2025届高考化学一轮复习第4章非金属及其化合物第17讲氮及其化合物教案新人教版

PAGE21-第17讲氮及其化合物[考纲要求]1.了解氮元素单质及其重要化合物的制备方法，驾驭其主要性质和应用。2.了解氮的化合物对环境质量的影响。考点一氮气及其氧化物1．氮气写出有关化学方程式：①N2＋3Mgeq\o(=,\s\up7(点燃))Mg3N2；②N2＋3H2eq\o(⇌,\s\up7(高温高压),\s\do5(催化剂))2NH3；③N2＋O2eq\o(=,\s\up7(放电))2NO。2．氮的氧化物氮元素有＋1、＋2、＋3、＋4、＋5五种正价，五种正价对应六种氧化物：N2O(俗称“笑气”，具有麻醉作用)、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5(白色固体)。(1)物理性质NONO2颜色无色红棕色毒性有毒有毒溶解性不溶于水能溶于水(2)化学性质①NO→NO2：2NO＋O2=2NO2。②NO2→HNO3(NO)：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO。(3)氮的氧化物对环境的污染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，产生了一种有毒的烟雾。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。③破坏臭氧层：NO2可使平流层中的臭氧削减，导致地面紫外线辐射量增加。④NO与血红蛋白结合使人中毒。(1)氮的氧化物都有毒，其中NO2与N2O4存在下列平衡：2NO2⇌N2O4，因此试验测得NO2的平均相对分子质量总大于46。(2)NO2、NO可用碱液处理，如NaOH溶液汲取原理为NO2＋NO＋2NaOH=2NaNO2＋H2O、2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2O。1．推断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)固氮反应肯定属于氧化还原反应(√)(2)NO中的NO2杂质气体，可通过盛有水的洗气瓶除去(√)(3)CO、NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都稳定存在(×)(4)N2与O2在放电条件下干脆化合成NO2(×)(5)NO2溶于水时，NO2是氧化剂，水是还原剂(×)(6)可用NO2与水反应制取硝酸，故NO2是酸性氧化物(×)2．俗话说“雷雨发庄稼”，这说明雷雨中含有能被植物汲取利用的化合态的氮，请写出三个有关的化学方程式：(1)________________________________________________________________________；(2)________________________________________________________________________；(3)________________________________________________________________________。答案：(1)N2＋O2eq\o(=,\s\up7(放电))2NO(2)2NO＋O2=2NO2(3)3NO2＋H2O=2HNO3＋NO题组一氮的氧化物对环境的影响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N2C．NO和O2必需在催化剂表面才能反应D．催化转化总化学方程式为2NO＋O2＋4COeq\o(=,\s\up7(催化剂))4CO2＋N2D2．汽车排放的尾气中含有NO2，NO2是城市大气污染的主要污染物之一。在日光照耀下，NO2发生一系列光化学烟雾的循环反应，从而不断产生O3，加重空气污染。反应过程为①2NO2→2NO＋2O，②2NO＋O2→2NO2，③O＋O2→O3。下列对该反应过程及生成物叙述正确的是()A．NO2起催化剂作用 B．NO起催化剂作用C．NO2只起氧化剂作用 D．O3与O2为同分异构体A[反应过程①＋②得O2→2O，③O＋O2→O3，NO2起催化剂作用，反应过程中NO2还作氧化剂，A项正确，B、C项错误；O3与O2不是同分异构体，属同素异形体，D项错误。]3．汽车尾气主要含有CO2、CO、SO2、NOx等物质，这种尾气渐渐成为城市空气污染的主要来源之一。(1)汽车尾气中的CO来自于________________________________________________________________________，NO来自于________________________________________________________________________。汽车尾气对环境的危害主要有________________________________________________________________________(至少填两种)。