第4节 氮及其化合物
考纲点击：1.了解氮元素单质及其重要化合物的制备方法，
掌握其主要性质及其应用。2.了解氮元素单质及其重要化合物
对环境的影响。
回归教材
一、氮气
1.氮的固定
游离
人工
化合
2.氮的性质
小于(1)物理性质：无色无味气体，密度略_______空气，难溶
于水。
(2)化学性质
①N2 与 O2 的反应：N2＋O2
②N2 与 H2 的反应：N2＋3H2
③N2 与 Mg 的反应：3Mg＋N2
2NO；
2NH3；
Mg3N2。
二、氮的氧化物
酸性
1.氮的氧化物有多种，氮元素从＋1～＋5 价都有对应的氧
化物，＋4 价氧化物有 NO2、N2O4，且只有 N2O3 和 N2O5 属于
________氧化物。
2.一氧化氮与二氧化氮
无 红棕
光化学烟雾
NO NO2
物理性质 通常为____色气体，
不溶于水
通常为________色、
有刺激性气味的气体
化学
性质
与O2反应 2NO＋O2===2NO2 —
与H2O反应 不反应 3NO2＋H2O===
2HNO3＋NO
与人体、环
境的关系
①形成__________，污染空气。
②形成酸雨。
③破坏臭氧层。
④与血红蛋白结合使人中毒
[特别提醒]
1.氮的氧化物
氮的氧化物都有毒，主要包括N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、
N2O5共六种，其中NO2 与N2O4 存在下列平衡：2NO2 N2O4。
2.氮氧化物对环境的污染及防治
(1)常见的污染类型
①光化学烟雾：NOx 在紫外线作用下，与碳氢化合物发生
一系列光化学反应，产生的一种有毒的烟雾。
②酸雨：NOx 排入大气中后，与水反应生成HNO3 和HNO2，
随雨雪降到地面。
(2)常见的NOx 尾气处理方法
①碱液吸收法
2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O
NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O
NO2、NO 的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是
n(NO2)≥n(NO)。一般适合工业尾气中 NOx 的处理。
②催化转化法
在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气
体(N2) 或NOx 与CO 在一定温度下催化转化为无毒气体(N2 和
CO2)。一般适用于汽车尾气的处理。
三、硝酸
1.硝酸的物理性质
(1)纯硝酸为________、有__________气味的液体。
(2)硝酸沸点较低，______ 挥发，在空气中遇水蒸气形成
________。
无色 刺激性
易
白雾
[特别提醒]质量分数在69%以上的硝酸称为浓硝酸，质量
分数在 98%以上的硝酸为发烟硝酸。
2.化学性质
(1)强酸性
变红稀硝酸使紫色石蕊试液________。
(2)不稳定性
_________________________________________________。
(3)强氧化性
氧化 氧化
变红
硝酸无论浓、稀都有强________性，而且浓度越大______
性越强。
浓硝酸可使紫色石蕊试液先________后褪色。
①与金属反应
稀硝酸与铜反应：
_________________________________________________。
浓硝酸与铜反应
_________________________________________________。
3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2HO
②与非金属(C)反应
_________________________________________________。
③与还原性化合物反应
硝酸可氧化 H2S、Na2SO3、FeSO4、KI、NaBr 等还原性物
质。如稀硝酸与 FeSO4 溶液反应的离子方程式：
_________________________________________________。
CO2↑＋4NO2↑＋2H2OC＋4HNO3(浓)
(4)与有机物反应
反应)①硝化反应(与
②颜色反应
黄色某些蛋白质遇浓硝酸时变________。
→NO2，HNO3(稀)→NO。极稀也可以还原为NH4。
[特别提醒](1)浓、稀硝酸均具有强氧化性，浓度越大，氧
化性越强，其还原产物的价态越高。还原产物一般为 HNO3(浓)
＋
(2)浓硝酸能使紫色石蕊溶液先变红后褪色，该反应过程中
浓硝酸表现出强酸性和强氧化性。
(3)常温下，铁、铝遇浓硝酸能发生“钝化”并非不反应。
(4)浓硝酸显黄色的是HNO3 见光或受热发生分解，生成的
NO2溶于其中所致；消除的方法是通入O2(或空气)，使其发生
反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3。浓硝酸应保存在棕色试剂瓶
中，并置于阴凉处。
四、氨
无色 刺激性气味 气体
小
1.物理性质
颜色：________，气味：____________，状态：________，
密度比空气____，易________，________溶于水。在常温常压
下，1 体积 H2O 能溶解______体积氨气。
