2023-2024屆新高考一輪復(fù)習(xí)人教版 第四章 第3講　氮及其化合物 學(xué)案

第3講氮及其化合物

Z------------------~

：L通過自然界中的氮循環(huán),了解氮循環(huán)的基本過程,認識氮循環(huán)1S宏觀辨識與

"幺過程中重要的含氮元素的物質(zhì)

氮及其氧微觀探析

化物的性質(zhì)

；2.從物質(zhì)類別、元素價態(tài)的角度,依據(jù)復(fù)分解反應(yīng)和氧化還原反;/

氨和錢鹽］/：/'才應(yīng)原理,認識含氮化合物及其之間的轉(zhuǎn)化,了解這些轉(zhuǎn)化的意義/\：變化觀念與

'"：平衡思想

卜、/'、--------------------------------------------J'

,?\;t-------------------------------------------------------------------------------------------

--........八1i3.通過模擬閃電固氮、氨氣的轉(zhuǎn)化與生成的實驗、濃硝酸性質(zhì)的

--?..........iΛ?J探究實驗,認識氮氣、一氧化氮、二氧化氮、氨氣、鐵鹽、硝酸的主：科學(xué)探究與

i!?≠K?

硝酸的性質(zhì)廠\\要性質(zhì)及其應(yīng)用/\創(chuàng)新意識

I/1__________________________

入,___________

節(jié)4.能闡述含菽元素物質(zhì)與酸雨、霧霾、水體富營養(yǎng)化的關(guān)系,了解;/\：科學(xué)態(tài)度與

^^:社會責(zé)任

!如何減少氮氧化物的排放,樹立環(huán)境保護的意識

??必備知識?整合??

一、氮氣及其氧化物

L氮的位、構(gòu)、性

(1)氮元素位于元素周期表的第二周期、第VA族。

(2)原子結(jié)構(gòu)示意圖為

⑶性質(zhì)：最外層有殳個電子，既不容易得電子,也不容易失電子。

2.氮的固定

一NK空氣中體積分?jǐn)?shù)約為78%)

一分為里固氮和人工固氮

一動植物體內(nèi)、土壤和水體中

3.氮氣

⑴物理性質(zhì):無色、無味氣體,密度比空氣略小,難溶于水。

⑵化學(xué)性質(zhì)。

處于中IHI價態(tài)，

離子化合物，

既有氧我性，Mg,---------

.華

又有還虜Γ???遇水強烈水

?、解__________

\

t

N三Nt

?工業(yè)合成氨氮

共價鍵的

條件:高溫、

牢固,分固

高壓、催化劑

定

子穩(wěn)定L------：---T~

。2-「初［條件:放電或

③9千高溫

產(chǎn)物與。2用量無關(guān).

寫出有關(guān)化學(xué)方程式:

①四蛇地望返此;崛：岫是離子化合物,在水中強烈水解:卜敏叫+640—

3Mg(OH)2+2NAt。

高溫、高壓、

②N2+3H2^?化劑2NH3。

③N2+O2放電或高溫2N0(閃電、汽車引擎中發(fā)生的反應(yīng))。

⑶用途。

①博物館將貴重文物保存在氮氣中。

②氮氣是合成氨工業(yè)的重要原料——合成氨,制化肥、HNO：,。

③雷電固氮是自然界重要的固氮方式。

④醫(yī)療上,液氮是常見的冷凍劑。

4.氮的氧化物

(1)氮有多種價態(tài)的氧化物,氮元素從+1?+5價都有對應(yīng)的氧化物,如

N2O.NO、N2O3、NO2N2O1)>岫。5,其中N2O5、N2O3分別是硝酸、亞硝酸

(HNo2)的酸好。

(2)NO和NO2的比較。

L*檢驗:通入(X(或空氣)

項目

NONO2

色、味、紅棕色、刺激性氣味、氣

無色、無味、氣體

物態(tài)體

理密度密度略大于空氣密度比空氣大

性熔、沸

很低低,易液化

質(zhì)點

溶解性丕溶易溶

毒性直毒直毒

3迅+乩0_2HNe)3+N0(工業(yè)

與水不反應(yīng)

制硝酸)

化氧化性

2N0+2C0-2C02+N22N02+2KI-I2+2KN02

學(xué)2NO+O2—2NO2,

還原性可使酸性KMnO4溶液褪色

性可使酸性KMnO4溶液褪色

質(zhì)實驗室3Cu+8HNθ3(稀)一Cu+4HN03(濃一?

制取3Cu(NO3)2+2NOT+4比0CU(NO3)2+2NO2t+2乩0

收集

排水法向上排空氣法

方法

5.氮氧化物對環(huán)境的污染及防治

(1)常見的污染類型。

①光化學(xué)煙霧。

②硝酸型酸雨。

③破壞臭氧層。

④NO與血紅蛋白結(jié)合使人中毒。

⑵常見的NO、尾氣處理方法。

①堿液吸收法:2N02+2Na0H-NaN03+NaN02+H20;N02+N0+2Na0H-

2NaN02+H20oNO2、NO的混合氣體能被足量燒堿溶液完全吸收的條件是

n(NO2)≥n(N0)o一般適合工業(yè)尾氣中NoX的處理。

②催化轉(zhuǎn)化法:在催化劑、加熱條件下,氨可將氮氧化物轉(zhuǎn)化為無毒氣

體(N2),或NOX與CO在一定溫度下催化轉(zhuǎn)化為無毒氣體(岫和CO2)。一

般適用于汽車尾氣的處理。

［理解?辨析］

判斷正誤:正確的畫3,錯誤的畫“義”。

⑴高溫、高壓、催化劑條件下與氫氣反應(yīng)時,氮氣作還原劑。()