(2)NOx能形成酸雨，写出NO2转化为HNO3的化学方程式：________________________________________________________________________。(3)汽车尾气中的CO、NOx在相宜温度下采纳催化转化法处理，使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体。写出NO被CO还原的化学方程式：________________________________________________________________________。答案：(1)汽油的不完全燃烧N2与O2在汽车缸内的高温环境下的反应形成硝酸型酸雨、导致光化学烟雾、产生温室效应(任填两种即可)(2)3NO2＋H2O=2HNO3＋NO(3)2CO＋2NOeq\o(=,\s\up7(催化剂))N2＋2CO2题组二氮氧化物溶于水的计算4．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，边通边渐渐摇动试管，直到两个试管内充溢液体。假设试管内的溶质不向水槽中扩散，则两个试管内溶液物质的量浓度之比为()A．1∶1 B．5∶7C．7∶5 D．4∶3A5．将盛有12mLNO2和O2的混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反应后，还剩余2mL无色气体，则原混合气体中O2的体积和剩余的2mL气体分别是()A．1.2mL，NO B．2.4mL，O2C．3.5mL，O2 D．4mL，NOA[解题依据的化学方程式为：4NO2＋O2＋2H2O=4HNO33NO2＋H2O=2HNO3＋NO设O2的体积为x，剩余的气体有两种可能：①若剩O2，则V剩＝x－eq\f(1,4)(12mL－x)＝2mL，解得x＝4mL，选项B、C不正确；②若剩NO，则V剩＝eq\f(1,3)[(12mL－x)－4x]＝2mL，解得x＝1.2mL，选项D不正确，选项A正确。]循环反应的计算方法——加合式法(1)循环反应NO2和O2的混合气体溶于水时，发生如下反应：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO①2NO＋O2=2NO2②反应①的反应物(NO2)和产物(NO)分别是反应②的产物和反应物，这两个反应互为“循环反应”。(2)“循环反应”进行计算时采纳“加合式”法消去中间产物(NO)，①式×2＋②式得加合式：4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3。(3)NO和O2同时通入同一水中时，发生反应：2NO＋O2=2NO23NO2＋H2O=2HNO3＋NO其加合式为：4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3[拓展]将CO、O2(或H2、O2)的混合气体通入盛有足量Na2O2的密闭容器中，用电火花引燃。此过程中发生循环反应：2CO＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2CO22Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2其加合式为：Na2O2＋CO=Na2CO32H2＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2H2O2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑其加合式为：Na2O2＋H2=2NaOH考点二典型的氧化性酸——硝酸1．物理性质硝酸是无色、易挥发的液体，有刺激性气味，能与水以随意比例混溶。质量分数在98%以上的硝酸为发烟硝酸。2．化学性质写出下列化学方程式或离子方程式：(1)见光分解：4HNO3eq\o(=,\s\up7(光))4NO2↑＋O2↑＋2H2O；(2)Cu与浓硝酸的反应：Cu＋4H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O；(3)Cu与稀硝酸的反应：3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O；(4)C与浓硝酸的反应：C＋4HNO3(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋4NO2↑＋2H2O；(5)Fe2＋与稀硝酸的反应：3Fe2＋＋NOeq\o\al(－,3)＋4H＋=3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。3．硝酸工业制法的反应原理(1)NH3在催化剂作用下与O2反应生成NO4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))4NO＋6H2O。(2)NO进一步氧化生成NO22NO＋O2=2NO2。(3)用水汲取NO2生成HNO33NO2＋H2O=2HNO3＋NO。(1)硝酸浓度越大，其还原产物的价态越高。