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备战2024 年高考化学【一轮·夯基提能】复习精讲精练
第23 讲 氮及其化合物
本讲复习目标
1．掌握氮及其氧化物重要的物理和化学性质，理解氮及其化合物的转化关系。
2．掌握硝酸的性质及应用。
3．掌握NH3及铵盐的性质与用途。
4．掌握喷泉实验、NH3的实验室制法的原理及操作。
夯基·知识精讲
一．氮气及氮的氧化物
1．氮元素存在形态及氮的固定
（1）氮元素在周期表中的位置及氮原子结构
氮元素位于元素周期表的第二周期第ⅤA 族。氮原子结构示意图为
，最外电子层有5 个电子，
既不容易得到3 个电子，也不容易失去5 个电子，因此，氮原子一般通过共用电子对与其他原子相互结合
构成物质。
（2）氮元素在自然界中的存在形式
在自然界中，氮元素主要以氮分子(N2)的形式存在于空气中，部分氮元素存在于动植物体内的蛋白质
中，还有部分氮元素存在于土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中。
（3）氮的固定
①将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程叫做氮的固定。
②氮的固定分为自然固氮(豆科植物的根瘤菌固氮及放电条件下氮气与氧气化合)和人工固氮(工业上合
1
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成氨等)。
2．氮气
（1）物理性质：色味气体，密度比空气的略小，溶于水。
（2）化学性质
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。
写出有关化学方程式：
3Mg
①
＋N2=====Mg3N2；
N
②
2＋3H22NH3；
N
③
2＋O2=====2NO。
3．氮的氧化物
（1）氮有多种价态的氧化物：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
NO
NO2
物理性质
颜色
无色
红棕色
毒性
有毒(跟血红蛋白结合)，大气
污染物之一
有毒、有刺激性气味的气体、大气污
染物之一
溶解性
不溶于水
易溶于水
化学性质
与O2反应
2NO＋O2===2NO2
—
与H2O 反应
—
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
2
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对环境的影
响
导致光化学烟雾和酸雨，破坏臭氧层
注意：
NO
①
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。
NO
②
2气体存在平衡：2NO2
N2O4，故常温时没有纯净的NO2或N2O4气体，实验测得NO2的平均
相对分子质量总大于46。
NO
③
2虽然与水反应生成HNO3，但不是硝酸的酸酐。硝酸的酸酐是N2O5；NO2不是酸性氧化物。
NO
④
2能使湿润的淀粉－碘化钾试纸变蓝，原因是二氧化氮先与水反应生成HNO3，HNO3再将碘化钾
氧化为I2，最终淀粉遇I2变蓝。
⑤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。
4．氮的氧化物和O2、H2O 反应的计算方法
（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：
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
3
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子数相等。
4．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。
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
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
的处理。
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)。
【例题1】下列有关氮的氧化物的说法正确的是( )
A．NO 和NO2混合气体的尾气可以用水吸收
B．4.6 g NO2和N2O4混合气体中含有的氧原子数目小于0.2NA
C．用湿润的淀粉-KI 试纸鉴别Br2(g)和NO2
D．除去NO 中混有少量NO2气体时，可以用水洗涤后再干燥
【答案】D
【解析】
NO 与水不反应，A 错误；根据原子守恒，可按NO2计算，含有的氧原子数目为0.2NA，不受平衡影响，B
错误；NO2也能使湿润的淀粉-KI 试纸变蓝，C 错误；二氧化氮与水反应生成NO，用水洗涤后再干燥可除
杂，D 正确。
【例题2】某MOFs 的多孔材料刚好可将N2O4“固定”，实现了NO2与N2O4分离并制备HNO3，如图所示：
4
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已知：2NO2(g)
N2O4(g) ΔH＜0
下列说法不正确的是( )
A．气体温度升高后，不利于N2O4的固定
B．N2O4被固定后，平衡正移，有利于NO2的去除
C．制备HNO3的原理为：2N2O4＋O2＋2H2O===4HNO3
D．每制备0.4 mol HNO3，转移电子数约为6.02×1022
【答案】D
【解析】
二氧化氮转化为四氧化二氮的反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，四氧化二氮的浓度减
小，所以气体温度升高后，不利于四氧化二氮的固定，故A 正确；四氧化二氮被固定后，四氧化二氮的浓
度减小，二氧化氮转化为四氧化二氮的平衡向正反应方向移动，所以四氧化二氮被固定后，有利于二氧化
氮的去除，故B 正确；由题意可知，被固定后的四氧化二氮与氧气和水反应生成硝酸，反应的化学方程式
为2N2O4＋O2＋2H2O===4HNO3，故C 正确；四氧化二氮转化为硝酸时，生成1 mol 硝酸，反应转移1 mol
电子，则每制备0.4 mol 硝酸，转移电子数约为0.4 mol×6.02×1023 mol－1＝2.408×1023，故D 错误。
【例题3】自然界的氮循环如图所示，下列说法正确的是( )
A．①中N2与O2反应生成NO2是自然固氮
B．②中合成氨属于人工固氮
C．③中的氮元素被氧化
D．氮循环过程中没有氧元素参加
【答案】B
【解析】①中N2与O2反应生成NO 是自然固氮，A 错误；②中N2与H2在高温、高压、催化剂条件下反应
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产生NH3，属于人工固氮，B 正确；③中细菌还原硝酸根中正五价的氮，生成无污染的0 价的N2，所以③
中氮元素化合价降低，得到电子被还原，C 错误；如N2在放电条件下与O2直接化合生成无色且不溶于水
的NO 气体，氧元素参与了反应，二氧化氮易与水反应生成硝酸(HNO3)和NO，也有氧元素参加反应，D
错误。
【例题4】将盛有12 mL NO2 和O2 的混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反应后，还剩余2 mL 无色气
体。
(1)若剩余的气体是________，则NO2、O2的体积分别是________。
(2)若剩余的气体是________，则NO2、O2的体积分别是________。
【答案】
(1)O2 8 mL、4 mL
(2)NO 10.8 mL、1.2 mL
【解析】
解题依据的化学方程式：
4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3；
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。
设O2的体积为x，剩余的气体有两种可能：