⑵N與在放電條件下直接化合成N(λ°()

(3)NO2可以通過化合反應(yīng)獲得。()

(4)NO2能與水反應(yīng)生成硝酸,故NCh為酸性氧化物。()

(5)C0>NO、NO2都是大氣污染氣體,都能在空氣中穩(wěn)定存在。()

答案：(1)義(2)X(3)√(4)X(5)X

二、氨和錢鹽

1.氨的分子結(jié)構(gòu)

分子空間分子

電子式結(jié)構(gòu)式

式結(jié)構(gòu)極性

H-N-H三角錐極性

NHH；NI

3?XH

形分子

鍵角107°

2.氨氣的物理性質(zhì)

顏氣密

水溶性沸點

色味度

剌

比

激低，

無空極易溶于水,1體積水大約可溶解7水體積

性易液

色氣氨氣

氣化

小

味

3.氨的化學(xué)性質(zhì)

氨水(顯堿性)

與水反應(yīng)

,與酸反應(yīng)~??還原性。+2

BSUsj

NH；J乂'LNH3—^≡*N2,NO

'f中學(xué)化學(xué)中唯一的堿性氣體

(1)與水的反應(yīng)。

NH3+?O-NH3?H2O-NH÷+OH,氨溶于水得氨水,氨水中含有的粒子

有NH?乩0、)/、IM)、)HMOH、此一水合氨為可溶性一元弱堿,

不穩(wěn)定，易分解:NL-IL0UNH3↑+H2Oo

(2)與酸的反應(yīng):蘸有濃鹽酸的玻璃棒與蘸有濃氨水的玻璃棒靠近,其

現(xiàn)象為有白煙生成,將濃鹽酸改為濃硝酸,也會出現(xiàn)相同的現(xiàn)象。

化學(xué)方程式:HCI+NH3—NH。、NH3+HNO3—NHM3。

(3)與鹽溶液的反應(yīng)。

如過量氨水與AICl3反應(yīng)的離子方程式:AK+3NL?H2O——AI(OH)3I

+3NH∣o

(4)氨的還原性一一氨的催化氧化。

催化劑

化學(xué)方程式:4N?+5θ2i^^4NO+6H2O。

4.氨的實驗室制法

(1)加熱固態(tài)核鹽和堿的混合物。

一般加熱NH1Cl和Ca(OH)2的混合物,化學(xué)方程式:2NH。+Ca(OH)之4

2NH31+CaCb+2H2θ0

NHilCl和

①裝置：“固體+固體A氣體”(與用KCl或KMnol制。2的裝置相同)。

不能用濃硫酸、無水CaCL

②干燥:堿石灰(或固體Nae)H、固體CaO)。

③收集：只能用向下排空氣法。

④驗滿方法:a.用濕潤的紅色石蕊試紙置于試管口，試紙變藍色;b.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,一般在管口塞一團用水或稀硫酸浸濕的棉花球,

可減小Nk與空氣的對流速度,收集到純凈的NH3,同時也可避免污染

空氣。

⑵實驗室制取氨的其他方法。

方法化學(xué)方程式(或原理)氣體發(fā)生

裝置

加熱?=

NA?IWUNH"+乩0

濃氨水X

濃氨水+

NaOH溶于水放熱,促使NH3-H2O分解,且OH濃

固體

度的增大有利于N?的生成

NaOH?

CaO與水反應(yīng),使溶劑(水)減少;反應(yīng)放熱,促

濃氨水+

使NH3-H2O分解。化學(xué)方程式為NH3-H20+Ca0

固體CaO

，==NH3↑+Ca(OH)2

5.錢鹽及NHi的檢驗

⑴鏤鹽的物理性質(zhì)。

鏤鹽都是自色固體,均易溶于水。

⑵鏤鹽的化學(xué)性質(zhì)。

①不穩(wěn)定性。

a.NH1Cl受熱分解:NHeI-N/t+HClt。

b.NHHCo3受熱分解：NLHCo3幺NH"+C();T+乩0。

c.硫酸鏤、硝酸鏤分解產(chǎn)物復(fù)雜。

②與堿反應(yīng)。

a.在稀溶液中不加熱:NP?+OH-ML?乩0。

b.加熱時或濃溶液:NHN+0H?4?t+也0。

③鏤鹽溶于水易水解:NHt+?0^NH3-?0+HO

⑶NHi的檢驗。

未知液四;呈堿性A濕潤的紅色石蕊試紙變藍色,則證明含NH：O

［理解?辨析］

判斷正誤:正確的畫“，錯誤的畫“義”。

⑴氨極易溶于水，因此氨水比較穩(wěn)定川乩?乩0不容易分解)。()

⑵在1mol?LT氨水中，N??H2O>NHi的物質(zhì)的量濃度之和為?

mol?L'o()

⑶加熱盛有NH。固體的試管,試管底部固體消失,試管口有晶體凝

結(jié),說明NHEl固體可以升華。()

解析:(I)NH3?H2O不穩(wěn)定，易分解,NH3?H2O^NH3t+H2Oo⑶NHO

受熱分解,NHEl—ML↑+HCl↑,不是升華。

答案：(I)X(2)X(3)X

三、硝酸

1.物理性質(zhì)

無色、有刺激性氣味的液體,沸點低，易揮發(fā),在空氣中呈白霧狀，易溶

于水。質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95%以上的濃硝酸為發(fā)煙硝酸。

2.化學(xué)性質(zhì)

濃度越大,氧化性越強

具有酸的通性

硝化笨、甲當(dāng)與金屬、非

強酸性，，'

反應(yīng)(≡≡金屬及還

有機?

