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第五章 化工生产中的重要非金属元素
专题07 硫、氮及其化合物的性质（实验12~实验13）
实验12
硫及其化合物的性质
实验13
氮及其化合物的性质
实验12 硫及其化合物的性质
一、二氧化硫的性质
二氧化硫与水的反应，水溶液的酸碱性，二氧化硫或亚硫酸的漂白性实验：
实验操作
现象
结论
①把盛有SO2的试管倒立于水
中，打开胶塞
试管内液面上升
SO2易溶于水
②用pH 试纸测定溶液的酸碱度
试纸变红色
二氧化硫水溶液呈酸性
③滴入2 滴品红溶液，振荡；加
热试管，再观察
品红褪色；
加热恢复红色
二氧化硫能使品红褪色，具有
漂白性
二、浓H2SO4的特性
三大特性：吸水性、脱水性、强氧化性
(1)吸水性:浓硫酸能吸收存在于周围环境中的水分,以及混在气体中的水分子,故常用作干燥剂。
(2)脱水性:浓硫酸能将蔗糖、纸张、棉布和木材等有机物中的氢元素和氧元素按水的组成比脱去。
【实验探究】
实验
操作
实验
现象
a.蔗糖逐渐变黑;
b.蔗糖体积膨胀,形成黑色、疏松多孔的海绵状的炭,并放出有刺激性气味的气体
实验
结论
a.浓硫酸具有脱水性;
b.浓硫酸具有强氧化性,能将蔗糖炭化生成的碳单质氧化为CO2,自身被还原为SO2
(3)强氧化性:能氧化大多数金属单质和部分非金属单质。
a.与金属单质的反应
1
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实验操作
实验现象
试管a 中的铜丝表面有气泡逸出;
试管b 中的品红溶液逐渐变为无色;
试管c 中的石蕊溶液逐渐变为红色;
将试管a 中的溶液慢慢倒入水中,溶液变为蓝色
化学
方程式
Cu＋2H2SO4(浓)=====CuSO4＋SO2↑＋2H2O
b.与非金属单质的反应
在加热时,浓硫酸与木炭发生反应：C＋2H2SO4(浓)=====CO2↑＋2SO2↑＋2H2O.
(4)常温下，铁、铝遇浓H2SO4发生钝化，可用铝槽车运输浓H2SO4；体现了浓硫酸的强氧化性。
(5)可利用浓H2SO4的高沸点难挥发性制备易挥发性酸(HF、HCl 等)，
如2NaCl(固)＋H2SO4(浓)=====Na2SO4＋2HCl↑。
三．硫酸根离子的检验
1．实验探究
在三支试管中分别加入少量稀硫酸、Na2SO4溶液和Na2CO3溶液,然后各滴入几滴BaCl2溶液,观察现象。再
分别加入少量稀盐酸,振荡,观察现象。
项目
稀硫酸
Na2SO4溶液
Na2CO3溶液
滴入几滴BaCl2溶液
有白色沉淀生成
有白色沉淀生成
有白色沉淀生成
加入少量稀盐酸并振荡 白色沉淀不溶解
白色沉淀不溶解
白色沉淀溶解
2．实验结论
在溶液中,SO4
2－可与Ba2+反应,生成不溶于稀盐酸的白色BaSO4沉淀。
反应的离子方程式为Ba2++SO4
2－=== BaSO4↓。
3．检验SO4
2－的正确操作方法：
被检液――→取清液――→观察有无白色沉淀产生(判断有无SO4
2－)。
先加稀盐酸的目的是排除CO3
2－、SO3
2－、Ag＋干扰，再滴加BaCl2溶液，有白色沉淀产生。整个过程中可
能发生反应的离子方程式：
CO3
2－＋2H＋===CO2↑＋H2O、SO3
2－＋2H＋===SO2↑＋H2O、Ag＋＋Cl－===AgCl↓、Ba2＋＋SO4
2－===BaSO4↓。
2
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4．实践应用
除去粗盐中的可溶性杂质(可溶性硫酸盐及CaCl2、MgCl2等杂质)
杂质
加入的试剂
离子方程式
可溶性
硫酸盐
过量 BaCl2 溶液
SO4
2－+Ba2+
BaSO4↓
CaCl2
过量 Na2CO3 溶液
Ca2++CO3
2－
CaCO3↓、Ba2++CO3
2－
BaCO3↓
MgCl2
过量 NaOH 溶液
Mg2++2OH-
Mg(OH)2↓
多余的
NaOH、Na2CO3
适量稀盐酸
OH-+H+
H2O、CO3
2－+2H+
H2O+CO2↑
四、实验探究不同价态含硫物质的转化
1.不同价态硫元素的转化与性质
硫元素常见的化合价有-2、0、+4、+6，可以通过氧化还原反应实现不同价态含硫物质的相互转化。
利用氧化剂，可将硫元素从低价态转化为高价态；利用还原剂，可将硫元素从高价态转化为低价态。
2.不同价态含硫物质的转化
序号
转化目标
转化前的含硫
物质
选择试剂
转化后的含硫物质
①
－2→0
H2S
O2(不足)
S
SO2
②
0→－2
S
H2
H2S
Fe 或Cu
FeS 或Cu2S
③
－2→＋4
H2S
O2(足量)
SO2
④
0→＋4
S
O2
SO2
⑤
＋4→0
SO2
H2S
S
⑥
＋4→＋6
SO2
O2
SO3
Cl2
H2SO4
⑦
＋6→＋4
H2SO4
Cu
SO2
书写有关化学方程式：
①2H2S＋O2═══2S＋2H2O，SO2＋2H2S===3S＋2H2O；
H
②
2＋S═══H2S，Fe＋S═══FeS 或2Cu＋S═══Cu2S；
2H
③
2S＋3O2═══2SO2＋2H2O；
3
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S
④＋O2═══SO2；
SO
⑤
2＋2H2S===3S＋2H2O；
2SO
⑥
2＋O22SO3，SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋2H2SO4；
Cu
⑦
＋2H2SO4(浓)═══CuSO4＋2H2O＋SO2↑。
一、如何检验某无色气体是SO2还是CO2?
