一氮气及其氧化物
1．氮气
2．氮的氧化物
氮有多种价态的氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等。
完成NO和NO2的比较表：
(1)氮的氧化物都是大气污染物。
(2)空气中NO2是造成光化学烟雾的主要因素。
(3)空气中NO、NO2主要来源于煤和石油的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂等。
(4)NO2：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。
二硝酸的性质及应用
1．物理性质
硝酸是无色易挥发的液体，有刺激性气味。
2．化学性质
(1)不稳定性
反应：4HNO3(浓)△2H2O＋4NO2↑＋O2↑。
(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。
按要求完成下列反应的方程式：
①与金属反应：
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与非金属反应：
浓硝酸与C的反应：
C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O；
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。
稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式：
3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。
(3)与有机物反应
①硝化反应(与C6H6反应)：
C6H6＋HNO3浓硫酸C6H5NO2＋H2O；
②颜色反应：蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。
三、氨和铵盐
1．氨的分子结构和性质
(1)物理性质
氨气是无色有刺激性气味的气体，易液化可作制冷剂，常温、常压下，1体积的水可溶解体积的氨气。
(2)分子结构
(3)氨的化学性质
①与水的反应
②氨气与酸反应
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。
b．与CO2等酸性氧化物反应：NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3或2NH3＋CO2＋H2O===(NH4)2CO3。
③NH3的还原性——氨的催化氧化
化学方程式：4NH3＋5O2催化剂4NO＋6H2O。
④与盐溶液反应
将氨水加入下列溶液，完成下表：
(4)氨气的实验室制法
2．铵盐及NH的检验
(1)铵盐的物理性质
铵盐都是白色固体，均易溶于水。
(2)铵盐的化学性质
(3)NH的检验
未知液呈碱性湿润的红色石蕊试纸变蓝色，则证明含NH。
3．追根求源——喷泉实验的原理
中学教材中喷泉实验装置如图所示。实验操作是：打开橡皮管上的夹子，挤压滴管的胶头，则烧杯中的水由玻璃管进入烧瓶，形成喷泉。
(1)喷泉实验的原理
因为烧瓶内气体易溶于水或易与水反应，使瓶内压强减小，形成压强差，大气压将烧杯中的水压入烧瓶而形成喷泉。
(2)能形成喷泉的条件
从原理上讲，气体要易溶于水或易与水反应，以形成足够大的压强差；从实验条件上讲，烧瓶内气体要充满，气体和仪器均要干燥，装置的气密性要好。
(3)可以形成喷泉的组合
液体是水时，NH3、HCl、SO2、NO2＋O2等气体均可；液体是NaOH溶液时，Cl2、CO2、H2S、SO2等气体均可。另外SO2和氯水、CH2===CH2与溴水等组合也可形成喷泉。总之，组合条件是：气体在溶液中的溶解度很大或通过反应，使气体的物质的量迅速减小，产生足够的压强差(负压)。
产生压强差的方法一般有：一是使烧瓶外气压增大，烧瓶内气压不变；二是使烧瓶外气压不变，烧瓶内气压减小。上述形成喷泉的组合选用的是第二种方法。
四、氮及其重要化合物的综合应用
注意箭头指出可体现物质的性质，指向可寻找该物质的制备方法。
高频考点一NO、NO2的性质及对环境的影响
例1．汽车排放的尾气中含有NO2，NO2是城市大气污染的主要污染物之一。在日光照射下，NO2发生一系列光化学烟雾的循环反应，从而不断产生O3，加重空气污染。反应过程为①2NO2―→2NO＋2O，②2NO＋O2―→2NO2，③O＋O2―→O3。下列对该反应过程及生成物叙述正确的是()
A．NO2起催化剂作用 B．NO起催化剂作用
C．NO2只起氧化剂作用 D．O3与O2为同分异构体
NO2可以用氢氧化钠溶液吸收，或在一定条件下用氨气与其反应使之转化为无污染的物质，发生反应的化学方程式分别是：2NO2＋2NaOH===M＋NaNO3＋H2O,8NH3＋6NO2===7X＋12H2O。则M、X代表的物质的化学式分别是()
A．NaNO2、N2 B．HNO2、N2
C．NO、HNO3 D．N2、N2
汽车尾气主要含有CO2、CO、SO2、NOx等物质，这种尾气逐渐成为城市空气污染的主要来源之一。
(1)汽车尾气中的CO来自于______________________，NO来自于______________________。汽车尾气对环境的危害主要有______________________(至少填两种)。