原性化合

顯色堂白質(zhì)反應(yīng)

不穩(wěn)定性

反應(yīng)物反應(yīng)

NO27

保存于棕色試劑瓶中，并置于陰涼處

寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式,是離子反應(yīng)的寫離子方程式。

①不穩(wěn)定性:4HN（λ（濃）△或光照2H2O+4NO2t+O?t。

②稀硝酸與銅反應(yīng)：3CU+8H'+2NOa3Cι∕'+2NOf+4氏0。

③濃硝酸與銅反應(yīng)（u+4tΓ+2NO?^—Cu"+2NO21+240。

④濃硝酸與C反應(yīng):C+4HN0K濃）ACO2、+4NC∣2t+2肛

⑤稀硝酸與FeSo4溶液反應(yīng)：3Fe-+4H++NO，^—3Fe"+N0t+240。

C濃硫酸Cr-NO2

⑥硝化反應(yīng)：U+HN03(濃)r^*U+H2Oo

3.硝酸工業(yè)制法的反應(yīng)原理

步驟化學(xué)方程式

催化劑

①NL在催化劑作用下與反應(yīng)生成NO

4NH3+502^^4N0+6H20

②NO進一步氧化生成NO22N0+02-2N02

③用水吸收NO2生成HNo33N02+H20-2HN03+N0

［理解?辨析］

判斷正誤:正確的畫3,錯誤的畫“義”。

(1)常溫下,可以用鐵或鋁制容器來盛裝濃硝酸或濃硫酸。()

⑵過量的銅與濃硝酸反應(yīng),產(chǎn)物中一定有NO。()

(3)濃硝酸在光照下久置,會變黃。()

(4)不用濃硝酸與銅屑反應(yīng)來制取硝酸銅,說明濃硝酸具有揮發(fā)性。

()

⑸在稀硫酸中加入銅粉,銅粉不溶解,再加入CU(NO，固體,銅粉仍

不溶解。()

解析：⑴常溫下,鐵和鋁在冷的濃硫酸或濃硝酸中表面被氧化成一層

致密的氧化物薄膜，阻止了酸與內(nèi)層金屬的繼續(xù)反應(yīng)。(2)隨著反應(yīng)進

行,濃硝酸變?yōu)橄∠跛?與銅發(fā)生反應(yīng)3Cu+8HN(λ(稀)——

3Cu(NO3)2+2N0t+4?0o⑶濃硝酸不穩(wěn)定，易發(fā)生反應(yīng)4HN(λ(濃)

Δ???2H2O+4NO2t+02↑,濃硝酸因溶解有NO2,會顯黃色。(4)因為反

應(yīng)會生成二氧化氮,污染環(huán)境并且氮原子利用率沒有達到百分之百。

⑸硫酸中的H'和Cu(NO3)2中的NO3會與銅發(fā)生氧化還原反應(yīng)。

答案：⑴J(2)√(3)√(4)X(5)X

知識建構(gòu)

w

相同價態(tài)間轉(zhuǎn)化考慮復(fù)分解反應(yīng)

氧

4π3不

化

同

籟

還

H價

原

態(tài)

球

反

間

應(yīng)

轉(zhuǎn)

化

考

慮

氯化物單質(zhì)氧化物酸堿鹽物質(zhì)類別

------------------??關(guān)鍵能力.提升??-----------

考點一氮及其氧化物

1.自然界中時刻存在著氮氣的轉(zhuǎn)化。實現(xiàn)氮氣按照一定方向轉(zhuǎn)化一直

是科學(xué)領(lǐng)域研究的重要課題,如圖為N分子在催化劑的作用下發(fā)生的

一系列轉(zhuǎn)化示意圖。下列敘述正確的是(D)

耳催化劑a催化劑b

A.N2→NH3,NH3→NO均屬于氮的固定

B.在催化劑a作用下,N2發(fā)生了氧化反應(yīng)

C.催化劑a、b表面均發(fā)生了極性共價鍵的斷裂

D?使用催化劑a、b均可以提高單位時間內(nèi)生成物的產(chǎn)量

解析:氮的固定是指氮由游離態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榛蠎B(tài),NL-NO不屬于氮的固

定，故A錯誤；由示意圖可知,在催化劑a的表面只發(fā)生了非極性共價

鍵的斷裂,沒有發(fā)生極性共價鍵的斷裂，故C錯誤。

2.（2022?四川棠湖中學(xué)期末）某學(xué)習(xí)小組設(shè)計實驗探究No與銅粉的

反應(yīng)并檢驗N0,實驗裝置如圖所示（夾持裝置省略）。實驗開始前，向

裝置中通入一段時間的N2,排盡裝置內(nèi)的空氣。

已知:在溶液中,FeSOl+NO=[Fe（NO）]SOK棕色），該反應(yīng)可用于檢驗

NOo

下列對該實驗相關(guān)描述錯誤的是（B）

A.裝置F、I中的試劑依次為水、硫酸亞鐵溶液

B.裝置J收集的氣體中不含NO

C.實驗結(jié)束后,先熄滅酒精燈,再關(guān)閉分液漏斗的活塞

D.若觀察到裝置H中紅色粉末變黑色,則NO與Cu發(fā)生了反應(yīng)