将气体通入品红溶液中，若品红溶液褪为无色，加热，褪色后的溶液又恢复红色，则气体为SO2；若品红
溶液不褪色，则为CO2。
【归纳】检验SO2和CO2同时存在的一般流程
SO2和CO2都能使澄清石灰水变浑浊，检验二者同时存在的一般流程为
流程设计
检验SO2⇒除去SO2
⇒⇒检验CO2
选用试剂
品红溶液
酸性KMnO4溶液
品红溶液
澄清石灰水
预期现象
褪色
褪色
不褪色
变浑浊
【注意】有时为简化装置，可将除去SO2 和检验SO2 是否除尽合并为一个装置，试剂选用较浓的酸性
KMnO4溶液，现象是酸性KMnO4溶液颜色变浅，但不褪成无色。
二．常见的漂白剂和漂白原理
1．分别将SO2及Cl2通入品红溶液中并加热，现象有何不同？若分别通入紫色石蕊试液中呢？
①
②
2．将等物质的量的SO2和Cl2同时通入同一品红溶液中，有何现象？请解释原因。
等物质的量的SO2和Cl2同时通入同一品红溶液中，发生反应SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl，失去漂白
能力，品红溶液不褪色。
【知识归纳总结】
常见的能用于漂白的物质的比较
类型
吸附型
氧化型
化合型
物质
活性炭
氯气、漂白粉(液)、次
氯酸
二氧化硫
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漂白原理
吸附漂白
利用次氯酸的强氧化性
进行漂白
与有色物质化合生成不稳定的无色
物质
变化类别
物理变化
氧化还原反应
化学变化
漂白特点
不可逆
加热恢复原色
能漂白的物质
一般用于溶液漂白
可漂白所有有机色质
具有选择性，如品红、棉、麻、草
等
三．SO 的检验及粗盐的提纯
【问题探究】
1．向某溶液中只加可溶性钡盐，不酸化，产生白色沉淀能否说明溶液中含有SO？
不能。若溶液中含有CO、SO 会与钡盐反应产生BaCO3、BaSO3白色沉淀。
2．若向待测液中滴加BaCl2溶液，有白色沉淀生成，再加稀盐酸白色沉淀不溶解，能否说明溶液中含有
SO？
不能。若溶液中含有Ag＋，也会产生同样的现象：Ag＋＋Cl－===AgCl↓(白色)。
3．向待测液中滴加用稀盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀，能否说明溶液中含有SO？(已知：酸性环
境中NO 具有强氧化性)
不能。在酸性环境中NO 具有强氧化性，可将SO 氧化为SO。
【典例1】
利用如图装置进行SO2气体的性质探究实验，下列说法错误的是
A．品红溶液褪色，加热褪色后的溶液又会恢复为原来的红色
B．能与NaOH 溶液反应，SO2属于酸性氧化物
C．FeCl3溶液黄色变浅的原因是SO2具有漂白性
D．装碱石灰的玻璃仪器是U 形干燥管
【答案】C
【解析】A．SO2具有漂白性，能够使某些有色物质如可以使品红溶液褪色，但产生的无色物质不稳定，受
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热分解，SO2气体逸出，物质恢复原来的颜色，因此加热褪色后的溶液又会恢复为原来的红色，A 正确；
B．SO2能与NaOH 溶液反应产生Na2SO3、H2O，因此SO2属于酸性氧化物，B 正确；
C．SO2气体通入FeCl3溶液中，溶液黄色变浅是由于发生反应：SO2+2Fe3++2H2O=2Fe2++4H++
，该反
应体现了SO2的还原性，C 错误；
D．根据装置图可知：装碱石灰的玻璃仪器名称是U 形干燥管，D 正确；
故合理选项是C。
【典例2】
(SO2与CO2混合气体中成分的检验)如图是检验某无色气体A 是SO2和CO2的混合气体的装置图，按要求回
答下列问题：
(1)B 中加入的试剂是____________，作用是__________________________。
(2)C 中加入的试剂是____________，作用是___________________________。
(3)D 中加入的试剂是____________，作用是___________________________。
(4)实验时，C 中应观察到的现象是____________________________________。
【答案】(1)品红溶液 检验SO2 (2)酸性KMnO4溶液 除去SO2并检验SO2是否除尽
(3)澄清石灰水 检验CO2 (4)酸性KMnO4溶液的颜色变浅但不褪成无色
【解析】一定要理解题意是检验气体成分，检验二氧化硫用品红溶液，吸收二氧化硫用酸性KMnO4 溶
液，检验二氧化碳用澄清石灰水；在检验二氧化碳之前，必须除尽二氧化硫，因为二氧化硫也能使澄清石
灰水变浑浊。C 装置的作用是除去SO2并检验SO2是否除尽，所以酸性KMnO4溶液颜色变浅，但不能褪成
无色，若褪成无色则不能证明二氧化硫已除尽。
【典例3】
含S 元素的某钠盐a 能发生如图转化。下列说法错误的是
A．c 为不溶于盐酸的白色沉淀
B．d 可漂白纸浆，不可用于杀菌
C．a 可能为正盐，也可能为酸式盐
D．反应②中还可能生成淡黄色沉淀
【答案】B
【分析】由图中转化可知，含S 元素的某钠盐a 与氯气反应生成溶液b，与稀盐酸反应生成刺激性气体d，
d 能被酸性高锰酸钾氧化，可知d 为SO2；溶液b 与氯化钡反应生成白色沉淀c 为BaSO4，则溶液a 为
Na2SO3或NaHSO3、Na2S2O3等，以此来解答。
【解析】A．c 为BaSO4，既不溶于水，也不溶于盐酸，A 正确；
B．d 为SO2，该气体具有漂白性，可漂白纸浆，也具有一定毒性，可以使细菌的蛋白质发生变性而失去其
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生理作用，因此也能够用于杀菌消毒，B 错误；
C．溶液a 为Na2SO3或NaHSO3等，则a 可能为正盐，也可能为酸式盐，C 正确；
D．若a 为Na2S2O3，反应②中还可能生成淡黄色沉淀S，D 正确；
故合理选项是B。
1．某同学做了几个关于浓硫酸的实验，选用的试剂和观察到的现象如下，对应结论正确的是
选
项
试剂
现象
结论
A
浓硫酸、NaBr 固体
有红棕色气体产生
浓硫酸有强氧化性
B
浓硫酸、Na2SO3固体
有刺激性气味产生，该气体能使品红褪色
浓硫酸被还原成SO2
C
浓硫酸、胆矾晶体
有白斑产生
浓硫酸有脱水性
D
浓硫酸、NaCl 固体
有白雾产生
酸性H2SO4>HCl
【答案】A