(1)若剩余O2，则V 剩＝x－×(12 mL－x)＝2 mL，解得x＝4 mL，则NO2的体积是8 mL；
(2)若剩余NO，则V 剩＝×[(12 mL－x)－4x]＝2 mL，解得x＝1.2 mL，则NO2的体积是
10.8 mL。
【例题5】氮和氮的化合物与人类有密切关系。
(1)下列属于氮的固定的是________(填序号)。
①工业上N2和H2合成NH3
N
②
2和O2放电条件下生成NO
NH
③
3催化氧化生成NO
写出反应③的化学方程式： ____________________。
(2)①治理NO 污染通常是在氧化剂作用下，将NO 氧化成溶解度高的NO2，然后用水或碱液吸收脱氮。下
列物质可以用于氧化NO 的是________(填字母)。
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A．NaCl 溶液
B．K2Cr2O7溶液
C．Na2CO3溶液
D．KMnO4溶液
NO
②
也可用NaClO 碱性溶液氧化并将其转化为硝酸盐化肥，写出该反应的离子方程式：__________。
③目前处理柴油车尾气中NOx和PM2.5等的方法之一是用车用尿素[CO(NH2)2]溶液在选择性催化还原系统中
将NOx无害化处理，写出该系统无害化处理NO 的化学方程式：___________________。
(3)CO 与NO 在Rh 催化剂上的氧化还原反应是控制汽车尾气对空气污染的关键反应，用Rh 做催化剂时该
反应的过程示意图如下：
过程Ⅰ为________(填“吸热”或“放热”)过程。该反应中氧化产物为________，当生成1 mol N2时，转
移电子________mol。
【答案】
(1)①② 4NH3＋5O2=====4NO＋6H2O
(2)
BD
①
②2NO＋3ClO－ ＋2OH－===2NO＋3Cl－＋H2O ③2CO(NH2)2＋6NO===5N2＋2CO2＋4H2O
(3)吸热 CO2 4
【解析】
(1)固氮是指将游离态的氮元素转化为化合态的氮元素，N2和H2合成NH3，N2和O2放电条件下生成NO，
符合固氮的定义，故选①②；反应③NH3 催化氧化生成NO 和水，反应的化学方程式为4NH3＋
5O2=====4NO＋6H2O。
(2)①氧化NO 需要氧化剂，NaCl 溶液、Na2CO3 溶液均不与NO 反应，K2Cr2O7、KMnO4 溶液具有强氧化
性，可以氧化NO，故选BD。
(3)过程Ⅰ断裂化学键需要吸热，该反应的化学方程式为2CO＋2NO=====N2＋2CO2，C 元素化合价升高，
氧化产物为CO2，氮元素从＋2 价降低至0 价，当生成1 mol N2时，转移电子4 mol。
二．氨和铵盐
1．氨的分子结构和物理性质
电子式及结构
密度
气味
水溶性
其他
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空间构型为三角锥形，属于极
性分子。
比空气
刺激性
气味
极易溶于水(1 700)
∶
，可由喷泉实
验证明。
易液化可用作制
冷剂。
NH3极易溶于水的原因：NH3、H2O 均为极性分子，NH3与H2O 之间可形成分子间氢键，并且NH3和H2O
反应。
2．氨的化学性质
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。
（1）氨气与水的反应
NH3＋H2O
NH3·H2O
NH＋OH－，氨气溶于水得氨水。
①氨水中含有的粒子：NH3·H2O、NH3、H2O、NH、OH－、H＋。
NH
②
3·H2O 为可溶性一元弱碱，易挥发，不稳定，易分解：NH3·H2O
NH3↑＋H2O。
（2）氨气与酸的反应
a．蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，其现象为有白烟生成，将浓盐酸改为浓硝酸，
也会出现相同的现象。化学方程式：HCl＋NH3===NH4Cl、NH3＋HNO3===NH4NO3。（魔棒生烟）
b．与CO2等酸性氧化物反应：
NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3或2NH3＋CO2＋H2O===(NH4)2CO3。
（3）氨气与盐溶液的反应
现象
离子方程式
FeCl3溶液
生成红褐色沉淀
Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH
AlCl3溶液
生成白色沉淀
Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH
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（4）氨气的还原性
①催化氧化：4NH3＋5O2=====4NO＋6H2O
②被CuO 氧化：2NH3＋3CuO
3Cu＋N2＋3H2O
③被氯气氧化：2NH3＋3Cl2===N2＋6HCl 或8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl
（5）氨的用途
①液氨汽化时吸收大量的热，故用作制冷剂。
②制氮肥、硝酸、铵盐、纯碱等。
3．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吸收剂。
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）喷泉实验的发散装置及操作方法
喷泉实验是中学化学的重要实验，其本质是形成压强差而引发液体上喷，以教材中的装置(发散源)可
设计如图所示的多种不同的装置和采用不同的操作(如使气体溶于水、热敷或冷敷、生成气体等)来形成喷
泉。
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设计说明：
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)向烧瓶中通入一定量的H2S 和SO2，现象为有淡黄色粉末状物质生成，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、NH3、NO2气体或它们与其他不溶于水的气体混合时：所得溶液的物质的量浓度为 mol·L－1。
(2)当是NO2和O2的混合气体且体积比为4 1∶时，c(HNO3)＝ mol·L－1。
4．铵盐及NH 的检验
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（1）铵盐的物理性质
铵盐都是白色固体，绝大多数铵盐都易溶于水。
（2）铵盐的化学性质
注意：
①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。
②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。
（3）NH 的检验
5．氨气的实验室制法
（1）常规方法
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（2）简易方法
方法
化学方程式(或原理)
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，促使氨水分解，且OH－浓度的增大有利于NH3的生成
浓氨水＋固体
CaO
CaO 与水反应，使溶剂(水)减少，反应放热，促使氨水分解，化学方程
式：NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2
注意：
①干燥氨气不能用无水CaCl2因：8NH3＋CaCl2===CaCl2·8NH3，通常用碱石灰干燥氨气。
②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：
【例题1】下列制备NH3并制取氨水的装置正确且能达到实验目的的是( )
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【答案】D
【解析】A 项，固体加热，试管口应略向下倾斜，错误；B 项，NH3被酸性干燥剂P2O5吸收且气流方向不