解析:檢驗NO的反應(yīng)為FeSOI+NO-[Fe（NO）]SOb該反應(yīng)為可逆反

應(yīng),NO不能被完全吸收,NO難溶于水,裝置J收集的氣體中含有NO,B

錯誤;實驗結(jié)束后,為了防止倒吸，需要先熄滅酒精燈,再關(guān)閉分液漏

斗的活塞停止產(chǎn)生NO,C正確。

考點二氨和鏤鹽

尸典型例題

某化學(xué)興趣小組利用圖1裝置制取氨氣并探究氨氣的有關(guān)性質(zhì)。

⑴裝置A中燒瓶內(nèi)試劑可選用（填字母,下同），裝置B中試

劑可選用。

a.堿石灰b.濃硫酸c.生石灰d.五氧化二磷

e.燒堿

（2）在“的導(dǎo)管末端連接圖2裝置中的裝置（填序號），當(dāng)裝

置D中集滿氨氣后，關(guān)閉隙、心,打開K3,引發(fā)噴泉的實驗操作

是O

⑶若探究氨氣的還原性,需打開Kl、降在“處導(dǎo)管連接制取純凈、

干燥氯氣的裝置。

①用二氧化鋅與濃鹽酸制取氯氣,生成的氣體必須通過分別盛

有、（填試劑名稱）的洗氣瓶。

②D中氨氣與氯氣反應(yīng)產(chǎn)生白煙，同時生成一種無色無味的氣體,該反

應(yīng)的化學(xué)方程式為

③從七處導(dǎo)管逸出的氣體中含有少量Cb貝IJC裝置燒杯中應(yīng)盛放溶液

（填化學(xué)式）進行吸收,反應(yīng)的離子方程式為—O

立思路點撥________________

性質(zhì)驗證尾氣處理

發(fā)生裝置一凈化裝置一K「

裝置裝置

固液MU/Ue噴泉裝置NH3極易

NH3（H2O）

不加熱還原性實驗溶于水

逐已知性

氨質(zhì)

水I試劑I

A中試劑B中干燥劑原理、引發(fā)防倒吸裝置

（堿性）操作

解析：（2）氨氣極易溶于水,不溶于CCl1,需選擇防倒吸裝置進行實驗

探究，因此需選擇圖2中的II或III。根據(jù)噴泉實驗的原理,要使裝置D

中發(fā)生噴泉現(xiàn)象,可用熱毛巾將燒瓶D焙熱,使D中氨氣受熱膨脹通過

導(dǎo)管與水接觸,即產(chǎn)生“噴泉”。（3）①用二氧化鋅與濃鹽酸制取的氯

氣中，混有氯化氫氣體和水蒸氣,要得到純凈、干燥的氯氣需通過飽和

食鹽水除去氯化氫,通過濃硫酸除去水蒸氣。②探究氨氣具有還原性,

氯氣與氨氣反應(yīng)產(chǎn)生“白煙”的成分為氯化鏤,氯元素化合價降低，

則生成的“無色無味的氣體”必為氨氣的氧化產(chǎn)物,可推知為氮氣。

③氯氣是有毒氣體,可與強堿溶液反應(yīng)，因此可用氫氧化鈉溶液進行

尾氣吸收。

答案：（1）aceace

⑵Ii（或m）用熱毛巾將燒瓶D焙熱（其他合理答案均可）

⑶①飽和食鹽水濃硫酸②3Cb+8NH:,-6NHCI+M③NaoH

Cl2+20H-CΓ+C10+H2O

考向一氨和錢鹽的性質(zhì)