【解析】A．浓硫酸与NaBr 固体反应生成红棕色气体溴蒸汽，浓硫酸将溴离子氧化为溴单质，因此浓硫酸
有强氧化性，故A 正确；
B．浓硫酸与Na2SO3固体反应有刺激性气味产生，该气体能使品红褪色即二氧化硫，二氧化硫是浓硫酸和
亚硫酸钠反应生成硫酸钠、二氧化硫和水，故B 错误；
C．浓硫酸加入到胆矾晶体中，有白斑产生，说明胆矾中的水被浓硫酸吸收即浓硫酸有吸水性，故C 错
误；
D．浓硫酸与NaCl 固体产生白雾，说明难挥发性酸制易挥发性酸，故D 错误。
综上所述，答案为A。
2．物质检验是化学实验的重要目的，下列检验操作正确的是
A．将气体通入品红溶液，溶液褪色，由此说明该气体为SO2
B．将润湿的红色石蕊试纸靠近集气瓶瓶口，试纸变蓝，由此说明集气瓶中装有NH3
C．向Cu 与浓H2SO4反应后的试管(已冷却)中加入少量水，溶液变蓝，由此说明反应有Cu2+生成
D．取少量溶液于试管中滴加几滴盐酸酸化的BaCl2溶液，产生白色沉淀，由此说明原溶液中一定有
【答案】B
【解析】A．将气体通入品红溶液，溶液褪色，不能由此说明该气体为SO2，也可能为氯气等，A 错误；
B．将润湿的红色石蕊试纸靠近集气瓶瓶口，试纸变蓝，说明是碱性气体，因此可说明集气瓶中装有
NH3，B 正确；
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C．浓硫酸溶于水放热，应该把冷却后的液体倒入水中，C 错误；
D．取少量溶液于试管中滴加几滴盐酸酸化的BaCl2溶液，产生白色沉淀，白色沉淀也可能是氯化银，不能
由此说明原溶液中一定有
，D 错误；
答案选B。
3．下图是有关二氧化硫性质的实验装置图，下列说法正确的是
A．a 中紫色石蕊先变红后褪色
B．b 中品红溶液褪色，加热后又恢复红色
C．c 中氢硫酸溶液出现黄色浑浊，体现SO2的还原性
D．d 中溴水褪色，体现了二氧化硫漂白性
【答案】B
【解析】A 项，二氧化硫溶于水变为亚硫酸，亚硫酸显酸性，能使紫色石蕊变红，但二氧化硫不能漂白石
蕊，因此a 中紫色石蕊变红，不褪色，错误；B 项，b 中品红溶液褪色，由于二氧化硫的漂白是暂时性漂
白，加热后又恢复红色，正确；C 项，c 中氢硫酸溶液出现黄色浑浊，二氧化硫中硫化合价降低，体现SO2
的氧化性，错误；D 项，d 中溴水褪色，二氧化硫与溴水发生氧化还原反应，体现了二氧化硫氧化性，错
误。
4．某溶液含有下列离子中的几种：K+、
、Ba2+、
、
、Cl-，且溶液中各离子浓度相等。取该
溶液进行如下实验：
(1)取该溶液与足量NaOH 溶液共热产生刺激性气体
(2)另取该溶液加入稀HCl 无明显现象，再加足量BaCl2 溶液得到白色沉淀
(3)取(2)的上层清液加入AgNO3溶液和稀硝酸得到白色沉淀
下列结论正确的是
A．一定不含Ba2+、
，可能含有K+
B．一定含K+、
、
，一定不含Cl-、
、Ba2+
C．一定含
、
，可能含K+ 、Cl-
D．一定不含
，一定含
、
、Cl-
【答案】B
【分析】取该溶液与足量NaOH 溶液共热产生刺激性气体，该气体为NH3，说明含有
，另取该溶液加
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入稀HCl 无明显现象，说明原溶液中不含
，再加足量BaCl2 溶液得到白色沉淀说明原溶液中含有
，不含Ba2+，由于第（2）步加入HCl 和BaCl2，引入Cl-，因此第（3）步加AgNO3生成沉淀不能说明
原溶液中含有Cl-，因为溶液中各离子浓度相等，
带有2 个单位的负电荷，
带有1 个单位的正电
荷，因此溶液中一定含有K+，一定不含Cl-，综上所述，一定含有的离子有
、
、K+，一定不含的
离子有
、Ba2+、Cl-。
【解析】根据分析，溶液中一定含有的离子有
、
、K+，一定不含的离子有
、Ba2+、Cl-，故
选B。
5．利用如图所示装置进行下列实验，能达到实验目的的是
选项
①
②
③
实验结论
A
浓硫酸
Cu
溴水
验证浓硫酸具有强氧化性
B
浓硫酸
Na2SO3
酸性高锰酸钾溶
液
验证SO2的漂白性
C
稀硫酸
Zn
空气
制取并收集H2
D
稀硫酸
Na2CO3
澄清石灰水
验证非金属性：S ＞ C
【答案】D
【解析】
A．铜与浓硫酸反应需要加热，常温下不发生反应，也就不能产生二氧化硫，故A 错误；
B．浓硫酸与亚硫酸钠混合反应生成二氧化硫， 二氧化硫能够把酸性高锰酸钾还原为锰离子，溶液变为无
色，体现了二氧化硫的还原性而非漂白性，故B 错误；
C．稀硫酸与锌反应产生氢气，氢气的密度小于空气，采用向下排空气法收集，即③号试管中进气管要
短，出气管要长，故C 错误；
D．稀硫酸与碳酸钠反应生成二氧化碳气体，二氧化碳能够使澄清的石灰水变浑浊，体现了强酸制备弱酸
的规律；由于碳酸、硫酸分别是碳、硫元素的最高价含氧酸，所以可以验证非金属性：S ＞ C，故D 正
确；
故选D。
6．（2023·山东济南·统考一模）某同学按图示装置进行实验，产生足量的气体通入c 中，最终出现浑浊。
下列所选物质组合符合要求的是
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a 中试剂
b 中试剂
c 中溶液
A
浓硫酸
浓盐酸
饱和食盐水
B
浓硫酸
Cu
溶液
C
稀硫酸
饱和
溶液
D
浓氨水
碱石灰
溶液
【答案】AC
【解析】A．浓硫酸加入浓盐酸中，生成
气体，生成的
气体通入饱和食盐水中，根据同离子效
应，析出
晶体，A 符合题意；
B．浓硫酸和铜在加热条件下才能反应生成
，不符合实验要求，B 不符合题意；
C．
和稀硫酸反应生成
，
与饱和
溶液反应生成
晶体，C 符合题意；
D．浓氨水和碱石灰生成
，
通入
溶液中，先生成
沉淀，继续通入氨气，
溶解
生成
，D 不符合题意；
故选AC。
7．硫是人类认识最早的元素之一，含硫物质在现代生产和生活中发挥着重要作用。某小组同学验证SO2的
性质。装置如图所示，培养皿中A、B、C 三个塑料瓶盖内盛有不同物质。向Na2SO3固体上滴加70%硫
酸，迅速用玻璃片将培养皿盖严，实验记录如下。
实验装置
瓶盖
物质
实验现象
A
KMnO4酸性溶液
溶液褪色
B
蘸有品红溶液的棉花
品红溶液褪色
C
蒸馏水
无明显变化
已知：Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O
（1）瓶盖___(填字母)中的实验现象能证明SO2具有还原性，并写出反应的离子方程式___。
