（人教版）2020-2020学年高三化学一轮复习,氮及其重要化合物,考点剖析（解析版）

高考 氮及其重要化合物

　考点剖析

　【考点深度剖析】

　一 、氮气及氮的氧化物

　1．氮气 (1)物理性质 无色、无味气体，密度比空气略小，难溶于水。

　(2)化学性质

　写出有关反应的化学方程式：

　①3Mg＋N 2 =====△ Mg 3 N 2 ； ②N 2 ＋3H 2高温、高压催化剂2NH 3 ； ③N 2 ＋O 2 =====放电 2NO。

　2．氮的氧化物 (1)氮有多种价态的氧化物 氧化物的化学式 N 2 O NO N 2 O 3

　NO 2 、N 2 O 4

　N 2 O 5

　氮元素的价态 ＋1 ＋2 ＋3 ＋4 ＋5 N 2 O 俗称笑气，有麻醉作用；N 2 O 3 是亚硝酸的酸酐；N 2 O 5 为硝酸的酸酐。

　(2)NO 和 NO 2 的性质比较

　NO NO 2

　物理性质 颜色 无色 红棕色 毒性 有毒 有毒 溶解性 不溶于水 能溶于水 化学性质 与 O 2 反应 2NO＋O 2 ===2NO 2

　 与 H 2 O 反应

　3NO 2 ＋H 2 O===2HNO 3 ＋NO 制法 试剂 Cu 和稀 HNO 3

　Cu 和浓 HNO 3

　收集 只能用排水法收集 只能用向上排空气法收集

　[注意] ①氮的氧化物都有毒，其中 NO 2 与 N 2 O 4 存在下列平衡：2NO 2 ⇌N 2 O 4 ，因此实验测得 NO 2 的平均相对分子质量总大于 46。

　②验证某无色气体为 NO 的方法是向无色气体中通入 O 2 (或空气)，无色气体变为红棕色。

　(3)氮氧化物对环境的污染 ①光化学烟雾：NO x 在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生了一种有毒的烟雾。

　②酸雨：NO x 排入大气中，与水反应生成 HNO 3 和 HNO 2 ，随雨雪降到地面。

　③破坏臭氧层：NO 2 可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。

　④NO 与血红蛋白结合使人中毒。

　3．NO x 尾气的处理 (1)碱液吸收法 2NO 2 ＋2NaOH===NaNO 3 ＋NaNO 2 ＋H 2 O NO 2 ＋NO＋2NaOH===2NaNO 2 ＋H 2 O NO 2 、NO 的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是：

　n (NO 2 )≥ n (NO)。一般适合工业尾气中 NO x 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(N 2 )或 NO x 与 CO 在一定温度下催化转化为无毒气体(N 2 和 CO 2 )。一般适用于汽车尾气的处理。反应方程式为 ①4NH 3 ＋6NO =====催化剂△5N 2 ＋6H 2 O ②8NH 3 ＋6NO 2 =====催化剂△7N 2 ＋12H 2 O ③2NO＋2CO======催化剂 N2 ＋2CO 2

　④2NO 2 ＋4CO======催化剂 N2 ＋4CO 2

　4．氮的氧化物与 O 2 、H 2 O 反应的计算 (1)利用关系式求解 氮的氧化物溶于水的过程中所发生的反应有：

　3NO 2 ＋H 2 O===2HNO 3 ＋NO,2NO＋O 2 ===2NO 2 。

　叠加后得①4NO 2 ＋O 2 ＋2H 2 O===4HNO 3 ； ②4NO＋3O 2 ＋2H 2 O===4HNO 3 ； ③NO 2 ＋NO＋O 2 ＋H 2 O===2HNO 3 。

　若 NO 2 、O 2 混合气体通入水中，由①式可知其体积比有：

　V (NO 2 )∶ V (O 2 ) ＝4∶1，恰好反应，无剩余气体＜4∶1，O 2 过量，剩余气体为O 2＞4∶1，NO 2 过量，剩余气体为NO因过量的NO 2 和水反应 若 NO、O 2 混合气体通入水中，由②式可知其体积比有：