(2)NOx能形成酸雨，写出NO2转化为HNO3的化学方程式：_______________________。
(3)汽车尾气中的CO、NOx在适宜温度下采用催化转化法处理，使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体。写出NO被CO还原的化学方程式：__________________________。
高频考点二有关氮的氧化物的简单计算
例2．将充有amLNO和bmLNO2气体的试管倒立于水槽中，然后通入amLO2。气体体积均在同温同压下测定，且ba，则充分反应后，试管中气体在同温同压下的体积为()
A.mL B.mL
C.mL D.mL
在一定条件下，将NO2和O2的混合气体12mL通入足量水中，充分反应后剩余2mL气体(同温同压下)，则原混合气体中氧气的体积为()
①1.2mL②2.4mL③3mL④4mL
A．①②B．②③C．③④D．①④
氮的氧化物和O2、H2O反应的计算方法
(1)NO2和O2混合气体溶于水的计算：
由4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可知：
V(NO2)∶V(O2)
(2)NO与O2同时通入水中：
由4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3
可知：
V(NO)∶V(O2)
(3)NO2、NO、O2三种混合气体通入水中：
①可先将NO和O2转化为NO2，再按上述各种情况分别处理。
②也可先将NO2和H2O反应转化为NO，再按4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3情况处理。
无色的混合气体甲，可能含NO、CO2、NO2、NH3、N2中的几种，将mL甲气体经过如图所示实验的处理，结果得到酸性溶液，而几乎无气体剩余，则甲气体的组成为()
A．NH3、NO2、N2 B．NH3、NO、CO2
C．NH3、NO2、CO2 D．NO、CO2、N2
氮氧化合物(用NOx表示)是大气污染的重要因素，根据NOx的性质特点，开发出多种化学治理氮氧化合物污染的方法。
(1)用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。已知：4NH3＋6NO催化剂5N2＋6H2O,8NH3＋6NO2催化剂7N2＋12H2O。同温同压下，3.5LNH3恰好将3.0LNO和NO2的混合气体完全转化为N2，则原混合气体中NO和NO2的体积之比是________。
(2)工业尾气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理。
①NO2被烧碱溶液吸收时，生成两种钠盐，其物质的量之比1∶1，写出该反应的化学方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②NO与NO2按物质的量之比1∶1被足量NaOH溶液完全吸收后只得到一种钠盐，该钠盐的化学式是______。
高频考点三硝酸的酸性和强氧化性
例3．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纸最终变为红色
B．硝酸能与FeO反应，只表现氧化性
C．硝酸可与Na2S反应制得H2S气体
D．浓硝酸因分解放出的NO2又溶解于硝酸而呈黄色
将相同质量的铜分别与足量的浓硝酸、稀硝酸反应，下列叙述正确的是()
A．硝酸浓度越大消耗的硝酸越少，产生的有毒气体也越少
B．反应中转移的电子总数稀硝酸少
C．试管内壁上的铜用浓硝酸除好，因反应速率快
D．两者用排水法收集的气体的体积相同
下列说法正确的是()
A．在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，再加入Cu(NO3)2固体，铜粉仍不溶解
B．铜与浓硝酸反应的离子方程式为Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O
C．1.0mol·L－1的KNO3溶液中可大量存在H＋、Fe2＋、Cl－、SO
D．硫化铜溶于硝酸的离子方程式为CuS＋2H＋===H2S↑＋Cu2＋
高频考点四硝酸与金属反应的计算
例4．某稀溶液中含有4molKNO3和2.5molH2SO4，向其中加入1.5molFe，充分反应(已知NO被还原为NO)。下列说法正确的是()
A．反应后生成NO的体积为28L
B．所得溶液中c(Fe2＋)∶c(Fe3＋)＝1∶1
C．所得溶液中c(NO)＝2.75mol·L－1
D．所得溶液中的溶质只有FeSO4
将32.64g铜与mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2L。请回答下列问题：
(1)NO的体积为________L，NO2的体积为________L。
(2)参加反应的HNO3的物质的量是________。
(3)待产生的气体全部释放后，向溶液中加入VmLamol·L－1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2＋全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为________mol·L－1。
