資源簡(jiǎn)介

中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺(tái)
知識(shí)清單11 氮及其重要化合物
知識(shí)點(diǎn)01 氮及其氧化物 知識(shí)點(diǎn)02 硝酸
知識(shí)點(diǎn)03 氨和銨鹽 知識(shí)點(diǎn)04 氮及其化合物的相互轉(zhuǎn)化
知識(shí)點(diǎn)05 氮氧化物和硝酸的有關(guān)計(jì)算
知識(shí)點(diǎn)01 氮及其氧化物
1．氮元素的存在和氮的固定
(1)氮元素的存在
游離態(tài)：N2（空氣中體積分?jǐn)?shù)約為_(kāi)_____）
化合態(tài)：動(dòng)植物體內(nèi)的__________中，還有部分存在于土壤、海洋里的__________和________中。
(2)氮的固定
①含義：將大氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為氮的_________的過(guò)程。
②分類：
氮的固定
2．氮?dú)夥肿咏Y(jié)構(gòu)和性質(zhì)
(1)氮分子的結(jié)構(gòu)
氮?dú)夥肿拥碾娮邮綖開(kāi)________，結(jié)構(gòu)式為_(kāi)________。
(2)氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)
①與O2化合：___________________________。
②鎂在氮?dú)庵腥紵篲__________________________。
③與氫氣化合：___________________________；應(yīng)用：工業(yè)上合成氨。
(3)用途
①氮?dú)獬Ｓ米鱛________，如焊接金屬、填充燈泡、保存食品等。
②氮?dú)馐莀________、_________的重要原料。
③液氮可用作_________，應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、科技等領(lǐng)域。
3．氮的氧化物
(1)氮的氧化物
N的化合價(jià) ＋1 ＋2 ＋3 ＋4 ＋5
對(duì)應(yīng)氧化物 N2O(笑氣) N2O3 _______、N2O4 _________
其中屬于酸性氧化物的是_________和_________，對(duì)應(yīng)的酸分別是_________和_________。
(2)NO和NO2的比較
性質(zhì) NO NO2
色、態(tài)、味 ____色、____味的氣體 _________色、有_________氣味的氣體
溶解性 ____溶于水 與水反應(yīng)
毒性 有毒，大氣污染物之一 有毒，大氣污染物之一
與水反應(yīng) 不反應(yīng)
與氧氣反應(yīng) 不反應(yīng)
(3)NOx的收集和檢驗(yàn)
①NO采用_________收集，不用_________收集；NO2采用_________收集，不用_________收集。
②NO的檢驗(yàn)：____________________________________。
4．氮氧化物對(duì)環(huán)境的污染及防治
(1)氮氧化物的來(lái)源
氮氧化物（NOx）主要包括_________。__________________、__________________和__________ ________是氮氧化物的主要來(lái)源。
(2)氮氧化物的危害
①形成酸雨：
NO2形成酸雨的過(guò)程為_(kāi)__________________________（用化學(xué)方程式表示）。
②光化學(xué)煙霧
在日光照射下，NO2使氧氣經(jīng)過(guò)復(fù)雜的反應(yīng)生成臭氧(O3)，臭氧與空氣中的一些碳?xì)浠衔镌赺_________________發(fā)生作用后，產(chǎn)生了一種有毒的煙霧，人們稱之為光化學(xué)煙霧。
③破壞臭氧層：NO2可使平流層中的臭氧減少，導(dǎo)致地面紫外線輻射量增加。
④NO與血紅蛋白結(jié)合使人中毒。
(3)氮氧化物污染治理方法
①汽車尾氣“催化轉(zhuǎn)化法”： ___________________________
②氨還原法：
____________________________________；____________________________________
③堿液吸收法：
____________________________________；____________________________________
(1)固氮反應(yīng)一定屬于氧化還原反應(yīng)( )
(2)N2與O2在放電條件下直接化合成NO2( )
(3)用向上排空氣法收集銅粉與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體( )
(4)NO2溶于水時(shí)，NO2是氧化劑，水是還原劑( )
(5)可用NO2與水反應(yīng)制取硝酸，故NO2是酸性氧化物( )
(6)CO、NO、NO2都是大氣污染氣體，在空氣中都穩(wěn)定存在( )
(7)利用AgNO3溶液、CCl4和H2O均可鑒別NO2和溴蒸氣( )
(8)NO2通入FeSO4溶液中，無(wú)明顯現(xiàn)象( )
(8)可用濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙鑒別NO2與溴蒸氣( )
(9)一定條件下，1 mol N2可與3 mol H2充分反應(yīng)反應(yīng)生成NH3，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為6NA( )
(10)SO2、CO2、NO2都是可形成酸雨的氣體( )
一、氮?dú)獾男再|(zhì)及應(yīng)用
1．Mg能與空氣中的O2、N2和CO2反應(yīng)。
(1)Mg與CO2反應(yīng)的方程式為：___________________________，該反應(yīng)屬于四種基本反應(yīng)類型中的____________。
(2)Mg與N2反應(yīng)生成Mg3N2。
①M(fèi)g3N2的電子式：__________________，Mg2+與N3-的半徑大小為：_________
②Mg3N2與水反應(yīng)的方程式：____________________________________
③Mg3N2與過(guò)量鹽酸反應(yīng)的方程式：____________________________________
2．除去N2中的O2的方法是___________________________。
二、氮氧化物的性質(zhì)及應(yīng)用
1．NO2與H2O的反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為_(kāi)________。
2． NO2與O2的混合氣體被水完全吸收轉(zhuǎn)化為HNO3的化學(xué)方程式：_______________________________，NO與O2的混合氣體被水完全吸收轉(zhuǎn)化為HNO3的化學(xué)方程式：_____________________________。
3．NO2和溴蒸氣均為紅棕色氣體，你用哪些實(shí)驗(yàn)方法鑒別二者？寫(xiě)出所用試劑和區(qū)別的現(xiàn)象。
方案一：試劑________________，現(xiàn)象__________________________________________。
方案二：試劑________________，現(xiàn)象__________________________________________。
方案三：試劑________________，現(xiàn)象__________________________________________。
4．NO2與N2O4存在下列平衡：2NO2??N2O4 △H＜0。
(1)2mol NO與1 molO2反應(yīng)，所得氣體分子數(shù)_________2NA。
(2)實(shí)驗(yàn)測(cè)得NO2的平均相對(duì)分子質(zhì)量_________46。
(3)將NO2氣體加熱，紅棕色_________；②加壓：顏色__________________，比加壓前_______。
三、氮氧化物對(duì)環(huán)境的影響
1．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(wú)毒氣體。寫(xiě)出NO與CO反應(yīng)的化學(xué)方程式：_______________________________，該反應(yīng)中NO表現(xiàn)為_(kāi)_____性。
2．用氨可將氮氧化物轉(zhuǎn)化為無(wú)毒氣體。氨氣與NO2反應(yīng)的化學(xué)方程式為：________________________， 該反應(yīng)中NO2表現(xiàn)為_(kāi)________性，氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為_(kāi)_______。
3．工業(yè)尾氣中氮的氧化物常采用堿液吸收法處理。
(1)NO2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(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：___________________________________，1mol NO2參加反應(yīng)，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為_(kāi)________。
(2)NO與NO2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，寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：___________________________________。
知識(shí)點(diǎn)02 硝酸
1．硝酸的物理性質(zhì)
硝酸是一種______色，______揮發(fā)，具有_________氣味的液體。能與水__________________。
2．硝酸的化學(xué)性質(zhì)
(1)硝酸是一元強(qiáng)酸，具有酸的通性。
寫(xiě)出下列反應(yīng)的離子方程式：
①硝酸和氫氧化鈉反應(yīng)：____________________________________。
②硝酸和氧化鈉反應(yīng)：____________________________________。
③硝酸和碳酸鈣反應(yīng)：____________________________________。
(2)不穩(wěn)定性
硝酸不穩(wěn)定，見(jiàn)光或受熱易分解，化學(xué)方程式為：____________________________________。
硝酸的保存方法：密封貯存在_________、_________處。
