氮及其化合物（解析版）-2021-2022学年下学期高一化学期末复习之重难点突破（人教版2019必修第二册）教案课件

专题02氮及其化合物

重难点索引：

1.一氧化氮和二氧化氮的化学性质

2.喷泉实验

3.氨的实验室制法

4.硝酸的化学性质

5.硝酸与金属反应的一般规律

重点”一弱化氯和二氨化氯的化学性质

1.一氧化氮的化学性质：有毒，易被氧化，有还原性

2NO+02=2NO2；4NO+302+2H2O=4HNO3

2.二氧化氮的化学性质：

(1)与水反应：3NO2+H2O=2HNO3+NO；

(2)氧化性还原性：3NO2+H2O=2HNO3+NO；4NO2+O2+2H2O=4HN03o

(3)特性：能自行化合：2NC>2UN2O4(无色)；NO2是造成光化学烟雾的主要因素。

3.工业制法：

催化剂

(1)NO的工业制法：4N/+5O2=4N0+6H2。；

A

(2)NO2的工业制法：2N0+。2=2NO2=

4.实验室制法：

(1)NO的实验室制法：3CU+8HNC)3(稀)=3Cu(N03)2+2N0T+4H20；

(2)NO2的实验室制法：CU+4HNO3(浓)=Cu(N03)2+2NO2T+2H2O。

5.收集方法：NO适合采用排水法进行收集；NO2则采用向上排空气法收集。

相例分析

例1.(2022•江苏省沙溪高级中学高一)硝酸工业生产中常用纯碱溶液吸收排出的氮氧化物

废气，废气中只含有NO、NO?两种气体。将一定量废气通入到足量的Na2cCh溶液中被完

全吸收，溶液中生成的NO；、？402两种离子的物质的量与废气中NCh的物质的量分数

x(x=、］变化关系可用如图所示。已知溶液中可发生以下两个反应：

(n(NO)+n(NO2))

①NO+NO2+Na2cCh=2NaNO2+CO2；②2NCh+Na2CO3=NaNO2+NaNO3+CO2»

下列说法不正确的是()

A.图中线段b表示NO3离子

B.x=0.6时，反应中可收集到标准状况下44.8LCO2

C.随x值增大，溶液中n(NO；)+n(NC)2)不变

D.若测得所得溶液中n(NO:)为0.5mol,贝Ux值为0.75

【答案】B

【解析】A.由上述分析可知，线段b表示NO］离子，故A正确;B.由于废气中n(NO2)>n(NO),

并且n(NO2)+n(NO)=2n(CO2)=2mol,根据反应①②可知n(NO2)+n(NO)=2n(CO2)=2mol,即

n(CO2)=lmol,标准状况下体积为22.4L,故B错误;C.当x=0.5时,只生成NO2,n(NO2尸2mol；

当x=l只发生反应2NO2+Na2CO3=NaNO2+NaNO3+CO2,此时生成n(NO3)=n(NO2)=1mol；

根据N原子守恒可知混合气体的总的物质的量为2mol,即溶液中n(NO!)+n(NC>2)不变，始

终等于2mol,故C正确；D.设n(NO2)=a,n(NO)=b,则a+b=2mol,发生反应①余下NCh

的物质的量为(a-b)mol,发生反应②生成n(NC>3)=0.5(a-b)=0.5mol,即a-b=lmol,联立方程

组解得a=1.5mol,b=0.5moL废气中NO2的物质的量分数=0.75,故D正确；答

案选B。

例2.(2022•辽宁•沈阳二中高一)下列气体去除少量杂质的方法中，不能实现目的的是()

气体(杂质)方法

ASO2(CO2)通过饱和亚硫酸氢钠溶液

BNO(NO?)通过氢氧化钠溶液

CN2(02)通过灼热的铜丝网

DC12(HC1)通过饱和的食盐水

【答案】A

【解析】A.SO2和CO2均不与饱和亚硫酸钠溶液反应，故不能用饱和亚硫酸钠溶液来除去

SCh中的CO2,A符合题意；B.虽然能发生反应NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2。，而NO

