高中化学58 个考点精讲
21、碳族元素.碳及其化合物
1．复习重点
1．碳族元素原子结构的特点、碳族元素化合价为正四价和正二价；
2．碳族元素的性质及其递变规律；
3．碳和硅的性质、用途。
2．难点聚焦
碳和硅的化学性质
化学
性质
碳
硅
还
原
性
与单质反
应
（不稳定）
与氧化物
反应
与酸反应
不与
、
等反应，但有：
与水或碱
溶液反应
与
反应
专题三 二氧化碳和二氧化硅的结构、性质比较（见表7—7）
项目
类别
酸性氧化物
酸性氧化物
晶体类型
分子晶体
原子晶体
熔点和沸点
低
高，硬度大
化学性质
不溶于水，与水也不反应
联系
3 硅及其化合物的特性
1. Si 的还原性大于C，但C 却能在高温下还原出Si：
也能发生。
10. Na2SiO3的水溶液称水玻璃，但它与玻璃的成分大不相同，硅酸钠水溶液（即水玻璃）俗称泡花碱，但它却是
盐的溶液，并不是碱溶液。2. 非金属单质跟碱液作用一般无
放出，
但Si 却放出H2：
3. 非金属单质一般不跟非氧化性酸作用，但Si 能与HF 作用：
4. 非金属单质一般为非导体，但Si 为半导体。
5. SiO2是的酸酐，但它不溶于水，不能直接将它与水作用制备H2SiO3。
1
6. 非金属氧化物的熔沸点一般较低，但SiO2的却很高。
7. 酸性氧化物一般不与酸作用，但SiO2能跟HF 作用：
8. 无机酸一般易溶于水， 却难溶于水。
9. 因H2CO3的酸性大于H2SiO3，所以在Na2SiO3溶液中通入CO2能发生下列反应：
，
但在高温下
4 硅与碱溶液的反应特点
硅与强碱溶液反应的实质是什么？究竟哪种物质是氧化剂？根据化学方程式：
进行分析，似乎
和
都是氧化剂，其实不然。上述反应实际分两步进行
①
②
其中反应①为氧化还原反应，反应②为非氧化还原反应。合并①②两式得总反应方程式。其中NaOH 既不
是氧化剂，也不是还原剂，只是反应物、起氧化作用的只是H2O。所以H2O 是①式的氧化剂，也是总反应的氧化
剂。为表示反应的实质（或要求标出电子转移方向和数目时），可写成：
11．碳及其化合物的知识网络
2
Ca(HCO 3) 2
C
CO2
CaCO3
CaC2
C2H2
CO
有机物
NH4HCO3
CH4
H2CO3
Na2CO3
NaHCO3
O2
SiC 、CCl4
不完全燃烧
O2( 不足)
O2 (
不
足
)
①O2
②CuO
炽
热的碳
NH3·H2O
O2
(
点
燃
)
△
H2O
CaO
△
Si 、Cl2 ( △)
Mg ( 点燃)
①O2 ( 点)
②CuO
( △)
C 、CO
Na2O2
NaOH
H2O
NaOH
H
＋
C a ( O H ) 2
①高温②H+
Ca2 ＋
CO2 、H2O
△
C a ( O H ) 2
CO2 ( 水)
①OH―
②加热
硅及其化合物的知识网络
3．例题精讲
[例1] 下列关于碳族元素的说法正确的是 [ ]
A．单质都是无色晶体 B．单质中硅单质熔点最高
C．碳族元素形成的化合物种类最多 D．在化合物中最稳定的化合价都是+4 价
分析： 对选项A：在碳族元素所形成的单质中，只有金刚石为无色晶体，故A 是错的。
对选项B：在碳族元素形成的单质中，金刚石、晶体硅为原子晶体，金刚石的熔点比晶体硅高。本族单质的
熔点与卤族元素单质熔点递变趋势不同，卤族单质熔点从F2→I2依次升高，碳族元素单质由C→Pb 熔点呈降低
趋势，故B 项是错误的。
对选项C：碳族元素位于周期表中部，易形成共价化合物特别是碳元素是构成种类繁多的有机物的最重要
元素。
对选项D：Pb 的稳定价态为+2，故选项D 也是错误的。 答案：C
[例2] 通过硅、磷、硫、氯与氢气反应的情况及氢化物的稳定性说明它们非金属性的强弱，并用原子结构
理论加以解释。
分析： 元素非金属性越强，越容易与氢气发生反应，生成的气态氢比物越稳定。比较硅、磷、硫、氯与氢气
反应的难易程度，就可以得知它们非金属性的强弱。
答案：硅只有在高温下才能跟氢起反应生成气态氢化物SiH4。磷的蒸气和氢气能起反应生成气态氢化物
PH3，但相当困难。在加热时硫蒸气能跟氢气化合生成气态氢化物H2S。氯气跟氢气在光照或点燃时就能发生爆
炸而化合，生成气态氢化物HCl。这几种氢化物稳定性由小到大的顺序是：SiH4＜PH3＜H2S＜HCl。由以上事实可
知非金属性由弱到强的顺序是Si＜P＜S＜Cl。根本原因在于：硅、磷、硫、氯核外电子层数相同，随原子序数的
递增最外层电子数逐渐增加，原子半径递减，核对外层电子引力增强，元素的非金属性也就逐渐增强。
[例3] 最近，科学家研制得一种新的分子，它具有空心的类似足球状结构，化学式为C60，下列说法正确
的是 [ ]
3
Na2SiO3
CO2,H2O
NaOH
H2SiO3
SiH4
Si
SiO2
CaSiO3
SiF4
H4SiO4
SiC
SiCl4
O2 ( 自燃)
H2
①O2( △)
②FeO ( 高温)
F2
HF
Cl2 ( 高温)
H2
( 高温)
C(
高
温
)
C( 高温) 足量
Na 2CO3 (
高
温
)
NaOH(
溶
液
)
①CaO( △)
②CaCO3 ( △)
Ca2 ＋
-H2O
C(适量)
A．C60 是一种新型的化合物 B．C60 和石墨都是碳的同素异形体
C．C60 中含离子键 D．C60 的式量是720
分析： 足球烯C60 是课本正文中未曾学到过的，但只要明确单质、化合物、同素异形体、化学键、式量的
概念，对各选项进行认真辩析，不难作答。C60 是由同种元素（碳）组成的纯净物，属于单质；碳原子之间以共价
键相结合；C60 和石墨都是由碳元素形成的不同单质，都是碳的同素异形体，C60 的式量=12×60=720。解题方法
为概念辩析法。 答案：BD
[例4] 如果发现114 号新元素（位于第7 周期IVA 族），下列有关X 可能具有的性质合理的是 [ ]。
A．X 是非金属元素 B．X 的+2 价化合物比+4 价化合物稳定
C．XO2具有强氧化性 D．X 有稳定的气态氢化物
分析：根据碳族元素性质递变规律，可推知114 号元素的金属性比铅还强，一定是金属元素。它的稳定价
态应与铅相同，即为+2 价，所以XO 比XO2稳定。X4+离子另得电子变成X2+，所以XO2具有强氧化性。X 是金属元
素，不可能存在稳定的气态氢化物。 答案：BC
[例5] 近年来，科学家在氦的气氛中给石墨电极通电，石墨挥发，在其挥发的黑烟中发现了C60，它与金
刚石互称①。它是一种具有空心类似足球状结构的新分子，碳原子之间存在②键，它的摩尔质量是③，而金刚
石是一种④结构的⑤晶体，碳原子间通过⑥键结合，含有碳原子构成的环，则最小环上有⑦（填数字）个碳原子，
每个碳原子上的两个碳碳键的夹角都是⑧（填角度）。
分析：从C60 分子组成便知，它是由碳元素组成的一种单质，与金刚石互为同素异形体。在分子中，碳原子
与碳原子之间以共价键结合，它的摩尔质量可由化学式求，即12×60＝720g/mol。金刚石是一种正四面体型空
间网状结构，晶体中一个碳原子位于正四面体中心，四个碳原子以共价键与它结合，分别位于正四面体的四个
顶点上。形成最小的环，含的碳原子数必须通过平时分析教材中插图或模型而知，键角为109°28′。本题着
重考学生同素异形体概念及培养三维空间思维能力。
答案：①同素异形体②共价③720g/mol④空间网状⑤原子⑥共价⑦6⑧109°28′。
[例6] 二氧化硅的熔沸点较高的原因是 [ ]
A．二氧化硅中，硅氧原子个数之比为1∶2 B．二氧化硅晶体是立体网状的原子晶体
C．二氧化硅中，SI-O 键的键能大 D．二氧化硅晶体中原子以共价键相结合
分析：此题难度不大，但涉及二氧化硅晶体结构的重点知识。二氧化硅熔沸点较高的原因，是由于其晶体
里SI-O 键的键能很高，并形成了一种立体网状的原子晶体，熔融它需消耗较多的能量。所以，本题应选B、C 两
个选项。 答案：BC
[例7] 下列说法正确的是 [ ]
A．二氧化硅溶于水显酸性 B．二氧化碳通入水玻璃中可以得到原硅酸
C．因为高温时二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳，所以硅酸的酸性比碳酸强
4
D．二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸
分析：此题是关于硅及其化合物性质的选择题，宜采用筛选法。
A．SiO2很难溶于水，无法显酸性。
B．原硅酸酸性比碳酸弱，CO2通入水玻璃（Na2SiO3溶液）会发生强酸制取弱酸的复分解反应：
Na2SiO3＋2H2O＋CO2==Na2CO3＋H4SiO4↓
C．高温时如下反应可以进行：SiO2＋Na2CO3==Na2SiO3＋CO2↑
但因为CO2成气态逸出，并不说明硅酸比碳酸强，硅酸和碳酸酸性强弱的比较是指在水溶液中的情况。
D．SiO2可以溶于氢氟酸中，这是SiO2的一个重要特性。SiO2＋4HF==SiF4↑＋2H2O 答案：B
[例8] 碳化硅（SiC）的一种晶体具有类似金刚石的结构，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。在下列
三种晶体①金刚石、②晶体硅、③碳化硅中，它们的熔点从高到低的顺序是： [ ]
A． ①③②
B． ②③①
C． ③①②
D． ②①③
分析：此题是给出新情境的信息迁移题。给出的新情境，是碳化硅的一种晶体具有类似金刚石的结构；此
题的考查内容，是化学键与晶体结构。
所列三种晶体均是原子晶体，结构相似，晶体内的结合力是呈空间网状的共价键：
共价键键长：C—C 键＜C—Si 键＜Si—Si 键 共价键键能：C—C 键＞C—Si 键＞Si—Si 键
共价键键长越短，键能越大，则原子晶体的熔点越高。所以三者的熔点由高到低的顺序是：金刚石、碳化硅、
晶体硅。 答案：A
[例9] 物质A 是一种高熔点化合物，不溶于硫酸，硝酸等强酸。A 与纯碱熔融反应，生成化合物B，同时放出气
体C；把气体C 通过B 的溶液中，则得到化合物D；D 在干燥空气中转变为化合物E；将E 加热又得到化合物A。
试写出A、B、C、D、E 的化学式：A____、B____、C____、D____、E____。