市售硝酸常因溶有少量_________略顯黃色。
(3)硝酸的強(qiáng)氧化性
硝酸是一種_________性很強(qiáng)的酸，能與大多數(shù)金屬（除Au、Pt等少數(shù)金屬以外）、許多非金屬以及有機(jī)物發(fā)生氧化還原反應(yīng)。
①HNO3與金屬反應(yīng)
濃硝酸、稀硝酸分別與Cu的反應(yīng)方程式：
_____________________________________________
_____________________________________________
②硝酸與非金屬的反應(yīng)
寫(xiě)出C與濃硝酸反應(yīng)的方程式：_____________________________________________。
③常溫下濃硝酸可以使_________等金屬發(fā)生鈍化。可以用_________或_________容器盛放濃硝酸。
④與其他還原性物質(zhì)反應(yīng)
稀硝酸與Fe2+、H2S、I-、SO2、SO反應(yīng)的離子方程式：
_____________________________________________
_____________________________________________
_____________________________________________
_____________________________________________
_____________________________________________
(4)與有機(jī)物反應(yīng)
①硝化反應(yīng)(與反應(yīng))：_____________________________________________
②顏色反應(yīng)：含有苯基的蛋白質(zhì)遇到濃硝酸時(shí)變______色。
3．硝酸的工業(yè)制備原理
寫(xiě)出上述轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式。
①_________________________________________。
②_________________________________________。
③_________________________________________。
④_________________________________________。
(1)實(shí)驗(yàn)室也可用鋅粒與稀硝酸制取氫氣( )
(2)常溫下，鐵、鋁在濃硝酸中的鈍化為化學(xué)變化( )
(3)可用稀硝酸與FeS固體反應(yīng)制取H2S( )
(4)銅溶于稀硝酸不能體現(xiàn)硝酸的酸性(×)
(5)在酸性條件下，NO與I－、Fe2＋、SO等離子能大量共存( )
(9)濃硝酸氧化性很強(qiáng)，常溫下就可以和碳發(fā)生反應(yīng)( )
(10)濃硝酸的還原產(chǎn)物是NO2，稀硝酸的是還原產(chǎn)物NO( )
一、硝酸的性質(zhì)及應(yīng)用
1．將濃硝酸存放在無(wú)色試劑瓶中，一段時(shí)間后觀察到溶液變黃，用化學(xué)方程式解釋變黃的原因，由此得到啟示，如何保存濃硝酸？
2．向一定量的濃硝酸中加入過(guò)量的銅片。
①反應(yīng)開(kāi)始階段產(chǎn)生________________色氣體，化學(xué)方程式為_(kāi)_________________________。
②反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后又產(chǎn)生無(wú)色氣體，此時(shí)的化學(xué)方程式為_(kāi)________________________。
③待反應(yīng)停止后，再加入少量的稀硫酸，這時(shí)Cu片上又有氣泡產(chǎn)生，原因是____________________。
3．將鐵粉溶于稀硝酸，鐵元素的存在形式可能為①__________、②________、③________。
4．將相同質(zhì)量的銅分別與足量的濃硝酸、稀硝酸反應(yīng)。
(1)消耗的硝酸的物質(zhì)的量之比為_(kāi)_______，被還原的硝酸的物質(zhì)的量之比為_(kāi)_______，相同條件下產(chǎn)生的氣體的體積之比為_(kāi)________。
(2)反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)濃硝酸______稀硝酸（填“大于”、“小于”或“等于”）。
(3)用排水法收集氣體，理論上收集到氣體的體積_________(填“相等”、“不相等”)
相同
4．往兩支分別裝有淺綠色的Fe(NO3)2和FeSO4溶液的試管中分別逐滴加入稀鹽酸時(shí)，溶液的顏色變化應(yīng)該是：前者_(dá)_____________，后者_(dá)_____________。
二、硝酸反應(yīng)產(chǎn)物的實(shí)驗(yàn)探究
某校課外活動(dòng)小組為了探究銅與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體主要是NO而設(shè)計(jì)了下列實(shí)驗(yàn)，裝置如圖所示(加熱裝置和固定裝置均已略去)。圖中K為止水夾(處于關(guān)閉狀態(tài))，F(xiàn)是一半空的注射器。請(qǐng)回答有關(guān)問(wèn)題：
(1)設(shè)計(jì)裝置A的目的是__________________________________。
(2)在完成(1)中的“操作”后，將裝置B中銅絲插入稀硝酸并微熱，觀察到裝置B中的現(xiàn)象是_______________________________；B中反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_____________________________。
(3)裝置E和F的作用是____________________；為實(shí)現(xiàn)此作用，其操作方法是______________________ ______________________________。
(4)裝置D的作用是吸收多余的氮氧化物，防止污染空氣，兼有____________的功能。
知識(shí)點(diǎn)03 氨和銨鹽
一、氨氣的性質(zhì)及應(yīng)用
1．氨氣的物理性質(zhì)
氨氣是_____色、有________氣味、密度比空氣____，________溶于水的氣體，常溫時(shí)，1體積水大約溶解________體積的氨氣，氨易被________。
液態(tài)氨汽化時(shí)要______大量的熱，使周圍的溫度________，因此液態(tài)氨在工業(yè)上常作________。
2．氨氣的化學(xué)性質(zhì)
(1)氨與水的反應(yīng)：
①氨氣大部分與水反應(yīng)生成__________，NH3·H2O部分電離為_(kāi)_____________：
________________________________________
應(yīng)用：檢驗(yàn)氨氣的方法是______________________________________________________。
②氨水的成分與性質(zhì)：
氨水中含有的粒子有__________、__________、__________、H2O、OH－、H＋。
NH3·H2O為可溶性一元弱堿，易揮發(fā)，不穩(wěn)定，易分解：______________________________。
(2)氨與酸的反應(yīng)
濃鹽酸、濃硝酸等揮發(fā)性酸遇氨會(huì)產(chǎn)生__________，利用這點(diǎn)可以檢驗(yàn)濃氨水或氨的存在。
硫酸難揮發(fā)，與氨氣反應(yīng)時(shí)不能觀察到白煙生成。
濃氨水與鹽酸、硝酸和硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：
__________________________、__________________________、__________________________
應(yīng)用：工業(yè)上用氨氣與酸反應(yīng)制取銨鹽，銨鹽都能溶于水，是使用最廣泛的化肥。
(3)與鹽溶液的反應(yīng)
如過(guò)量氨水與AlCl3反應(yīng)的離子方程式：________________________________________。
(4)氨的還原性
NH3中的氮元素的價(jià)態(tài)為－3價(jià)，因此NH3不僅能被催化氧化生成NO，在純氧中燃燒能生成N2。在一定條件下，NH3還能被Cl2、CuO及氮氧化物等氧化。
氨的催化氧化：________________________________________，應(yīng)用：工業(yè)上制取硝酸。
氨氣在純氧中燃燒：________________________________________。
氨氣與氯氣反應(yīng)：___________________________________，應(yīng)用：用濃氨水檢驗(yàn)氯氣的泄漏。
3．噴泉實(shí)驗(yàn)原理及應(yīng)用
(1)實(shí)驗(yàn)原理
燒瓶?jī)?nèi)外產(chǎn)生__________，當(dāng)燒瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)__________外界壓強(qiáng)時(shí)就會(huì)產(chǎn)生噴泉。
噴泉實(shí)驗(yàn)?zāi)芊癯晒Φ年P(guān)鍵因素：
①盛氣體的燒瓶必須干燥；②氣體要充滿燒瓶；③燒瓶不能漏氣(實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先檢查裝置的氣密性)；
④所用氣體能大量溶于所用液體或氣體與液體快速反應(yīng)。
(2)常見(jiàn)噴泉的形成主要有以下兩類：
①極易溶于水的氣體(NH3、HCl、SO2等)與水可形成噴泉。
②酸性氣體(HCl、SO2、NO2、CO2、H2S等)與NaOH(aq)也能形成噴泉。
二、銨鹽及氨氣的實(shí)驗(yàn)室制法
1．銨鹽
(1)銨鹽的物理性質(zhì)
通常把銨根離子和酸根離子形成的__________化合物稱為銨鹽 ，它們多為_(kāi)____色、_____溶于水的晶體。
(2)銨鹽的化學(xué)性質(zhì)
①不穩(wěn)定性：銨鹽不穩(wěn)定，受熱易分解。
NH4Cl分解的化學(xué)方程式為：________________________________________
NH4HCO3分解的化學(xué)方程式為：________________________________________
②與堿反應(yīng)：
銨鹽與堿溶液反應(yīng)的離子方程式：
a．在稀溶液中不加熱：________________________________________。
b．加熱時(shí)或濃溶液：________________________________________。
(3)銨鹽的檢驗(yàn)方法