本身不与NaOH溶液反应,且由于NO2的含量很少,则能用NaOH溶液来除去NO中的NO2,

A

B不合题意；C.将混有。2的N2通过灼热的铜网，发生反应2CU+C）2=2CUO,则能够除去

N2中的02,C不合题意；D.由于HC1易溶于水，CL在饱和食盐水中的溶解度很小，故能

用饱和食盐水来除去Cb中的HCLD不合题意；故答案为：A„

重点2：喷泉实验

1.实验装置

2.实验步骤：在干燥的圆底烧瓶中充满了NG，用带有玻璃管和滴管（事先吸有水）的塞子

塞紧瓶口。倒置烧瓶，使玻璃管插入滴有酚酬的盛水烧杯中，打开橡皮管上的夹子，挤压滴

管上的胶头，使少量水进入烧瓶。

3.实验现象：烧杯里的水进入烧瓶，形成喷泉，烧瓶内的溶液呈红色。

4.实验原理：少量的水可溶解较大量的氨，使烧瓶内外存在较大的压强差，液体被压入烧瓶，

形成喷泉。

5.实验结论：氨极易溶于水，氨与水生成了易溶于水且能使溶液呈碱性的物质。

战例分析

例3.（2022•河南•高一期中）同温同压下，将两个干燥圆底烧瓶中分别充满相应的气体后进

行喷泉实验（如图所示），下列说法错误的是（）

①②

A.打开止水夹、挤出胶头滴管中的水都可产生“喷泉”