（2）瓶盖B 中的现象证明SO2具有的性质是___；瓶盖C 中发生反应的化学方程式为___。
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（3）瓶盖C 中无明显变化，若要证明C 中发生了化学反应，可先在蒸馏水中滴入少量试剂X，X 是___(填
字母)。
a.石蕊溶液 b.NaCl 溶液
（4）将SO2气体通入H2S 的水溶液中，生成淡黄色的浑浊，证明SO2具有的性质是___；写出反应的化学
方程式___。
【答案】（1）A 5SO2+2
+2H2O=2Mn2++5
+4H+
（2） 漂白性 SO2+H2O=H2SO3
（3）a
（4） 氧化性 SO2+2H2S═3S↓+2H2O
【解析】（1）二氧化硫具有还原性，能够被酸性高锰酸钾溶液氧化，因此瓶盖A 中酸性高锰酸钾溶液褪
色能证明SO2具有还原性，其反应的离子方程式为5SO2+2
+2H2O=2Mn2++5
+4H+；答案为A；
5SO2+2
+2H2O=2Mn2++5
+4H+。
（2）二氧化硫具有漂白性，能够使品红溶液褪色，因此瓶盖B 中品红溶液褪色能证明SO2具有漂白性；
二氧化硫能够溶于水，溶于水的二氧化硫与水反应生成亚硫酸，反应的化学方程为SO2+H2O=H2SO3；答案
为漂白性；SO2+H2O=H2SO3。
（3）亚硫酸显酸性，瓶盖C 无明显变化，若要证明C 中发生了化学反应，可先在蒸馏水中滴入少量石蕊
溶液，溶液变红色，说明发生了化学反应，a 选项符合题意；答案为a。
（4）将SO2气体通入H2S 的水溶液中，发生氧化还原反应，产生淡黄色的S 沉淀，其化学反应方程式为
SO2+2H2S═3S↓+2H2O，二氧化硫中硫的化合价降低被还原，SO2作氧化剂，体现氧化性；答案为氧化性；
SO2+2H2S═3S↓+2H2O。
8．某化学实验小组的同学为探究和比较SO2和氯水的漂白性，设计了如下的实验装置。
(1)实验室用装置A 制备SO2。某同学在实验时发现打开A 的分液漏斗活塞后，漏斗中液体未流下，你认为
原因可能是__________________。
(2)实验室用装置E 制备Cl2，其反应的化学方程式为__________________________；若有8mol 的HCl 参加
反应，则转移的电子总数为________。
(3)该装置中氢氧化钠溶液的作用是___________________。
(4)通气后B、D 两个试管中的现象______________。停止通气后，再给B、D 两个试管分别加热，两个试
管中的现象分别为B：________，D：________。
(5)另一个实验小组的同学认为SO2和氯水都有漂白性，二者混合后的漂白性肯定会更强。他们将制得的
SO2和Cl2按1：1 同时通入到品红溶液中，结果发现褪色效果并不像想象的那样。请你分析该现象的原因
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(用化学方程式表示)____________________。
【答案】(1)分液漏斗活塞未打开
(2)MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+2H2O+Cl2↑ 4NA
(3)尾气处理
(4)褪色 变为红色 无变化
(5)SO2+Cl2+2H2O===2HCl+H2SO4
【解析】装置A 生成的二氧化硫气体通过装置B 中的品红溶液，二氧化硫具有漂白性，可以使溶液褪色，
褪色后的溶液加热时又恢复原来的红色。氯气和水反应生成的次氯酸具有漂白性，因而氯气通入品红溶液
中也能使品红褪色，次氯酸的漂白不可逆，加热时，不能恢复红色，剩余二氧化硫和氯气通过装置C 吸
收，防止污染空气，据此判断。
(1)塞子没有取下来，打开活塞时，空气无法进入分液漏斗内部，造成分液漏斗内的压强小于大气压强，液
体无法流出；
(2)实验室制备氯气的反应方程式为MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+2H2O+Cl2↑，反应中每有4mol HCl 参与反
应，被氧化的氯化氢是2 mol，2 mol HCl 被氧化电子转移为2 mol，若有8mol 的HCl 参加反应，则转移
的电子总数为4NA；
(3)二氧化硫和氯气均是有毒气体，需要尾气处理，所以装置中氢氧化钠溶液的作用是尾气处理，防止污染
空气；
(4)SO2具有漂白性，二氧化硫通入品红溶液中，品红褪色；SO2的漂白具有可逆性，褪色后的溶液加热时
又恢复原来的红色。氯气和水反应生成的次氯酸具有漂白性，因而氯气通入品红溶液中也能使品红褪色，
次氯酸的漂白不可逆，加热时，不能恢复红色；
(5) 氯气具有较强的氧化性，二氧化硫具有较强的还原性，在水溶液中两者1 ：1 发生反应
SO2+Cl2+2H2O===2HCl+H2SO4，生成物都无漂白性，因而SO2和Cl2按1：1 同时通入到品红溶液时，品红
溶液并不褪色。
实验12 氮及其化合物的性质
一、二氧化氮溶于水的实验
(1)实验过程
实验
装置
实验
操作
在如图注射器里充入20 mL NO,然后吸
入5 mL 水,用乳胶管和弹簧夹封住管口,
打开弹簧夹,快速吸入10
mL 空气后夹上弹簧夹
振荡注射器
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振荡注射器
实验
现象
无明显现象
无色气体变为红棕色
红棕色气体变浅至消失,有无色
气体生成,注射器活塞向内滑动
化学
方程式
2NO+O
2 ==
= 2NO
2 、
3NO
2+H2O
==
= 2HNO
3+NO
二、喷泉实验
1.氨气喷泉实验
形成原理
当气体接触外部的水或溶液时，由于气体大量溶解或与溶液中的溶质发生化学反应，从而
使容器内气压迅速降低，在外界大气压作用下，外部液体迅速进入容器，通过尖嘴导管喷
出，形成喷泉。
引发操作
打开止水夹，挤压胶头滴管的胶头，或其他形成压强差引发液体向容器中流动喷射的操
作。
2.实验成功的关键——“三要”
①装置气密性——要好。
②烧瓶和气体——要干。
③烧瓶内的氨气——要满。
3．喷泉的常见类型
方
法
减小内压法
增大外压法
装
置
原
理
减小烧瓶内气体压强，形成压强差，产生
喷泉现象
增大锥形瓶内气体压强，形成压强差，产生喷
泉现象
三、氨的实验室制法
(1)反应原理：2NH4Cl＋Ca(OH)2═══2NH3↑＋CaCl2＋2H2O
(2)装置：