2.化学性质
液化 极易
700
NH4 ＋OH－，氨气溶于水得氨
(1)氨气与水的反应
NH3＋H2O NH3·H2O
＋
水，氨水中含有的粒子有_________________________________。
氨水为可溶性一元弱碱，易挥发，不稳定，易分解：NH3·H2O
____________。
(2)氨气与酸的反应：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____________，将浓盐酸改为_________，
也会出现相同的现象。
白烟生成 浓硝酸
NH3↑＋H2O
[特别提醒]氨气具有较强的还原性，还可以发生下列反应：
3.氨气的实验室制法
向下排空气法
蓝色
白烟
2NH4Cl＋Ca(OH)2 2NH3↑＋CaCl2＋2H2O
[特别提醒] 氨气实验室制法的注意事项
(1) 实验室用固体铵盐与碱共热制NH3 时 ， 不能使用
NH4HCO3、NH4NO3 及NaOH固体，因为NH4HCO3受热分解产
生CO2，使制得的NH3不纯；NH4NO3受热时易发生爆炸；NaOH
容易吸水结块，不利于NH3的产生和逸出，且加热条件下NaOH
容易腐蚀玻璃。
(2)干燥氨气时不能选用酸性干燥剂，如浓硫酸、P2O5 等，
也不能选用无水CaCl2，因为它们均能与NH3 发生反应，通常
选用碱石灰。
(3)吸收氨气(或 HCl)时要注意防止倒吸。
可用于吸收氨气(或 HCl)并能防倒吸的常用装置为：
4.氨的用途
化工原料，用于制硝酸、铵盐、纯碱、尿素，用作制冷剂。
五、铵盐
1.物理性质：都是________固体，都易溶于水。
2.化学性质
(1)不稳定性
白色
基础测评
1.随着我国汽车年销量的大幅增加，空气环境受到了很大
的污染。汽车尾气装置里，气体在催化剂表面吸附与解吸作用
的过程如图所示，下列说法正确的是( )。
A.反应中 NO 为氧化剂，N2 为氧化产物
B.汽车尾气的主要污染成分包括 CO、NO 和 N2
C.NO 和 O2 必须在催化剂表面才能反应
答案：D
2.(2018 年山东滨州检测)NH3 是一种重要的化工原料，可以
制备一系列物质(如图)。下列说法正确的是( )。
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 在一定条件下可以发生氧化还原反应
D.图中所涉及的盐类物质均可发生水解反应
答案：C
3.下列对于硝酸的认识，不正确的是( )。
A.浓硝酸的氧化性强于稀硝酸
B.铜与 HNO3 的反应属于置换反应
C.金属与 HNO3 反应不产生氢气
D.可用铁和铝质容器盛装浓硝酸
解析：硝酸是氧化性酸，且浓硝酸的氧化性强于稀硝酸；
铜与浓、稀硝酸反应的还原产物分别是 NO2 和 NO，没有单质
生成，故不属于置换反应；硝酸是氧化性酸，金属与 HNO3 反
应均不产生 H2；铁与铝遇冷浓硝酸钝化，故可用铁或铝质容器
盛装浓 HNO3。
答案：B
. . .
4.NH3 及其盐都是重要的化工原料。
(1)用 NH4Cl 和 Ca(OH)2 制备 NH3，反应发生、气体收集和
尾气处理装置依次为____________。
(2)按下图装置进行 NH3 的性质实验。
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____________________
________________________。
解析：(1)氨气的实验室制取采用的是固固加热装置，氨气
密度比空气小且极易溶于水，所以选 A、C、G。(2)由于 A 中
压强比 B 中大，所以当打开旋塞 1，A 中的 HCl 会进入 B 中与
NH3 反应生成氯化铵，产生大量的白烟；再打开旋塞 2，由于
氯化氢和氨气反应生成了固体氯化铵，所以会导致烧瓶内的压
强减小，烧杯中的石蕊溶液会倒流进入 B 瓶，且溶液变红。
答案：(1)A、C、G
(2)产生白烟 氯化氢与氨气反应生成了氯化铵小颗粒，氯
化铵小颗粒形成白烟
②烧杯中的石蕊溶液会进入 B 瓶，且溶液显红色
考点一
考向1
氮气及其氧化物
氮气及其化合物的转化
[典例1](2018 年河南周口模拟)关于氮的变化关系图如图：
则下列说法不正确的是( )。
A.路线①②③是工业生产硝酸的主要途径
B.路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径
C.上述所有反应都是氧化还原反应
D.上述反应中只有③属于氮的固定
答案：D
. . .
①N2＋O2==========2NO；
[方法技巧](1)俗话说“雷雨发庄稼”，这说明雷雨中含有
能被植物吸收利用的化合态的氮。有关的化学方程式如下：
放电或高温
②2NO＋O2===2NO2；
③3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。
(2)氮气的用途
①作焊接金属的保护气；
②制硝酸和化肥的原料；
③食品袋中充氮气来防腐。
适合吸收 NO2 气体的是(
考向2 NO、NO2 的性质及对环境的影响
[典例2](2018 年宁夏银川质检)已知常温常压下在 1 L 水中
可溶解 40 L NO2 ，NO2 能与 NaOH 溶液发生反应：2NaOH ＋
2NO2===NaNO3＋NaNO2＋H2O。以下各种尾气吸收装置中，不
)。
A B C D
. .
.