对，错误；C 项，氨气的密度小于空气，应短进长出，错误。
【例题2】某同学探究氨气和铵盐的性质，对相关实验操作及现象描述正确的是( )
A．室温下测定等浓度的氨水和NaOH 溶液的pH，比较NH3·H2O 和NaOH 的碱性强弱
B．向试管中滴加稀NaOH 溶液，将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，若试纸不变蓝，则原溶液中无NH
C．液氨作为清洁能源的反应原理是4NH3＋5O2=====4NO＋6H2O
D．加热可除去NH4Cl 中的少量NaHCO3
【答案】A
【解析】NH3·H2O 是弱电解质，NaOH 是强电解质，前者部分电离，后者完全电离，故通过室温下测定等
浓度的氨水和NaOH 溶液的pH，可比较NH3·H2O 和NaOH 的碱性强弱，A 正确；NH3极易溶于水，稀溶液
中不加热，NH3不能逸出，无法确定是否含NH，B 错误；NH3不易燃烧，产生的NO 是大气污染物，不能
作清洁能源，C 错误；NH4Cl 受热也会分解，故不可采用加热法除杂，D 错误。
【例题3】(NH4)2SO4是一种常见的化肥，某工厂用石膏、NH3、H2O 和CO2制备(NH4)2SO4的工艺流程如
下：
下列说法正确的是( )
A．通入NH3和CO2的顺序可以互换
B．操作2 为将滤液加热浓缩、冷却结晶、过滤，可得(NH4)2SO4
C．步骤②中反应的离子方程式为Ca2＋＋2NH3＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2NH
D．通入的NH3和CO2均应过量，且工艺流程中CO2可循环利用
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【答案】B
【解析】由于CO2 微溶于水，NH3 极易溶于水，应先通入足量NH3，使溶液呈碱性，然后再通入适量
CO2，通入NH3和CO2的顺序不可以互换，故A 错误；步骤②中反应的离子方程式为CaSO4＋2NH3＋CO2
＋H2O===CaCO3＋2NH＋SO，故C 错误；反应过程中二氧化碳参与反应生成硫酸铵和碳酸钙，碳酸钙分解
生成二氧化碳，工艺流程中产生的CO2可循环利用，但应通适量二氧化碳，否则碳酸钙溶解，故D 错误。
【例题4】清代《本草纲目拾遗》中关于“鼻冲水(氨水)”的记载明确指出：“鼻冲水，……贮以玻璃瓶，
紧塞其口，勿使泄气，则药力不减……唯以此水瓶口对鼻吸其气，即遍身麻颤出汗而愈，虚弱者忌之。宜
外用，勿服。”下列有关“鼻冲水”的推断不正确的是( )
A．鼻冲水是弱电解质
B．鼻冲水滴入酚酞溶液中，溶液变红色
C．鼻冲水中含有分子和离子的种类为6 种
D．存在平衡：NH3＋H2O
NH3·H2O
NH＋OH－
【答案】A
【解析】鼻冲水为氨水，氨水本身为混合物，所以鼻冲水不是弱电解质，故A 错误；氨水中含有的分子为
NH3、H2O、NH3·H2O，离子有NH、 OH－、H＋，共六种，故C 正确。
【例题5】为探究氨及铵盐性质，将NH4Cl 晶体装入如图所示T 形三通管两端，进行微型实验。下列说法
错误的是( )
A．轻轻挤压任一乳胶头，若蒸馏水中有气泡冒出，则装置气密性良好
B．同时点燃两个酒精灯后，两端湿润的pH 试纸均变蓝
C．实验过程中竖直支管上方会出现白烟
D．停止加热后可以交替挤压两边乳胶头，使气体更充分吸收，减少污染
【答案】B
【解析】整套装置是密闭体系，若装置气密性良好，轻轻挤压任一乳胶头，则蒸馏水中有气泡冒出，故A
正确；pH 试纸遇酸变红，遇碱变蓝，氯化铵受热分解生成氨气和HCl，左边氯化钙会吸收氨气，右边
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NaOH 会吸收HCl，因此同时点燃两个酒精灯后，左端pH 试纸变红，右端pH 试纸变蓝，故B 错误；竖直
支管上方同时有氨气和HCl，两者相遇变为氯化铵，因此实验过程中竖直支管上方会出现白烟，故C 正
确；停止加热后，不断交替挤压两边乳胶头，增大压强，将残余的气体全部赶入到蒸馏水中被吸收，减少
污染，故D 正确。
三．硝酸
1．物理性质：
纯净的硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体，与H2O 以任意比互溶。
2．化学性质
（1）不稳定性
①反应：4HNO3
2H2O＋4NO2↑＋O2↑。
②市售浓硝酸呈黄色的原因是HNO3分解生成的NO2溶于硝酸中。
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
硝酸无论浓、稀都有强氧化性，而且浓度越大，氧化性越强。
①与不活泼金属反应
稀硝酸与铜反应：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。
浓硝酸与铜反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
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 的反应：C＋4HNO3(浓)
CO2↑＋4NO2↑＋2H2O
④与还原性化合物反应
硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2＋、FeO 等还原性物质。稀硝酸与SO2、Fe2＋反应的离子方程
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式分别为：
3SO2＋2NO＋2H2O===3SO＋2NO↑＋4H＋
3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。
（3）与有机化合物反应
①硝化反应(与苯反应)：
②显色反应：含苯基的蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。
3．硝酸工业制法的反应原理
（1）NH3在催化剂作用下与O2反应生成NO：
4NH3＋5O2=====4NO＋6H2O。
（2）NO 进一步氧化生成NO2：2NO＋O2===2NO2。
（3）用水吸收NO2生成HNO3：
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。
4．金属与硝酸反应计算问题的思维模型
【例题1】用如图装置探究铜与硝酸的反应。
实验记录如下：
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步骤
操作
现象
①
打开止水夹，挤压胶头，使浓硝酸滴入
试管
产生红棕色气体，溶液变为绿色
②
一段时间后，关闭止水夹，推动注射器
活塞使部分水进入试管
注射器内剩余的水被“吸入”试管；铜表面产生无
色气泡，溶液变蓝，试管内气体逐渐变为无色
③
一段时间后，打开止水夹，拉动注射器
活塞吸取少量无色气体；拔下注射器，
再拉动活塞吸入少量空气
注射器中无色气体变为红棕色
下列说法不正确的是( )
A．①中反应的化学方程式是Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
B．②中注射器内剩余的水被“吸入”试管的原因可能是NO2与H2O 反应导致压强减小
C．③中的实验现象能证明②中Cu 与硝酸反应生成了NO
D．待②中反应停止后，向试管内滴加少量稀硫酸，有气体产生
【答案】C
【解析】①中铜与浓硝酸反应生成Cu(NO3)2、NO2(红棕色)和H2O，A 正确；NO2与水发生反应：3NO2＋
H2O===2HNO3＋NO，气体的总物质的量减小，压强减小，注射器内剩余的水被“吸入”试管，B 正确；
②中推动注射器活塞使部分水进入试管，NO2与水反应生成NO，故③的现象不能证明②中Cu 与硝酸反应
生成了NO，C 错误；②中反应停止后，铜片剩余，溶液中含Cu(NO3)2，滴加少量稀硫酸，发生反应：3Cu
＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，D 正确。
【例题2】下列关系图中，A 是一种正盐，B 是气态氢化物，C 是单质，F 是强酸。当X 无论是强酸还是强