　V (NO)∶ V (O 2 ) ＝4∶3，恰好反应，无剩余气体＜4∶3，O 2 过量，剩余气体为O 2＞4∶3，NO过量，剩余气体为NO 若 NO、NO 2 、O 2 混合气体通入水中，当 V (NO)∶ V (NO 2 )∶ V (O 2 )＝1∶1∶1 时，恰好转化为HNO 3 ，即按③式反应。当 V (NO)∶ V (NO 2 )∶ V (O 2 )≠1∶1∶1 时，可先将 NO 2 转化为 NO，这样问题就转化为 NO、O 2 混合气体溶于水的计算。

　(2)依据氮氧原子个数比求解 通过上述方程式的关系，我们不难发现：无论是哪种情况，生成 HNO 3 的 NO、NO 2 、O 2 中氮氧原子个数比都为 2∶5。上述反应都等效于硝酸的酸酐 N 2 O 5 与 H 2 O 的反应。在解题时，我们也可以利用这个关系来进行分析判断，并最终得出结论。

　氮氧原子个数比 ＝2∶5，无剩余气体＜2∶5，剩余气体为O 2＞2∶5，氧气不足，剩余气体为NO (3)利用电子守恒关系求解 从氧化还原反应的电子得失角度分析上述反应，都是氮的氧化物被氧气氧化生成硝酸。

　NO――→失3e－ HNO 3

　NO 2 ――→失1e－ HNO 3

　O 2 ――→得4e－ HNO 3

　解题时，可以根据氮的氧化物失电子总数＝氧气得电子总数的关系来求解。

　5．重要的氮族元素——磷 (1)磷的同素异形体 白磷(黄磷，P 4 )为正四面体结构( )，与红磷(赤磷)是同素异形体。

　(2)单质磷的化学性质 ①与氧气反应：P 4 ＋5O 2 =====点燃 2P 2 O 5 (五氧化二磷)。

　②与卤素单质反应：

　P 4 ＋6Cl 2 =====点燃 4PCl 3 (白雾)，P 4 ＋10Cl 2 =====点燃 4PCl 5 (白烟)。

　③与稀硝酸反应：

　3P＋5HNO 3 ＋2H 2 O=====△ 3H 3 PO 4 ＋5NO↑。

　(3)五氧化二磷 五氧化二磷是磷酸的酸酐，有很强的吸水性，是一种干燥剂。

　(4)磷酸 磷酸易溶于水、难挥发，属于三元非氧化性中强酸(可当作弱酸对待)，具有酸的通性。

　①电离方程式 H 3 PO 4 ⇌H＋ ＋H2 PO－4

　H 2 PO－4 ⇌H＋ ＋HPO 2－4

　HPO2－4 ⇌H＋ ＋PO 3－4

　②与碱反应 NaOH＋H 3 PO 4 ===NaH 2 PO 4 ＋H 2 O(生成磷酸二氢盐) 2NaOH＋H 3 PO 4 ===Na 2 HPO 4 ＋2H 2 O(生成磷酸氢盐) 3NaOH＋H 3 PO 4 ===Na 3 PO 4 ＋3H 2 O(生成正盐) 1、NO、NO 2 的性质及对环境的影响 例 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，N 2 为氧化产物 B．汽车尾气的主要污染成分包括 CO、NO 和 N 2

　C．NO 和 O 2 必须在催化剂表面才能反应 D．催化转化总化学方程式为 2NO＋O 2 ＋4CO======催化剂 4CO2 ＋N 2

　【答案】D 【解析】反应过程中 NO、O 2 为氧化剂，N 2 为还原产物；汽车尾气中的 N 2 不是污染物；NO 和 O 2 的反应不需要催化剂；根据题中的图示，可将反应的过程分成如下两步写：2NO＋O 2 ===2NO 2, 2NO 2 ＋4CO===N 2 ＋4CO 2 ，将两步反应式合并可得总化学方程式为 2NO＋O 2 ＋4CO 催化剂,4CO 2 ＋N 2 。

