文档文本内容
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第03 讲 氮及其重要化合物
目录
01 考情解码·命题预警.........................................................................................................................2
02 体系构建·思维可视.........................................................................................................................3
03 核心突破·靶向攻坚.........................................................................................................................4
考点一 氮及其氧化物.....................................................................................................................4
知识点1 氮气............................................................................................................................................4
知识点2 氮的氧化物................................................................................................................................5
考向1 考查氮的固定及氮气的性质........................................................................................................6
考向2 考查氮的氧化物............................................................................................................................8
思维建模 氮的氧化物和O2、H2O 反应的计算方法
考点二 氨 铵盐.................................................................................................................... 10
知识点1 氨气..........................................................................................................................................10
知识点2 铵盐..........................................................................................................................................12
考向1 考查氨、铵盐的性质..................................................................................................................13
考向2 考查喷泉实验原理及应用..........................................................................................................16
思维建模 喷泉实验
考向3 考查氨的实验室制法及创新......................................................................................................19
思维建模 氨气的多种制法
考点三 硝酸 .......................................................................................................................... 22
知识点1 硝酸的性质及用途..................................................................................................................23
知识点2 硝酸的工业制法......................................................................................................................24
考向1 考查硝酸的性质及实验探究......................................................................................................24
思维建模 多角度突破HNO3的强氧化性
考向2 考查金属与硝酸反应的多角度计算...................................................................................28
思维建模 突破金属与硝酸反应的计算
04 真题溯源·考向感知.......................................................................................................................31
1
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考点要求
考查形式
2025 年
2024 年
2023 年
2022 年
2021 年
氮及其氧化物
选择题
非选择题
T6
T4
T3
T10
氨气与铵盐
选择题
非选择题
T6
T6（A）（B）
（C）
T11
T12
硝酸与硝酸盐
选择题
非选择题
T4（C）
考情分析：
一、分析近五年高考试题，高考命题在本讲有以下规律：
1．从考
型和内容上看，
型以
、
合推断
、
主。考
内容主要有以下三个方面：
查题
题
题
题实验题
查
选择
综
为
（1）以新材料、新技
背景或框
推断
合考
氮及其化合物相互
化及生活
用
术为
图
题综
查
转
应
。
（2）以氮及其化合物的制
、性
的
体考
基本
操作及
的
价和
探究能力
备
质
实验为载
查
实验
实验
设计评
实验
。
2．从命
思路上看，以
重考
探究及其化学与生活的
系
主。
题
查实验
侧
联
为
（1）
：常以考
氮及其化合物的性
、
方法、
用及化学基本
操作
重点
选择题
查
质检验
实际应
实验
为
。
（2）非
：以氮及其化合物的基
知
主
，以最新的信息
理和知
的
用考
重点，考
学生
选择题
础
识为
线
处
识
应
查为
查
合运用知
的能力。
综
识
二、预计2026 年高考：
1．以氮
及其重要化合物的性
、用途
单质
质
设计选择题。
2．以制取氮的化合物
有关
设计
实验题。
3．以工
流程
艺
形式
背景，
题
为
以信息题的形式考
不同价
查
态氮之
的
化
间
转
，考查氮及其重要性
和用途
质
。
4．
合氧化
原反
、离子反
行考
结
还
应
应进
查。
三、根据高考命题的特点和规律，复习时注意以下几个方面：
（1）注重氮及其化合物在生活中的
用。
应
（2）
合相关工
生
注重氮及其化合物
境
量的影响。
结
业
产
对环
质
（3）氮及其化合物的性
。
质
复习目标：
1．了解氮及其重要化合物的性
和
用。
质
应
2．掌握NH3、NO、NO2的制法及性
探究。
质
3．了解铵盐(NH4
+)的
方法。
验
检
4．从化合价的角度理解氨催化氧化制HNO3的
程及原理。
过
5．了解
境
染及其保
和
色化学。
环
污
护