(4)欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3，至少需要30%的双氧水________g。
高频考点五有关硝酸氧化性的实验探究
例5．如图是用浓硝酸、铜片、水等试剂探究浓、稀硝酸的强氧化性并观察还原产物的实验装置。
Ⅰ.浓硝酸的强氧化性实验
将铜片置于具支试管的底部，在分液漏斗中加入约5mL浓硝酸，往具支试管中放入约2mL浓硝酸，用排水法收集产生的气体。
(1)具支试管中发生反应的化学方程式：___________________________________________
(2)实验中观察到能证明浓硝酸具有强氧化性的现象是
Ⅱ.稀硝酸的强氧化性实验
(3)上述反应完成后，欲进一步证明稀硝酸也具有强氧化性，紧接的简便、合理的实验操作是________________________________________________________________________
(4)能证明稀硝酸与铜反应产生NO的实验现象是________________________(填字母)。
A．c中收集到无色气体
B．c中收集到的无色气体接触空气后变为红棕色
C．b中产生的无色气体接触空气后变为红棕色
Ⅲ.实验反思
(5)利用该装置先进行铜与浓硝酸反应，再进行铜与稀硝酸反应的实验，其好处是________________________________________________________________________。
Ⅳ.问题讨论
用等质量的铜片与等体积的浓硝酸、稀硝酸(硝酸均过量)反应时，发现反应后所得溶液前者呈绿色，后者呈蓝色。对此有两种说法：
①两者颜色不同的原因是因为Cu2＋浓度差异引起的。
②前者溶液呈绿色，是因为生成的红棕色NO2溶解于溶液中引起的。
(6)你认为上述说法________(填“①”或“②”)合理。若是①合理，说明理由，若是②合理，设计一个简单实验证明：____________________________________________________。
高频考点六氨与铵盐的性质及应用
例6．关于氨的下列叙述中，错误的是()
A．氨易液化，因此可用来作制冷剂
B．氨溶解于水显弱碱性，因此可使酚酞溶液变为红色
C．氨气遇到浓盐酸、硫酸都会发生反应，产生白烟现象
D．氨气可被氯气氧化生成N2，同时还可能产生白烟现象
下列说法中正确的是()
A．所有铵盐受热均可以分解，但产物不一定有NH3
B．加热可除去NH4Cl中的少量NaHCO3
C．在盛有硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]溶液的试管中，滴加少量NaOH溶液，在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验，试纸变蓝
D．铵盐都易溶于水，其水溶液均呈酸性
下列关于氨水的说法中，不正确的是()
A．氨水和液氨不同，氨水是混合物，液氨是纯净物
B．氨水中物质的量浓度最大的粒子是NH3·H2O(水除外)
C．氨水显弱碱性，是弱电解质
D．在1mol·L－1氨水中，NH3·H2O、NH、NH3的物质的量浓度之和为1mol·L－1
高频考点七有关喷泉实验的考查
例7．如图是课外活动小组的同学设计的4个喷泉实验方案。下列有关操作不可能引发喷泉现象的是()
A．挤压装置①的胶头滴管，使CCl4全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹
B．挤压装置②的胶头滴管，使NaOH溶液全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹
C．用鼓气装置从装置③的a处不断鼓入空气并打开止水夹
D．向装置④的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开止水夹
喷泉实验是中学化学的一个重要性质实验，也是一种自然现象。其产生原因是存在压强差。试根据下图，回答下列问题：
(1)图甲为化学教学中所用的喷泉实验装置。在烧瓶中充满干燥气体，胶头滴管及烧杯中盛有液体。下列组合中不可能形成喷泉的是________(填字母，下同。)
A．HCl和H2O B．O2和H2O
C．NH3和H2O D．CO2和NaOH溶液
(2)在图乙的锥形瓶中，分别加入足量的下列物质，反应后可能产生喷泉的是________。
A．Cu与稀盐酸
B．NaHCO3与NaOH溶液
C．CaCO3与稀硫酸
D．NH4HCO3与稀盐酸
(3)在图乙的锥形瓶外放一水槽，锥形瓶中加入酒精，水槽中加入冷水后，再加入足量的下列物质，结果也产生了喷泉。水槽中加入的物质不可能是________。
A．浓硫酸 B．生石灰
C．硝酸铵 D．烧碱
(4)城市中常见的人造喷泉及火山爆发原理与上述________装置的原理相似。
(5)如果只提供如图丙(烧瓶内充满NH3)的装置，引发喷泉的方法是______________________
__________________________________________________________________________________________________________________________。
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，如图所示，经充分反应后，瓶内溶液的物质的量浓度为()
