二. 教學(xué)目標(biāo)：

了解氨的物理性質(zhì)，掌握氨的化學(xué)性質(zhì)；了解銨鹽的性質(zhì)；掌握銨根離子的檢驗(yàn)方法。掌握NO、NO₂的重要性質(zhì)及其與環(huán)境的關(guān)系；了解氮的固定，掌握氮?dú)獾男再|(zhì)。

認(rèn)識(shí)硝酸的重要性質(zhì)；理解濃、稀硝酸與金屬反應(yīng)的特點(diǎn)。

三. 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：

氨及銨鹽、氮的氧化物和硝酸的性質(zhì)

四. 教學(xué)過程：

（一）氨及銨鹽的性質(zhì)：

1、氨是沒有顏色、有刺激性氣味的氣體；密度比空氣??；氨極易溶于水且能快速溶解，在常溫、常壓下1體積水能溶解700體積氨，氨很容易液化，液氨氣化時(shí)要吸收熱量，故液氨常用作致冷劑。

2、氨分子中氮的化合價(jià)為－3價(jià)，分子中含有極性鍵，鍵角為105.5℃，分子構(gòu)型為三角錐形，屬于極性分子。

3、氨溶于水時(shí)，大部分NH₃與H₂O結(jié)合，形成NH₃?H₂O。NH₃?H₂O可以部分電離生成NH₄^＋和OH^－，NH₃＋H₂ONH₃?H₂ONH₄^＋＋OH^－所以氨水顯堿性，它能使酚酞試液變紅。

4、氨具有還原性：能被Cl₂、O₂等物質(zhì)氧化：

2NH₃＋3Cl₂＝6HCl＋N₂（當(dāng)NH₃過量時(shí)，也可生成NH₄Cl）；4NH₃＋5O₂＝4NO＋6H₂O

5、銨鹽：常見的銨鹽有：NH₄HCO₃、（NH₄）₂CO₃、NH₄NO₃、NH₄Cl等。銨鹽均為易溶于水的白色晶體，都能與堿反應(yīng)，NH₄^＋＋OH^－＝NH₃?H₂O，受熱時(shí)產(chǎn)生NH₃；銨鹽受熱均易分解。

6、NH₃的實(shí)驗(yàn)室制法：實(shí)驗(yàn)室一般用生石灰或Ca（OH）₂與NH₄Cl混合加熱來制取氨氣，Ca（OH）₂＋2NH₄Cl＝CaCl₂＋2NH₃↑＋2H₂O；反應(yīng)屬于“固＋固”反應(yīng)，故裝置與實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的裝置相同，但氨氣必須用向下排氣法收集，并用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)氨所是否收集滿。

7、化學(xué)氮肥：化學(xué)氮肥主要包括銨態(tài)氮肥（主要成分為NH₄^＋）、硝態(tài)氮肥（主要成分為NO₃^－）和有機(jī)態(tài)氮肥——尿素（CO（NH₂）₂）。

［說明］

1、噴泉形成的原理：容器內(nèi)外存在較大的壓強(qiáng)差。在這種壓強(qiáng)差的作用下，液體迅速流動(dòng)，通過帶有尖嘴的導(dǎo)管噴出來，形成噴泉。

形成壓強(qiáng)差的兩類情況：

⑴容器內(nèi)氣體極易溶于水或容器內(nèi)氣體易與溶液中的溶質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。如：NH₃、HCl等溶于水；CO₂、SO₂、Cl₂等與堿溶液的反應(yīng)等；

⑵容器內(nèi)的液體由于受熱揮發(fā)（如濃鹽酸、濃氨水、酒精等）或由于發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，容器內(nèi)產(chǎn)生大量的氣體，從而使容器內(nèi)壓強(qiáng)迅速增大，促使容器內(nèi)液體迅速向外流動(dòng)，也能形成噴泉。如：噴霧器、人造噴泉、火山噴發(fā)等。

2、氨的實(shí)驗(yàn)室制法：

⑴加熱固態(tài)銨鹽（一般為NH₄Cl）和堿（一般為熟石灰）的混合物反應(yīng)；

⑵制取少量的氨氣，可用濃氨水加熱揮發(fā)的方法獲?。?/span>

⑶也可以向濃氨水中加入固態(tài)堿性物質(zhì)（如：生石灰、NaOH、堿石灰等），促使平衡：NH₃＋H₂ONH₃?H₂ONH₄^＋＋OH^－逆向移動(dòng)，同時(shí)加熱，促進(jìn)NH₃的揮發(fā)。

3、銨鹽分解規(guī)律

銨鹽熱穩(wěn)定性差，受熱均能分解。但請(qǐng)注意：未必有NH₃產(chǎn)生，這由鹽中對(duì)應(yīng)酸的穩(wěn)定性、揮發(fā)性、氧化性等因素來決定。

①穩(wěn)定易揮發(fā)酸成的銨鹽NH₃↑＋酸的揮發(fā)性物質(zhì)

②穩(wěn)定難揮發(fā)酸成的銨鹽NH₃↑＋酸

如2NH₃↑＋H₂SO₄

③不穩(wěn)定且無強(qiáng)氧化性酸成的銨鹽NH₃↑＋酸的分解產(chǎn)物

如2NH-₃↑＋H₂O＋CO₂↑

    NH₃↑＋H₂O＋CO₂↑

④由不穩(wěn)定且有強(qiáng)氧化性酸（HNO₃）成的鹽

例1. 某同學(xué)學(xué)習(xí)了氨的催化氧化反應(yīng)后，想自己設(shè)計(jì)并做一個(gè)探究實(shí)驗(yàn)，探究氨在催化劑的作用下被空氣中的氧氣氧化的情況。經(jīng)過仔細(xì)考慮，他設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)你認(rèn)真分析他設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，然后回答問題：