解析：由于常温常压下在 1 L 水中可溶解 40 L NO2，即极
易溶于水，所以在吸收装置中需要防止倒吸，只有 B 中不能防
止倒吸。
答案：B
考向3 氮氧化物溶于水的计算
[典例3](2018 年河北衡水检测)如图所示，相同条件下，两
个容积相同的试管分别装满 NO2 和 NO 气体，分别倒置于水槽
中，然后通过导管缓慢通入氧气，边通边慢慢摇动试管，直到
两个试管内充满液体。假设试管内的溶质不向水槽中扩散，则
两个试管内溶液中溶质的物质的量浓度之比为( )。
A.1∶ 1 B.5∶ 7 C.7∶ 5 D.4∶ 3
解析：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3、4NO＋3O2＋2H2O===
4HNO3，V(NO2)＝V(NO)，n(NO2)＝n(NO)，则生成的 HNO3 物
质的量相等，溶液的体积也相同，故两个试管内溶液中溶质的
物质的量浓度相等。
答案：A
[方法技巧]
氮的氧化物与O2、H2O 反应的计算方法
1.关系式法
(1)NO 和O2 的混合气体通入水中。
由 2NO＋O2===2NO2 和3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 得总
反应为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3
(2)NO2 和O2 的混合气体通入水中。
由3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 和2NO＋O2===2NO2 得总
反应为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3
(3)NO、NO2 和O2 的混合气体通入水中。
先按3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 计算出生成NO 的体积，
再加上原来混合气体中 NO 的体积，再按(1)中关系计算。
2.电子守恒法
当NOx 转化为硝酸时要失去电子，如果是NOx 与O2 混合，
则反应中O2 得到的电子数与NOx 失去的电子数相等。
3.原子守恒法
4NO2＋O2 和4NO＋3O2 从组成上均相当于2N2O5 的组成，
都与N2O5＋H2O===2HNO3 等效。当NO、NO2、O2 的混合气体
通入水中时利用混合气体中N、O 原子个数比进行分析判断。
【拓展演练】
1.(2018 年辽宁抚顺期末)如图所示，将相同条件下的 m 体
积 NO 和 n 体积 O2 同时通入倒立于水槽中且盛满水的试管内，
m
2
立即变为红棕色。则 m 与 n 的比值为( )。
A.3∶ 2 B.2∶ 3 C.8∶ 3 D.3∶ 8
充分反应后，试管内残留—体积的气体，该气体与空气接触后
2.(2017年北京卷)SCR 和 NSR 技术可有效降低柴油发动机
在空气过量条件下的 NOx 排放。
(1)SCR(选择性催化还原)工作原理：
①尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为 NH3和 CO2，该反应的
化学方程式：__________________________________________。
②反应器中 NH3 还原 NO2 的化学方程式：_______________
____________________。
③当燃油中含硫量较高时，尾气中 SO2 在 O2 作用下会形成
(NH4)2SO4，使催化剂中毒。用化学方程式表示(NH4)2SO4 的形
成：______________________________。
④尿素溶液浓度影响 NO2 的转化，测定溶液中尿素(M＝60
g·mol－1)含量的方法如下：取 a g 尿素溶液，将所含氮完全转化
为 NH3，所得 NH3 用过量的 V1 mL c1 mol·L－1 H2SO4 溶液吸收完
全，剩余 H2SO4 用 V2 mL c2 mol·L －1 NaOH 溶液恰好中和，则尿
素溶液中溶质的质量分数是____________。
(2)NSR(NOx 储存还原)工作原理：
NOx 的储存和还原在不同时段交替进行，如图 a 所示。
图 a
图 b
①通过 BaO 和 Ba(NO3)2 的相互转化实现 NOx 的储存和还
原。储存 NOx 的物质是________。
学方程式补充完整：____________________=======
②用 H2 模拟尾气中还原性气体研究了 Ba(NO3)2 的催化还
原过程，该过程分两步进行，图 b 表示该过程相关物质浓度随
时间的变化关系。第一步反应消耗的 H2 与 Ba(NO3)2 的物质的
量之比是__________。
③还原过程中，有时会产生笑气(N2O)。用同位素示踪法研
究发现笑气的产生与 NO 有关。在有氧条件下 15NO 与 NH3 以
一定比例反应时，得到的笑气几乎都是 15NNO。将该反应的化
催化剂
15NNO
＋ H2O。
解析：(1)①尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为 NH3 和 CO2，
结 合 原 子 守 恒 ， 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 为 CO(NH2)2 ＋
H2O 2NH3↑＋CO2↑。②从图中可以看出 NH3 在催化剂作
用下还原 NO2 生成氮气和水，根据电子守恒和原子守恒可得此
催化剂
在 O2 作用下与 NH3、H2O 反应形成(NH4)2SO4，此反应中 SO2
是还原剂，氧气是氧化剂，结合电子守恒和原子守恒可得此反
应的化学方程式为 2SO2＋O2＋4NH3＋2H2O===2(NH4)SO4。
反应的化学方程式为8NH3＋6NO2======7N2＋12H2O。③SO2
催化剂
是 BaO。②由图示可知，第一步反应为 H2 与 Ba(NO3)2 作用生
成 NH3，每摩尔 Ba(NO3)2 作用生成 NH3 共转移 16 mol 电子，
根据电子守恒，参加反应的氢气的物质的量为 16 mol÷2＝
8 mol，则消耗的 H2 与 Ba(NO3)2 的物质的量之比是 8∶ 1。③反
应物有 15NO 与 NH3，结合产物中有水，可知还有另一反应物
O2，反应中 NH3 是还原剂，15NO 与 O2 是氧化剂，因含氮产物
均为 15NNO，则 15NO 与 NH3 以 1∶ 1 参加反应，结合电子守恒
和原子守恒可得此反应的化学方程式为 415NO＋4NH3＋3O2
=======415NNO＋6H2O。
考点二
考向1
氨和铵盐
氨气的主要性质及应用
[典例4]如图，利用培养皿探究氨气的性质。实验时向NaOH
固体上滴几滴浓氨水，立即用另一表面皿扣在上面。下表中对
实验现象所做的解释正确的是( )。
选项 实验现象 解释
A 浓盐酸附近产生白烟 NH3 与浓盐酸挥发的 HCl 气
体反应产生了 NH4Cl 固体
B 浓硫酸附近无明显现象 NH3 与浓硫酸不发生反应
C 氯化物溶液变浑浊 该溶液一定是 AlCl3 溶液
D 干燥红色石蕊试纸不变色，
湿润的红色石蕊试纸变蓝 NH3 是一种可溶性碱
解析：B 中的浓硫酸易与 NH3 发生反应；C 中，该溶液也
可能是 MgCl2 溶液等；D 中 NH3·H2O 是碱，而 NH3 不属于碱。
答案：A
[方法技巧] 理解NH3 性质应注意问题
(1)NH3 是中学化学中唯一的碱性气体，可在推断题中作为
解题的突破口，确定NH3 的存在。
(3)NH3 是非电解质，不是碱；而NH3·H2O 是电解质，是碱。
(4)NH3 催化氧化的产物是NO 不是NO2。
案，下列有关操作不可能引发喷泉现象的是( )。
考向2 喷泉实验
[典例5]如图是课外活动小组的同学设计的 4 个喷泉实验方
A.挤压装置①的胶头滴管使 CCl4 全部进入烧瓶，片刻后打
开弹簧夹
. . .
