第26练　氮及其氧化物　硝酸 同步练习（含答案）-2025年高考化学一轮复习

1．(2023·南京师范大学附属中学高三模拟)氮是各种生物体生命活动中不可缺少的重要元素，氮的循环为生物体提供氮元素。将游离态的氮转化为氮的化合物的过程叫作氮的固定。下列过程属于氮的固定的是(　　)
A．工业利用氮气和氢气合成氨气
B．氨气和硫酸反应制取铵态氮肥
C．氨基酸合成人体所需的蛋白质
D．硝酸盐在细菌作用下生成氮气
2．据研究，NO广泛分布于生物体内各组织中，可将积存在血管壁上的脂肪、胆固醇带走，被称为“血管清道夫”。下列说法中错误的是(　　)
A．NO极易与氧气反应生成一种红棕色气体
B．实验室中，可利用铜与稀硝酸的反应制取NO
C．人体吸入大量NO气体，可以预防心血管疾病
D．雷雨天气，氮气和氧气能生成NO
3．硝酸被称为“国防工业之母”，是因为它是制取炸药的重要原料。下列实验事实与硝酸性质对应不准确的一组是(　　)
A．硝酸能与FeO反应——酸性和氧化性
B．不能用稀硝酸与锌反应制氢气——强氧化性
C．要用棕色试剂瓶盛装浓硝酸——不稳定性
D．能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去——强氧化性
4．(2023·扬州高三联考)下列关于氮及其化合物的探究，结论和解释正确的是(　　)
操作和现象 结论和解释
A 铜丝溶解于稀HNO3，生成无色气体 金属能与强酸反应置换出氢气
B NH3能使热的氧化铜产生红色物质 NH3有还原性
C N2与H2混合加热不反应 N的非金属性弱
D NO2被NaOH溶液吸收 NO2是酸性氧化物
5．(2023·无锡市第一中学模拟)反应NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O可用于吸收硝酸厂尾气中的氮氧化物。下列说法正确的是(　　)
A．NO和NO2都属于酸性氧化物
B．上述反应中的氧化剂是NO
C．NaOH的电子式：
D．NaNO2中存在离子键和共价键
6．(2022·北京，12)某MOFs的多孔材料刚好可将N2O4“固定”，高能选择性吸附NO2。废气中的NO2被吸附后，经处理能全部转化为HNO3。原理示意图如下。
已知：2NO2(g)??N2O4(g)　ΔH＜0
下列说法不正确的是(　　)
A．温度升高时不利于NO2吸附
B．多孔材料“固定”N2O4，促进2NO2(g)??N2O4(g)平衡正向移动
C．制备HNO3的原理为：2N2O4＋O2＋2H2O===4HNO3
D．每制备0.4 mol HNO3，转移电子数约为6.02×1022
7．下列装置或操作不能达到相应实验目的的是(　　)
A B C D
生成NO2 收集NO2 吸收NO2尾气 使NO2充分转化为HNO3
8．(2023·盐城模拟)由N2制备HNO3的工艺流程如图所示(反应条件及部分反应物已略去)，下列说法正确的是(　　)
A．①中N2发生氧化反应
B．②需要加入还原剂才能实现
C．46 g NO2与足量水反应，转移 mol e－
D．常温下，Al在稀HNO3中钝化
9．(2024·徐州高三检测)一定温度下，探究铜与稀HNO3反应过程如下：
下列说法不正确的是(　　)
A．过程Ⅰ中生成无色气体的离子方程式是3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
B．步骤Ⅲ反应速率比Ⅰ快的原因是NO2溶于水，使c(HNO3)增大
C．由实验可知，NO2对该反应具有催化作用
D．当活塞不再移动时，再抽入空气，铜可以继续溶解
10．某同学做“FeSO4被HNO3氧化”的实验，发现溶液变为深棕色。猜想可能是生成的NO2或NO与Fe2＋或Fe3＋反应，使溶液变为深棕色，设计下列装置探究。下列说法错误的是(　　)
A．先检查装置气密性，加入药品后，关闭c，打开a和b，再通入一段时间N2
B．关闭a、c，打开b及分液漏斗活塞，反应后丙中溶液变为深棕色，丁中溶液无明显变化，证明NO与Fe2＋反应
C．甲中反应一段时间后，更新丙、丁中试剂，关闭a和b，打开c，反应后丙中溶液变为深棕色，丁中溶液无明显变化，证明NO2也可与Fe2＋反应
D．该实验的缺陷是缺少尾气处理装置
11.某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL，平均分成两份。向其中一份中逐渐加入铜粉，最多能溶解9.6 g Cu。向另一份中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图所示(已知硝酸只被还原为NO气体)。下列分析错误的是(　　)
A．原混合酸中NO的物质的量为0.1 mol
B．OA段产生的是NO，AB段的反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，BC段产生的是氢气
C．第二份溶液中的最终溶质是FeSO4
D．稀硫酸浓度为2.5 mol·L－1
12．科学家研究发现含氮化合物和含硫化合物在形成雾霾时与大气中氨有关，转化关系如图所示：
回答下列问题：