實(shí)驗(yàn)方法：在錐形瓶中加入濃氨水，然后將鉑絲加熱到紅熱狀態(tài)，將紅熱的鉑絲插入錐形瓶中，觀察現(xiàn)象。

（1）該同學(xué)想探究氨的催化氧化，他為什么選擇濃氨水？若想快速看到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，應(yīng)向濃氨水中加入什么物質(zhì)或進(jìn)行什么操作？

（2）你推測(cè)他會(huì)看到什么現(xiàn)象？為什么？

解析：濃氨水具有揮發(fā)性，揮發(fā)出氨氣，氨在催化劑和加熱的條件下被氧化生成一氧化氮和水，一氧化氮與空氣中的氧氣反應(yīng)生成紅棕色的二氧化氮，二氧化氮與水反應(yīng)生成硝酸（具有揮發(fā)性），硝酸遇到氨氣產(chǎn)生大量的白煙。

氨水除具有堿性外，還具有易揮發(fā)性，且濃度越大越易揮發(fā)，溫度越高越易揮發(fā)。所以，氨水保存時(shí)要注意密封，且放到低溫處保存。

由于氨水具有易揮發(fā)性，因此，向濃氨水中加入氫氧化鈉或加熱是實(shí)驗(yàn)室中制備氨氣的一種簡便快捷的方法。

答案：（1）濃氨水具有揮發(fā)性，可以揮發(fā)出氨氣，進(jìn)行氨的催化氧化實(shí)驗(yàn)；該同學(xué)可向濃氨水中加入氫氧化鈉或加熱來加快濃氨水的揮發(fā)。

（2）該同學(xué)會(huì)看到有紅棕色氣體出現(xiàn)，隨后又消失，然后出現(xiàn)白煙；原因是氨在催化劑的加熱的共同作用下被氧化生成一氧化氮和水，一氧化氮與空氣中的氧氣反應(yīng)生成紅棕色的二氧化氮，二氧化氮與水反應(yīng)生成硝酸（具有揮發(fā)性），硝酸遇到氨氣產(chǎn)生大量的白煙。

例2. 能鑒別Na₂SO₄、NH₄NO₃、KCl、（NH₄）₂SO₄四種溶液（可以加熱）的一種試劑是：

A. BaCl₂               B. Ba（NO₃）₂     C. Ba（OH）₂       D. AgNO₃

解析：NH₄^＋的檢驗(yàn)方法是：將待檢物取出少量置于試管中，加入NaOH溶液后，加熱，用濕潤的紅色石蕊試紙?jiān)诠芸跈z驗(yàn)，若試紙變藍(lán)色，則證明待檢物中含銨鹽（NH₄^＋）：

NH₄^＋＋OH^－＝NH₃↑＋H₂O

上述四種物質(zhì)中，有兩種含NH₄^＋，另有兩種含SO₄^2－，SO₄^2－的檢驗(yàn)用Ba^2＋，所以選擇Ba（OH）₂來鑒別。將Ba（OH）₂溶液分別加入到上述四種溶液中的現(xiàn)象分別為：A只有白色沉淀；B為只有刺激性氣味的氣體；C無現(xiàn)象；D為既有白色沉淀又有刺激性氣味的氣體。

答案：C

例3. 在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，用以下氣體做噴泉實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)根據(jù)情況，填寫燒瓶中溶液的物質(zhì)的量濃度（假設(shè)燒瓶中溶質(zhì)不能擴(kuò)散出來）。

（1）用氯化氫氣體做噴泉實(shí)驗(yàn)，噴泉結(jié)束后，水充滿燒瓶，則溶液的物質(zhì)的量濃度為_______；

（2）用NH₃做噴泉實(shí)驗(yàn)，噴泉結(jié)束后，水充滿燒瓶，則溶液的物質(zhì)的量濃度為_______；

解析：（1）由于HCl氣體極易溶于水，最終所得溶液的體積和原HCl氣體的體積相等，即相當(dāng)于VL溶液中溶解了HCl氣體：（設(shè)燒瓶體積為VL），溶液的物質(zhì)的量濃度為：mol?L^－1＝0.045mol?L^－1。

（2）由于NH₃也極易溶于水，最終所得溶液的體積和原NH₃的體積是相等的。故所得溶液的物質(zhì)的量濃度也為mol?L^－1，約為0.045mol?L^－1。

答案：物質(zhì)的量濃度均為：0.045mol?L^－1

（二）氮及其氧化物的性質(zhì)、硝酸的性質(zhì)：

1、氮?dú)馐且环N雙原子單質(zhì)分子，性質(zhì)很穩(wěn)定，一般不與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，故可用作保護(hù)氣。但在特定的條件下，可以與氧氣、氫氣、鎂等物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。

N₂＋3H₂ 2NH₃；　　3Mg＋N₂ Mg₃N₂

N₂＋O₂ 2NO

2、氮的氧化物種類較多，主要有N₂O（笑氣）、NO、NO₂、N₂O₄等。其中NO是一種無色不溶于水的有毒氣體，不溶于水，而NO₂則是一種紅棕色有刺激性氣味的有毒氣體，能溶于水，溶于水生成HNO₃和NO，NO₂還易發(fā)生二聚反應(yīng)。氮的氧化物是形成光化學(xué)煙霧的因素之一，對(duì)環(huán)境的危害極大。