B.挤压装置②的胶头滴管使 NaOH 溶液全部进入烧瓶，片
刻后打开弹簧夹
C.用鼓气装置从装置③的 a 处不断鼓入空气并打开弹簧夹
D.向装置④的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开弹簧夹
解析：①中的 Cl2 易溶于 CCl4，使圆底烧瓶中压强减小，
使烧杯中的 NaOH 溶液进入烧瓶形成喷泉；②中的 NO 与 NaOH
溶液不反应，圆底烧瓶内的压强不改变，不会形成喷泉；③中
因鼓入空气使锥形瓶内气压增大，使水进入烧瓶而形成喷泉；
④中浓 H2SO4 溶于水放热，促使锥形瓶内氨水分解产生 NH3，
NH3 进入烧瓶与 HCl 反应而形成喷泉。
答案：B
[方法技巧] 喷泉实验的原理及应用
(1)喷泉实验的原理
由于容器内外产生压强差而形成喷泉。气体迅速溶于水或
某种溶液中，容器内压强小于容器外压强，从而产生喷泉，依
据这一原理，只要能够造成容器内气体大量溶于液体，就可以
形成喷泉。
(2)引发喷泉的几种方法
①使烧瓶内的气体迅速溶于水或某种液体中。
②使烧瓶内气体温度降低，从而使气压减小。
③使待喷液面上的气压增大。
(3)喷泉实验的几种常见装置
说明：装置②中最好采用顶部有孔的烧瓶。装置③引发喷
泉的方法是打开止水夹，用热毛巾或双手捂热烧瓶，松开后片
刻即形成喷泉现象。
(4)形成喷泉的类型
下面是几种常见的能形成喷泉的气体和液体。
气体 HCl NH3
CO2、Cl2、
SO2、H2S NO2
NO、O2
(4∶3)
NO2、O2
(4∶1)
吸收剂 水、NaOH
溶液 水 NaOH
溶液 水 水 水
考向3 氨气制备与性质综合探究
[典例6](2018 届河南濮阳二模)为探究氨气的还原性，某同
学设计了下列实验装置(其中夹持装置略去)，在实验室中进行
实验探究。回答下列问题：
(1) 仪器 b 的名称是____________ ，试解释该装置中产生
NH3 的原理：___________________________________。
2H+===Cu2+＋Cu＋H2O。某同学取上述反应后玻璃管内的物质
(2)装置乙中盛有的试剂名称是__________________。
(3)装置戊中浓硫酸的作用是________________________。
(4)＋1 价 Cu 在酸性环境中不稳定，可发生反应：Cu2O＋
于试管中，加入稀硫酸，振荡后发现溶液为蓝色，且试管底部
有红色 Cu，他得出结论：NH3 还原 CuO 生成 Cu2O。该同学的
判断是否正确？________(填“正确”或“不正确”)，理由是
__________________________________________________。
(5)已知装置丙的玻璃管内 CuO 粉末为 m g，实验结束后测
得玻璃管内固体粉末为 n g，若 CuO 完全被还原为 Cu，则 m∶
n ＝ ______ ； 写 出 玻 璃 管 内 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 ：
______________________________。装置丁中的干燥管增重为
______g(用含 m 或 n 的代数式表示)。
NH3·H2O===NH4＋OH－，NaOH在氨水中电离产生OH－，使平
解析：根据实验目的“探究氨气的还原性”，结合流程图
可知，甲中浓氨水与氢氧化钠固体作用放出氨气，经过乙的干
燥得到干燥的氨气，在丙中与氧化铜反应生成铜和氮气，以及
水蒸气。丁可以吸收生成的水蒸气，戊中浓硫酸可以吸收未反
应的氨气，防止污染，同时可以防止空气中的水蒸气进入装置丁。
(1)根据装置图，仪器 b 为锥形瓶，该装置中 NH3＋H2O
＋
衡逆向移动，且 NaOH 溶解放热，使氨水分解，放出氨气。
(2)装置乙的作用是干燥氨气，可以选用碱石灰。(3)装置戊中浓
硫酸可以吸收 NH3 尾气，防止空气中的水蒸气进入装置丁。
[方法技巧]
1.氨气的快速制法。
(1)加热浓氨水(如图甲)：NH3·H2O
甲
NH3↑＋H2O。
乙
(2)浓氨水中加入固体NaOH(如图乙)：NaOH 溶于水放热，
促使氨水分解，且OH－浓度的增大有利于 NH3 的生成。
(3)浓氨水中加入固体 CaO(如图乙)：CaO 与水反应，使溶
剂(水)减少；反应放热，促使氨水分解。反应的化学方程式为
NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2。
2.NH3 吸收装置的创新
中，下列根据实验现象得出的结论不正确的是( )。
考向4 铵盐的性质
[典例7](2018 年辽宁大连期末)探究氨气及铵盐性质的过程
A.将集有氨气的试管倒扣于水槽中，液体迅速充满试管，
说明氨气极易溶于水
. . .