绿
2
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3
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考点一 氮及其氧化物
知识点1 氮气
1．氮的存在和氮的固定
（1）存在
①游离态：在自然界中，氮元素主要以氮分子(N2)的形式存在于空气中(体积分数约为78%)；
②化合态：存在于动植物体内的蛋白质中、土壤和海洋里的硝酸盐和铵盐中。
（2）氮的固定
将游离态氮转化为化合态的过程称为氮的固定，分为自然固氮和人工固氮。
①自然固氮（如雷电固氮：将N2转化NO；根瘤菌固氮将N2转化NH4
+）
②人工固氮（工业合成氨：将N2转化NH3）
得分速记
氮的固定是化学变化，本质是游离态的N2转化为化合态氮的化合物。
2．氮气的性质及用途
（1）物理性质：无色、无味的气体，密度比空气略小，难溶于水。
（2）结构：氮分子内两个氮原子间以共价三键
(N≡N)
结合，断开该化学键需要吸收较多能量，故氮气的化
学性质很稳定，通常情况下难以与其他物质发生化学反应，无法被大多数生物体直接吸收。
（3）化学性质
写出有关的化学方程式：
①N2＋
3Mg
=====
Mg
3N2
②N2＋
3H
2
2NH3
③N2＋
O 2=====
2NO
。
（4）用途
①文物馆将贵重文物保存在氮气中。
②氮气是合成氨工业的重要原料——合成氨，制化肥，HNO3。
4
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③雷电是自然界重要的固氮方式。
④医疗上，液氮是常见的冷冻剂。
得分速记
（1）氮元素是一种活泼非金属元素，但N2很稳定，原因是N2分子中氮氮三键很稳定，不易断裂，难发生
化学反应。
（2）N2→NO2不能通过一步转化完成。
（3）Mg3N2只能干态制取，因为其在水溶液中能与水剧烈反应，生成Mg(OH)2沉淀并放出NH3。
Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3↑
知识点2 氮的氧化物
1.氮的氧化物的种类
(1)氮有多种价态的氧化物，如N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等，其中属于酸性氧化物的是N2O3、
N2O5。
(2)NO 和NO2性质的比较
性质
NO
NO2
颜色、状态、气
味
无色无臭气体
红棕色有刺激性气味的气体
溶解性
不溶于水
易溶于水
毒性
有毒(跟血红蛋白结合)，大气污染物之
一
有毒，大气污染物之一
与水反应
不反应
3NO2＋
H 2O ==
=2HNO
3＋
NO
与氧气反应
2NO
＋
O 2==
=2NO
2
不反应
对环境的影响
导致光化学烟雾和酸雨，破坏臭氧层
得分速记
NO
①
2与N2O4存在下列平衡：2NO2
N2O4，因此实验测得NO2的平均相对分子质量总大于46，由于此
平衡的存在，通常所说的NO2气体实际上是NO2和N2O4的混合气体。例如2 mol NO 与1 molO2 充分反
应，由于生成的NO2部分转化为N2O4,故实际所得的NO2少于2 mol。
②验证某无色气体为NO 的方法是向该无色气体中通入O2(或空气)，无色气体变为红棕色。
③NO 只能用排水法收集，不能用排空气法收集；而NO2只能用向上排空气法收集，不能用排水法收集。
④NO2既有氧化性又有还原性，以氧化性为主。NO2能使湿润的淀粉-KI 试纸变蓝。
2.氮氧化物对环境的污染及防治
（1）常见的污染类型
①光化学烟雾：NOx在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生了一种有毒的烟雾。
②酸雨：NOx排入大气中后，与水反应生成HNO3和HNO2，随雨雪降到地面，形成酸雨（pH＜5.6）。
③破坏臭氧层：NO2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。
NO
④
与血红蛋白结合使人体中毒。
（2）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
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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)：2NOx+2xCO=======N2+2xCO2，一般适用于汽车尾气的处理。
③氨气吸收法：8NH3＋6NO2======7N2＋12H2O、4NH3＋6NO=======5N2＋6H2O
考向1 考查氮气的性质及氮的固定
例1 （2025·浙江温州·三模）下列关于
的叙述中不正确的是
A．雷雨天，空气中的
与
可反应生成NO
B．
与
在一定条件下合成氨属于氮的固定
C．
分子中
键与
键的比值为
D．
既可作氧化剂又可作还原剂
【答案】C
【解析】A．雷雨天时发生自然固氮，空气中N2和O2可反应生成NO，A 正确；B．氮的固定是将空气中
游离态的氮(N2)转化为含氮化合物的过程，
与
在一定条件下合成氨属于氮的固定，B 正确；C．单键
均为σ 键，叁键含有1 个σ 键2 个π 键；
分子中
键与
键的比值为1:2，C 错误；D．N2中N 元素的化
合价可以降低生成NH3或铵根离子等，也可以升高生成NO 等，故N2既可作氧化剂又可作还原剂，D 正
确；故选C。
【变式训练1——变考法】（2025·江苏南通·三模）下列含氮物质的转化属于氮的固定的是
A．
B．
C．
D．
【答案】A
【详解】氮的固定指将游离态氮（N2）转化为化合态氮的过程，选项A 中N2→NH3符合此定义，故选A。
【变式训练2——变题型】（2025·江苏·一模）氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法正确的是
A．自然固氮、人工固氮都是将
转化为
B．工业制硝酸过程中的物质转化：
C．汽车尾气催化转化器中发生的主要反应：
D．实验室探究稀硝酸与铜反应的气态产物：
(稀)
【答案】D
【详解】A．自然固氮、人工固氮都是将
转化为含氮的化合物，故A 错误；
B．工业制硝酸过程中的物质转化是氮气转化为氨气，氨气发生催化氧化生成一氧化氮，一氧化氮氧化为
二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸，故B 错误；
C．汽车尾气催化转化器中发生的主要反应是一氧化氮和一氧化碳反应生成氮气和二氧化碳，
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，故C 错误；
D．实验室探究稀硝酸与铜反应的气态产物，铜稀硝酸反应生成NO 气体，NO 遇空气转化为NO2，故D 正
确；
选D。
【变式训练3——
】（2025·天津·二模）地球上的生物循环涉及多种含氮物质，转化关系之一如
图所示。下列说法错误的是
A．1 个
分子中σ 键与π 键数目之比为
B．反应j 中
被还原生成
C．反应c 和反应k 均为氮的固定
D．反应g 中
发生氧化反应
【答案】B
【详解】A．
分子中化学键为氮氮三键，σ 键与π 键的比为
，A 正确；
B．反应j 中
没有注明标准状况，无法计算，B 错误；
C．反应c 和反应k 均为游离态氮转化为化合态氮，是氮的固定，C 正确；
D．反应g 中
，氮元素化合价升高，发生氧化反应，D 正确；
故答案选B。
考向2 考查氮的氧化物
例2 （2025·广东广州·二模）兴趣小组利用下列装置进行实验，能达到实验目的的是
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A．制备NO
B．除去NO 中的
NO2
C．收集NO
D．吸收尾气中的
NO
A．A
B．B
C．C
D．D
【答案】B
【详解】A．铜丝与浓硝酸反应，生成硝酸铜、二氧化氮和水，不用于制备NO，A 不能达到实验目的；
B．NO2能与水发生反应3NO2+H2O=2HNO3+NO，则可用水除去NO 中的NO2，B 能达到实验目的；
C．NO 的相对分子质量比空气仅大1，且能与空气中的O2反应，不能用排空气法收集，C 不能达到实验目
的；
D．NO 为有毒的气体，NO 不与NaOH 溶液发生反应，所以不能用NaOH 溶液吸收NO 尾气，D 不能达到
实验目的；
故选B。
【变式训练1——变题型】（2025·河南南阳·模拟预测）下列物质在一定条件下的转化关系如图所示，E、
G、Q、R 均为气体，其中R 为红棕色。下列说法正确的是
A．E、G、Q、R、T 所含同种元素化合价依次升高
B．E 的水溶液能导电，所以E 是电解质
C．Q 和E 可用排空气法收集
D．铜与不同浓度的T 溶液反应均可生成Q
【答案】A