　例 2．氮氧化合物(用 NO x 表示)是大气污染的重要因素，根据 NO x 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：4NH 3 ＋6NO =====催化剂△5N 2 ＋6H 2 O,8NH 3 ＋6NO 2 =====催化剂△7N 2 ＋12H 2 O。同温同压下，3.5 L NH 3 恰好将 3.0 L NO 和 NO 2 的混合气体完全转化为 N 2 ，则原混合气体中 NO 和 NO 2 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。

　①NO 2 被烧碱溶液吸收时，生成两种钠盐，其物质的量之比为 1∶1，写出该反应的化学方程式：___________________________________________________。

　②NO 与 NO 2 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_______________________________________________。

　【答案】(1)1∶3 (2)①2NO 2 ＋2NaOH===NaNO 3 ＋NaNO 2 ＋H 2 O ②NaNO 2

　【解析】(1)设 NO 的体积为 V (NO)，NO 2 的体积为 V (NO 2 )，依据方程式知，处理 NO 需 NH 3 ：23 V (NO)，处理 NO2 需 NH 3 ：

　43 V (NO2 )，则  V ＋ V 2 ＝3.0 L23 V＋ 43 V2 ＝3.5 L 解得 V (NO)＝0.75 L V (NO 2 )＝2.25 L V (NO)∶ V (NO 2 )＝1∶3。

　(2)①生成两种钠盐，必然是 NO 2 的歧化反应，依据量的关系可知两种盐分别为 NaNO 3和 NaNO 2 。

　②NO 中氮的化合价为＋2 价，NO 2 中氮的化合价为＋4 价，二者 1∶1 混合时与 NaOH 反应生成一种钠盐，依据电子守恒可知，钠盐中氮的化合价为＋3，即为 NaNO 2 。

　2、氮氧化物溶于水的定量计算 例 3.在一定条件下，将 NO 2 和 O 2 的混合气体 12 mL 通入足量水中，充分反应后剩余 2 mL气体(同温同压下)，则原混合气体中氧气的体积为(

　) ①1.2 mL ②2.4 mL ③3 mL ④4 mL A．①②

　B．②③ C．③④

　 D．①④ 解析：选 D 4NO 2 ＋O 2 ＋2H 2 O===4HNO 3

　若剩余的气体是 O 2 ，则 V (NO 2 )＝ 45 ×(12－2)＝8 mL， V (O 2 )＝12 mL－8 mL＝4 mL。

　若剩余的气体是 NO(2 mL)⇒6 mL NO 2 。

　则 V (O 2 )＝ 15 ×(12－6)＝1.2 mL。

　例 4.如图所示，将相同条件下的 m 体积 NO 和 n 体积 O 2 同时通入倒立于水槽中且盛满水的试管内，充分反应后，试管内残留 m2 体积的气体，该气体与空气接触后立即变为红棕色。则 m 与 n 的比值为(

　) A．3∶2

　 B．2∶3 C．8∶3

　 D．3∶8 【答案】C 【解析】该过程中涉及的反应有 2NO＋O 2 ===2NO 2 、3NO 2 ＋H 2 O===2HNO 3 ＋NO，可将两个方程式“合并”为 4NO＋3O 2 ＋2H 2 O===4HNO 3 。剩余气体与空气接触立即变为红棕色，说明剩余气体为 NO。则可知 m2 体积的 NO 气体与n 体积的 O 2 恰好完全反应。

　4NO＋3O 2 ＋2H 2 O===4HNO 3

　4

　3 m2

　n

　4∶ m2 ＝3∶ n ，解得m ∶ n ＝8∶3。

　例 5．将充有 m

　mol NO 和 n

　mol NO 2 气体的试管倒立于水槽中，然后通入 m

　mol O 2 ，若已知 n ＞ m ，则充分反应后，试管中的气体在同温同压下的体积为(

　) A．(4 n －1)/2

　 B．( n － m )/3 C．(3 m ＋ n )/3

　 D．3( n － m ) 【答案】B 【解析】根据 3NO 2 ＋H 2 O===2HNO 3 ＋NO 知， n

　mol NO 2 气体反应后生成 n /3 mol NO 气体，再根据 4NO＋3O 2 ＋2H 2 O===4HNO 3 得( m ＋ n /3)∶ m ＞4∶3，则知 NO 过量，故剩余的体积为( m ＋n /3)－4 m /3＝( n － m )/3。

