2024年高考化学复习（新高考版） 氮及其化合物的转化关系

第27讲氮及其化合物的转化关系

［复习目标］1.能从物质类别、氮的化合价变化理解氮及其化合物的转化关系.2.能从含氮物

质的性质和转化的视角解释生产、生活中的相关现象.

■归纳整合

1.氮元素的“价一类”二维图

氮元素有多种可变化合价，物质的种类较多，在复习时要从物质类别和价态变化理解这些物

质之间的转化关系。

2.含氮元素物质之间的转化关系

催化剂、△Cu,稀溶液

Ca(OH)2,

1

NH4Cl、△、NH2O

HC1局温、

H2,

高压、催化剂［Mg,点燃浓溶液

NO

—Mg3N?24

典型物质间转化方程式再落实。

⑴工业合成氨：N2+3H2吃M压2NH3；

(2)实验室用NH4C1固体制NH3：2NH4C1+Ca(OH)2^^2NH3f+2H2O+CaCl2；

催伊剂

(3)NH3的催化氧化：4NH3+5O2=^4NO+6H2O；

(4)NO2溶于水：3NO2+H2O=2HNO3+NO；

+2+

(5)Cu溶于稀HNO3：3CU+8H+2NOf=3Cu+2NOf+4H2O；

+2+

(6)Cu溶于浓HNO3：CU+4H+2NOf=Cu+2NO2T+2H2O；

⑺炽热的炭在浓硝酸中燃烧：C+4HNCh(浓)=^CO2T+4NO2f+2H2O；

**昭

(8)浓硝酸见光分解：4HNO39至=4NO21+O2T+2H2O.