石蕊试纸变蓝的气体，说明氨水中含有NH4
B.向氨水中加入浓氢氧化钠溶液，加热产生使湿润的红色
＋
C.加热 NH4HCO3 固体，观察到固体逐渐减少，试管口有液
滴产生，说明 NH4HCO3 具有热不稳定性
D.将红热的 Pt 丝伸入上图所示的锥形瓶中，瓶口出现少量
的红棕色气体，说明氨气催化氧化的产物中有 NO
答案：B
NH4的检验方法
[方法技巧]
＋
【拓展演练】
3.(2017 年山东泰安模拟)某化学兴趣小组利用图 1 装置制
取氨气并探究氨气的有关性质。
图 1
备选装置(其中水中含酚酞溶液)
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
图 2
(1)装置 A 中烧瓶内试剂可选用________(填字母)。
a.碱石灰 b.浓硫酸 c.生石灰 d.五氧化二磷
e.烧碱
(2)若探究氨气的溶解性，需在 K2 的导管末端连接图 2 装置
中的__________装置(填序号)，当装置 D 中集满氨气后，关闭
K1、K2，打开 K3，引发喷泉的实验操作是__________________。
(3)若探究氨气的还原性，需打开 K1、K3，K2 处导管连接
制取纯净、干燥氯气装置。
①用二氧化锰与浓盐酸制取氯气，生成气体必须通过分别
盛有________、____________试剂的洗气瓶；
②D 中氨气与氯气反应产生白烟，同时生成一种无色无味
的气体，该反应的化学方程式为__________________________。
③从 K3 处导管逸出的气体中含有少量 Cl2，则 C 装置中应
盛放__________溶液(填化学式)，反应的离子方程式为______
______________________________。
===Ca(OH)2 生成 Ca(OH)2]或烧碱，都会使平衡左移，同时
放出大量的热促进氨气的挥发。碱石灰的成分是烧碱和生石灰，
原理同上述，都可快速制备氨气。(2)氨气极易溶于水，不溶于
CCl4，需选择防倒吸装置进行实验探究，因此需选择图 2 中的
Ⅱ或Ⅲ。根据喷泉实验的原理，要使装置 D 发生喷泉现象，
可用热毛巾将烧瓶捂热，D 中氨气受热膨胀通过导管与水接触，
即产生“喷泉”。(3)①用二氧化锰与浓盐酸制取的氯气中，混
有氯化氢气体和水蒸气，要得到纯净、干燥的氯气需通过饱和
食盐水除去氯化氢，通过浓硫酸除去水蒸气。②探究氨气具有
还原性，氯气与氨气反应产生白烟，联系 NH3＋HCl===NH4Cl
可知，“白烟”的成分为氯化铵，氯元素化合价降低，则生成
的“无色无味的气体”必为氨气的氧化产物，可推知为氮气。
③氯气是有毒气体，可与强碱溶液反应，因此可用氢氧化钠溶
液进行尾气吸收。
答案：(1)ace
(2)Ⅱ或Ⅲ 用热毛巾将烧瓶捂热(其他合理答案均可)
(3)①饱和食盐水 浓硫酸
②3Cl2＋8NH3===6NH4Cl＋N2
③NaOH Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O
4.(2016 年新课标Ⅰ卷) 氮的氧化物(NOx) 是大气污染物之
一，工业上在一定温度和催化剂条件下用 NH3 将 NOx 还原生成
N2。某同学在实验室中对 NH3 与 NO2 反应进行了探究。回答下
列问题：
(1)氨气的制备。
A B C
D E F
①氨气的发生装置可以选择上图中的________，反应的化
学方程式为____________________________________。
②欲收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接顺
序为：发生装置→______________(按气流方向，用小写字母表
示)。
(2)氨气与二氧化氮的反应。
将上述收集到的 NH3 充入注射器 X 中，硬质玻璃管 Y 中加
入少量催化剂，充入 NO2(两端用夹子 K1、K2 夹好)。在一定温
度下按图示装置进行实验。
操作步骤 实验现象 解释原因
打开 K1，推动注射
器活塞，使X中的气
体缓慢通入 Y 管中
①Y 管中______
_______________
②反应的化学方程
式：_____________
_________________
将注射器活塞退回
原处并固定，待装置
恢复到室温
Y 管中有少量水珠 生成的气态水凝聚
打开 K2
③_______________
_________________
④_______________
_________________
_________________
解析：(1)①在实验室中，利用氢氧化钙与 NH4Cl 混合加热
发生分解反应制取氨气，氢氧化钙与 NH4Cl 都是固体，固体混
合物加热制取气体，故应选用 A 装置进行，制取氨气，发生反
应的化学方程式为 2NH4Cl ＋Ca(OH)2 CaCl2 ＋ 2NH3↑＋
2H2O；也可以利用 NH3·H2O 的不稳定性，该物质受热分解产生
氨气和水制取氨气，这时应该选择的装置是装置 B，反应的化
学方程式是 NH3·H2O NH3↑＋H2O；②利用A(或 B)装置制
得的氨气，由于氨气是碱性气体，所以需要利用碱性干燥剂碱
石灰进行干燥，然后再根据氨气的密度比空气小的性质，用向
下排空气法收集，氨气是大气污染物，要进行尾气处理，可利
用其在水中极易溶解的性质，用水作吸收剂进行尾气处理，故
装置的连接顺序为 d→c→f→e→i。(2)①NO2 具有强氧化性，NH3
有强还原性，两者相遇，会发生氧化还原反应产生氮气和水，
根据电子守恒、原子守恒，可得反应的化学方程式：8NH3 ＋
6NO2 7N2＋12H2O，根据反应方程式可知反应现象是 Y 管