还原产物一般为HNO3(浓)→NO2，HNO3(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。1．推断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)常温下，铁、铝在浓硝酸中的钝化为化学变更()(2)可用稀硝酸与FeS固体反应制取H2S()(3)过量的铜与浓硝酸反应，产物中肯定有NO()(4)浓硝酸在光照下久置，会变黄()(5)浓硝酸中滴加紫色石蕊试液，最终变为红色()答案：(1)√(2)×(3)√(4)√(5)×2．工业上用洗净的废铜屑作原料来制备硝酸铜。为了节约原料和防止污染，最宜采纳的方法是________。方法①：Cu＋HNO3(浓)→Cu(NO3)2方法②：Cu＋2AgNO3=2Ag＋Cu(NO3)2方法③：Cueq\o(→,\s\up7(空气),\s\do5(△))CuOeq\o(→,\s\up7(HNO3))Cu(NO3)2方法④：Cueq\o(→,\s\up7(浓硫酸),\s\do5(△))CuSO4eq\o(→,\s\up7(BaNO32))Cu(NO3)2答案：方法③3．用动态观点理解Cu与浓HNO3的反应在浓硝酸中放入Cu片，回答下列问题。(1)反应起先时的化学方程式为________________________________________________________________________，试验现象为________________________________________________________________________。(2)若Cu片有剩余，则反应将要结束时的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)待反应停止时，再加入少量的稀硫酸，这时Cu片上又有气泡产生，缘由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O溶液渐渐变蓝色，有红棕色气体逸出(2)3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O(3)加入稀硫酸后，氢离子与原溶液中硝酸根离子构成强氧化性酸，又能与过量的铜反应题组一硝酸的性质和用途1．下列说法正确的是()A．投入铁片产生H2的溶液中可大量存在H＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)、NOeq\o\al(－,3)B．可用稀硝酸除去试管内壁上的银镜C．1.0mol·L－1的KNO3溶液中可大量存在H＋、Fe2＋、Cl－、SOeq\o\al(2－,4)D．硫化铜溶于硝酸的离子方程式为CuS＋2H＋=H2S↑＋Cu2＋B[硝酸具有强氧化性，因而含有NOeq\o\al(－,3)的酸性溶液不能与铁反应产生H2，A项错；硝酸可溶解银，B项正确；Fe2＋在稀HNO3中不能大量存在，C项错；硝酸与CuS不能发生复分解反应，而是发生氧化还原反应，D项错。]2．下述试验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论不正确的是()A．由①中的红棕色气体，推断产生的气体肯定是混合气体B．红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应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，由此说明木炭肯定与浓硝酸发生了反应D[A对：浓HNO3具有不稳定性，①中浓HNO3受热发生分解反应：4HNO3eq\o(=,\s\up7(△))4NO2↑＋O2↑＋2H2O，故①中所得红棕色气体是NO2和O2的混合气体。B对：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。C对：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。D错：③的气体产物中检测出CO2，不能说明木炭肯定与浓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。]3．(2024·黑龙江重点中学联考)肯定温度下，探究铜与稀HNO3反应，过程如图，下列说法不正确的是()A．过程Ⅰ中生成无色气体的离子方程式是3Cu＋2NOeq\o\al(－,3)＋8H＋=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2OB．过程Ⅲ反应速率比Ⅰ快的缘由是NO2溶于水，使c(HNO3)增大C．由试验可知，NO2对该反应具有催化作用D．当活塞不再移动时，再抽入空气，铜可以接着溶解B[过程Ⅰ中铜与稀硝酸反应生成NO气体，离子方程式为3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，A项正确；随着反应进行，溶液中生成硝酸铜，依据氮元素守恒，过程Ⅲ中硝酸的浓度没有Ⅰ中的大，因此反应速率增大的缘由不是硝酸浓度增大，B项错误；过程Ⅲ反应速率比Ⅰ快，结合B项分析及试验过程可知，NO2对反应具有催化作用，C项正确；当活塞不再移动时，再抽入空气，NO与氧气、水反应生成硝酸，硝酸能与铜接着反应，D项正确。]