碱时都有如下转化关系(其他产物及反应所需条件均已略去)，当X 是强碱时，过量的B 跟Cl2反应除生成C
外，另一产物是盐酸盐。
下列说法不正确的是( )
A．当X 是强酸时，A、B、C、D、E、F 中均含同一种元素，F 可能是H2SO4
B．当X 是强碱时，A、B、C、D、E、F 中均含同一种元素，F 是HNO3
C．当X 是强酸时，C 在常温下是气态单质
D．B 和Cl2的反应为氧化还原反应
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【答案】C
【解析】当X 是强碱时，和强碱反应产生的气态氢化物B 可判断为NH3，则A 为铵盐，过量的B 跟Cl2反
应生成的盐酸盐是NH4Cl，则C 为N2，由此判断D 为NO、E 为NO2、F 为HNO3；A 和强酸反应生成的B
能被Cl2氧化，且生成的C 能被O2连续氧化，在常见的物质中可考虑A 为硫化物，所以，当X 是强酸时，
A、B、C、D、E、F 可分别为(NH4)2S、H2S、S、SO2、SO3、H2SO4，故A、B 正确，C 错误；B 是氨气或
硫化氢，氨气与Cl2反应生成氯化铵和氮气，硫化氢和氯气反应生成硫单质和氯化氢，因此B 与氯气的反
应是氧化还原反应，故D 正确。
【例题3】用如图所示装置进行实验，探究硝酸与铁反应的产物。
主要实验操作
实验现象
打开弹簧夹，通入一段时间CO2后，滴入浓硝酸
后无明显现象，加热三颈烧瓶，反应开始后停止
加热
A
①
中有红棕色气体产生，一段时间后，气体颜
色逐渐变浅；反应停止后，A 中无固体剩余；
B
②
中溶液变棕色
取少量A 中溶液，加几滴氯水，再滴入硫氰化
钾溶液
③溶液变为红色
取少量 B 中溶液，加热
B
④
中棕色溶液变浅，有无色气体逸出，且在空
气中变为红棕色
已知：FeSO4＋NO
[Fe(NO)]SO4(棕色) ΔH<0 。
下列说法正确的是( )
A．滴入浓硝酸加热前没有明显现象的原因是温度低，反应速率太慢
B．实验现象③说明反应后A 中溶液含有 Fe2＋
C．实验现象④说明 A 中有 NO 生成
D．可用浓NaOH 溶液和湿润的红色石蕊试纸检验硝酸的还原产物中是否有 NH
【答案】D
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【解析】常温时，铁遇浓硝酸形成致密氧化膜，阻止反应进一步发生，故A 错误；取少量A 中溶液，加几
滴氯水，再滴入KSCN 溶液，溶液变为红色，只能说明这时溶液中有Fe3＋，无法说明原溶液中是Fe2＋还是
Fe3＋，故B 错误；取少量B 中溶液加热，B 中棕色溶液变浅，有无色气体逸出，且在空气中变为红棕色，
只能说明[Fe(NO)]SO4分解生成NO，但由于铜和浓硝酸反应生成红棕色气体二氧化氮，二氧化氮和水反应
生成一氧化氮，一氧化氮能使硫酸亚铁溶液变成棕色，所以不能证明铁和浓硝酸反应过程中有NO 生成，
故C 错误。
【例题4】如图是氮元素形成物质的“价—类”二维图及氮循环的部分信息：
下列说法正确的是( )
①可通过雷电作用将b 转化为c，这是一种固氮方式
②可通过加氧化剂将e 转化为f
a→c→d→f
③
这几个反应中，均发生了N 元素被氧化的反应
g
④只具有氧化性，还可能与碱发生反应
⑤将f 转化为d 必须选用合适的还原剂才能实现
h
⑥可与f 反应生成i
A．①③⑤⑥
B．②③④
C．①③⑥
D．①④⑤
【答案】C
【解析】根据物质类别及与N 元素化合价的关系可知：a 是NH3，b 是N2，c 是NO，d 是NO2，e 是N2O5，
f 是HNO3，g 是HNO2，h 是NH3·H2O，i 是NH4NO3。①在雷电作用下N2与O2反应产生NO，这是一种固
氮方式，正确；②N2O5与水反应产生HNO3，反应过程中元素化合价不变，因此反应不需要加入氧化剂就
可以实现，错误；③在a→c→d→f 这几个反应中，N 元素化合价升高，被氧化，因此均发生了N 元素被氧
化的反应，正确；④g 是HNO2，属于酸，N 元素化合价是＋3 价，处于中间价态，因此既具有氧化性又具
有还原性，同时也能与碱发生中和反应生成盐和水，错误；⑤f 是HNO3，光照条件下自身分解即可生成
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NO2(d)，可以不用其他还原剂，错误；⑥HNO3与NH3·H2O 发生中和反应生成NH4NO3和水，正确。
【例题5】研究硝酸工业尾气的处理对环境保护和资源的开发利用有重要意义。一种利用硝酸尾气初步处
理后获得的高浓度NOx(NO、NO2)气体制备NaNO2、NaNO3的工艺流程如下：
已知：NaNO2在酸性条件下能发生歧化反应。
回答下列问题：
(1)“碱吸收”过程中发生反应的离子方程式为___________________________。
(2)蒸发I 产生的蒸气中含有少量的NaNO2等有毒物质，不能直接排放，将其冷凝后用于流程中的
___________(填操作名称)最合理。
(3)“转化”时加入稀HNO3发生反应的化学方程式为___________________________。
(4)若将NaNO2、NaNO3两种产品的物质的量之比设为2：1，则生产2.76 吨NaNO2时，Na2CO3的理论用量
为___________吨(假定Na2CO3恰好完全反应)。
(5)工业制硝酸尾气中的NOx(NO、NO2)常用NaOH 溶液吸收，反应的化学方程式为：
NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O；2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O。硝酸尾气中的NOx，通入足量
NaOH 溶液中充分反应后气体没有剩余，则：
NO
①
x的x 的取值范围为___________；
②反应后溶液中n(NO )：n(NO )=___________(用含x 的代数式表示)。
【答案】
(1)CO
+NO+NO2=2NO +CO2
(2)溶碱
(3)2HNO3+3NaNO2=3NaNO3+2NO↑+H2O
(4)3.18
(5)1.5≤x＜2 (5-2x)：(2x-3)
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【解析】
由题给流程可知，将碳酸钠溶于水配成溶液，碳酸钠溶液吸收烟气中的一氧化氮和二氧化氮得到含有亚硝
酸钠的中和液，中和液经蒸发、结晶、过滤得到亚硝酸钠固体和母液Ⅰ；向母液中加入稀硝酸，将亚硝酸
钠氧化为硝酸钠得到含有硝酸钠的转化液，转化液经蒸发、结晶、过滤得到硝酸钠固体和母液Ⅱ，为防止
污染环境，母液Ⅱ需回收。
(1)由分析可知，“碱吸收”过程中发生的反应为碳酸钠溶液与烟气中的一氧化氮和二氧化氮反应生成亚硝
酸钠和二氧化碳，反应的离子方程式为CO
+NO+NO2=2NO +CO2，故答案为：CO
+NO+NO2=2NO
+CO2；
(2)由亚硝酸钠在酸性条件下能发生歧化反应可知，蒸发I 产生的蒸气冷凝后用于流程中的溶碱步骤，即可
以防止亚硝酸钠发生歧化反应，也可以使亚硝酸钠循环利用，提高产率，故答案为：溶碱；
(3)由分析可知，“转化”时加入稀硝酸发生的反应为亚硝酸钠与稀硝酸反应生成硝酸钠、一氧化氮和水，
反应的化学方程式为2HNO3+3NaNO2=3NaNO3+2NO↑+H2O，故答案为：
2HNO3+3NaNO2=3NaNO3+2NO↑+H2O；
(4)2.76 吨亚硝酸钠的物质的量为
=4×104mol，由两种产品的物质的量之比设为1：2 可知，硝酸
钠的物质的量为4×104mol×
=2×104mol，由钠原子个数守恒可知，反应消耗碳酸钠的质量为
(4×104mol+2×104mol) ×
×106g/mol×10—6t/g=3.18t，故答案为：3.18；
(5)①由方程式可知，二氧化氮能与氢氧化钠反应生成硝酸钠和亚硝酸钠，则NOx中x＜2；一氧化氮和二
氧化氮的物质的量比小于1：1 时，NOx能氢氧化钠溶液吸收，则x≥
=1.5，所以通入足量氢氧化
钠溶液中充分反应后气体没有剩余时，NOx的x 的取值范围为1.5≤x＜2，故答案为：1.5≤x＜2；