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(3)氨气制备实验各部分装置的选择：
装置
选择
选择原因
制备
装置
固＋固——→气
反应原理
净化
装置
装有碱石灰的干燥管
NH3具有碱性，不与碱石灰反应
不用浓硫酸和无水氯化钙
NH3能被浓硫酸和无水氯化钙吸收
收集
装置
向下排空气法
NH3 的密度远小于空气，且常温下不与空气
成分反应
不采用排水法
NH3极易溶于水
验满
方法
将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝
色
氨水显碱性
将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有白烟产
生
氨气遇挥发性酸反应生成固体铵盐小颗粒
尾气
处理
试管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球
NH3极易溶于水，与酸反应
四、NH 的检验
未知液加入强碱共热，产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体，则证明含NH4
＋。
实验装置
铵盐溶液
NH4Cl 溶液
NH4NO3溶液
(NH4)2SO4溶液
现象
试管中有气泡产生，试纸变蓝
结论
铵盐与强碱反应生成氨气，离子方程式为NH＋OH－═══NH3↑＋H2O
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应用
①检验铵根离子的存在
②制取氨
五．硝酸的强氧化性
硝酸无论浓、稀都有强氧化性，而且浓度越大，氧化性越 强 。
【实验探究】
实验
装置
稀硝酸
浓硝酸
实验
现象
反应缓慢，有少量气泡产生，溶液变蓝试管
口有红棕色气体产生
反应剧烈，有大量气泡产生，
溶液变蓝，液面上有红棕色气体产生
实验结论
铜与稀硝酸常温下缓慢反应生成NO 气体
铜与浓硝酸常温下剧烈反应生成NO2气体
a．与金属反应
稀硝酸与铜反应：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O(填化学方程式，下同)。
浓硝酸与铜反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。
【注意】常温下，铁、铝遇浓HNO3会发生钝化，所以可用铁或铝制容器来盛装浓HNO3。
b．与非金属反应
浓硝酸与C 反应：C＋4HNO3(浓)=====CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。
c．与还原性化合物反应
硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2＋等还原性物质。
稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式：3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。
一、常见的NOx尾气处理方法
①碱液吸收法
2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O
NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O
NO2、NO 的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO2)≥n(NO)。一般适合工业尾气中NOx 处
理。
②催化转化法
在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2)或NOx与CO 在一定温度下催化转化为无毒
气体(N2和CO2)。一般适用于汽车尾气的处理。
二、喷泉实验拓展
拓展一：中学化学中，与NH3类似能用如图装置完成喷泉实验的气体还有哪些？
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只要所用气体能大量溶于所用液体或气体与液体快速反应均能产生喷泉现象。
常见产生喷泉实验的组合
气体
NH3
HCl
SO2、CO2、NO2、Cl2
NO2和O2
吸收剂
水或盐酸
水或氢氧化钠溶液
浓氢氧化钠溶液
水
【易错提醒】①NO2溶于水也能形成喷泉,但溶液不能充满烧瓶。
②NO2和O2的混合气体(体积比4∶1)也能形成喷泉,溶液充满烧瓶。
拓展二：如果将上述实验中的胶头滴管去掉如何引发喷泉实验呢？
具体做法：打开止水夹，用热毛巾对烧瓶热敷或者用冷毛巾对烧瓶冷敷都可以引发喷泉。
拓展三：喷泉实验有关浓度的计算
1．实验完成后，溶液充满烧瓶，若溶质为原气体，则溶液物质的量浓度可由体积换算确定。
标准状况下，若烧瓶内气体的体积为V L，则有V(aq)＝V L，nB＝，cB＝＝＝ mol·L－1。
2．若溶质由气体发生化学反应生成，则依实际情况判断。
如用V L NO2与O2(体积比为4 1)
∶
的混合气体进行喷泉实验，发生的反应为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，
则有nB＝·，V(aq)＝V L，cB＝＝ mol·L－1。
三、其它实验室制取NH3的简易方法
方法
化学方程式(或原理)
气体发生装置
加热浓氨水
NH3·H2O=====NH3↑＋H2O
浓氨水＋
固体NaOH
NaOH 溶于水放热，促使NH3·H2O 分解，且OH－浓度的增
大也有利于NH3的生成
浓氨水＋
固体CaO
CaO 与水反应生成OH－，使溶剂(水)减少；
且反应放热，促使NH3·H2O 分解。
化学方程式：NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2
特别提醒：实验室制备氨气的几个注意事项
(1)收集装置和反应装置的试管和导管必须是干燥的。
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(2)发生装置的试管口略向下倾斜。
(3)由于氨气的密度比空气小，因此收集氨气时，导管口应插入试管的底部。
(4)棉花团上蘸有稀硫酸，既防止空气对流又防止氨气逸出污染空气。
(5)干燥NH3 不能用P2O5、浓硫酸等酸性干燥剂，也不能用CaCl2 干燥，原因是CaCl2 与NH3 反应生成
CaCl2·8NH3。
【典例1】