涉及HNO3的离子反应常见易错问题(1)忽视NOeq\o\al(－,3)在酸性条件下的强氧化性。在酸性条件下NOeq\o\al(－,3)不能与Fe2＋、I－、SOeq\o\al(2－,3)、S2－等还原性较强的离子大量共存。(2)在书写离子方程式时，忽视HNO3的强氧化性，将氧化还原反应简洁的写成复分解反应。4．将32.64g铜与140mL肯定浓度的硝酸反应，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11.2L。请回答下列问题：(1)NO的体积为________L，NO2的体积为________L。(2)参与反应的HNO3的物质的量是________。(3)欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3，至少须要30%的双氧水________g。解析：(1)n(Cu)＝eq\f(32.64g,64g·mol－1)＝0.51mol，设混合气体中NO的物质的量为x，NO2的物质的量为y。依据气体的总体积为11.2L，有：x＋y＝0.5mol。依据得失电子守恒，有：3x＋y＝(0.51×2)mol。解方程组得：x＝0.26mol，y＝0.24mol。则：V(NO)＝0.26mol×22.4L·mol－1＝5.824LV(NO2)＝11.2L－5.824L＝5.376L。(2)参与反应的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，所以参与反应的HNO3的物质的量为0.51mol×2＋0.5mol＝1.52mol。(3)由得失电子守恒得：2×n(Cu)＝2×n(H2O2)，eq\f(32.64g,64g·mol－1)×2＝n(H2O2)×2，n(H2O2)＝0.51mol，则m(H2O2)＝17.34g。需30%的双氧水：17.34g÷30%＝57.8g。答案：(1)5.8245.376(2)1.52mol(3)57.8金属与硝酸反应的计算方法(1)解答硝酸与金属反应计算题的思维建模(2)金属与硝酸反应的三个等式①n(HNO3)消耗＝n(Mx＋)×x＋n(NO)＋n(NO2)。②n(Mx＋)×x＝n(NO)×3＋n(NO2)。③n(HNO3)酸性＝n(Mx＋)×x＝n(e－)。考点三氨铵盐1．氨气(1)物理性质无色有刺激性气味的气体，密度比空气小，易液化。极易溶于水(常温常压下1∶700)，可由喷泉试验证明。(2)化学性质①与水的反应NH3＋H2O⇌NH3·H2O⇌NHeq\o\al(＋,4)＋OH－，氨气溶于水得氨水，氨水中含有的粒子有NH3·H2O、NH3、H2O、NHeq\o\al(＋,4)、OH－、H＋。一水合氨为可溶性一元弱碱，易挥发，不稳定，易分解：NH3·H2Oeq\o(=,\s\up7(△))NH3↑＋H2O。②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，其现象为有白烟生成，化学方程式：HCl＋NH3=NH4Cl。③氨气的还原性——氨的催化氧化化学方程式：4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))4NO＋6H2O。(3)试验室制取(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。2．铵盐(1)物理性质：都是白色固体，都易溶于水。(2)化学性质eq\a\vs4\al(铵,盐)—eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(\o(→,\s\up7(受热易分解))\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(\o(→,\s\up7(NH4Cl))NH4Cl\o(=,\s\up7(△))NH3↑＋HCl↑,\o(→,\s\up7(NH4HCO3))NH4HCO3\o(=,\s\up7(△))NH3↑,＋CO2↑＋H2O)),\o(→,\s\up7(与NaOH溶液反应))NH\o\al(＋,4)＋OH－\o(=,\s\up7(△))NH3↑＋H2O,填离子方程式))(3)NHeq\o\al(＋,4)的检验eq\x(待检物)eq\o(→,\s\up7(强碱),\s\do5(△))eq\x(无色有刺激性气味的气体)eq\o(→,\s\up7(潮湿红色),\s\do5(石蕊试纸))eq\x(试纸变蓝)eq\o(→,\s\up7(结论))eq\x(有NH\o\al(＋,4))(1)制氨时，选用的铵盐及碱都有肯定的要求。选铵盐时，不选(NH4)2CO3、NH4HCO3、NH4NO3等，因它们受热易分解，使产生的NH3中混有较多的杂质气体，另外NH4NO3易爆炸；选碱时，用Ca(OH)2而不用NaOH或KOH，因NaOH、KOH具有吸湿性，易结块，不利于产生氨，且在高温下均能腐蚀玻璃。