NO和NO₂的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系為：2NO＋O₂＝2NO₂；3NO₂＋H₂O＝2HNO₃＋NO

NO₂具有強(qiáng)氧化性，能與許多還原性物質(zhì)反應(yīng)，如：SO₂、I^－等，NO₂還能與堿溶液反應(yīng)，生成硝酸鹽和亞硝酸鹽。如：

NO₂＋SO₂＝NO＋SO₃；2NO₂＋2NaOH＝NaNO₃＋NaNO₂＋H₂O

故可用堿液來吸收硝酸工業(yè)中產(chǎn)生的尾氣。

NO、NO₂的制取

①實(shí)驗(yàn)室NO可用Cu與稀HNO₃反應(yīng)制?。?/span>3Cu＋8HNO₃（?。?/span>3Cu（NO₃）₂＋2NO↑＋4H₂O，由于NO極易與空氣中的氧氣作用，故只能用排水法收集。

②實(shí)驗(yàn)室NO₂可用Cu與濃HNO₃反應(yīng)制?。?/span>Cu＋4HNO₃（濃）＝Cu（NO₃）₂＋2NO₂↑＋2H₂O由于NO₂可與水反應(yīng)，故只能用排空氣法收集。

3、硝酸的性質(zhì)：

純凈的硝酸是無色易揮發(fā)，有刺激性氣味的液體，能以任意比溶于水，常用濃硝酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為63%，質(zhì)量分?jǐn)?shù)98%的硝酸叫做發(fā)煙硝酸，硝酸是一種重要的化工原料。

硝酸具有酸的通性，但硝酸與金屬反應(yīng)時(shí)一般無氫氣產(chǎn)生。

（1）不穩(wěn)定性：硝酸在受熱或光照條件下即可分解：4HNO₃＝4NO₂↑＋O₂↑＋2H₂O，常見濃硝酸顯黃色，是由于硝酸分解產(chǎn)生的NO₂氣體溶解在其中，故濃硝酸應(yīng)保存在棕色試劑瓶中，置于陰暗處。

（2）強(qiáng)氧化性：

<1>與金屬反應(yīng)：硝酸和金屬反應(yīng)時(shí)，硝酸作為氧化劑，硝酸的濃度越高，其氧化性越強(qiáng)，還原產(chǎn)物的價(jià)態(tài)越低。

A：常溫下，濃硝酸可使Fe、Al表面形成致密的氧化膜而發(fā)生鈍化，阻止反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行。

B：一定條件下硝酸能與除鉑以外的多數(shù)金屬反應(yīng)，通常濃硝酸反應(yīng)后生成的氣體主要是NO₂，稀硝酸反應(yīng)后生成的氣體主要是NO，如：銅與濃、稀硝酸的反應(yīng)：

3Cu＋8HNO₃（稀）＝3Cu（NO₃）₂＋2NO↑＋4H₂O

Cu＋4HNO₃（濃）＝Cu（NO₃）₂＋2NO₂↑＋2H₂O

變價(jià)金屬與硝酸反應(yīng)時(shí)，產(chǎn)物的價(jià)態(tài)則要看硝酸與金屬的物質(zhì)的量的相對(duì)大小，若金屬過量，則生成低價(jià)的金屬硝酸鹽，若硝酸過量，則生成高價(jià)的金屬硝酸鹽。如：鐵與稀硝酸的反應(yīng)：3Fe（過量）＋8HNO₃（稀）＝3Fe（NO₃）₂＋2NO↑＋4H₂O

Fe（不足）＋4HNO₃（濃）＝Fe（NO₃）₃＋NO↑＋2H₂O

<2>硝酸不僅可與金屬反應(yīng)，還可與非金屬單質(zhì)反應(yīng)：如：濃硝酸與單質(zhì)碳反應(yīng)的化學(xué)方程式：C＋4HNO₃（濃）＝CO₂↑＋4NO₂↑＋2H₂O

非金屬單質(zhì)與濃硝酸反應(yīng)時(shí)，一般生成高價(jià)的非金屬氧化物或高價(jià)的含氧酸

<3>硝酸與低價(jià)態(tài)化合物的反應(yīng)

硝酸能氧化很多低價(jià)態(tài)的化合物，如S^2－、SO₃^2－、I^－、Fe^2＋等還原性物質(zhì)，故在酸性條件下NO₃^－與S^2－、SO₃^2－、I^－、Fe^2＋等不能共存于同一溶液中，但在中性或堿性介質(zhì)中，可以共存。

（3）與有機(jī)物反應(yīng)：在一定條件下硝酸可與某些有機(jī)物發(fā)生取代反應(yīng)和顏色反應(yīng)：

如：濃硝酸與苯、苯酚等物質(zhì)的硝化反應(yīng)、與醇的酯化反應(yīng)、與某些蛋白質(zhì)的顏色反應(yīng)等。

［說明］

1、氮的固定是指將游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài)的氮的過程。可以通過生物固氮和人工固氮兩種方法。

2、Mg在空氣中燃燒，除與O₂反應(yīng)外，還可與N₂、CO₂氣體反應(yīng)生成Mg₃N₂、MgO和C。可將產(chǎn)物溶于水，產(chǎn)生無色、有刺激性氣味氣體，則證明生成了Mg₃N₂；若將產(chǎn)物溶于酸，若有黑色不溶物生成，則證明有C產(chǎn)生。