内看到红棕色气体慢慢变浅，同时在注射器的内壁有水珠产生；
②根据①分析可知发生该反应的化学方程式是 8NH3＋6NO2
7N2＋12H2O；③反应后由于容器内气体的物质的量减少，
所以会使容器内气体压强减小。当打开 K2 后，烧杯内 NaOH 溶
液在大气压强的作用下会倒吸进入 Y 管内；④溶液进入 Y 管内
的原因是由于该反应是气体体积减小的反应，反应发生导致装
置内压强降低，在外界大气压的作用下而发生倒吸现象。
答案：(1)①A 2NH4Cl＋Ca(OH)2 2NH3↑＋CaCl2＋
2H2O(或 B NH3·H2O NH3↑＋H2O)
②d c f e i
(2)①红棕色气体慢慢变浅
②8NH3＋6NO2 7N2＋12H2O
③Z 中 NaOH 溶液产生倒吸现象
④反应后气体分子数减少，Y 管中压强小于外压
考点三 硝酸
考向1 硝酸的性质及应用
[典例8](2018 年山东淄博检测)下列有关实验操作、现象和
解释或结论都正确的是( )。
A.①② B.③④ C.②③④ D.②④
序号 实验操作 现象 解释或结论
①
过量的Fe粉中加入稀硝
酸，充分反应后，滴入
KSCN溶液
溶液呈红色 稀硝酸将Fe氧化为Fe3＋
② 浓硝酸久置或光照 变黄色 HNO3不稳定易分解
③ Al箔插入稀硝酸中 无现象 Al箔表面被HNO3氧化，
形成致密的氧化膜
④ 用玻璃棒蘸取浓硝酸点
到蓝色石蕊试纸上
试纸先变红
色后褪色
浓硝酸具有酸性和强氧
化性
解析：过量的铁粉中加入稀 HNO3，生成 Fe2＋，加入 KSCN
溶液时，颜色不变，故①错误；浓 HNO3 久置变黄是因为 HNO3
分解产生的 NO2 溶于其中，故②正确；Al 箔遇浓 HNO3 钝化，
稀 HNO3 会使 Al 箔溶解，故③错误；浓硝酸具有强酸性和强氧
化性，可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色，故④正确。选 D。
答案：D
[方法技巧]
氧化为Fe3＋。
(3)向Ba(NO3)2 溶液中通入还原性气体SO2 可得到BaSO4
沉淀。
(4)向Fe(NO3)2 溶液中加入非氧化性酸，如盐酸，Fe2＋能被
(5)向过量铜与一定量硝酸反应后的混合物中加入非氧化
性酸，铜能继续溶解。
(6)向含还原性离子的酸性溶液中加入硝酸盐，还原性离子
可被氧化。
考向2 NO 的制备和验证
[典例9](2017 年江西临川二中测试)某校课外活动小组为了
探究铜与稀硝酸反应产生的气体主要是 NO 而设计了下列实
验，装置如图所示(加热装置和固定装置均已略去)。图中 K 为
止水夹(处于关闭状态)，F 是一半空的注射器。请回答有关问题：
(1)设计装置 A 的目的是_____________________________
_________________________。
(2)在完成(1)中的“操作”后，将装置 B 中铜丝插入稀硝酸
并微热之，观察到装置 B 中的现象是______________；B 中反
应的离子方程式为_____________________________________。
(3)装置 E 和 F 的作用是__________________________；为
实现此作用，其操作方法是_____________________________。
(4)装置 D 的作用是吸收多余的氮氧化物，防止污染空气，
兼有____________的功能。
答案：(1)产生 CO2，赶走装置中的空气，防止因 NO 与 O2
反应生成 NO2 而产生干扰
(2)Cu 丝表面产生气泡，稀硝酸液面上方仍为无色，溶液变
蓝 3Cu＋8H＋＋2NO3 ===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
(3)验证 NO 的生成 将注射器中的空气推入 E 中，若气体
变为红棕色则说明生成了 NO
(4)防止倒吸
－
考向3 硝酸浓度对氧化性的影响
[典例10]某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，
按下图装置进行实验(夹持仪器已略去)。实验表明浓硝酸能将
NO 氧化成 NO2，而稀硝酸不能氧化 NO。由此得出的结论是浓
酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳。已知氢氧化
钠溶液不与 NO反应，能与 NO2 反应：2NO2＋2NaOH===NaNO3
＋NaNO2＋H2O)
硝酸的氧化性强于稀硝酸。(可选药品：浓硝酸、3 mol·L－1稀硝
(1)实验应避免有害气体排放到空气中。装置③④⑥中盛放
的药品依次是______________________________。
(2)滴加浓硝酸之前的操作是检验装置的气密性，加入药
品，打开弹簧夹后，________________________________。
(3)装置①中发生反应的化学方程式是________________
__________________。
(4)装置②的作用是____________________，发生反应的化
学方程式是__________________________。
(5)该小组得出的结论依据的实验现象是_______________
__________________。
(6)实验结束后，同学们发现装置①中溶液呈绿色，而不显
蓝色。甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致，而
乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。同学们分别设计了