②由得失电子数目守恒和原子个数守恒可知，硝酸尾气中的NOx通入足量氢氧化钠溶液中充分反应后气体
没有剩余的反应为2NOx+2NaOH=（2x-3）NaNO3+（5-2x）NaNO2+H2O，由方程式可知，溶液中n(NO )：
n(NO )=(5-2x)：(2x-3)，故答案为：(5-2x)：(2x-3)。
提能·课后精练
1．（2023·山东济南·山东师范大学附中校考模拟预测）下列装置用于实验室制取
并回收
，
能达到实验目的的是
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A．用装置甲制
气体
B．用装置乙收集
气体
C．用装置丙进行
的尾气吸收
D．用装置丁蒸干溶液获得
固体
【答案】B
【详解】
A．为避免气体从长颈漏斗逸出，不应用长颈漏斗，应用分液漏斗，故A 错误；
B．NO 不溶于水，且能与氧气反应，因此用排水法收集，故B 正确；
C．NO 不与NaOH 溶液反应，也不溶于NaOH 溶液，故C 错误；
D．硝酸铜溶液中存在Cu(NO3)2+2H2O
Cu(OH)2+2HNO3，盐类水解为吸热反应，加热蒸干，促进水解，
HNO3易挥发或受热分解，更有利于平衡正向进行，因此不能采用该方法得到硝酸铜固体，故D 错误；
答案为B。
2．（2023 春·天津和平·高三天津一中校考阶段练习）工业上制备相关物质，涉及的反应原理及部分流程较
为合理的是
A．制硝酸：
B．制取镁：海水
C．制碘：干海带
浸出液
碘水
D．制溴：浓缩海水
【答案】D
【详解】
A．氮气和氢气催化反应生成氨气，氨气催化氧化生成NO，NO 和氧气生成二氧化氮，二氧化氮和氧气、
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水生成硝酸，A 不符合题意；
B．海水加入石灰乳得到氢氧化镁沉淀，分离出沉淀加入盐酸得到氯化镁溶液，溶解结晶得到氯化镁固
体，电解熔融氯化镁得到镁单质，B 不符合题意；
C．干海带灼烧后浸出，浸出液加入过氧化氢将碘离子氧化为碘单质，萃取得到碘，C 不符合题意；
D．浓缩海水通入氯气氧化溴离子得到溴单质，使用热空气吹出后用二氧化硫吸收得到溴化氢溶液，通入
氯气反应得到溴单质，D 符合题意；
故选D。
3．（2023·北京西城·北京四中校考模拟预测）某小组探究NH3的催化氧化，实验装置图如图。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。
下列分析不正确的是
A．若②中只加入NH4Cl 不可以实现上述现象
B．③、④中现象说明③中的反应是4NH3+5O2
4NO+6H2O
C．④中白烟的主要成分是NH4Cl
D．一段时间后，⑤中溶液可能变蓝
【答案】C
【详解】
①中高锰酸钾受热制备氧气，装置②中氯化铵与强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，装置④中反应生成的NO 与过量的O2反应生成红棕色气体
NO2，NO2与水蒸气反应生成硝酸，硝酸与氨气反应生成硝酸铵，会有白烟产生，装置⑤中氮的氧化物与
氧气溶于水反应生成硝酸，硝酸与铜反应生成淡蓝色的硝酸铜溶液，据此回答。
A．氯化铵受热分解生成氨气和氯化氢，两者在试管口又会化合生成氯化铵，A 正确；
B．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③中氨气
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在催化剂作用下与氧气发生催化氧化生成一氧化氮，反应方程式为：4NH3+5O2
4NO+6H2O，B 正
确；
C．由分析可知，④中白烟的主要成分是硝酸铵，C 错误；
D．装置⑤中氮的氧化物与氧气溶于水反应生成硝酸，硝酸与铜反应生成淡蓝色的硝酸铜溶液，D 正确；
故选C。
4．（2023·湖南·校联考模拟预测）地壳表面分布很多阳离子，下列关于指定阳离子的检验方法正确的是
A．
：向样品溶液中逐滴滴加氨水，先产生蓝色沉淀，然后沉淀消失，则有
B．
：向样品溶液中滴加氯水，再加入
溶液，溶液血红色，则有
C．
：向样品溶液中滴加
溶液，产生白色沉淀，再滴加稀盐酸，产生使澄清石灰水变浑
浊的气体，则有
D．
：向样品溶液中滴加
溶液，产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则有
【答案】A
【详解】
A．向样品溶液中逐滴滴加氨水，先产生蓝色氢氧化铜沉淀，然后氢氧化铜沉淀和氨水反应生成络合离子
而消失，则有
，A 正确；
B．若开始就存在铁离子，也会出现同样的现象，B 错误；
C．溶液中若含有钡离子，也会出现同样的现象，C 错误；
D．向样品溶液中滴加浓
溶液，加热产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则有
，实验中不
加热氨气可能不会逸出，D 错误；
故选A。
5．（2022·广东·统考模拟预测）按照如图所示装置，打开分液漏斗的塞子和旋塞，将液体逐滴加入到锥形
瓶中，(2)中的现象和结论都正确的是
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选项
①中物质
②中物质
②中的现象
结论
A
稀硫酸
苏打粉末
立即产生大量气体
硫元素的非金属性比碳元素强
B
浓硝酸
用砂纸打磨过的铁片
产生红棕色气体
铁能将浓硝酸还原为NO2
C
氯化铝溶液
氢氧化钠溶液
立即产生大量白色沉
淀
Al(OH)3不溶于强碱溶液
D
双氧水
二氧化锰粉末
立即产生气体
二氧化锰是还原剂
A．A
B．B
C．C
D．D
【答案】A
【详解】
A．苏打粉末与稀硫酸反应较剧烈，属于强酸制弱酸，A 正确；
B．常温下铁在浓硝酸中发生钝化，不产生红棕色气体，B 错误；
C．刚开始过量NaOH 溶液与铝离子反应生成
，不会产生沉淀，C 错误；
D．二氧化锰作催化剂，D 错误；
故选：A。
6．（2023·全国·高三专题练习）将
和
混合固体投入至
的稀硝酸溶液中，
充分反应后无固体剩余，反应过程中只生成
气体，向反应后溶液中滴加
溶液至金属离
子恰好完全沉淀时，所加
溶液的体积为
A．
B．
C．
D．
【答案】C
【详解】
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和
与硝酸反应得到硝酸铜，向反应后的溶液中加入
溶液，金属离子恰好沉淀完全，溶液中
溶质为
，
失去
电子、
失去
电子，而生成
要转移
电子，由
电子守恒可知，
，则
，由原子守恒可知：
，而
，所以
，氢氧化钠溶液的体积
，故选C。
7．（2023·全国·高三专题练习）下表各物质中， A、B、C、D、E 均含有同一种短周期元素，其中A 是单
质，B 常温下是气态氢化物，C、D 是氧化物，E 是D 和水反应的产物。则各物质之间通过一步反应就能实
现表中所示转化的是
物质编
号
物质转化关系
A
D
E
①
Si
SiO2
H2SiO3
②
S
SO3
H2SO4
③
Na
Na2O2
NaOH
④
N2
NO2
HNO3
A．②③
B．②④
C．①③④
D．①②③④
【答案】B
【详解】
Si
①
SiH4，Si 与O2直接生成SiO2，Si 只能生成一种氧化物且SiO2不能与H2O 反应生成H2SiO3；
S
②
H2S，S
SO2，H2S
SO2，SO2
SO3
H2SO4；
Na
③
没有气态氢化物；
N
④
2
NH3，N2
NO，NH3
NO，NO
NO2
HNO3。
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综合以上分析，各物质之间通过一步反应就能实现表中所示转化的是②④，故选B。
8．（2023·湖南娄底·统考模拟预测）开发常压旋转滑行弧实现高效固氮具有广阔的应用前景，如图所示：
下列叙述正确的是
A．
和
在光照或风能作用下直接生成
B．上述过程包括
C．
中阴、阳离子空间结构相同
D．
分子如图所示
，
和
都存在分子内氢键
【答案】B
【详解】
A．氮气和氧气在放电条件下生成一氧化氮，不能生成二氧化氮，故A 错误；
B．由图可知，上述过程包括上述过程包括一氧化氮与氧气和水反应生成硝酸，反应的化学方程式为