___________________________________________________________________________________。
2．氨氣的實(shí)驗(yàn)室制法
(1)反應(yīng)原理
加熱固態(tài)銨鹽和堿的混合物，一般加熱NH4Cl和Ca(OH)2的混合物，反應(yīng)的方程式為：
________________________________________。
(2)實(shí)驗(yàn)裝置
(3)NH3的干燥：__________，不能用P2O5、濃H2SO4、CaCl2干燥。
(4)驗(yàn)滿方法：
①用____________________置于試管口，試紙變藍(lán)色；
②將蘸有濃鹽酸的玻璃棒置于試管口，現(xiàn)象是____________________。
(5)尾氣處理
收集時(shí)，一般在管口塞一團(tuán)用水或稀硫酸浸濕的棉花球，作用是：
①________________________________________；
②________________________________________。
多余氣體進(jìn)行尾氣吸收防止倒吸，常采用下列裝置和措施。
3．實(shí)驗(yàn)室快速制取氨氣的方法
(1)加熱濃氨水制氨，利用______________________________。其裝置如圖甲所示。
(2)濃氨水與生石灰：利用生石灰和水反應(yīng)減少水的同時(shí)放出大量的熱，使NH3逸出。其裝置如圖乙所示。
(3)濃氨水和固體NaOH：利用NaOH的吸水性和溶于水放熱的性質(zhì)，使NH3逸出。其裝置如圖乙所示。
(1)液氨制冷、碘的升華、NH4Cl氣化都不涉及化學(xué)變化( )
(2)能用加熱法除去NaCl中的NH4Cl的原因是NH4Cl為強(qiáng)酸弱堿鹽( )
(3)現(xiàn)有1 mol·L－1的氨水，則該溶液中NH3·H2O的濃度是1 mol·L－1( )
(4)濃氨水可檢驗(yàn)氯氣管道是否漏氣( )
(5)因?yàn)镹H4HCO3受熱易分解，所以可用作氮肥( )
(6)液氨可用作制冷劑，是因?yàn)槠淦瘯r(shí)吸收大量的熱( )
(7)氨水呈堿性，是因?yàn)镹H3溶于水發(fā)生反應(yīng)：NH3＋H2O??NH＋OH－( )
(8)銨鹽都不穩(wěn)定，受熱分解都生成NH3( )
(9)向某溶液中加入稀NaOH溶液，濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙不變藍(lán)，則原溶液中一定無(wú)NH( )
(10)NH4HCO3與足量NaOH溶液共熱時(shí)，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為NH＋OH－NH3↑＋H2O( )
(11)某同學(xué)根據(jù)銨鹽受熱分解的性質(zhì)，認(rèn)為可以采用加熱NH4Cl分解的方法來(lái)制取氨( )
(12)為加快產(chǎn)生NH3的速率，實(shí)驗(yàn)室可以用NaOH固體和NH4Cl固體反應(yīng)制NH3( )
一、氨和銨鹽的性質(zhì)及應(yīng)用
1．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：_________________________。
2．用濃氯化銨溶液處理過(guò)的舞臺(tái)幕布不易著火，其原因是①______________________________；②________________________________________
3．蘸有濃硝酸的玻璃棒與蘸有濃氨水的玻璃棒靠近，能產(chǎn)生白煙現(xiàn)象嗎？簡(jiǎn)述原因。若將濃硝酸改為濃硫酸也會(huì)出現(xiàn)相同的現(xiàn)象嗎？
4．(1)將氨與氯氣混合也會(huì)產(chǎn)生白煙，用化學(xué)方程式解釋產(chǎn)生白煙的過(guò)程_______________________。
(2)在飽和NH4Cl溶液中滴加NaAlO2，產(chǎn)生刺激性氣味的氣體和白色沉淀，用離子方程式解釋其現(xiàn)象：_________________________________。
(3)實(shí)驗(yàn)室常用飽和氯化銨(NH4Cl)與亞硝酸鈉(NaNO2)加熱來(lái)制取氮?dú)猓瑢?xiě)出發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________。
二、氨、銨鹽的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)探究
1．某化學(xué)興趣小組利用下列圖示裝置探究氨的性質(zhì)。
(1)①中濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙__________，用化學(xué)用語(yǔ)表示產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因__________ _______________________。
(2)向②中滴入濃鹽酸，現(xiàn)象為_(kāi)___________________，反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____________。
(3)將灼熱的鉑絲伸入③中錐形瓶，可觀察到鉑絲保持紅熱，有紅棕色氣體及少量白煙生成。該過(guò)程會(huì)同時(shí)發(fā)生多個(gè)反應(yīng)，寫(xiě)出NH3和O2催化氧化的方程式____________________________________，該反應(yīng)為_(kāi)________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)，錐形瓶中出現(xiàn)白煙，該物質(zhì)的化學(xué)式為_(kāi)_____________。
2．噴泉是一種常見(jiàn)的自然現(xiàn)象，其產(chǎn)生的原因是存在壓強(qiáng)差。
(1)裝置圖1中的氣體a可能為①氯氣、②氫氣、③氨、④氯化氫、⑤二氧化碳。打開(kāi)裝置中的止水夾，擠壓膠頭滴管，若液體b為水時(shí)，能產(chǎn)生噴泉現(xiàn)象的氣體a可能是________(填序號(hào)，下同)；若液體b為氫氧化鈉濃溶液時(shí)，能產(chǎn)生噴泉現(xiàn)象的氣體a可能是________。
(2)如果只提供如圖2的裝置(氣體為氨，液體為水)，請(qǐng)說(shuō)明引發(fā)噴泉的方法_______________________
________________________________________________________________________。
三、氨氣的實(shí)驗(yàn)室制法
1．下面是實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的裝置和選用的試劑，其中錯(cuò)誤的是(　　)
A．①② B．③④ C．①③ D．②④
2．某化學(xué)興趣小組利用圖1裝置制備氨并探究相關(guān)性質(zhì)。
(1)裝置A中，盛有濃氨水的儀器名稱為_(kāi)____________，燒瓶?jī)?nèi)藥品可選用______________。裝置B的作用是________________________。
(2)實(shí)驗(yàn)中觀察到C中CuO粉末變紅，D中無(wú)水硫酸銅變藍(lán)，并收集到一種單質(zhì)氣體，則該反應(yīng)相關(guān)化學(xué)方程式為_(kāi)_____________________________________，該反應(yīng)證明氨具有________性。
(3)該實(shí)驗(yàn)缺少尾氣吸收裝置，圖2中能用來(lái)吸收尾氣的裝置是________(填裝置序號(hào))。
知識(shí)點(diǎn)04 氮及其化合物的相互轉(zhuǎn)化
1．含氮元素物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系
(1)橫向轉(zhuǎn)化為物質(zhì)類別變化，非氧化還原反應(yīng)，例如：
①氨氣轉(zhuǎn)化為銨鹽：______________________________
②硝酸轉(zhuǎn)化為硝酸鹽：______________________________
(2)縱向、斜向轉(zhuǎn)化為化合價(jià)變化反應(yīng)，是氧化還原反應(yīng)，例如：
①NH3轉(zhuǎn)化為N2：______________________________
②NH3轉(zhuǎn)化為NO：______________________________
(3)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。例如：
NO2與水反應(yīng)：______________________________
NO2與NaOH溶液反應(yīng)：______________________________
(4)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。例如：
NO與NH3反應(yīng)：______________________________
NO、NO2混合氣體與NaOH溶液反應(yīng)：______________________________
2．氮元素的“價(jià)—類二維圖”
氮元素有多種可變化合價(jià)，物質(zhì)的種類較多，在復(fù)習(xí)時(shí)要從物質(zhì)類別和價(jià)態(tài)變化理解這些物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。
氮及其化合物的相互轉(zhuǎn)化
1．如圖是氮元素的幾種價(jià)態(tài)與物質(zhì)類別的對(duì)應(yīng)關(guān)系，回答下列問(wèn)題：
(1)寫(xiě)出N2的一種用途：____________________________。
(2)從N元素化合價(jià)分析，N2具有氧化性和還原性。各舉一例說(shuō)明(用化學(xué)方程式表示)
氧化性：______________________________________。
還原性：_______________________________________。
(3)HNO3與圖中的物質(zhì)C常用于檢驗(yàn)Cl－的存在，則C的化學(xué)式為_(kāi)_____________________。
(4)實(shí)驗(yàn)室制取物質(zhì)B的化學(xué)方程式為_(kāi)______________________________________。
(5)NO2與水反應(yīng)生成物質(zhì)A的化學(xué)方程式為_(kāi)_____________________________________。