【分析】E、G、Q、R 均为气体，其中R 为红棕色，由转化关系可知，E、G、Q 均能与氧气反应，R 能与
水反应，则E 为氨气、G 为氮气、Q 为一氧化氮、R 为二氧化氮、T 为硝酸。
【详解】A．由分析可知，E 为氨气、G 为氮气、Q 为一氧化氮、R 为二氧化氮、T 为硝酸，五种物质中氮
元素的化合价分别为—3 价、0 价、+2 价、+4 价、+5 价，氮元素化合价依次升高，故A 正确；
B．氨分子不能电离出自由移动的离子，属于非电解质，故B 错误；
C．一氧化氮能与氧气反应生成二氧化氮，则一氧化氮不能用排空气法收集，故C 错误；
D．铜与浓硝酸反应生成二氧化氮，不能生成一氧化氮，故D 错误；
故选A。
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【变式训练2——变载体】（2025·广东珠海·一模）18 世纪，英国化学家普里斯特利发现了
。某化学
兴趣小组利用以下装置进行实验，其中难以达到预期目的的是
A．图a：制备
B．图b：验证二氧化氮溶于水
C．图c：探究温度对化学平衡的影响
D．图d：收集
并进行尾气处理
【答案】D
【详解】A．铜和浓硝酸反应可以生成NO2，铜丝上下移动可以控制反应，该装置可以用于制备NO2，可
以达到预期目的，A 不符合题意；
B．体积减小且气体变为无色，说明NO2溶于水生成了无色气体，可以达到预期目的，B 不符合题意；
C． 存在反应2NO2
N
⇌
2O4，其中NO2为红棕色，N2O4无色，通过观察装置中的颜色，可以探究温度对化
学平衡的影响，可以达到预期目的，C 不符合题意；
D． NO2的密度比空气大，收集应当使用向上排空气法，即“长进短出”，D 符合题意；
故本题选D。
【变式训练3——变考法】60 mL NO2 和 O2的混合气体通入到倒立在水槽中盛满水的玻璃筒(带刻度)中，
充分反应后，筒内剩余 10 mL 气体，则原混合气体中的 NO2 与 O2的体积比可能为
A．3:1
B．6:1
C．9:1
D．12:1
【答案】C
【详解】可能发生的反应为：4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3，3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO，试管中O2和NO2
气体按体积比1:4 混合全部溶解，液体充满试管。由题意知，充分反应后，筒内剩余 10 mL 气体，则剩余
的气体可能为O2 或NO。
若剩余的气体为氧气，则参加反应的气体为60 mL – 10 mL = 50 mL，根据4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3，可
知参加此反应的NO2的体积为50 ml×
= 40 mL，参加反应的O2的体积为50 mL – 40 mL = 10 mL，原混合
气体中O2的体积为10 mL + 10 mL = 20 mL，则原混合气体中的 NO2与 O2的体积比为40 mL : 20 mL =
2:1；
若剩余气体为NO 气体，根据3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO，可知过量的NO2的体积为3×10 mL = 30 mL，反
应4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3消耗的气体总体积为60 mL – 30 mL = 30 mL，则反应消耗的氧气为30 mL×
= 6 mL，消耗的NO2的体积为30 mL – 6 mL = 24 mL，所以原混合气体中NO2的体积为30 mL + 24 mL =
54 mL，则原混合气体中的 NO2与 O2的体积比为54 mL : 6 mL = 9:1；故选：C。
思维建模 氮的氧化物和O2、H2O 反应的计算方法
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(1)关系式法
NO
①
2和O2混合气体溶于水的计算：
由4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可知：
V(NO2)∶V(O2)
NO
②
与O2同时通入水中：
由4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3可知：
V(NO)∶V(O2)
NO
③
2、NO、O2三种混合气体通入水中：
a．可先将NO 和O2转化为NO2，再按上述各种情况分别处理。
b．也可先将NO2和H2O 反应转化为NO，再按4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3情况处理。
(2)得失电子守恒法
当NOx转化为硝酸时要失去电子，如果是NOx与O2混合，则反应中O2得到的电子数与NOx失去的电
子数相等。
考点二 氨 铵盐
知识点1 氨气
1．氨的分子结构
分子式：NH3，电子式：
，空间结构为三角锥形，属于极性分子。
2.氨的物理性质
无色有刺激性气味的气体，密度比空气小，易液化可用作制冷剂，极易溶于水(体积比约1 700)
∶
，可由喷泉
实验证明。
3.氨的化学性质
（1）氨与水的反应
NH3＋H2O
NH3·H2O
NH＋OH－
①氨溶于水得氨水，氨水是混合物，溶液中存在的微粒有三种分子：NH3·H2O 、
NH
3、
H 2O；三种离子：
NH4
+ 、
OH
－ 及少量的
H
+ 。
②NH3·H2O 为可溶性一元弱碱，具有碱的通性。氨水可使紫色石蕊试液变蓝，故常用湿润的红色石蕊试纸
检验NH3的存在。
③NH3·H2O 不稳定，易分解：NH3·H2O
NH3↑ ＋
H 2O。
得分速记
NH
①
3是中学化学中唯一的碱性气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，可在推断题中作为解题突破口。
②氨水呈碱性，NH3·H2O 属于一元弱碱，计算氨水的浓度时，溶质按NH3进行计算。
（2）氨与酸的反应：氨气与酸反应生成铵盐，蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，其现象
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为有白烟生成，将浓盐酸改为浓硝酸（易挥发性），也会出现相同的现象，将浓盐酸改为浓硫酸（难挥发
性），不
会
出现相同的现象。化学方程式分别为NH3+HCl=NH4Cl（白烟）、NH3+HNO3=NH4NO3（白
烟）、
2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4
（3）与盐溶液的反应
现象
离子方程式
FeCl3溶液
生成红褐色沉淀
Fe
3 ＋ ＋
3NH
3·H2O ==
=Fe(OH)
3↓ ＋
3NH
AlCl3溶液
生成白色沉淀
Al
3 ＋ ＋
3NH
3·H2O ==
=Al(OH)
3↓ ＋
3NH
（4）氨的还原性
①催化氧化：4NH3＋
5O
2
4NO
＋
6H
2O(用于工业制硝酸)
②在纯氧中燃烧：4NH3＋
3O
2=====
2N
2＋
6H
2O
③与氯气反应：2NH3＋
3Cl
2===N2＋
6HCl
或8NH3＋
3Cl
2===N2＋
6NH
4Cl(用于检验Cl2管道泄漏)
④与CuO 反应：2NH3＋
3CuO
N2＋
3Cu
＋
3H
2O
4．氨的制法
(1)工业制法：N2＋
3H
2
2NH
3
(2)实验室制法
①原理：2NH4Cl
＋
Ca(OH)
2
CaCl2＋
2NH
3↑ ＋
2H
2O。
②实验装置
装置类型：固＋固
气体(与实验室用KMnO4或KClO3制O2的发生装置相同，但收集方法不同)。
③净化装置：如图1 或图2 所示(不能用浓H2SO4、P2O5、CaCl2、无水硫酸铜作干燥剂)。
④收集方法：向下排空气法。在试管口塞一团干燥的棉花，目的是减少
NH
3 与空气的对流，收集到较纯净
的NH3。
⑤验满方法：a.将湿润的红色石蕊试纸放置在试管口附近，若试纸变蓝色，说明NH3已收集满。b.将蘸有
浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，若有白烟产生，说明NH3已收集满。
⑥吸收氨气时要注意防止倒吸
可用于吸收氨气并能防倒吸的常用装置为
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得分速记
干燥氨气不能用浓H2SO4、CaCl2干燥，CaCl2与NH3反应：CaCl2+8NH3= CaCl2·8 NH3，通常用碱石灰干
燥。
知识点2 铵盐
1.铵盐
(1)物理性质
铵盐一般是白色晶体，绝大多数易溶于水。