如图的装置中，干燥烧瓶中盛有某种气体，烧杯和滴管内盛放某种溶液。挤压胶头滴管的胶头，下列与实
验事实不相符的是( )
A．Cl2(饱和食盐水) 无色喷泉
B．NH3(H2O 含石蕊) 蓝色喷泉
C．HCl(H2O 含石蕊) 红色喷泉
D．CO2(NaOH 溶液) 无色喷泉
【答案】A
【解析】氯气在饱和食盐水中溶解度很小，不会形成压强差，不会产生喷泉，A 项不符；氨气极易溶于
水，可形成喷泉，又因氨水溶液显碱性，石蕊遇碱变蓝，所以形成蓝色喷泉，B 项符合；HCl 极易溶于
水，可形成喷泉，又因盐酸溶液显酸性，石蕊遇酸变红，C 项符合；CO2与NaOH 反应，形成压强差而产
生喷泉，Na2CO3溶液无色，所以喷泉颜色为无色，D 项符合。
【典例2】
如图所示，利用培养皿探究NH3的性质。实验时向NaOH 固体上滴几滴浓氨水，立即用另一表面皿扣在上
面。下表中对实验现象所做的解释正确的
选项
实验现象
解释
A
浓盐酸附近产生白烟
NH3与浓盐酸反应产生了NH4Cl 固体
B
浓硫酸附近无明显现象
NH3与浓硫酸不发生反应
C
氯化物溶液变浑浊
该溶液一定是AlCl3溶液
D
干燥红石蕊试纸不变色，湿润红石蕊试纸变蓝
NH3是一种可溶性碱
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【答案】A
【解析】A 项，NaOH 固体溶于水放热，氨水易挥发，实验时向NaOH 固体上滴几滴浓氨水，会产生氨
气，与浓盐酸挥发出的HCl 反应生成氯化铵固体，反应现象是产生白烟，正确；B 项，氨气为碱性气体，
与浓硫酸发生中和反应生成硫酸铵，错误；C 项，氨气与氯化物在溶液中发生复分解反应生成氢氧化物，
如使氯化物溶液变浑浊，可能生成难溶性氢氧化物，但不一定为Al(OH)3，也可能为Mg(OH)2等沉淀，错
误；D 项，氨气使湿润的红色石蕊试纸变蓝的原因是与水反应生成NH3•H2O，NH3•H2O 电离生成OH－离子
使溶液呈碱性，但OH－不是NH3电离产生，因此氨气为非电解质，不属于碱，错误。
【典例3】
实验室可用如图装置制取少量氮气。下列说法正确的是
A．②中盛放的是五氧化二磷固体
B．实验时先点燃③中的酒精灯，再点燃①中的酒精灯
C．实验结束时先熄灭①③中的酒精灯，再将导管从水槽中拿出
D．③中玻璃管中的反应：2NH3＋3CuO====N2＋3Cu＋3H2O
【答案】D
【解析】①制备氨气，②中用碱石灰干燥，③氨气还原氧化铜，④收集产生的氮气。
A 项，湿的NH3能与P2O5反应，错误；B 项，产生的氨气会与装置内的氧气发生反应，故应先点燃①的酒
精灯产生氨气以排出系统内的空气，错误；C 项，应先将将导管从水槽中拿出，否则会引起倒吸，错误；
D 项，氨气能被氧化铜氧化，③中玻璃管中的反应：2NH3＋3CuO====N2＋3Cu＋3H2O，正确。
【典例4】
以某铜渣(含少量Ag)为原料制备硫酸铜的实验步骤为：向题图所示装置中加入铜渣，分批加入稀HNO3和
稀H2SO4混合溶液，滴加的间隔鼓入氧气。反应结束后，向溶液中加入少量NaCl 后过滤，从滤液中分离得
到硫酸铜。下列叙述不正确的是
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A．与直接用稀硝酸溶解铜渣相比，加入稀硫酸及鼓入氧气均可节约硝酸用量
B．当观察到鼓入O 不再出现红棕色，表明反应停止
C．加入氯化钠可除去溶液中少量的Ag＋
D．将含硫酸铜的滤液蒸干、灼烧得硫酸铜晶体
【答案】D
【解析】铜渣和混合酸反应溶解，得到以硫酸铜为主的混合溶液，为了充分利用稀硝酸，在反应过程中不
时的通入氧气，使生成的NO 气体转化为硝酸，减小硝酸的消耗。由于杂质Ag 也能被硝酸溶解氧化，为
了能把反应后溶液中的Ag＋完全除去，在反应后的溶液中，加入少量NaCl，使硫酸银转化为更难溶的氯化
银沉淀，然后过滤，滤液即CuSO4溶液。
A 项，直接用稀硝酸溶解铜渣时硝酸的还原产物为NO、不能被利用，而加入稀硫酸及鼓入氧气均可节约
硝酸用量，正确；B 项，当观察到鼓入O2不再出现红棕色(NO2气体)，表明NO 已不再产生、反应停止，
正确；C 项，氯化银难溶于氢离子，加入氯化钠可除去溶液中少量的Ag＋，正确；D 项，硫酸铜晶体含结
晶水、应用冷却结晶法获得，将含硫酸铜的滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，可得硫酸铜晶体，不正确。
1．用圆底烧瓶收集
后进行喷泉实验。下列说法不正确的是
A．
和
都是极性分子
B．
和
分子中的共价键都是
键
C．实验时，先挤入胶头滴管中的水，再打开止水夹
D．烧瓶中溶液颜色变红的原因：
【答案】B
【解析】A．
是三角锥形，
是V 形，两者的正负电荷中心都不重合，都是极性分子，故A 正确；
B．
和
分子中中心原子都是sp3杂化类型，配原子都是H 原子只有s 轨道电子，所以共价键都是s-
sp3σ 键，故B 错误；
C．氨气极易溶于水，胶头滴管中的水挤入圆底烧瓶中，导致瓶内的压强迅速减小，再打开止水夹，水进
入烧瓶出现喷泉现象，故C 正确；
D．烧杯中烧瓶中溶液遇酚酞颜色变红说明溶液显碱性，其原因：
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，故D 正确；
故选B。
2．如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现象的是
A．挤压装置①的胶头滴管使胶头滴管中的酚酞溶液全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹
B．挤压装置②的胶头滴管使
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．向装置④的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开止水夹
【答案】A
【解析】A．NO 与NaOH 溶液不反应反应，所以烧瓶中的气体压强不会有明显变化，故不能形成喷泉，故
A 符合题意；
B．HCl 气体能够和AgNO3溶液反应，挤压装置②的胶头滴管使AgNO3溶液全部进入烧瓶，使烧瓶中气体
减少，可形成喷泉实验，故B 不符合题意；
C．用鼓气装置从装置③的a 处不断鼓入空气，导致锥形瓶中液体进入烧瓶中，氨气极易溶于水，烧瓶中
的气体压强就会减小，故能形成喷泉，故C 不符合题意；
D．浓硫酸溶于水时放热，使得浓氨水受热分解产生氨气，和氯化氢气体反应，烧瓶中的气体压强就会减
