2024年高中化學(xué)第一輪大復(fù)習(xí)第3講 氮的循環(huán)

第3講氮的循環(huán)

【課標(biāo)要求】1.結(jié)合真實(shí)情境中的應(yīng)用實(shí)例，或通過實(shí)驗(yàn)探究，了解氮及其主

要化合物的主要性質(zhì)，認(rèn)識(shí)這些物質(zhì)在生產(chǎn)中的應(yīng)用和對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。

2.結(jié)合實(shí)例認(rèn)識(shí)氮及其化合物的多樣性，了解通過化學(xué)反應(yīng)可以探索物質(zhì)的性質(zhì),

實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，認(rèn)識(shí)物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化在促進(jìn)社會(huì)文明進(jìn)步，自然資源綜合利用和

環(huán)境保護(hù)中的重要價(jià)值。

夯-必備知識(shí)

一、氮?dú)?、氮的氧化?/p>

1.自然界中氮的存在和氮的固定

/（游離態(tài)-N,（大氣中.體積分?jǐn)?shù)約為0.78）

氮.素〕部一分為自然固氮和人工固頌

、化動(dòng)植物體內(nèi)、土壤和水體中

2.氮?dú)?/p>

⑴物理性質(zhì)：無色無味氣體，密度比空氣略小，難溶于水。

Q）化學(xué)性質(zhì)

離子化合物，

遇水強(qiáng)烈水解

工業(yè)合成氨條

件：高溫、高

壓、催化劑

條件：放電或

離溫

寫出有關(guān)化學(xué)方程式：

占燃

①3Mq+N23^Mg3N2；

②N2+3H2星港泣需屋

2NH3；

I比IO；IU

③N?+。2放里或國(guó)溫2NO

3.氮的氧化物

⑴氮有多種價(jià)態(tài)的氧化物

氧化物的化學(xué)式NaONON2O3NO2、N2O4N2O5

氮元素的價(jià)態(tài)+1+2+3+4+5

(2)N0、NCh的比較

一,N0N02

顏色無色紅棕色

毒性有毒有毒

溶解性難溶于水易溶于水

2NO+Q>2=

與02或與H20反應(yīng)3NCh+H2O=2HNO3+NO

2NO2

收集方法排水法向上排空氣法

4.人類活動(dòng)對(duì)氮循環(huán)和環(huán)境的影響

(1)大氣污染

①光化學(xué)煙霧：NO*在紫外線作用下，與碳?xì)浠衔锇l(fā)生一系列光化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)

生了一種有毒的煙霧。

②酸雨：NO、排入大氣中后,與水反應(yīng)生成HNCh和HNO2,隨雨雪降到地面。

③破壞臭氧層：NO?可使平流層中的臭氧減少，導(dǎo)致地面紫外線輻射量增加。

⑵水體污染

水體中氮元素的含量增大，會(huì)造成水體的富營(yíng)養(yǎng)化，導(dǎo)致藻類“瘋長(zhǎng)”。

(3)對(duì)人體危害

NO與血紅蛋白結(jié)合使人中毒。

【診斷1】判斷下列敘述的正誤(正確的劃“J”，錯(cuò)誤的劃“X”)。

(1)固氮反應(yīng)一定屬于星化還原反應(yīng)(J)

⑵通過灼熱的鎂粉，可除N2中的少量氧氣(X)

(3)NO中的NCh雜質(zhì)氣體，可通過盛有水的洗氣瓶除去(J)

(4)CO、NO、NO2都是大氣污染氣體，在空氣中都穩(wěn)定存在(X)

二、氨的轉(zhuǎn)化和生成

1.氨的分子結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)

電子式密度氣味水溶性

*?

刺激性

H：\：H極易溶于水

??比空氣小

H氣味(1：700)

2.氨的化學(xué)性質(zhì)

“‘于水NH'+H2?！狽H3HzO—NH'OH-

獸一_迪NH3+HC1=NH,C1

性

3+

^^A1+3NH3H2O=A1(OH)3H-3NH；

-------催叱劑

還原性|—催化氧化：4NHt+5O2==4NO+6H2O

3.鐵鹽

(1)物理性質(zhì)

鐵鹽都是白色固體,均易溶于水。

⑵化學(xué)性質(zhì)

硝酸是無色、易揮發(fā)、有刺激性氣味的液體。

2.化學(xué)性質(zhì)

具有酸的通性

上強(qiáng)酸性質(zhì)黃掠色訊"中

硝化反應(yīng)_華姆再鋌性::與大多數(shù)金屣、

曰而后刀骸幽某些非金屬單

顯色乂應(yīng)蛋白質(zhì)［不穩(wěn)定性，7質(zhì)及還原性化

受熱、.典—合物反應(yīng)

（1）不穩(wěn)定性

濃硝酸分解反應(yīng)的化學(xué)方程式為4HNO3：1^4NO2f+Cht+2H8。

⑵強(qiáng)氧化性

不論濃硝酸、稀硝酸都有強(qiáng)氧化性，而且濃度越大，氧化性越強(qiáng)。

①與金屬（如銅）反應(yīng)

稀硝酸與銅反應(yīng)：3Cu+8HNCh（?。?3Cu（NCh）2+2N0t+4H2O；

濃硝酸與銅反應(yīng)：Cu+4HN0K濃）=CU（NO3）2+2NO2t+2比0。

②與非金屬（如木炭）反應(yīng)

C+4HNO3（濃）=^=C021+4NO2f+2H2O。

③與還原性化合物反應(yīng)