■专项突破

--氮在自然界中的循环

1.自然界中氮的循环如图所示。下列说法不正确的是（）

■｛大气中的氮卜-------------

制造蛋白质

被

雷电细

J菌

作用人工固氮J分

豆科植物动物排泄物解

的根瘤固氮及遗体植物遗体

-q氨.镂盐尸

J亚硝酸盐）

-------------------।，［硝酸盐P

A.工业合成氨属于人工固氮

B.雷电作用下N2与02发生了化学反应

C.在氮的循环中不涉及氧化还原反应

D.含氮无机物与含氮有机化合物可相互转化

答案C

解析工业合成氨是氮气和氢气在高温、高压和催化剂条件下生成氨气，属于人工固氮，故

A正确；雷电作用下N2与。2发生反应生成NO,故B正确；在氮的循环中，工业合成氨、

雷电作用过程中N元素化合价改变，涉及氧化还原反应，故C错误；含氮无机物与含氮有机

化合物可相互转化，如氨气可合成尿素，故D正确。

2.（2022・石家庄高三模拟）下列关于自然界中氮循环（如图）的说法错误的是（）

A.①和②均属于氮的固定

B,氢、氧元素也参与了自然界中的氮循环

C,④中每生成1molNO"消耗2moiO2

D.③和⑤过程中氮元素分别被还原和氧化

答案D

解析反应①将N2转化为NO,属于氮的固定，反应②属于植物固氮，A正确；由图示知，

氮循环过程中涉及氢、氧元素，B正确；反应④是02将NH3氧化为N03,N元素化合价由

-3价升高到+5价，即生成1molNO3失去8moi电子，根据得失电子守恒可知每生成1mol

2

NO3需要消耗2moiCh,C正确；反应③中NO被氧化为N03,反应⑤中NO,被还原为N2,

D错误。

二、氮及其化合物的转化与物质推断

3.下列关系图中，A是一种正盐，B是气态氢化物，C是单质，F是强酸。当X无论是强酸

还是强碱时都有如下转化关系（其他产物及反应所需条件均已略去），当X是强碱时，过量的

B跟Cb反应除生成C夕卜，另一产物是盐酸盐。

下列说法不正确的是（）

A.当X是强酸时，A、B、C、D、E、F中均含同一种元素，F可能是H2s。4

B.当X是强碱时，A、B、C、D、E、F中均含同一种元素，F是HNCh

C.当X是强酸时，C在常温下是气态单质

D.B和Cl2的反应为氧化还原反应

答案C

解析当X是强碱时，和强碱反应产生的气态氢化物B可判断为NH3,则A为铁盐，过量

的B跟CL反应生成的盐酸盐是NHd,则C为N2,由此判断D为NO、E为NO2.F为HNCh；

A和强酸反应生成的B能被Cb氧化，且生成的C能被。2连续氧化，在常见的物质中可考虑

A为硫化物，所以，当X是强酸时，A、B、C、D、E、F可分别为（NHSS、H2S、S、SO2、

SO3、H2so4,故A、B正确，C错误；B是氨气或硫化氢，氨气与Cb反应生成氯化核和氮

气，硫化氢和氯，气反应生成硫单质和氯化氢，因此B与氯气的反应是氧化还原反应，故D正

确。

4.（2022•河北三河市第一中学模拟）如图是氮元素形成物质的“价一类”二维图及氮循环的部

分信息：

氢单氧酸碱盐物质类别

化质化

物物

下列说法正确的是（）

①可通过雷电作用将b转化为c,这是一种固氮方式

②可通过加氧化剂将e转化为f

③a->c->d->f这几个反应中，均发生了N元素被氧化的反应

④g只具有氧化性，还可能与碱发生反应

3

⑤将f转化为d必须选用合适的还原剂才能实现

⑥h可与f反应生成i

A.①③⑤⑥B.②③④

C.①③⑥D.①④⑤

答案C

解析根据物质类别及与N元素化合价的关系可知：a是NH3,b是N2,c是NO,d是NCh,

e是N2O5,f是HNO3,g是HNO2,hNH3H2O,i是NH4NO3。①在雷电作用下N2与。2

反应产生NO,这是一种固氮方式，正确；②N2O5与水反应产生HNCh,反应过程中元素化

合价不变，因此反应不需要加入氧化剂就可以实现，错误；③在a-c一d-f这几个反应中，

N元素化合价升高，被氧化，因此均发生了N元素被氧化的反应，正确；④g是HNCh,属

于酸，N元素化合价是+3价，处于中间价态，因此既具有氧化性又具有还原性，同时也能

与碱发生中和反应生成盐和水，错误；⑤f是HNO3,光照条件下自身分解即可生成NCh(d),

可以不用其他还原剂，错误；⑥HNCh与NH3H2O发生中和反应生成NH4NO3和水，正确。

三、氮及其化合物的转化与物质制备

5.(2022•江苏镇江市模拟)空气中的氮气可通过人工固氮获得氨气，氨气是重要的化工原料,

通过氨氧化法可制得硝酸，反应过程如图：

、T高温、高压、催化剂催化剂、△0HO,OTn—

N-------------；---.................>NHs-------7—------>NO——77-72-7——»NO2——；7727，———2>HNO3

2转化①转化②转化③转化④

硝酸是一种强氧化性酸，制硝酸工业产生的尾气中含有氮氧化物，应处理后才能排放。下列

说法不正确的是()

A.常温下，浓硝酸可盛放在铝制或铁制容器中

B.BaSCh固体能溶于稀硝酸，生成Ba(NC)3)2,放出SO2气体

C.工业上，当转化①的反应达到平衡时，需不断地从混合气体中分离出NH3,将未反应的

原料气送回合成塔以提高原料的利用率

D.转化④中，当K(NO2)：K(O2)=4：1吐理论上NO2全部转化为HNO3

答案B

解析硝酸是强氧化性酸，BaSCh固体能溶于稀硝酸，被氧化生成硫酸领，硝酸被还原生成

NO,B错误。

6.(2022•江苏如皋中学开学考冰合股(N2H4任0)是重要的氢能源稳定剂，其制备的反应原理

为NaC10+2NH3-N2HrILO+NaCL下列装置和操作不能达到实验目的的是()

