有吸入水的胶头滴
管)塞紧瓶口c，挤压胶头滴管，打开b，完成喷泉实验，电脑绘制三颈瓶内压强变
化曲线中，C点时容器内外压强差最大，则喷泉最剧烈，C说法正确；D.若为标准
状况下完成该实验，假设溶液刚好充满烧瓶且混合均匀，容器的容积为V L，则溶
液的物质的量浓度＝＝ mol/L，则常温下应小于该值，D说法错误。
2．喷泉是一种常见的自然现象，其产生原因是存在压强差。(1)图甲为化学教学中常用的喷泉实验装置。在烧瓶中充满干燥气体，胶头滴
管及烧杯中盛有液体。
①下列组合中不可能形成喷泉的是________。
A．HCl和H O B．O 和H O
2 2 2
C．NH 和H O D．CO 和NaOH溶液
3 2 2
E．NO 和H O
2 2
②若用D组合做喷泉实验，烧杯中的液体一定是NaOH溶液吗？
_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
③用A组合做喷泉实验时，若烧瓶中充满HCl气体，则在标准状况下，做完
实验后烧瓶中c(HCl)＝________ mol·L－1(假设溶质不扩散)。
④若用E组合做喷泉实验时，则标准状况下，做完实验后烧瓶中溶质的物质
的量浓度是________ mol·L－1。
(2)某学生积极思考产生喷泉的其他办法，并设计了如图乙所示的装置。
①在图乙的锥形瓶中，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．NaHCO 与NaOH溶液
3
C．CaCO 与稀硫酸 D．NH HCO 与稀盐酸
3 4 3
这种方法产生喷泉的原理是________________________________________
___________________________________________________________________。
②在图乙锥形瓶外放一水槽，瓶中加入酒精，水槽中加入水后，再加入足量的
下列物质，结果也产生喷泉。水槽中加入的物质可以是________。
A．浓硫酸 B．食盐
C．硝酸钾 D．硫酸铜
这种方法产生喷泉的原理是_________________________________________
___________________________________________________________________。
③比较图甲和图乙两套装置，从产生喷泉的原理来分析，图甲是________(填“增大”或“减小”，下同)上部烧瓶内气体压强；图乙是________下部锥形瓶
内气体压强。
(3)城市中常见的人造喷泉及火山爆发的原理与上述________(填“图甲”或
“图乙”)装置的原理相似。
答案 (1)①B ②不一定，只要烧杯中盛有的浓碱溶液足以把烧瓶中的CO
2
吸收即可 ③ ④
(2)①D 锥形瓶中发生反应：NH HCO ＋HCl===NH Cl＋CO ↑＋H O，随着
4 3 4 2 2
CO 气体的产生，锥形瓶中的压强增大而产生“喷泉” ②A 浓H SO 溶于水
2 2 4
时，放出大量的热，温度升高使锥形瓶中的酒精挥发加快，瓶内压强增大，从而形
成“喷泉” ③减小 增大 (3)图乙
解析 (1)①中O 难溶于水，不能使烧瓶中的压强减小。②只要烧杯中的物质
2
能把CO 几乎完全吸收，使烧瓶中的压强减小，即可形成喷泉。(2)①NH HCO 与
2 4 3
盐酸反应产生CO 气体，使锥形瓶内的压强增大。②浓H SO 溶于水放出大量的
2 2 4
热使酒精挥发，锥形瓶内压强增大。
微专题 17 信息题中的第Ⅴ A 族元素
1．N H
2 4
(1)碱性：二元弱碱，碱性比NH 弱。在水中的电离方式与氨相似，分两步进行
3
N H ＋H ON H＋OH－、N H＋H ON H＋OH－。
2 4 2 2 2 2 2
(2)强还原性：①水合肼在碱性溶液中能将银、镍等金属离子还原成金属单质
如2N H ·H O＋2Ag＋===2Ag↓＋2NH＋N ↑＋2H O；②能被氧气、H O 等氧化，
2 4 2 2 2 2 2
可用作喷气式发动机推进剂、火箭燃料等。
2．As O 、As O 和As S
2 3 2 5 2 3
(1)As O 俗称砒霜，微溶于水生成亚砷酸(H AsO )，可被过氧化氢氧化成砷酸
2 3 3 3
(H AsO )，属于两性氧化物：As O ＋6NaOH===2Na AsO ＋3H O，As O ＋
3 4 2 3 3 3 2 2 3