硝酸可氧化H2S、SO2、Na2so3、HI、Fe?+等還原性物質(zhì)。

I提醒，---------

常溫下，鐵、鋁遇濃硝酸能發(fā)生“鈍化”，“鈍化”并不是不反應(yīng)，故常溫下濃

硝酸可以用鐵桶（或鋁梢）盛裝。

【診斷3】判斷下列敘述的正誤（正確的劃“J”，錯(cuò)誤的劃“X”）。

⑴常溫下，鐵、鋁在濃硝酸中的鈍化為化學(xué)變化（J）

⑵濃硝酸在光照下久置，會(huì)變黃（J）

⑶硝酸具有強(qiáng)氧化性，硝酸與Fe反應(yīng)一定生成Fe3+（X）

(4)在LOmolL-i的KN03溶液中可以存在H+、Fe2\Cl，SOv(X)

四、不同價(jià)態(tài)含氮物質(zhì)的轉(zhuǎn)化

氮元素有多種可變化合價(jià)，物質(zhì)的種類繁多，借助“價(jià)類二維圖”，可構(gòu)建氮及

其化合物的知識(shí)結(jié)構(gòu)。

【診斷4】依據(jù)下列氮及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系，判斷下列敘述的正誤(正確的劃

“J，錯(cuò)誤的劃“X”)。

①②③

N,―—>N()―>N(),―>HN()

1-3AIIIII

I

—>NH4N()3

⑴上述路徑①、②、③是工業(yè)生產(chǎn)硝酸的主要途徑(J)

⑵路線I、n、in是自然固氮的一種途徑(J)

⑶上述所有轉(zhuǎn)化都屬于氧化還原反應(yīng)(x)

(4)反應(yīng)③中通入過量02可使NO2完全轉(zhuǎn)化成HNOs(V)

提-關(guān)鍵能力

考點(diǎn)一氮及其氧化物的性質(zhì)和應(yīng)用

題組一氮?dú)饧暗难趸锏男再|(zhì)

1.下列有關(guān)氮?dú)獾恼f法正確的是（）

A.氮?dú)馐怯傻訕?gòu)成的雙原子分子，所以化學(xué)性質(zhì)不活潑

B.lmolN2可與3mol也完全反應(yīng)生成2molNHs

.電閃雷鳴的雨天,雨水中會(huì)含有一定量的硝酸，其中發(fā)生的反應(yīng)之一是

CN2+

2O2=2NO2

D.NO、NO?在一定條件下可相互轉(zhuǎn)化，且二者都是引起光化學(xué)煙霧的大氣污染物

答案D

解析A項(xiàng)，氮原子最外層有5個(gè)電子，氮與氮形成三對(duì)共用電子對(duì)，達(dá)8電子

的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，氮?dú)馀c氫氣反應(yīng)生成氨氣是可逆反應(yīng)，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，

氮?dú)馀c氧氣在放電的條件下生成一氧化氮，錯(cuò)誤。

2.下列反應(yīng)必須加入氧化劑且一步反應(yīng)就能完成的是（）

①N2-NO2②NO2一NO③NO2-HNO3④N2-NO⑤N2-NH3

A.@B.②⑤

C.④D.③④

答案C

解析該題有兩個(gè)要求：（1）必須加入氧化劑；（2）一步反應(yīng)就能完成。反應(yīng)①、③、

④從化合價(jià)角度來看都升高，但反應(yīng)①N2fNCh不能一步反應(yīng)完成；而反應(yīng)

③NO2-HNO3,雖然氮的化合價(jià)升高，但不加氧化劑也能實(shí)現(xiàn)，如3NCh+

在該反應(yīng)中，既是氧化劑又是還原劑；只有反應(yīng)

H2O=2HNO3+NO,NCh

@N2->NO必須加入氧化劑且一步反應(yīng)就能完成。

3.根據(jù)題目信息，完成下列反應(yīng)：

⑴汽車尾氣中的CO、NOx在適宜溫度下采用催化轉(zhuǎn)化法處理，使它們相互反應(yīng)

生成參與大氣循環(huán)的無毒氣體。寫出NO被CO還原的化學(xué)方程式：

(2)用氨可將氮氧化物轉(zhuǎn)化為無毒氣體。如4NH3+6NO催掣5N2+6H2O。寫出氨

氣轉(zhuǎn)化N02的化學(xué)方程式：___________________________________________

該反應(yīng)中氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的質(zhì)量之比為

⑶工業(yè)尾氣中氮的氧化物常采用堿液吸收法處理C

①NO?被燒堿溶液吸收時(shí)，生成兩種鈉鹽，其物質(zhì)的量之比為1：1,寫出該反應(yīng)

的化學(xué)方程式：0

②NO與NO?按物質(zhì)的量之比1：1被足量NaOH溶液完全吸收后只得到一種鈉

鹽，該鈉鹽的化學(xué)式是_________________

催化劑

答案(1)2CO+2NO=N2+2c02

催化劑

(2)8NH?+6NO2=7N2+12H2O

△

4：3

(3)①2NCh+2NaOH=NaNO3+NaNCh+H2O②NaNCh

題組二氮氧化物與水的反應(yīng)

4.常溫常壓下，注射器甲中裝有N02氣體，注射器乙中裝有相同體積的空氣，注

射器與U形管連通，固定活塞。如圖所示，打開兩個(gè)止水夾，足夠時(shí)間后，將會(huì)

看到U形管中液面()

A.a端上升，b端下降

B.a端下降,b端上升

C.U形管中液面無變化

D.無法判斷

答案A

解析注射器甲中的NO?與水反應(yīng)：3NO2+H2O=2HNO3+NO,注射器甲中氣

體的量減小，注射器乙中的空氣與水不反應(yīng)，氣體量不變，故a端液面上升，b

端液面下降。

5.將盛有12mLNOz和02的混合氣體的量筒倒立于水槽中，充分反應(yīng)后，還剩余

2mL無色氣體，則原混合氣體中02的體積和剩余的2mL氣體分別是()