1.某同學(xué)探究氨氣和鏤鹽的性質(zhì)，對相關(guān)實驗操作及現(xiàn)象描述正確的

是（A）

A.室溫下測定等濃度氨水和NaOH溶液的pH,比較NH3?H2O和NaOH堿

性強弱

B.向試管中滴加稀NaOH溶液,將濕潤的紅色石蕊試紙置于試管口，若

試紙不變藍，則原溶液中無NHi

催化劑

C.液氨作為清潔能源的反應(yīng)原理是4NH3+5O2F=4N0+6H20

D,加熱可除去NH1Cl中的少量NaHCO3

解析:N%-H2O是弱電解質(zhì),NaOH是強電解質(zhì)，前者部分電離,后者完

全電離，故通過室溫下測定等濃度氨水和NaOH溶液的pH,可比較

NH3?H2O和NaOH堿性強弱,A正確;N4極易溶于水,稀溶液中不加

熱,N%不能逸此無法確定原溶液中是否含NH3B錯誤;NIL不易燃燒,

產(chǎn)生的NO是大氣污染物,不能作清潔能源,C錯誤;NHEl受熱也會分

解,故不可采用加熱法除雜,D錯誤。

2.實驗室制取NL時,下列裝置能達到相應(yīng)實驗?zāi)康牡氖牵˙）

NH￡1和

解析:實驗室用加熱NHEl和Ca（OH）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

錯誤;堿性氣體選用堿性干燥劑,故可用堿石灰干燥氨氣,故B正確；

氨氣的密度比空氣小,應(yīng)該用向下排空氣法收集,故C錯誤;氨氣極易

溶于水,裝置圖中導(dǎo)管直接插入水中，會引起倒吸,故D錯誤。

3.（2022?山東青島二模）為探究氨及鍍鹽性質(zhì)，將NHEl晶體裝入如

圖所示T形三通管兩端,進行微型實驗。下列說法錯誤的是（B）

裹CaCU濕潤的裹NaoH

A.輕輕擠壓任一乳膠頭,若蒸鐳水中有氣泡冒出，則裝置氣密性良好

B.同時點燃兩個酒精燈后,兩端濕潤的pH試紙均變藍

C.實驗過程中豎直支管上方會出現(xiàn)白煙

D.停止加熱后可以交替擠壓兩邊乳膠頭,使氣體吸收更充分,減少污

染

解析:PH試紙遇酸變紅,遇堿變藍,氯化錢受熱分解生成氨氣和HCl,

左端氯化鈣會吸收氨氣,右端NaOH會吸收HCl,因此同時點燃兩個酒

精燈后,左端pH試紙變紅,右端PH試紙變藍,故B錯誤;豎直支管上方

同時有氨氣和HCl,兩者相遇變?yōu)槁然X，因此實驗過程中豎直支管上

方會出現(xiàn)白煙,故C正確。

4.（不定項）（2022?河北滄縣中學(xué)階段練習(xí)）某興趣小組進行了如下

實驗：

實驗步驟實驗現(xiàn)象

將NHlCl固體加入試管中，并將濕潤的試紙顏色由黃色一藍色（pH≈

PH試紙置于試管口，試管口略向下傾10）一黃色一紅色（PHp2）;試

斜,對試管底部加熱管中部有固體附著

已知:氣體擴散速率與相對分子質(zhì)量、溫度、距離等有關(guān)。下列敘述

不正確的是（AD）

H

ANHC1的電子式為［H：N:HrCI

4??

H

B.實驗說明不能通過加熱NH1Cl的方法制備NH；,

C.實驗說明擴散速率:NHDHCl

D.固體為NH1Cl,說明NH1Cl分解的反應(yīng)是可逆反應(yīng)

解析:可逆反應(yīng)是在同一條件下既能正向進行同時又能逆向進行的反

應(yīng),氯化鏤分解需要加熱,氨和氯化氫反應(yīng)在常溫下就能進行,故D符

合題意。

考向二噴泉實驗

5.（2020?全國ΠI卷）噴泉實驗裝置如圖所示。應(yīng)用下列各組氣體-溶

液,能出現(xiàn)噴泉現(xiàn)象的是（B）

氣體溶液

AH2S稀鹽酸

BHCl稀氨水

CNO稀H2SOi

DCO2飽和NaHCO3溶液

解析:ILS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,不能造成圓底燒瓶內(nèi)氣壓明顯減小,不能形成噴

泉,A項錯誤;HCI能與稀氨水反應(yīng)，向圓底燒瓶中擠入少量稀氨水會

造成圓底燒瓶內(nèi)氣壓明顯減小，能形成噴泉,B項正確;NO與稀硫酸不

反應(yīng),且不溶于稀硫酸，向圓底燒瓶中擠入稀硫酸,不能造成圓底燒瓶

內(nèi)氣壓明顯減小,不能形成噴泉,C項錯誤;COz在飽和NaHC溶液中的

溶解度較小，向圓底燒瓶中擠入飽和NaHC溶液,不能造成圓底燒瓶

內(nèi)氣壓明顯減小,不能形成噴泉,D項錯誤。

［歸納總結(jié)］(1)噴泉實驗的原理:使燒瓶內(nèi)外在短時間內(nèi)產(chǎn)生較大的

壓強差,利用大氣壓將燒瓶下面燒杯中的液體壓入燒瓶內(nèi)，在尖嘴導(dǎo)

管口形成噴泉。

⑵形成噴泉的類型：下面是幾種常見的能形成噴泉的氣體和吸收劑。

Co2、CI2、NO2和O2

氣體HCl?NO2NH3

SO2、HzS（4：1）

吸收

水或NaOH溶液水NaOH溶液水或NaOH溶液

劑

(3)引發(fā)噴泉的幾種方法。

①減小燒瓶內(nèi)壓強。

a.使燒瓶內(nèi)氣體迅速溶于水或某種液體中。

b?使燒瓶內(nèi)氣體溫度降低,從而使氣壓減小。

②增大外界壓強,使錐形瓶中待噴液體液面上的氣壓增大。

考點三硝酸

尸典型例題

（2022?北京模擬）鐵與不同濃度的硝酸溶液反應(yīng)時各種還原產(chǎn)物的

相對含量與硝酸溶液濃度的關(guān)系如圖所示。下列說法錯誤的是

D

相

NO

對X10

9

含8

量

7Z

6一?NO2

5二二/二三二

4

3

2

1

0:.一、一一

4.028.069.7512.2c(HNO3)/

(mol?L^')

A.硝酸溶液的濃度越小,其還原產(chǎn)物中氮的價態(tài)越低的成分越多

B.硝酸溶液與鐵反應(yīng)往往同時生成多種還原產(chǎn)物

C.當(dāng)硝酸溶液濃度為9.75mol-L時,氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之