(2)化学性质
2.NH 的检验
未知液――→产生的气体使湿润的红色石蕊试纸变蓝色，则证明含NH。
得分速记
（1）向某盐中加入强碱溶液，用湿润的红色石蕊试纸进行检验，若试纸没有变蓝，则不能说明盐中不含
有NH4
+，因为盐中含有NH4
+，加入强碱溶液后，需要加热才能产生NH3。
（2）铵盐受热都能分解，但不是所有的铵盐分解都能生成NH3，如2NH4NO3
O2↑＋2N2↑＋4H2O。
考向1 考查氨、铵盐的性质
例1 （2025·山西临汾·二模）某科研小组探究
被
还原的反应，涉及的部分装置如图所示。
下列说法正确的是
A．甲装置用于制备
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B．乙装置中反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为
C．丙装置盛放无水
用于干燥
D．在丁装置中为了更好混合反应气体，应先通入
【答案】D
【详解】A．
受热分解生成
和
，遇冷又化合生成
，则直接加热
无法制得
，
实验室用加热
和
固体的方法制备
，A 错误；
B．乙装置中浓硝酸与
反应的化学方程式为Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，由得失电子数目守
恒可知，氧化剂浓硝酸与还原剂
的物质的量比为
，B 错误；
C．无水
吸收
会生成
，无水
不能用于干燥
，丙装置中可盛放碱石灰来干
燥NH3，C 错误；
D．
的密度比空气大，实验时先向丁装置中通入
排尽装置中的空气，可减少空气对实验的干扰，
有利于
充分与
反应，D 正确；
故选D。
【变式训练1——变载体】（2025·广东汕头·三模）按下图装置进行实验(夹持装置省略)，下列判断正确的
是
A．甲装置试管中的固体是
B．乙中a 处比b 处先变蓝
C．由于
与酸产生铵盐，丙中有白烟
D．因为
极易溶于水，所以丁中会产生倒吸
【答案】B
【分析】该实验的实验目的是利用氯化铵与氢氧化钙共热反应制备氨气，并探究氨气的性质。
【详解】A．氯化铵受热分解生成氨气和氯化氢，氨气和氯化氢在试管口遇冷生成氯化铵，无气体进入装
置乙中，无法探究氨气的性质，故A 错误；
B．氨气的密度小于空气，所以乙瓶中a 处比b 处先变蓝，故B 正确；
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C．浓硫酸不具有挥发性，不能与氨气反应生成铵盐而产生白烟，故C 错误；
D．倒置的干燥管能起到防倒吸的作用，所以丁中不会产生倒吸，故D 错误；
故选B。
【变式训练2——变考法】（2025·天津·二模）某小组探究
的催化氧化，实验装置图如下。③中气体
颜色无明显变化，④中收集到红棕色气体，一段时间后，④中产生白烟，⑤中溶液变蓝。
下列分析正确的是
A．④中白烟的主要成分是
B．⑤中溶液变蓝说明
是稀硫酸与
反应的催化剂
C．③、④中现象说明③中的反应是
D．若②中只有
不能制备
【答案】D
【分析】由图可知，①中高锰酸钾受热分解制备氧气，装置②中氯化铵与氢氧化钙共热反应制备氨气，
装置③中氨气在催化剂作用下与氧气发生催化氧化反应生成一氧化氮和水，装置④中反应生成的一氧化
氮与过量的氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮与水蒸气反应生成硝酸，硝酸与过量的氨气反应生成硝酸铵
而产生白烟，装置⑤中氮的氧化物与氧气溶于水反应生成硝酸，硝酸与铜可反应得到蓝色的硝酸铜溶液。
【详解】A．由分析可知，④中白烟的主要成分是硝酸铵，故A 错误；
B．由分析可知，一段时间后，装置⑤中氮的氧化物与氧气溶于水反应生成硝酸，硝酸与铜反应得到蓝色
的硝酸铜溶液，
并不是催化剂，故B 错误；
C．由分析可知，③中气体颜色无明显变化，④中收集到红棕色气体，一段时间后产生白烟说明，说明③
中氨气在催化剂作用下与氧气发生催化氧化反应生成一氧化氮，反应的化学方程式为
，故C 错误；
D．若②中只有
，
受热分解生成氨气和氯化氢，但二者在试管口遇冷又会化合生成氯化铵，
无法制得氨气，故D 正确；
故选D。
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【变式训练3——变题型】碳酸氢铵是一种常用氮肥，其制备原理为：
，下
列相关原理、装置及操作正确的是
A．制取
B．制取
C．制备
D．获得
A．A
B．B
C．C
D．D
【答案】C
【详解】A．稀硫酸和大理石反应生成硫酸钙，微溶物硫酸钙会附着在大理石表面，阻碍反应进行，应选
择稀盐酸，A 项错误；
B．加热氯化铵分解生成氨气和HCl，在试管口遇冷又化合生成氯化铵，应加热氯化铵和氢氧化钙的混合
物，B 项错误；
C．浓氨水显碱性，可增大二氧化碳的溶解度，且倒扣的漏斗起到防倒吸作用，可制备
，C 项正
确；
D．
受热易分解，不能利用蒸发结晶得到
，D 项错误；
答案选C。
考向2 考查喷泉实验原理及应用
例2 （2025·北京丰台·一模）用圆底烧瓶收集
后进行喷泉实验，装置如图。下列叙述正确的是
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A．烧瓶内的溶液中存在平衡：
B．溶液未充满烧瓶，是因为氨气与水的反应已达平衡状态
C．向红色溶液中加盐酸调至恰好无色时，溶液中
D．将实验中的
换为NO，亦可形成喷泉
【答案】A
【详解】A．氨气溶于水，生成一水合氨，一水合氨是弱电解质，微弱电离，
，A 正确；
B．溶液未充满烧瓶，是因为收集的氨气不纯，含有少量不溶于水的气体，而不是氨气与水的反应已达平
衡状态，B 错误；
C．向红色溶液中加盐酸调至恰好无色时，溶液仍为碱性，根据电荷守恒
，
则
，C 错误；
D．NO 不溶于水且不与水反应，不形成喷泉，D 错误；
故选A。
【变式训练1——变载体】（2025·广东茂名·二模）按下图连接好实验装置，三通阀接通氨气发生器与烧瓶，
滴入浓氨水，待烧杯中酚酞完全变红后，再拧动三通阀使多余氨气通入尾气吸收装置，可见
管液面迅速
上升形成喷泉。下列有关说法不正确的是
A．该喷泉颜色为红色
B．该装置的优点为能处理多余氨气，减少污染
C．浓氨水与
反应有
生成，产氨过程熵减
D．若烧瓶内先集满
气体，则产生氨气后可见“喷烟”现象
【答案】C
【详解】A．氨气溶于水反应生成一水合氨，一水合氨为弱碱，遇酚酞变红，因此该喷泉颜色为红色，A
正确；
B．该装置形成喷泉后，装置中产生的多余氨气可通过三通阀利用倒扣的漏斗所处烧杯中的水吸收，减少
污染，B 正确；
C．浓氨水与
反应有
生成，产氨过程气体分子数增加，为熵增，C 不正确；
D．若烧瓶内先集满
气体，则产生氨气后相遇能反应生成氯化铵，故可见“喷烟”现象，D 正确；
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答案选C。
【变式训练2——变考法】向下图所示装置中充入气体X 可进行喷泉实验，气体X 可能是
A．HCl
B．
C．
D．NO
【答案】A
【详解】A．HCl 易溶于水，能形成压强差，可以用于进行喷泉实验，A 项正确；
B．O2在水中的溶解度较小，不能用于进行喷泉实验，B 项错误；
C．CO2在水中溶解度较小，可以用于进行喷泉实验，C 项错误；
D．NO 不溶于水，不能用于进行喷泉实验，D 项错误；
答案选A。
【变式训练3——
】如图所示，用传感技术测定喷泉实验中的压强变化来认识喷泉实验的原
理。下列说法正确的是
A．制取氨氨气时烧瓶中的固体常用
或
B．喷泉实验结束后，发现水未充满三颈烧瓶，肯定是因为装置气密性不好
C．关闭a，将单孔塞(插有吸入水的胶头滴管)塞紧颈口c，打开b，完成喷泉实验，电脑绘制三颈烧瓶内压
强变化曲线如图乙，则E 点时喷泉最剧烈
D．工业上，若出现液氨泄漏，可通过喷水处理
【答案】D
【解析】A．
与
反应放热，且
浓度增大，有利于氨气的逸出，而
中性盐，能溶于水，
热量的变化很小，不与水反应，对氨气的逸出没有促进作用，A 项错误；
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B．喷泉实验结束后，发现水未充满三颈烧瓶，可能是因为装置气密性不好，也可能是因为氨气中混有空
气等，B 项错误；
C．三颈烧瓶内气体压强与外界大气压之差越大，喷泉越剧烈，C 点的压强最小，大气压不变，则大气压
和C 点的压强差最大，则C 点喷泉最剧烈，C 项错误；
D．氨气极易溶于水，因此工业上，若出现液氨泄漏，可通过喷水处理，D 项正确。
答案选D。
思维建模 喷泉实验
(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液体。
气体
HCl
NH3
CO2、Cl2、
SO2、H2S
NO2
NO、O2
(4 3)
∶