(2)干燥氨气不能用浓硫酸，也不能用无水CaCl2(8NH3＋CaCl2=CaCl2·8NH3)，通常用碱石灰干燥氨气。1．推断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)氨遇到浓盐酸、硫酸都会发生反应，产生白烟(×)(2)加热盛有NH4Cl固体的试管，试管底部固体消逝，试管口有晶体凝聚，说明NH4Cl固体可以升华(×)(3)氨水中含氮微粒中最多的微粒是NHeq\o\al(＋,4)(×)(4)铵盐都易溶于水，其水溶液均呈酸性(×)(5)现有1mol·L－1的氨水，则该溶液中NH3·H2O的浓度是1mol·L－1(×)2．液氨和氨水有哪些区分？完成下列表格。液氨氨水形成物质分类混合物微粒种类NH3、NH3·H2O、H＋、H2O、NHeq\o\al(＋,4)、OH－存在条件常温常压下不能存在常温常压下可存在答案：氨气液化氨气溶于水纯净物NH33．浓氨水可以用来检验氯气管道是否漏气，其原理是________________________________________________________________________________________________________________________________________________(用化学方程式回答)。答案：8NH3＋3Cl2=N2＋6NH4Cl题组一氨气铵盐的性质及应用1．(2024·宁夏石嘴山三中期中)以下有关氨及铵盐的叙述不正确的是()A．铵态氮肥不能与碱性物质(如草木灰)混合施用B．氨的喷泉试验体现了氨的溶解性和氧化性C．试验室常用固体氯化铵与氢氧化钙反应制取氨气D．氨具有还原性，肯定条件下可与氧化性物质如氧气发生反应B[铵态氮肥不能与碱性物质(如草木灰)混合施用，因为铵态氮肥与碱性物质反应生成氨气，降低肥效，A项正确；氨的喷泉试验体现了氨的溶解性，未体现氧化性，B项错误；试验室常用固体氯化铵与氢氧化钙反应制取氨气，C项正确；氨和氧气在肯定条件下发生催化氧化反应，D项正确。]2．探究氨气及铵盐性质的过程中，下列依据试验现象得出的结论不正确的是()A．将集有氨气的试管倒扣于水槽中，液体快速充溢试管，说明氨气极易溶于水B．向氨水中加入浓氢氧化钠溶液，加热产生使潮湿的红色石蕊试纸变蓝的气体，说明氨水中含有NHeq\o\al(＋,4)C．加热NH4HCO3固体，视察到固体渐渐削减，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NOB[B项，因为氨水中存在氨分子，加热氨气逸出，也能使潮湿的红色石蕊试纸变蓝，不能证明是铵根离子与氢氧化钠反应产生的氨气，错误；D项，4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up7(Pt),\s\do5(△))4NO＋6H2O,2NO＋O2=2NO2，NH3的氧化产物应为NO，正确。]3．NH3是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(见图)。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在肯定条件下可发生氧化还原反应D．图中所涉及的盐类物质均可以发生水解反应C[NaHCO3不是化肥，Na2CO3不易分解，NaCl不发生水解反应。]题组二氨气的试验室制法4．(2024·河北衡水中学联考)资料显示：肯定条件下NH3能还原CuO。为了证明资料的真实性，利用下列装置(含药品)进行试验，其中错误的是()A[A项，氯化铵固体受热分解生成氨气和氯化氢，在试管口旁边氨气和氯化氢遇冷又生成了白色固体氯化铵，故不能用于制备氨气，错误；B项，可以在硬质玻璃管中进行氨气还原氧化铜的反应，正确；C项，碱石灰可以干燥氨气，正确；D项，氨气极易溶于稀硫酸，利用该装置汲取尾气中的氨气，可以防止倒吸，正确。]5．某化学爱好小组利用图1装置制取氨气并探究氨气的有关性质。备选装置(其中水中含酚酞溶液)ⅠⅡⅢ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，引发喷泉的试验操作是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(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。①D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________________________________________________________________________________________________________________________________________________；②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________________________________________________________________________________________________________________________________________________。