小，故能形成喷泉，故D 不符合题意；
故选A。
3．“封管实验”具有简易、方便、节约、绿色等优点，下列关于四个“封管实验”(夹持装置未画出，碘
固体易升华)的说法正确的是
A．加热时，①中上部汇集了NH4Cl 固体，说明NH4Cl 的热稳定性比较好
B．加热时，②中溶液变为无色，冷却后又变红
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C．加热时，③中溶液变红，冷却后红色褪去，体现了SO2的还原性
D．四个“封管实验”中所发生的化学反应都是可逆反应
【答案】B
【解析】A．加热时，氯化铵分解生成氨气和氯化氢，在①中上部氨气和氯化氢反应生成氯化铵，因此在
上部汇集了NH4Cl 固体，不能说明NH4Cl 的热稳定性比较好，故A 错误；
B．加热时，氨气从溶液中溢出，因此②中溶液变为无色，冷却后，氨气又溶解在溶液中生成一水合氨，
溶液显碱性，使得溶液又变红，故B 正确；
C．加热时，③中溶液红色褪去，冷却后又变为红色，体现了SO2的漂白性，故C 错误；
D．氯化铵固体受热分解，氨气和氯化氢反应生成氯化铵，不是可逆反应，碘固体易升华，因此封管实验
④没有化合价变化，没有发生化学反应，故D 错误。
综上所述，答案为B。
4．标准状况下，在三个干燥的烧瓶里分别充满纯净的氨气、空气和HCl 以等体积混合的混合气体、NO 和
O2以体积比4 3∶混合，然后分别进行喷泉实验，实验完毕，三个烧瓶中所得溶液的物质的量浓度之比最接
近 ( )
A．2 1 2
∶∶
B．1 1 1
∶∶
C．7∶7∶4
D．1∶1∶2
【答案】B
【解析】氨气将全部溶于水，设体积为V L，则n(NH3)＝，与水混合成氨水的体积为V L，因此氨水的物
质的量浓度c＝＝＝ mol/L。空气与氯化氢等体积，设氯化氢体积为V L，氯化氢完全溶于水而空气不
溶，则溶液的体积为V L，氯化氢的物质的量n＝，则浓度为c＝＝＝ mol/L。
5．Ca3N2是一种极易潮解的试剂。某小组利用氨气与钙反应制备氮化钙。下列说法错误的是
A．装置D 中球形干燥管的作用是防止倒吸
B．C 中硬质玻璃管中发生反应：
C．实验过程中，先启动A 处反应，一段时间后再点燃C 处酒精灯
D．稀硫酸的作用是吸收尾气，防止空气污染
【答案】D
【解析】A．氨气易溶于水、极易与酸反应，装置D 中球形干燥管的作用是防止倒吸，故A 正确；
B．C 中硬质玻璃管中NH3和Ca 反应生成Ca3N2和H2，则发生反应的化学方程式为：
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，故B 正确；
C． 实验过程中，先启动A 处反应，赶走装置中的空气，一段时间后再点燃C 处酒精灯，故C 正确；
D．D 装置中的稀硫酸可以吸收尾气，防止空气污染，但稀硫酸中的水会使C 中产品潮解，应在C、D 之
间连接一个盛有无水氯化钙的干燥管，故D 错误；
故答案为：D
6．某溶液含有下列离子中的几种：K+、
、Ba2+、
、
、Cl-，且溶液中各离子浓度相等。取该
溶液进行如下实验：
(1)取该溶液与足量NaOH 溶液共热产生刺激性气体
(2)另取该溶液加入稀HCl 无明显现象，再加足量BaCl2 溶液得到白色沉淀
(3)取(2)的上层清液加入AgNO3溶液和稀硝酸得到白色沉淀
下列结论正确的是
A．一定不含Ba2+、
，可能含有K+
B．一定含K+、
、
，一定不含Cl-、
、Ba2+
C．一定含
、
，可能含K+ 、Cl-
D．一定不含
，一定含
、
、Cl-
【答案】B
【解析】取该溶液与足量NaOH 溶液共热产生刺激性气体，该气体为NH3，说明含有
，另取该溶液加
入稀HCl 无明显现象，说明原溶液中不含
，再加足量BaCl2 溶液得到白色沉淀说明原溶液中含有
，不含Ba2+，由于第（2）步加入HCl 和BaCl2，引入Cl-，因此第（3）步加AgNO3生成沉淀不能说明
原溶液中含有Cl-，因为溶液中各离子浓度相等，
带有2 个单位的负电荷，
带有1 个单位的正电
荷，因此溶液中一定含有K+，一定不含Cl-，综上所述，一定含有的离子有
、
、K+，一定不含的
离子有
、Ba2+、Cl-。
根据分析，溶液中一定含有的离子有
、
、K+，一定不含的离子有
、Ba2+、Cl-，故选B。
7．下列实验操作和现象所得结论正确的是
选项
实验操作
现象
结论
A
向某无色溶液中滴加稀盐酸
溶液变浑浊
原溶液中一定存在Ag+
B
将铜片投入到KNO3溶液中，然后加入
稀硫酸
铜片投投入到KNO3溶液中无明
显现象，加入稀硫酸后，铜片溶
解
铜能溶于稀硫酸
C
向AlCl3溶液中加入适量的NaOH 溶液
一份加入盐酸，悬浊液变澄清溶
Al(OH)3具有两性
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得到有白色沉淀的悬浊液，将悬浊液分
成二份
液，另一份继续加入NaOH 溶
液，悬浊液也变澄清
D
向某溶液中通入Cl2再滴入KSCN 溶液
溶液变红
原溶液中一定含有Fe2+
【答案】C
【解析】A．若溶液中含有AlO 或SiO
，滴加盐酸，也会生成Al(OH)3或H2SiO3沉淀，故A 错误；
B．铜排在金属活动性顺序表氢的后面，铜不溶于稀硫酸。本实验铜片溶解的原因是铜被酸性条件下的NO
氧化，发生的反应为：3Cu+8H++2NO =3Cu2++2NO↑+4H2O，故B 错误；
C．向AlCl3溶液中加入适量的NaOH 溶液得到有白色沉淀的悬浊液，悬浊液中有氢氧化铝，将悬浊液分成
二份，一份加入盐酸，悬浊液变澄清溶液，发生的反应为Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O，另一份继续加入
NaOH 溶液，悬浊液也变澄清，发生的反应为Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O，所以Al(OH)3是两性氢氧化
物，故C 正确；
D．若溶液中原有Fe3+，则通入氯气再滴入KSCN 溶液，溶液也会变红，故D 错误；
故选C。
8．（2023 秋·山东枣庄·高三统考期末）如下图所示的“化学多米诺实验”装置中分别盛放的物质为①稀硫
酸；②锌粒；装置③、④、⑤、⑥中的试剂及反应现象见下表，其中设计合理且实验现象符合预测的是
③中试剂
④中固体逐渐消失
⑤中溶液褪色
⑥中尾气处理
A
浓盐酸
KMnO4
石蕊试液
NaOH 溶液