分析：此题应根据对实验现象的分析，得出结论。A 是不溶于硫酸、硝酸等强酸的高熔点化合物，它能与纯
碱熔融反应，而且放出气体C，可初步判断A 可能是SiO2，B 可能是Na2SiO3，C 可能是CO2。若把CO2通过Na2SiO3
溶液中，会得到胶状沉淀H4SiO4，H4SiO4在干燥空气中易脱水生成H2SiO3，H2SiO3只有加热才能生成SiO2。这些
都是与题目所给出的实验现象相符合，这就证实A 确实是SiO2。A 判断出来了，其它物质的推断就迎刃而解。
答案：A：SiO2、B：Na2SiO3、C：CO2、D：H4SiO4、E：H2SiO3
[例10] 下列关于二氧化硅的说法是否正确？简释理由。
A．二氧化硅分子是由1 个硅原子和两个氧原子构成； B．二氧化硅又叫硅酐；
5
C．二氧化硅与水化合生成对应水化物硅酸； D．二氧化硅为酸酐与碱反应不与酸反应；
E．二氧化硅与碳酸钠反应生成CO2，所以硅酸酸性比碳酸强。
分析：判断是非题，一般属于概念性知识多，判断的正确率决定于掌握知识的正确性和完整性。A 错，二氧
化硅为原子晶体，晶体是氧原子与硅原子个数比为2∶1 的网状主体结构，没有分子，SiO2为化学式而非分子
式；
B 对，二氧化硅是硅酸的酸酐； C 错，二氧化硅是不溶于水的酸酐；
D 错，二氧化硅为酸酐，具有酸酐的通性，能于碱反应，但二氧化硅具有特性，可与氢氟酸反应；
E 错，二氧化硅与碳酸钠反应生成硅酸钠是在高温，利用CO2的挥发性，促使反应完成，并不能说明硅酸酸
性强于碳酸。 答案：B
[例11] （1）怎样用化学方法检验生石灰里混有的石英和石灰石？并写出有关的化学方程式。
（2）怎样用一种试剂鉴别硅酸钠、硫酸钠、碳酸钠3 瓶未知液？并写出实验现象及结论。
分析：（1）生石灰的成分是氧化钙，若不含杂质，加盐酸能完全溶解并且无气体生成。加盐酸充分反应后
仍有不溶于水的固体，说明有石英杂质存在。加盐酸溶解，但放出无色无味并能使石灰水变浑的气体，说明生
石灰中含有石灰石。
CaO＋2HCl=CaCl2+H2O CaCO3+2HCl=CaCl2＋H2O＋CO2↑ CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O
（2）三种未知液均为钠盐，故应根据酸根离子的特性选择鉴别方法。碳酸盐和硅酸盐都能与盐酸反应，但
现象不同，所以能用盐酸鉴别。用三支小试管分别取三种未知液各少许，分别滴加稀盐酸，有气体生成的是碳
酸钠溶液，有白色胶状沉淀生成的是硅酸钠溶液，无明显现象的是硫酸钠溶液。 答案：见分析
[例12] 如何用所提供的试剂和方法除去各粉末状混合物中的杂质（括号内为杂质）。将所选答案的编号
填入在表内相应的空格内（如果不需要外加试剂，则对应答案栏可空着）。
1．可供选择的试剂：A．盐酸 B．氢氧化钠溶液 C．氧气D．水 E．二氧化碳
Ⅰ．可选用的操作：①水洗 ②加热 ③高温灼烧 ④过滤 ⑤结晶
6
分析：可根据二氧化硅是不溶于水的酸性氧化物；它可跟强碱反应，不跟酸（氢氟酸除外）反应；它受热
不分解等性质。而三氧化二铁，碳酸钙跟盐酸反应；硅酸、氯化铵能受热分解。通过一定操作，除去杂质。除杂
过程中所发生的化学方程式如下：
（1）SiO2＋2NaOH==Na2SiO3＋H2O （3）Fe2O3＋6HCl==2FeCl3＋3H2O
（4）CaCO3＋2HCl==CaCl2＋CO2↑＋H2O （5）H2SiO3
SiO2＋H2O
（6）NH4Cl
NH3↑＋HCl↑
答案：（1）B，④ （2）D，④，⑤ （3）A，④ （4）A，④ （5）③ （6）②
[例13] 锗是ⅣA 族元素，它的单质晶体是一种良好的半导体材料，广泛用于电子工业，锗可以从燃烧的
烟道灰中提取，其过程如下：
试写出上述过程中①、③、④步反应的化学方程式。
①_________________； ③_________________； ④_________________；
分析：Ge 为ⅣA 族，最高正价为+4 价，其氧化物为GeO2，又+4 价稳定，与盐酸不发生氧化还原反应，只发生
碱性氧化物与酸的反应。锗酸的化学式用硅酸迁移即得：H4GeO4或H2GeO3。
①GeO2＋4HCl==GeCl4+2H2O ③H4GeO4
GeO2＋2H20 （或H2GeO3
GeO2+H2O）
④GeO2＋2H2
Ge＋2H2O 答案：见分析
4．实战演练
一、选择题
1.以下气体因与人体的血红蛋白作用而引起中毒的是
A.Cl2
B.SO2
C.H2S
D.CO
2.对反应方程式:SiO2＋3C
SiC＋2CO↑，有关叙述正确的是
A.反应中SiO2是氧化剂，C 只作还原剂 B.Si4＋被还原了，而C 只被氧化了
C.在反应中C 既是氧化剂又是还原剂 D.在反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
3.实验室用石灰石和盐酸制取CO2时，最佳的除杂试剂和方法是
A.水、浓H2SO4、洗气 B.饱和Na2CO3溶液、浓H2SO4、洗气
C.饱和NaHCO3溶液、浓H2SO4、洗气 D.NaOH 溶液、浓H2SO4、洗气
4.下列各组物质中不起反应的是
A.SiO2与纯碱共熔 B.CO2通入Na2SiO3溶液C.SiO2与大理石共熔D.SiO2和浓H2SO4共热
5.将4.14 g Pb 经充分氧化后得到氧化物的质量为4.46 g，则生成的氧化物化学式为
A.PbO2
B.Pb3O4C.PbO
D.Pb2O5
6.由10 g 含有杂质的CaCO3和足量盐酸反应，产生了0.1 mol CO2，推断杂质的组成可能是
A.KHCO3和MgCO3
B.K2CO3和Na2CO3C.MgCO3和Na2CO3 D.Na2CO3和NaHCO3
7
7.某二价金属的碳酸盐和碳酸氢盐的混合物与足量盐酸反应。消耗H＋和产生CO2的物质的量之比为
5∶4，该混合物中碳酸盐和碳酸氢盐的物质的量之比为
A.1∶2
B.2∶3C.3∶4
D.4∶5
8.将m g CaCO3与n g KHCO3分别加入100 mL 0.5 mol·L－1的盐酸中，若反应后两种溶液的质量相等，
则m 与n 的关系是
A.m=n≤2.5
B.m=n＞2.5C.m=n≥5
D.m＜n＜2.5
9.把100 g Na2CO3和NaHCO3的混合物同足量的盐酸反应，放出22.4 L(标准状况）的CO2，则混合物中
Na2CO3的质量分数是
A.68.9%
B.70.3%
C.73.5%
D.77.1%
10.把x mol CO2通入含y mol Ca(OH)2的澄清石灰水中充分反应，下列叙述中错误的是
A.当x≤y 时，生成100x g 沉淀C.当y＜x＜2y 时，生成100（2y－x) g 沉淀
B.当x≥y 时，生成100y g 沉淀D.当x≥2y 时，产生的沉淀全部溶解
11.下列关于硅的说法不正确的是
A.硅是非金属元素，它的单质是灰黑色有金属光泽的固体
B.硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料
C.硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质起反应
D.加热到一定温度时，硅能与氢气、氧气等非金属反应
12.下列物质中能与二氧化硅起化学反应的是
①浓硝酸 ②水 ③王水 ④氢氟酸 ⑤KOH 溶液
A.①②
B.②④
C.④⑤
D.③④
13.能证明金刚石和石墨属于同素异形体的事实是
A.都具有较高的熔点 C.在O2里充分燃烧都只生成CO2
B.都难溶于一般的溶剂 D.在一定条件下，金刚石和石墨可以相互转化
14.由CO2和CO 组成的混合气体，经分析测知含氧质量分数为70%，则该混合气体中CO 和CO2的体积
比为
A.1∶3
B.7∶33
C.33∶7
D.3∶1
15.将CO2通入下列物质的溶液中不与其反应的是
①Na2CO3 ②Na2SiO3 ③NaAlO2 ④C6H5ONa⑤Ca(ClO)2 ⑥CaCl2 ⑦CaCO3
A.①③④⑤⑥
B.①和⑥
C.只有①
D.只有⑥
16.已知金刚砂SiC 是原子晶体，则①金刚石②晶体硅③SiC，三者的熔沸点高低顺序正确的是
A.①＞③＞②
B.③＞②＞①C.②＞①＞③
D.③＞①＞②
17.某混合气体的质量百分组成为CO 占22%、O2占48%、N2占20%、H2占10%，则此混合气体的平均式量
为
A.27.32
B.12.5C.20.17
D.17.95
二、非选择题（共49 分）
18.(14 分)将n mol 木炭粉和1 mol FeO 在反应器中混合，隔绝空气加强热。
(1)可能发生的化学反应有：
①FeO＋C===Fe＋CO↑
②2FeO＋C===2Fe＋CO2↑
③FeO＋CO===Fe＋CO2↑
④
(2)若n＜
，充分反应后，反应器中的固体物质是 ，气体产物是 。
(3)若n＞1，充分反应后，反应器中的固体物质是 ，气体产物是 。
(4)若反应的气体产物是混合物，n 的取值范围是 。
(5)若反应的气体产物是混合物，且混合物中CO 和CO2的物质的量相等，则n 的值为 。
19.(8 分)水蒸气通过灼热的煤所产生的混合气，其主要成分是CO、H2，还含有CO2和水蒸气。请用下列装
8
置设计一个实验，以确认上述混合气中含有CO 和H2。
(1)上图所示装置的正确连接顺序是(填各接口的代码字母)：
混合气→( )( )接( )( )接( )( )接( )( )接( )( )。
(2)确认混合气体中含有H2的实验现象是 。其理由是 。
20.（12 分）（2002 年全国高考理综试题）在25℃，101 kPa 条件下，将15 L O2通入10 L CO 和H2的混合
气体中，使其完全燃烧，干燥后，恢复至原来的温度和压强。
（1）若剩余气体的体积是15 L,则原CO 和H2的混合气体中，V（CO）= L，
V（H2）= L。
（2）若剩余气体的体积为a L,则原CO 和H2的混合气体中,V(CO)∶V(H2)= 。
（3）若剩余气体的体积为a L,则a 的取值范围是 。
21.(7 分)将CO2通入0.02 mol 氢氧化钠的溶液中，产物在低温低压下蒸干，得到固体物质1.37 g。由此计
算通入的CO2在标准状况下的体积是多少L?