(1)从物质分类的角度看，图中的物质属于酸性氧化物的有__________(写化学式)。
(2)写出SO2转化为SO3的化学方程式：__________________________________________。
(3)工业上合成氨的化学方程式为_______________________________________________。
(4)实验室长期保存浓硝酸需使用棕色试剂瓶，并放置在阴凉处，其原因为_______________
______________________________________________(用化学方程式表示)。
(5)氨与一氧化氮(NO)在一定条件下反应可生成对空气无污染的物质，该反应的化学方程式为______________________________________________________________________________。
13．某学习小组为探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，按如图所示装置进行实验(夹持仪器已略去)。实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO，由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。
可选药品：浓硝酸、3 mol·L－1稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳。
已知：氢氧化钠溶液不与NO反应，能与NO2反应：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O。
请回答下列问题：
(1)实验应避免有害气体排放到空气中。装置③、④、⑥中盛放的药品依次是______________。
(2)实验的具体操作：先检查装置的气密性，再加入药品，然后_______________________，最后滴加浓硝酸。
(3)装置①中发生反应的化学方程式是________________________________________。
(4)装置②的作用是______________________________________________________________，发生反应的化学方程式是________________________________________________________。
(5)该小组得出的结论所依据的实验现象是_________________________________________。
(6)实验结束后，同学们发现装置①中溶液呈绿色，而不显蓝色。甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致，而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。同学们分别设计了以下4个实验方案来判断两种看法是否正确。这些方案中可行的是________(填字母)。
a．加热该绿色溶液，观察颜色变化
b．加水稀释该绿色溶液，观察颜色变化
c．向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化
d．向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体，观察颜色变化
第26练　氮及其氧化物　硝酸
1．A　[氮的固定必须是氮气生成氮的化合物的过程，而氨气、氨基酸、硝酸盐都是氮的化合物，A符合题意。]
2．C
3．D　[D项中“滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去”，其褪色的原因可能是硝酸的强氧化性把酚酞氧化而褪色，但也有可能是硝酸与氢氧化钠发生中和反应，究竟是哪个原因，还需要实验验证，D项不准确。]
4．B　[铜丝溶解于稀HNO3，生成硝酸铜、NO和水，无色气体为NO，不会生成氢气，故A错误；NH3能使热的氧化铜产生红色物质，原理是3CuO＋2NH3N2＋3Cu ＋3H2O，说明氨气具有还原性，故B正确；N2与H2混合，在催化剂、高温、高压的条件下反应生成氨气，没有催化剂时加热反应速率慢，生成物的含量少，但不能说明N的非金属性弱，故C错误；NO2被NaOH溶液吸收，生成硝酸钠、亚硝酸钠和水，发生歧化反应，体现NO2的氧化性和还原性，没有体现酸性，故D错误。]
5．D　[NO和NO2均不属于酸性氧化物，A错误；NaOH是离子化合物，电子式为Na＋[H]－，C错误。]
6．D　[二氧化氮转化为四氧化二氮的反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，不利于NO2的吸附，故A正确；四氧化二氮被固定后，四氧化二氮的浓度减小，二氧化氮转化为四氧化二氮的平衡向正反应方向移动，故B正确；由题意可知，被固定后的四氧化二氮与氧气和水反应生成硝酸，反应的化学方程式为2N2O4＋O2＋2H2O===4HNO3，故C正确；四氧化二氮转化为硝酸时，生成1 mol硝酸，反应转移1 mol电子，则每制备0.4 mol硝酸，转移电子数约为0.4NA，即2.408×1023，故D错误。]