NO2、O2
(4 1)
∶
吸收剂
水、NaOH 溶液
水
NaOH 溶液
水
水
水
(3)引发喷泉的几种方法
①使烧瓶内的气体迅速溶于水或某种液体中。
②使烧瓶内气体温度降低，气压减小。
③使烧瓶外待喷液面上的气压增大。
(4)喷泉实验的几种常见装置
说明：装置②引发喷泉的方法是打开止水夹，用热毛巾或双手捂热烧瓶，松开后片刻即形成喷泉现象。
考向3 考查氨的实验室制法及创新
例3 （2025·广东肇庆·二模）下列实验装置能达到实验目的的是
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A．制备
B．干燥
C．收集
D．吸收
尾气
A．A
B．B
C．C
D．D
【答案】D
【详解】A．加热时氯化铵分解生成氨气和氯化氢，在试管口氨气与氯化氢化合生成氯化铵，不能制备氨
气，应选氯化铵固体与氢氧化钙固体加热制备，故A 错误；
B．氨气与氯化钙反应，不能干燥氨气，故B 错误；
C．NH3的密度比空气的小，应该采用向下排空气法收集，即长进短出，故C 错误；
D．氨气不与四氯化碳反应，不溶于四氯化碳，可防止倒吸，故D 正确；
故答案选D。
【变式训练1——变考法】（2025·广西·三模）氨气是一种重要的化工原料，在工农业生产中有着极为重要
的应用，某兴趣小组利用下列装置制取并收集氨气，下列装置(“→”表示气流方向)可以达到目的的是
A．制备氨气
B．净化氨气
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C．收集氨气
D．尾气处理
A．A
B．B
C．C
D．D
【答案】D
【详解】A．实验室用氯化铵和氢氧化钙加热制备氨气，故A 错误；
B．不可用无水氯化钙干燥氨气，故B 错误；
C．氨气密度比空气小，故C 装置收集氨气应短进长出，故C 错误；
D．氨气易溶于水，用水吸收氨气，且该装置能防倒吸，故D 正确。
故选D。
【变式训练2——变考法】（2025·广东深圳·一模）NH4SCN 在化学分析、摄影和医药等领域都有重要的作
用，实验室制备NH4SCN 的原理是CS2+3NH3
NH4SCN+NH4HS，下列实验装置中不能达到对应实验
目的的是
A．制备NH3
B．干燥NH3
C．制备NH4SCN
D．尾气处理
A．A
B．B
C．C
D．D
【答案】D
【详解】A．
固体和
固体混合加热，可以制备氨气，能达到实验目的，A 不符合题意；
B．
是碱性气体，应该用碱性干燥剂干燥，碱石灰是碱性干燥剂，可以达到目的，B 不符合题意；
C．氨气与
发生反应制备
可以达到目的，C 不符合题意；
D．
与稀硫酸反应生成
，该装置极容易引起倒吸，故不能达到目的，D 符合题意；
故选D。
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【变式训练3——
】（2024·重庆荣昌·模拟预测）磷酸氢二铵
易溶于水，受热易
分解，常应用于食品加工等领域。某学习小组用如图所示装置制备
(夹持和搅拌装置已省略)，
当溶液pH 为
时，停止通入
，即可制得
溶液。下列说法正确的是
A．装置甲中固体可以是生石灰或无水氯化钙
B．装置乙溶液
为
时，立即关闭
C．开关
和
配合使用可以防止倒吸
D．直接蒸发结晶
溶液得到产品
【答案】C
【详解】A．实验过程中生成的氨气不能被碱石灰吸收，A 错误；
B．当pH 为8.0~9.0 时，可制得(NH4)2HPO4，立即关闭
，若通入过多氨气，(NH4)2HPO4继续反应生成
(NH4)3PO4，B 错误；
C．由于NH3极易溶于水，因此可选择打开活塞K2以平衡气压，防止发生倒吸，所以实验过程中，当出现
倒吸现象时，应及时关闭K1，打开K2，C 正确；
D．直接蒸发结晶
溶液得到产品，铵盐易分解，D 错误；
故选C。
思维建模 氨气的多种制法
(1)制氨时铵盐不选(NH4)2CO3、NH4HCO3、NH4NO3等，因它们受热易分解，使产生的NH3中混有较多的杂
质气体，另外NH4NO3易爆炸；选碱时，用Ca(OH)2而不用NaOH 或KOH，因NaOH、KOH 具有吸湿性，
易结块，不利于产生氨，且在高温下均能腐蚀玻璃。
(2)实验室制取少量NH3的两种简易方法
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①加热浓氨水(图1)
反应原理：NH3·H2O
NH3↑＋H2O。
②浓氨水中加固态碱性物质(图2)
反应原理：浓氨水中存在以下平衡：NH3＋H2O
NH3·H2O
NH＋OH－，加入固态碱性物质(如CaO、
NaOH、碱石灰等)，消耗水且使c(OH－)增大，使平衡逆向移动，同时反应放热，促进NH3·H2O 的分解。
考点三 硝酸
知识点1 硝酸的性质及用途
1．物理性质:无色有刺激性气味的液体，易溶于水。硝酸沸点较低，易挥发，在空气中遇水蒸气形成白雾，
浓硝酸常因为溶解有NO2而呈黄色。
2．化学性质
(1)强酸性
稀硝酸使紫色石蕊试液变红。
(2)不稳定性
①见光或受热分解：4HNO3
2H2O ＋
4NO
2↑ ＋
O 2↑。
②硝酸保存在棕色试剂瓶中，置于冷暗处，不能用橡胶塞。
(3)强氧化性
①与金属反应
常温下，铁、铝遇冷的浓HNO3能发生钝化。
稀硝酸与铜反应：3Cu
＋
8HNO
3( 稀
) ==
=3Cu(NO
3)2＋
2NO↑
＋
4H
2O
浓硝酸与铜反应：Cu
＋
4HNO
3( 浓
) ==
=Cu(NO
3)2＋
2NO
2↑ ＋
2H
2O
②与非金属反应
如浓硝酸与C 的反应为C ＋
4HNO
3( 浓
)
CO2↑ ＋
4NO
2↑ ＋
2H
2O
③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。
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如稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式为3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。
(4)与有机物反应
①硝化反应(与
反应)：
＋
HNO
3――→
＋
H 2O。
②显色反应：含有苯环的蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。
3.硝酸的用途
（1）在工业上可用于制化肥、农药、炸药、染料、盐类等；
（2）在有机化学中，浓硝酸与浓硫酸的混合液是重要的硝化试剂。
4.硝酸的保存
①保存硝酸：棕色瓶(避光)、玻璃塞(橡胶塞易被氧化)、阴凉处(防热)。
②存放的浓硝酸中，因分解产生的NO2溶于HNO3而使其呈黄色。与工业盐酸中因含Fe3＋而呈黄色易混。
知识点2 硝酸工业制法
硝酸工业制法的反应原理
NH
①
3在催化剂作用下与O2反应生成NO：
4NH3＋5O2
4NO＋6H2O。
NO
②
进一步氧化生成NO2：2NO＋O2=2NO2。
③用水吸收NO2生成HNO3：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO。
得分速记
（1）硝酸浓度不同，其还原产物不同，一般为HNO3(浓)→NO2，HNO3(稀)→NO，HNO3(极稀)→N2O 或
NH。
（2）HNO3与金属反应一般不能产生H2。
（3）硝酸与金属反应时既表现氧化性又表现酸性。
（4）涉及HNO3的离子反应常见的易错问题
①忽视NO 在酸性条件下的强氧化性。在酸性条件下NO 不能与Fe2＋、I－、SO、S2－等还原性较强的离子
大量共存。
②在书写离子方程式时，忽视HNO3的强氧化性，将氧化还原反应简单地写成复分解反应。
（5）王水是指浓硝酸和浓盐酸体积比为1 3∶的混合物，可溶解Au、Pt 等。
（6）钝化：常温时，冷的浓硝酸、浓硫酸可使Al 或Fe 表面生成致密的氧化膜，阻止酸与金属的进一步反
应，这种现象叫钝化。可以用Al 或Fe 制的容器来盛装浓硫酸或浓硝酸。
（7）硝酸与铁反应时，产物符合以下规律
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考向1 考查硝酸的性质及实验探究
例1 （2025·北京朝阳·二模）浓硝酸与铜作用的过程如下图所示。
现象：i．a 中产生红棕色气体，溶液呈绿色，试管壁发热；b 中充满红棕色气体
ii．烧杯液面上方无明显变化
下列关于该过程的分析不正确的是
A．a 中产生红棕色气体，主要体现了浓硝酸的氧化性
B．b 中气体的颜色比a 中的浅，与
正向移动有关
C．
溶液吸收
的反应为
D．a 中溶解6.4g 铜时，转移电子的数目为
【答案】C
【详解】A．a 中产生红棕色气体，发生反应
，N 元素化合价
降低，主要体现了浓硝酸的氧化性，故A 正确；