22.(8 分)C 和CaCO3的混合物在空气中加强热后，CaCO3完全分解，C 被完全氧化，若生成物中CO2的质
量与原混合物的质量相等，求原混合物中C 的质量分数。
附参考答案
一、1.D 2.C 3.C 4.D
5.解析：4.14 g Pb 为0.02 mol，而反应中增加氧的质量为：4.46 g－4.14 g=0.32 g,即0.02 mol，所以Pb
和O 的原子个数之比为1∶1。 答案：C
6.解析：看式量，要一个大于100，一个小于100 即可。答案：CD
7.B 8.A 9.D 10.B 11.C 12.C 13.C 14.D 15.D 16.A 17.B
二、18.(1)CO2＋C===2CO (2)Fe 和FeO CO2 (3)Fe 和C CO (4)
＜n＜1 (5)2／3
19.(1)(E)(F)接(C)(D)接(A)(B)［或(B)(A)］接(I)(J)接(G)(H)
(2)黑色CuO 变红，无水硫酸铜变蓝 因为H2通过灼热的CuO 后生成Cu 和水蒸气，水蒸气使无水CuSO4
变蓝。
20.（1）5 5 （2）（a－10）∶(20－a) (3)10＜a＜20
21.0.336 L 22.17.35%
高中化学58 个考点精讲
22、硅酸盐工业 新型无机非金属材料
1．复习重点
水泥工业和玻璃工业的基本原理；新型无机非金属材料的特性及主要用途
2．难点聚焦
1．硅酸（H2SiO3）
酸性很弱（弱于碳酸）溶解度很小，由于SiO2不溶于水，硅酸应用可溶性硅酸盐和其他酸性比硅酸强的酸
反应制得。
Na2SiO3＋2HCl == H2SiO3＋2NaCl
硅胶多孔疏松，可作干燥剂，催化剂的载体。
四．硅酸盐
硅酸盐是由硅、氧、金属元素组成的化合物的总称，分布广，结构复杂化学性质稳定。一般不溶于水。
（Na2SiO3 、K2SiO3除外）最典型的代表是硅酸钠Na2SiO3 ：可溶，其水溶液称作水玻璃和泡花碱，可作肥皂填料、
9
木材防火剂和黏胶剂。 常用硅酸盐产品：玻璃、陶瓷、水泥。
2．硅单质与碳相似，有晶体和无定形两种。晶体硅结构类似于金刚石，有金属光泽的灰黑色固体，熔点高
（1410℃），硬度大，较脆，常温下化学性质不活泼。是良好的半导体，应用：半导体晶体管及芯片、光电池。
五．氯元素：位于第三周期第ⅦA 族，原子结构： 容易得到一个电子形成氯离子Cl－,为典型的非
金属元素，在自然界中以化合态存在。
3．例题精讲
[例1] 熔融氢氧化钠反应选用的器皿是 [ ] 答案：D
A．陶瓷坩埚 B．石英坩埚 C．普通玻璃坩埚 D．生铁坩埚
分析：陶瓷的成分中含有SiO2，石英的成分就是SiO2，玻璃的主要成分中也含有SiO2，而SiO2在高温下可
以跟NaOH 发生如下反应：SiO2+2NaOH
Na2SiO3 所以A、B、C 的器皿都不能选用，只能内生铁坩埚。
[例2] 下列溶液中可以盛放在玻璃瓶中，但不能用磨口玻璃塞的是 [ ]。
A．硅酸钠溶液 B．氢氟酸 C．氢氧化钠溶液 D．氯化钠溶液
分析：玻璃的主要成分之一二氧化硅，它能跟氢氟酸迅速反应，所以，氢氟酸不能盛放在玻璃、陶瓷容器
中，只能保存在铅皿或塑料瓶中。氢氧化钠溶液与二氧化硅在常温下反应十分缓慢，所以可以盛放在玻璃瓶中，
但瓶的磨口处的二氧化硅跟氢氧化钠缓慢反应后，生成的硅酸钠是一种矿物胶，使瓶塞与瓶口粘在一起，因此
不能用磨口玻璃塞。硅酸钠溶液可以用玻璃瓶盛放，只是不能用磨口玻璃塞（原因同氢氧化钠溶液）。氯化钠溶
液不跟玻璃中各种成分反应。 答案：AC
[例3] 普通玻璃的主要成分为Na2SiO3·CaSiO3·4SiO2
（1）试计算普通玻璃中相当含有Na2O，CaO 和SiO2的质量分数各是多少？
（2）制造50kg 普通玻璃，需要纯碱、碳酸钙和二氧化硅各多少千克？
分析：Na2SiO3·CaSiO3·4SiO2可用二氧化硅和金属氧化物的形式表示其组成为：Na2O·CaO·6SiO2。
（1）Na2O 的摩尔质量为62g/mol，CaO 的摩尔质量为56g/mol，SiO2的摩尔质量为60g/mol。
（2）由第（1）题求出普通玻璃中各氧化物的质量分数，可计算50kg 普通玻璃中Na2O、CaO 和SiO2的含量：
m（Na2O）：50kg×13％=6.5kg m（CaO）：50kg×11.7％=5.85kg
10
+17
2
8
7
m（SiO2）：50kg×75.3％=37.65kg 再求需纯碱、碳酸钙和二氧化硅的质量：
m（SiO2）：37.65kg
答案：（1）普通玻璃中Na2O 的质量分数为13％，CaO 的质量分数为11.7％，SiO2质量分数为75.3％。
（2）制造50kg 普通玻璃，需要纯碱11.11kg、碳酸钙10.45kg、二氧化硅37.65kg。
[例4] 有A、B、C 三种不溶于水的固体。A 是某元素的一种单质，它在氧气中完全燃烧得到一种无色气体，
此气体能使澄清石灰水变浑浊，另外测得这种气体密度为同温、同压下氧气密度的1.375 倍。B 固体能溶于热
氢氧化钠溶液，再往所得溶液中加入过量盐酸时，析出白色胶状沉淀。此沉淀干燥后，成为不溶于水的白色粉
末，这是一种比碳酸酸性还弱的酸。将B 与石灰石、纯碱按比例混合加热得到C，C 在高温时软化，无固定熔点。
根据以上事实，判断A 为哪种元素的单质？B、C 各是什么物质？写出有关反应的化学方程式。
分析：先求出A 燃烧后生成的气体的相对分子质量，根据该气体的相对分子质量及其反应现象可推出单
质A；再根据B 的有关反应现象可推出B；最后根据制取C 的方法及C 的性质可推出C。
A 物质燃烧后生成的气体的相对分子质量为：32×1.375=44
该气体能使澄清石灰水变浑浊，所以该气体为二氧化碳，A 为碳元素的一种单质。
根据B 物质能与氢氧化钠反应，且能继续与过量的盐酸反应生成一种比碳酸还弱的酸，可推出B 物质为二
氧化硅。
C 物质由石灰石、纯碱、B 物质（二氧化硅）混合加热而得，结合C 物质在高温时软化且无固定熔点，可推知
C 物质为普通玻璃。
答案：A 为碳元素的一种单质。C+O2
CO2
B 为SiO2 SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓
C 为普通玻璃 Na2CO3+SiO2==Na2SiO3+CO2↑ CaCO3+SiO2==CaSiO3+CO2↑
[例5] 某硅酸锌样品含58.6％的锌，而ZnO％与SiO2％的质量分数的总和为100％，写出这样品的化学式
（最简式）。
分析：题目要求写出这样品的化学式（最简式），即是要求通过计算找出ZnO 与SiO2的物质的量之比值，然
后用SiO2和ZnO 的形式表示此硅酸锌样品的组成。
可先由Zn％求算出ZnO％，并求出SiO2％。然后再运用求最简式最基本的方法求出此硅酸锌的组成。
11
SiO2％=1-73.0％=27.0％
该硅酸锌样品的化学式为：2ZnO·SiO2。
[例6] 两个原硅酸分子的OH 原子团之间可以相互作用而脱去一分子水：2H4SiO4===H6Si2O7＋H2O
原硅酸结构为：
则在所得的H6Si2O7分子的结构中，含有的硅氧键数目为 [ ]
A．5 B．6 C．7 D．8
分析：此题是一道选择题，也是一道信息迁移题。给出的新情境是原硅酸结构及脱水反应，考查内容是
H6Si2O7分子中的硅氧键数目。两个原硅酸共有8 个硅氧键，当它们相互作用时，虽然有一个硅氧键断裂，但又
形成一个新的硅氧键，如图所示：
故硅氧键的总数目没有变，仍然是8 个。 答案：D
[例7] 下列离子方程式书写不正确的是 [ ]
A．往NaOH 溶液中通入过量CO2
B．单质硅与烧碱溶液反应
C．石英砂与烧碱反应制水玻璃
D．往水玻璃中通入二氧化碳
分析：往NaOH 溶液中通入适量CO2生成正盐Na2CO3，正盐能与酸反应变为酸式盐，所以当CO2过量时即溶
液中H2CO3过量时，生成物为NaHCO3，故A 式正确。
单质硅能和烧碱溶液反应生成硅酸钠和氢气，NaOH 是易溶于水的强碱，Na2SiO3。是易溶于水的盐，均完全
电离，故Na+可以简化掉，B 式正确。
石英的成分是二氧化硅与烧碱液发生复分解反应生成硅酸钠和水。故C 式正确。
12
碳酸比硅酸酸性强，所以往水玻璃即硅酸钠的水溶液中通入二氧化碳可以制硅酸。反应物中的Na2SiO3和
生成物中的Na2CO3均为易溶于水的盐，能完成电离写成离子式，并且Na+可以简化掉，故D 式不正确。
答案：D
[例8] 有一铅锡合金质量为100g，完全氧化后得到氧化物的混合物质量为116g，求合金中铅、锡的质量
分数各为多少？
解法一：
分析：设100g 铅锡合金中含锡xg，则含铅（100-x）g。①Sn 氧化后的稳定产物是SnO2（＋4 价氧化物稳定），
Sn 的相对原子质量为
Pb 氧化后的稳定产物是PbO（＋2 价氧化物稳定）， Pb 的相对原子质量为207，PbO 的式量为223，
（100-x）
g Pb 氧化生成的PbO 质量必
因为SnO2与PbO 质量共为116g，故可列一元一次方程，解方程求出Sn、Pb 质量。
[解] 设100g 锡铅合金中含锡xg，含铅为（100-x）g。
根据化学式所表示的元素质量分数及题意，列代数方程式：
解得x=43.2（g）
100-x=100-43.2=56.8（g）
答：合金中锡、铅质量分数分别为43.2％、56.8％
解法二：
分析：此题利用物质的量计算也很方便。设100g 合金中含xg，含铅为（100-x）g
13
将SnO2与PbO 由物质的量换算成质量，质量和为116g。
解：设100g 锡铅合金中含锡为xg，含铅为（100-x）g Sn 的物质的量=SnO2的物质的量
Pb 的物质的量=PbO 的物质的量
SnO2与PbO 质量和为116g
解得 x=43.2（g）
（锡的质量）
100-x=56.8（g）
（铅的质量）
Pb％=1-43.2％=56.8％
答：合金中铅、锡分别占56.8％、43.2％
[例9] 称取两份由碳酸钠、碳酸氢钠和碳酸氢铵组成的混合物7.06g。其中：一份加入过量的盐酸，可得
CO2为1792mL（在标准状况下），另一份加热至质量不再减少时为止。冷却后再跟过量盐酸反应，可得CO2为
896mL（在标准状况下）。求原混合物中，碳酸钠、碳酸氢钠和碳酸氢铵的物质的量之比。
分析：此题是根据化学方程式，计算混合物成分物质的量之比的题。解题关键在于正确判断反应物与生成