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)①3Cl2＋8NH3=6NH4Cl＋N2②NaOHCl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O试验室制取少量氨气的2种简易方法(1)加热浓氨水法①反应原理：NH3·H2Oeq\o(=,\s\up7(△))NH3↑＋H2O。②装置：见图甲。(2)往氢氧化钠(或碱石灰)中滴加浓氨水法①反应原理：浓氨水中存在平衡NH3＋H2O⇌NH3·H2O⇌NHeq\o\al(＋,4)＋OH－，加入固态碱性物质(如CaO、NaOH、碱石灰等)，消耗水且使c(OH－)增大，使平衡逆向移动，同时反应放热，促进NH3·H2O的分解。②装置：见图乙。喷泉试验及相关计算1．喷泉试验的原理使烧瓶内外在短时间内产生较大的压强差，利用大气压将烧瓶下面烧杯中的液体压入烧瓶内，在尖嘴导管口形成喷泉。2．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HClNH3CO2、Cl2、SO2、H2SNO2NO、O2、(4∶3)NO2、O2(4∶1)汲取剂水、NaOH溶液水NaOH溶液水水水3.喷泉试验的发散装置及操作方法喷泉试验是中学化学的重要试验，其本质是形成压强差而引发液体上喷，以教材中的装置(发散源)可设计如图所示的多种不同的装置和采纳不同的操作(如使气体溶于水、热敷或冷敷、生成气体等)来形成喷泉。装置(Ⅰ)变更了胶头滴管的位置，胶头滴管挤入少量水于试剂瓶中，即可使少量溶液沿导管进入烧瓶中，导致大量的NH3溶解，烧瓶内形成负压而产生喷泉。装置(Ⅱ)省去了胶头滴管，用手(或热毛巾等)捂热烧瓶，氨气受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气，氨气与水接触，即发生喷泉(或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶，使水进入烧瓶中，瓶内氨气溶于水)。装置(Ⅲ)在水槽中加入能使水温上升的物质致使锥形瓶内酒精因升温而挥发，锥形瓶内气体压强增大而产生喷泉。装置(Ⅳ)向导管中通入肯定量的H2S和SO2，现象为有淡黄色粉末状物质生成，瓶内壁附有水珠，NaOH溶液上喷形成喷泉。装置(Ⅴ)打开①处的止水夹并向烧瓶中缓慢通入等体积的HCl气体后关闭该止水夹，等充分反应后再打开②处的止水夹，视察到先有白烟产生，后产生喷泉。装置(Ⅵ)中，挤压胶头滴管，然后打开导管上部的两个活塞，则在右面烧瓶出现喷烟现象，再打开导管下部活塞，则可产生双喷泉。4．喷泉试验产物的浓度计算关键是确定所得溶液中溶质的物质的量和溶液的体积，标准状况下的气体进行喷泉试验后所得溶液的物质的量浓度：(1)HCl、NH3、NO2气体或它们与其他不溶于水的气体混合时：溶质的物质的量浓度为eq\f(1,22.4)mol·L－1。(2)当是NO2和O2的混合气体且体积比为4∶1时，c(HNO3)＝eq\f(1,28)mol·L－1。[集训1](2024·辽宁沈阳六校联考)下图是课外活动小组的同学设计的4个喷泉试验方案，下列有关操作不行能引发喷泉的是()A．挤压装置①的胶头滴管使CCl4全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹B．挤压装置②的胶头滴管使NaOH溶液全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹C．用鼓气装置从装置③的a处不断鼓入空气并打开止水夹D．向装置④的水槽中渐渐加入足量浓硫酸并打开止水夹B[H2难溶于NaOH溶液，不能使烧瓶内外形成较大压强差，故不能引发“喷泉”。][集训2]Ⅰ.图中胶头滴管中的水挤入烧瓶后，视察到的现象是________________________________________________________________________。Ⅱ.利用如图所示的装置，可以验证NH3和HCl的有关性质。试验前a、b、c活塞均关闭。(1)若要在烧瓶Ⅱ中产生“喷泉”现象，烧瓶Ⅰ中不产生“喷泉”现象，其操作方法是________________________________________________________________________。(2)若先打开a、c活塞，再挤压胶头滴管，在烧瓶中可视察到的现象是________________________________________________________________________。(3)通过挤压胶头滴管和限制活塞的开关，在烧瓶Ⅰ中产生“喷泉”现象，烧瓶Ⅱ中不产生“喷泉”现象，其操作方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。