A.1.2mL,NOB.2.4mL,O2

C.3.5mL,O2D.4mL,NO

答案A

解析解題依據(jù)的化學(xué)方程式：

4N0?+Ch+2H2O=4HNO3；

3NO2+H2O=2HNO3+NOo

設(shè)O2的體積為x,剩余的氣體有兩種可能：

①若剩。2,則V財(cái)=X—(X(12mL—x)=2mL,解得x=4mL,B、C兩項(xiàng)均不正

確；

②若剩NO,貝|」丫剩=*><[(12011—幻一4幻=2011,解得工=1.21111,D項(xiàng)不正確，

A項(xiàng)正確。

]歸納總結(jié)》---------

氮氧化物與水、氧氣反應(yīng)的判斷和計(jì)算

?關(guān)系式法

(1)NO和02的混合氣體通入水中

由2NO+O2=2NCh和3NCh+H2O=2HNO3+NO得總反應(yīng)為4NO+3O24-

2H20=4HNO3。

?等于43恰好完全反應(yīng)

當(dāng)體積比

A小于43剩余氣體為。2

V(NO)：￥(().)w)

A大于43剩余氣體為NO

（2）NO乙.和（）乙.）的混合氣體通入水中

由。---和

3NO.,+H,^2HN()3+NO2NO+(),

得總反應(yīng)為。

2N()24N()2+(%+2H?

4HN()3O

廠等于4：1恰好完全反應(yīng)

當(dāng)體積比

小于4:1剩余氣體為（%

V(NO.)：V(()..匚大于：

41剩余氣體為NO

（3）NO、NO2和Ch三種混合氣體通入水中

先按3NO2+H2O=2HNO3+NO計(jì)算出生成NO的體積，再加上原來混合氣體

中NO體積，再按（1）計(jì)算。

?電子守恒法

NO》轉(zhuǎn)化為硝酸時(shí)失去電子，如果是NO》與02的混合氣體，則反應(yīng)中02得到的

電子數(shù)與NO,失去的電子數(shù)相等。

?原子守恒法

4NO2+Ch和4N0+302從組成上均相當(dāng)于2N2O5,都與N2O5+H2O=2HNO3等

效；當(dāng)NO、NO2、O2的混合氣體溶于水時(shí)利用混合氣體中N、0原子個(gè)數(shù)比進(jìn)

行分析判斷。

廣小于2:5剩余（匕

N(N)：N(())—等于2:5恰好完仝反應(yīng)

L大于2:5

剩余氣體為NO

考點(diǎn)二氨的性質(zhì)與制備

題組一氨和鐵鹽的性質(zhì)

1.（2021.江西東湖?南昌二中月考）利用壓強(qiáng)傳感器測(cè)定氨氣的噴泉實(shí)驗(yàn)中的壓強(qiáng)變

化。下列說法錯(cuò)誤的是（）

圖1飄氣噴泉或臉困2噴泉實(shí)臉中瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)變化曲娛

A.燒瓶中制取氨氣時(shí)常用的固體為CaO或NaOH

B.可用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙置于三頸瓶口c處驗(yàn)滿

C.關(guān)閉a，將單孔塞（插有吸入水的膠頭滴管）塞緊瓶口c，擠壓膠頭滴管，打開b,

完成噴泉實(shí)驗(yàn)，電腦繪制三頸瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)變化曲線如圖2,C點(diǎn)時(shí)噴泉最劇烈

D.常溫下完成該實(shí)驗(yàn)，假設(shè)溶液剛好充滿燒瓶且混合均勻，則溶液的物質(zhì)的量濃

度大于1/22.4mol/L

答案D

解析固體為CaO或NaOH能夠與氨水中的水反應(yīng)或遇水放熱，且溶液呈堿性，

使NH3H2O的電離平衡逆向移動(dòng)，則燒瓶中制取氨氣時(shí)常用的固體為CaO或

NaOH,A說法正確；氨氣遇到濕潤(rùn)的紅色石蕊顯藍(lán)色，則可用濕潤(rùn)的紅色石蕊

試紙置于三頸瓶口c處驗(yàn)滿，B說法正確；關(guān)閉a,將單孔塞（插有吸入水的膠頭

滴管）塞緊瓶口c,擠壓膠頭滴管，打開b,完成噴泉實(shí)驗(yàn)，電腦繪制三頸瓶?jī)?nèi)壓

強(qiáng)變化曲線中，C點(diǎn)時(shí)容器內(nèi)外壓強(qiáng)差最大，則噴泉最劇烈，C說法正確；D.若

為標(biāo)準(zhǔn)狀況下完成該實(shí)驗(yàn)，假設(shè)溶液剛好充滿燒瓶且混合均勻，容器的容積為V

VL

L,則溶液的物質(zhì)的量濃度=22.藍(lán)4。1=mmWL,則常溫下應(yīng)小于該值，D

說法錯(cuò)誤。

2.下列說法錯(cuò)誤的是（）

A.檢驗(yàn)溶液中是否含有NFU的實(shí)驗(yàn)操作是取少量試液于試管中加入NaOH溶液

并加熱，用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)產(chǎn)生的氣體

B.加熱NH4C1和Ca（0H）2的混合物，并將產(chǎn)生的氣體通入酚猷溶液中，溶液變成

紅色

C.施肥時(shí)，草木灰（有效成分為K2co3）不能與NH4cl混合使用的原因是K2cCh與

NH4C1反應(yīng)生成氨氣會(huì)降低肥效

D.因NH4HCO3受熱易分解，所以可用作氮肥

答案D

解析NH：與NaOH溶液共熱生成氨氣，氨氣是堿性氣體，能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊

試紙變藍(lán)，A正確；NH4。與Ca（OH）2混合加熱生成氨氣，氨氣通入酚獻(xiàn)溶液中,

溶液變成紅色，B正確；K2c03溶于水顯堿性，與NH4cl反應(yīng)生成氨氣會(huì)降低肥

效，C正確；NH,HCCh中含有氮元素，可用作氮肥，D錯(cuò)誤。

題組二氫的實(shí)驗(yàn)室制法

3.下列是實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的裝置和選用的試劑，其中錯(cuò)誤的是（）

濃

氨

水

氧

化

鈣

0

答案A

解析NH4cl加熱生成的NH3和HC1,冷卻后又生成NH4。，不能得到NH-

4.（2021-1月江蘇適應(yīng)性考試）實(shí)驗(yàn)室制取NHs時(shí)，下列裝置能達(dá)到相應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

是（）

A.生成NH,B.干燥N5

“Honxy

2

C.收集NHjD.吸收NH,尾氣

答案B

解析實(shí)驗(yàn)室用加熱NH4C1和Ca(0H)2固體混合物的方法制取少量氨氣，制取裝

置中試管口應(yīng)該略向下傾斜，防止水倒流引起試管炸裂，故A錯(cuò)誤；堿性氣體選

用堿性干燥劑，可用堿石灰干燥氨氣，故B正確；氨氣的密度比空氣小，應(yīng)該用

向「排空氣法，故C錯(cuò)誤；氨氣極易溶于水，裝置圖中導(dǎo)管不能直接插入水中，

否則會(huì)引起倒吸，故D錯(cuò)誤。

］知識(shí)歸納*---------

?氨氣制備的其他方法

方法化學(xué)方程式(或原理)氣體發(fā)生裝置

加熱V

NH3H2O=^=NH3t+H2O

濃氨水t

Cr=□

濃氨水+固體NaOH溶于水放熱，促使氨水分解，且

NaOHOH一濃度的增大有利于NH3的生成\

CaO與水反應(yīng)，使溶劑(水)減少；反應(yīng)放

濃氨水+固體

熱，促使氨水分解?；瘜W(xué)方程式為

CaO1

NH.vH2O+CaO=NH3t+Ca(OH)2

?實(shí)驗(yàn)裝置的創(chuàng)新

實(shí)驗(yàn)裝置的創(chuàng)新：對(duì)于一些加

熱易熔化的固體物質(zhì),可選用

該裝置進(jìn)行加熱分解.如草酸

?晶體(H2c2H2O)l00七開始

失水,101.5t：熔化，】50t左

右分解產(chǎn)生由0、CO、CO2

收集和尾氣吸收裝置創(chuàng)新：

①收集裝置密封.可防止空氣

對(duì)流,提高收集到NH,的純度,

②用水吸收多余的NH,以防污

酚猷

?染環(huán)境，倒扣的漏斗防止倒I吸。

和水③根據(jù)倒扣漏斗下沿與液面接

觸處溶液顏色變紅,判斷圓底

燒瓶中已收集滿NH,

微專題12口員泉實(shí)驗(yàn)的拓展與應(yīng)用

【進(jìn)階學(xué)習(xí)】

1.噴泉實(shí)驗(yàn)的原理

使燒瓶?jī)?nèi)外在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生較大的壓強(qiáng)差，利用大氣壓將燒瓶下面燒杯中的液體

壓入燒瓶?jī)?nèi)，在尖嘴導(dǎo)管口形成噴泉。

2.形成噴泉實(shí)驗(yàn)的氣體和吸收劑

CO2、C12、NO、O2NO2、O2

氣體HC1NH3NO2

SO2、H2s（4：3）（4：1）

吸收水、NaOHNaOH

水水水水

劑溶液溶液

3.噴泉實(shí)驗(yàn)裝置及創(chuàng)新設(shè)計(jì)

噴泉實(shí)驗(yàn)是中學(xué)化學(xué)的重要實(shí)驗(yàn)，其本質(zhì)是形成壓強(qiáng)差而引發(fā)液體上噴，依托教

材中的實(shí)驗(yàn)裝置可設(shè)計(jì)下圖所示的不同裝置和采用不同的實(shí)驗(yàn)操作（如氣體溶于

水或與液體反應(yīng)或產(chǎn)生氣體等）來形成噴泉。

裝置設(shè)計(jì)說明

改變了膠頭滴管的位置，膠頭滴管擠入少量水于試劑瓶中，即可使少量溶

I液沿導(dǎo)管進(jìn)入燒瓶中，導(dǎo)致大量的NH3溶解，燒瓶?jī)?nèi)形成負(fù)壓而產(chǎn)生噴

泉

省去了膠頭滴管，用手（或熱毛巾等）捂熱燒瓶，氨氣受熱膨脹，趕出玻璃

II導(dǎo)管內(nèi)的空氣，氨與與水接觸，即發(fā)生噴泉（或用浸冰水的毛巾“冷敷”

燒瓶，使水進(jìn)入燒瓶中，瓶?jī)?nèi)氨氣溶于水）

在水槽中加入能使水溫升高的物質(zhì)致使錐形瓶?jī)?nèi)酒精因升溫而揮發(fā)，錐形

III

瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)增大血產(chǎn)生噴泉

向?qū)Ч苤型ㄈ胍欢康腍2s和S02,現(xiàn)象為有淡黃色粉末狀物質(zhì)生成,瓶

IV

內(nèi)壁附有水珠，NaOH溶液上噴形成噴泉

V打開①處的止水夾并向燒瓶中緩慢通入等體積的HC1氣體后關(guān)閉該止水

夾，等充分反應(yīng)后再打開②處的止水夾，觀察到先有白煙產(chǎn)生，后產(chǎn)生噴

泉

擠壓膠頭滴管，然后打開導(dǎo)管上部的兩個(gè)活塞，則在右面燒瓶出現(xiàn)噴煙現(xiàn)