6HCl===2AsCl ＋3H O。
3 2
(2)As O 遇热不稳定，在熔点(300 ℃)附近即失去O变成As O 。
2 5 2 3
(3)As S 俗 称 雌 黄 ， 可 溶 于 碱 性 硫 化 物 或 碱 溶 液 中 ： As S ＋
2 3 2 3
3Na S===2Na AsS ，As S ＋6NaOH===Na AsS ＋Na AsO ＋3H O。也可以与
2 3 3 2 3 3 3 3 3 2
SnCl 、发烟盐酸反应转化为雄黄(As S )：2As S ＋2SnCl ＋4HCl===As S ＋
2 4 4 2 3 2 4 4
2SnCl ＋2H S↑。雄黄和雌黄均可以与氧气反应生成As O 。
4 2 2 3
【典例】 (2020·河北保定市高三期末)某含砷(As)的有毒工业废水经下图流程转化为粗As O ，已知：亚砷酸钙微溶于水，砷酸钙难溶于水。
2 3
(1)砷是氮的同族元素，且比氮多2个电子层，则AsH 的电子式为________。
3
(2)“碱浸”的目的是将废水中的H AsO 和H AsO 转化为盐。H AsO 转化
3 3 3 4 3 4
为Na AsO 反应的离子方程式为_______________________________________。
3 4
(3)加入试剂1的目的是___________________________________________。
(4)“沉砷”是将砷元素转化为Ca (AsO ) OH沉淀，发生的主要反应有：
5 4 3
A．Ca(OH) (s)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq) ΔH＜0
2
B．5Ca2＋＋OH－＋3AsOCa (AsO ) OH ΔH＞0
5 4 3
资料表明：“沉砷”的最佳温度是85 ℃，温度高于85 ℃，随温度升高沉淀率
下降，从平衡移动角度分析其原因是___________________________________
___________________________________________________________________。
答案 (1)
(2)H AsO ＋3OH－===AsO＋3H O
3 4 2
(3)将AsO氧化生成AsO
(4)温度升高，反应A平衡逆向移动，c(Ca2＋)下降，反应B平衡逆向移动，
Ca (AsO ) OH沉淀率下降
5 4 3
解析 (1)砷是氮的同族元素，且比氮多2个电子层，则AsH 的电子式和NH
3 3
相似，故AsH 的电子式为 ；(2)H AsO 与氢氧化钠反应转化为Na AsO
3 3 4 3 4
的离子方程式为H AsO ＋3OH－===AsO＋3H O；(3)加入试剂1的目的是将AsO
3 4 2
氧化生成AsO，以便于后面的沉砷；(4)“沉砷”是将砷元素转化为Ca (AsO ) OH
5 4 3
沉淀，发生的主要反应有：A.Ca(OH) (s)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)
2
ΔH＜0，B.5Ca2＋＋OH－＋3AsOCa (AsO ) OH ΔH＞0，温度升高高于85
5 4 3
℃后，反应A平衡逆向移动，c(Ca2＋)下降，反应B平衡逆向移动，Ca (AsO ) OH
5 4 3
沉淀率下降。
1．(2020·江西南昌摸底)磷的单质及其化合物用途非常广泛。完成下列填空：(1)画出磷的原子结构示意图_____________________________________。
(2)磷酸钙真空制磷的反应为2Ca (PO ) ＋28C=====6CaC ＋P ↑＋16CO↑。
3 4 2 2 4
该反应的氧化产物是________(填化学式)；CaC 中的共价键的类型为________。
2
(3)次磷酸钠的结构为 。
①次磷酸钠的化学式为________，磷的化合价为________。
②次磷酸钠为________(填“正”或“酸式”)盐。
答案 (1) (2)CO 非极性键
(3)①NaH PO ＋1 ②正
2 2
解析 (2)根据该反应中元素化合价变化可知碳元素化合价从0价升高到＋2
价，所以CO为氧化产物；CaC 为离子化合物，共价键存在于两个C之间，为非极
2
性键。(3)①由次磷酸钠的结构可确定其化学式为NaH PO ，根据化合物中各元素
2 2