4

A,装置甲用于制备NH3,试剂X是氯化钙

B.用装置乙作为反应过程的安全瓶

C.制备水合朋时从装置丙的a口通入NH3

D.用装置丁吸收反应中过量的NH3

答案A

解析浓氨水需受热或加入碱性物质才能分解产生NH3,CaCb不能使浓氨水分解，A项错

误；化学实验装置中的安全瓶的进气管和出气管均较短，B项正确；氨气密度比空气小，为

了利于氨气与NaClO溶液反应，应从装置丙的a口通入氨气，C项正确；氨气会污染环境，

用装置丁可吸收过量的NH3,并能防倒吸，D项正确。

7.(2022•山东淄博市模拟)氨基甲酸钱(NH2co0NH4)易分解，易水解，难溶于CCL。某小组

设计如图所示装置制备氨基甲酸镂。

已知：2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(s)AH<0

下列分析错误的是()

A.A装置的优点是能够随时控制反应的发生和停止

B.装置B、C、E中试剂可分别为饱和碳酸氢钠溶液、浓硫酸、P2O5固体

C.装置D使用冰水浴

D.装置F中所用试剂可为NH4cl与熟石灰

答案B

解析A装置为碳酸钙与盐酸反应制备C02的简易装置，该装置的优点是能够随时控制反应

的发生和停止，A正确；氨基甲酸铁易水解，进入装置D的气体必须是干燥纯净气体，左侧

装置B、C试剂可分别为饱和碳酸氢钠溶液、浓硫酸，制备纯净干燥的CO2,装置F可用NH4C1

与熟石灰制备氨气，E中试剂需干燥氨气，可以选用碱石灰，但不能选用P2O5固体，B错误、

D正确；制备氨基甲酸核的反应为放热反应，制得的物质易分解，所以装置D需降温，使用

冰水浴，C正确。

四、氮及其化合物的转化与典型物质性质探究

8.某化学自主实验小组通过实验探究NIL、NO2的性质.

探究I：利用如图所示装置探究NO2能否被NH3还原(Ki、4为止水夹，夹持及固定装置略

去)。

5

(1)A装置中制取NH3的化学方程式是________________________________________

(2)甲、乙分别是(填字母)。

a,浓硫酸、碱石灰

b.碱石灰、碱石灰

c.碱石灰、无水氯化钙

d.五氧化二磷、五氧化二磷

(3)若N02能够被NH3还原，预期C装置中能观察到的现象是

(4)此实验装置存在一个明显的缺陷是________________________________________

探究E：探究NO2、。2混合气体的喷泉实验。

(5)请在G装置中的虚线上描出导管实线图。

(6)G装置中浓硫酸有三种作用：混合NCh、02气体；干燥NO?、。2；.

