化学 · 高中 · 约 7 分钟

氮及其化合物:氨气喷泉实验、铵根检验与硝酸强氧化性

氮章考点密度大:氨的喷泉实验原理、铵根检验流程、硝酸与铜的分价反应,三块都有独立题型。把 NO、NO₂ 的转化链和硝酸的钝化记牢,推断题就有了主线。

氮气与氮的转化链

转化化学方程式要点
合成氨N₂ + 3H₂ ⇌(高温高压催化剂) 2NH₃工业固氮,可逆反应
放电固氮N₂ + O₂ →(放电) 2NO雷雨发庄稼的第一步;NO 无色不溶于水
NO 转化2NO + O₂ = 2NO₂NO 遇空气立即变红棕色
NO₂ 转化3NO₂ + H₂O = 2HNO₃ + NO工业制硝酸的核心反应

氨气的性质、制取与检验

  • 物理性质:无色、刺激性气味,密度比空气小,极易溶于水(1 体积水溶约 700 体积氨)——喷泉实验的原理
  • 与水反应:NH₃ + H₂O ⇌ NH₃·H₂O ⇌ NH₄⁺ + OH⁻,氨水显弱碱性
  • 与酸反应:NH₃ + HCl = NH₄Cl,两根玻璃棒分别蘸浓氨水和浓盐酸靠近产生大量白烟
  • 实验室制法:Ca(OH)₂ + 2NH₄Cl →(加热) CaCl₂ + 2NH₃↑ + 2H₂O,固体加热型装置,向下排空气法收集,用碱石灰干燥(不能用浓硫酸、无水氯化钙)
  • 验满:湿润的红色石蕊试纸靠近瓶口变蓝,或蘸浓盐酸的玻璃棒靠近产生白烟
  • NH₄⁺ 检验:与 NaOH 溶液共热,产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体

硝酸的强氧化性

条件化学方程式要点
浓硝酸与铜Cu + 4HNO₃(浓) = Cu(NO₃)₂ + 2NO₂↑ + 2H₂O产生红棕色气体
稀硝酸与铜3Cu + 8HNO₃(稀) = 3Cu(NO₃)₂ + 2NO↑ + 4H₂O产生无色气体,遇空气变红棕色
常温遇铁铝不反应(钝化)可用铁铝容器盛放冷浓硝酸
与金属反应规律不生成氢气硝酸无论浓稀都是氧化性酸,还原产物是氮氧化物

辨析:喷泉实验为什么能喷,换成 CO₂ 行不行

喷泉的本质是「烧瓶内压强骤降」:氨气极易溶于水,滴入少量水就溶解掉大量气体,瓶内压强远小于大气压,水被压入烧瓶形成喷泉。CO₂ 用水做不成喷泉(溶解度小),但把胶头滴管里的水换成 NaOH 溶液就行——同样靠化学反应消耗气体降压。考题问「产生喷泉的条件」,标准答案是气体易溶于该液体或能与液体反应。

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