B
浓HNO3
Cu
FeSO4溶液
水
C
浓H2SO4
木炭
品红溶液
饱和NaHSO3溶液
D
浓NaOH 溶液
NH4Cl 固体
少量CuSO4溶液
CCl4和水
【答案】A
【分析】稀硫酸和锌粒反应会产生氢气，氢气进入③中的试管中，使试管内部的气体压强变大，③中的液
体会通过导管进入到④中的试管中，据此分析。
【解析】A．由分析可知，③中浓盐酸会进入到④中试管中，浓盐酸与KMnO4反应会生成氯气，氯气可以
使石蕊溶液褪色，用氢氧化钠溶液来吸收多余的氯气，A 正确；
B．由分析可知，③中浓HNO3会进入到④中试管中，Cu 与浓HNO3反应会生成二氧化氮气体，二氧化氮
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与FeSO4溶液反应，会氧化二价铁离子变为三价铁离子，溶液呈现棕黄色，不会褪色，且二氧化氮不能用
水吸收，会有一氧化氮的生成，故应用氢氧化钠溶液吸收尾气，B 错误；
C．由分析可知，③中浓H2SO4会进入到④中试管中，木炭与浓H2SO4的反应需要加热，④中试管没有加
热，木炭与浓H2SO4的不发生反应，C 错误；
D．由分析可知，③中浓NaOH 溶液会进入到④中试管中，浓NaOH 溶液与NH4Cl 固体混合，可以得到氨
气，氨气与少量CuSO4溶液反应，开始得到蓝色氢氧化铜沉淀，随着氨气的不断通入，最后沉淀会转化为
铜氨络离子，铜氨络离子溶液颜色是蓝色，⑤中溶液颜色没有褪去，不符合题意，最后用CCl4和水除去多
余的氨气，还可以防止倒吸现象，D 错误；
故本题选A。
9．（2023·山东东营·东营市第一中学校考二模）下列关于氮及其化合物性质探究，实验结论正确的是
选项
操作和现象
结论
A
将灼热木炭伸入浓硝酸中，木炭燃烧，产生大量红棕色气体
木炭和硝酸反应生成了
和
B
先将注射器充满
气体，然后将活塞往里推，注射器内
气体颜色加深
证明加压平衡向生成
气体的方
向移动
C
向含有等物质的量
和
的混酸稀溶液加入过量铜
粉，生成气体，溶液变蓝色
反应结束后溶液中的溶质是
和
D
将
粉加入强碱性的
溶液，微热，产生气体使湿润
红色石蕊试纸变蓝
在强碱性溶液中也能显氧化性
【答案】CD
【解析】A．将灼热的木炭伸入浓硝酸中，木炭与浓硝酸反应生成二氧化氮、二氧化碳、水，A 错误；
B．先将注射器充满 NO2气体，然后将活塞往里推，NO2的浓度增大，颜色加深，与平衡无关，B 错误；
C．含有等物质的量 H2SO4 和 HNO3 的混酸中H+与
的物质的量之比为3 1∶，加入过量铜粉，发生离
子反应:
，硝酸根过量，则溶质为 CuSO4 和 Cu(NO3)2 ，C 正
确；
D．将Al 粉加入强碱性的 NaNO3 溶液，微热，产生气体使湿润红色石蕊试纸变蓝，该气体为NH3，硝酸
根离子中的N 元素降价，表现氧化性，D 正确；
故选CD。
10．某研究性学习小组在做Cu 和浓HNO3、稀HNO3反应时，发现生成溶液的颜色有差别。Cu 和浓HNO3
反应后的溶液为鲜艳草绿色，而Cu 和稀HNO3反应溶液为蓝色。
（1）写出Cu 和浓HNO3反应的化学方程式：_______________________________________。
（2）该研究性小组成员对反应后生成的溶液颜色差别进行了实验探究。
甲同学认为：绿色是硝酸铜溶液浓度较大引起的，即Cu(NO3)2浓溶液显绿色，Cu(NO3)2稀溶液显蓝色。
乙同学认为：绿色是NO2溶于Cu2＋溶液引起的。
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①甲同学用Cu(NO3)2晶体配制成稀溶液，溶液为浅蓝色，随着Cu(NO3)2固体的加入，最终配成饱和溶液，
颜色逐渐变深，但始终是蓝色。该现象可证明甲同学推测_________(填“合理”或“不合理”)。
②乙同学将Cu 与浓HNO3反应后的绿色溶液稍微加热，放出大量红棕色气体，溶液变为______色，证明乙
同学推测可能成立。
③乙同学设计实验进一步探究，向不同浓度的铜盐溶液中通入NO2气体，实验数据和实验现象如下表：
不同浓度铜盐溶液中通入NO2气体的现象
实验编号
①
②
③
④
饱和Cu(NO3)2溶液体积/mL
2
1
0
0
蒸馏水体积/mL
0
1
0
1
饱和CuSO4溶液体积/mL
0
0
2
1
现象
蓝绿色
蓝绿色
绿色
绿色
对比实验1 和2，或对比实验3 和4，可以得到结论__________________________________。
对比铜与浓硝酸的反应，生成的部分NO2也会溶入溶液，使溶液呈现绿色。说明“反应混合液”呈绿色确
实与NO2气体溶解有关。
（3）丙同学查阅文献：浓硝酸和铜的反应因为有亚硝酸(HNO2)生成，进而可以和Cu2＋结合成亚硝酸化合
物，而铜的亚硝酸化合物是绿色的。
①丙同学设计实验验证生成了亚硝酸(HNO2)，取一支试管加入浓硝酸1 mL，插入铜丝后，快速反应，有
红棕色气体放出，溶液为绿色；然后加入3 滴30%的H2O2溶液，震荡后溶液变为蓝色。分析原因是H2O2
和反应过程中生成的HNO2发生了氧化还原反应，写出H2O2和HNO2反应的化学方程式：
____________________________________。
②丙同学继续设计实验验证。取1 mol·L－1 Cu(NO3)2溶液2 mL，加入1 mol·L－1的NaNO2溶液3 滴，观察
溶液变为绿色，再加入3 滴30%H2O2和1 滴浓硝酸。溶液很快由绿色变为蓝色。由此可以得到Cu 和浓
HNO3反应后的溶液为绿色的原因是：________________________________________。
【答案】（1）Cu＋4HNO3(浓)＝Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O （2）①不合理 ②蓝色 ③溶液呈蓝绿色或
绿色与Cu2＋浓度无关 （3）①H2O2＋HNO2＝HNO3＋H2O ②铜和浓硝酸反应时会生成铜的亚硝酸化合
物使溶液呈绿色
【解析】Cu 和浓HNO3反应产生Cu(NO3)2、NO2、H2O，根据电子守恒、原子守恒配平方程式。采用控制
变量方法进行研究，气体在溶液中的溶解度随温度的升高而降低，根据实验中气体浓度或离子浓度的改变
与实验现象的关系判断该微粒对相应现象的影响分析溶液颜色变化的原因。
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