，故B 正确；
C．铵根离子中氮原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为1，离子的空间结构为正四面体形，硝酸根离
子中氮原子的价层电子对数为3、孤对电子对数为0，离子的空间结构为平面三角形，两者的空间结构不
同，故C 错误；
D．氨分子只能形成分子间氢键，不能形成分子内氢键，故D 错误；
故选B。
9．（2023 春·广东茂名·高三茂名市电白区第一中学校考阶段练习）氮及其化合物在生产生活中有广泛应
用，下列氮及其化合物的知识正确且相关的离子方程式书写正确的是
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A．利用硝酸的酸性制备
：
B．工业上利用
溶于水生产硝酸：
C．利用NaOH 溶液吸收工业废气中的
：
D．硝酸铵溶液与生石灰共热制氨气：
【答案】C
【详解】
A．硝酸具有强氧化性，若为稀硝酸与Fe 反应生成的是NO，制备不了
，铁遇冷的浓硝酸发生钝化，A
项错误；
B．
与
反应的离子方程式为
，B 项错误；
C．利用NaOH 溶液吸收工业废气中的
，反应生成亚硝酸钠、硝酸钠和水，离子方程式为
，C 项正确；
D．硝酸钙溶于水，应拆开，反应的离子方程式为
，D 项错误；
选C。
10．（2022·广东·统考模拟预测）价类二维图是学习元素化合物的工具，a～g 分别表示氮元素的不同价态
所对应的物质，其关系如图所示。下列说法错误的是
A．可用a 生成g 的反应检验a
B．过量的f 的水溶液可与硫酸铜溶液生成蓝色沉淀
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C．通过a 与c 反应可以消除氮氧化物污染
D．a、b、c、e 之间的相互转化不都属于氮的固定
【答案】B
【详解】
根据物质类别和化合价可知a 为 NH3，b 为N2，c 为NO，d 为NO2或N2O4，e 为HNO3，f 为NH3▪H2O，g
为铵盐，据此分析解题。
A．NH3可与氯化氢反应生成白烟(氯化铵)， 故可用氨气和盐酸反应检验氨气，A 正确；
B．
能够溶于
，B 错误；
C．氨气和一氧化氮反应可以生成无污染的氮气和水，故可以消除氮氧化物污染，C 正确；
D．N2生成氮化合物的反应属于氮的固定，氮的化合物转化为氮的化合物的反应不属于氮的固定，D 正
确；
故选B。
11．（2023 秋·江苏扬州·高三江苏省高邮中学校联考期末）
是重要的化工原料，可用于某些配合物的
制备，如
溶于氨水形成
。液氨可以微弱的电离产生
和
，
中的一个H
原子若被
取代可形成
(联氨)，若被
取代可形成
(羟胺)。
经过转化可形成
、
、
、
(无色)
等。
与
反应有气体生成，同时放出大量热。下列有关含氮物质的
性质与用途具有对应关系的是
A．
具有还原性，可用作制冷剂
B．
难溶于水，可用作瓜果保护气
C．
具有氧化性，可用于火箭燃料推进剂
D．
受热易分解，可用作氮肥
【答案】C
【详解】
A．NH3易液化，液氨气化吸收大量热，使周围环境温度降低，因此可用作制冷剂，这与NH3具有还原性
无关，选项A 错误；
B．N2不能帮助呼吸，能够使害虫窒息而死，因此可用作瓜果保护气，这与其是否难溶于水的性质无关，
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选项B 错误；
C．NO2具有强氧化性，可以与N2H4反应产生N2、H2O，同时产生大量能量，因此可作火箭燃料推进剂，
选项C 正确；
D．NH4HCO3含有农作物生长需要的氮元素，因此可用作氮肥，与其不稳定，受热易分解的性质无关，选
项D 错误；
答案选C。
12．（2023·全国·高三专题练习）下列由相关实验现象推出的结论正确的是
A．NH4Cl 和NH4HCO3受热都能分解，说明可以用加热NH4Cl 和NH4HCO3固体的方法制取氨
B．向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀，说明该溶液中一定含有SO
C．Fe 与稀硝酸、稀硫酸反应均有气泡产生，说明Fe 与两种酸均发生置换反应
D．NH3遇到浓盐酸产生白烟，说明二者发生反应生成白色固体
【答案】D
【详解】
A．NH4Cl 受热分解生成氨和氯化氢，冷却后二者又重新化合生成NH4Cl，不能制备氨，A 项错误；
B．在酸性条件下NO 具有强氧化性，会把SO
氧化成SO
，故向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出现
白色沉淀，不能说明原溶液中一定含有SO
，也可能含有SO
，B 项错误；
C．Fe 与稀硝酸、稀硫酸反应均有气泡产生，前者是由于Fe 与稀硝酸反应生成NO，该反应不是置换反
应，后者是由于Fe 与稀硫酸发生置换反应生成H2，C 项错误；
D．烟是固体小颗粒，NH3遇到浓盐酸产生白烟，是由于二者发生反应生成白色固体氯化铵，D 项正确；
答案选D。
13．（2023·重庆九龙坡·重庆市育才中学校考三模）关于非金属含氧酸及其盐的性质，下列说法正确的是
A．浓
具有强吸水性，能吸收糖类化合物中的水分并使其炭化
B．
等氯的含氧酸盐均可用于制取氯气
C．加热
与浓
混合物可制备
，说明
比
酸性强
D．浓
和稀
与
反应的还原产物分别为
和
，故稀
氧化性更强
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【答案】B
【详解】
A．浓硫酸能吸收糖类化合物中的水分并使其炭化是因为浓硫酸具有脱水性，而不是吸水性，A 错误；
B．NaClO 和KClO3均可与HCl 反应生成氯气，B 正确；
C．加热NaI 与浓H3PO4混合物可制备HI，化学方程式为3NaI+H3PO4(浓)
Na3PO4+3HI↑，体现
了浓H3PO4的难挥发性，难挥发性的酸可制取挥发性的酸，酸性H3PO4<HI，C 错误；
D．浓硝酸和稀硝酸与Cu 反应的还原产物分别为NO2和NO，则浓硝酸氧化性更强，D 错误；
故答案选B。
14．（2023·河北·校联考三模）摩尔盐是分析化学中重要的基准物质，其化学式可表示为
(NH4)2Fe(SO4)2•xH2O。为测定其结晶水含量并进一步探究其在惰性气体氛围中的热分解反应过程，现取一
定质量的摩尔盐晶体做热重分析，绘制出如图的热重曲线：
已知：
TG=
①
×100%
②摩尔盐在580℃下完全分解，得到红棕色固体
下列说法错误的是
A．可用K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液检验摩尔盐中的金属阳离子
B．x=6
C．用湿润的红色石蕊试纸检验205～420℃间分解产生的气体，试纸变蓝
D．摩尔盐溶液与酸性高锰酸钾溶液反应的离子方程式为5Fe2++MnO +8H+=5Fe3++Mn2++4H2O
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【答案】C
【详解】
A．摩尔盐中含有的金属阳离子是
，能用
溶液检验，A 正确；
B．摩尔盐在
下完全分解，得到的红棕色固体为
，设
为
，则根据铁
元素守恒可知，摩尔盐在
下完全分解，得到的
为
，质量为
，由图可知，最终
，则最初
摩尔盐的质量为
，即摩尔盐的
相对分子质量为392，故
，解得
，B 正确；
C．加热首先失去结晶水，失去全部结晶水时的失重率
，因为
，所以
间分解产生的气体为水，水不能使湿润的红色石蕊试纸变
蓝，C 错误；
D．摩尔盐溶液与酸性高锰酸钾溶液反应的离子方程式为
，D 正
确；
故选C。
15．（2021·广东广州·广州市培正中学校考三模）在金属Pt、Cu 和铱(Ir)的催化作用下，密闭容器中的
可高效转化酸性溶液中的硝态氮
以达到消除污染的目的。其工作原理的示意图如下：
下列说法不正确的是
A．Ir 的表面发生氧化还原反应，生成
时转移
个电子
B．导电基体上的Pt 颗粒上发生的反应：
C．若导电基体上的Pt 颗粒增多，有利于降低溶液中的含氮量
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D．在导电基体上生成NO 的反应式为：