物、反应物的量与生成物的量之间的关系。
第一份7.06g 混合物，各成分都跟过量的盐酸充分反应，均生成CO2。CO2体积之和为1792mL；第二份
7.06g 混合物加热后，除碳酸氢钠转化为碳酸钠外，碳酸氢铵则因全部转变为气态物质而不存在固体物质了。
混合物中原有碳酸钠及生成的碳酸钠共同跟过量盐酸反应，生成896mLCO2。
解 全过程发生反应的化学方程式为：
Na2CO3＋2HCl==2NaCl＋H2O＋CO2↑
（1）
NaHCO3＋HCl==NaCl＋H2O＋CO2↑
（2）
14
NH4HCO3＋HCl==NH4Cl＋H2O＋CO2↑
（3）
（4）
（5）
设7.06g 该混合物中含Na2CO3、NaHCO3、NH4HCO3分别为x、y、zmol
从化学方程式（1）（2）（3）可知，第一份7.06g 混合物与过量盐酸反应，
共生成CO2为（x＋y＋z）mol
从化学方程式（4）、（5）可知，第二份7.06g 混合物加热，其中
x∶y∶z=0.02∶0.04∶0.02=1∶2∶1 答：Na2CO3、NaHCO3、NH4HCO3的物质的量之比为1∶2∶1。
新型无机非金属材料
[例10] 新型无机非金属材料跟传统硅酸盐材料相比，有什么特性？
【分析】 （1）能承受高温，强度高。如氮化硅陶瓷在1200℃时仍具有高强度。
（2）具有电学特性。有的可作绝缘体，有的可作半导体、导体、超导体。
（3）具有光学特性。有的能发出各色光，有的能透过可见光，有的能使红外线、雷达射线穿过。
（4）具有生物功能。有些对人体组织有较好的适应性，且硬度高、无毒、不溶于水，可直接植于人体内。
15
[例11] 请比较红宝石和蓝宝石成分的异同。人造红宝石和人造蓝宝石各有何用途？
【解答】 两者的主要成分都是Al2O3（刚玉）。刚玉中混有少量铬时，呈现红色，就形成红宝石；刚玉中混有
少量钛时，呈现蓝色，就形成蓝宝石。
人造红宝石硬度高，可制钟表的轴承，它能放大某一波长的光而产生激光，可作固体激光器。人造蓝宝石
因能使紫外线和可见光通过，可用于制造光学仪器。
[例12] 下列说法正确的是 [ ]
A．二氧化硅溶于水显酸性 B．光导纤维传导光的能力非常强，利用光缆通讯，能同时传送大量信息
C．因为高温时二氧化硅与碳酸钠反应放出CO2，所以硅酸的酸性比碳酸强
D．二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸。
分析 二氧化硅不溶于水，不溶于强酸，但溶于氢氟酸。因为它能与碱反应生成盐和水，所以它是酸性氧化
物。硅酸酸性比碳酸弱，它反映在CO2通入Na2SiO3溶液可生成硅酸。而SiO2能和Na2CO3高温下反应生成CO2，它
可说明不挥发的SiO2可把气体CO2制出，但不能说明碳酸和硅酸的相对强弱。 答案：B
4．实战演练
一、选择题（每小题6 分，共48 分）
1.以下说法正确的是
A.纳米材料是指一种称为“纳米”的新物质制成的材料B.绿色食品是指不含任何化学物质的食品
C.生物固氮是指植物通过叶面吸收空气中的氮气D.光导纤维是以二氧化硅为主要原料制成的
2.实验室存放下列各试剂的瓶塞必须用橡皮塞的是
A.澄清石灰水
B.硅酸钠溶液 C.新制氯水
D.氯化钙溶液
3.2MgO·S ｉO2中的酸根离子是
A.SiO
B.Si2O
C.S ｉO
D.SiO
4.将过量的CO2通入下列溶液中，最终出现浑浊的是
A.CaCl2溶液
B.石灰水 C.饱和Na2CO3溶液
D.水玻璃
5.下列各组物质的比较中，正确的是
A.熔点：晶体硅＞碳化硅＞金刚石B.金属活动性：锗＞锡
C.稳定性：CH4＞S ｉH4 D.酸性：H2S ｉO3＞H2CO3
6.欲除去SiO2中混有的少量CaCO3和Fe2O3，最好应加入的试剂是
A.硫酸
B.烧碱
C.氢氟酸
D.盐酸
7.现有下列五个转化，其中不可能通过一步反应实现的是
①SiO2 Na2S ｉO3②CuSO4 C ｕCl2③SiO2 H2S ｉO3
④C ｕO C ｕ（OH）2⑤Ca3（ＰO4）2 Ca（H2ＰO4）2
A.①和②
B.③和④C.②③和④
D.②③④和⑤
8.下列叙述中，不正确的是
A.光导纤维广泛应用于现代通讯，制造光导纤维的主要原料是SiO2
B.二氧化碳不宜用于扑灭金属钠燃烧引起的火灾
C.一定条件下，可将石墨转化为金刚石，这一变化是物理变化
D.氢气作为新型燃料，其突出的优点是氢气轻，便于携带
二、非选择题（共52 分）
9.(12 分)将5 g 含有SiO2的石灰石与267 mL 0.5 mol·L－1的盐酸反应，所得CO2在标准状况下的体积为
16
1064 mL。
(1)中和剩余的盐酸，需1 mol·L－1 NaOH 溶液 mL。
(2)煅烧1 吨这种不纯的碳酸钙，最后残留物质量为 吨。
10.(10 分)氮化硅是一种耐高温陶瓷材料，它的硬度大，熔点高，化学性质稳定，工业上曾普遍采用高纯硅
与纯氮在1300℃反应获得。
(1)氮化硅晶体属于 晶体。
(2)已知氮化硅晶体结构中，原子间都以单键相连，且N 原子和N 原子，Si 原子和Si 原子不直接相连，同
时每个原子都满足8 电子稳定结构，请写出氮化硅的化学式 。
(3)现用四氯化硅和氮气在氢气保护下，加强热发生反应，可得较高纯度的氮化硅，反应的化学方程式为：
。
11.（10 分）普通玻璃的成分Na2CaSi6O14，以氧化物形式可表示为 ，钾云母的化
学式是K2H4Al6Si6O24，以氧化物形式可表示为 。
12.(10 分)由Fe、Si、Al 组成的混合物9.7 g，与足量的稀硫酸反应，在标准状况下可生成5.6 L 氢气。若将
等质量的该混合物与足量氢氧化钠溶液反应，在标准状况下也可产生同样多的氢气。问在上述9.7 g 混合物中
含Fe、Si、Al 各多少克?
13.（10 分）由SiO2和CaCO3组成的混合物26.0 g，经灼烧至质量恒定时，其质量减少8.8 g,试解答：
（1）写出可能发生反应的化学方程式；
（2）求产生的气体在标准状况下的体积；
（3）求原混合物中SiO2的质量。
附参考答案
一、1.D 2.AB 3.C 4.解析：同温下NaHCO3比Na2CO3的溶解度要小。答案：CD
5.C 6.D
7.解析：SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O CuSO4+BaCl2===BaSO4↓+CuCl2
Ca3(PO4)2+4H3PO4===3Cu(H2PO4)2。 答案：B
8.CD
二、9.（1）38.5 (2)0.582
10.(1)原子 （2）Si3N4 (3)3SiCl4+6H2+2N2
Si3N4+12HCl
11.Na2O·CaO·6SiO2 K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O
12.Fe:5.6 g Si:1.4 g Al:2.7 g
13.（1）SiO2+CaCO3
CaSiO3+CO2↑，CaCO3
CaO+CO2↑（2）4.48 L（3）6 g
高中化学58 个考点精讲
23、氮和磷
1．复习重点
1．氮族元素性质的相似性和递变规律；
2．氮气的分子结构及其化学性质；
3．磷的两种同素异形体的有关性质。
2．难点聚焦
1．知识要点：
一．氮族元素
1．氮族元素的原子结构与性质
（1）周期表中的位置：第VA 族（N、P、As、Sb、Bi）
（2）原子结构：
相同点：最外层电子数相同（5e－）
17
不同点：电子层数不同，原子半半径依次增大
（3）主要性质：
①相似性：a、最高价态为＋5，负价为－3，能形成氢化物RH3，Sb、Bi 无负价；最高价氧化对应水化物
HRO3或H3RO4 呈酸性。
②递变性：
（按原子序数增大顺序）：a、原子半径由小到大；b、氢化物的稳定性由强到弱；c、最高价含氧酸
的酸性由强到弱；d、非金属性由强到弱，且比同周期卤族元素、氧族元素弱，金属性渐强。
2．氮气的性质
（1）氮气的物理性质：无色无味，不溶于水比空气略轻的气体。
（2）氮气的化学性质：
分子中N≡N 非常牢固，通常情况下不易与其他物质反应。
N2 与氢气反应生成NH3（高温高压铁触媒）
与氧气在放电条件下生成NO
与活泼金属反应 3Mg+N2 Mg3N2
(3)氮气的用途：
工业上合成氨制硝酸；用作保护气，用于：焊接金属、填充灯泡、保鲜食品；医学上用于冷冻麻醉；高科
技中用液氮制造低温环境等。
3．磷的同素异形体：白磷和红磷
名称
白磷
红磷
分子结构
分子式P4、正四面体型、键角60°
分子晶体、结构复杂
颜色状态
白色或黄色固体
暗红色粉末或固体
溶解性
不溶于水，易溶于CS2
不溶于水，不溶于CS2
毒性
剧毒
无毒
着火点
40℃
240℃
保存方法
保存在水中
密封
相互转化
4．磷及其化合物的性质
（1）磷单质的化学性质和用途
4P+5O2 2P2O5 2P＋3Cl2 2PCl3（l） 2P＋3Cl2 2PCl5（s）
用途：制高纯度磷酸、红磷用于制农药、安全火柴、白磷制造燃烧弹和烟幕弹。
（2）磷的化合物
①P2O5：极易溶于水，是较好的干燥剂（吸湿性很强）能与水作用：
P2O5+H2O（冷）=2HPO3（剧毒） P2O5+3H2O（热）=2H3PO4（无毒）
②H3PO4：无色晶体，与水任意比例互溶，有吸湿性，可作干燥剂，属非氧化性酸，沸点高。
化学性质：具有酸的通性，是三元中强酸，是一种高沸点酸。能与碱中和、与NaBr、NaI 作用。
③磷酸盐：
溶解性：磷酸二氢盐均易溶于水，溶液呈酸性；磷酸盐和磷酸一氢盐除钾、钠、铵盐外不溶于水。
相互转化：
磷
酸
盐
磷酸一氢盐 磷酸二氢盐
2．原理、规律、疑难剖析：
1．氮族元素最外层电子都是5 个，主要显+5、+3、－3 价。本族元素形成的+3、－3 价化合物中其原子已达
到稳定结构，如NH3、PCl3、BiCl3、Mg3N2。
2．在氮族元素中氮和其它元素比较，有很大的特殊性，它的主要化合价有－3、+1、+2、+3、+4、+5 等多种
氮元素能以不同的价态与氧结合，可以形成多种氧化物：N2O、NO、N2O3、N2O4、NO2、N2O5。在这些氧化物中
18
点燃
NO2和N2O4可以通过非氧化还原反应相互转化：2NO2 N2O4。
有关氮的氧化物知识应注意：
①NO 是一种无色无味气体，能与人血液中的血红蛋白结合而使人中毒。接触空气后立即被氧化为NO2