以下 4 个实验来判断两种看法是否正确。这些方案中可行的是
__________(填字母序号)。
a.加热该绿色溶液，观察颜色变化
b.加水稀释该绿色溶液，观察颜色变化
c.向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化
d.向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体，
观察颜色变化
解析：本题要证明浓硝酸能将 NO 氧化成 NO2，而稀硝酸
不能氧化 NO。①产生 NO2 ，而非 NO，所以②中盛水与 NO2
反应生成 NO。而 NO 极易与 O2 反应产生 NO2，故反应前应用
CO2 将装置中的空气排尽。(6)的思路是从溶液中赶出 NO2，或
在 Cu(NO3)2 溶液中通入 NO2，不能采用稀释绿色溶液的方案，
是因为 Cu(NO3)2 溶液稀释后，颜色也会发生相应的变化，而不
能得出正确的结论。
(2)通入 CO2 一段时间，关闭弹簧夹，将装置⑤中导管末端
伸入倒置的烧瓶内
(3)Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
(4)将 NO2 转化为 NO 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
(5)装置③中液面上方气体仍为无色，装置④中液面上方气
体由无色变为红棕色
(6)acd
答案：(1)3 mol·L－1稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液
[方法技巧] 硝酸在氧化还原反应中，其还原产物可能有
验证明，硝酸浓度越大，得电子的能力越强，因而其氧化能力
越强。由铜与硝酸反应的化学方程式知，浓硝酸被还原为NO2，
氮元素的化合价变化为＋5→＋4；稀硝酸被还原为NO，氮元
素的化合价变化为＋5→＋2。一般情况下，硝酸的浓度越小，
金属活动性越强，其还原产物的价态越低。
考向4 硝酸与金属反应的计算
[典例11]将 32.64 g 铜与 140 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
11.2 L。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 V mL a mol·
L－1 的 NaOH 溶液，恰好使溶液中的 Cu2＋全部转化成沉淀，则
(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。
原硝酸溶液的浓度为____ mol·L－1。
－1＝0.51 mol，设混合气体中 NO解析：(1)n(Cu)＝ 32.64 g
64 g·mol
的物质的量为 x，NO2 的物质的量为 y。
根据气体的总体积为 11.2 L，有 x＋y＝0.5 mol。
根据得失电子守恒，有 3x＋y＝(0.51×2) mol。
解得 x＝0.26 mol，y＝0.24 mol。
V(NO2)＝11.2 L－5.824 L＝5.376 L。
(2)参加反应的 HNO3 分两部分：一部分没有被还原，显酸
性，生成 Cu(NO3)2；另一部分被还原成 NO2 和 NO，所以参加
反应的 HNO3 的物质的量为 0.51 mol×2＋0.5 mol＝1.52 mol。
则V(NO)＝0.26 mol×22.4 L·mol－1＝5.824 L
[方法技巧] 硝酸与金属反应的计算
(1)思维流程
分析所得结论不正确的是(
【拓展演练】
5.(2017 年北京卷)下述实验中均有红棕色气体产生，对比
)。
① ② ③
. . .
A.由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定是混合气体
B.红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸产生了反应
C.由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原
产物
D.③的气体产物中检测出 CO2，由此说明木炭一定与浓硝
酸发生了反应
解析：浓 HNO3 具有不稳定性，①中浓 HNO3 受热发生分
解反应：4HNO3 4NO2↑＋O2↑＋2H2O，故①中所得红棕色
气体是 NO2 和 O2 的混合气体，A 正确。②中红热木炭加入浓
HNO3 中，有红棕色气体产生，该气体为 NO2，但不能说明浓
HNO3 与木炭发生了反应，可能是浓 HNO3 在红热木炭作用下发
生分解产生了 NO2，B 正确。③中红热木炭未插入浓 HNO3 中，
有红棕色气体产生，说明浓 HNO3 具有挥发性，且挥发产生的
HNO3 被还原生成 NO2，故红棕色气体为还原产物，C 正确。
③的气体产物中检测出 CO2，不能说明木炭一定与浓 HNO3 发
生了反应，可能是浓 HNO3 分解产生 NO2、O2 和 H2O，红热木
炭与分解产生的 O2 反应生成 CO2，D 错误。
答案：D
分析或结果错误的是(
6.(2018 年山东潍坊质检) 某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液
200 mL，平均分成两份。向其中一份中逐渐加入铜粉，最多能
溶解 9.6 g。向另一份中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质
量增加的变化如下图所示(已知硝酸只被还原为 NO气体)。下列
)。. .