化合价代数和为0可知磷元素的化合价为＋1价。②结合次磷酸钠的结构可确定
次磷酸的结构式为 ，次磷酸只能电离出羟基中的H，为一元酸
故次磷酸钠为正盐。
2．(2020·河北石家庄月考改编)利用尿素制备N H ·H O(水合肼)的实验流程
2 4 2
如图1所示。
已知：①氯气与烧碱溶液的反应是放热反应。
②N H ·H O有强还原性，能与NaClO剧烈反应生成N 。
2 4 2 2
(1)步骤Ⅰ制备NaClO溶液时，若温度为41 ℃，测得产物中除NaClO外还含
有 NaClO ，且两者物质的量 之比为 5∶1，该反应的离子方程式为
3
___________________________________________________________________。
(2)实验中，为使步骤Ⅰ中反应温度不高于40 ℃，除可采用冰水浴之外，还可采取的措施是______________________________________________________
__________________________________________________________________。
(3)步骤Ⅱ合成N H ·H O(沸点118.5 ℃)的装置如图2所示。NaClO碱性溶液
2 4 2
与尿素[CO(NH ) ](沸点196.6 ℃)溶液在40 ℃以下反应一段时间后，再迅速升温
2 2
至110 ℃继续反应。
①使用冷凝管的目的是__________________________________________。
②分液漏斗内的试剂是________；若分液漏斗内液体滴加速率过快，发生的
副反应的化学方程式为______________________________________________
___________________________________________________________________；
将分液漏斗内的液体加入三颈烧瓶内的操作是________________________
___________________________________________________________________。
③写出生成水合肼的化学方程式：___________________________________
___________________________________________________________________。
(4)蒸馏得到水合肼粗产品，称取馏分0.300 0 g，加水配成20.00 mL溶液，在
一定条件下，用0.550 0 mol·L－1碘的标准溶液滴定。
已知：N H ·H O＋2I ===N ↑＋4HI＋H O。
2 4 2 2 2 2
①滴定时，选用的指示剂为_______________________________________。
②达到滴定终点时消耗碘的标准溶液 20.00 mL，馏分中N H ·H O的质量分
2 4 2
数为________(保留4位有效数字)。
答案 (1)8Cl ＋16OH－=====5ClO－＋ClO＋10Cl－＋8H O (2)减缓Cl 的通
2 2 2
入速率
(3)①冷凝回流水合肼，提高水合肼的产率 ②NaClO碱性溶液 N H ·H O
2 4 2
＋2NaClO===N ↑＋3H O＋2NaCl 打开分液漏斗颈上的玻璃塞，再拧开下面的
2 2
活塞使漏斗内的液体缓缓流下 ③NaClO＋CO(NH ) ＋2NaOH========NaCl＋
2 2
N H ·H O＋Na CO
2 4 2 2 3
(4)①淀粉溶液 ②91.67%
解析 (1)若温度为41 ℃，产物中除NaClO外还有NaClO ，Cl的化合价均升
3高，则还应有部分Cl的化合价降低，即有NaCl生成，根据NaClO和NaClO 的物
3
质的量之比为5∶1，结合得失电子守恒，可知ClO－、ClO、Cl－的化学计量数之比
为5∶1∶10，故反应的离子方程式为8Cl ＋16OH－=====5ClO－＋ClO＋10Cl－＋
2
8H O。(2)氯气与烧碱溶液的反应是放热反应，可通过减缓Cl 的通入速率，避免
2 2
反应过于剧烈放出大量的热而导致反应温度高于40 ℃。(3)①使用冷凝管，可起
到冷凝回流，减少挥发损失，提高水合肼产率的作用。②为了避免生成的
N H ·H O与NaClO剧烈反应生成N ，需要控制NaClO碱性溶液的滴加速率，则