(7)将G装置上面的圆底烧瓶收集满气体(标准状况下)进行喷泉实验,若混合气体全部被吸收,

则所得溶液物质的量浓度为mol-LT(结果保留两位有效数字)。

答案(l)NH3-H2O+CaO=NH3f+Ca(0H)2(2)c(3)C装置中混合气体颜色变浅

(4)缺少尾气处理装置(5)工(进气管短，出气管长)(6)观察气泡的速率，控制混合气体

的比例

(7)0.036

解析(7)烧瓶中充满溶液，则恰好发生反应4NO2+O2+2H2O=4HNO3,HNCh的物质的量

4

是恰好完全反应的N02和。2(体积比4：1)总物质的量的：溶液体积等于烧瓶体积，设烧瓶

6

VL4

x14

体积为KL,则溶液的L质的量浓唐为22.4L-mori5c=-----x-molL-1=0.036molL-1

22.45

KL

真题演练明确考向

1.（2018•全国卷n,8）研究表明，氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关（如下

图所示）。下列叙述错误的是（）

NOX-^N2O5^HNO3NHNO3

燃NH3

料X

S02SO3^H2SO1^(NHXSO4

燃i

烧

（颗粒物）g®

A.雾和霾的分散剂相同

B.雾霾中含有硝酸镀和硫酸镂

C.NH3是形成无机颗粒物的催化剂

D.雾霾的形成与过度施用氮肥有关

答案C

解析雾和霾的分散剂都是空气，A项正确；NH3参与反应生成铁盐，是反应物，不是催化

剂，C项错误；过度施用氮肥会增加大气中氨的含量，D项正确。

2.（2021•广东1月适应性测试,10）部分含氮物质的分类与相应氮元素的化合价关系如图所示。

下列说法错误的是（）

+5

+4

+2

A.a可经催化氧化生成b

B.b为红棕色，可转化为c

C.密闭体系中，c存在2NO2N2O4

D.d的溶液与Cu反应可生成b或c

答案B

解析由题中信息知，a为NIL,b为NO,NH3可经催化氧化生成NO,A说法正确；b为

NO,为无色气体，与氧气反应可转化为c,即NO?,B说法错误；d为瑞酸，Cu与稀硝酸反

7

应生成NO,与浓》肖酸反应生成NO2,D说法正确。

3.(2016•全国卷I,26)氮的氧化物(NO。是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件

下用NIL将NO工还原生成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

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Ki、冷夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。

XY

.NaOH溶液

操作步骤实验现象解释原因

打开Ki,推动注射器活塞，使②反应的化学方程式：

①Y管中________________

X中的气体缓慢通入Y管中

将注射器活塞退回原处并固

Y管中有少量水珠生成的气态水凝聚

定，待装置恢复到室温

打开K2③__________④__________

答案(1)①A2NH4CI+Ca(OH)2=^=CaCb+2在0+2NH3f(或BNH3-H2O=^=NH3T

+H2O)②dcfei(2)①红棕色气体颜色慢慢变浅②6NO2+8NH3涯等7N2+12比0③Z

中NaOH溶液产生倒吸现象④反应后气体分子数减少，Y管中压强小于外界压强

解析(1)①在实验室通常用加热氯化核和消石灰固体混合物的方法制取氨气，应选用发生装

置A,其反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2^^CaCL+2H2O+2NH3f,或选用发生装