7．B　[浓硝酸和铜反应生成硝酸铜、水和NO2，A正确；NO2的密度比空气大，应用向上排空气法收集，即导气管应长进短出，B错误；NO2可以和NaOH溶液反应得到可溶性盐，所以可以用NaOH溶液处理尾气，C正确；试管中发生反应：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，可以使NO2充分转化为HNO3，D正确。]
8．C　[由转化关系可知，①中氮元素化合价降低被还原，发生还原反应，A错误；②中氮元素化合价升高被氧化，需要加入氧化剂才能实现，B错误；④中发生的反应为3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，则46 g二氧化氮与足量水反应，转移电子物质的量为×＝ mol，C正确；常温下，Al在浓硝酸中发生钝化，D错误。]
9．B　[B项，步骤Ⅲ中硝酸的浓度没有Ⅰ中大，因为部分硝酸转化成了一氧化氮，因此反应速率比Ⅰ快的原因不可能是c(HNO3)增大，错误；C项，由实验可知，步骤Ⅲ反应速率比Ⅰ快，说明NO2对该反应具有催化作用，正确；D项，当活塞不再移动时，再抽入空气，一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮溶于水生成硝酸，能够与铜继续反应，正确。]
10．C　[先检查装置气密性，加入药品后，为防止装置中的氧气影响实验结果，需关闭c，打开a和b，通入一段时间氮气，将装置内的空气排尽，故A正确；关闭a、c，打开b及分液漏斗活塞，浓硝酸与Cu反应生成NO2，NO2通入水中与水反应生成NO，NO进入丙和丁后，丙中含亚铁离子的溶液变为深棕色，而丁中无明显变化，说明NO与Fe2＋反应，故B正确；甲中反应一段时间后浓硝酸变稀，生成的气体中有NO，所以该操作无法证明NO2是否与Fe2＋反应，故C错误；实验中未反应的NO2和NO会污染空气，需要尾气处理装置，故D正确。]
11．A　[铁粉既能与硝酸反应，也能与硫酸反应，从题图看出OA段产生的是NO，发生的反应为Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O，AB段的反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，BC段产生的是氢气，反应为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，可知OA段NO完全反应，第二份溶液中n(NO)＝n(Fe)＝＝0.1 mol，溶液中最终溶质为FeSO4，此时反应的铁的质量是14.0 g(即0.25 mol)，故原混合酸中H2SO4浓度为＝2.5 mol·L－1，NO物质的量为0.2 mol。]
12．(1) SO2、SO3、N2O5　(2) 2SO2＋O22SO3
(3) N2＋3H22NH3　(4) 4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O　(5) 6NO＋4NH35N2＋6H2O
解析　(1)酸性氧化物是能与碱反应得到盐和水的氧化物，符合要求的有SO2、SO3和N2O5。(5)氨气中的氮为－3价，一氧化氮中的氮为＋2价，因此二者可以在一定条件下发生归中反应得到氮气：6NO＋4NH35N2＋6H2O。
13．(1)3 mol·L－1稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液　(2)打开弹簧夹，通入一段时间CO2，关闭弹簧夹，将装置⑤中的导管末端伸入倒置的烧瓶内　(3)Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O　(4)将NO2转化为NO　3NO2＋H2O===2HNO3＋NO　(5)装置③中液面上方气体仍为无色，装置④中液面上方气体由无色变为红棕色　(6)acd
解析　(1)根据装置特点和实验目的，装置⑤收集NO，装置④盛放浓硝酸，装置⑥中盛放NaOH溶液吸收NO2，因为要验证稀HNO3不能氧化NO，所以装置③中应该盛放3 mol·L－1稀硝酸。
(2)由于装置中残存的空气能氧化NO而对实验产生干扰，所以滴加浓HNO3之前需要通入一段时间的CO2赶走装置中的空气，然后将装置⑤中的导管末端伸入倒置的烧瓶内防止反应产生的NO气体逸出。
(5)NO通入稀HNO3后，若无红棕色NO2产生，说明稀HNO3不能氧化NO，所以盛放稀HNO3的装置③液面上方没有颜色变化即可说明。装置④中盛放的是浓HNO3，若浓HNO3能氧化NO，则装置④的液面上方会产生红棕色气体。
(6)要证明是Cu(NO3)2浓度过高或是溶解了NO2导致装置①中溶液呈绿色，可设计将溶解的NO2赶走(a、c方案)，再观察颜色变化，也可在饱和Cu(NO3)2溶液中通入NO2，观察比较反应前后的颜色变化(d方案)，确定是不是因为溶有NO2引起的。