比可為15：13

D.鐵能與大于12.2mol-LHNO3溶液反應(yīng),說明不存在“鈍化”現(xiàn)象

思路點撥

鐵與不

濃度與還原產(chǎn)

圖中橫

同濃度

依據(jù)物關(guān)系

縱坐標(biāo)

硝酸溶

的變化

液反應(yīng)得失電子守恒

解析：當(dāng)硝酸溶液濃度為9.75mol?L時,還原產(chǎn)物有NO、NO2和N2O,

物質(zhì)的量之比等于其相對含量之比，即10：6：2=5：3：1,假設(shè)NO是

5mol、NO2是3mol、N2O?1mol,則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是

26mol,假設(shè)氧化產(chǎn)物是鐵離子,則根據(jù)電子得失守恒可知還原劑的

物質(zhì)的量是ymol,所以根據(jù)原子守恒可知氧化劑與還原劑的物質(zhì)

的量之比可為10：y=15：13,故C正確;常溫下,鐵遇濃硝酸發(fā)生鈍

化,鐵能與大于12.2mol?L'HNO3溶液反應(yīng),不能說明不存在“鈍化”

現(xiàn)象,故D錯誤。

①變式發(fā)散

根據(jù)上述題干信息，下列說法錯誤的是（D）

A.硝酸溶液的濃度越大,其還原產(chǎn)物中高價態(tài)的成分越多

B.Fe與HNO3反應(yīng)分別生成等物質(zhì)的量的N2O和NHI時,轉(zhuǎn)移電子的數(shù)

目之比為1：1

C.少量鐵粉與足量的濃度為12.2mol?L硝酸溶液反應(yīng)時,反應(yīng)的化

學(xué)方程式為4Fe+18HN03-4Fe（NO3）3+3N0t+3N02t+9H20

D.用一定量的鐵粉與足量的9.75mol?L∣HNO3溶液反應(yīng)得到標(biāo)準(zhǔn)狀

況下氣體2.24L,則參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量為0.200mol

解析：當(dāng)硝酸溶液濃度為9.75mol?1?時,還原產(chǎn)物是NO、NO2、N2O,

用一定量的鐵粉與足量的9.75mol?LHNO3溶液反應(yīng)得到標(biāo)準(zhǔn)狀況

下氣體2.24L,部分硝酸被還原、部分硝酸生成硝酸鐵,若還原產(chǎn)物

全是N0,參加反應(yīng)的硝酸為0.4mol;若還原產(chǎn)物全是NO2,參加反應(yīng)的

硝酸為0.2mol;若還原產(chǎn)物全是帥0,參加反應(yīng)的硝酸為1mol;所以

參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量大于0.200mol,D錯誤。

丁針對訓(xùn)練

1.下列有關(guān)硝酸的說法正確的是（D）

A.工業(yè)硝酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為69%,常因溶有少量NO而略顯黃色

B.硝酸是一種氧化性很強的酸,可以與金、伯等金屬反應(yīng)

C.將木炭放入濃硝酸中，可立即觀察到有氣泡生成

D.工業(yè)制備硝酸第三步為用水吸收二氧化氮生成硝酸

解析:工業(yè)硝酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為69%,常因溶有少量N（λ而略顯黃色,故

A錯誤;硝酸是一種氧化性很強的酸,可以和很多金屬（除金、粕）反應(yīng),

故B錯誤;將木炭放入濃硝酸中，由于木炭的活潑性較弱,反應(yīng)速率很

慢,不能立即觀察到有氣泡生成，中學(xué)階段一般理解為要加熱才反應(yīng)，

故C錯誤。

2.下述實驗中均有紅棕色氣體產(chǎn)生,對比分析所得結(jié)論不正確的是

A.由①中的紅棕色氣體,推斷產(chǎn)生的氣體一定是混合氣體

B.由②中的紅棕色氣體不能表明木炭與濃硝酸發(fā)生了反應(yīng)

C.由③說明濃硝酸具有揮發(fā)性,生成的紅棕色氣體為還原產(chǎn)物

D.③的氣體產(chǎn)物中檢測出CO2,由此說明木炭一定與濃硝酸發(fā)生了反

應(yīng)

解析:濃硝酸不穩(wěn)定，易分解為二氧化氮、水和氧氣。③的氣體產(chǎn)物中

檢測出C02,CO?可能是C和氧氣反應(yīng)生成的產(chǎn)物,故D錯誤。

3.將32.64g銅與140mL一定濃度的硝酸溶液反應(yīng),銅完全溶解,產(chǎn)

生的NO和NOZ混合氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2Lo請回答下列

問題。

(I)NO的體積為L,N(λ的體積為Lo

⑵待產(chǎn)生的氣體全部釋放后，向溶液中加入VmLamol-L的NaoH

溶液,恰好使溶液中的CU2.全部轉(zhuǎn)化成沉淀,則原硝酸溶液的濃度為—

mol?L'o

(3)欲使銅與HNo3反應(yīng)生成的氣體在NaOH溶液中全部轉(zhuǎn)化為NaNO3,

至少需要30%的乩。2溶液go

解析：(I)Cu與HNO3反應(yīng)過程中,Cu作還原劑失去的電子等于HNo3作

氧化劑得到的電子，由得失電子守恒可得

n(Cu)×2=n(NO)×3+n(NO2)X1,BfJ

32*64?-×2=一IZ(No)χ3+L?2L"(N]χ],得V(NO)=5.824L,貝IJ

64g?mo??22.4L?molT22.4L?mo??