置B,直接加热浓氨水生成氨气：NH3H2O^^NH31+H2OO②氨气是碱性气体，可用碱

石灰干燥，其密度小于空气，应采用向下排空气法收集，氨气极易溶于水，尾气处理时应防

8

止倒吸，则要收集一瓶干燥的氨气，仪器的连接顺序为发生装置—dcfei。

⑵打开Ki,推动注射器活塞将氨气缓慢通入Y管中，在一定温度和催化剂的作用下发生反

应：6NO2+8NH3^=7N2+12H2O,随着反应的发生Y管中红棕色气体颜色变浅；反应生

成的水蒸气液化后，NCh和NH3反应后气体的物质的量减小，反应容器中的压强减小，打开

K2,Z中的溶液倒吸入Y管中。

课时精练

1,氮循环是生态系统物质循环的重要组成部分，人类活动影响了氮循环中的物质转化，如图

所示。下列说法不正确的是（）

A.工业合成氨属于人工固氮过程

B.硝化过程中氮元素被还原

C.含氮无机物与含氮有机化合物可相互转化

D.反硝化过程有助于稳定N2在大气中的含量

答案B

解析工业上用氮气和氢气合成氨属于人工固氮过程，A正确；硝化过程中氨气、釜根离子

中—3价的氮元素转化为NO2、NO3中+3价、+5价的氮元素，氮元素失电子被氧化，发

生氧化反应，B错误；NO5、NO,经同化作用变为动植物蛋白中的N元素，动植物蛋白经氨

化作用转化为氨气或铁根离子，故含氮无机物与含氮有机化合物可相互转化，C正确；反瑞

化过程生成氮气，向大气提供氮气，即反硝化过程有助于弥补人工固氮对氮循环造成的影响，

D正确。

2.（2022・上海金山区模拟）自然界中氮的部分循环过程如图，下列有关说法正确的是（）

化合价YZ—M

Y/

h/

V1

/②j硝化细菌

氢化氧应物酸j盐物鹿类别

NH3-------------N

9

A.过程①和②均属于自然固氮

B.X—Y发生化合反应

C.NH3-N发生氧化还原反应

D.若为硫循环，X在空气中点燃可得Y

答案B

解析依据自然界中氮的部分循环过程图可知，X为NO,Y为NO2,Z为HNO3,M为硝酸

盐，N为铁盐。过程①可能是自然固氮，但过程②不是，A错误；X—Y发生的反应为2NO

+O2=2NO2,是化合反应，B正确；NH3—N的过程元素化合价没有改变，所以不是氧化

催化剂

还原反应，C错误；若为硫循环，X为SC）2,Y为SO3,X->Y的反应为2so2+0212so3,

X在空气中点燃不能得到Y,D错误。

3.NIL是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质（如图所示），下列说法正确的是（）

—HCl.（NHaC1）

.NaHCOj匕»及皿）

H2O

A.NH4CI和NaHCCh都是常用的化肥

B.NH4C1,HNO3和Na2cO3受热时都易分解

C.NH3和N02在一定条件下可发生氧化还原反应

D.图中所涉及的02都要用纯氧

答案C

解析化肥主要是含农作物生长所需的氮、磷、钾等营养元素的一些物质，NaHCCh不是化

肥，A项不正确；Na2cCh受热不易分解，B项不正确；NH3和N02在一定条件下可以发生氧

化还原反应，如生成氮气，C项正确；氨的催化氧化用空气就可以，不一定要用纯氧，D项

不正确。

4.工业上常采用生物硝化法将NH/转化为N0｝来处理氨氮废水，工艺流程如图，下列说

法错误的是（）

O2

含NH：废水——>[微—物）——►NO]

+

A.生物硝化法处理废水，会导致水体pH逐渐下降：NHi+2O2=NOf+2H+H20

B.长期过量施用NH4cl等镀态化肥，易导致土壤酸化，水体富营养化

C.检验NH/所需的试剂是浓NaOH溶液、湿润的蓝色石蕊试纸

D.微生物保持活性的pH范围为7~9,可以加入石灰石来调节水体的pH

答案C

10

解析NH4cl水解呈酸性，长期过量施用会导致土壤酸化，也会导致水体富营养化，B项正

确；检验NH：应使用湿润的红色石蕊试纸，C项错误；生物硝化法处理废水会使水体呈酸性，

可以加入石灰石与H+反应来调节水体的pH,D项正确。

5.(2022•山东临沂市模拟)以天然气为原料合成氨是新的生产氮肥的方法，其工艺流程如下.

A.反应①使用催化剂可提高反应速率和甲烷的平衡转化率

B,反应②的原子利用率为100%

C.生成1.0molNH4NO3至少需要0.75molCH4

D.反应③理论上当«(NH3)：«(02)=4：3时，恰好完全反应

答案C

解析反应①使用催化剂可以提高反应速率，但不能提高甲烷的平衡转化率，A错误；反应

一■定条件

②的化学方程式为CO2+2NH3=^CO(NH2)2+H2。，则该反应的原子利用率小于100%,B

催化剂

错误；由天然气经过各步转化，最终生成NH4NO3涉及的化学反应有CH4+2H2O也与CO2

+4H2,N2+3H2用;，［压2NH3,2NH3+2O2=NH4NO3+H2O,则有NH4NO3~

催化剂

2NH3-3H2-^CH4,故生成1.0111001141''103至少需要0.7511101口14,C正确；反应③的化学

方程式为2NH3+2C)2=NH4NO3+H2O,则理论上当"(NH3)：〃(。2)=1：1时，恰好完全反

应，D错误。

6.某化学兴趣小组用如图所示装置检验Pb(NC)3)2受热分解的产物(图中夹持和加热设备略

去)。在试管中放入研碎的Pb(NO3)2晶体后，加热；实验结束后，试管中得到黄色粉末(PbO),

U形管下部有少量液体X,集气瓶中收集到无色气体Y。下列说法不正确的是()

A.液体X可能是液化的NO2或N2O4

B.在装置中用锡纸将胶塞与产生的气体隔开，主要是为了防止其被生成的气体腐蚀

C.气体Y可能是。2,也可能是NCh与水反应后生成的NO

D,停止反应，应注意先把导气管移出水面，然后再熄灭酒精灯

答案C

11

解析根据氧化还原反应规律,Pb(NO3)2分解的化学方程式为2Pb(NO3)2^^2PbO+4NO21

+。2?,液体X可能是液化的NO2或N2O4,故A正确；N02气体会损坏橡胶，在装置中用

锡纸将胶塞与产生的气体隔开，主要是为了防止其被生成的气体腐蚀，故B正确；Pb(NO3)2

分解放出氧气，气体Y可能是02,不可能是N02与水反应后生成的N0,故C错误；为防

止倒吸，停止反应时，应先把导气管移出水面，然后再熄灭酒精灯，故D正确。

7.氮及其化合物的“价一类”二维图如下所示.