而变红棕色，收集NO 气体必须用排水集气法。实验室中制NO 气体是铜与硝酸反应：
3Cu+8HNO3=3Cu(NO 3) 2+2NO↑+4H2O
NO 在神经信号传递、血压生理调控、血流量控制、免疫调节、抵抗感染等方面起到了重要作用，被称为
“明星分子”或“信使分子”。
②NO2是一种红棕色、具有剌激性气味、有毒的气体。它与水反应，而易溶于水：
3NO2+2H2O=2HNO3+NO↑
在反应中NO2既是氧化剂又是还原剂。
在NO2中，因N 的价态较高，它的氧化性较强，NO2能氧化SO2、KI 等物质：NO2+SO2=SO3+H2O
NO2+2KI=2KNO2+I2（NO2能使湿润的淀粉KI 试纸为蓝）
③ 隐含反应2NO2 N2O4的应用：
在实验测定NO2、N2O4的相对分子质量、比较相同条件下相同物质的量的气体体积大小，以及涉及到NO2
气体的颜色深浅、压强、密度等方面时要考虑此反应。
3．磷酸与碱反应的规律：
=1∶1 时生成NaH2PO4
=1∶2 时生成Na2HPO4
=1∶3 时生成Na3PO4
介于1∶1 和1∶2 之间，则生成
NaH2PO4和Na2HPO4的混合物
介于1∶2 和1∶3 之间，则生成Na2HPO4和Na3PO4的混合物。
3．例题精讲
有关NO、NO2、O2的混合气体和水反应的计算
基本反应 ： 2NO+O2=2NO2------------------（1） 3NO2+H2O=2H2NO3+NO------（2）
1、NO（N2）、NO2混合气体与水反应
例1． 将20ml 充满NO 和NO2的混合气体的试管倒立于盛水的水槽中，充分反应后，剩余气体的体积变为
10ml，求原混合气体中NO 和NO2 各占多少毫升？
解析：NO 不与水反应，NO2与水反应时每一体积的NO2会生成1/3 体积的NO ，所以剩余的气体为未参加反
应的NO 和生成的NO
解法一：设原混合气体中含NO2 xml ，则含NO（20-x）ml
3NO2+H2O=2H2NO3+NO
3 1
x y
3/x=1/y 解之得：y=x/3
由题意得：（20-x）+x/3=10 解得x=15ml 则原NO 的体积 20-15=5ml 答：（略）
解法二： （差量法）设原混合气体中含NO2气体xml
3NO2+H2O=2H2NO3+NO △V
3 （3-1）
x (20-10)
3/x=(3-1)/(20-10) 解得 x=15ml 答：（略）
2、NO2和O2 的混合气体与水的反应 关系式：4NO2+O2+H2O=4HNO3
将（2）×2-（1）得到，目的：消去中间产物NO）
讨论如下：
NO2与O2的体积比
发生的化学反应
剩余气体
=4:1
4NO2+O2+H2O=4HNO3
无
<4:1
4NO2+O2+H2O=4HNO3
O2
19
n(NaO
)
4
PO
3
n(H
>4:1
4NO2+O2+H2O=4HNO3
3NO2+H2O=2H2NO3+NO
NO
例2.将充满NO2和O2的混合气体的量筒倒置于水中，充分反应后，保持气体压强不变，水进入至量筒体积的
一半处停止了，则原混合气体中NO2和O2的体积比是多少？
解析：NO2和O2的体积比不等于4:1，则需讨论NO2和O2分别过量时的两种情况
设混合气体的体积为1，混合气体中NO2的体积为x，则O2为(1- x)
（1）假定原混合气体中V（NO2）：（O2）<4：1
4NO2+O2+H2O=4HNO3
4 1
x y
4/x=1/y 解得y=x/4
剩余的O2：（1-x）-x/4=1/2 解得x=2/5
V（NO2）:V（O2）=2/5:(1-2/5)=2:3
(2) 假定原混合气体中V（NO2）:V（O2）>4:1
4NO2+O2+H2O=4HNO3
4 1
y (1-x)
4/ y =1/(1-x) 解得：y=4(1-x)
暂时剩余NO2：1-[4(1-x)+(1-x)]=5x-4
由反应式：3NO2+H2O=2H2NO3+NO 可知
最后剩余NO ：（5x-4）/3
由（5x-4）/3=1/2 得 x=11/10(不合题意，舍去)
小结： NO2和O2的混合气体与水反应时，当剩余气体的体积大于原混合气体体积的1/3 时，只有一个条件：V
（NO2）:V（O2）>4:1（此结论由同学们自行证明）
3、NO 与O2分别通入水中
关系式：4NO+3O2+H2O=4HNO3
讨论如下：
NO 与O2的体积比
发生的化学反应
剩余气体
=4:3
4NO+3O2+H2O=4HNO3
无
<4:3
4NO+3O2+H2O=4HNO3
O2
>4:3
4NO+3O2+H2O=4HNO3
NO
例3.一定条件下，将等体积的NO 和O2混合于一试管中，然后将试管倒立于盛有水的水槽中，充分反应后剩余
气体的体积与原混合气体的体积之比是多少？
解析： 因为混合气体中NO 和O2的体积比<4:3，则剩余气体为O2
设混合气体中NO 的体积为x，则O2的体积也为x
4NO+3O2+H2O=4HNO3
4 3
x y
4/ x =3 / y 解得：y=3x/4
剩余的O2为x-3x/4=x/4
它与原混合气体的体积比为x/4:2x=1:8
4、NO2、NO、O2的混合气体与水反应
关系式： V（O2）= V（NO2）/4+ 3V（NO）/4
特例，当V（NO）: V（NO2）::V（O2）=1:1:1 时，混合气体全部与水反应，无气体剩余。
例4.常温下盛有10mlNO2和10mlNO 组成的混合气体的大试管倒立于水中，当缓缓通入O2一段时间后，试管
内残留2ml 气体，则通入O2体积可能为多少毫升
解析：残留2ml 气体可能是NO 也有可能是O2，应予以讨论
（1）若残留气体是NO ，则转化为HNO3的NO 为10ml-2ml=8ml
20
则：4NO2+O2+H2O=4HNO3
4 1
10ml y
4 /10ml =1/ y 解得：y=2.5ml
4NO+3O2+H2O=4HNO3
4 3
8ml x
4/8ml =3/ x 解得：x=6ml
共耗氧气V（O2）=2.5ml+6ml=8.5ml
(2)若残留气体2ml 是O2，则：
4NO+3O2+H2O=4HNO3
4 3
10ml z
4/10ml =3/ z 解和z=7.5ml
故通入 V（O2）=2.5+7.5+2=12ml
答：（略）
例5．关于非金属N、O、Cl、P 的叙述，正确的是（ ）
A．在通常情况下其单质均为气体
B．其单质均由双原子分子组成
C．都属于主族元素
D．
每种元素公生成一种氢化物
解析：N、O、Cl 通常情况下单质为气体，且为双原子分子，而P 不是，白磷为P4分子，其中N 的氢化物有
NH3、N2H4等，O 的氧化物有H2O、H2O2，所以A、B、D 选项均不正确。正确答案为C。
例6．氮气与其他单质化合一般需要高温，有时还需高压等条件，但金属锂在常温、常压下就能与氮气化合
生成氮化锂，这是因为（ ）
①此反应可能是吸热反应 ②此反应可能是放热反应
③此反应可能是氮分子不必先分解成为原子④此反应前可能氮分子先分解成为原子
A．①② B．②④ C．②③ D．①④
解析：氮分子中存在N≡N，键能很大，非常
牢固，通常情况下很难断裂N≡N 键成为氮原子与其他物质反应，如果氮分子能与这种物质容易反应，只
可能是氮分子不必先分解为氮原子这种情况；另外化学反应中放热反应一般比较容易发生。综上所述正
确选项应为C 选项。
例7．（2002 年南京市模拟题）工业废气的氮
氧化物（如NO、NO2等，用通式NOx表示）是主要的大气污染物之一。为了保护环境，工业上常通入氨气与
之发生如下反应：
NOx+NH3 N2+H2O
有关此反应，下列说法中错误的是（ ）
A．N2既是氧化产物又是还原产物
B．当x=1 时，每生成2.5mol N2，被氧化的
气体有3mol
C．当x=2 时，有1mol 气体被还原，转移电子4mol
D．反应通式配平表示为：
6 NOx +4x NH3 = （3+2x）N2+6x H2O
解析：分析平配平方程式得到A、D 选项均正确，将x=1 代入6 NOx +4x NH3 = （3+2x）N2+6x H2O 中得到
6NO+4NH3=5 N2+6H2O 分析可知：每生成5mol，被氧化的气体有4mol（被氧化的气体为NH3），则每生成
2.5mol N2，被氧化的气体只有2mol。同理可推得C 选项正确。所以，答案应为选项B。
21
例8．（1994·全国·17）已知磷酸分子
（ ）中的三个氢原子都可以跟重
水分子（D2O）中的D 原子发生氢交换。又知次磷酸（H3PO2）也可以跟D2O 进行氢交换，但次磷酸钠（NaH2PO2）
却不能再跟D2O 发生氢交换。由此可推断H3PO2的分子结构是（ ）
A.
C.
解析：题中所给磷酸分子的结构式是给的一个信息：含氧酸中只有与O 原子直接结合的H 原子才可能电
离出H+，即题中所说的与D2O 中的D 原子发生氢交换。把信息迁移到H3PO2中，由于NaH2PO2不能与D2O
进行氢交换，所以H3PO2只是一元酸，因而其结构式中只有一个—OH，再应用O 原子只能有两个共价键
的基础知识，就不难推出正确选项为B。
4．实战演练
1.有一种磷的结构式是
有关它的下列叙述中不正确的是
A.它完全燃烧时的产物是P2O5
B.它不溶于水
C.它在常温下呈固态
D.它与白磷互为同分异构体
2.下列反应起了氮的固定作用的是
A.N2与H2在一定条件下反应生成NH3
B.NH3经催化氧化生成NO
C.NO 与O2反应生成NO2
D.由NH3制碳铵和尿素
3.关于氮族元素的性质，下列推断错误的是
A.最高价氧化物为R2O5，其水化物化学式为HRO3或H3RO4
B.非金属性：磷＞砷，气态氢化物的还原性：PH3＞AsH3
C.最高价含氧酸的酸性：硒酸＞砷酸＞锗酸
D.所形成的氢化物中BiH3最不稳定
4.下列比较中正确的是
A.硝酸酸性比磷酸强
B.PH3的稳定性大于NH3
C.PH3的还原性大于NH3
D.氮气的化学性质比磷活泼
5.新电灯泡的玻璃柱上涂有一点暗红色物质，以除去灯泡内残留的氧，该物质是
A.Cu2O
B.Fe2O3
C.红磷
D.铜粉
6.红磷和白磷在一定条件下可以相互转化，这一变化属于
A.物理变化
B.化学变化
C.氧化还原反应
D.分解反应
7.在两密闭容器中分别盛有31 g 白磷和1 mol 氧气，控制条件使其发生反应，容器甲：P4＋5O2===Ｐ
22
B.
D.