V(NO2)=5.376Lo

(2)HNO3與CU反應(yīng)中，HN顯酸性和氧化性,其中顯氧化性的HNo3全部

轉(zhuǎn)化為NO、NO2,當(dāng)溶液中的Cd全部轉(zhuǎn)化為沉淀時,所得溶液為NaNO3

溶液，貝IJn(NO3)溶液=n(NaOH)=VXl(Tlxamol?L^1=aV×10-3mol,根

據(jù)N元素守恒,作氧化劑的HNO3與生成的氣體的物質(zhì)的量相等,則有

2L

n(HNO3)被還原=n(氣體)~??,,1=0?5mol。n(HNO3)=n(NO3)溶液

3

+n(HNO3)ft≡=aVX10mol+0.5mol,則原硝酸溶液的濃度為

3

αV×10+0.5mol?L1

0.140

(3)根據(jù)⑴中計算可得n(NO)=0.26mol,n(NO2)=0.24molo從反應(yīng)的

始終態(tài)分析，即要將NO中+2價的N元素和NO2中+4價的N元素完全轉(zhuǎn)

化為NaNOs中+5價的N元素。根據(jù)得失電子守恒得

n(NO)×3+n(NO2)×l=n(H2O2)X2,即0.26molX3+0.24

mol=n(H2O2)義2,求得n(?O2)=O.51mol0m(H2O2)=O.51mol×34

g.mol=17.34g,需要30%的上。2溶液的質(zhì)量為17.34g÷30%=57.8gɑ

答案：(1)5.8245.376(2)avxl°3+05(3)57.8

0.14

［歸納總結(jié)］金屬與硝酸反應(yīng)的思維模型

兩個HN原子守恒

等卮Ll得失電子守恒I

［金屬］—

起酸性作用的

一個

參加體現(xiàn)NO、HNO3的物質(zhì)的

但畫H嬴氧化性

叫等量等于生成的

未參加全部電離，硝酸鹽中NO；

反應(yīng)

可以參加其的物質(zhì)的量

他反應(yīng)

一個利用離子方程

式快速找出各

種量的相互

關(guān)系

微專題9常見氣體的制備、凈化、收集與尾氣處理

1.氣體制備實驗的基本思路

fτj?

裝置*裝置

裝置裝置裝置

V,JV,VV^JVJ

反應(yīng)物氣體根據(jù)氣氣體根據(jù)氣

狀態(tài)及及雜體的性水溶體的性

反應(yīng)質(zhì)的質(zhì)選擇性及質(zhì)選擇

條件性質(zhì)干燥劑密度吸收劑

\__Z

2.常見氣體的發(fā)生裝置和創(chuàng)新裝置

根據(jù)反應(yīng)物狀態(tài)和反應(yīng)條件選擇氣體發(fā)生裝置:

（D固體+固體A氣體（適用于Q、NH3、CHl等）。

（2）固（或液）體+液體A氣體（適用于CI2、C2H1＞陽等）。

發(fā)散源

（3）固體+液體一氣體（適用于H2、。2、NH3、C2H2.C02等）。

有

孔

塑

料

板

3?氣體的干燥、凈化裝置

（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、還原性等。

⑵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)進行;④先除易除的雜質(zhì)氣體。

（3）根據(jù)制備氣體及雜質(zhì)氣體的性質(zhì)選擇如下氣體凈化裝置及干燥裝

置:

類型液態(tài)干燥劑固態(tài)干燥劑固體,加熱

裝置?-

114

圖I∏InIV

常見

濃硫酸（酸性、無水氯化鈣（中性）、堿石除雜試劑Cu、

干燥

強氧化性）灰（堿性）CU0、Mg等

劑

當(dāng)CO?中混有雜質(zhì)時一,應(yīng)選用上述I~W中的IV裝置除0力除雜試劑

是Cu絲網(wǎng)。

4.氣體的收集方法及收集裝置

根據(jù)制備氣體的水溶性及氣體的密度選擇收集方法及收集裝置:

收集方收集氣體的

收集裝置可收集的氣體（舉例）

法類型

難溶于水或。2、H2、NO、CO>C2H2>

c

微溶于水，??C2H4、Cb（飽和NaCl

排水法xm≡倦,

且不與水反η溶液）、C02（飽和

應(yīng)的氣體NaHCO3溶液）等

排向密度大于空

空上氣且不與空

CI2、SO2、NO2、CO

[I∩∩IJ2

氣排氣中的成分1?

法空反應(yīng)

氣

法

向

下密度小于空

排氣且不與空mrn?