3、濃硝酸和濃鹽酸均為無色，但常用的濃鹽酸和濃硝酸均呈黃色。濃鹽酸是由于其中溶解了FeCl₃而顯黃色；而濃硝酸則是由于硝酸分解產(chǎn)生的NO₂溶解在其中顯黃色，此時(shí)，可向硝酸溶液中通入空氣（氧氣），除去溶解在其中的NO₂：4NO₂＋O₂＋2H₂O＝4HNO₃。

4、NO不與水反應(yīng)，NO₂遇水反應(yīng)產(chǎn)生NO氣體，不能完全被水吸收。但在有氧氣存在的情況下，兩者都可以完全被水吸收生成硝酸：

4NO＋3O₂＋2H₂O＝4HNO₃；4NO₂＋O₂＋2H₂O＝4HNO₃

5、鐵和鋁遇濃的濃硝酸鈍化，并不是指兩者不反應(yīng)，而是反應(yīng)生成一薄層致密的氧化膜，阻止反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行。但在加熱條件下，鐵和鋁也能與濃硝酸反應(yīng)。硝酸與金屬反應(yīng)時(shí)既起氧化劑的作用，同時(shí)還起酸的作用。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，硝酸的濃度逐漸降低，氧化性逐漸減弱，還原產(chǎn)物的價(jià)態(tài)逐漸降低。

6、NO₃^－在中性和堿性溶液中不具有強(qiáng)氧化性，但在酸性介質(zhì)中，NO₃^－具有強(qiáng)氧化性，能氧化許多還原性物質(zhì)。故還原性離子與NO₃^－在中性和堿性介質(zhì)中可以共存，而在酸性介質(zhì)中不能共存。

7、硝酸與有機(jī)物所發(fā)生的反應(yīng)大部分都是取代反應(yīng)，此時(shí)硝酸（HO－NO₂）提供－OH，－NO₂（硝基）取代有機(jī)物中的H，形成硝基化合物或硝酸酯。

8、NO₃^－的檢驗(yàn)，是將溶液蒸餾濃縮，再向溶液中加入銅片和濃硫酸，若產(chǎn)生紅棕色氣體，則證明有NO₃^－，反之沒有NO₃^－。

9、金屬和硝酸反應(yīng)時(shí)，隨反應(yīng)情況不同產(chǎn)物不同，有時(shí)甚至出現(xiàn)多種產(chǎn)物混合現(xiàn)象（如NO、NO₂混合，NO、NO₂、N₂O₄混合，Fe^2＋、Fe^3＋混合等）。如果采用一般的解題方法，依據(jù)化學(xué)方程式分步計(jì)算，計(jì)算步驟十分繁瑣，甚至造成簡單問題復(fù)雜化。但若采用守恒法來解，常?？梢允箚栴}得到簡化。此類題目的守恒通常依據(jù)兩個(gè)方面：

⑴原子守恒：硝酸的總物質(zhì)的量＝和金屬陽離子結(jié)合的NO₃^－的物質(zhì)的量＋還原產(chǎn)物中N原子的物質(zhì)的量＋剩余HNO₃的物質(zhì)的量；

⑵電子守恒：金屬失去電子的總物質(zhì)的量＝氧化劑（HNO₃）轉(zhuǎn)化為還原產(chǎn)物（氮的氧化物）時(shí)所得到的電子的物質(zhì)的量。

例1. 將1.92gCu粉與一定量的濃硝酸反應(yīng)，當(dāng)Cu粉完全作用時(shí)，收集到氣體1.12L（標(biāo)況），則所消耗硝酸的物質(zhì)的量是：

A. 0.12mol            B. 0.11mol           C. 0.09mol            D. 0.08mol

解析：消耗的硝酸分兩部分，一部分起酸的作用，一部分做氧化劑，由守恒法可知，消耗的硝酸的物質(zhì)的量應(yīng)為這兩部分的和，即為：1.92g/64g/mol×2＋1.12L/22.4L/mol＝0.11mol；故選B

答案：B

例2. 用以下三種途徑來制取相等質(zhì)量的硝酸銅：（1）銅跟濃硝酸反應(yīng)；（2）銅跟稀硝酸反應(yīng)；（3）銅先跟氧氣反應(yīng)生成氧化銅，氧化銅再跟硝酸反應(yīng)。以下敘述中正確的是

A. 三種途徑所消耗的銅的物質(zhì)的量相等

B. 三種途徑所消耗的硝酸的物質(zhì)的量相等

C. 所消耗的銅的物質(zhì)的量是：途徑（3）＞途徑（1）＞途徑（2）

D. 所消耗的硝酸的物質(zhì)的量是：途徑（1）＞途徑（2）＞途徑（3）

解析：本題是評(píng)價(jià)制備方案的優(yōu)劣。從綠色化學(xué)角度看（1）要節(jié)約原料；（2）是副產(chǎn)品，對(duì)環(huán)境污染小。（1）Cu＋4HNO₃（濃）＝Cu（NO₃）₂＋2NO₂↑＋2H₂O，

（2）3Cu＋8HNO₃（?。?/span>3Cu（NO₃）₂＋2NO↑＋4H₂O，

（3）2Cu＋O₂＝2CuO，CuO＋2HNO₃＝Cu（NO₃）₂＋H₂O。

若生成3molCu（NO₃）₂，可得消耗原料量及生成污染物NO_x的量（見下表）：

由上表知：（1）耗HNO₃最多，生成污染物最多；（3）耗HNO₃最少，沒有污染物。

答案：AD

例3. 某試劑廠有銀（含雜質(zhì)銅）和硝酸（含雜質(zhì)Fe^3＋）反應(yīng)制取硝酸銀。步驟如下　

依據(jù)上述步驟，完成下列填空：

（1）溶解銀的硝酸應(yīng)該用        硝酸（填濃或?。Ｔ蚴?/span>      （填序號(hào)，下同）

（a）減少過程中產(chǎn)生NO_X的量___________（b）減少原料銀的消耗量___________（c）節(jié)省硝酸物質(zhì)的量

（2）步驟B加熱保溫的作用是___________。

（a）有利于加快反應(yīng)速率

（b）有利于未反應(yīng)的硝酸揮發(fā)