　二 、氨和铵盐

　1．氨的分子结构与物理性质 电子式 密度 气味 水溶性

　比空气小 强烈刺激性气味 极易溶于水 (1∶700)

　2．氨的化学性质

　(1)与水反应 NH 3 ＋H 2 O⇌NH 3 ·H 2 O⇌NH＋4 ＋OH－ 。氨气溶于水得氨水，氨水中含有的粒子有：NH3 ·H 2 O、H 2 O、NH 3 、NH＋4 、OH－ 、H ＋ 。NH3 ·H 2 O 为可溶性一元弱碱，不稳定，易分解，化学方程式为 NH 3 ·H 2 O=====△NH 3 ↑＋H 2 O。

　(2)与酸的反应 蘸有浓盐酸(或浓硝酸)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。

　化学方程式分别为 HCl＋NH 3 ===NH 4 Cl、HNO 3 ＋NH 3 ===NH 4 NO 3 。

　(3)与盐溶液的反应 如过量氨水与 AlCl 3 反应的离子方程式：

　Al3＋ ＋3NH3 ·H 2 O===Al(OH) 3 ↓＋3NH＋4 。

　(4)氨气的还原性 性质 方程式 催化氧化 4NH 3 ＋5O 2催化剂△4NO＋6H 2 O 被 CuO氧化 2NH 3 ＋3CuO=====△3Cu＋N 2 ＋3H 2 O 被氯气氧化 2NH 3 ＋3Cl 2 ===N 2 ＋6HCl 或 8NH 3 ＋3Cl 2 ===N 2 ＋6NH 4 Cl 被氮氧化物氧化 6NO＋4NH 3 ===5N 2 ＋6H 2 O 6NO 2 ＋8NH 3 ===7N 2 ＋12H 2 O

　[注意] ①NH 3 是中学化学中唯一的碱性气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，可在推断题中作为解题突破口。

　②氨水呈碱性，属于一元弱碱，计算氨水的浓度时，溶质按 NH 3 进行计算。

　3．氨气的实验室制法 [经典实验图解] [高考创新考查] 4．工业合成氨 合成氨工业的简要流程可用方框图表示为：

　(1)原料气的制取 N 2 ：将空气液化、蒸发分离出 N 2 或者将空气中的 O 2 与碳作用生成 CO 2 ，除去 CO 2 后得 N 2 。

　H 2 ：用水和燃料(煤、焦炭、石油、天然气等)在高温下制取。用煤和水制 H 2 的主要反应为：

　C＋H 2 O(g)=====高温 CO＋H 2 ， CO＋H 2 O(g) =====催化剂 CO 2 ＋H 2 。

　(2)制得的 N 2 、H 2 需净化、除杂质，再用压缩机压缩至高压。

　(3)氨的合成：在适宜的条件下，在合成塔中进行。

　(4)氨的分离：经冷凝使氨液化，将氨分离出来，为提高原料的利用率，将没有完全反应的 N 2 和 H 2 循环送入合成塔，使其被充分利用。

　5．铵盐及 NH＋4 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＋4 的检验 未知液――→OH－呈碱性――→△ 湿润的红色石蕊试纸变蓝色，则证明含 NH＋4 。