(6)濃硝酸與木炭在加熱條件下反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_________________________________。
2．A、B、C、D是短周期元素形成的四種氣體單質(zhì)。E、F均為氣體，且F為紅棕色。有關(guān)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示(反應(yīng)條件均已略去)
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
(1)D的化學(xué)式為_(kāi)___________。
(2)反應(yīng)③的離子方程式為_(kāi)___________________________。
(3)Y和E在一定條件下可反應(yīng)生成B和Z，這是一個(gè)具有實(shí)際意義的反應(yīng)，可消除E對(duì)環(huán)境的污染，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)________________________________。
(4)0.1 mol·L－1的X溶液和0.1 mol·L－1的Y溶液等體積混合，溶液呈________性(填“酸”“堿”或“中”)，原因是___________________________________________(用離子方程式說(shuō)明)。
知識(shí)點(diǎn)05 氮氧化物和硝酸的有關(guān)計(jì)算
一、NOx與水、氧氣反應(yīng)的理解及有關(guān)計(jì)算
1．關(guān)系式法
(1)NO和O2的混合氣體通入水中
由2NO＋O2===2NO2和3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，得總反應(yīng)為4NO＋3O2＋2H2O=== 4HNO3。
① = ，____________________；
② < ，____________________；
③ > ，____________________。
(2)NO2和O2的混合氣體通入水中
由3NO2＋H2O===2HNO3＋NO和2NO＋O2===2NO2，得總反應(yīng)為4NO2＋O2＋2H2O=== 4HNO3。
① = ，____________________；
② < ，____________________；
③ > ，____________________。
(3)NO、NO2和O2三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(lái)混合氣體中NO體積，再按(1)計(jì)算。
2．電子守恒法
NOx轉(zhuǎn)化為硝酸時(shí)失去電子，如果是NOx與O2的混合氣體，則反應(yīng)中O2得到的電子數(shù)與NOx失去的電子數(shù)相等。
4NO2＋O2和4NO＋3O2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、O原子個(gè)數(shù)比進(jìn)行分析判斷。
① < ，____________________；
② = ，____________________；
③ > ，____________________。
二、金屬與硝酸反應(yīng)的計(jì)算
1．金屬與硝酸反應(yīng)的思維模型
2．計(jì)算方法(以Cu與硝酸反應(yīng)為例)
(1)原子守恒：
反應(yīng)前所有的N元素只存在于HNO3中，反應(yīng)后含N元素的物質(zhì)有HNO3的還原產(chǎn)物(假設(shè)有NO2、NO)和Cu(NO3)2，則有n(HNO3)消耗＝______________________________。
(2)電子守恒：反應(yīng)中失去電子的是參加反應(yīng)的Cu，Cu－2e－―→Cu2＋；得到電子的是被還原的HNO3(假設(shè)還原產(chǎn)物為NO2、NO)，NO＋e－―→NO2、NO＋3e－―→NO。根據(jù)得失電子守恒，則有2n(Cu)＝____________________。
若將生成的氮的氧化物氣體與一定量的氧氣共同通入水中，氮的氧化物完全生成硝酸，由于開(kāi)始反應(yīng)物為硝酸，中間生成了氮的氧化物，但最終又變回了硝酸，所以相當(dāng)于銅失的電子最終由氧氣得到，則有2n(Cu)＝__________。
(3)電荷守恒：
在Cu與HNO3反應(yīng)后的溶液中，若HNO3不過(guò)量，陽(yáng)離子只有Cu2＋，陰離子只有NO(此類計(jì)算不考慮H2O電離出的極少量的H＋、OH－)；若HNO3過(guò)量，溶液中的陽(yáng)離子有Cu2＋和H＋，陰離子只有NO。則有①若HNO3不過(guò)量：n(NO)＝__________；②若HNO3過(guò)量：n(NO)＝__________。
(4)離子方程式計(jì)算：
金屬與硫酸、硝酸的混合酸反應(yīng)時(shí)，由于硝酸鹽中NO在硫酸提供H＋的條件下能繼續(xù)與金屬反應(yīng)，故此類題目應(yīng)用離子方程式來(lái)計(jì)算3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。先作過(guò)量判斷，然后根據(jù)完全反應(yīng)的金屬或H＋或NO進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，且要符合電荷守恒。
一、NOx與H2O、O2反應(yīng)的計(jì)算
1．有一充有20 mL NO和NO2混合氣體的試管，倒置于盛有水的水槽中，充分反應(yīng)后，仍有12 mL 無(wú)色氣體，則原混合氣體中NO和NO2的體積之比為(氣體體積均在相同狀況下測(cè)得) __________。
2．將盛有12 mL NO2和O2的混合氣體的量筒倒立于水槽中，充分反應(yīng)后，還剩余2 mL無(wú)色氣體。
(1)若剩余的氣體是________，則NO2、O2的體積分別是________。
(2)若剩余的氣體是________，則NO2、O2的體積分別是________。
二、金屬與硝酸反應(yīng)的計(jì)算
1．將14 g銅銀合金與足量的硝酸反應(yīng)，放出的氣體與標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為1.12 L的O2混合后再通入水中，恰好全部吸收，則合金中銅的質(zhì)量為_(kāi)_________g。
2．將3.84 g Cu和一定量的濃HNO3反應(yīng)，當(dāng)Cu反應(yīng)完全時(shí)，共收集到氣體2.24 L NO2和NO(標(biāo)準(zhǔn)狀況，不考慮NO2轉(zhuǎn)化為N2O4)，則反應(yīng)中消耗HNO3的物質(zhì)的量為_(kāi)_________mol。
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知識(shí)清單11 氮及其重要化合物
知識(shí)點(diǎn)01 氮及其氧化物 知識(shí)點(diǎn)02 硝酸
知識(shí)點(diǎn)03 氨和銨鹽 知識(shí)點(diǎn)04 氮及其化合物的相互轉(zhuǎn)化
知識(shí)點(diǎn)05 氮氧化物和硝酸的有關(guān)計(jì)算
知識(shí)點(diǎn)01 氮及其氧化物
1．氮元素的存在和氮的固定
(1)氮元素的存在
游離態(tài)：N2（空氣中體積分?jǐn)?shù)約為78%）
化合態(tài)：動(dòng)植物體內(nèi)的蛋白質(zhì)中，還有部分存在于土壤、海洋里的硝酸鹽和銨鹽中。
(2)氮的固定
①含義：將大氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為氮的化合物的過(guò)程。
②分類：
氮的固定
2．氮?dú)夥肿咏Y(jié)構(gòu)和性質(zhì)
(1)氮分子的結(jié)構(gòu)
氮?dú)夥肿拥碾娮邮綖椋Y(jié)構(gòu)式為N≡N。
(2)氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)
①與O2化合：N2＋O22NO。
②鎂在氮?dú)庵腥紵?Mg＋N2Mg3N2。
③與氫氣化合：N2＋3H22NH3；應(yīng)用：工業(yè)上合成氨。
(3)用途
①氮?dú)獬Ｓ米鞅Ｗo(hù)氣，如焊接金屬、填充燈泡、保存食品等。
②氮?dú)馐呛铣砂薄⒅葡跛岬闹匾稀?br/>③液氮可用作制冷劑，應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、科技等領(lǐng)域。
3．氮的氧化物
(1)氮的氧化物
N的化合價(jià) ＋1 ＋2 ＋3 ＋4 ＋5
對(duì)應(yīng)氧化物 N2O(笑氣) NO N2O3 NO2、N2O4 N2O5
其中屬于酸性氧化物的是N2O3和N2O5，對(duì)應(yīng)的酸分別是HNO2(亞硝酸)和HNO3。
(2)NO和NO2的比較
性質(zhì) NO NO2
色、態(tài)、味 無(wú)色、無(wú)味的氣體 紅棕色、有刺激性氣味的氣體
溶解性 難溶于水 與水反應(yīng)
毒性 有毒，大氣污染物之一 有毒，大氣污染物之一
與水反應(yīng) 不反應(yīng) 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
與氧氣反應(yīng) 2NO＋O2===2NO2 不反應(yīng)
(3)NOx的收集和檢驗(yàn)
①NO采用排水法收集，不用排空氣法收集；NO2采用排空氣法收集，不用排水法收集。
②NO的檢驗(yàn)：通入O2(或空氣)，無(wú)色氣體變?yōu)榧t棕色。
4．氮氧化物對(duì)環(huán)境的污染及防治
(1)氮氧化物的來(lái)源
氮氧化物（NOx）主要包括NO和NO2。化石燃料的燃燒、硝酸生產(chǎn)和機(jī)動(dòng)車輛尾氣的排放是氮氧化物的主要來(lái)源。
(2)氮氧化物的危害
①形成酸雨：
NO2形成酸雨的過(guò)程為3NO2＋H2O=2HNO3＋NO（用化學(xué)方程式表示）。
②光化學(xué)煙霧
在日光照射下，NO2使氧氣經(jīng)過(guò)復(fù)雜的反應(yīng)生成臭氧(O3)，臭氧與空氣中的一些碳?xì)浠衔镌谧贤饩€照射下發(fā)生作用后，產(chǎn)生了一種有毒的煙霧，人們稱之為光化學(xué)煙霧。
③破壞臭氧層：NO2可使平流層中的臭氧減少，導(dǎo)致地面紫外線輻射量增加。
④NO與血紅蛋白結(jié)合使人中毒。
(3)氮氧化物污染治理方法
①汽車尾氣“催化轉(zhuǎn)化法”：2CO＋2NO2CO2＋N2
②氨還原法：
6NO＋4NH35N2＋6H2O；6NO2＋8NH37N2＋12H2O
③堿液吸收法：
2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2O；NO＋NO2＋2NaOH=NaNO2＋H2O
(1)固氮反應(yīng)一定屬于氧化還原反應(yīng)(√)
提示：固氮是將大氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為氮的化合物的過(guò)程。
(2)N2與O2在放電條件下直接化合成NO2(×)