（c）有利于硝酸充分反應(yīng)，降低溶液中c（H^＋）

（3）步驟Ｃ中是為了除去Fｅ^3＋、Cu^2＋等雜質(zhì)，沖稀靜置時(shí)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是_________

（a）置換反應(yīng)　　　         （b）水解反應(yīng)　　     （c）氧化還原反應(yīng)

產(chǎn)生的沉淀物化學(xué)式            .

解析：（1）根據(jù)反應(yīng)方程式：Ag＋2HNO₃（濃）＝AgNO₃＋NO₂↑＋H₂O、3Ag＋4HNO₃（稀）＝3AgNO₃＋NO↑＋2H₂O可知：每生成1molAgNO₃，如用濃HNO₃，消耗HNO₃2mol，產(chǎn)生1molNO₂；如用稀HNO₃，只需HNO₃4/3mol，放出NO1/3mol。故用稀硝酸比用濃硝酸好，原因?yàn)闇p少氮氧化物的排放量，從而節(jié)省硝酸的使用量，即理由為（a）、（c）。

（2）根據(jù)溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響，加熱保溫是使反應(yīng)加快，促使HNO₃與Ag反應(yīng)，而不希望HNO₃損失，因此其目的是（a）、（c）。

（3）由水解原理，溶液濃度小，促進(jìn)水解，使Fｅ^3＋、Cu^2＋生成難溶的Fe（OH）₃、Cu（OH）₂而除去。

答案：（1）稀，（a）、（c）

（2）（a）、（c）

（3）（b），Fe（OH）₃、Cu（OH）₂

例4. 1898年，曾有人發(fā)明了固氮的一種方法，該法以石灰石、焦炭、空氣為原料。第一步反應(yīng)是石灰石分解；第二步是使第一步反應(yīng)產(chǎn)物和焦炭反應(yīng)，在電爐中的高溫下制得第三步反應(yīng)起始物；第三步反應(yīng)中另一反應(yīng)物是空氣，該反應(yīng)也是在電爐中完成的，生成一種固體；第四步是使該固體和水蒸氣反應(yīng)制得氨氣。又知該固體中有與N₃^－互為等電子體的離子。

（1）試寫出四步反應(yīng)的化學(xué)方程式；

（2）試簡評(píng)該固氮方法。

解析：前二步反應(yīng)分別是石灰石的分解和制造電石的反應(yīng)：

CaCO₃CaO＋CO₂↑；CaO＋3CCaC₂＋CO↑

第三步反應(yīng)是CaC₂在高溫下與空氣中的氮?dú)夥磻?yīng)，以取得固氮的效果。由于生成物與N₃^－互為等電子體的離子，氮元素在此生成物中應(yīng)為－3價(jià)，后者與水反應(yīng)才更有可能生成NH₃。N₃^－的等電子體有CN₂^2－、C₂N^3－。如果N為－3價(jià)，在CN₂^2－中C為＋4價(jià)，

在C₂N^3－中C為0價(jià)，不合理，因此生成物中的該離子只能為CN₂^2－。其化學(xué)方程式為：

CaC₂＋N₂CaCN₂＋C；CaCN₂＋3H₂O＝CaCO₃＋2NH₃↑。

這種方法較之現(xiàn)在的合成氨工業(yè)，需要消耗大量電能，原料眾多，生產(chǎn)成本高，因此，很快被合成氨的催化法代替。

答案：（1）CaCO₃CaO＋CO₂↑；CaO＋3CCaC₂＋CO↑；CaC₂＋N₂CaCN₂＋C；CaCN₂＋3H₂O（g）＝CaCO₃＋2NH₃↑。

（2）這種方法，需要消耗大量電能，原料眾多，設(shè)備重，生產(chǎn)成本高。

例5. 為了測(cè)定某銅銀合金的成分。將30.0g合金完全溶于80mL13.5mol/L的濃HNO₃中，待合金完全溶解后，收集到氣體6.72L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），并測(cè)得溶液中氫離子濃度為1mol/L。假設(shè)反應(yīng)后溶液的體積仍為80mL。試計(jì)算：

（1）被還原的硝酸的物質(zhì)的量。

（2）合金中銀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

解析：（1）本題考查的是有關(guān)硝酸的綜合計(jì)算。Cu、Ag合金溶于過量的硝酸后，分別生成Cu（NO₃）₂和AgNO₃，而硝酸的還原產(chǎn)物則為：NO_x。則根據(jù)元素守恒：被還原的硝酸的物質(zhì)的量等于NO_x的物質(zhì)的量＝6.72L/22.4L/mol＝0.3mol；

（2）再根據(jù)元素守恒，我們假設(shè)原合金中含銅的物質(zhì)的量為x，銀的物質(zhì)的量為y，則有：

2x＋y＝80mL×10^－3L/mL×13.5mol/L－0.3mol－80mL×10^－3L/mL×1mol/L＝0.7mol

64g/mol×x＋108g/mol×y＝30.0g

解得：x＝0.3mol，y＝0.1mol

則混合物中銀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：（108g/mol×0.1mol）/30.0g＝36%