　6．共性归纳——喷泉实验 (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。

　(2)形成喷泉的常见组合 气体 HCl NH 3

　CO 2 、Cl 2 、SO 2 、H 2 S NO 2

　NO、 O 2 (4∶3) 吸收剂 水、NaOH 溶液 水 NaOH 溶液 水 水 (3)常见的喷泉实验装置

　装置Ⅰ：打开止水夹，挤压胶头滴管的胶头，使少量水进入烧瓶，导致大量的 NH 3 溶解。烧瓶内形成负压而产生喷泉。

　装置Ⅱ：挤压气球，即可使少量的溶液沿导管进入烧瓶，导致大量的 NH 3 溶解，烧瓶内形成负压而产生喷泉。

　装置Ⅲ：去掉了胶头滴管。打开止水夹，用手(或热毛巾等)捂热烧瓶，氨气受热膨胀，使氨气通过导管与水接触，即产生喷泉。(或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶，使水进入烧瓶，烧瓶内氨气溶于水) 1、氨气和铵盐的性质及应用 例 6．如下图，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 NH 3 与浓盐酸反应产生了 NH 4 Cl 固体 B 浓硫酸附近无明显现象 NH 3 与浓硫酸不发生反应 C 氯化物溶液变浑浊 该溶液一定是 AlCl 3 溶液 D 干燥红色石蕊试纸不变色，湿润红色石蕊试纸变蓝 NH 3 是一种可溶性碱 【答案】A 【解析】B 项，NH 3 与浓硫酸反应；C 项，AlCl 3 、MgCl 2 等氯化物溶液均可与 NH 3 反应使溶液变浑浊；D 项，NH 3 ＋H 2 O NH 3 ·H 2 O NH＋4 ＋OH－ ，氨水呈碱性，NH3 ·H 2 O 是碱， NH 3不属于碱。

　例 7.如图装置中，干燥烧瓶内盛有某种气体，烧杯和滴管内盛放某种溶液。挤压滴管的胶头，下列与实验事实不相符的是(

　)

　A．CO 2 (NaHCO 3 溶液)/无色喷泉 B．NH 3 (H 2 O 中含酚酞)/红色喷泉 C．H 2 S(CuSO 4 溶液)/黑色喷泉 D．HCl(AgNO 3 溶液)/白色喷泉 【答案】A 【解析】CO 2 在 NaHCO 3 溶液中的溶解度很小，因此不能形成喷泉；NH 3 极易溶于水生成NH 3 ·H 2 O，NH 3 ·H 2 O 发生电离生成 OH－ ，使酚酞溶液显红色；H2 S 和 CuSO 4 反应生成 CuS 黑色沉淀；HCl 极易溶于水，且和 AgNO 3 发生反应生成白色沉淀。

　例 8．称取(NH 4 ) 2 SO 4 和 NH 4 HSO 4 混合物样品 7.24 g，加入含 0.1 mol NaOH 的溶液，完全反应，生成 NH 3

　1 792 mL(标准状况)，则(NH 4 ) 2 SO 4 和 NH 4 HSO 4 的物质的量比为(

　) A．1∶1

　 B．1∶2 C．1.87∶1

　 D．3.65∶1 【答案】C 【解析】若 NaOH 完全与 NH＋4 反应，则生成 NH 3

　0.1 mol，其在标准状况下的体积为 2 240 mL，题给条件是生成 NH 3

　1 792 mL，可知 0.1 mol 氢氧化钠不足，故 NaOH 先与 NH 4 HSO 4 反应完全，再与(NH 4 ) 2 SO 4 反应，因共生成 NH 3

　0.08 mol，故与 H＋ 反应的氢氧化钠为 0.02 mol，则可知道 NH 4 HSO 4 为 0.02 mol，则(NH 4 ) 2 SO 4 的质量为 7.24 g－115 g·mol－1 ×0.02 mol＝4.94 g，物质的量为 4.94 g÷132 g·mol－1 ＝0.037 4 mol。两者物质的量之比为 1.87∶1。

　2、氨气的实验室制法 例 9．NH 3 及其盐都是重要的化工原料。

　(1)用 NH 4 Cl 和 Ca(OH) 2 制备 NH 3 ，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 NH 3 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________________________________________。

　【答案】(1)A、C、G (2)①有白烟生成 A 瓶中的氯化氢移动到 B 瓶中，与 B 瓶中的氨气反应生成氯化铵，能看到白烟 ②液体进入 B 瓶中，溶液的颜色变红 【解析】(1)制备氨气时，加热固体的试管口应略向下倾斜，所以制备装置应选取装置A；氨气的密度比空气的小，因此应用向下排空气法收集，所以收集装置应选取装置 C；氨气极易溶于水，应防止发生倒吸，因此尾气处理装置应选取装置 G。

　(2)A 瓶的压强大于 B 瓶的，因此 A 瓶中的氯化氢进入 B 瓶中，与氨气反应生成氯化铵，可以看到 B 瓶中有白烟生成。由于氯化氢和氨气反应导致 B 瓶中的压强降低，且 B 瓶中的氯化氢相对过量，因此当打开旋塞 2 时，石蕊水溶液会被倒吸入 B 瓶中，遇氯化氢溶液变红色。