B.“喷泉”的颜色都呈红色

C.实验后烧瓶中溶液的体积不同

D.实验后烧瓶中溶质的物质的量浓度不同

【答案】D

【解析】A.氨气和二氧化氮均能溶于水，与水反应，打开止水夹、挤出胶头滴管中的水都

可产生“喷泉”，选项A正确；B.产生的氨水呈碱性遇酚醐变红，产生的硝酸呈酸性遇石蕊

变红，故“喷泉”的颜色都呈红色，选项B正确；C.设烧瓶的容积为VL,VLNH3全部溶于

水，形成溶液的体积为VL；VLNCh完全反应后，生成了gvL的NO气体，形成的溶液的

2VL

体积为§VL,实验后烧瓶中溶液的体积不同，选项C正确；D.产生氨水的浓度为VmL/mol

VL

=Vmmol/L,产生硝酸的浓度为'L/mol=Vmmol/L,两者浓度相等，选项D错误；答案选

-VL

3

D„

例4.（2022•安徽•高一）下列有关说法不正确的是（）

A.二氧化硫具有还原性，能使滨水溶液褪色

B.浓硝酸不稳定，故浓硝酸在光照下颜色变黄

C.浓硫酸、浓硝酸与铝常温下不反应，可以用铝罐贮存

D.氨气极易溶于水，可以完成喷泉实验

【答案】C

【解析】A.二氧化硫使澳水溶液褪色，体现了二氧化硫的还原性，故A正确；B.浓硝酸

不稳定，在光照下发生分解反应生成的二氧化氮溶于硝酸中，使浓硝酸溶液变黄，故B正

确；C.浓硫酸、浓硝酸与铝常温下发生钝化，属于氧化还原反应，故C错误；D.因为氨

气极易溶于水，所以可以利用内外压强差的原理完成喷泉实验，故D正确；故答案：Co

重点3：氨的实验室制法

1.反应原理：用氨盐与碱共热生成氨气。2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3T+2H2O

2.发生装置：采用固体与固体加热制气体的装置，与制氧气的装置相同。

3.收集方法：只能用向下排空气法，并在收集氨气的试管口处塞一团棉花，防止生成的氨气

与空气对流而使收集到的氨气不纯。

4.验满方法：

(1)将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，若试纸变蓝则满。

(2)将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，若有白烟产生则满。

5.干燥方法：用碱石灰做干燥剂。

6.实验室制氨的注意事项：

(1)不能用N/N/或NH4HCO3代替NH4G,因为NH4NO3加热可能发生爆炸而造成危险；

N/HCg受热易分解生成CO2，使生成的N“3中混有较多的CO2杂质。

(2)不能用NaOH代替Ca(OH、，因为NaOH易潮解而结块，且对玻璃有较强的腐蚀性。

(3)不能用无水。口烈2干燥N“3，因为CaC"能与NH3发生反应。

限例分析

例5.(2022•湖北孝感•高一期中)I.有资料显示过量的氨气和氯气在常温下可合成岩脑砂

(主要成分为NH4C1,某化学实验小组利用下图的装置来制备岩脑砂，请回答下列问题：

ABCDEF

(1)利用装置A来制取实验所需的氨气，请写出反应的化学方程式为o

(2)该实验中用浓盐酸与MnC)2反应来制取所需氯气，则装置尸中的试剂名称是0

(3)为了使氨气和氯气在D中充分反应，请补全上述装置中仪器接口的合理连接顺序：

a-d—>c—>-------，--------<—h<—g<—ji<—b(填仪器接口字母编号)。

(4)证明氨气和氯气反应有岩脑砂生成，需要的检验试剂中除了蒸储水、稀HNC>3、红色石蕊

试纸外，还需要的主要试剂有。

II.下图为制备二氧化硫并探究二氧化硫的某些性质的部分装置(夹持装置未画出)，请回

答下列问题：

BathH；SNaOH

溶液溶液溶液

(5)请写出上述装置中用来制备二氧化硫的化学方程式为

(6)打开a、关闭b,验证碳、硅两种元素的非金属性的相对强弱。已知酸性：H2SO3>H2CO3,

试管H中所装的试剂为；能说明碳的非金属性比硅强的实验现象是

(7)打开b、关闭验证SO?的氧化性、还原性和酸性氧化物的通性。BaC1溶液中无明显

现象，将其分成两份，分别滴加下列溶液，将产生的沉淀的化学式填入下表相应位置。

滴加的溶液氯水氨水

沉淀的化学式—

△

【答案】(l)2NH4Cl+Ca(OH)9=CaCl2+2NH3/+2H2O

⑵饱和食盐水更春饱和氯化钠溶液

⑶ef

(4)氢氧化钠溶液和硝酸银溶液

(5)Na2s+H2so式浓)=Na2SO4+SO2T+H2O

(6)酸性KMnO,溶液试管H中的酸性KMnO4溶液紫红色变浅孽有没有完全褪色，盛

有NazSiOs溶液的试管中出现白色沉淀

⑺BaSO4BaSO3

【分析】(1)依据装置A制取实验所需的NH3,装置A中用氯化镂和熟石灰固体混合加热制

A

取氨气，发生反应的化学方程式为：2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCL+2NH3T+2H20,故答案为：

