2025浙江专版新教材化学高考第一轮基础练--作业12氮及其氧化物　硝酸（含答案）

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2025浙江专版新教材化学高考第一轮
作业12氮及其氧化物　硝酸
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A组　基础达标
1.(2024·浙江金华一中月考改编)下列物质的性质与用途的对应关系正确的是(　　)
A.NO2呈红棕色,能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝
B.稀硝酸具有强氧化性,常温下可清洗附着在试管内壁的银镜
C.氨气易液化,可用于生产硝酸
D.NH3·H2O具有碱性,能溶解氢氧化铜
2.(2023·浙江绍兴高三二模)下列关于元素及其化合物的性质说法不正确的是(　　)
A.浓硫酸与蔗糖反应,观察到蔗糖变黑,体现了浓硫酸的脱水性
B.硝酸见光受热易分解,一般保存在棕色试剂瓶中,放置在阴凉处
C.燃油发动机产生的NO2、NO与CO反应能生成N2和CO2,因此可以直接排放
D.铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性或者碱性食物
3.在酸性环境中,用Pt-g-C3N4作催化剂的光催化氧化法脱除NO的过程,如图所示。
下列说法不正确的是(　　)
A.该脱除NO过程中有电流产生
B.g-C3N4端为正极,其反应为O2+2e-+2H+===H2O2
C.H+向Pt端迁移
D.Pt-g-C3N4降低了NO、O2、H2O反应生成HNO3的活化能
4.(2023·湖南五市十校联考)柴油发动机在工作过程中会产生氮的氧化物,在尾气处理环节,加入尿素CO可有效减少氮氧化物的排放,相关反应如下:2CO+6NO2CO2+5N2+4H2O,下列说法不正确的是(　　)
A.该反应中氧化产物和还原产物物质的量之比为2∶5
B.常温下NO遇空气会变成红棕色
C.该反应每消耗1 mol NO转移2 mol电子
D.氮气和氧气在高温条件下发生反应是汽车尾气中氮氧化物的主要成因
5.某同学研究浓硝酸与KSCN溶液的反应,在通风橱中进行如下实验:
已知:SCN-能被氧化为黄色的(SCN)2,(SCN)2可聚合为红色的(SCN)x。下列分析错误的是(　　)
A.SCN-被氧化为(SCN)2过程中,S的化合价升高
B.分析①②③知,(SCN)2聚合为(SCN)x的速率大于其被硝酸氧化的速率
C.取少量③中的溶液加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,证明最终有S生成
D.①中改用溶有NO2的浓硝酸重复上述实验,溶液先变红后迅速褪色并产生大量红棕色气体,证明NO2氧化性强于浓硝酸
B组　综合提升
6.(2023·浙江回浦中学检测)向200 mL 2 mol·L-1HNO3溶液中,逐渐加入铁粉至过量(假设生成的气体只有一种),在此过程中,n(Fe2+)随n(Fe)的变化如图所示。下列有关说法正确的是(　　)
A.该过程中产生标准状况下的氢气4.48 L
B.向c点处的反应液中加入稀盐酸后无明显现象
C.图中a=1.5、b=1.5
D.当加入铁粉n mol时(0.17.(2023·江苏无锡期中)小组同学探究Cu和物质A的反应,实验如下。
装置 序号 物质A 实验现象
① 0.6 mol·L-1 Fe溶液(调pH=1) 铜粉溶解,溶液变为深棕色[经检验含Fe(NO)2+]
② 0.6 mol·L-1 FeCl3溶液 铜粉溶解,溶液变为蓝绿色
③ 1.8 mol·L-1 NaNO3溶液(调pH=1) 无明显变化
下列分析不正确的是(　　)
A.②中铜粉溶解的原因:Cu+2Fe3++2Fe2+
B.①中产生NO的原因:pH=1时铜粉直接将还原为NO
C.若向③中加入FeSO4固体,推测铜粉会溶解
D.①②③现象的差异不仅与物质氧化性(或还原性)强弱有关,也与反应速率有关
8.(2023·山东菏泽期末)N2O、NO和NO2等氮氧化物是空气污染物,含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。
(1)N2O的处理。N2O是硝酸生产中氨催化氧化的副产物,用特种催化剂能使N2O分解。NH3与O2在加热和催化剂作用下生成N2O的化学方程式为
　 。
(2)NO和NO2的处理。已除去N2O的硝酸尾气可用NaOH溶液吸收,主要反应为NO+NO2+2OH-===2N+H2O,2NO2+2OH-===N+N+H2O。
①下列措施能提高尾气中NO和NO2去除率的有　　　　(填字母)。
A.加快通入尾气的速率
B.采用气、液逆流的方式吸收尾气
C.吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液
②吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤,得到NaNO2晶体,该晶体中的主要杂质是　　　　　　(填化学式);吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是　　　　　　　　　　(填化学式)。
(3)NO的氧化吸收。用NaClO溶液吸收硝酸尾气,可提高尾气中NO的去除率。其他条件相同,NO转化为N的转化率随NaClO溶液初始pH(用稀盐酸调节)的变化如图所示。
①在酸性NaClO溶液中,HClO氧化NO生成Cl-和N,其离子方程式为 　。
②NaClO溶液的初始pH越小,NO转化率越高。其原因是 。
9.(2023·浙江杭州四中检测节选)某小组同学探究铜和浓硝酸的反应,进行如下实验:
实验1:分别取3 mL浓硝酸与不同质量的铜粉充分反应,铜粉完全溶解,溶液颜色如下表:
编号 ① ② ③ ④ ⑤
铜粉质量/g 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
溶液颜色 绿色 草绿色 蓝绿色 偏绿 蓝绿色 偏蓝 蓝色
(1)写出铜和浓硝酸反应的离子方程式: 　。
(2)小组同学猜想溶液显绿色的可能原因:
猜想1:硝酸铜浓度较高,溶液呈绿色;
猜想2:NO2溶解在混合溶液中,溶液呈绿色。
依据实验1中的现象,判断猜想1是否合理,并说明理由: 　。
(3)取⑤中溶液, (填操作和现象),证实猜想2成立。
小组同学进行如下实验也证实了猜想2成立。
实验2:向①中溶液以相同流速分别通入N2和空气,观察现象。
通入气体 氮气 空气
现象 液面上方出现明显的红棕色气体,25 min后溶液变为蓝色 液面上方出现明显的红棕色气体, 5 min后溶液变为蓝色
(4)结合上述实验现象,下列推测合理的是　　　　(填字母)。
a.①中溶液通入N2时,N2被缓慢氧化为NO2
b.①中溶液里某还原性微粒与绿色有关,通入空气时较快被氧化
c.空气中的CO2溶于水显酸性,促进了溶液变蓝色
d.加热溶液①后,可能观察到溶液变蓝的现象
(5)小组同学继续探究实验2中现象的差异,并查阅文献:
Ⅰ.“可溶性铜盐中溶解亚硝酸(HNO2)”可能是实验1中溶液显绿色的主要原因
Ⅱ.NO2在溶液中存在以下反应:
反应1:2NO2+H2OHNO3+HNO2(慢)
反应2:2HNO2NO2+NO+H2O(快)
解释实验2中通入氮气变蓝慢,通入空气变蓝快的原因: 　。
作业12　氮及其氧化物　硝酸
1.B　NO2具有氧化性,能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,A不正确;稀硝酸具有强氧化性,能溶解银,B正确;氨气具有还原性,是生产硝酸的原料,C不正确;NH3·H2O能溶解氢氧化铜,原因是形成配离子,D不正确。
2.C　浓硫酸与蔗糖反应,蔗糖变黑,体现了浓硫酸的脱水性,A正确;硝酸见光受热易分解,一般保存在棕色试剂瓶中,放置在阴凉处,B正确;NO2、NO与CO反应需要在催化剂作用下转化为无毒的气体,因此需要催化转化后排放,C错误;铝与酸、碱均会反应,故铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性或者碱性食物,D正确。
3.C　观察图示,反应的起始物质是NO、O2和H2O,终态物质是HNO3,属于氧化还原反应,脱除NO过程中发生氧化还原反应,有电流产生,A正确;图示中O2转化为H2O2,表明O2得到电子,所以g-C3N4端为正极,其反应为O2+2e-+2H+===H2O2,B正确;H+向g-C3H4端迁移,C不正确;用Pt-g-C3N4作催化剂的光催化氧化法脱除NO,降低了NO、O2、H2O反应生成HNO3的活化能,D正确。
4.A　该反应中CO中-3价的氮元素化合价升高到0价得到氧化产物氮气,NO中+2价的氮元素化合价降低到0价得到还原产物氮气,所以氧化产物和还原产物物质的量之比为2∶3,A错误;常温下NO遇空气会生成红棕色的二氧化氮,B正确;NO中+2价的氮元素化合价降低到0价,所以该反应每消耗1 mol NO转移2 mol电子,C正确;氮气和氧气在高温条件下发生反应生成氮的氧化物,是汽车尾气的主要成因,D正确。
5.D　在SCN-被氧化为(SCN)2过程中,S元素的化合价由SCN-中的-2价升高为(SCN)2中的-1价,A正确;根据溶液颜色变化及反应时间的长短,可知(SCN)2聚合为(SCN)x的速率大于其被硝酸氧化的速率,B正确;③中的溶液显强酸性,取少量③中的溶液加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,在强酸性溶液中加入BaCl2溶液产生的白色沉淀只能是BaSO4,可证明SCN-最终被氧化有S生成,C正确;①中改用溶有NO2的浓硝酸重复题述实验,溶液先变红后迅速褪色并产生大量红棕色气体,可能是NO2对反应起了催化作用,不能证明NO2的氧化性强于浓硝酸,D错误。