B．二氧化氮可以转化为无色四氧化二氮，b 中气体的颜色比a 中的浅，与
正向移动有关，
故B 正确；
C．NO 和氧气反应生成红棕色NO2，烧杯液面上方无明显变化，说明
溶液吸收
没有生成NO，
故C 错误；
D．a 中铜失电子酸性硝酸铜，铜元素化合价由0 升高为+2 价，溶解6.4g 铜时，转移电子的数目为
，故D 正确；
选C。
【变式训练1——变载体】（2025·北京海淀·二模）为研究浓硝酸与Cu 的反应，进行如图所示实验。下列
说法不正确的是
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A．滴入浓硝酸后，无需加热即可反应
B．反应开始后，试管中产生红棕色气体，说明浓硝酸具有氧化性
C．反应消耗0.05mol Cu 时，转移电子数约为
D．若将铜片换成铝片，无明显现象，说明还原性：Al<Cu
【答案】D
【详解】A．浓硝酸具有强氧化性，与铜片接触后，无需加热即可发生反应，方程式为：
Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，A 正确；
B．反应开始后，试管中产生红棕色气体NO2，HNO3中氮元素化合价降低，得到电子，说明浓硝酸具有氧
化性，B 正确；
C．铜与浓硝酸反应的化学方程式为Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，铜元素化合价从0 价升高到
+ 2 价，消耗1mol 铜转移2mol 电子，当反应消耗0.05molCu 时，转移电子数为0.05mol×2×6.02×1023mol-1
= 6.02×1022，C 正确；
D．若将铜片换成铝片，无明显现象，是因为常温下铝在浓硝酸中发生钝化，在铝表面生成一层致密的氧
化物薄膜，阻止反应进一步进行，而不是因为还原性Al<Cu，实际上铝的还原性比铜强，D 错误；
故答案为：D。
【变式训练2——变考法】（2025·山东·二模）在恒压密闭容器中，过量铜粉、铁粉分别和
混合，实验记录如下：
实验编
号
金
属
现象、操作
i
铁
粉
立即产生无色气体，遇空气不变色，经检验为
；向溶液加入足量
，得到灰绿色沉淀，煮沸，蒸汽使湿润红色石蕊试纸变蓝
ii
铜
粉
溶液变蓝，经检验无
产生
下列分析正确的是
A．实验i 中产生
的物质的量为
B．推测实验i 中产生
，
硝酸只能将
氧化为
C．根据上述实验推断，该浓度的硝酸中
的氧化性强于
D．由上述实验可知，
的还原速率大于
的还原速率
【答案】C
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【详解】A．实验i 中产生H2，说明发生了反应Fe+2H+=Fe2++H2↑，试纸变蓝，说明产生了NH3，则溶液中
有
，说明Fe 与HNO3反应生成了
，这步反应会消耗H+，则与过量Fe 反应的H+的物质的量少于
总的HNO3的物质的量：0.5mol/L×2×10-3L=1×10-3mol，所以生成的H2少于5×10-4mol，故A 错误；
B．由试纸变蓝可知，实验i 产生了
，由于铁粉过量，过量得铁粉会将Fe3+还原为Fe2+，因此该实验无
法确定0.5mol/L 硝酸只将Fe 氧化为Fe2+，故B 错误；
C．实验ii 中，无H2产生，但溶液变蓝，说明Cu 与HNO3反应生成了Cu2+，而H+并未与Cu 反应生成H2，
说明该浓度的硝酸中
的氧化性强于H+，故C 正确；
D．由实验i、ii 现象及A、B、C 分析可知，在有
、H+同时存在时，Cu 只与
发生氧化还原反应，
而不与H+反应，说明H+的还原速率小于
的还原速率，故D 错误；
故答案为C。
【变式训练3——
】（2025·全国·模拟预测）金、银、铜是电脑、手机等电子线路中不可或缺的
材料。从废旧电子材料中回收Au 等可实现贵金属资源的再利用。如图是从废旧
中回收
的一种工艺流程。已知：王水与
的反应为
。下列说法不正
确的是
A．在实验室中，步骤①应在通风橱中进行
B．步骤②用浓
和
也可使
溶解
C．配离子
在溶液中能完全电离出
D．为实现步骤③中
的转化，可尝试加入
【答案】C
【分析】废旧CPU 中含有单质Au(金)、Ag 和Cu，加入硝酸酸化后，金不反应，Ag 和Cu 转化为铜离子和
银离子的混合溶液，反应为3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，
3Ag+4HNO3(稀)=3AgNO3+NO↑+2H2O，含Au 固体中加入王水溶液，Au 转化为HAuCl4，反应为
Au+4HCl+HNO3=HAuCl4+2H2O+NO↑，HAuCl4经还原分离得到金，以此解答。
【解析】A．在实验室中，步骤①
和
分别转化为银离子和铜离子，其中一个反应为
(稀)
，产生有毒气体
，需要在通风橱中进行，A 正确；
B．浓
和
也可提供足够浓度的氯离子和硝酸根离子，能起到与王水同样的作用，使
溶解，B
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正确；
C．配离子
是内界，在溶液中难电离出
，C 错误；
D．步骤③中
的转化，需加入还原剂，
具有强还原性，可实现
的转
化，D 正确；
故选C。
思维建模 多角度突破HNO3的强氧化性
(1)硝酸与金属的反应
①除Au、Pt 等少数金属外，硝酸几乎可以氧化所有的金属。
②活泼金属与硝酸反应不生成H2，硝酸的浓度不同，还原产物不同。
③常温下浓硝酸能使Fe、Al 钝化。
(2)硝酸与非金属的反应
非金属单质＋浓硝酸―→最高价氧化物或其含氧酸＋NO2↑＋H2O。
(3)硝酸与还原性化合物的反应
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。
(4)浓硝酸能使紫色石蕊溶液先变红后褪色。在这一反应过程中浓硝酸表现出酸性和强氧化性，可将红
色物质氧化成无色物质。
考向2 考查金属与硝酸反应的多角度计算
例2 2.56g 铜投入一定量浓
中，铜完全溶解，生成气体颜色越来越浅，共收集到672mL 气体(已折算
为标准情况)。将盛有此气体的容器倒扣在水中，通入标准情况下一定体积的
，恰好使气体完全溶于水
中，则通入
的体积为
A．672mL
B．224mL
C．448mL
D．336mL
【答案】C
【详解】整个过程来看Cu 失电子变为Cu2+，O2得电子变为-2 价：
2.56g Cu 的物质的量为2.56g ÷ 64g/mol = 0.04mol，Cu 失电子物质的量为0.04mol × 2 = 0.08mol，根据得失
电子守恒可知所需O2的物质的量为0.08mol ÷ 4 = 0.02mol，在标况下的体积=0.02mol × 22.4L/mol = 0.448L
= 448mL；
答案选C。
【变式训练1——变载体】向一定质量的Cu 和Cu2O 组成的混合物中加入一定浓度的稀硝酸250mL，当固
体物质完全溶解后生成Cu(NO3)2和448mLNO 气体(标准状况下)。在所得溶液中加入1.0mol·L-1的NaOH 溶
液180mL，生成沉淀的质量为4.9g，此时溶液呈中性且铜离子已完全沉淀。下列有关说法正确的是
A．原稀硝酸中HNO3的物质的量浓度为0.8mol·L-1
B．Cu、Cu2O 与硝酸反应后剩余的HNO3为0.18mol
C．原样品混合物中Cu 和Cu2O 的物质的量之比为2：1
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D．若将该混合物换为质量相等的铜，生成的NO 比原来的少
【答案】A
【分析】向一定质量的Cu 和Cu2O 组成的混合物中加入一定浓度的稀硝酸250mL，发生氧化还原反应生成
Cu(NO3)2、NO 和H2O，向所得溶液中加入1mol/L 的NaOH 溶液180mL，金属离子已完全沉淀，此时溶液
中溶质为NaNO3，n(NaNO3)=n(NaOH)=1mol/L×0.18L=0.18mol，沉淀为Cu(OH)2，质量为4.9g，物质的量
为
=0.05mol，根据铜元素守恒有n(Cu)+2n(Cu2O)=n[Cu(OH)2]，所以反应后的溶液中
n[Cu(NO3)2]=n[Cu(OH)2]=0.05mol，故n(Cu)+2n(Cu2O)=0.05mol，根据电子转移守恒可知3n(NO)=2n(Cu)
+2n(Cu2O)，反应中生成n(NO)=
=0.02mol，所以2n(Cu)+2n(Cu2O)=3×0.02mol=0.06mol，结合
n(Cu)+2n(Cu2O)=0.05mol，解得n(Cu)=0.01mol，n(Cu2O)=0.02mol。
【详解】A．根据N 元素守恒可知n(HNO3)=n(NO)+n(NaNO3)，根据分析n(NaNO3)=n(NaOH)=1mol/