A

2NH4Cl+Ca(OH)2=CaC12+2NH3t+2H2O；

(2)该实验中用浓盐酸与MnO2反应制取所需氯气，用饱和食盐水可除去氯气中混有的HC1，

则装置F中的试剂是饱和食盐水或者饱和氯化钠溶液，故答案为：饱和食盐水或者饱和氯

化钠溶液；

(3)A为制备氨气发生装置，用碱石灰干燥，B为制备氯气装置，先用饱和食盐水除去HC1,

再用浓硫酸干燥氯气，氨气和氯气在D中充分混合并反应生成NH4C1,制取氨气的气流顺序

为adc,制取氯气的气流顺序为bijgh,氯气的密度比空气大，氨气的密度比空气小，所以氨

气从e口进，氯气从f口进，氨气和氯气会形成逆向流动，更有利于二者充分混合，同时注

意确定连接顺序时，氯气气流是从右向左的，合理的连接顺序为：

a—>d—>c—h<—g<—j<—i<—b,故答案为：ef；

(4)检验固体氯化镂中的镂根离子需要氢氧化钠溶液和红色石蕊试纸，检验氯离子需要蒸储

水、硝酸银溶液和稀硝酸，所以还需要的试剂为氢氧化钠溶液和硝酸银溶液，故答案为：氢

氧化钠溶液和硝酸银溶液；

(5)由装置中信息可得上述装置中用来制备二氧化硫是用Na2sCh和70%的H2sCU反应生成

Na2so4、SO2和H2O,则该反应的化学方程式为Na2sCh+H2so4(浓尸Na2sO4+SO2T+H2O,故

答案为：NazSCh+H2so4(浓尸Na2sO4+SO2T+H2O；

(6)打开a、关闭b,SO2通入碳酸氢钠溶液中生成CO2,要验证碳的非金属性强于硅，需要

把C02通入硅酸钠溶液中，但生成的CO2中含有SO2,需要除去，所以试剂H为酸性KMnCU

溶液，因此能说明碳的非金属性比硅强的实验现象是：试管H中的酸性KMnCU溶液紫红色

变浅或者没有完全褪色，盛有NazSiCh溶液的试管中出现白色沉淀，故答案为：酸性KMnCU

溶液；试管H中的酸性KMnCU溶液紫红色变浅或者没有完全褪色，盛有NazSiCh溶液的试

管中出现白色沉淀；

(7)氯水能把S02氧化为硫酸，进而生成硫酸钢沉淀；氨水能与S02反应生成亚硫酸镂，进

而生成亚硫酸钢沉淀，故答案为：BaSCU；BaSO3；

例6.(2022•山西太原•高一期中)同学们利用传感技术测定喷泉实验中仪器内的压强变化，

来进一步认识喷泉实验的原理，装置如图1所示。

(1)连接好装置后应首先进行的操作是。

(2)装入药品后，实验开始前应______(填序号)。

A.打开弹簧夹a,关闭弹簧夹bB.打开弹簧夹b,关闭弹簧夹aC.同时打开弹

簧夹a和b

（3）加热反应物制取氨气的化学方程式为0证明三颈烧瓶中已收集满氨气的方法是：

在瓶口C处,观察到的现象是O

（4）停止加热后，引发喷泉的操作是：关闭弹簧夹（填“a”或"b”），用带有胶头滴管（预

先吸入水）的橡胶塞塞紧瓶口c,打开弹簧夹（填“a”或"b”），挤压胶头滴管，使水进入

烧瓶，形成喷泉，此实验利用了氨气具有的性质。由数据采集器和电脑绘制的三颈

烧瓶内压强变化曲线如图2,其中点（填字母）所对应的是喷泉最剧烈的时刻。

【答案】（1）检查装置气密性

⑵A

△

（3）2NH4Cl+Ca（OH）2=CaCL+2H2O+2NH3T放一张湿润的红色石蕊试纸试纸变蓝

（4）ab极易溶于水C

【分析】（1）实验中有气体参与，因此连接好装置后应首先进行的操作是：检查装置气密性。

（2）实验的目的是先收集氨气，因此装入药品后，实验开始前应关闭弹簧夹b,打开弹簧夹a,

答案选A。

（3）试管中加热氯化镂和氢氧化钙的混合物制取氨气,反应的化学方程式为:2NH4Cl+Ca（OH）2

△

=CaC12+2H2O+2NH3f；氨气为碱性气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，因此检验氨气已

经收集满的方法是：在瓶口c处放一张湿润的红色石蕊试纸，若观察到试纸变蓝，说明氨气

已经收集满。

（4）氨气极易溶于水，三颈烧瓶中收集满氨气后，停止加热，关闭弹簧夹a,用带有胶头滴管

（预先吸入水）的橡胶塞塞紧瓶口c,打开弹簧夹b,挤压胶头滴管，使水进入烧瓶，形成喷

泉；氨气溶于水后，造成烧瓶内压强变小，A到C点间压强在不断减小，C点时压强最小，

与外界空气形成的压强差最大，此时应是喷泉最剧烈的时刻，随着大量水涌入烧瓶，烧瓶内

压强开始增大。

重点4：硝酸的化学性质

1.强酸性：硝酸是一元强酸，具有酸的通性。

2.不稳定性：4HNO3247。2?+2H2O+。2T

硝酸浓度越大越易分解，因此，浓硝酸应放入棕色瓶中（避光）、阴凉处保存（避免受热分

解），用玻璃塞而不能用橡胶塞（酸会腐蚀橡胶塞）。

3.强氧化性：HNO3中的+5价N元素具有很强的得电子能力。

得电子得电子

HNO3（浓）——>'。2；HNO3（稀）——>N。。

（1）与金属反应

①硝酸与Au、Pt之外的其他金属反应。

CU+4HN03（浓）=Cu（NC）3）2+2N。2T+2%。；3Cu+皿皿（稀）=3Cu（NO3）2+

2N0T+4%。；

②王水（浓硝酸与浓盐酸体积比1:3）可溶解金和钳。

（2）与非金属反应：C+4HN03（浓）金C。2T+4N。2T+2“2。；

（3）与其他还原剂反应，如能将修5、氧化等。

3H2S+2HNO3（稀）=3S1+2N0T+4”2。

限例分析

例7.（2022•江苏省沙溪高级中学高一）”下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是

()