H2、NH3、CH

UI1

空氣中的成分??LU

氣反應(yīng)

法

5.氣體的量取裝置

對難溶于水且不與水反應(yīng)的氣體,往往利用量筒或滴定管組裝如圖所

示的裝置量取其體積。

6.尾氣的處理

⑴原因：有些氣體有毒或有可燃性,任其逸散到空氣中，會污染空氣

或者引發(fā)火災(zāi)、爆炸等災(zāi)害。

(2)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,可燃性氣體用點燃等措施。實

驗室中常見有毒氣體的處理方法如下：

Cl2SO2NO2H2SHClNH3CONO

占

NaOH溶液CUSoa溶液或水水或濃J、、、與混合后通入

NaOH溶液硫酸燃NaOH溶液

⑶尾氣處理裝置。

①在水中溶解度較小的有毒氣體，多數(shù)可通入盛有某種試劑的燒杯中

被吸收除去（如圖甲），如Cl2、N。均可通入NaOH溶液中除去。

②某些可燃性氣體可用點燃（如圖乙）或轉(zhuǎn)化的方法除去,如C0、上可

點燃或通過灼熱的CuO除去。

③某些可燃性氣體可以采用收集的方法除去（如圖丙），如CH八CzH八

H2、Co等。

④對于溶解度很大、吸收速率很快的氣體,吸收時應(yīng)防止倒吸,典型裝

置如圖丁。常見的防倒吸裝置還有如下改進裝置（以NL的吸收為例，

未注明的液體為水）。

考向一考查氣體的制備與性質(zhì)探究

1.用下列裝置進行SO?制取、性質(zhì)驗證和尾氣處理,其中不能實現(xiàn)相應(yīng)

實驗?zāi)康牡氖牵–）

酸性KMnO4滴有酚酥的NaOH

溶液NaoH溶液溶液

A.制取B.驗證其C.驗證其D.尾氣處理

還原性漂白性

解析:二氧化硫為酸性氧化物,能與堿反應(yīng)生成鹽和水,所以二氧化硫

能使滴有酚酸的氫氧化鈉溶液褪色,未體現(xiàn)其漂白性,故C不能達到

實驗?zāi)康摹?/p>

2.根據(jù)裝置和下表內(nèi)的物質(zhì)（省略夾持、凈化以及尾氣處理裝置，圖1

中虛線框內(nèi)的裝置是圖2）,能達到相應(yīng)實驗?zāi)康牡氖牵–）

恥β7i

?=13N

&?I

,c

圖1圖2

選a中的物實驗?zāi)康?、試劑和操?/p>

b中的物質(zhì)

項質(zhì)實驗?zāi)康腃中的物質(zhì)進氣方向

飽和

收集N-

濃氨水堿石灰

ANH1Cl

氨氣M

溶液

檢驗品組.一

SO2M

B濃硝酸Na2SO3

的氧化性溶液N

C稀硝酸Cu收集水N一

NOM

檢驗

Cl2Na2SMf

D濃鹽酸MnO2

的氧溶液N

化性

解析:濃氨水與堿石灰不加熱可以制取氨氣,但NH:;極易溶于水,在C

中收集不到NI,故A不符合題意;濃硝酸有強氧化性,Na2SO3有強還原

性,濃硝酸與Na2SO3發(fā)生氧化還原反應(yīng),不產(chǎn)生S02,且品紅溶液不能檢

驗S02的氧化性，故B不符合題意;濃鹽酸與MnO2需要加熱才能發(fā)生反

應(yīng)生成Cb,圖中缺少酒精燈,故D不符合題意。

考向二考查實驗儀器的連接分析與應(yīng)用

3.（不定項）（2022?河北模擬）已知:2FeSOaFe2O3+SO2t+S03↑;S03

o

的熔點為16.8°C、沸點為44.8Co用如圖所示裝置設(shè)計實驗檢驗

FeSO1分解產(chǎn)物并驗證其產(chǎn)物的性質(zhì)。下列說法正確的是（AB）

A.裝置連接順序是甲一丙一丁一戊一乙

B.丙的作用是冷卻收集SO3

C.分解得到的紅棕色固體溶于KSCN溶液,顯紅色

D.戊中濱水褪色表明SO?有漂白性

解析:氧化鐵不溶于KSCN溶液,應(yīng)先將紅棕色固體溶于鹽酸,再加

KSCN溶液,C錯誤;戊中澳水褪色,表明SCh有還原性,D錯誤。

考向三考查實驗儀器的作用與實驗評價

4.(2022?河南三模)用如圖裝置測定水中氫、氧元素的質(zhì)量比,其方

法是分別測定通氫氣前后玻璃管的質(zhì)量差和U形管的質(zhì)量差,實驗測

得m(H)：m(0)>l：8。下列對導(dǎo)致這一結(jié)果的原因的分析中，一定錯

誤的是(B)

A.I、∏裝置之間缺少干燥裝置

B.CuO沒有全部被還原

C.II裝置中玻璃管內(nèi)有水冷凝

D?m裝置后缺少干燥裝置

解析:根據(jù)題意,氧元素的質(zhì)量=通氫氣前后玻璃管的質(zhì)量差,氫元素

的質(zhì)量=通氫氣前后U形管的質(zhì)量差(水的質(zhì)量)-氧元素的質(zhì)量。I、

II裝置之間缺少干燥裝置,U形管中吸收水的質(zhì)量偏大,則測得氫元素

的質(zhì)量偏大,m(H)：m(0)>1：8,故A不符合題意;CUe)沒有全部被還

原,U形管中吸收的水中的氧元素完全來自氧化銅，不影響水中氫、氧

元素的質(zhì)量比,故B符合題意；∏裝置中玻璃管內(nèi)有水冷凝,通氫氣前

后玻璃管的質(zhì)量差變小，則測得氧元素的質(zhì)量偏小,m(H)：m(0)>l：8,

故C不符合題意;HI裝置后缺少干燥裝置,U形管中吸收水的質(zhì)量偏大,

則測得氫元素的質(zhì)量偏大,m（H）