【答案】C
【详解】
A．由原理的示意图可知，Ir 的表面氢气和N2O 发生反应生成N2和H2O，Ir 的表面发生反应的方程式为：
H2+N2O=N2+H2O，属于氧化还原反应，N 的化合价由+1 变为0，故生成1molN2时转移2NA个电子，故A
正确；
B．根据图示，导电基体上的Pt 颗粒上，部分
得到电子变为
，则Pt 颗粒上发生的反应：
，故B 正确；
C．导电基体上的Pt 颗粒上，部分
得到电子变为
，
仍在溶液中，所以若导电基体上的Pt 颗
粒增多，不利于降低溶液中的含氮量，故C 错误；
D．导电基体上的Cu 颗粒上，
得到电子变为NO，则在导电基体上生成NO 的反应式为：
+3e-
+4H+═NO↑+2H2O，故D 正确；
故选：C。
16．（2023·全国·高三专题练习）
法可用于吸收燃煤发电厂的
，同时获得产品
。反应的原理为：
。实验室根据上述反
应原理，模拟生产硫酸铵。完成下列填空：
(1)搭建如图装置，先通入
。通入
的仪器采用干燥管替代长导管的目的是
；然后通入
，当液体由红色变为浅红色时，立即停止实验，此时溶液的pH 范围为 ，
不继续通入
直至过量的可能原因是 。
(2)已知
的溶解度曲线如图。将反应后的混合液进行如下实验：过滤、蒸发浓缩、冷却结晶、过
滤、洗涤烘干。两次过滤依次得到的物质分别为 和 ；实验时，烘干温度不易过高，其原因
为 。
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(3)实验所得
的量较少，为提高其产量，工业上可采取的措施是 。(任写一条即可)
为了测定样品中
的纯度，进行实验。取1.500g 硫酸铵在碱性溶液中反应，蒸馏出生成的氨气，
用
硫酸标准液吸收，再用氢氧化钠标准溶液滴定吸收氨气后过量的硫酸。
(4)若滴定时消耗了
的NaOH 溶液20.00mL，则该硫酸铵产品的纯度为 %。
(5)若蒸馏出的氨气中含有较多水蒸气，则实验结果将 (选填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
【答案】
(1)防倒吸 8.2-10.0 防止碳酸钙生成碳酸氢钙，使硫酸铵难以分离
(2)CaCO3
防止
分解
(3)通入过量的氨气(答案合理即可)
(4)92.4
(5)无影响
【详解】
（1）氨气极易溶于水，氨气溶于水易发生倒吸，通入
的仪器采用干燥管替代长导管的目的是防倒
吸；然后通入
，当液体由红色变为浅红色时，立即停止实验，酚酞在pH 为8.2—10.0 时呈粉红色，所
以此时溶液的pH 范围为8.2—10.0；碳酸钙和过量二氧化碳反应生成可溶性的碳酸氢钙，不继续通入
直至过量的可能原因是防止碳酸钙生成碳酸氢钙，使硫酸铵难以分离。
（2）将反应后的混合液中含有碳酸钙沉淀，第一次过滤得到CaCO3沉淀，硫酸铵的溶解度随温度降低而
减小，硫酸铵溶液蒸发浓缩、冷却结晶得到
晶体，过滤出
；铵盐受热易分解，烘干温
度不易过高，其原因为防止
分解。
（3）为提高
的产量，工业上可采取的措施是通入过量的氨气；
（4）氨气、氢氧化钠共消耗硫酸的物质的量n(H2SO4)=
，若滴定时消
耗了
的NaOH 溶液20.00mL，则说明硫酸吸收氨气的物质的量n(NH3)=
，硫酸铵的物质的量为0.0105mol，则该硫酸铵产品的纯度为
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。
（5）水蒸气与硫酸、氢氧化钠都不反应，若蒸馏出的氨气中含有较多水蒸气，实验结果将无影响。
17．（2023·吉林长春·东北师大附中校考模拟预测）利用氮的化合物的同时，有效治理和减少污染是我们
面临的重要课题。
(1)NH3和N2H4是氮元素的两种重要的氢化物。下图为实验室模拟尿素法制备水合肼(N2H4·H2O)的流程图：
已知：①N2H4·H2O 易溶于水，具有强还原性，易被氧化成N2。
②一定条件下，碱性NaClO 溶液与尿素溶液反应生成N2H4·H2O。
回答下列问题：
①结合NH3分子的结构和性质，解释NH3常用作制冷剂的原因为 。
②吸收塔内发生反应的离子方程式为 。
③写出反应器1 中生成水合肼反应的化学方程式为 。
④反应器1 要控制NaClO 溶液的用量，其主要目的是 。
(2)科学家发现可以利用细胞中三种酶处理废水中含氮粒子，反应过程如图所示。
①反应过程中所涉及N2H4和
两种粒子，其中H-N-H 与O-N-O 相比键角较大的粒子为 。
②用电离方程式表述NH2OH 的水溶液显碱性的原因 。
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(3)盐酸羟胺(NH2OHC1)是一种常见的还原剂和显像剂，其化学性质与NH4Cl 类似。工业上主要采用图1 所
示的方法制备。其电池装置中含Fe 的催化电极反应机理如图2 所示(不考虑溶液体积的变化)。
①图2 中N 离子的电子式为 。
②电池工作时，每消耗2.24L NO (标准状况)，左室溶液质量增加 g。
【答案】
(1)NH3分子间易形成氢键，故氨气易液化；液化的氨气在气化时需要破坏氢键，吸收大量的热，因此NH3
可被用作制冷剂 Cl2+2OH－=Cl－+ClO－+H2O CO(NH2)2 +NaClO+2NaOH
N2H4·H2O+Na2CO3+NaCl 防止过量的NaClO 将生成的N2H4·H2O 氧化
(2)
NH2OH+H2O
NH3OH++OH－
(3)
3.3
【详解】
由题给流程可知，氯气与氢氧化钠溶液在吸收塔中反应得到次氯酸钠溶液，次氯酸钠溶液与尿素在反应器
I 中，硫酸锰做催化剂作用下，碱性条件下反应得到含有碳酸钠，氯化钠和水合肼溶液；
（1）①
常用作制冷剂的原因：
分子间易形成氢键，故氨气易液化；液化的氨气在气化时需要破
坏氢键，吸收大量的热，因此
可被用作制冷剂；
②由分析可知，吸收塔内发生反应为氯气和氢氧化钠溶液反应生成氯化钠，次氯酸钠和水，反应的离子方
程式为：
；
③由分析可知，反应器I 中生成水合肼的反应为次氯酸钠溶液与尿素在硫酸锰催化剂作用下，碱性条件下
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反应得到含有碳酸钠，氯化钠和水合肼，反应的化学方程式为：
；
④由题中信息可知，水合肼具有还原性，易被氧化成氮气，若次氯酸钠溶液过量，会将水合肼氧化，导致
产率降低；
（2）①
中O 原子不提供孤电子对为
杂化，键角大约为120°，
中氮氮之间为单键，每个氮原
子再连两个氢原子，为
杂化，则键角大的为
；
②
水溶液显碱性，是因为可以电离出氢氧根，电离方程式为：
；
（3）①由题意可知，
具体和氨气类似的弱碱性，可以和盐酸反应生成盐酸羟胺，所以缺少的第一
步反应为
,图2 中N 为
，电子式为：
；
②含Fe 的催化电极为正极，电极反应式为：
，2.24L 的NO 标况下是0.1mol，
左室增加的质量为0.1molNO 和0.3mol 氢离子的质量，即
。
18．（2022 秋·山西·高三阶段练习）硝酸铵(NH4NO3)既是一种重要的化工产品，又是一种常见的氮肥。某
小组以粗氮(主要含氮气，还含CO2、CO、O2)为原料制备硝酸铵，其简易流程如图所示：
已知：CH3COO[Cu(NH3)2(醋酸二氨合亚铜)溶液能吸收CO，但易被O2氧化，失去吸收CO 的能力；连苯三
酚碱性溶液能定量吸收O2，回答下列问题：
(1)粗氮“净化”时，需要通过足量的下列试剂，按气流从左至右，试剂的正确排序为 (填序
号)。
①碱石灰 ②连苯三酚碱性溶液 ③醋酸二氨合亚铜溶液
(2)“合成氨”中，分离出氨气，剩余气体循环利用，其目的是 。
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(3)“催化氧化1”的化学方程式为 。该反应发生后，停止加热，但催化剂一直处于红热状态，说
明该反应是反应 (填“吸热”或“放热”)。
(4)“吸收池”中总反应的化学方程式是 。
(5)“合成池”中氨气从下部进入，硝酸从上向下喷洒，其目的是 。
(6)硝酸铵受热分解生成HNO3、N2和H2O，该分解反应的化学方程式为 。
【答案】
(1)②③①
(2)提高原料利用率(或提高产率)