VI

象，再打開導(dǎo)管下部活塞，則可產(chǎn)生雙噴泉

（典例］利用如圖所示的裝置，可以驗(yàn)證NH3和HCI的有關(guān)性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)前a、

b、c活塞均關(guān)閉。

HCI

裝水的

更膠頭滴管

■㈤。

⑴若要在燒瓶n中產(chǎn)生“噴泉”現(xiàn)象，燒瓶I中不產(chǎn)生“噴泉”現(xiàn)象，其操作方

法是

⑵若先打開a、c活塞，再擠壓膠頭滴管，在燒瓶中可觀察到的現(xiàn)象是

⑶通過擠壓膠頭滴管和控制活塞的開關(guān)，在燒瓶I中產(chǎn)生“噴泉”現(xiàn)象，燒瓶H

中不產(chǎn)生“噴泉”現(xiàn)象，其操作方法是_________________________________O

若要在該裝置中產(chǎn)生雙噴泉現(xiàn)象，其操作方法是_________________________

答案（1）先打開a、b活塞，再擠壓膠頭滴管（或先擠壓膠頭滴管，再打開a、b

活塞）

⑵燒瓶H中導(dǎo)管口處產(chǎn)生白煙

⑶先打開a、c活塞，再擠壓膠頭滴管（或先打開a活塞，擠壓膠頭滴管，再打開

C活塞），片刻后，關(guān)閉a活塞，然后打開b活塞先打開a、c活塞，再擠壓膠頭

滴管（或先打開a活塞，擠壓膠頭滴管，再打開c活塞），片刻后，打開b活塞

解析（1）打開a、b活塞，再將膠頭滴管中的水?dāng)D入燒瓶n中，由于NH3極易溶

于水，使燒瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)迅速減小，燒杯中的水迅速進(jìn)入燒瓶H中，形成噴泉。

（2）先打開a.c活塞，再將膠頭滴管中的水?dāng)D入燒瓶II中，燒瓶H中的壓強(qiáng)迅速

減小，燒瓶I中的HC1氣體會(huì)進(jìn)入到燒瓶H中，且與NH3化合生成NH4cl而產(chǎn)

生白煙。（3）在（2）基礎(chǔ)上，若關(guān)閉a活塞，打開b活塞，燒杯中的水會(huì)迅速進(jìn)入燒

瓶I中，形成噴泉；若打開b活塞，不關(guān)閉a活塞，燒瓶中的水便會(huì)同時(shí)進(jìn)入燒

瓶I和H中，形成雙噴泉。

【專題精練】

1.（202。全國(guó)卷III）噴泉實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。應(yīng)用下列各組氣體-溶液，能出現(xiàn)噴

泉現(xiàn)象的是（）

稀鹽酸

稀氨水

稀H2s04

飽和NaHCCh溶液

答案B

解析H2s與稀鹽酸不反應(yīng)，且在稀鹽酸中的溶解度較小，向圓底燒瓶中擠入少

量稀鹽酸，不能造成圓底燒瓶?jī)?nèi)氣壓明顯減小，不能形成噴泉，A項(xiàng)錯(cuò)誤；HC1

能與稀氨水反應(yīng)，向圓底燒瓶中擠入少量稀氨水會(huì)造成圓底燒瓶?jī)?nèi)氣壓明顯減小，

能形成噴泉，B項(xiàng)正磔；NO與稀硫酸不反應(yīng)，且在稀硫酸中溶解度非常小，向

圓底燒瓶中擠入稀硫酸，不能造成圓底燒瓶?jī)?nèi)氣壓明顯減小，不能形成噴泉，C

項(xiàng)錯(cuò)誤；CO2在飽和NaHCCh溶液中的溶解度較小，向圓底燒瓶中擠入飽和

NaHCCh溶液，不能造成圓底燒瓶?jī)?nèi)氣壓明顯減小，不能形成噴泉，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

2.如圖裝置中，干燥燒瓶?jī)?nèi)盛有某種氣體，燒杯和滴管內(nèi)盛放某種溶液。擠壓滴

管的膠頭，下列與實(shí)驗(yàn)事實(shí)不相符的是（）

A.CO2（NaHCO3溶液）/無色噴泉

B.NHS（H2O中含酚敷）/紅色噴泉

C.H2s（CuSO4溶液）/黑色噴泉

D.HCl（AgNO3溶液）/白色噴泉

答案A

解析二氧化碳難溶于碳酸氫鈉溶液，不能產(chǎn)生壓強(qiáng)差，無法形成噴泉，A項(xiàng)與

實(shí)驗(yàn)事實(shí)不相符。

考點(diǎn)三硝酸的性質(zhì)與應(yīng)用

【典例】有稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL，平均分成兩份。向其中一份中

逐漸加入銅粉,最多溶解9.6g0向另一份中逐漸加入鐵粉，產(chǎn)生氣體的體積隨鐵

粉質(zhì)量增加的變化如圖所示，且每一階段只對(duì)應(yīng)一個(gè)反應(yīng)（已知硝酸只被還原為

NO氣體）。下列分析或結(jié)果錯(cuò)誤的是（）

V/L

O5.68.414.0m(Fc)/g

A.原混合酸中N03■?的物質(zhì)的量為0.1mol

B.OA段產(chǎn)生的是NO,AB段的反應(yīng)為Fe+2Fe3+=3Fe2+,BC段產(chǎn)生H2

第二份溶液中最終溶質(zhì)為

C.FeSO4

D.H2so4濃度為2.5mol-L-1

答案A

解析鐵粉既能與硝酸反應(yīng)也能與硫酸反應(yīng)，題圖中，。4段產(chǎn)生的是NO,反應(yīng)