选

实验操作现象解释或结论

项

过量的Fe粉中加入稀HNCh充分反应后，滴入溶液呈红稀HNCh将Fe氧化为

A

KSCN溶液色Fe3+

出现白色溶液X中一定含有

向溶液中先滴加稀盐酸，再滴加（）溶液

BBaNO322-

沉淀SO4

无现象

CA1箔插入浓HN03中A1与浓HN03不反应

试纸变蓝

D用玻璃棒蘸取浓氨水点到红色石蕊试纸上该溶液呈碱性

色

【答案】D

【解析】A.过量的铁粉与稀硝酸反应生成硝酸亚铁、一氧化氮和水，充分反应后，滴入硫

氧化钾溶液，溶液不会变为红色，故A错误；B.若溶液中含有亚硫酸根离子，向溶液中先

滴加稀盐酸时反应生成的二氧化硫溶于水中生成亚硫酸，再滴加硝酸铁溶液，酸性条件下硝

酸根离子会将亚硫酸氧化生成硫酸，硫酸会与钢离子反应生成硫酸钢白色沉淀，则出现白色

沉淀不能说明溶液中含有硫酸根离子，故B错误；C.铝箔在浓硝酸中会发生钝化，说明铝

能与浓硝酸反应，故C错误；D.用玻璃棒蘸取浓氨水点到红色石蕊试纸上，试纸变蓝色说

明氨水呈碱性，故D正确；故选D。

例8.（2022•江苏省阜宁中学高一期中）常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的

是（）

A.使酚麟变红的溶液中：Na+、NH：、ChSO：

B.澄清透明的溶液中：Fe3\Ba2\NO］、Cl

C.与Al反应能放出H2的溶液中：Fe2\K+、NO］、SO：

D.0.1mol/LFeCb溶液中：K+、NH：、DSCM

【答案】B

【解析】A.使酚麟变红，说明溶液显碱性，NH；与OH-因生成一水合氨不能大量共存，故

A不符合题意；B.所给离子能够在指定溶液中大量共存，故B符合题意；C.与A1反应生

成氢气，该溶液可能为酸性，也可能为碱性，NO］在酸性条件下具有强氧化性，与A1反应

不产生氢气，能将Fe2+氧化成铁离子，在碱性条件下，Fe2+与OE反应生成氢氧化亚铁沉淀，

不能大量共存，故C不符合题意；D.Fe3+具有强氧化性，能将r氧化，Fe3+与SCN-因反应

生成Fe(SCN)3不能大量共存，故D不符合题意；答案为B。

重点5：硝酸与金属反应的一般规律

1.硝酸与金属反应时，一般没有为产生，因为它氧化能力极强，会先将金属氧化成金属氧化

物，自身还原为NO或NG，然后再与金属氧化物反应成盐。

2.与Cu、Ag等不活泼金属反应时，浓硝酸的还原产物为NQ,稀硝酸的还原产物为N。。反

应过程中硝酸会变稀，因此与浓硝酸反应往往得到NO2和N。的混合气体。

3.活泼金属与稀硝酸反应时可将稀硝酸还原为N。、NH4NO3等。

3Zn+8HNC)3(稀)=3Zn(NO3)2+2N0T+4H20；4Zn+10//可。3(极稀)=

4Zn(NO3)2+NH4NO3+3“2。。

4.常温下，Fe、AI在浓硝酸中发生钝化。

限例分析

例9.(2022•浙江湖州•高一期中)有某硫酸和硝酸的混合溶液20mL,其中含硫酸的浓度为

2molL1,含硝酸的浓度为ImoLL-i,现向其中加入0.96g铜粉，充分反应后(假设只生成NO

气体)，最多可收集到标准状况下的气体的体积为()