錯(cuò)因：N2與O2在放電條件下生成NO。
(3)用向上排空氣法收集銅粉與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體(×)
錯(cuò)因：Cu與稀硝酸生成NO，NO與空氣中的O2反應(yīng)，不能用排空氣法收集。
(4)NO2溶于水時(shí)，NO2是氧化劑，水是還原劑(×)
錯(cuò)因：NO2與H2O反應(yīng)，NO2既是氧化劑又是還原劑。
(5)可用NO2與水反應(yīng)制取硝酸，故NO2是酸性氧化物(×)
錯(cuò)因：NO2與H2O反應(yīng)生成HNO3和NO，所以NO2不是酸性氧化物。
(6)CO、NO、NO2都是大氣污染氣體，在空氣中都穩(wěn)定存在(×)
錯(cuò)因：NO與氧氣反應(yīng)生成NO2。
(7)利用AgNO3溶液、CCl4和H2O均可鑒別NO2和溴蒸氣(√)
提示：NO2與水反應(yīng)生成HNO3和NO，溶液呈無(wú)色，Br2溶于水得到呈黃色的溴水溶液，Br2與H2O反應(yīng)生成HBr和HBrO，HBr與反應(yīng)生成淡黃色AgBr沉淀，NO2不溶于CCl4，Br2易溶于CCl4呈橙紅色。
(8)NO2通入FeSO4溶液中，無(wú)明顯現(xiàn)象(×)
錯(cuò)因：NO2與水反應(yīng)生成HNO3，HNO3具有強(qiáng)氧化性，能氧化Fe2+。
(8)可用濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙鑒別NO2與溴蒸氣(×)
錯(cuò)因：NO2與水反應(yīng)生成HNO3，HNO3具有強(qiáng)氧化性，能將KI氧化為I2，Br2也能將KI氧化為I2。
(9)一定條件下，1 mol N2可與3 mol H2充分反應(yīng)反應(yīng)生成NH3，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為6NA(×)
錯(cuò)因：氮?dú)馀c氫氣反應(yīng)生成氨氣是可逆反應(yīng)。
(10)SO2、CO2、NO2都是可形成酸雨的氣體(×)
錯(cuò)因：SO2和NO2都是可形成酸雨的氣體，CO2不能形成酸雨。
一、氮?dú)獾男再|(zhì)及應(yīng)用
1．Mg能與空氣中的O2、N2和CO2反應(yīng)。
(1)Mg與CO2反應(yīng)的方程式為：2Mg+CO22MgO+C，該反應(yīng)屬于四種基本反應(yīng)類型中的置換反應(yīng)。
(2)Mg與N2反應(yīng)生成Mg3N2。
①M(fèi)g3N2的電子式：，Mg2+與N3-的半徑大小為：Mg2+②Mg3N2與水反應(yīng)的方程式：Mg3N2+6H2O===3Mg(OH)2↓+2NH3↑
③Mg3N2與過(guò)量鹽酸反應(yīng)的方程式：Mg3N2+8HCl===3MgCl2+2NH4Cl
2．除去N2中的O2的方法是通過(guò)灼熱的銅粉。
二、氮氧化物的性質(zhì)及應(yīng)用
1．NO2與H2O的反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1：2。
2． NO2與O2的混合氣體被水完全吸收轉(zhuǎn)化為HNO3的化學(xué)方程式：_______________________________，NO與O2的混合氣體被水完全吸收轉(zhuǎn)化為HNO3的化學(xué)方程式：_____________________________。
答案：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3
3．NO2和溴蒸氣均為紅棕色氣體，你用哪些實(shí)驗(yàn)方法鑒別二者？寫(xiě)出所用試劑和區(qū)別的現(xiàn)象。
方案一：試劑________________，現(xiàn)象__________________________________________。
方案二：試劑________________，現(xiàn)象__________________________________________。
方案三：試劑________________，現(xiàn)象__________________________________________。
答案：方案一：AgNO3溶液　NO2中AgNO3溶液無(wú)明顯變化，溴蒸氣中產(chǎn)生淺黃色沉淀
方案二：CCl4(或汽油)　NO2中CCl4(或汽油)仍為無(wú)色，溴蒸氣中CCl4(或汽油)的顏色加深
方案三：蒸餾水　NO2中蒸餾水不變色，溴蒸氣中水的顏色加深(其他合理的答案均正確)
4．NO2與N2O4存在下列平衡：2NO2??N2O4 △H＜0。
(1)2mol NO與1 molO2反應(yīng)，所得氣體分子數(shù)小于2NA。
(2)實(shí)驗(yàn)測(cè)得NO2的平均相對(duì)分子質(zhì)量大于46。
(3)將NO2氣體加熱，紅棕色變深；②加壓：顏色先變深后變淺，比加壓前深。
三、氮氧化物對(duì)環(huán)境的影響
1．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(wú)毒氣體。寫(xiě)出NO與CO反應(yīng)的化學(xué)方程式：_______________________________，該反應(yīng)中NO表現(xiàn)為_(kāi)_____性。
答案：2CO＋2NON2＋2CO2 氧化
2．用氨可將氮氧化物轉(zhuǎn)化為無(wú)毒氣體。氨氣與NO2反應(yīng)的化學(xué)方程式為：________________________， 該反應(yīng)中NO2表現(xiàn)為_(kāi)________性，氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為_(kāi)_______。
答案：8NH3＋6NO27N2＋12H2O　氧化 4∶3
3．工業(yè)尾氣中氮的氧化物常采用堿液吸收法處理。
(1)NO2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(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：___________________________________，1mol NO2參加反應(yīng)，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為_(kāi)________。
(2)NO與NO2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，寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：___________________________________。
答案：(1)2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O 0.5NA
(2)NO+NO2+2NaOH===2NaNO2＋H2O
知識(shí)點(diǎn)02 硝酸
1．硝酸的物理性質(zhì)
硝酸是一種無(wú)色，易揮發(fā)，具有刺激性氣味的液體。能與水以任意比互溶。
2．硝酸的化學(xué)性質(zhì)
(1)硝酸是一元強(qiáng)酸，具有酸的通性。
寫(xiě)出下列反應(yīng)的離子方程式：
①硝酸和氫氧化鈉反應(yīng)：H＋＋OH－===H2O。
②硝酸和氧化鈉反應(yīng)：2H＋＋Na2O===2Na＋＋H2O。
③硝酸和碳酸鈣反應(yīng)：2H＋＋CaCO3===Ca2＋＋CO2↑＋H2O。
(2)不穩(wěn)定性
硝酸不穩(wěn)定，見(jiàn)光或受熱易分解，化學(xué)方程式為：4HNO32H2O＋4NO2↑＋O2↑。
硝酸的保存方法：密封貯存在低溫、避光處。
市售硝酸常因溶有少量NO2略顯黃色。
(3)硝酸的強(qiáng)氧化性
硝酸是一種氧化性很強(qiáng)的酸，能與大多數(shù)金屬（除Au、Pt等少數(shù)金屬以外）、許多非金屬以及有機(jī)物發(fā)生氧化還原反應(yīng)。
①HNO3與金屬反應(yīng)
濃硝酸、稀硝酸分別與Cu的反應(yīng)方程式：
Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
②硝酸與非金屬的反應(yīng)
寫(xiě)出C與濃硝酸反應(yīng)的方程式：C＋4HNO3(濃)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。
③常溫下濃硝酸可以使鋁、鐵等金屬發(fā)生鈍化。可以用鋁質(zhì)或鐵質(zhì)容器盛放濃硝酸。
④與其他還原性物質(zhì)反應(yīng)
稀硝酸與Fe2+、H2S、I-、SO2、SO反應(yīng)的離子方程式：
3Fe2++4H++NO=3Fe3++NO↑+2H2O
3H2S+2H++2NO=3S↓+2NO↑+4H2O
6I-+8H++2NO=3I2+2NO↑+4H2O
3SO2+2H2O+2NO=3SO+2NO↑+4H+
3SO+2H++2NO=3SO+2NO↑+H2O
(4)與有機(jī)物反應(yīng)
①硝化反應(yīng)(與反應(yīng))：＋HNO3＋H2O；
②顏色反應(yīng)：含有苯基的蛋白質(zhì)遇到濃硝酸時(shí)變黃色。
3．硝酸的工業(yè)制備原理
寫(xiě)出上述轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式。
①N2＋3H22NH3。
②4NH3＋5O24NO＋6H2O。
③2NO＋O2===2NO2。
④3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。
(1)實(shí)驗(yàn)室也可用鋅粒與稀硝酸制取氫氣(×)
錯(cuò)因：HNO3有強(qiáng)氧化性，與金屬反應(yīng)時(shí)不放出H2。
(2)常溫下，鐵、鋁在濃硝酸中的鈍化為化學(xué)變化(√)
提示：鐵、鋁遇濃硝酸時(shí)，在金屬表面生成一層致密的氧化膜。
(3)可用稀硝酸與FeS固體反應(yīng)制取H2S(×)
錯(cuò)因：HNO3會(huì)將－2價(jià)的硫氧化成單質(zhì)硫。
(4)銅溶于稀硝酸不能體現(xiàn)硝酸的酸性(×)
錯(cuò)因：Cu與HNO3反應(yīng)，生成Cu(NO3)2，體現(xiàn)HNO3的酸性。
(5)在酸性條件下，NO與I－、Fe2＋、SO等離子能大量共存(×)
錯(cuò)因：NO在酸性條件下有強(qiáng)氧化性，會(huì)將I－、Fe2＋、SO等還原性離子氧化。
(9)濃硝酸氧化性很強(qiáng)，常溫下就可以和碳發(fā)生反應(yīng)(×)
提示：濃硝酸與碳在加熱條件下才能反映。
(10)濃硝酸的還原產(chǎn)物是NO2，稀硝酸的是還原產(chǎn)物NO(×)
錯(cuò)因：硝酸的還原產(chǎn)物不只有NO2和NO，很稀的硝酸還原產(chǎn)物也可能為N2O、N2或NH4NO3。
一、硝酸的性質(zhì)及應(yīng)用