為Fe+N03+4Hl=Fe34+NOt+2H2O；AB段的反應(yīng)為Fe+2Fe34=3Fe2+；

BC段產(chǎn)生的是H2,反應(yīng)為Fe+2H+=Fe2++H2t。根據(jù)OA段發(fā)生反應(yīng)的離子

方程式可知第二份溶液中NO1的物質(zhì)的量為0.1mol,則原混合酸中

56gmol1

NOi■的物質(zhì)的量為0.2mol。第二份溶液中最終溶質(zhì)為FeSCh,此時(shí)參加反應(yīng)的鐵

的質(zhì)量是14.0g,物質(zhì)的量為0.25mol,FcSO4n/?(Fe2+):〃(SO1)=1：1,故

〃(H2so4)=〃(Fe)=0.25mol,原混合酸中H2so4濃度為唔普=2.5molL，綜

U?11—z

上所述，A項(xiàng)符合題意。

］規(guī)律方法*---------

金屬與硝酸反應(yīng)計(jì)算的思維流程

兩個(gè)pl、原子守恒

噪武?電子守恒

起酸性作用的

HNO,的物質(zhì)的

一個(gè)

量等于生成的

硝酸鹽中NO；

的物質(zhì)的量

利用離子方程式

一個(gè)

快速找出各種量

4^5

的相互關(guān)系

【題組訓(xùn)練】

1.硝酸是化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中最常用的試劑之一，下列有關(guān)硝酸的說法不正確的是

()

A.濃硝酸和氯水用棕色試劑瓶保存，原理相同

B.將分別蘸有濃硝酸和濃氨水的玻璃棒相互靠近時(shí)，有白煙生成

C.常溫下鐵和鈾都不溶于濃硝酸，原理相同

D.濃硝酸濺到皮膚上，皮膚會(huì)變黃

答案C

解析A項(xiàng)，HN03和氯水中的HCIO見光都易分解，都應(yīng)避光保存，正確；B項(xiàng),

濃HNOs和濃氨水都具有揮發(fā)性，HN03與NH3化合生成白色固體小顆粒NH4NO3,

正確；C項(xiàng)，常溫下，鐵在濃硝酸中鈍化，而Pt與濃硝酸不反應(yīng)，原理不同，錯(cuò)

誤；D項(xiàng)，濃HNCh能使蛋白質(zhì)顯黃色，正確。

2.在通風(fēng)櫥中進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)：

去揄入Cu.A'01

步驟

'濃…F"HNO3

A稀HNO)

1

Fe表面產(chǎn)生大量無色

Fe表面產(chǎn)生少量紅棕Fe、Cu接觸后，具表面

現(xiàn)象氣泡，液面上方變?yōu)榧t

色氣泡后，迅速停止均產(chǎn)生紅棕色氣泡

棕色

下列說法不正確的是()

A.I中氣體由無色變紅棕色的化學(xué)方程式：2N0+O2=2NO2

B.II中的現(xiàn)象說明Fe表面形成致密的氧化膜，阻止Fe進(jìn)一步反應(yīng)

C.對(duì)比I.II中現(xiàn)象，說明稀HNO3的氧化性強(qiáng)于濃HNO3

D.針對(duì)IH中現(xiàn)象，在Fe、Cu之間連接電流計(jì)，可判斷Fe是否被氧化

答案C

解析A.鐵放入稀HNO3中發(fā)生反應(yīng)Fe+4HNO3(稀)=Fe(NCh)3+NOt+

2H20,NO逸出，遇到02生成N02,氣體由無色變?yōu)榧t棕色；B.鐵放入濃HN03

中，在常溫下會(huì)鈍化，即在Fe表面形成致密的氧化膜，阻止Fe進(jìn)一步反應(yīng)；C.

濃HN03的氧化性強(qiáng)于稀HN03；D.在鐵、銅之間加一個(gè)電流計(jì)，根據(jù)電子的流

向，可判斷鐵是否被氧化，若電子由鐵移動(dòng)到銅，則鐵被氧化。

|名師點(diǎn)撥^---------

多角度突破HNOs的強(qiáng)氧化性

?硝酸與金屬的反應(yīng)

①除Au、Pl等少數(shù)金屬外，硝酸幾乎可以氧化所有的金屬。

②活潑金屬與硝酸反應(yīng)不生成H2,硝酸的濃度不同，還原產(chǎn)物不同。

③常溫下濃硝酸能使Fe、Al鈍化。

?硝酸與非金屬的反應(yīng)

非金屬單質(zhì)+濃硝酸-最高價(jià)氧化物或其含氧酸+NO?t+H2OO

?硝酸與還原性化合物的反應(yīng)

可以氧化具有還原性的化合物或離子，如HI、HBr、SO2、Fe2\FeO、Br\I\

s2\soM等均能被HNO3氧化。

考點(diǎn)四氮及其化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系及應(yīng)用

題組一氮在自然界中的循環(huán)

1.氮元素在海洋中的循環(huán)是整個(gè)海洋生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。海洋中無機(jī)氮的循

環(huán)過程可用下圖表示。下列關(guān)于海洋氮循環(huán)的說法正確的是（）

N2O反硝化作用

A.海洋中的氮循環(huán)起始于氮的氧化

B.海洋中的氮循環(huán)屬于固氮作用的是③

C.海洋中的反硝化作用一定有氧氣的參與

D.向海洋中排放含NOT的廢水會(huì)影響海洋中NH9的含量

答案D

解析A項(xiàng)，海洋中的氮循環(huán)起始于氮的還原，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，海洋中的氮循環(huán)屬

于固氮作用的是②，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，反硝化作用是氮元素化合價(jià)降低的過程，反硝