(3)
放热
(4)
(5)增大液体和气体的接触面积，提高反应速率
(6)
【详解】
粗氮净化后得到纯净氮气，氮气与氢气再合成氨气，分离出液氨，剩余的氢气和氮气重复利用，氨气被氧
气催化氧化得到NO，NO 再被氧化得到NO2，之后NO2、O2和水反应得到硝酸，硝酸再和氨气反应得到硝
酸铵。
（1）粗氮中的杂质有CO2、CO、O2及水蒸气，CH3COO[Cu(NH3)2溶液能吸收CO，但易被O2氧化，失去
吸收CO 的能力；连苯三酚碱性溶液能定量吸收O2，所以需先用连苯三酚碱性溶液吸收氧气，再用
CH3COO[Cu(NH3)2溶液吸收CO，之后用碱石灰吸收CO2和水蒸气，所以顺序为②③①；
（2）合成氨是可逆反应，未反应的N2、H2再循环利用，可提高原料利用率；
（3）NH3被催化氧化生成NO，根据电子守恒、元素守恒可得化学方程式为
；催化剂保持红热状态，说明氨的催化氧化反应是放热反应；
（4）吸收池中氧气将NO2完全氧化为硝酸，根据电子守恒、元素守恒可得化学方程式为
；
（5）采用逆流操作的目的是增大气体和液体的接触面积，提高反应速率；
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（6）根据产物可知该反应中NH 和部分NO 发生归中反应生成N2，根据得失电子守恒可知该部分NO
和NH 的物质的量之比为3 5∶，还有一部分NO 转化为HNO3，根据元素守恒可得反应方程式为
。
19．（2023·福建泉州·福建省泉州第一中学校考模拟预测）Cu 与浓
反应是中学阶段一个重要反应，
某兴趣小组对实验中的一些现象及产物进行实验探究。
回答下列问题：
(1)Cu 与浓
反应的离子方程式为 。
(2)关于该实验下列说法错误的是 。
A．该反应需要加热才能进行
B．可通过抽动铜丝控制反应的开始和停止
C．反应后迅速生成大量红棕色气体
D．烧杯中仅发生中和反应
(3)小组同学发现Cu 与浓
反应所得混合溶液为绿色，Cu 与稀
反应所得混合溶液为蓝色，针对
绿色产生的原因展开探究。
【提出猜想】
猜想a：
浓度大
猜想b：
溶解在
溶液中
猜想c：由于
与水反应能够生成
，
与
能够发生可逆反应
(绿色)
【实验探究】
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实验i：配制饱和
溶液，溶液呈蓝色。
实验ii：取适量Cu 与浓
反应后的溶液，置于图2 所示装置中，鼓入空气后，溶液上方可观察到
，5min 后，溶液完全变为蓝色。
实验iii：取适量Cu 与浓
反应后的溶液，置于图2 所示装置中，鼓入氮气后，溶液上方现象与实验ii
相同，但5min 后，溶液仍为绿色。
【实验结论】
对比实验ii 与实验iii，可推测
溶液为绿色的原因主要是 。
(4)小组同学还针对产物
的热稳定性进行探究。在如图3 所示的实验装置A 中，用酒精喷灯对
固体加强热，产生红棕色气体，在装置C 中收集到无色气体，经验证为
。当反应结束以后，
试管中残留固体为红色。
①从实验安全角度考虑，需要在A、B 间加入 装置。
②图4 为
样品高温过程的热重曲线(样品质量分数w%随温度变化的曲线)。
加热到
200℃的化学方程式为 ，继续高温至1000℃生成 (填化学式)固体。
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【答案】
(1)
(2)AD
(3)有红棕色气体放出
溶于
溶液中
(4)防倒吸
【详解】
铜丝与浓硝酸反应生成二氧化氮、硝酸铜和水，抽动铜丝可以控制反应的发生和停止，干燥管可以防止倒
吸，尾气用NaOH 溶液吸收。
（1）铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和H₂O，离子方程式为：
；
（2）铜与浓硝酸反应不需加热，A 错误；可以通过抽动铜丝控制反应的发生和停止，B 正确；铜与浓硝酸
反应生成二氧化氮红棕色气体，C 正确；烧杯中有硝酸和氢氧化钠的中和反应，还有二氧化氮气体与氢氧
化钠发生的氧化还原反应，D 错误；错误的有AD；
（3）实验（i）证明硝酸铜溶液为蓝色，实验（ii）取Cu 与浓
反应所得绿色溶液通入空气，可以看
到溶液上方有红棕色气体，由于空气把溶解在硝酸中的NO2带出气体呈红棕色，对比实验（iii）通入氮气
也有红棕色，但是溶液仍为绿色，原因是空气中的氧气与二氧化氮和H₂O 反应生成硝酸，二氧化氮反应完
绿色消失，溶液显蓝色，而通入氮气的没有发生反应，溶液仍然为绿色，证明溶液为绿色的原因主要是
溶于
溶液中；
（4）固体加热产生气体通入溶液中，从实验安全角度考虑，应该在两种装置之间加防倒吸装置，从热重
曲线上得出，加热到200 度时，固体质量剩余42.6%，
=42.6%，因此加热到200 度分解
为CuO、NO2、O2，反应的化学方程式为：
，加热到1000 度时CuO 又
分解，固体只剩余Cu2O 了。
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20．（2023·海南省直辖县级单位·嘉积中学校联考二模）亚硝酸钠
主要用于医药、染料和漂白等
行业，也常用于食品保鲜剂。某小组拟利用氮氧化物(可用
表示)制备亚硝酸钠，简易流程如图。
已知：
，
回答下列问题：
(1)利用饱和
溶液和饱和
溶液在加热条件下反应可制得
，该反应的化学方程式为
；实验时装置B 中应间断性通入适量的
，其目的是 。
(2)装置C 中盛装饱和
溶液的仪器的名称是 ；NO 不能单独被纯碱溶液吸收，为了
使
完全被纯碱溶液吸收且产品纯度最高，
。
(3)装置D 的作用是 ，采用“倒置漏斗”措施的目的是 。
(4)设计实验探究
的性质。实验完毕后，从装置C 中分离出
固体粗产品(不含
杂质)，
取少量上述产品配制成溶液，分成三份分别进行甲、乙、丙三组实验，实验操作及现象、结论如表。
实验
实验操作及现象
结论
甲
滴入无色酚酞溶液中，无色酚酞溶液变红
是弱酸
乙
滴入少量酸性KI-淀粉溶液中，振荡，酸性KI-淀粉溶液变蓝
酸性条件下，
具有氧化性
丙
滴入少量酸性
溶液中，振荡，酸性
溶液褪色
酸性条件下，
具有还原性
上述实验 (填标号)的结论不可靠，理由是 。经实验测得实验丙反应
后的溶液中氮元素仅以
的形式存在，酸性
溶液与
反应的离子方程式为
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。
【答案】
(1)
将部分NO 转化为
(2)三颈烧瓶或三口烧瓶 1.5
(3)吸收尾气 防倒吸
(4)乙 产品可能混有
【分析】铜和稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，用氮气通入，将一氧化氮送入到碳酸钠溶液中，B
中也通入氧气，与NO 混合，在C 处发生反应生成亚硝酸钠，用酸性高锰酸钾溶液处理尾气。
【详解】（1）利用饱和NH4Cl 溶液和饱和NaNO2溶液在加热条件下反应生成N2、氯化钠和水，其反应的
化学方程式为
；实验时装置B 中应间断性通入适量的
，其目的是将
部分NO 转化为
。
（2）根据图中信息得到装置C 中盛装饱和Na2CO3溶液的仪器的名称是三颈烧瓶(或三口烧瓶)；NO 不能单
独被纯碱溶液吸收，只有二氧化氮，则纯碱与二氧化氮的反应为 2NO2+Na2CO3＝NaNO2+NaNO3+CO2，若
是一氧化氮和二氧化氮混合物，则混合物于纯碱反应为NO2 +NO+Na2CO3＝2NaNO2+CO2，为了使NOx完
全被碱液吸收且产品纯度高，可以理解为N2O3即NO1.5，则x＝1. 5。
（3）由于氮氧化物会污染环境，可能碳酸钠溶液没有完全吸收，则装置D 的作用是吸收尾气，采用“倒
置漏斗”措施的目的是防倒吸。
（4）由于二氧化氮与纯碱反应生成硝酸钠、亚硝酸钠和水，硝酸根在酸性条件下会氧化碘离子变为单质
碘，因此上述实验乙的结论不可靠，理由是产品可能混有NO 。以上经实验测得实验丙反应后的溶液中氮
元素仅以NO 的形式存在，酸性KMnO4溶液与NO 反应生成锰离子、硝酸根和水，其反应的离子方程式
为：
。
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