　[规律方法] 实验室制取氨气的简易方法 方法 化学方程式(或原理) 发生装置 加热浓氨水 NH 3 ·H 2 O=====△ NH 3 ↑＋H 2 O

　浓氨水＋固体 NaOH 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

　浓氨水＋固体 CaO CaO 与水反应，使溶剂(水)减少；反应放热，促使氨水分解。化学方程式 NH 3 ·H 2 O＋CaO===NH 3 ↑＋Ca(OH) 2

　 三 、硝酸的性质及应用

　(一)硝酸 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 反应的化学方程式：

　4HNO 3 (浓) ==========光照或△ 4NO 2 ↑＋O 2 ↑＋2H 2 O。

　(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＋8HNO 3 (稀)===3Cu(NO 3 ) 2 ＋2NO↑＋4H 2 O； 浓硝酸与铜反应：

　Cu＋4HNO 3 (浓)===Cu(NO 3 ) 2 ＋2NO 2 ↑＋2H 2 O。

　②与非金属反应 浓硝酸与 C 的反应：

　C＋4HNO 3 (浓)=====△CO 2 ↑＋4NO 2 ↑＋2H 2 O。

　③与还原性化合物反应 硝酸可氧化 H 2 S、SO 2 、Na 2 SO 3 、HI、Fe2＋ 等还原性物质。稀硝酸与 FeSO4 溶液反应的离子方程式：3Fe2＋ ＋NO －3 ＋4H＋ ===3Fe 3＋ ＋NO↑＋2H2 O。

　(3)与有机物反应 ①硝化反应(与 反应)：

　②颜色反应：含有苯基的蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。

　[注意] ①硝酸浓度越大，其还原产物的价态越高。还原产物一般为 HNO 3 (浓)→NO 2 ，HNO 3 (稀)→NO。

　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，故浓硝酸可以用铁桶盛放。

　(二)含氮元素物质之间的转化关系 (1)歧化——同一元素的化合价在同一反应中既升高又降低。

　如：3NO 2 ＋H 2 O===2HNO 3 ＋NO 2NO 2 ＋2NaOH===NaNO 3 ＋NaNO 2 ＋H 2 O (2)归中——同一元素的不同化合价在同一反应中只靠拢 如：6NO＋4NH 3 =====△ 5N 2 ＋6H 2 O NO 2 ＋NO＋2NaOH===2NaNO 2 ＋H 2 O (3)含氮物质的连续氧化 NH 3 ――→O 2 NO――→O 2NO 2 ――→H 2 O HNO 3

　N 2 ――→O 2 NO――→O 2 NO 2 ――→H 2 O HNO 3

　1、硝酸的性质及应用 例 10．硝酸被称为“国防工业之母”是因为它是制取炸药的重要原料。下列实验事实与硝酸的性质不相对应的是(

　) A．浓硝酸使紫色石蕊溶液先变红后褪色——酸性和强氧化性 B．不能用稀硝酸与锌反应制氢气——强氧化性 C．要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性 D．能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液的红色褪去——强氧化性 【答案】D 【解析】向滴有酚酞的 NaOH 溶液中滴入硝酸，溶液红色褪去，利用硝酸的酸性。

　例 11.下列图像表示铁跟一定量硝酸反应时，铁和硝酸铁物质的量(mol)之间的关系，其中正确的是(

　) 【答案】B 【解析】硝酸与铁反应时，随着铁的物质的量的增加，先后发生下列反应：4HNO 3 (稀)＋Fe===Fe(NO 3 ) 3 ＋NO↑＋2H 2 O[或 6HNO 3 (浓)＋Fe=====△ Fe(NO 3 ) 3 ＋3NO 2 ↑＋3H 2 O]，2Fe(NO 3 ) 3 ＋Fe===3Fe(NO 3 ) 2 ，可见生成 Fe(NO 3 ) 3 消耗的 Fe 与 Fe(NO 3 ) 3 变为 Fe(NO 3 ) 2 消耗的 Fe 的物质的量之比为 2∶1，故图像 B 正确。