L×0.18L=0.18mol，所以n(HNO3)=n(NO)+n(NaNO3)=0.02mol+0.18mol=0.2mol，c(HNO3)=
=0.8mol/L，A 正确；
B．反应后的溶液中加入氢氧化钠溶液，氢氧化钠与硝酸铜反应，剩余的氢氧化钠与硝酸反应，最后为硝
酸钠溶液，根据氮元素守恒可知反应后溶液中n(HNO3)+2n[Cu(NO3)2]=n(NaNO3)，所以n(HNO3)=n(NaNO3)-
2n[Cu(NO3)2]=0.18mol-2×0.05mol=0.08mol，B 错误；
C．原样品混合物中Cu 和Cu2O 的物质的量之比为0.01mol：0.02mol=1：2，C 错误；
D．设Cu 和Cu2O 的质量均为ag，二者转移电子的物质的量为n(Cu)=
×2mol=
mol，n(Cu2O)=
×2mol=
mol，因此等质量的Cu 转移电子更多，根据转移电子守恒，该混合物换为质量相等的铜，生成
的NO 比原来的多，D 错误；
故选A。
【变式训练2——变考法】某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL，平均分成两份。向其中一份中逐渐加入
铜粉，最多能溶解19.2g 铜（已知硝酸只被还原为NO 气体）。向另一份中逐渐加入铁粉，产生气体的量
随铁粉质量增加的变化如图所示。下列说法正确的是
A．原混合酸中
物质的量为0.4mol
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B．混合酸中
物质的量浓度为1
C．OA 段转移的电子为0.4mol
D．19.2g 铜完全溶解时，溶液中的
【答案】D
【分析】由图象可知，由于铁过量，OA 段发生反应：Fe+
+4H+=Fe3++NO↑+2H2O，AB 段发生反应：
Fe+2Fe3+=3Fe2+，BC 段发生反应：Fe+2H+=Fe2++H2↑；
【详解】A．最终反应掉22.4g 铁，铁的物质的量为
=0.4mol，所有的铁都在硫酸亚铁中，根据Fe
原子、硫酸根离子守恒，每一份中n(H2SO4)=n(FeSO4)=n(Fe)=0.4mol，则原混合酸中H2SO4物质的量为
0.4mol×2=0.8mol，故A 错误；
B．OA 段发生反应为：Fe+
+4H+=Fe3++NO↑+2H2O，硝酸全部起氧化剂作用，所以每一份中n(
)=n(Fe)=
=0.2mol，每一份溶液体积为100mL，则混合酸中HNO3物质的量浓度为
=2mol/L，
故B 错误；
C．由图象可知，由于铁过量，OA 段发生反应：Fe+
+4H+=Fe3++NO↑+2H2O，消耗的铁n(Fe)=
=0.2mol，转移的电子为0.6mol，故C 错误；
D．由上述计算可知每一份混酸中，H2SO4物质的量为0.4mol，HNO3的物质的量为0.2mol，19.2gCu 的物
质的量为
=0.3mol，反应的离子方程式为3Cu+8H++2NO =3Cu2++2NO
+4H2O，反应后铜以硫酸铜
存在，n(CuSO4)=0.3mol，硫酸剩余0.1mol，故反应后溶液
，故D 正确；
答案选D。
【变式训练3——变题型】某100mL 混合液中，
和
的物质的量浓度分别是
和
，向该混合液中加入0.03mol 铜粉，加热，待充分反应后，所得溶液中
的物质的量浓度
（忽略体积变化）为
A．
B．
C．
D．
【答案】B
【详解】某100mL 混合液中，
和
的物质的量浓度分别是
和
，向该混合
液中加入0.03mol 铜粉，加热，发生反应为：
，氢离子共
，硝酸根为
，则氢离子不足，铜和
硝酸根过量，生成的铜离子为
，其浓度为
；
故选B。
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思维建模 金属与硝酸反应计算问题
1.思维模型
2．“四法”突破金属与硝酸反应的计算
(1)氮原子守恒法：HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用，以NO 的形式存在于溶液中；一部
分作为氧化剂转化为还原产物，这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO3中氮原子的物质的
量。
(2)得失电子守恒法：HNO3与金属的反应属于氧化还原反应，HNO3中氮原子得电子的物质的量等于金
属失电子的物质的量。
(3)电荷守恒法：HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH－)则有：c(NO)＝c(H＋)＋nc(Mn＋)(Mn＋代表金属
离子)。
(4)离子方程式计算法：金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO 在H2SO4提供H＋的
条件下能继续与金属反应，因此此类题目应用离子方程式来计算，先作过量判断，然后根据完全反应的金
属、H＋或NO 进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒。
1．（2024·福建卷）我国科学家预测了稳定的氮单质分子
(结构如图)。设
为阿伏加德罗常数的值。下
列说法错误的是
A．
的
键电子数为
B．
的(价层)孤电子对数为
C．
的
杂化N 原子数为
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D．
完全分解，产生的
分子数为
【答案】B
【详解】A．1 个
分子中有8 个
键，每个
键含有2 个电子，共16 个电子，
的
键电子数为
，A 正确；
B．
分子中所有原子共面可知
1 个
分子1~6 处的6 个N 原子采取sp2杂化，
7、8 两处N 原子采取sp 杂化，其中8、1、3、4、5、6 六处N 原子各有一对孤电子对即1 个
分子有6 对
孤电子对，
的(价层)孤电子对数为
，B 错误；
C．
分子中所有原子共面可知
，1 个
分子有6 个N 原子采取sp2杂化，
的
杂化N 原子数为
，C 正确；
D．
为
，含有8molN，根据氮原子守恒，
完全分解产生4mol
，产生
的N2分子数为4NA，D 正确；
故答案为：B。
2．（2023·福建卷）我国新一代载人飞船使用的绿色推进剂硝酸羟胺
在催化剂作用下可
完全分解为
和
。
为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
A．
含有的质子数为
B．
固态硝酸羟胺含有的离子数为
C．
硝酸羟胺含有的
键数为
D．硝酸羟胺分解产生
(已折算为标况)的同时，生成
分子数为
【答案】C
【详解】A．
含有的质子数为
，A 错误；
B．
固态硝酸羟胺含有的离子数为
，B 错误；
C．
硝酸羟胺含有的
键数为
，C 正确；
D．根据题意硝酸羟胺分解的化学方程式为
，根据计量系数关系可知
硝酸羟胺分解产生标况下
，同时生成
分子数为
，D 错误；
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故选C。
3．（2023·福建卷）从炼钢粉尘(主要含
和
)中提取锌的流程如下：
“盐浸”过程
转化为
，并有少量
和
浸出。下列说法错误的是
A．“盐浸”过程若浸液
下降，需补充
B．“滤渣”的主要成分为
C．“沉锌”过程发生反应
D．应合理控制
用量，以便滤液循环使用
【答案】B
【分析】“盐浸”过程
转化为
，发生反应
，根据
题中信息可知，Fe2O3、Fe3O4只有少量溶解，通入空气氧化后Fe2+和Fe3+转化为Fe(OH)3；“沉锌”过程发
生反应为：
，经洗涤干燥后得到产物ZnS 及滤液
。
【详解】A．“盐浸”过程中消耗氨气，浸液
下降，需补充
，A 正确；
B．由分析可知，“滤渣”的主要成分为Fe3O4和Fe2O3，只含少量的Fe(OH)3，B 错误；
C．“沉锌”过程发生反应
，C 正确；
D．应合理控制
用量，以便滤液循环使用，D 正确；
故选B。
4．（2022·福建卷）常温常压下，电化学还原制氨气的总反应方程式：
，设
为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
A．
水中含有的孤电子对数为
B．每产生
失去的电子数为
C．
氨水中，含有的
分子数少于
D．消耗
(已折算为标况)时，产生的
分子数为
【答案】D
【详解】A．H2O 分子中孤电子对数为
=2，
H2O 的物质的量为
=0.5mol，含有的孤电子
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对数为
，故A 错误；
B．该反应中N2中N 元素化合价由0 价下降到-3 价，34g
的物质的量为
=2mol，每产生
，
得到6mol 电子，数目为6NA，故B 错误；
C．氨水的体积未知，无法计算
的分子数，故C 错误；
D．