答案：被還原的硝酸的物質(zhì)的量為0.3mol，合金中銀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36%。

【模擬試題】

1、關(guān)于氮族元素（用R代表）的下列敘述正確的是：

A. 最高化合價(jià)是＋5                    B. 氫化物的通式為RH₅

C. 非金屬性由上到下遞增               D. 其含氧酸均為一元強(qiáng)酸

2、上世紀(jì)80年代后期人們逐漸認(rèn)識(shí)到，NO在人體內(nèi)起著多方面的重要生理作用。下列關(guān)于NO的說法不正確的是：

A. NO分子中有極性共價(jià)鍵          B. NO為造成光化學(xué)煙霧的因素之一

C. NO為汽車尾氣的有害成分之一  D. NO分子所含電子總數(shù)為偶數(shù)

3、將12LCO₂和NO的混合氣體通過足量的Na₂O₂固體，充分反應(yīng)后，氣體體積減少到8L（相同狀況），則原混合氣體中CO₂和NO的體積比可能為：①1：2；②2：1；③2：3；④3：2。

A. ①                 B. ②④             C. ①③              D. ②

4、將amLNO、bmLNO₂、xmLO₂混合于同一試管里，將試管口倒插入水中，充分反應(yīng)后試管內(nèi)氣體可全部消失，則x對(duì)a、b的函數(shù)關(guān)系式是：

A.        B.           C.            D.

5、大氣污染是環(huán)境污染的一個(gè)重要方面，常見的大氣污染分一次污染和二次污染，二次污染是排入環(huán)境中的一次污染物在物理化學(xué)因素或生物作用下發(fā)生變化，或與環(huán)境中其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)生成新的污染物，如2NO＋O₂＝2NO₂就是二次污染物，由NO₂導(dǎo)致的污染就是NO的二次污染。下列物質(zhì)：①SO₂；②NO；③NO₂；④HCl；⑤CO₂不易導(dǎo)致二次污染的是：

A. ①②③④⑤                                  B. ①③⑤  

C. ④和⑤                                       D. 只有④

6、汽車尾氣（含烴類、一氧化碳、無色氣體與二氧化硫等）是城市主要污染源之一，治理的一種方法是在汽車排氣管上裝催化轉(zhuǎn)化器，它使一氧化氮與一氧化碳反應(yīng)生成參與大氣循環(huán)的無毒氣體，并促使烴類充分燃燒及二氧化硫的轉(zhuǎn)化，下列說法中錯(cuò)誤的是：

A. 一氧化碳與一氧化氮反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CO＋2NO＝N₂＋2CO₂

B. 此方法的缺點(diǎn)是：由于二氧化碳的增多，會(huì)大大提高空氣的酸度

C. 為減少污染應(yīng)開發(fā)新能源

D. 汽車尾氣中有兩種氣體遇血紅蛋白會(huì)結(jié)合，使人中毒

7、當(dāng)氨氣與氧氣一起通過灼熱的鉑絲網(wǎng)時(shí)，在導(dǎo)出的產(chǎn)物中，不可能出現(xiàn)的物質(zhì)是：

A. NH₄NO₃         B. H₂O                C. N₂                 D. NO₂

8、在如圖裝置中，燒瓶中充滿干燥氣體a，將滴管中的液體b擠入燒瓶中，輕輕振蕩燒瓶，然后打開彈簧夾f，燒杯中的液體d呈噴泉狀噴出，最終幾乎充滿燒瓶。則a和b分別是：

9、如圖，錐形瓶內(nèi)盛有氣體X，滴管內(nèi)盛有液體Y，若擠壓滴管，使Y滴入瓶中，振蕩，過一會(huì)可見小氣球a鼓起，氣體X和液體Y不可能是：

A. X是NH₃，Y是水                    B. X是SO₂，Y是NaOH濃溶液

C. X是CO₂，Y是稀硫酸               D. X是HCl，Y是NaOH稀溶液

10、下列各組物質(zhì)的空間構(gòu)型完全不同的是：

A. NH₃和H₃O^＋                               B. NH₄^＋和CH₄  

C. CO₂和SiO₂                              D. 金剛石和晶體硅

11、下列事實(shí)可證明氨水是弱堿的是：

A. 氨水能跟氯化亞鐵溶液反應(yīng)生成氫氧化亞鐵       

B. 銨鹽受熱易分解

C. 0. 1mol?L^－1氨水可以使酚酞試液變紅   

D. 0. 1mol?L^－1氯化銨溶液的pH約為5

12、某溶液能與Ａl片作用產(chǎn)生Ｈ₂，則該溶液中可能大量共存的離子組是：

A. Na^＋、ＮO₃^－、K^＋、Fe^2＋                              B. Fe^2＋、Na^＋、Cl^－、K^＋

C. K^＋、I^－、NO₃^－、H^＋                   D. NH₄^＋、NO₃^－、Na^＋、HCO₃^－

13、某金屬單質(zhì)跟一定濃度的硝酸反應(yīng)，假定只產(chǎn)生一種還原產(chǎn)物，當(dāng)參加反應(yīng)的單質(zhì)與被還原的硝酸的物質(zhì)的量之比為2：1時(shí)，還原產(chǎn)物是：