若要在该装置中产生双喷泉现象，其操作方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：Ⅰ.将胶头滴管中的水挤入圆底烧瓶后，由于NH3溶于水使瓶中的气压减小，气球的体积渐渐变大。Ⅱ.(1)打开a、b活塞，再将胶头滴管中的水挤入烧瓶Ⅱ中，由于NH3极易溶于水，使烧瓶内气体压强快速减小，烧杯中的水快速进入烧瓶Ⅱ中，形成喷泉。(2)先打开a、c活塞，再将胶头滴管中的水挤入烧瓶Ⅱ中，烧瓶Ⅱ中的气压快速减小，烧瓶Ⅰ中的HCl气体会流向烧瓶Ⅱ中，且与NH3化合生成NH4Cl而产生白烟。(3)在(2)基础上，若关闭a活塞，打开b活塞，烧杯中的水会快速进入烧瓶Ⅰ中，形成喷泉；若打开b活塞，不关闭a活塞，烧瓶中的水便会同时进入烧瓶Ⅰ和Ⅱ中，形成双喷泉。答案：Ⅰ.气球渐渐变大Ⅱ.(1)先打开a、b活塞，再挤压胶头滴管(或先挤压胶头滴管，再打开a、b活塞)(2)烧瓶Ⅱ中导管口处产生白烟(3)先打开a、c活塞，再挤压胶头滴管(或先打开a活塞，挤压胶头滴管，再打开c活塞)，片刻后，关闭a活塞，然后打开b活塞先打开a、c活塞，再挤压胶头滴管(或先打开a活塞，挤压胶头滴管，再打开c活塞)，片刻后，打开b活塞[集训3]如下图为化学教学中所用的喷泉试验装置。某同学用烧瓶中盛不同成分的气体进行喷泉试验，请帮助分析试验后烧瓶中所得溶液的浓度。(假设是在标准状况下完成试验，且溶质不扩散)(1)若用HCl气体，则c(HCl)＝________________________________________________________________________。(2)若用NO2气体，则c(HNO3)＝________________________________________________________________________。(3)若用n(NO2)∶n(O2)＝4∶1的混合气体，则c(HNO3)＝________________________________________________________________________。(4)若用n(NO2)∶n(O2)＝2∶1的混合气体，则c(HNO3)＝________________________________________________________________________。解析：设烧瓶的容积为VL，则气体的物质的量均为eq\f(V,22.4)mol。(1)若是HCl气体，喷泉后，溶液充溢烧瓶，则溶液的体积为VL，c(HCl)＝eq\f(\f(V,22.4)mol,VL)＝eq\f(1,22.4)mol·L－1。(2)若为NO2，喷泉后，溶质为HNO3，3NO2＋H2O=2HNO3＋NOeq\f(V,22.4)moleq\f(2,3)×eq\f(V,22.4)mol则喷泉后溶液的体积为eq\f(2,3)VL，c(HNO3)＝eq\f(\f(2,3)×\f(V,22.4)mol,\f(2,3)VL)＝eq\f(1,22.4)mol·L－1。(3)若为n(NO2)∶n(O2)＝4∶1的混合气体，n(NO2)＝eq\f(4,5)×eq\f(V,22.4)mol，4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3eq\f(4,5)×eq\f(V,22.4)moleq\f(4,5)×eq\f(V,22.4)mol喷泉后，溶质为HNO3，溶液充溢烧瓶，则c(HNO3)＝eq\f(\f(4,5)×\f(V,22.4),VL)＝eq\f(4,5)×eq\f(1,22.4)mol·L－1＝eq\f(1,28)mol·L－1。(4)若为n(NO2)∶n(O2)＝2∶1，则反应剩余eq\f(1,6)的氧气，溶液充至烧瓶的eq\f(5,6)，溶质为HNO3，计算方法同(3)，c(HNO3)＝eq\f(1,28)mol·L－1。答案：(1)eq\f(1,22.4)mol·L－1(2)eq\f(1,22.4)mol·L－1(3)eq\f(1,28)mol·L－1(4)eq\f(1,28)mol·L－1

考点四氮及其化合物之间的转化及综合应用留意箭头指出可体现物质的性质，指向可找寻该物质的制备方法。题组氮及其化合物的转化1．如图A～D四种物质均含有同一种元素，A可以是单质也可以是气态氢化物，D是该元素最高价氧化物对应水化物，则A、B、C、D中共同含有的元素可能是()A．氯 B．铁C．碳 D．氮D[由框图转化关系可知，B、C应为氧化物，D能与Cu反应生成B，说明D应为具有强氧化性的酸，则D可能为硝酸或浓硫酸。Cl2或HCl都不与O2反应，不能实现图示转化关系，A项错误；若共同元素为Fe，不行能实现图示转化关系，B项错误；若共同元素为碳，则D为H2CO3，H2CO3不能与Cu发生氧化还原反应，C项错误；若共同元素为N，则B为NO，C为NO2，D为稀硝酸，可与Cu发生氧化还原反应生成NO，D项正确。]2．甲、乙、丙、丁四种物质中，均含有相同的某种元素。在肯定条件下它们之间存在如