2 4 2 2
实验中通过分液漏斗滴加的溶液应是NaClO碱性溶液；若分液漏斗内液体滴加
速率过快，发生已知信息②中的反应，即N H ·H O＋2NaClO===N ↑＋3H O＋
2 4 2 2 2
2NaCl。放出分液漏斗内的液体，需要先打开分液漏斗颈上的玻璃塞，然后拧开下
面的活塞。③NaClO和CO(NH ) 在NaOH溶液中反应可生成水合肼和碳酸钠，
2 2
反应的化学方程式为NaClO＋CO(NH ) ＋2NaOH=====NaCl＋N H ·H O＋
2 2 2 4 2
Na CO 。(4)①淀粉遇碘变蓝，因此有碘单质参与反应或生成时，可选择淀粉溶液
2 3
作指示剂。②根据关系式N H ·H O～2I ，n(N H ·H O)＝n(I )＝×0.020 L×0.550
2 4 2 2 2 4 2 2
0 mol·L－1＝5.5×10－3 mol，则N H ·H O的质量分数为×100%≈91.67%。
2 4 2
3．(2021·河南名校模拟)已知黑铜泥主要含Cu As，还含有少量Sb、Bi、Pb、Ni
3
等。黑铜泥酸浸和碱浸制取砷酸铜的工艺流程如下：
(1)“酸浸”主要反应之一为4Cu As＋12H SO ＋9O ===12CuSO ＋4H AsO
3 2 4 2 4 3 3
＋6H O，每1 mol Cu As被浸取转移电子的物质的量为________mol。
2 3
(2)H AsO 的第一步电离方程式为 H AsO ＋H O[As(OH) ]－＋H＋，K ＝
3 3 3 3 2 4 a1
1.03×10－9，可判断H AsO 是________(填“强”或“弱”)酸，依据此电离形式，
3 3
第二步电离方程式为_____________________________________________。
(3)“碱浸”时，生成Na HAsO 及Cu O的化学方程式为
2 4 2
_______________________________________________________________。
(4)“沉砷酸铜”时，CuSO 与H AsO 反应生成砷酸铜的反应是可逆反应，该
4 3 4
反应的离子方程式为_________________________________________________
___________________________________________________________________ ，
“沉砷酸铜”过程中不断加入NaOH溶液的目的是___________________________________________________________________________________________。
答案 (1)9
(2)弱 [As(OH) ]－＋H O[As(OH) ]2－＋H＋
4 2 5
(3)2Cu As ＋ 4NaOH ＋ 4O ===2Na HAsO ＋ 3Cu O ＋ H O (4)5Cu2 ＋ ＋
3 2 2 4 2 2
4H AsO Cu H (AsO ) ＋10H＋ 减小H＋浓度，提高砷酸铜的产率
3 4 5 2 4 4
解析
(1)由反应4Cu As＋12H SO ＋9O ===12CuSO ＋4H AsO ＋6H O可知，Cu
3 2 4 2 4 3 3 2
由＋1价升高到＋2价，As由－3价升高到＋3价，O由0价降低到－2价，反应转
移36e－，则1 mol Cu As被浸取转移电子的物质的量为 mol＝9 mol。(2)H AsO
3 3 3
的第一步电离方程式为H AsO ＋H O[As(OH) ]－＋H＋，K ＝1.03×10－9，没
3 3 2 4 a1
有完全电离，则H AsO 为弱酸，第二步电离方程式为[As(OH) ]－＋
3 3 4
H O[As(OH) ]2－＋H＋。(3)“碱浸”时反应物为Cu As、NaOH、O ，生成物为
2 5 3 2
Na HAsO 和Cu O，根据得失电子守恒及原子守恒配平化学方程式为2Cu As＋
2 4 2 3
4NaOH＋4O ===2Na HAsO ＋3Cu O＋H O。(4)“沉砷酸铜”时，CuSO 与
2 2 4 2 2 4
H AsO 在60 ℃发生可逆反应生成砷酸铜，离子方程式为5Cu2＋＋
3 4
4H AsO Cu H (AsO ) ＋10H＋，加入NaOH溶液，可以减小H＋浓度，使
3 4 5 2 4 4
平衡正向移动，有利于提高砷酸铜的产率。