A.224mLB.166mlC.112mLD.89.5mL

【答案】A

【解析】由题意可知，n(HNO3)=lmol/Lx0.02L=0.02mol,n(H2S04)=2mol/Lx0.02L=0.04mol,、

0.96g

n(H+)=n(HNC)3)+2n(H2sO4尸0.02mol+0.04moix2=0.1mol,n(Cu)=7-~~;-----=0.015mol,发生

64g/mol

+

反应：3CU+8H+2NO3=3CU2++2NOT+4H2O,根据方程式分析，铜完全反应需要氢离子

为0.04mol,需要硝酸根离子的物质的量为O.Olmol,则硝酸根离子和氢离子都有剩余，反

应生成的一氧化氮由铜进行计算，根据反应方程式计算可知，生成的NO的物质的量为

0.01mol,故标准状况下体积为0.01molx22.4L/mol=0.224L；故选A。

例10.（2022•云南•宣威市第三中学高一）下列离子方程式书写正确的是（

A.铜与浓硝酸反应：3Cu+8H++2NC）3=3Cu2++2NOT+4H2。

B.铜与浓硫酸反应：Cu+2H2so4（浓）2cu2++SO：+SO2T+2H2。

2+

C.澄清石灰水通入过量CO2气体：Ca+2OH+CO2=CaCO3i+H2O

2++

D.向氯化钢溶液中通入SO2气体：Ba+SO2+H2O=BaSO3；+2H

【答案】B

+2+

【解析】A.铜与浓硝酸反应生成的是二氧化氮：Cu+4H+2NO3=CU+2NO2T+2H2O,A错

误；B.浓硫酸电离出的比较小，铜与浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水：Cu+2H2so4（浓）

2+

=Cu+SOt+SO2t+2H2O,B正确；C.澄清石灰水通入过量CO2气体生成碳酸氢钙：

OH-+CO2=HCO；,C错误；D.向氯化领溶液中通入S02气体，二者不反应，D错误；答案

选B。

至相点案破，训维

一、单项选择题（共16小题，每小题3分，共48分）

1.（2022•山西太原•高一期中）自然界中氮的循环如下图所示，下列有关说法正确的是（）

大气中的氮

动物

雷电作用豆科植物的根瘤固氮

动物排泄物

化肥生产等及《体植物遗体被细菌

分解

（氨或铁盐）J---------

吸收

——亚硝酸盐）

•（硝酸盐产

A.氮气约占空气总体积的78%

B.豆科植物的固氮属于人工固氮

C.雷电作用时N2与O2反应生成NO2

D.NHRCO3应保存在干燥、温暖之处

【答案】A

【解析】A.氧气约占空气体积的21%,氮气约占空气体积的78%,A正确；B.豆科植物

的固氮属于自然固氮，B错误；C.雷电作用时发生N"。？=2NO,C错误；D.NH4HCO3

A

受热易分解，NH4HCO3=NH3T+H2O+CO2T，D错误；答案选A。

2.（2022•浙江•高一期中）下列实验操作及意图完全正确的是（）

ABCD

■

f->■—L________A

so2三

干燥的pH试纸<

操铁丝绒[[

出—

।J跑和

作浓

n........|liuT.......

硫7/NaCl

力口热

BaC20mLN2+60mLH2HO—

一溶再酸2

_____J_______

小试管中有

晶体析出，说

吸收S5气体制备并检验NH3吸收NH3尾气

图明浓硫酸具

有吸水性

【答案】C

【解析】A.二氧化硫和氯化钢溶液不反应，不能用氯化钢溶液吸收二氧化硫气体，故不选

A；B.氨气能使湿润的pH试纸变蓝，不能用干燥的pH试纸检验氨气，故不选B；C.浓

硫酸具有吸水性，浓硫酸吸收小试管挥发出的水，使小试管内水减少，氯化钠晶体析出，故

选C；D.氨气极易溶于水，用D装置吸收氨气，易引起倒吸，故不选D；选C。

3.（2022•湖北•南漳县第一中学高一期