‘氮元素化合价

+5PYNaNO3

+4Z

+2Q

0

N2

-3xWNH4C1

NH4HCO3

氢

单

氧

酸

碱

质

化

化盐物质类别

物

物

下列说法正确的是()

A.X可通过加热氯化核固体制取

B.从物质类别角度分析，P和Z都属于酸性氧化物

C.将X转化为Q的过程，属于氮的固定

D.3.2gCu与lOmollT的Y溶液恰好反应，生成NO、NO2混合气体1.12L(标准状况),

则Y溶液的体积为15mL

答案D

解析X是NH3,加热氯化较固体生成的NH3和HC1遇冷重新生成NJUCl,不能制取NH3,

A错误；P是N2O5,Z是N02或N2O4,N02、N2O4不是酸性氧化物，B错误；Q是NO,氨

气转化为NO不属于氮的固定，C错误；Y是HN03,3.2gCu为0.05mol,与HNO3反应生

成0.05molCU(NO3)2,生成NO、NO2混合气体1.12L(标准状况)，则气体总物质的量为0.05mol,

据N原子守恒可知原瑁酸中〃(HN03)=0.05molx2+0.05mol=0.15mol,故瑁酸溶液的体积

为°」5moi,=0Q[5L=15mL,D正确。

lOmolL-1

8.(2023•郑州检测)某学习小组设计实验制备Ca(NO2)2,实验装置如图所示(夹持装置已略去)。

已知：2NO+CaO2=Ca(NO2)2；2NO2+CaO2=Ca(NO3)2.下列说法不正确的是()

A.通入N2是为了排尽装置中的空气

12

B.装置B、D中的试剂可分别为水和浓硫酸

C.将铜片换成木炭也可以制备纯净的亚硝酸钙

D.借助装置A及氢氧化钠溶液和稀硫酸可以分离C02和CO

答案C

解析装置内的空气会将NO氧化为N02,影响产物的产量，所以通入N2是为了排尽装置中

的空气，故A正确；由于硝酸具有挥发性，所以在A中生成的NO气体中会含有少量HNO3

蒸气，可用装置B中的水除去，为防止CaCh与水反应，用装置D中的浓硫酸对NO气体进

行干燥，故B正确；将铜片换成木炭，由于木炭与稀硝酸不能反应，所以得不到要制备的产

物，故C错误；装置A中盛氢氧化钠溶液，通过进气管通入CO2和CO的混合气体，CO2

被NaOH吸收后生成Na2co3,在出气管口即可收集到CO,然后将分液漏斗中的稀硫酸滴入

A中，与生成的Na2cCh反应再释放出C02,达到分离的目的，故D正确。

9.某兴趣小组设计用铁粉将NO还原为N2（同时生成FeO）。下列说法不正确的是（）

已知：①浓硝酸可氧化NO；②NaOH溶液能吸收NO2,不吸收NO.

A.装置的连接顺序为a—Je-j-i一h—g（或g—h）Tb—c—•1!