1．將濃硝酸存放在無(wú)色試劑瓶中，一段時(shí)間后觀察到溶液變黃，用化學(xué)方程式解釋變黃的原因，由此得到啟示，如何保存濃硝酸？
答案：4HNO3(濃) 2H2O＋4NO2↑＋O2↑，濃硝酸應(yīng)保存在棕色試劑瓶中，并置于陰涼處。
2．向一定量的濃硝酸中加入過(guò)量的銅片。
①反應(yīng)開(kāi)始階段產(chǎn)生________________色氣體，化學(xué)方程式為_(kāi)_________________________。
②反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后又產(chǎn)生無(wú)色氣體，此時(shí)的化學(xué)方程式為_(kāi)________________________。
③待反應(yīng)停止后，再加入少量的稀硫酸，這時(shí)Cu片上又有氣泡產(chǎn)生，原因是____________________。
答案：①紅棕　Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
②3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
③加入稀硫酸后，氫離子與原溶液中硝酸根離子構(gòu)成強(qiáng)氧化性酸，又能與過(guò)量的銅反應(yīng)
3．將鐵粉溶于稀硝酸，鐵元素的存在形式可能為①__________、②________、③________。
答案：①Fe(NO3)3　②Fe(NO3)2　③Fe(NO3)3和Fe(NO3)2
4．將相同質(zhì)量的銅分別與足量的濃硝酸、稀硝酸反應(yīng)。
(1)消耗的硝酸的物質(zhì)的量之比為_(kāi)_______，被還原的硝酸的物質(zhì)的量之比為_(kāi)_______，相同條件下產(chǎn)生的氣體的體積之比為_(kāi)________。
(2)反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)濃硝酸______稀硝酸（填“大于”、“小于”或“等于”）。
(3)用排水法收集氣體，理論上收集到氣體的體積_________(填“相等”、“不相等”)
相同
答案：(1)3:2 1:3 3:1 (2)等于 (3)相等
4．往兩支分別裝有淺綠色的Fe(NO3)2和FeSO4溶液的試管中分別逐滴加入稀鹽酸時(shí)，溶液的顏色變化應(yīng)該是：前者_(dá)_____________，后者_(dá)_____________。
答案：變棕黃色 基本不變
二、硝酸反應(yīng)產(chǎn)物的實(shí)驗(yàn)探究
某校課外活動(dòng)小組為了探究銅與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體主要是NO而設(shè)計(jì)了下列實(shí)驗(yàn)，裝置如圖所示(加熱裝置和固定裝置均已略去)。圖中K為止水夾(處于關(guān)閉狀態(tài))，F(xiàn)是一半空的注射器。請(qǐng)回答有關(guān)問(wèn)題：
(1)設(shè)計(jì)裝置A的目的是__________________________________。
(2)在完成(1)中的“操作”后，將裝置B中銅絲插入稀硝酸并微熱，觀察到裝置B中的現(xiàn)象是_______________________________；B中反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_____________________________。
(3)裝置E和F的作用是____________________；為實(shí)現(xiàn)此作用，其操作方法是______________________ ______________________________。
(4)裝置D的作用是吸收多余的氮氧化物，防止污染空氣，兼有____________的功能。
答案：(1)產(chǎn)生CO2，趕走裝置中的空氣，防止因NO與O2反應(yīng)生成NO2而產(chǎn)生干擾
(2)Cu絲表面產(chǎn)生氣泡，稀硝酸液面上方仍為無(wú)色，溶液變藍(lán)　3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
(3)驗(yàn)證NO的生成　將注射器中的空氣推入E中，若氣體變?yōu)榧t棕色則說(shuō)明生成了NO
(4)防止倒吸
知識(shí)點(diǎn)03 氨和銨鹽
一、氨氣的性質(zhì)及應(yīng)用
1．氨氣的物理性質(zhì)
氨氣是無(wú)色、有刺激性氣味、密度比空氣小，極易溶于水的氣體，常溫時(shí)，1體積水大約溶解700體積的氨氣，氨易被液化。
液態(tài)氨汽化時(shí)要吸收大量的熱，使周圍的溫度急劇下降，因此液態(tài)氨在工業(yè)上常作制冷劑。
2．氨氣的化學(xué)性質(zhì)
(1)氨與水的反應(yīng)：
①氨氣大部分與水反應(yīng)生成NH3·H2O，NH3·H2O部分電離為NH和OH－：
NH3＋H2O??NH3·H2O??NH＋OH－
應(yīng)用：檢驗(yàn)氨氣的方法是用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙（或pH試紙）檢驗(yàn)，試紙變藍(lán)色。
②氨水的成分與性質(zhì)：
氨水中含有的粒子有NH3·H2O、NH3、NH、H2O、OH－、H＋。
NH3·H2O為可溶性一元弱堿，易揮發(fā)，不穩(wěn)定，易分解：NH3·H2ONH3↑＋H2O。
(2)氨與酸的反應(yīng)
濃鹽酸、濃硝酸等揮發(fā)性酸遇氨會(huì)產(chǎn)生白煙，利用這點(diǎn)可以檢驗(yàn)濃氨水或氨的存在。
硫酸難揮發(fā)，與氨氣反應(yīng)時(shí)不能觀察到白煙生成。
濃氨水與鹽酸、硝酸和硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：
HCl＋NH3=NH4Cl、NH3＋HNO3=NH4NO3、2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4
應(yīng)用：工業(yè)上用氨氣與酸反應(yīng)制取銨鹽，銨鹽都能溶于水，是使用最廣泛的化肥。
(3)與鹽溶液的反應(yīng)
如過(guò)量氨水與AlCl3反應(yīng)的離子方程式：Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NH。
(4)氨的還原性
NH3中的氮元素的價(jià)態(tài)為－3價(jià)，因此NH3不僅能被催化氧化生成NO，在純氧中燃燒能生成N2。在一定條件下，NH3還能被Cl2、CuO及氮氧化物等氧化。
氨的催化氧化：4NH3＋5O24NO＋6H2O，應(yīng)用：工業(yè)上制取硝酸。
氨氣在純氧中燃燒：4NH3＋3O22N2＋6H2O。
氨氣與氯氣反應(yīng)：8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl，應(yīng)用：用濃氨水檢驗(yàn)氯氣的泄漏。
3．噴泉實(shí)驗(yàn)原理及應(yīng)用
(1)實(shí)驗(yàn)原理
燒瓶?jī)?nèi)外產(chǎn)生壓強(qiáng)差，當(dāng)燒瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)明顯小于外界壓強(qiáng)時(shí)就會(huì)產(chǎn)生噴泉。
噴泉實(shí)驗(yàn)?zāi)芊癯晒Φ年P(guān)鍵因素：
①盛氣體的燒瓶必須干燥；②氣體要充滿燒瓶；③燒瓶不能漏氣(實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先檢查裝置的氣密性)；
④所用氣體能大量溶于所用液體或氣體與液體快速反應(yīng)。
(2)常見(jiàn)噴泉的形成主要有以下兩類：
①極易溶于水的氣體(NH3、HCl、SO2等)與水可形成噴泉。
②酸性氣體(HCl、SO2、NO2、CO2、H2S等)與NaOH(aq)也能形成噴泉。
二、銨鹽及氨氣的實(shí)驗(yàn)室制法
1．銨鹽
(1)銨鹽的物理性質(zhì)
通常把銨根離子和酸根離子形成的離子化合物稱為銨鹽 ，它們多為無(wú)色、易溶于水的晶體。
(2)銨鹽的化學(xué)性質(zhì)
①不穩(wěn)定性：銨鹽不穩(wěn)定，受熱易分解。
NH4Cl分解的化學(xué)方程式為：NH4ClNH3↑+HCl↑
NH4HCO3分解的化學(xué)方程式為：NH4HCO3 NH3↑+CO2↑+H2O
②與堿反應(yīng)：
銨鹽與堿溶液反應(yīng)的離子方程式：
a．在稀溶液中不加熱：NH＋OH－===NH3·H2O。
b．加熱時(shí)或濃溶液：NH＋OH－NH3↑＋H2O。
(3)銨鹽的檢驗(yàn)方法
向銨鹽中加入NaOH溶液，加熱，將濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙靠近管口，若試紙變藍(lán)，證明樣品中含有NH。
2．氨氣的實(shí)驗(yàn)室制法
(1)反應(yīng)原理
加熱固態(tài)銨鹽和堿的混合物，一般加熱NH4Cl和Ca(OH)2的混合物，反應(yīng)的方程式為：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。
(2)實(shí)驗(yàn)裝置
(3)NH3的干燥：堿石灰，不能用P2O5、濃H2SO4、CaCl2干燥。
(4)驗(yàn)滿方法：
①用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙置于試管口，試紙變藍(lán)色；
②將蘸有濃鹽酸的玻璃棒置于試管口，現(xiàn)象是有白煙產(chǎn)生。
(5)尾氣處理
收集時(shí)，一般在管口塞一團(tuán)用水或稀硫酸浸濕的棉花球，作用是：
①防止NH3與空氣對(duì)流，提高NH3的純度和收集速度；
②吸收多余的氨氣，防止污染空氣。
多余氣體進(jìn)行尾氣吸收防止倒吸，常采用下列裝置和措施。
3．實(shí)驗(yàn)室快速制取氨氣的方法
(1)加熱濃氨水制氨，利用NH3·H2OH2O＋NH3↑。其裝置如圖甲所示。
(2)濃氨水與生石灰：利用生石灰和水反應(yīng)減少水的同時(shí)放出大量的熱，使NH3逸出。其裝置如圖乙所示。
(3)濃氨水和固體NaOH：利用NaOH的吸水性和溶于水放熱的性質(zhì)，使NH3逸出。其裝置如圖乙所示。
(1)液氨制冷、碘的升華、NH4Cl氣化都不涉及化學(xué)變化(×)
錯(cuò)因：NH4Cl氣化是NH4Cl分解生成NH3與HCl，是化學(xué)變化。
(2)能用加熱法除去NaCl中的NH4Cl的原因是NH4Cl為強(qiáng)酸弱堿鹽(×)
錯(cuò)因：原因是NH4Cl受熱分解生成氣體揮發(fā)。
(3)現(xiàn)有1 mol·L－1的氨水，則該溶液中NH3·H2O的濃度是1 mol·L－1(×)
錯(cuò)因：氨水中還含有NH3、NH，故c(NH3·H2O)<1mol·L－1。
(4)濃氨水可檢驗(yàn)氯氣管道是否漏氣(√)
提示：Cl2能將氨氣氧化：8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl，可以看到有白煙生成。