A．①② B．①②
C．①＝② D．不能确定
高频考点八氨气的实验室制法
例8．某学习兴趣小组探究氨气的制取实验：
(1)甲同学拟用下列实验方法制备氨气，其中合理的是________(填字母)。
A．将氯化铵固体加热分解收集产生的气体
B．将浓氨水滴入氢氧化钠固体中，收集产生的气体
C．将碳酸氢铵加热分解产生的气体用碱石灰干燥
D．将氯化铵稀溶液滴入氢氧化钠固体中，收集产生的气体
(2)根据上述正确的原理，该同学欲用下列常见的实验室制气装置制取氨气，适宜的装置是________。
(3)气体的性质是气体收集方法选择的主要依据。下列性质与收集方法无关的是____________(填序号)。
①密度②颜色③溶解性④热稳定性⑤与氧气反应
(4)甲同学设计收集氨气的几种装置，其中可行的是________，集气的原理是_____________________________________________________________________________________。
某化学兴趣小组利用如下装置制取氨气并探究氨气的有关性质。
甲
(1)图甲中，仪器A的名称是________，A中盛放的固体是________。
(2)已知单质B是空气中含量最多的成分，则玻璃管中发生反应的化学方程式为_________________________________________________________________。
(3)C装置的作用是_______________________________________________。
(4)若按如图乙所示装置进行NH3性质实验。
乙
①先打开旋塞1，B瓶中的现象是______________________________，原因是______________________________________________，稳定后，关闭旋塞1。
②再打开旋塞2，B瓶中的现象是___________________________________。
高频考点九氮及其化合物的转化
例9．NH3是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图)。下列有关表述正确的是()
A．NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥
B．NH4Cl、HNO3和Na2CO3受热时都易分解
C．NH3和NO2在一定条件下可发生氧化还原反应
D．图中所涉及的盐类物质均可以水解
在下列物质转化中，A是一种正盐，D的相对分子质量比C的相对分子质量大16，E是酸，当X无论是强酸还是强碱时，都有如下的转化关系：
当X是强酸时，A、B、C、D、E均含同一种元素；当X是强碱时，A、B、C、D、E均含另外同一种元素。请回答：
(1)A是________，Y是________，Z是________。
(2)当X是强酸时，E是________，写出B生成C的化学方程式：___________________________
_____________________________________________。
(3)当X是强碱时，E是________，写出B生成C的化学方程式：_____________________
___________________________________________________。
高频考点十含氮物质的性质与实验综合
例10．实验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程如下：
已知实验室可用饱和亚硝酸钠(NaNO2)溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气。
(1)从图中选择制取气体的合适装置：氮气_______________________________________、
氢气______________。
(2)氮气和氢气通过甲装置，甲装置的作用除了将气体混合外，还有________、____________________________。
(3)氨合成器出来经冷却的气体连续通入乙装置的水中吸收氨，________(“会”或“不会”)发生倒吸，原因是________________________________________________________________________________。
(4)用乙装置吸收一段时间氨后，再通入空气，同时将经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内，能使铂丝保持红热的原因是________________________________________________，
锥形瓶中还可观察到的现象是_______________________________________________。
(5)写出乙装置中氨氧化的化学方程式：___________________________________________
(6)反应结束后锥形瓶内的溶液中含有的离子为H＋、OH－、________、________。