化細(xì)菌在氧氣不足的條件下還原N,不一定有氧氣參與，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，由氮的循

環(huán)過程可知，硝酸根離子增多，反硝化作用增強(qiáng)，會(huì)進(jìn)一步影響海洋中NH；的含

量，正確。

2.一定條件下，含氮元素的物質(zhì)可發(fā)生如圖所示的循環(huán)轉(zhuǎn)化。

回答下列問題：

(1)氮的原子結(jié)構(gòu)示意圖為0

⑵圖中屬于“氮的固定”的是____________(填字母，下同)；轉(zhuǎn)化過程中發(fā)生非

氧化還原反應(yīng)的是___________O

⑶若“反應(yīng)h”是在NCh和H20的作用下實(shí)現(xiàn)，則該反應(yīng)中氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物

的物質(zhì)的量之比為。

(4)若“反應(yīng)i”是在酸性條件下由NO3-與Zn的作用實(shí)現(xiàn)，則該反應(yīng)的離子方程

式為

答案⑴(2)k和ca和1

+2+

(3)2：1(4)4Zn+2NO3'+l()II=4Zn+N2O1+5II2O

解析⑶反應(yīng)h的化學(xué)萬程式為3NO2+H2O=2HNO3+NO,HNO3是氧化產(chǎn)物,

NO是還原產(chǎn)物，因此氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為2：lo

題組二氮及其化合物轉(zhuǎn)化關(guān)系的綜合應(yīng)用

3.（2021.1月廣東適應(yīng)性考試培B分含氮物質(zhì)的分類與相應(yīng)氮元素的化合價(jià)關(guān)系如

圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是（）

A.a可經(jīng)催化氧化生成b

B.b為紅棕色，可轉(zhuǎn)化為c

C.密閉體系中，c存在2NO2N2O4

D.d的溶液與Cu反應(yīng)可生成b或c

答案B

解析A.由題中信息知，a為NH3,b為NO,NH3可經(jīng)催化氧化生成NO,A說

法正確；B.b為NO,光無色氣體，與氧氣反應(yīng)可轉(zhuǎn)化為c,即NO2,B說法錯(cuò)誤;

C.c存在2NChN2O4,C說法正確；D.d為硝酸，Cu與稀硝酸溶液反應(yīng)生成

NO,與濃硝酸反應(yīng)生成NO2,D說法正確。

4.合成氨及其衍生工業(yè)是化工生產(chǎn)的重要門類，請(qǐng)結(jié)合圖示判斷下列說法正確的

是（）

氣

氣

O

平

體H.0

——HNO

催化劑13

12TNMNO：,

固體2

H.O.NaCI

A.合成氨采用400?500°C是為了提局原料轉(zhuǎn)化菊口反應(yīng)速率

B.濕潤(rùn)的淀粉-KI試紙可以鑒別氣體2和浸蒸氣

C.在飽和NaCl溶液中先通入過量CO?再通入過量NH3可得到固體1

D.lL氣體1、2的混合氣與1LNH3在一定條件下轉(zhuǎn)化為對(duì)環(huán)境無害的物質(zhì)，混

合氣中二者的體積比為1：1

答案D

解析由圖可知：氣體1為NO,氣體2為NO2,NCh與水反應(yīng)生成硝酸，固體1

為NaHCCh,NaHCCh受熱分解生成的固體2為Na2cO3;1LNO、NO2的混合氣

體與1LNH3在一定條件下轉(zhuǎn)化為對(duì)環(huán)境無害的物質(zhì)，反應(yīng)方程式為2NH3+NO

+NCh冷封2N2+3H2O,NO、NO2的體積之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，為1：1,

故D正確。

］名師點(diǎn)撥^----------

含氮元素物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系

o?.催化劑.△Cu.祐溶液

?歧化——同一物質(zhì)中某元素的化合價(jià)在同一反應(yīng)中既升高又降低。

如：3NO2+H2O=2HNO3+NO

2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O

?歸中——不同物質(zhì)中同一元素的不同化合價(jià)在同一反應(yīng)中只靠攏。

如：6N0+4NH3=^=5N2+6H2O

NO2+N0+2NaOH=2NaNO2+H2O

微專題13常見氣體的制備、凈化與尾氣處理

【進(jìn)階學(xué)習(xí)】

1.氣體制備實(shí)驗(yàn)的基本思路

I發(fā)生II凈化II干燥II收集II吸收I

I裝置I-I裝宜I一I裝置I-I裝置I一I裝置I

t.tttt

反應(yīng)物狀11氣體及11根據(jù)氣體II氣體水II根據(jù)氣體

態(tài)及反應(yīng)雜質(zhì)的的性質(zhì)選溶性及的性質(zhì)選

條件性質(zhì)擇干燥劑密度擇吸收劑

2.氣體制備的發(fā)生裝置及創(chuàng)新設(shè)計(jì)

（1）“固（液）十液—?dú)怏w”裝置的創(chuàng)新（適用于5、HC1等）

圖A的改進(jìn)優(yōu)點(diǎn)是能控制反應(yīng)液的溫度。

圖B的改進(jìn)優(yōu)點(diǎn)是使蒸儲(chǔ)燒瓶和分液漏斗中的氣體壓強(qiáng)相等便于液體順利流下。

⑵“固+液一氣體”裝置的創(chuàng)新（適用于H2、C02、SCh、NO、NO?等）

⑶“固+固一氣體”裝置的創(chuàng)新（適用于NH3、02等）

改進(jìn)的目的：用于加熱易熔化的固體物質(zhì)的分解，這樣可有效地防止固體熔化時(shí)