4O10，容器乙：P4＋3O2===Ｐ4O6，经充分反应后，两容器中分别所得的P4O10和P4O6的物质的量的比为
A.5∶4
B.4∶5
C.4∶3
D.3∶5
8.将（NH4）2CO3加热全部气化后，将气体先通过Na2O2，固体质量增加x g，再通过浓H2SO4，溶液质量增
加y g；若先通过浓H2SO4，溶液增重z g，再通过Na2O2,固体质量增加w g，则x、y、z、w 的质量大小排列顺序
正确的是
A.x＞y＞z＞w
B.w＞z＞y＞x
C.y=z＞x=w
D.z＞y＞x＞w
9.在一定温度和压强下，将一支容积为15 mL 的试管充满NO2后，倒置于一个盛水的水槽中，当试管内液
面上升至一定高度不再变化时，在相同条件下再通入O2，若要使试管内的液面仍保持在原高度，则通入O2的
体积为
A.3.75 mL
B.7.5 mL
C.8.75 mL
D.10.5 mL
10.在下列反应中，氨作氧化剂的是
A.8NH3＋3Br2===6NH4Br＋N2
B.2NH3＋H2S===(NH4)2S
C.2NH3＋2Na===2NaNH2＋H2
D.NH3＋NaH===NaNH2＋H2
11.下列关于磷及其化合物的叙述不正确的是
A.红磷用于制造安全火柴、农药和燃烧弹
B.磷酸二氢盐都易溶于水
C.磷酸是三元酸，比硝酸的酸性强
D.P2O5溶于热水生成磷酸，溶于冷水生成偏磷酸
12.下列制氮气的方法中，不合理的是
A.分离液态空气
B.加热使NH3分解
C.将空气通过足量灼热的铜网
D.将空气通过加热的镁粉
13.把等质量的镁分别放在下列气体中完全燃烧：①纯O2中，②空气中，③CO2中，
④Cl2中，⑤N2中，得到固体物质的质量分别为：m1、m2、m3、m4、m5，其由大到小的关系正确的是
A.①②③⑤④
B.④③①②⑤
C.④③②①⑤
D.④①③②⑤
14.关于磷的下列叙述中，正确的是
①红磷没有毒性而白磷剧毒 ②白磷在空气中加热到260℃可转化为红磷 ③少量白磷保存于水中 ④
红磷可升华，且转化为白磷时属化学变化 ⑤白磷和红磷都可溶于CS2
⑥白磷为非金属单质，其晶体为正四面体型的原子晶体
A.①②③
B.②③④
C.①③④
D.③⑤⑥
15.为了测知红磷在氯气中燃烧的产物，可以根据它的质量增加来确定。现有红磷31 g，在氯气中燃烧其
质量增加150 g，由此可判断这个反应中，红磷燃烧的产物是
A.只有PCl3
B.只有PCl5
C. PCl3和PCl5
D.无法确定
二、非选择题（共55 分）
16.(8 分)第ⅤA 族某元素的单质15.5 g 在空气中充分燃烧生成最高价氧化物。其质量比原单质质量增加
20 g。该元素是 ，此元素原子结构示意图为 。
17.(9 分)雷雨时，从天空落下的雨水中常含有少量硝酸，其原因是(用化学方程式表示)：
①
23
②
③
18.(8 分)实验室合成氨装置如下图。试回答：
装置甲的作用是：
①
②
从乙处导出的气体是 ，检验产物的简单化学方法是
。
19.(10 分)如右所示A、B、C、D、E 变化关系网，均省去了反应所需条件，
(1)如果A 为气体单质，则：A ，B ，C ，D ，E
。
(2)如果A 为固体单质，则：
A ，B ，C ，D ，E 。(均填分子式)
20.(11 分)实验室常用饱和NaNO2与NH4Cl 溶液反应制取纯净氮气，反应式为：NH4Cl＋NaNO2
NaCl
＋N2↑＋2H2O，ΔH＜0，实验装置如下图所示，试回答：
(1)装置中A 部分的分液漏斗与蒸馏烧瓶之间连接的导管所起的作用是 (填写编号)。
a.防止NaNO2饱和溶液蒸发b.保证实验装置不漏气c.使NaNO2饱和溶液容易滴下
(2)B 部分的作用是 。
a.冷凝
b.冷却氮气
c.缓冲氮气流
(3)加热前必须进行的一个操作步骤是 ；加热片刻后，即应移去酒精灯以防反应物
冲出，其原因是 。
(4)收集N2前，必须进行的操作步骤是(用文字说明) 。收集N2最适宜的方法是(填写编号)
。
24
a.用排气法收集在集气瓶中b.用排水法收集在集气瓶中c.直接收集在球胆或塑料袋中
21.（9 分）实验室用稀硝酸与铜反应来制备NO 气体，如果采用（Ⅰ)装置（烧瓶内加入稀硝酸和铜片，必要
时可加热）。实验效果不十分理想，因为从观察到的现象不能有力证明反应产物是NO；有人设计了（Ⅱ)装置
（橡皮塞下端连有铜丝圈），用来做该实验可以达到满意的效果。
（1）用Ⅰ装置做实验时，用排水法收集到的气体的颜色为 色；实验过程中由于观察到
现象，而不能有力证明反应产物是NO。
（2）用Ⅱ装置做实验时，将有关操作补充完全：
①将分液漏斗的活塞打开，从U 形管的B 侧管口注入稀硝酸，一直注到 为止。
②关闭活塞，用酒精灯在U 形管的A 侧加热，当 时，立即撤去酒精灯。
（3）回答下列问题：
①反应在什么情况下可以自动停止？可在何处观察到无色的NO 气体？
②如果再将分液漏斗的活塞慢慢打开，可立即观察到哪些明显现象？
附参考答案
一、1.D2.解析：氮的固定是把单质氮转变成化合物的氮的过程。答案：A3.B 4.AC
5.解析：反应消耗灯泡内少许氧气。答案：C 6.B
7.解析：依反应方程式进行过量与适量的判断后计算。答案：B
8.D 9.C 10.CD 11.C 12.BD
13.解析：用差量法求解比较方便，但注意2Mg+CO2===2MgO+C，固体物质是两部分。答案：B
14.C 15.C
17.①N2＋O2
2NO ②2NO＋O2===2NO2③3NO2＋H2O===2HNO3＋NO↑
18.①干燥气体 ②使两种气体充分混合,并通过观察气泡以调节氢气、氮气流速 NH3及N2和H2的混合
物 用湿润的红色石蕊试纸检验气体，试纸变蓝(或其他合理方法)
19.(1)N2 NO2 NO NH3 HNO3 (2)S SO3 SO2 H2S H2SO4
20.(1)c (2)a (3)检查装置的气密性 本反应为放热反应 (4)将系统内空气排尽 c
21.（1）无 烧瓶内有红棕色气体
（2）①单孔塞下沿与液面间不留有空隙（无气泡存在） ②铜丝上有气泡产生
（3）①当产生的NO 气体将稀HNO3排入U 型管B 侧管内使铜丝网与稀HNO3脱离后反应会立即停止；在
U 型管A 侧管中可观察到无色的NO 气体。②U 型管的B 侧管中的稀HNO3又回到A 侧管内，分液漏斗中有
红棕色气体出现。
高中化学58 个考点精讲
24、 氨、铵盐
1．复习重点
1．氨的分子结构、性质和制取
2．铵盐的结构、性质和用途
25
△
3．氨和铵盐的检验
2．难点聚焦
一．氨
1．氨的结构、性质和用途
（1）氨的结构：
电
子
式：
结构式：
空间构型：三角锥形；NH3是极性分子。
（2）物理性质：无色有特殊剌激性气味的气体，极易溶于水，常温常压下1 体积水能溶解700 体积的NH3 。
（3）化学性质：
①与水反应：
NH3+H2O NH3·H2O NH4
＋+OH―
NH3是唯一能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，常用此性质检验NH3。
②与酸的反应：
NH3+HCl=NH4Cl（生成白烟）
NH3+CO2+H2O=NH4HCO3
③与氧化剂反应：
4NH3+3O2 4NO+6H2O
2NH3+3CuO N2+3Cu+3H2O 8NH3+3Cl2 = N2 + 6NH4Cl
2．氨的实验室法：用铵盐与碱共热 2NH4Cl+Ca(OH) 2 CaCl 2+2NH 3↑+2H 2O
①发生装置：固+固+加热型。与制备O2 和CH4 气体相似；收集NH3 用向下排空气法收集。
②检验：a.用润湿的红色石蕊试纸检验；
b.用沾有浓盐酸的玻璃棒检验，产生白烟。
③干燥：不能用CaCl2、P2O5、浓硫酸作干燥剂，因为NH3能与CaCl2反应生成CaCl2·8NH3。P2O5与浓硫酸均能
与NH3反应，生成相应的盐。所以NH3通常用碱石灰干燥。
3．氨的工业制法
N2+3H2 2NH3
一．铵盐
（1）结构：离子晶体，具有离子键、共价键和配位键，是由非金属元素组成的离子化合物。
（2）物理性质：都是晶体，都易溶于水。
（3）化学性质
①不稳定性：铵盐受热易分解
NH4Cl NH3+HCl NH4HCO3 NH3↑+CO2↑+H2O
NH4NO3受热分解较复杂：NH4NO3 N2O+2H2O 2NH4NO3 2N2↑ +O2↑+4H2O
②与碱反应 NH4
＋+OH― NH3·H2O 或NH4
＋+OH― NH3↑+H2O
③水解反应：NH4
＋+H2O NH3·H2O+H＋
（4）用途：可用作氮肥，炸药，焊药。
（5）NH4
＋的检验：
往待测液中加入NaOH 溶液加热，放出能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，则证明含NH4
＋。
原理、规律、疑难剖析：
1、关于氨水的几个问题
（1）氨气或液氨溶于水得氨水，氨水的密度比水小，并且氨水浓度越大密度越小，计算氨水浓度时，溶质
是NH3，而不是NH3•H2O。
（2）在氨水溶液中存在如下平衡：NH3+H2O
NH3•H2O
NH4
++OH—，氨水显弱碱性，具有碱的通性。氨水可使红色石蕊试纸变蓝，故常用湿润的红
26
△
高温、高
压4
催化剂
△
△
△
△
△
色石蕊试纸检验NH3的存在。
（3）氨水是混合物，溶液中存在微粒有：
三种分子：NH3•H2O、NH3、H2O
三种离子：NH4
+、OH—、及少量H+
（4）氨水是弱电解质溶液，但电解质是NH3•H2O 而不是NH3。
（5）氨水是很好的沉淀剂，可使多种阳离子：Mg2＋、Fe3＋、Al3＋、Ag＋、Cu2＋等生成沉淀。其中AgOH、（或
Ag2O）、Cu(OH) 2 等沉淀遇过量的氨水会生成络离子而溶解。如：
Al3＋+3 NH3•H2O=Al(OH) 3↓ +3NH4
＋
Ag＋+ NH3•H2O=AgOH+NH4
＋
2AgOH=Ag2O+H2O
Ag2O +4 NH3•H2O=2[Ag(NH3)2]+ +2OH―+3H2O
利用此性质在实验室中用氨水制取Al(OH) 3 和银氨溶液。
（6）涉及氨水的离子方程式的书写
①氨水作反应物，用分子式NH3•H2O 表示。
②生成氨水时，如使用的反应物为浓溶液或在加热条件下，用下式表示：
NH4
＋+OH― NH3↑+H2O
③生成氨水时，如使用的反应物为稀溶液，用下式表示：NH4
＋+OH― = NH3·H2O
2、铵盐的分解规律
（1）不稳定性酸的铵盐分解产物为NH3和酸酐及水。如NH4HCO3 NH3+CO2+H2O
（2）挥发性酸对应的铵盐产物为NH3和相应酸。如 NH4Cl NH3+HCl
（3）氧化性酸的铵盐分解产物不附合上述规律。如NH4NO3和（NH4）2SO4（因HNO3和H2SO4有强氧化性，
NH3在加热时有还原性）
一．
氨气制法
1．工业制法其反应方程式：
N2+3H2
高温、高压
2NH3
2．实验室制法
①药品：铵盐（氯化铵）与消石灰固体混合加热
②反应方程式：2NH4Cl +Ca(OH)2 CaCL2+2NH3 +2H2O
③装置：固体 加热 气体，同于实验室用KClO3和MnO2固体混合加热制O2装置
④干燥：常用碱石灰作干燥剂，不能用酸性干燥剂如浓H2SO4、P2O5等。
⑤收集：只能用向下排空气法。
⑥验满：用湿润的红色石蕊试纸放在试管口，也可用玻璃棒蘸有浓氨水，靠近试管口。
⑦注意：a．棉花的作用为防止气体对流，提高收集氨气的速率和纯度。b．不使用NaOH 的原因是加热时
NaOH 碱性强，容易腐蚀试管。消石灰碱性相对弱，且比较疏松，氨气容易逸出。c．制取干燥氨气也不能用
CaCl2作干燥剂，原因是CaCl2和NH3加合生成CaCl2·8NH3。
3．例题精讲
例1.同温同压下，两个等体积的干燥圆底烧瓶中分别充满：①NH3，②NO2，进行喷泉实验。经充分反应后，瓶
内溶液的物质的量浓度为 （ ）
A.①＞② B.①＜② C.①=② D.不能确定
解析:可先设烧瓶容积为1L,则NH3瓶中水充满整个烧瓶,NO2瓶中水充满烧瓶的2/3,如在标准状况下测定,则
氨水的物质的量浓度为c=
,HNO3溶液物质的量浓度为c=
。
参考答案：C
例2.从某些性质看，NH3与H2O 相当，NH4
+与H3O+，NH2
—与O2
—都有相当关系，下列有关方程式不正确的是
27
△
△
△
催化剂
△
△
（ ）
A. NH4Cl+KNH2=KCl+2NH3↑
B. M+2NH3=M(NH2)2+H2↑(M 为二价活泼金属)
C. 2NH4Cl+MNH=MCl2+NH3
D. 2NH4Cl+MO=M(NH2)2+2HCl+H2O
解析:A 中KNH2可看成KOH,反应正确,B 中NH3可看成H2O,反应正确,C 中MNH 可看成MO,反应同样也正确,
而D 中若将NH4Cl 看成H3OCl 即HCl,则有反应2NH4Cl+MO=MCl2+NH3↑+H2O
例3．某化学课外小组所做实验的示意图如下图
图中“ ”表示气体流向，M 是一种子纯净而干燥的气体，Y 为另一种气体。当与M 气体反应时y 气体
过量，E 内有棕色气体产生。实验所用到的物质只能由下列物质中选取：Na2CO3、Na2O2 、NaCl、CaCl2、
(NH4)2CO3碱石灰等固体及蒸镏水。据此实验，完成下列填空：
（1）A 中所用装置的主要仪器有
（2）B 中所选的干燥剂是 ，作用是 。
（3）C 中发生的主要反应的化学方程式是
（4）制取y 气体的D 装置所用的主要仪器是
制取y 的化学方程式是 。
（1）当F 中为紫色石蕊试液时，见到的现象是 主要反应方程式为
、 。
解析：解此题抓住两点：①产生C（或E）气体的条件为Pt丝红热②E 内有红棕色即为NO2，得知M 为
NH3,y 为O2,C 中有NO、NO2、H2O（g）等。
答案：（1）大试管，铁架台（附铁夹），酒精灯，单孔塞和玻璃管。
（2）碱石灰，既除去水蒸气又除去CO2.