的物质的量为0.5mol，由方程式可知，消耗0.5mol
，产生的0.75mol
，数目为
，
故D 正确；
故选D。
5．（2022·福建卷）氨是水体污染物的主要成分之一，工业上可用次氯酸盐作处理剂，有关反应可表示为：
①
②
在一定条件下模拟处理氨氮废水：将
的氨水分别和不同量的
混合，测得溶液中氨去
除率、总氮(氨氮和硝氮的总和)残余率与
投入量(用x 表示)的关系如下图所示。下列说法正确的是
A．
的数值为0.009
B．
时，
C．
时，x 越大，生成
的量越少
D．
时，
【答案】C
【详解】A．x1时，氨的去除率为100%、总氮残留率为5
，
，95%的
氨气参与反应①、有5%的氨气参与反应②，反应①消耗
，参与
反应②消耗
，
，A 错误；
B．x>x1时，反应①也生成氯离子，所以
，B 错误；
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C．x>x1时，x 越大，氨总去除率不变，氮残余率增大，说明生成的硝酸根离子越多，生成N2的量越少，C
正确；
D．x=x1时，氨的去除率为100%，溶液中没有
和ClO-，含有Na+、H+、
、Cl-和OH-，根据电荷守
恒得
，D 错误；
故本题选C。
6．（2021·福建卷）明代《徐光启手迹》记载了制备硝酸的方法，其主要流程(部分产物已省略)如下：
下列说法错误的是
A．FeSO4的分解产物X 为FeO
B．本流程涉及复分解反应
C．HNO3的沸点比H2SO4的低
D．制备使用的铁锅易损坏
【答案】A
【详解】A．据图可知FeSO4分解时生成SO2和SO3，部分S 元素被还原，则Fe 元素应被氧化，X 为
Fe2O3，A 错误；
B．H2SO4与KNO3在蒸馏条件下生成HNO3和K2SO4，为复分解反应，B 正确；
C．H2SO4与KNO3混合后，蒸馏过程中生成HNO3，说明HNO3的沸点比H2SO4的低，C 正确；
D．硫酸、硝酸均可以和铁反应，所以制备使用的铁锅易损坏，D 正确；
综上所述答案为A。
7．（2021·福建卷）室温下，下列各组离子一定能与指定溶液共存的是
A．
的
溶液：
、
、
、
B．
的
溶液：
、
、
、
C．
的
溶液：
、
、
、
D．
的
溶液：
、
、
、
【答案】D
【详解】A．
是强酸弱碱盐，
的
溶液显酸性，H+与
生成硅酸沉淀不能大量共
存，A 不符合题意；
B．
的
溶液，
与
生成
不能大量共存，B 不符合题意；
C．
的
溶液，H+、
、
共同作用发生氧化还原反应，不能大量共存，C 不符合题意；
D．
的
溶液，
、
、
、
、
、
能大量共存，D 符合题意；
故选D。
8．（2021·福建卷）四钼酸铵是钼深加工的重要中间产品具有广泛的用途。一种以钼精矿(主要含
，
34
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还有
、
的化合物及
等)为原料制备四钼酸铵的工艺流程如下图所示。
回答下列问题：
(1)“焙烧”产生的气体用 吸收后可制取氮肥。
(2)“浸出”时，
转化为
。提高单位时间内钼浸出率的措施有 (任写两种)。温度对
内钼浸出率的影响如图所示。当浸出温度超过
后，钼的浸出率反而降低，主要原因是温度升高使水大
量蒸发，导致 。
(3)“净化”时，浸出液中残留的
、
转化为沉淀除去。研究表明，该溶液中
和pH 的关系为：
。为了使溶液中的杂质离子浓度小于
，应控制溶液的pH 不小于 。
(已知：
；
和
的
分别为35.2 和17.2)
(4)“净化”后，溶液中若有低价钼(以
表示)，可加入适量
将其氧化为
，反应的离子方程式
为 。
(5)“沉淀”时，加入
的目的是 。
(6)高温下用
还原(NH4)2Mo4O13可制得金属钼，反应的化学方程式为 。【已知：(NH4)2Mo4O13受
热分解生成
】
【答案】(1)氨水
(2) 适当升温、搅拌、增加
用量(增大
浓度)等
晶体析出，混入浸渣
(3)3.9
(4)
(5)提供
，使
充分转化为沉淀析出
35
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(6)
【分析】钼精矿(主要含
，还有
、
的化合物及
等)通入氧气焙烧得到
、CuO、Fe2O3、
SiO2和SO2，焙烧产生的气体主要为SO2；
、CuO、Fe2O3、SiO2加Na2CO3、H2O 浸出，
转化为
，SiO2不反应，浸渣为SiO2、氧化铁、氧化铜等，浸出液含
和少量Cu2+、Fe2+，加(NH4)2S 净化，
Cu2+、Fe2+转化CuS、FeS 沉淀，滤渣为CuS、FeS，滤液主要含
，滤液中加NH4NO3、HNO3进行沉淀
得到(NH4)2Mo4O13·2H2O。
【详解】（1）“焙烧”产生的气体为SO2，用氨水吸收后可制取氮肥硫酸铵；
（2）“浸出”时，提高单位时间内钼浸出率即提高反应速率，措施有适当升温、搅拌、增加
用量
(增大
浓度)(任写两种)；当浸出温度超过
后，钼的浸出率反而降低，主要原因是温度升高使水
大量蒸发，导致
晶体析出，混入浸渣；
（3）
和
的
分别为35.2 和17.2，则Ksp(CuS)=10-35.2，Ksp(FeS)=10-17.2，要使Cu2+浓度小于
，则S2-浓度大于
mol/L=10-29.2mol/L，要使Fe2+浓度小于
，则S2-浓度
大于
mol/L=10-11.2mol/L，综述：c(S2-)>10-11.2mol/L，c(S2-)=10-11.2mol/L 时，lg(10-11.2)=pH-15.1，
pH=15.1-11.2=3.9，综上所述，为了使溶液中的杂质离子浓度小于
，应控制溶液的pH 不小
于3.9；
（4）溶液中若有低价钼(以
表示)，可加入适量
将其氧化为
，则氧化剂为
，还原产
物为-2 价的O，还原剂为
，氧化产物为
，则反应的离子方程式为
；
（5）由流程可知“沉淀”时，产生的沉淀为(NH4)2Mo4O13·2H2O，因此加入
的目的是提供
，
使
充分转化为沉淀析出；
（6）高温下用
还原(NH4)2Mo4O13可制得金属钼，结合得失电子守恒、原子守恒可知反应的化学方程式
为
。
9．（2021·福建卷）
溶液和
溶液可发生反应：
。为探究
反应速率与
的关系，利用下列装置(夹持仪器略去)进行实验。
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实验步骤：往A 中加入一定体积(V)的
溶液、
溶液和水，充分搅拌。控
制体系温度，通过分液漏斗往A 中加入
醋酸。当导管口气泡均匀稳定冒出时，开始用排水法收
集气体。用秒表测量收集
所需的时间，重复多次取平均值(t)。
回答下列问题：
(1)仪器A 的名称为 。
(2)检验装置气密性的方法：关闭止水夹K， 。
(3)若需控制体系的温度为
，采取的合理加热方式为 。
(4)每组实验过程中，反应物浓度变化很小，忽略其对反应速率测定的影响。实验数据如下表所示。
实验编
号
溶液
溶液
醋酸
水
1
4.0
4.0
8.0
334
2
4.0
4.0
150
3
8.0
4.0
4.0
4.0
83
4
12.0
4.0
4.0
0.0
38
①
，
。
②该反应的速率方程为
，k 为反应速率常数。利用实验数据计算得
(填整数)。
③醋酸的作用是 。
(5)如果用同浓度的盐酸代替醋酸进行实验1，
与盐酸反应生成
，
分解产生等物质的量
的两种气体.反应结束后，A 中红棕色气体逐渐变浅装置中还能观察到的现象有 。
分解的化
学方程式为 。
【答案】(1)锥形瓶
(2)通过分液漏斗往A 中加水，一段时间后水难以滴入，则气密性良好
(3)水浴加热
(4) 4.0 6.0 2 加快反应速率
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(5) 量筒中收集到无色气体导管里上升一段水柱
【详解】（1）仪器A 的名称为锥形瓶；
（2）气体发生装置要检验装置的气密性，检验装置气密性的方法关闭止水夹K，通过分液漏斗往A 中加
水，一段时间后水难以滴入，则气密性良好；
（3）若需控制体系的温度为
，采取水浴加热使温度均匀平稳；
（4）①为探究反应速率与
的关系，
浓度不变，根据数据3 和4 可知溶液总体积为
20mL，故
为4mL；根据变量单一可知
为6mL，
为6mL；
②浓度增大速率加快，根据1 和3 组数据分析，3 的
是1 的2 倍，1 和3 所用的时间比
，
根据分析可知速率和浓度的平方成正比，故m=2；
③醋酸在反应前后没变，是催化剂的作用是加快反应速率；
（5）浓度的盐酸代替醋酸进行实验1，
与盐酸反应生成
，
分解产生等物质的量的两种
气体，根据氧化还原气化反应可知反应方程式为：
，反应结束后量筒收集到
NO，A 中红棕色气体逐渐变浅，因为NO2溶于水生成NO，颜色变浅，锥形瓶压强降低，导管里上升一段
水柱。
38