6.D　硝酸与铁反应生成硝酸铁、NO和水,不生成氢气,A错误;c点处溶液的溶质是硝酸亚铁,若加入稀盐酸,H+、N和Fe2+发生氧化还原反应生成Fe3+,溶液变为棕黄色,B错误;向硝酸中加入铁粉发生的反应为Fe+4HNO3===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O,硝酸的物质的量为0.4 mol,则消耗铁的物质的量为0.1 mol,b=0.1,生成硝酸铁0.1 mol,随后发生反应2Fe(NO3)3+Fe===3Fe(NO3)2,生成硝酸亚铁0.15 mol,则a=0.15,C错误;根据上述分析,当加入铁粉n mol时(0.17.B　实验②中,铜与Fe3+反应生成蓝色Cu2+和绿色Fe2+,A正确;经检验含Fe(NO)2+,说明加入铜粉后铜与Fe3+反应生成蓝色Cu2+和绿色Fe2+,酸性条件下Fe2+与硝酸根离子反应产生NO,选项B不正确;若向③中加入FeSO4固体,因酸性条件下Fe2+与N发生氧化还原反应生成Fe3+,产生了硝酸铁,根据实验①的条件,推测铜粉会溶解,选项C正确;①②③现象的差异不仅与物质氧化性(或还原性)强弱有关,如Fe3+、N等氧化性强弱,Fe2+还原性等;也与N、H+浓度等对反应速率的影响有关,选项D正确。
8.答案 (1)2NH3+2O2N2O+3H2O
(2)①BC　②NaNO3　NO
(3)①3HClO+2NO+H2O===3Cl-+2N+5H+　②溶液pH越小,溶液中HClO的浓度越大,氧化NO的能力越强
解析 (1)NH3与O2在加热和催化剂作用下发生氧化还原反应生成N2O,根据得失电子守恒和原子守恒可知反应有水生成,化学方程式为2NH3+2O2N2O+3H2O。(2)①加快通入尾气的速率,不能提高尾气中NO和NO2的去除率;采用气、液逆流的方式吸收尾气,可使气液充分接触,能提高尾气中NO和NO2的去除率;定期补加适量的NaOH溶液可增大反应物浓度,能提高尾气中NO和NO2的去除率;②由吸收反应:NO+NO2+2OH-===2N+H2O,2NO2+2OH-===N+N+H2O可知,反应后得到NaNO2和NaNO3混合溶液,经浓缩、结晶、过滤得到NaNO2和NaNO3晶体,因此得到的NaNO2晶体中混有NaNO3;由吸收反应可知,若NO和NO2的物质的量之比大于1∶1,NO不能被完全吸收,因此,吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是NO。(3)①在酸性NaClO溶液中,次氯酸根离子和氢离子结合生成HClO,HClO和NO发生氧化还原反应生成N和Cl-,根据得失电子守恒及电荷守恒、原子守恒,配平离子方程式为2NO+3HClO+H2O===2N+3Cl-+5H+;②在相同条件下,氧化剂的浓度越大,氧化能力越强,在酸性NaClO溶液中,溶液pH越小,溶液中HClO浓度越大,氧化NO的能力越强。
9.答案 (1)Cu+4H++===2NO2↑+2H2O+Cu2+
(2)不合理,实验编号①~⑤中铜粉均溶解,随着硝酸铜浓度的增大,溶液颜色反而由绿色变为蓝色,与猜想1不符
(3)通入NO2气体,若溶液颜色变绿
(4)bd
(5)通入氮气时,二氧化氮和一氧化氮气体被吹出,由于反应1较慢,亚硝酸浓度下降较慢;通入空气时,一氧化氮与空气中的氧气发生反应2NO+O2,溶液中一氧化氮浓度降低,反应2快速向正反应方向移动,亚硝酸浓度降低快,溶液颜色变化快
解析 (1)铜和浓硝酸反应的离子方程式为Cu+4H++2NO2↑+2H2O。
(2)根据题意,铜粉完全溶解,则随着铜粉质量的增加,溶液中硝酸铜的浓度不断增大,但溶液颜色由绿色逐渐变为蓝色,与猜想不符,故猜想1不合理。
(3)猜想2认为,NO2溶解在混合溶液中使溶液呈绿色,故向⑤中溶液通入NO2,若溶液变为绿色,则猜想2成立。
(4)实验2证明,向①中溶液通入氮气,溶液较慢变为蓝色,通入空气,溶液较快变为蓝色;N2化学性质稳定,在上述溶液中不能被氧化为NO2,a错误;①中溶液里某还原性微粒与绿色有关,通入空气时较快被氧化,空气中的氧气具有氧化性,能够氧化溶液中的还原性微粒,b正确;酸性物质不能促进溶液变为蓝色,c错误;加热溶液①,加快反应速率,可能观察到溶液变蓝的现象,d正确。
(5)向溶液中通入N2时,NO2和NO气体被吹出,由于反应1进行较慢,亚硝酸的浓度下降较慢;通入空气时,NO与空气中的氧气发生反应2NO+O2,溶液中NO的浓度降低,对溶液颜色变化影响程度较大的反应2快速向正反应方向移动,亚硝酸浓度降低快,溶液颜色变化快。
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