A. NO₂               B. NO                  C. N₂O                 D. N₂

14、某條件下，鋅與稀硝酸反應(yīng)時(shí)，其物質(zhì)的量之比為5：12，則此時(shí)硝酸的還原產(chǎn)物是：

A. NO₂                B. NO               C. N₂O               D. N₂

15、在鐵銅的混合物中，加入一定量的稀硝酸并微熱，充分反應(yīng)后，剩余金屬a g，再向其中加入一定量的稀鹽酸并加熱，充分振蕩后，還剩余金屬b g ，則：

A. a可能等于b                             B. a一定等于b

C. a可能小于b                              D. a一定大于b

16、1.92克銅投入一定量的濃硝酸中，銅完全溶解，生成氣體顏色越來越淺，共收集到氣體672mL（標(biāo)況），將盛有此氣體的容器倒扣在水中，容器內(nèi)液面上升，再通入標(biāo)況下一定體積的氧氣，恰好使氣體完全溶于水中，則通入的氧氣的體積是：

A. 504mL             B. 168mL           C. 336mL          D. 224mL

17、某強(qiáng)酸性溶液中可能存在NO₃^－、Cl^－、I^－、Fe^3＋中的一種或幾種，向該溶液中加入溴水，單質(zhì)溴被還原，由此推斷該溶液中：

A. 不含NO₃^－，也不含Fe^3＋       

B. 含有NO₃^－、I^－、Cl^－

C. 含I^－但不能確定是否含Cl^－

D. 含有Fe^3＋

18、某金屬單質(zhì)能與足量濃硝酸反應(yīng)，放出NO₂氣體，若參加反應(yīng)的金屬單質(zhì)與硝酸的物質(zhì)的量之比為1：ａ，則該金屬元素在反應(yīng)后生成的硝酸鹽中的化合價(jià)是：

A. ＋2a                B. ＋a            C. ＋a/2            D. ＋a/4

19、在某100mL混合溶液中，硝酸和硫酸的物質(zhì)的量濃度分別為0.4mol/L和0.1mol/L，向該混合溶液中加入1.92克銅粉，加熱待充分反應(yīng)后，所得溶液中的Cu^2＋的物質(zhì)的量濃度（mol/L）是：

A. 0.15               B. 0.225            C. 0.35              D. 0.45

20、銅和鎂的合金4.6克完全溶于濃硝酸，若反應(yīng)中硝酸被還原只產(chǎn)生4480mL的NO₂氣體和336mL的N₂O₄氣體（都已折算成標(biāo)況），在反應(yīng)后溶液中加入足量的NaOH溶液，生成沉淀的質(zhì)量為：

A. 9.02g             B. 8.51g             C. 8.26g             D. 7.04g

21、銅與濃硝酸反應(yīng)產(chǎn)生氣體，用排水法收集aL此氣體（標(biāo)況），從理論上講，被還原的硝酸的物質(zhì)的量是下列中的：

A. a/22.4 mol       B. a/11.2 mol       C. 3a/22.4 mol      D. 3a/11.2 mol

22、含n克硝酸的溶液，恰好與m克鐵完全反應(yīng)，若有n/4克硝酸被還原，則ｎ：ｍ不可能是：

A. 1：1                 B. 3：1            C. 3：2            D. 9：2

23、一氧化氮?dú)怏w因污染空氣而臭名昭著。近年來，發(fā)現(xiàn)少量的一氧化氮在生物體內(nèi)許多組織中存在，它有擴(kuò)張血管、免疫、增強(qiáng)記憶的功能，成為當(dāng)前生命科學(xué)的研究熱點(diǎn)，一氧化氮亦被稱為“明星分子”。請(qǐng)回答下列問題：

（1）一氧化氮對(duì)環(huán)境的危害在于：

A. 破壞臭氧層                            B. 高溫下能使一些金屬被氧化 

C. 產(chǎn)生酸雨                           D. 與人體血紅蛋白結(jié)合

（2）在含Cu^＋的酶的活化中心中，NO可轉(zhuǎn)化為一氧化氮，寫出Cu^＋和NO在酸性水溶液中反應(yīng)的離子方程式：____________________________。

（3）在常溫下，把一氧化氮?dú)怏w壓縮到100atm，在一個(gè)體積固定的容器里加熱到50°C，發(fā)現(xiàn)氣體的壓力迅速下降，壓力降到略小于原壓力2/3就不再改變，已知其中一種產(chǎn)物為N₂O，寫出上述變化的化學(xué)方程式：___________________________。

（4）解釋變化（3）中為什么最后的氣體壓力小于原壓力的2/3？___________________。

24、一無色氣體可能是由CO₂、HCl、NH₃、NO₂、NO、H₂中的一種或幾種組成。將此無色氣體通過裝有濃硫酸的洗氣瓶，發(fā)現(xiàn)氣體體積減少一部分，繼續(xù)通過裝有固體Na₂O₂的干燥管，發(fā)現(xiàn)從干燥管出氣口一端出來的氣體顏色顯紅棕色，再將該氣體通入盛滿水、倒立于水槽中的試管內(nèi)，最后試管里仍然充滿液體。由此可知：

（1）原氣體中一定含有_________，一定不含有__________。

（2）由最終結(jié)果可知，原氣體中______氣體的體積比為________。

25、銅和濃硝酸反應(yīng)和銅與稀硝酸反應(yīng)，產(chǎn)物不同，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象也不同。

（1）某課外活動(dòng)小組為了證明并觀察到銅與稀硝酸反應(yīng)的產(chǎn)物為NO，設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，請(qǐng)你根據(jù)他們的思路，選擇下列藥品，完成該實(shí)驗(yàn)，并敘述實(shí)驗(yàn)步驟：