（3）4NH3+5O2 Pt 4NO+6H2O （气）
（4）平底烧瓶，分液漏斗，胶塞 ，导管（用锥形瓶代替平底烧瓶也可）
2Na2O2 +2H2O = 4NaOH + O2
（5）紫色石蕊试液变红，3NO2+H2O=2HNO3+NO，HNO3=H++NO –
3。
例4 在室温时有50ml 的混合气体，它们可能由HCl、NH3、CO2、NO 组成。将这些混合气体通过浓H2SO4
后体积减少为35ml ，再通过过量的过氧化钠气体体积又减少为20ml,最后将气体通过水，充分反应后只
剩下10ml 气体。（所有气体体积在同温同压下测定）求：
①
混合气体由哪些气体组成？它们的各占多少毫升？
②
最后剩余气体是什么气体？
解析：50ml 混合气体通过浓H2SO4体积减少为35ml，则NH3体积为50ml-35ml=15ml。由此确定无HCl。由
题意可知还有CO2和NO。设含CO2为xml,NO 为yml,若最后10ml 为NO，则由：3NO2+H2O=2HNO3+NO 可知
需NO2为30ml＞20ml,不合题意，若最后10ml 为O2,则由4NO+3O2+2H2O=4HNO3可知ymlNO 需消耗
ymlO2,
28
再由2CO2+2Na2O2=2NaCO3+O2得生成O2为
ml,
解得
则NH3为15ml，CO2为29ml,NO 为6ml
答案：①混合气体由29mlCO2，15mlNH3，6mlNO 组成。②剩余气体为O2，其体积为10ml.
例5 在密闭容器中，放入碳酸铵和氢氧化钠固体共Ag，将容器加热至200℃，经充分反应后，排出其中
气体，冷却后称得剩余固体的质量为Bg，问容器内碳酸铵和氢氧化钠各多少克？
解析：可能发生如下反应：
(NH4)2CO2 + 2NaOH === 2NH3↑+ 2H2O + Na2CO3 ………①
(NH4)2CO3 === 2NH3↑+ CO2↑+ H2O↑……………………②
在加热过程中应首先发生反应①，只有当(NH4)2CO3过量时才能继续发生反应②。并由以上反应可以看出，
NaOH 过量时减重少，残留固体只有两种情况。一当(NH4)2CO3正好作用或过量时残留物为Na2CO3，二当
NaOH 过量时残留物为Na2CO3和NaOH 的混合物，下面分别讨论。
10据反应(NH4)2CO3 + 2NaOH === Na2CO3 + 2NH3↑+ 2H2O↑
96 80
176 106 34 36
A B
当A/B=176/106 即A=
B 时，两者恰好反应
20当NaOH 过量时，即A>
B 时，根据减少质量确定(NH4)2CO3质量
30当(NH4)2CO3过量，即A<
B 时，残留固体为Na2CO3，可确定参加反应的NaOH 的质量。
答案：（1）当(NH4)2CO3过量或正好作用时
（2）当NaOH 过量时，
4．实战演练
一、选择题：
1、下列气体中最易液化的是
A、N2 B、O2 C、NH3 D、H2
2、既能用浓硫酸，又能用碱石灰干燥的气体是
A、Cl2 B、SO2 C、NO D、NH3
3、下列物质中既能与稀硫酸反应，又能与烧碱溶液反应的是
A、NH4Cl B、NH4HS C、NaHCO3 D、FeS
4、下列各组物质的空间构型完全不同的是
A、NH3和H3O+ B、NH4
+和CH4 C、CO2和SiO2 D、金刚石和晶体硅
5、下列各组气体，在通常条件下能稳定共存的是
A、NH3、O2、HCl B、N2、H2、HCl C、CO2、NO、O2 D、H2S、O2、SO2
6、某混合气体可能有CO、CO2、NH3、HCl、H2和水蒸气中的一种或几种，当依次通过澄清石灰水（无浑浊现
象），氢氧化钡溶液（有浑浊现象）。浓H2SO4、灼热的氧化铜（变红）和无水硫酸铜（变蓝）时，则可断定该混合
29
△
△
气体中一定有
A、HCl、CO2、H2 B、CO、H2、H2O C、CO、H2、NH3 D、HCl、CO、H2O
7、氨水中含氮的微粒最多的是
A、NH3 B、NH3·H2O C、NH4
+ D、OH-
8、下列混合物可用加热方法分离的是
A、碘和氯化铵 B、硫酸钾和氯酸钾 C、氯化铵和硫酸钡 D、碳酸氢钠和碳酸氢铵
9、限用一种试剂，经过一次性实验就能鉴别Na2CO3、(NH4)2SO4、NH4Cl、KNO3溶液，应选用
A、AgNO3溶液 B、NaOH 溶液 C、Ba(OH)2溶液 D、盐酸
10、下列各组离子在水溶液中能大量共存的是
A、CO3
2-、H+、HCO3
-、Ca2+ B、NH4
+、OH-、Ba2+、NO3
-
C、I-、ClO-、NO3
-、H+ D、SO3
2-、SO4
2-、Na+、OH-
二、填空
11、A、B、C 三种气体，A 为无色，在一定条件下A 能与O2反应生成B；B 不溶于水，它能与O2反应生成C；A、
C 气体均溶于水，其水溶液分别呈碱性与酸性。推断。A 、C 。
12、将aL 含(NH4)2SO4与NH4NO3的混合液平均分成两份，向一份中加入b mol 烧碱，加热恰好将其中NH3全
部赶出，向另一份中加入BaCl2溶液完全反应。消耗c mol BaCl2，原溶液中NO3
-的物质的量浓度为 。
三、计算
13、 350 体积（标准状况）的氨气溶解在1 体积的水里，求这种氨水的质量分数和物质的量浓度。（该氨水的
密度为0.924g/mL）
【能力训练答案】
一、
选择题
1、C 2、C 3、B C 4、C 5、B 6、A 7、B 8、C 9、C 10、D
二、
填空
11、NH3、NO2 12、
三、
计算
13、
高中化学58 个考点精讲
25、硝酸
1．复习重点
1、记住硝酸的物理性质。
2、掌握并能灵活运用硝酸的化学性质。
3、掌握实验室制取硝酸的方法。
4、掌握工业上氨催化氧化制硝酸的反应原理，常识性了解其主要生成过程。了解NO
和NO2对环境的污染及其防治方法。
2．难点聚焦
一、
物理性质
纯净硝酸是无色、易挥发，有刺激性气味的液体，密度比水大。因为它的晶体为分子
晶体，所以它的熔沸点较低。因为硝酸分子为强极性分子，所以它能以任意比溶于水。常用浓硝酸的质量分数
大约是69%。98%以上的浓硝酸叫“发烟硝酸”。浓硝酸为挥发性酸，打开瓶盖露置于空气中，瓶口上方观察
30
到白雾。
二、
化学性质
硝酸溶于水发生完全电离：HNO3=H++NO3
-，常用浓硝酸中，硝酸也是以离子形成存
在于水溶液中，因此硝酸具有酸的通性。硝酸是一种强酸，除具有酸的通性外还有它本身的特性。
1、硝酸的不稳定性
4e
4HNO3
△ 2H2O+4NO2↑+O2↑
或光照
硝酸的浓度越大越易分解，温度越高分解越快，光越强分解越快。为了防止硝酸的分
解，必须把它盛在棕色瓶里密封贮放在黑暗而且温度低的地方。常用浓硝酸略带黄色，是因为少部分硝酸分解
而产生的NO2气体溶解在硝酸中的缘故。
如果将浓硝酸加热分解产生的气体收集起来再溶于水时，该混合气可被水完全吸收，无残留气体。这是因
为收集到的气体中
=4:1 溶于水时，发生反应：4NO2+O2+2H2O=4HNO3，恰好均被完全吸收。
2、硝酸的氧化性
硝酸是一种很强的氧化剂，不论稀硝酸还是浓硝酸都有氧化性。硝酸越浓氧化性越强。
同浓度的硝酸温度越高氧化性越强。硝酸能氧化除Pt、Au 之外的绝大多数金属，还能氧化许多非金属（如碳、
硫、磷），及具有还原性的物质（如H2S、Na2SO3、SO2、HBr、HI、Fe2+、Sn2+，松节油、锯未等）。如：
铜、汞、银等不活泼金属与浓硝酸剧烈反应，一般认为生成硝酸盐和二氧化氮而与稀硝酸反应通常需加热，
产生金属硝酸盐和一氧化氮，在反应中硝酸均既表现氧化性又表现酸性。
Cu+4HNO3（浓）= Cu (NO3)2+2NO2↑+2H2O ……………………①
3Cu+8HNO3（稀） △ 3Cu (NO3)2+2NO↑+4H2O …………………②
上述两反应均可用离子方程式表示为：
Cu+4H++2NO3
-=Cu2++2NO2↑+2H2O
3 Cu+4H++2NO3
-=2Cu3++2NO↑+4H2O
值得注意的是切不可以还原产物的价态来判断硝酸氧化性的强弱，必须肯定浓硝酸氧化性强于稀硝酸氧
化性。同时必须切实知道反应中作为氧化剂的硝酸的物质的量等于产生气体（氮的氧化物）的物质的量，即使
产生NO2和NO 的混合气体亦是如此。
反应①可用作实验室制取NO2气体，用平底烧瓶分液漏斗、双孔塞组合实验装置，由于反应剧烈，可控制
滴加浓硝酸的速率控制产生NO2的速率，只能用向上排空气法收集NO2气体，多余的NO2气体可用碱液吸收。
该制取应在通风橱中进行。反应②可作为实验室制取NO 的反应，装置选择固+液 △ 气的装置，只能用排水
法收集。
铝、铁遇冷的浓硝酸产生钝化现象，即浓硝酸将它们表面氧化成一层薄而致密的氧化物薄膜、阻止了进一
步反应的缘故。
铁在过量的浓硝酸中加热发生反应为：Fe+6HNO3（浓） △ Fe (NO3)3+3NO2↑+3H2O
过量的铁在稀硝酸中发生反应为：3Fe+8HNO3（稀） △ 3Fe (NO3)2+2NO↑+4H2O
活泼金属跟稀硝酸反应，由于金属的强还原性，还原产物较为复杂。
例如：4Mg+10HNO3（稀）=4Mg (NO3)2+NH4NO3+3H2O。
王水（浓硝酸和浓盐酸体积比）能使Pt、Au 溶解。
碳、硫、磷等非金属单质在热而浓的硝酸中剧烈反应：
C + 4HNO3（浓） △ CO2↑+4NO2↑+2H2O
S + 6HNO3（浓） △ H2SO4+6 NO2↑+4H2O
P + 5HNO3（浓） △ H3PO4+5 NO2↑+H2O