　例 12．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 NO 2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，NO 2 的体积为________ L。

　(2)参加反应的 HNO 3 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 NaNO 3 ，至少需要 30%的双氧水____________g。

　【答案】(1)5.824 5.376 (2)1.52 mol

　(3) aV ×10－3 ＋0.50.14 (4)57.8 【解析】(1) n (Cu)＝32.64 g64 g·mol－1 ＝0.51 mol，设混合气体中 NO 的物质的量为 x ，NO 2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：3 x ＋ y ＝(0.51×2)mol。解方程组得：

　x ＝0.26 mol， y ＝0.24 mol。则：

　V (NO)＝0.26 mol×22.4 L· mol－1 ＝5.824 L V (NO2 )＝11.2 L－5.824 L＝5.376 L。

　(2)参加反应的 HNO 3 分两部分：一部分没有被还原，显酸性，生成 Cu(NO 3 ) 2 ；另一部分被还原成 NO 2 和 NO，所以参加反应的 HNO 3 的物质的量为 0.51 mol×2＋0.5 mol＝1.52 mol。

　(3)HNO 3 在反应中一部分变成气体，一部分以 NO－3 的形式留在溶液中。变成气体的 HNO 3的物质的量为 0.5 mol。加入 NaOH 溶液至正好使溶液中 Cu2＋ 全部转化为沉淀，则溶液中只有 NaNO 3 ，其物质的量为 10－3 aV

　mol，也就是以 NO －3 形式留在溶液中的 HNO 3 的物质的量为 10－3 aV

　mol。所以， c (HNO3 )＝ aV ×10－3 ＋0.50.14 mol·L－1 。

　(4)由得失电子守恒得：2× n (Cu)＝2× n (H 2 O 2 )，32.64 g64 g·mol－1 ×2＝ n (H 2 O 2 )×2， n (H 2 O 2 )＝0.51 mol，则 m (H 2 O 2 )＝17.34 g。需 30%的双氧水：17.34 g÷30%＝57.8 g。

　[规律方法] 金属与硝酸反应计算题的一般方法 (1)思维模型

　(2)计算技巧 原子守恒法 HNO 3 与金属反应时，一部分 HNO 3 起酸的作用，以 NO－3 的形式存在于溶液中；一部分作为氧化剂转化为还原产物，这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的 HNO 3 中氮原子的物质的量 得失电子守恒法 HNO 3 与金属的反应属于氧化还原反应，HNO 3 中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量 电荷守恒法 HNO 3 过量时反应后溶液中(不考虑 OH－ )， c (NO －3 )＝ c (H＋ )＋ nc (M n ＋ )(M n ＋ 代表金属离子) 离子方程式计算法 金属与 H 2 SO 4 、HNO 3 的混合酸反应时，由于硝酸盐中 NO－3 在 H 2 SO 4 提供 H＋ 的条件下能继续与金属反应，因此此类题目应用离子方程式来计算，先作过量判断，然后根据完全反应的金属或 H＋ 或 NO －3 进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒

　2、含氮物质之间的相互转化 例 13．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：

　A ――→X B ――→Y C ――→Y D ――→Z E 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：_____________________。

　【答案】(1)(NH 4 ) 2 S O 2

　H 2 O (2)H 2 SO 4

　2H 2 S＋3O 2 =====点燃 2SO 2 ＋2H 2 O (3)HNO 3

　4NH 3 ＋5O 2 =====催化剂△4NO＋6H 2 O 【解析】因 D 的相对分子质量比 C 大 16，则 Y 为 O 2 ，进而推知 C、D 为氧化物，B――→O 2 C――→O 2 D 为连续氧化的过程。因 E 为酸，故 C、D 均为非金属氧化物，Z 为 H 2 O。当 X 为强碱时，该连续氧化关系为 NH 3 ――→O 2 NO――→O 2 NO 2 ――→H 2 O HNO 3 ，进而推知 A 为铵盐；当 X 为强酸时，该连续氧化关系为 H 2 S――→O 2 SO 2 ――→O 2 SO 3 ――→H 2 O H 2 SO 4 ，进而推知 A 为硫化物。综上所述 A 为(NH 4 ) 2 S。

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