藥品：稀硝酸、稀鹽酸、鋅粒、石灰石固體

步驟：①檢查裝置的氣密性②            ③                 

④                  ；⑤                             

⑥用注射器向廣口瓶內(nèi)推入氧氣（或空氣）

（2）推入氧氣或空氣的目的是                            ；

（3）分別將等質(zhì)量的銅片與等體積均過量的濃硝酸和稀硝酸反應(yīng)，所得到的溶液前者呈綠色，后者呈藍(lán)色，某同學(xué)提出，這可能是Cu^2＋濃度差異引起的，你同意這種看法嗎？___________（填同意或不同意），原因是                                           

另一位同學(xué)提出溶液呈綠色是Ｃu^2＋與NO₂混合的結(jié)果，請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)證明之（簡述實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象）.                                                         

26、下圖所示是進(jìn)行木炭與濃硝酸反應(yīng)并檢驗(yàn)生成的氣體和反應(yīng)的熱效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置，它具有無污染，現(xiàn)象明顯的特點(diǎn)，試管Ａ中所盛固體下層是無水氯化鈣（做載體不參加反應(yīng)），上層是紅熱的木炭，實(shí)驗(yàn)時(shí)慢慢將濃硝酸滴到木炭上，反應(yīng)即開始進(jìn)行，且能長時(shí)間劇烈反應(yīng)，請(qǐng)回答下列問題

（1）寫出木炭與濃硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式                                         

（2）該反應(yīng)是          反應(yīng)（填放熱或吸熱），這一結(jié)論的實(shí)驗(yàn)證據(jù)是                 

（3）實(shí)驗(yàn)中試管Ａ內(nèi)出現(xiàn)的現(xiàn)象是                                     

（4）試管Ｂ內(nèi)出現(xiàn)的現(xiàn)象是                              ，澄清石灰水中發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式是                                                   

（5）某學(xué)生在實(shí)驗(yàn)臨近結(jié)束時(shí)，發(fā)現(xiàn)Ｄ試管中的濃硝酸難以滴下，若要再滴入濃硝酸使木炭完全反應(yīng)，最簡單的辦法是                                         。

27、硝酸工業(yè)尾氣中的氮的氧化物（NO、NO₂）是大氣污染物，其常用的治理方法有以下兩種（已簡化）：

①NaOH吸收法。反應(yīng)原理是：

2NO₂＋2NaOH＝NaNO₃＋NaNO₂＋H₂O 

NO＋NO₂＋2NaOH＝2NaNO₂＋H₂O

②氨催化還原法。反應(yīng)原理是NO_x＋NH₃N₂＋H₂O  現(xiàn)有一定量的含NO₂和NO的硝酸工業(yè)尾氣（不含其他氣體）若用過量NaOH溶液吸收后，溶液中NaNO₃與NaNO₂的物質(zhì)的量之比恰好與尾氣中NO和NO₂的物質(zhì)的量之比相等。

（1）若用NO_x表示氮的氧化物的平均組成，試求x的值。

（2）將1體積該尾氣用氨催化還原法處理，至少消耗多少體積相同狀況下的氨氣？

28、在100mL混合酸的溶液中，硝酸的物質(zhì)的量濃度為0.5mol/L，硫酸的物質(zhì)的量濃度為0.15mol/L，向其中加入5.76g銅粉，微熱，使其充分反應(yīng)。

（1）求溶液中Cu^2＋的物質(zhì)的量濃度.

（2）若要使5.76g銅粉完全溶解，且溶液中只存在一種鹽，則原溶液中的硝酸和硫酸的物質(zhì)的量濃度分別是多少？

【試題答案】

1、A          2、D             3、A              4、C             5、C

6、B          7、C              8、BD           9、C              10、C

11、D        12、B           13、C         14、D           15、D

16、C        17、AC          18、C           19、B           20、B

21、C        22、A

23、（1）ACD；

（2）Cu^＋＋NO₂^－＋2H^＋＝Cu^2＋＋NO＋H₂O；

（3）3NO＝＝N₂O＋NO₂；

（4）生成的二氧化氮又發(fā)生如下反應(yīng)：2NO₂N₂O₄而使壓力略小于原來的2/3。

24、（1）NH₃、CO₂、NO；NO₂、HCl、H₂；

（2）NO：CO₂；2：3

25、（1）②向試管中加入一定量CaCO₃固體③向試管中倒入過量的稀HNO₃并迅速蓋上帶銅絲和導(dǎo)管的橡皮塞④待反應(yīng)完全后，將右邊導(dǎo)管插入試管內(nèi)接近液面⑤將銅絲插入到溶液中

（2）檢驗(yàn)生成NO氣體

（3）不同意；銅片質(zhì)量相同，該液體體積相同，生成的Cu^2＋濃度相同；加熱綠色溶液，有紅棕色氣體產(chǎn)生，溶液變成蘭色。

26、（1）C＋4HNO₃（濃）＝CO_2＋4NO₂＋2H₂O

（2）放熱      不再給炭塊加熱后能維持較長時(shí)間

（3）炭塊保持紅熱，試管內(nèi)有紅棕色氣體生成

（4）有紅棕色氣體生成       Ca^2＋＋2OH^－＋CO₂＝CaCO₃＋H₂O

（5）搖動(dòng)試管B，上部的氣體溶于石灰水

27、（1）V（NO）：V（NO₂）＝1：3；x＝1.75

（2）7/6。

28、（1）c（Cu^2＋）＝0.3mol/L

（2）c（HNO₃）＝0.6mol/L，c（H₂SO₄）＝0.9mol/L