造成液體的倒流，如草酸晶體受熱分解制取C02氣體。

3.氣體的除雜方法

(1)除雜試劑選擇的依據(jù)：主體氣體和雜質(zhì)氣體性質(zhì)上的差異，如溶解性、酸堿性、

氧化性、還原性。

除雜原則：①不損失主體氣體；②不引入新的雜質(zhì)氣體；③在密閉裝置內(nèi)進(jìn)行;

④先除易除的雜質(zhì)氣體。

⑵氣體干燥凈化裝置

當(dāng)CO2中混有02雜質(zhì)時(shí)，應(yīng)選用上述I~IV中的IV裝置除02,除雜試劑是Cu

粉。

(3)注意事項(xiàng)：

①需凈化的氣體中含有多種雜質(zhì)時(shí)，除雜順序：一般先除去酸性氣體，如氯化氫

氣體、C02、S02等，水蒸氣要在最后除去。

②除雜選用方法時(shí)要保證雜質(zhì)完全除掉,如除C02最好用NaOH不用Ca(0H)2溶

液。有時(shí)候?yàn)榱吮ＷC氣體除盡，還要驗(yàn)證一步，如驗(yàn)證混合氣體中既有C02,又

有SO2,通常用品紅溶液檢驗(yàn)SO:,然后用漠水或酸性KMnO」溶液除去SO:,再

用品紅溶液檢驗(yàn)是否除盡,最后用澄清石灰水檢驗(yàn)CO?。

4.尾氣處理的原因、方法及裝置

(1)原因：有些氣體有毒或有可燃性，逸散到空氣中，會(huì)污染空氣或者引發(fā)火災(zāi)、

爆炸等災(zāi)害。

⑵處理方法：一般根據(jù)氣體的相關(guān)性質(zhì)，使其轉(zhuǎn)化為非氣態(tài)物質(zhì)或無毒物質(zhì)，如

酸性有毒氣體用堿溶液吸收，可燃性氣體用點(diǎn)燃等措施。

(3)尾氣處理裝置(見下圖a、b、c)

燃燒式吸收式收集式

①實(shí)驗(yàn)室制取Ch時(shí)，尾氣的處理可采用b裝置。

②制取CO時(shí)，尾氣處理可采用ac裝置。

③制取H2時(shí)，尾氣處理可采用ac裝置。

【典例】二氧化氯(Q02)是極易溶于水且不與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的黃綠色氣體，

沸點(diǎn)為11℃z可用于處理含硫廢水?；卮鹣铝袉栴}：。。2的制備

已知：S02+2NaC103+H2SO4=2C1O2+2NaHSO4o

(1)裝置A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________________

⑵欲收集CIO2,選擇圖中的裝置，其連接順序?yàn)?/p>

a->(按氣流方向，用小寫字母表示)。

⑶裝置D的作用是

【圖解分析】

安全瓶防倒

吸放和裝置

吸收尼氣川5B之前

NaClOl

冰

水

答案(l)Cu+2H2so4(濃)^^CuSO4+SO2t+2H2O

⑶冷凝并收集ClOz

解析（1）裝置A中Cu與濃硫酸反應(yīng)制備二氧化硫，化學(xué)方程式為Cu+

2H2so“濃）=^=CuSO』+SO2t+2H2OO（2）二氧化硫從a進(jìn)入裝置B中反應(yīng)，為

防止倒吸，故應(yīng)在之前有安全瓶，則a—gfh或a—h-g,為反應(yīng)充分，故再連

接B裝置中的b,二氧化氯沸點(diǎn)較低，故在D中冰水浴收集，為充分冷卻，便于

收集，故連接e,最后用NaOH溶液吸收未反應(yīng)完的二氧化硫，防止污染空氣，

連接順序?yàn)閍-*g->h-*b-*c->e-*f-*d或hfg->b-*cfeff—d0（3）裝置D的作

用為冷凝并收集CKh。

］易錯(cuò)提醒*---------

?使用可燃性氣體（如H2、CO、CH4等），先用原料氣趕走系統(tǒng)內(nèi)的空氣，驗(yàn)純后

再點(diǎn)燃酒精燈加熱，以防止爆炸。

?制備一些易與空氣中的成分發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)（如H2還原CuO的實(shí)驗(yàn)），反應(yīng)結(jié)

束時(shí)，應(yīng)先熄滅酒精燈，繼續(xù)通原料氣至試管冷卻。

?制備在空氣中易吸水、潮解以及水解的物質(zhì)（如Al2s3、A1C13等），往往在裝置

的末端再接一個(gè)干燥裝置，以防止空氣中水蒸氣的進(jìn)入。

?用液體吸收氣體，若氣體溶解度較大，要加防倒吸裝置。

常見的防倒吸裝置有：

H,SO.

CC1,

【專題精練】

（2021.北京卷）實(shí)驗(yàn)室制備下列氣體所選試劑、制備裝置及收集方法均正確的是

()

氣體試劑制售裝置收集方法

A02KMnO4ad

BH2Zn+稀H2SO4bc

CNOCu+稀HNO?bc

石灰石+稀

DCO2bc

H2so4

答案B

解析02的密度比空氣稍大且難溶于水，通常用琲水法收集，A項(xiàng)錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)室

中用Zn和稀硫酸反應(yīng)制備H2,并用排水法收集H2,B項(xiàng)正確；NO易被空氣中

的02氧化，通常采用排水法收集，C項(xiàng)錯(cuò)誤；稀硫酸與CaCCh反應(yīng)制取CO?時(shí),

CaCCh表面會(huì)附著CaS04而阻止反應(yīng)的進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)室通常用CaCCh與稀鹽酸制備

CO2,D項(xiàng)錯(cuò)誤。

微專題14綠色化學(xué)與環(huán)境的保護(hù)

【進(jìn)階學(xué)習(xí)】

1.綠色化學(xué)