(5)因?yàn)镹H4HCO3受熱易分解，所以可用作氮肥(×)
錯(cuò)因：NH4HCO3中含有氮元素，可用作氮肥，與受熱易分解無(wú)關(guān)。
(6)液氨可用作制冷劑，是因?yàn)槠淦瘯r(shí)吸收大量的熱(√)
提示：液氨汽化時(shí)會(huì)吸收大量的熱，使環(huán)境溫度降低。
(7)氨水呈堿性，是因?yàn)镹H3溶于水發(fā)生反應(yīng)：NH3＋H2O??NH＋OH－(×)
錯(cuò)因：氨水呈堿性，是因?yàn)镹H3·H2O電離出了OH-：NH3·H2O??NH＋OH－。
(8)銨鹽都不穩(wěn)定，受熱分解都生成NH3(×)
錯(cuò)因：并不是所有的銨鹽都受熱生成NH3，如NH4NO3N2O↑＋2H2O。
(9)向某溶液中加入稀NaOH溶液，濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙不變藍(lán)，則原溶液中一定無(wú)NH(×)
錯(cuò)因：因?yàn)镹H3極易溶于水，稀溶液中NH3會(huì)溶解在水中。
(10)NH4HCO3與足量NaOH溶液共熱時(shí)，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為NH＋OH－NH3↑＋H2O(×)
錯(cuò)因：HCO也能與NaOH溶液反應(yīng)，NH＋HCO+2OH－NH3↑+CO＋2H2O。
(11)某同學(xué)根據(jù)銨鹽受熱分解的性質(zhì)，認(rèn)為可以采用加熱NH4Cl分解的方法來(lái)制取氨(×)
錯(cuò)因：NH4Cl分解產(chǎn)生的NH3和HCl又重新反應(yīng)生成NH4Cl。
(12)為加快產(chǎn)生NH3的速率，實(shí)驗(yàn)室可以用NaOH固體和NH4Cl固體反應(yīng)制NH3(×)
錯(cuò)因：不能用NaOH代替，原因是NaOH具有吸濕性，易結(jié)塊，不利于產(chǎn)生氨，在加熱條件下還會(huì)嚴(yán)重的腐蝕試管。
一、氨和銨鹽的性質(zhì)及應(yīng)用
1．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：K2CO3與NH4Cl反應(yīng)生成氨氣會(huì)降低肥效。
2．用濃氯化銨溶液處理過(guò)的舞臺(tái)幕布不易著火，其原因是①氯化銨分解吸收熱量，降低了溫度；②氯化銨分解產(chǎn)生的氣體隔絕了空氣。
3．蘸有濃硝酸的玻璃棒與蘸有濃氨水的玻璃棒靠近，能產(chǎn)生白煙現(xiàn)象嗎？簡(jiǎn)述原因。若將濃硝酸改為濃硫酸也會(huì)出現(xiàn)相同的現(xiàn)象嗎？
答案：能，濃硝酸、濃氨水均有揮發(fā)性，揮發(fā)的HNO3與NH3相遇生成白色固體小顆粒NH4NO3。
不會(huì)，因?yàn)闈饬蛩犭y揮發(fā)，不能在空氣中生成固體小顆粒。
4．(1)將氨與氯氣混合也會(huì)產(chǎn)生白煙，用化學(xué)方程式解釋產(chǎn)生白煙的過(guò)程_______________________。
(2)在飽和NH4Cl溶液中滴加NaAlO2，產(chǎn)生刺激性氣味的氣體和白色沉淀，用離子方程式解釋其現(xiàn)象：_________________________________。
(3)實(shí)驗(yàn)室常用飽和氯化銨(NH4Cl)與亞硝酸鈉(NaNO2)加熱來(lái)制取氮?dú)猓瑢?xiě)出發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________。
答案：(1)2NH3＋3Cl2===N2＋6HCl，NH3＋HCl===NH4Cl
(2)NH＋AlO＋H2O===Al(OH)3↓＋NH3↑
(3)NH4Cl＋NaNO2NaCl＋N2↑＋2H2O
二、氨、銨鹽的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)探究
1．某化學(xué)興趣小組利用下列圖示裝置探究氨的性質(zhì)。
(1)①中濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙__________，用化學(xué)用語(yǔ)表示產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因__________ _______________________。
(2)向②中滴入濃鹽酸，現(xiàn)象為_(kāi)___________________，反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____________。
(3)將灼熱的鉑絲伸入③中錐形瓶，可觀察到鉑絲保持紅熱，有紅棕色氣體及少量白煙生成。該過(guò)程會(huì)同時(shí)發(fā)生多個(gè)反應(yīng)，寫(xiě)出NH3和O2催化氧化的方程式____________________________________，該反應(yīng)為_(kāi)________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)，錐形瓶中出現(xiàn)白煙，該物質(zhì)的化學(xué)式為_(kāi)_____________。
答案：(1)變藍(lán)　NH3＋H2O??NH3·H2O??NH＋OH－
(2)產(chǎn)生白煙　NH3＋HCl===NH4Cl
(3)4NH3＋5O24NO＋6H2O　放熱　NH4NO3
解析：(3)NH3和O2反應(yīng)能使鉑絲保持紅熱，說(shuō)明反應(yīng)為放熱反應(yīng)，生成的NO和O2再生成NO2，NO2又和H2O生成HNO3，HNO3遇到NH3生成NH4NO3小顆粒，故白煙成分為NH4NO3。
2．噴泉是一種常見(jiàn)的自然現(xiàn)象，其產(chǎn)生的原因是存在壓強(qiáng)差。
(1)裝置圖1中的氣體a可能為①氯氣、②氫氣、③氨、④氯化氫、⑤二氧化碳。打開(kāi)裝置中的止水夾，擠壓膠頭滴管，若液體b為水時(shí)，能產(chǎn)生噴泉現(xiàn)象的氣體a可能是________(填序號(hào)，下同)；若液體b為氫氧化鈉濃溶液時(shí)，能產(chǎn)生噴泉現(xiàn)象的氣體a可能是________。
(2)如果只提供如圖2的裝置(氣體為氨，液體為水)，請(qǐng)說(shuō)明引發(fā)噴泉的方法_______________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)③④　①④⑤
(2)打開(kāi)止水夾，用熱毛巾捂住圓底燒瓶至有氣泡從水中冒出，移去熱毛巾
解析：(1)氨和氯化氫極易溶于水；氯氣、氯化氫、二氧化碳都可以與濃NaOH溶液反應(yīng)，使燒瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)減小。(2)圖2則需先打開(kāi)止水夾，再用熱毛巾捂住圓底燒瓶，發(fā)現(xiàn)有氣泡冒出后，移去熱毛巾即可，燒瓶溫度降低，會(huì)使少量水進(jìn)入燒瓶，從而引發(fā)噴泉。
三、氨氣的實(shí)驗(yàn)室制法
1．下面是實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的裝置和選用的試劑，其中錯(cuò)誤的是(　　)
A．①② B．③④ C．①③ D．②④
答案：C
解析：實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的方法有：銨鹽與堿加熱制取氨氣，常用NH4Cl與Ca(OH)2反應(yīng)，固體與固體反試管口應(yīng)略向下傾斜，③錯(cuò)誤；在濃氨水中加入CaO，CaO與水反應(yīng)使溶液中c(OH－)增大，消耗了水，并且放出大量的熱，使NH3·H2O分解放出氨氣；加熱濃氨水，加快氨氣揮發(fā)。①是錯(cuò)誤的，因?yàn)槁然@分解生成的NH3與HCl冷卻后又生成NH4Cl，不能得到NH3。
2．某化學(xué)興趣小組利用圖1裝置制備氨并探究相關(guān)性質(zhì)。
(1)裝置A中，盛有濃氨水的儀器名稱為_(kāi)____________，燒瓶?jī)?nèi)藥品可選用______________。裝置B的作用是________________________。
(2)實(shí)驗(yàn)中觀察到C中CuO粉末變紅，D中無(wú)水硫酸銅變藍(lán)，并收集到一種單質(zhì)氣體，則該反應(yīng)相關(guān)化學(xué)方程式為_(kāi)_____________________________________，該反應(yīng)證明氨具有________性。
(3)該實(shí)驗(yàn)缺少尾氣吸收裝置，圖2中能用來(lái)吸收尾氣的裝置是________(填裝置序號(hào))。
答案：(1)分液漏斗　堿石灰或生石灰　干燥氨
(2)3CuO＋2NH33Cu＋N2＋3H2O
(3)Ⅱ、Ⅲ
知識(shí)點(diǎn)04 氮及其化合物的相互轉(zhuǎn)化
1．含氮元素物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系
(1)橫向轉(zhuǎn)化為物質(zhì)類別變化，非氧化還原反應(yīng)，例如：
①氨氣轉(zhuǎn)化為銨鹽：HCl+NH3===MH4Cl
②硝酸轉(zhuǎn)化為硝酸鹽：NaOH+HNO3===NaNO3+H2O
(2)縱向、斜向轉(zhuǎn)化為化合價(jià)變化反應(yīng)，是氧化還原反應(yīng)，例如：
①NH3轉(zhuǎn)化為N2：8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl
②NH3轉(zhuǎn)化為NO：4NH3＋5O24NO＋6H2O
(3)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。例如：
NO2與水反應(yīng)：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
NO2與NaOH溶液反應(yīng)：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O
(4)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。例如：
NO與NH3反應(yīng)：6NO＋4NH35N2＋6H2O
NO、NO2混合氣體與NaOH溶液反應(yīng)：NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O
2．氮元素的“價(jià)—類二維圖”
氮元素有多種可變化合價(jià)，物質(zhì)的種類較多，在復(fù)習(xí)時(shí)要從物質(zhì)類別和價(jià)態(tài)變化理解這些物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。
氮及其化合物的相互轉(zhuǎn)化
1．如圖是氮元素的幾種價(jià)態(tài)與物質(zhì)類別的對(duì)應(yīng)關(guān)系，回答下列問(wèn)題：