B,装置E中发生反应的化学方程式为2N0+2Fe^^2FeO+N2

C.装置D的作用是吸收挥发出来的硝酸和产生的NO2

D.装置B的作用是干燥，防止水蒸气进入装置E中干扰反应

答案D

解析根据实验原理“NO被灼热的铁粉还原为N2,同时生成FeO”，所以首先利用铜与稀

硝酸反应生成NO,由于硝酸具有挥发性，所以制得的NO中会混有硝酸蒸气和产生的NO2,

故先通过装置D除去挥发出的HNCh和产生的NO2,再通过装置F干燥，得到纯净干燥的

NO,然后进入装置E中与铁粉反应，最后处理多余的NO,由于NaOH溶液不与NO反应，

而浓瑞酸可氧化NO生成NO2,所以先通过装置B氧化NO,再通过装置C吸收，故上述装

置的连接顺序为a—f-e—>j—i-h—>g（或g—>h）^b—>c^d,A正确。

10.（2022•石家庄二中模拟）氮化钙（Ca3N2）是一种重要的试剂，常温下为棕色固体，在空气中

会被氧化，遇水强烈水解，产生刺激性气味气体。实验室设计如下装置用Ca与N2反应制备

13

Ca3N2,并对CasN2纯度进行测定。回答下列问题:

I.Ca3N2的制备

⑵实验开始时应首先点燃（填“A”或"C”）处酒精灯，当观察到

时点燃另一处酒精灯。

ECa3N2纯度的测定（已知所含的杂质不与水反应产生气体）

图2

（3）方案一：①按图1所示连接装置，检查装置气密性后加入试剂.②测定虚线框内装置及试

剂的质量加1；③关闭（填“KJ或“矽”，下同），打开,用分液漏斗加入

足量水，至不再产生气体；④;⑤再次测定虚线框内装置及试剂的质量加2。则产品

中CasNz的质量分数表达式为。

（4）方案二：按图2所示连接装置，检查装置气密性后加入试剂。打开分液漏斗活塞向三颈烧

瓶中加入蒸镭水，打开K持续通入水蒸气，将产生的氨全部蒸出，并用100mL1.00mol-LT

的稀硫酸标准溶液完全吸收（液体体积变化忽略不计），从烧杯中量取10.00mL的吸收液注入

锥形瓶中，用LOOmol-LTNaOH标准溶液滴定过量的稀硫酸，到终点时消耗12.60mLNaOH

溶液。则产品中Ca3N2的质量分数为%（结果保留一位小数）。

答案（1）蒸储烧瓶液封（或隔绝空气中的氧气）（2）AE装置中有均匀的气泡产生（3）Ki

K2打开KI,通一段时间的N237、；〃〃）XJ。。%（4）91.3

解析（2）由于Ca、Ca3N2都能与空气中的O2、生。值）等反应，故实验开始时应首先点燃A

14

处的酒精灯，利用N2排尽装置中的空气，当观察到E装置中有均匀的气泡产生时点燃另一

处酒精灯。(3)根据图1装置知，方案一的原理是Ca3N2与HzO反应产生NH3,U形管中碱石

灰除去NH3中的H2O(g),浓硫酸增加的质量为反应生成NH3的质量，由NH3的质量结合N

元素守恒测定CasNz的纯度。反应生成NH3的质量为(m2-加1)g,根据N元素守恒，CasN?

(加1加

的质量为2—-)gx1x148gmoK=74(2-"1)产品中Ca3N2的质量分数为

17gmoK1217

74(加2—冽1)

37(ffl2W1)

17x100%=-x100%o(4)方案二的原理是Ca3N2与40反应产生NH3,

6.0g51

打开K持续通入水蒸气，将产生的氨全部蒸出，NH3完全被稀硫酸标准溶液吸收，然后用

NaOH标准溶液滴定过量的稀硫酸，则10.00mL溶液中过量硫酸的物质的量〃过量(H2so4)=

^«(NaOH)=^x1.00molL1x0.01260L=0.0063mol,与NH3反应的硫酸的物质的量为

1100mL

1.00mol-Lx0.1L-0.0063molx=0.037mol,才艮据反应2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4

10mL

以及N元素守恒可知，Ca3N2的物质的量为0.037mol,产品中Ca3N2的质量分数为

0.037molx148gmor1，八…

------------------------------x100%〜91.3%。

6.0g

11.某处工厂排出的烟道气中含氮氧化物(主要为NO、NO2)、粉尘和少量水蒸气。课外兴趣

活动小组对该工厂排出的烟道气进行处理，并检测其氮氧化物含量，实验装置如图所示：

(1)装置A中放置无碱玻璃棉，其目的是除去.

为保证检测的准确性，装