P4 + 20HNO3（浓） △ 4H3PO4+20 NO2↑+4H2O
某些还原性的化合物能被硝酸氧化：3Na2SO3+2HNO3（稀）=3Na2SO4+2NO↑+H2O
3H2S+2HNO3=3S+2NO+4H2O
2NaBr+4HNO3（稀）△ 2NaNO3+2NO2↑+Br2↑+H2O
31
6KI+8HNO3（稀）=6KNO3+I2+2NO↑+4H2O
三、
硝酸的制法
1、硝酸的实验室制法
硝酸有挥发性，所以在实验室里可以把硝酸盐跟浓硫酸共同加热来制取。反应为：
NaNO3+H2SO4（浓） △ NaHSO4+HNO3↑
装置图：
注意：加热时最好微热。因为HNO3受热易分解。制得的硝酸常略显黄色，是因为溶有少量NO2的缘故。
2、硝酸的工业制法（氨的催化氧化法）
氨氧化生成一氧化氮
两个阶段
一氧化氮氧化生成二氧化氮，二氮化氮被水吸收而生成硝酸
反应方程式：
4NH3（气）+5O2（气） 催化剂 4NO（气）+6H2O（气）+907KJ
2NO（气）+O2（气）= 2NO2（气）+113kJ
3NO2（气）+ H2O（液）= 2HNO3（液）+NO（气）+136KJ
设备：氧化炉、吸收塔
吸收剂：水或稀硝酸
浓缩剂：硝酸镁或浓硫酸
尾气吸收剂：氢氧化钠溶液。（NO+NO2+NaOH=2NaNO2+H2O）
注意点：在吸收反应进行过程中补充一些空气，使吸收生成的NO 再氧化为NO2，NO2
溶于水又生成HNO3和NO，经过多次的氧化和吸收，二氧化氮可以完全地被水吸收，能够尽可能多地转化为
硝酸。因此起始物和反应终产物物质的量间关系为：1molNH3
转化 1molHNO3。
3．例题精讲
例1、1.92gCu 片与定量的浓HNO3作用，当收集到NO2和NO 气体共1.12L 时（标准状况），金属铜恰好全
部作用。则反应中消耗HNO3_______mol 被还原的HNO3________mol，转移电子________mol。
解析：ne=nCu×2=
×2=0.06mol
=0.05mol
×2+0.05mol=0.11mol
答案：0.11、0.05、0.06。
例2、现有下列三个方案用于制取硝酸铜，要求：①不污染环境 ②原料利用率高。请对下列三个方案加以
评价。
方案一：用铜屑与浓硝酸作用。
方案二：用铜屑与中等浓度的硝酸作用，生成的NO 和NO2气体用NaOH 吸收。
方案三：先将铜屑在空气中灼热，使其完全氧化，再用硝酸溶解上述产物。
解析：方案一的制备反应为：Cu+4HNO3（浓） △ Cu (NO3)2+2NO2↑+2H2O。制备1mol Cu (NO3)2需4mol
HNO3，反应放出的NO2未处理，对环境有污染。方案二的制备除含方案一反应外还有反应：3Cu+8HNO3=3Cu
32
(NO3)2+2NO↑+4H2O，制备1mol Cu (NO3)2需
～4mol HNO3。反应放出的NO2和NO 可基本被吸收，对环境
污染较小。方案三的制备反应也有两个：2Cu+O2
△ 2CuO, CuO+2HNO3=Cu (NO3)2+H2O，制备 1mol Cu
(NO3)2需2molHNO3，对环境的污染也较小。
答案：由上综合分析可知，方案三最合理。
例3、在锌跟稀硝酸反应时，若参加反应的锌与消耗的硝酸的物质的量之比为1:2.5 时，则被还原的HNO3
和未被还原的HNO3的物质的量之比为
A、2:5 B、1:4 C、1:5 D、1:9
解析：Zn 与HNO3的物质的量比为1:2.5 即4:10。
则：4Zn+10HNO3=4Zn (NO3)2+N2O↑+5H2O ……………………①
4Zn+10HNO3=4Zn (NO3)2+NH4NO3↑+3H2O ……………………②
按反应①
=1:4，按反应②
=1:9
答案：BD。
例4、工业上由氮气制得氨气，氨再经催化氧化最终制得硝酸，如用去标准状况下560m3空气中的氮气（按
N2占空气体积的4/5 计算），则理论上可制得12mol/ L 的硝酸多少立方米（设反应过程中氮损失16%）？
解析：生成硝酸的体积为V
N2 2NH3 2HNO3
1 2
V×103L/m3×12mol/L
V=2.8m3
答：理论上可制得2.8m312mol/L 的硝酸。
例5.同温同压下，两个等体积的干燥圆底烧瓶中分别充满：①NH3，②NO2，进行喷泉实验。经充分反应后，瓶
内溶液的物质的量浓度为 （ ）
A.①＞② B.①＜② C.①=② D.不能确定
解析:可先设烧瓶容积为1L,则NH3瓶中水充满整个烧瓶,NO2瓶中水充满烧瓶的2/3,如在标准状况下测定,则
氨水的物质的量浓度为c=
,HNO3溶液物质的量浓度为c=
。
参考答案：C
例6.从某些性质看，NH3与H2O 相当，NH4
+与H3O+，NH2
—与O2
—都有相当关系，下列有关方程式不正确的是
（ ）
A. NH4Cl+KNH2=KCl+2NH3↑
B. M+2NH3=M(NH2)2+H2↑(M 为二价活泼金属)
C. 2NH4Cl+MNH=MCl2+NH3
D. 2NH4Cl+MO=M(NH2)2+2HCl+H2O
解析:A 中KNH2可看成KOH,反应正确,B 中NH3可看成H2O,反应正确,C 中MNH 可看成MO,反应同样也正确,
33
而D 中若将NH4Cl 看成H3OCl 即HCl,则有反应2NH4Cl+MO=MCl2+NH3↑+H2O
4．实战演练
一、
选择题：
1、下列有关硝酸化学性质的叙述中正确的是（ ）
A、浓、稀硝酸都能使蓝色石蕊试剂变红
B、硝酸（过量）能与Na2SO3反应，但不生成SO2
C、稀硝酸可与Na2S 反应制得H2S
D、在碘化钾淀粉溶液中滴加稀硝酸溶液呈蓝色
2、污染环境的有害气体中，主要由于跟血红蛋白作用而引起中毒的有毒气体是（ ）
A、SO2 B、CO2 C、NO D、CO
3、某二价金属跟硝酸反应时，金属与硝酸所消耗的物质的量之比为2:5，则反应中唯
一的还原产物可能是（ ）
A、NH3 B、N2O C、NO D、NO2
4、可不用棕色瓶存放，但必须用玻璃塞试剂瓶存放的药品是（ ）
A、氯水 B、硝酸银溶液 C、液溴 D、烧碱
5、Cu 粉放A 稀H2SO4中，加热后也无现象，当加入一种盐后，Cu 粉质量减少，而
溶液变蓝，同时有气体生成，此盐是（ ）
A、氯化物 B、硫酸盐 C、硝酸盐 D、磷酸盐
6、下列酸的酸酐难以由单质间直接化合生成的有（ ）
A、H2CO3 B、HNO3 C、H2SO3 D、H2SO4
7、下列反应中，既能表现出硝酸的酸性，又能表现出其氧化性的是（ ）
A、Fe2O3+HNO3 B、Al (OH)3+HNO3 C、C+HNO3（浓） D、Cu+HNO3
8、当三份Cu 粉分别与过量的稀硝酸、浓硝酸、热的浓硫酸反应后，收集到的气体在
相同状况下体积相等时，三份Cu 粉的质量比为（不考虑NO2转化成N2O4和反应生成气体的溶解）
A、3:1:2 B、3:2:2 C、1:1:2 D、2:6:3
9、下列关于浓硝酸和浓硫酸的叙述，正确的是（ ）
A、常温下都能用铝容器贮存
B、常温下都能与铜较快反应
C、露置在空气中，容器内酸液的质量都减少
D、露置在空气中，容器内酸液的浓度均降低
10、按右图进行实验，试管内装有12mLNO，然后间歇而缓慢
地通入8mLO2。下面有关实验最终状态的描述正确的是（ ）
A、试管内气体呈棕红色 B、试管内气体为无色是NO
C、试管内气体为无色是O2 D、试管内液面高度上升
二、
填空：
11、工业上制硝酸时，为使50%的硝酸转变为96%以上的硝酸，可采取的描施是
_______________________________。
12、检验硝酸钠晶体中硝酸根离子的方法是_______________________。
三、
推断
13、A、B、C、D、E 五种物质能按图示变化（反应条件略）：
①若A 在通常状况下是固体，则A、B、C、D、E 的化学式分别
为：A____, B____, C____, D____, E_____。
②若A 在通常状况下是气体，则A、B、C、D、E 的化学式分别是：A____, B____, C____, D____, E_____。
14、下图中的每方格表示有关的一种反应物或生成物，其中A 和C 为无色气体。
34
+盐酸 A +Na O D +木炭
（I） △
M 加热 B F G
+NaOH C +D E +Cu
△ 催化剂 △ （II）
填写下列空白：
①物质M 可以是_____________，C 是_________________，F 是________________。
②反应（I）的化学方程是___________________________。
③反应（II）的离子方程是___________________________。
一、
选择题：
1、BD 2、CD 3、B 4、C 5、C 6、BD 7、D 8、A 9、AD 10、BD
二、
填空：
11、加入硝酸镁晶体或浓硫酸后进行蒸馏。
12、取少许晶体于洁净试管中加入适量浓硫酸后，插入一根螺旋状粗铜丝，如有红棕色
气体迅速产生，即证明晶体中有硝酸根离子。
三、
推断
13、①S，H2S，SO2，SO3，H2SO4
②N2，NH3，NO，NO2，HNO3
14、①NH4HCO3或（NH4）2CO3，NH3，NO2
②2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2
③3Cu+2NO3
-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O
35
2
2