(1)寫(xiě)出N2的一種用途：____________________________。
(2)從N元素化合價(jià)分析，N2具有氧化性和還原性。各舉一例說(shuō)明(用化學(xué)方程式表示)
氧化性：______________________________________。
還原性：_______________________________________。
(3)HNO3與圖中的物質(zhì)C常用于檢驗(yàn)Cl－的存在，則C的化學(xué)式為_(kāi)_____________________。
(4)實(shí)驗(yàn)室制取物質(zhì)B的化學(xué)方程式為_(kāi)______________________________________。
(5)NO2與水反應(yīng)生成物質(zhì)A的化學(xué)方程式為_(kāi)_____________________________________。
(6)濃硝酸與木炭在加熱條件下反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_________________________________。
答案：(1)作保護(hù)氣、保存糧食(或合成氨、制硝酸等)
(2)N2＋3H22NH3(或N2＋3MgMg3N2)　N2＋O22NO　(3)AgNO3
(4)Ca(OH)2＋2NH4ClCaCl2＋2NH3↑＋2H2O
(5)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
(6)4HNO3(濃)＋CCO2↑＋4NO2↑＋2H2O
2．A、B、C、D是短周期元素形成的四種氣體單質(zhì)。E、F均為氣體，且F為紅棕色。有關(guān)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示(反應(yīng)條件均已略去)
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
(1)D的化學(xué)式為_(kāi)___________。
(2)反應(yīng)③的離子方程式為_(kāi)___________________________。
(3)Y和E在一定條件下可反應(yīng)生成B和Z，這是一個(gè)具有實(shí)際意義的反應(yīng)，可消除E對(duì)環(huán)境的污染，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)________________________________。
(4)0.1 mol·L－1的X溶液和0.1 mol·L－1的Y溶液等體積混合，溶液呈________性(填“酸”“堿”或“中”)，原因是___________________________________________(用離子方程式說(shuō)明)。
答案：(1)H2
(2)3NO2＋H2O===2H＋＋2NO＋NO
(3)4NH3＋6NO===5N2＋6H2O
(4)酸　NH＋H2ONH3·H2O＋H＋
解析：(1)本框圖突破口之一是“白煙”，是揮發(fā)性酸和氨氣相遇后的產(chǎn)物，由此可推知D是H2，突破口之二是“紅棕色氣體”，F(xiàn)應(yīng)為NO2，反推可知E為NO，C為O2，Z為H2O，Y為NH3，X為HCl，G為HNO3。(3)中涉及反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)中的歸中反應(yīng)。(4)兩者恰好完全反應(yīng)時(shí)生成NH4Cl，銨根離子水解而使溶液顯酸性。
知識(shí)點(diǎn)05 氮氧化物和硝酸的有關(guān)計(jì)算
一、NOx與水、氧氣反應(yīng)的理解及有關(guān)計(jì)算
1．關(guān)系式法
(1)NO和O2的混合氣體通入水中
由2NO＋O2===2NO2和3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，得總反應(yīng)為4NO＋3O2＋2H2O=== 4HNO3。
① = ，恰好完全反應(yīng)；
② < ，剩余氣體為O2；
③ > ，剩余氣體為NO。
(2)NO2和O2的混合氣體通入水中
由3NO2＋H2O===2HNO3＋NO和2NO＋O2===2NO2，得總反應(yīng)為4NO2＋O2＋2H2O=== 4HNO3。
① = ，恰好完全反應(yīng)；
② < ，剩余氣體為O2；
③ > ，剩余氣體為NO。
(3)NO、NO2和O2三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(lái)混合氣體中NO體積，再按(1)計(jì)算。
2．電子守恒法
NOx轉(zhuǎn)化為硝酸時(shí)失去電子，如果是NOx與O2的混合氣體，則反應(yīng)中O2得到的電子數(shù)與NOx失去的電子數(shù)相等。
4NO2＋O2和4NO＋3O2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、O原子個(gè)數(shù)比進(jìn)行分析判斷。
① < ，剩余氣體為O2；
② = ，恰好完全反應(yīng)；
③ > ，剩余氣體為NO。
二、金屬與硝酸反應(yīng)的計(jì)算
1．金屬與硝酸反應(yīng)的思維模型
2．計(jì)算方法(以Cu與硝酸反應(yīng)為例)
(1)原子守恒：
反應(yīng)前所有的N元素只存在于HNO3中，反應(yīng)后含N元素的物質(zhì)有HNO3的還原產(chǎn)物(假設(shè)有NO2、NO)和Cu(NO3)2，則有n(HNO3)消耗＝n(NO2)＋n(NO)＋n[Cu(NO3)2]。
(2)電子守恒：反應(yīng)中失去電子的是參加反應(yīng)的Cu，Cu－2e－―→Cu2＋；得到電子的是被還原的HNO3(假設(shè)還原產(chǎn)物為NO2、NO)，NO＋e－―→NO2、NO＋3e－―→NO。根據(jù)得失電子守恒，則有2n(Cu)＝n(NO2)＋3n(NO)。
若將生成的氮的氧化物氣體與一定量的氧氣共同通入水中，氮的氧化物完全生成硝酸，由于開(kāi)始反應(yīng)物為硝酸，中間生成了氮的氧化物，但最終又變回了硝酸，所以相當(dāng)于銅失的電子最終由氧氣得到，則有2n(Cu)＝n(O2)。
(3)電荷守恒：
在Cu與HNO3反應(yīng)后的溶液中，若HNO3不過(guò)量，陽(yáng)離子只有Cu2＋，陰離子只有NO(此類計(jì)算不考慮H2O電離出的極少量的H＋、OH－)；若HNO3過(guò)量，溶液中的陽(yáng)離子有Cu2＋和H＋，陰離子只有NO。則有①若HNO3不過(guò)量：n(NO)＝2n(Cu2＋)；②若HNO3過(guò)量：n(NO)＝2n(Cu2＋)＋n(H＋)。
(4)離子方程式計(jì)算：
金屬與硫酸、硝酸的混合酸反應(yīng)時(shí)，由于硝酸鹽中NO在硫酸提供H＋的條件下能繼續(xù)與金屬反應(yīng)，故此類題目應(yīng)用離子方程式來(lái)計(jì)算3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。先作過(guò)量判斷，然后根據(jù)完全反應(yīng)的金屬或H＋或NO進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，且要符合電荷守恒。
一、NOx與H2O、O2反應(yīng)的計(jì)算
1．有一充有20 mL NO和NO2混合氣體的試管，倒置于盛有水的水槽中，充分反應(yīng)后，仍有12 mL 無(wú)色氣體，則原混合氣體中NO和NO2的體積之比為(氣體體積均在相同狀況下測(cè)得)2:3。
解析：二氧化氮和水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮，一氧化氮和水不反應(yīng)，所以，剩余的氣體為一氧化氮，設(shè)混合氣體中二氧化氮的體積為V，則：
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO　氣體體積減少
3 1 2
V 20 mL－12 mL＝8 mL
所以V＝＝12 mL，即二氧化氮的體積為12 mL，則原混合氣體中一氧化氮的體積為20 mL－12 mL＝8 mL，則原混合氣體中NO和NO2的體積之比為8 mL∶12 mL＝2∶3。
2．將盛有12 mL NO2和O2的混合氣體的量筒倒立于水槽中，充分反應(yīng)后，還剩余2 mL無(wú)色氣體。
(1)若剩余的氣體是________，則NO2、O2的體積分別是________。
(2)若剩余的氣體是________，則NO2、O2的體積分別是________。
答案：(1)O2　8 mL、4 mL　(2)NO　10.8 mL、1.2 mL
解析：解題依據(jù)的化學(xué)方程式：
4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3；
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。
設(shè)O2的體積為x，剩余的氣體有兩種可能：
(1)若剩余O2，則V剩＝x－×(12 mL－x)＝2 mL，
解得x＝4 mL，則NO2體積是8 mL；
(2)若剩余NO，則V剩＝×[(12 mL－x)－4x]＝2 mL，
解得x＝1.2 mL，則NO2體積是10.8 mL。
二、金屬與硝酸反應(yīng)的計(jì)算
1．將14 g銅銀合金與足量的硝酸反應(yīng)，放出的氣體與標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為1.12 L的O2混合后再通入水中，恰好全部吸收，則合金中銅的質(zhì)量為3.2 g。
解析：分析整個(gè)過(guò)程，金屬失去的電子等于氧氣獲得的電子，標(biāo)準(zhǔn)狀況下，n(O2)＝＝0.05 mol，設(shè)Cu、Ag的物質(zhì)的量分別為x、y，則根據(jù)質(zhì)量列方程：x×64 g·mol－1＋y×108 g·mol－1＝14 g，根據(jù)得失電子守恒列方程：2x＋y＝0.05 mol×4＝0.2 mol，解得x＝0.05 mol，y＝0.1 mol，m(Cu)＝0.05 mol×64 g·mol－1＝3.2 g。
2．將3.84 g Cu和一定量的濃HNO3反應(yīng)，當(dāng)Cu反應(yīng)完全時(shí)，共收集到氣體2.24 L NO2和NO(標(biāo)準(zhǔn)狀況，不考慮NO2轉(zhuǎn)化為N2O4)，則反應(yīng)中消耗HNO3的物質(zhì)的量為0.22 mol。
解析：銅與硝酸反應(yīng)轉(zhuǎn)化為Cu(NO3)2、NO和NO2，根據(jù)銅原子守恒n[Cu(NO3)2]＝n(Cu)＝＝0.06 mol，NO和NO2的物質(zhì)的量共為n＝＝＝0.1 mol，根據(jù)氮原子守恒：n(HNO3)＝2n[Cu(NO3)2]＋n(NO)＋n(NO2)＝2×0.06 mol＋0.1 mol＝0.22 mol。
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