A.原混合酸中NO3 物质的量为0.1 mol－
B.OA 段产生的是 NO，AB 段的反应为 Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，
BC 段产生氢气
C.第二份溶液中最终溶质为 FeSO4
D.H2SO4 浓度为 2.5 mol·L－1
亚硝酸及亚硝酸钠的性质
1.亚硝酸(HNO2)
亚硝酸是弱酸。向亚硝酸钠溶液中加酸，生成亚硝酸
(HNO2)。亚硝酸不稳定，仅存在于冷的稀溶液中，微热甚至常
温下也会分解，产生红棕色的二氧化氮气体。
NaNO2＋H2SO4(稀)===NaHSO4＋HNO2
2HNO2===NO↑＋NO2↑＋H2O
2.亚硝酸钠(NaNO2)
(1)亚硝酸钠的物理性质及用途
亚硝酸钠的化学式为 NaNO2，是可溶性盐。其熔点为
271 ℃，分解温度为 320 ℃。
亚硝酸钠在建筑业中常用作混凝土掺加剂，以促进混凝土
凝固，提高其强度，防止在冬天低温施工时混凝土发生冻结。
亚硝酸钠还是一种食品添加剂，用作食品防腐剂和肉类食
品的发色剂。
(2)亚硝酸钠的氧化性
在亚硝酸钠中，氮的化合价为＋3，处于中间价态。因此，
亚硝酸钠与强还原性物质反应时，表现出氧化性。如亚硝酸钠
与碘化钾反应可生成单质碘。
毒事故发生，它的部分性质如图，下列说法错误的是(
[典例]亚硝酸钠(NaNO2)是一种具有咸味、有毒，且价格比
食盐(NaCl)便宜的工业用盐，常被误作食盐使用，导致多起中
)。. .
A.可用淀粉碘化钾试纸和食醋鉴别食盐(NaCl)与亚硝酸钠
(NaNO2)
B.亚硝酸钠可以加到食品中，但添加量要符合规定
C.NaNO2 与 N2H4 反应生成 NaN3 的化学方程式为 NaNO2
＋N2H4===NaN3＋2H2O
D.上图所涉及的化学反应都是氧化还原反应
价变为－—价，C正确；有电子转移的化学反应为氧化还原反应，
解析：亚硝酸钠能和 KI 反应生成碘单质，淀粉溶液遇碘变
蓝色，A 正确；NaNO2 具有防腐性，但有毒，所以亚硝酸钠可
以加到食品中，但添加量要符合规定，B 正确；亚硝酸钠和肼
反应生成叠氮化钠和水，该反应中 N 元素化合价由＋3 价、－2
1
3
其特征是有元素化合价升降，NaNO2 与 NH4Cl 反应生成 NH4NO2
没有化合价的变化，D 错误。
答案：D
[演练](2018年湖北咸宁模拟)NaNO2 在漂白、电镀和金属
处理等方面有重要应用。
(1)将等物质的量的一氧化氮和二氧化氮通入氢氧化钠溶
液中便可制得 NaNO2，写出离子方程式：__________________
_____________________________________________________。
(2)在酸性条件下，当 NaNO2 与 KI 按物质的量 1∶ 1 恰好完
全反应，且 I－被氧化为 I2 时，产物中含氮的物质为___________
(填化学式)。
(3)亚硝酸(HNO2)是与醋酸酸性相当的弱酸，很不稳定，通
常在室温下立即分解。要得到稳定的 HNO2 溶液可以往冷冻的
浓 NaNO2 溶液中加入或通入某种物质，下列物质不适合使用的
是________(填字母)。
a.稀硫酸
c.二氧化硫
b.二氧化碳
d.磷酸
含 Al、NaAlO2、NaNO2、NaOH、NH3、H2O 六种物质，将此
反应中氧化剂和还原剂的化学式及其配平后的系数分别填入下
2NO2＋H2O。(2)碘离子被氧化为碘单质时，所有的碘元素化合
解析：(1)根据信息：等物质的量的一氧化氮和二氧化氮通
入氢氧化钠溶液中便可制得 NaNO2，即 NO＋NO2＋2OH－===
－
价升高了 2 价，消耗碘离子 2 mol，亚硝酸钠中氮元素化合价是
＋3 价，2 mol 的亚硝酸钠得到 2 mol 电子时，则需氮元素的化
合价降为＋2 价，所以产物中含氮的物质为 NO。(3)浓 NaNO2
溶液中通入二氧化碳，由于 H2CO3 比 HNO2 酸性弱，不能制取
HNO2；如果通入二氧化硫，会被亚硝酸氧化为硫酸，即二氧化
硫具有还原性，亚硝酸具有氧化性。(4)亚硝酸钠具有氧化性，
法将废水中NO2转换为N2除去，根据电解池的阴极上发生得
金属铝具有还原性，碱性条件下，二者发生氧化还原反应生成
偏铝酸盐和一水合氨，反应方程式为 2Al＋NaNO2 ＋NaOH＋
2H2O===2NaAlO2＋NH3·H2O；该反应中氢氧根离子参加反应，
导致溶液中氢氧根离子浓度减小，则溶液的 pH 减小；用电解
－
电子的还原反应，所以 N2 将在阴极产生。
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