第16讲 氮及其氧化物 硝酸(基础课)
1．了解N2的性质及应用和固氮。 2．了解NO、NO2的制备及性质。 3．掌握硝酸的性质及应用。 4．掌握硝酸的守恒法计算。
氮气与氮的重要氧化物
1．自然界中氮的存在和氮的固定
2．N2的结构、性质及应用
(1)物理性质：__色、__味的气体，密度比空气略小，__溶于水。
(2)结构与化学性质
①与Mg反应：N2＋3MgMg3N2，N2表现____性。
②与H2反应：___________(写化学方程式，下同)，N2表现____性。
③与O2反应：_________，N2表现____性。
(3)下列氮气的用途叙述中，分别应用了氮气的什么性质？
①文物馆将贵重文物保存在氮气中：______。
②氮气是合成氨工业的重要原料：______。
③医疗上，液氮是常见的冷冻剂：__________________。
3．氮的氧化物的性质
(1)氮有多种价态氧化物，氮元素从＋1价至＋5价都有相应的氧化物，依次为__________________________________，其中属于酸性氧化物的有____和____，N2O俗称笑气。
(2)NO、NO2的性质比较
NO NO2
颜色 __色 ____色
毒性 ____ ____
溶解性 ____于水 易溶于水
自身转化或与O2、H2O反应 _________________、不与水反应 2NO2 N2O4、________________________
收集方法 ______ ____________
(3)NOx与碱液的反应
2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O，NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O。
NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO2)≥n(NO)，一般适用于工业尾气中NOx的处理。
(4)NOx与NH3、CO的反应
在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2)或NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2，一般适用于汽车尾气的处理)。
判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)N2NH3和NH3NO两步转化均为氮的固定。 ( )
(2)NO2与H2O反应生成HNO3，故NO2为酸性氧化物。 ( )
(3)Mg着火可以用N2灭火。 ( )
(4)氮是活泼的非金属元素，故N2的化学性质活泼。 ( )
(5)NO、CO的中毒原理均是与血红蛋白结合而中毒。 ( )
1．(人教版必修第二册内容改编)自然界中氮的循环如图所示。下列说法中错误的是( )
A．工业合成氨属于人工固氮
B．在氮的循环中不涉及氧化还原反应
C．雷电作用下N2与O2发生了化学反应
D．氧元素参与了氮循环
2．(人教版必修第二册内容改编)如图所示，在注射器里吸入20 mL NO，然后吸入5 mL水。若再吸入30 mL空气(按O2体积占计算)，夹住弹簧夹，观察现象(不考虑摩擦力)。已知常温常压下，气体摩尔体积为24.5 L·mol-1。下列叙述错误的是( )
A．最终剩余气体体积约为36 mL
B．可观察到注射器的活塞缓缓向右移动
C．可观察到注射器内气体由无色变成红棕色，最后变成无色
D．若反应前后液体体积不变，所得硝酸溶液的浓度约为0.07 mol·L-1
3．亚硝酸钙[Ca(NO2)2]是水泥混凝土外加剂的主要原料，可配制成混凝土防冻剂、钢筋阻锈剂等。利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO2)反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca(NO2)2，其部分工艺流程如图：
(1)等物质的量的NO与NO2被Ca(OH)2吸收，反应的化学方程式为____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)吸收时，采用气—液逆流接触吸收(尾气从塔底进入，石灰乳从塔顶喷淋)，其目的是______________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(3)该工艺需控制NO和NO2的物质的量之比接近1∶1，若n(NO)∶n(NO2)<1∶1，则会导致_________________________________________________；
若n(NO)∶n(NO2)>1∶1，则会导致_____________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(4)生产中需保持弱碱性，在酸性溶液中会发生分解，产物之一是NO，其反应的离子方程式为______________________________________。
NOx和O2、H2O反应的计算
(1)NO2和O2混合气体溶于水的计算：
由4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可知：
V(NO2)∶V(O2)
(2)NO与O2同时通入水中：
由4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3可知：
V(NO)∶
V(O2)
硝酸
1．硝酸的物理性质
纯净的硝酸是无色、__挥发、有______气味的液体，与H2O以任意比互溶。实验室中一般浓硝酸的浓度为69%或16 mol·L-1。
2．硝酸的化学性质
(1)不稳定性
①反应：4HNO32H2O＋4NO2↑＋O2↑。
②现象：市售浓硝酸呈黄色的原因是________________________。
③保存：浓硝酸__________________________________________。
(2)强氧化性
①与不活泼金属(Au、Pt、Ti除外)反应
稀硝酸与铜反应：___________________________________。
浓硝酸与铜反应：___________________________________。
②常温下，浓硝酸使______钝化，金属表面形成一层致密的氧化物保护膜，加热时浓硝酸与Fe、Al发生反应。
③与非金属反应
浓硝酸与C的反应：_________________________________。
④与还原性化合物反应
硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2+、FeO等还原性物质。稀硝酸与SO2、Fe2+反应的离子方程式分别为_________________________、______________________________。
①王水是指浓硝酸和浓盐酸按体积比1∶3混合而成，可以溶解金、铂等。
②一般来说，浓硝酸的还原产物为NO2，稀硝酸的还原产物为NO，当稀硝酸浓度很小，金属较活泼(如Zn、Mg)的可能生成更低价产物。
判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)(2024·河北卷)硝酸具有腐蚀性和挥发性，使用时应注意防护和通风。 ( )
(2)(2024·广东卷)由氨制硝酸，NH3→NO→NO2→HNO3，可以说明NH3和NO2均具有氧化性。 ( )
(3)(2023·新课标全国卷)常温下将铁片分别插入稀硝酸和浓硝酸中，前者产生无色气体，后者无明显现象，可以得出稀硝酸的氧化性比浓硝酸强。 ( )
(4)(2023·山东卷)稀硝酸可以清洗附有银镜的试管。 ( )
(5)含4 mol HNO3的浓硝酸与足量Cu充分反应，生成 2 mol NO2。 ( )
(6)向浓硝酸中插入红热的炭，产生红棕色气体，证明炭可与浓硝酸反应生成NO2。 ( )
(7)(2024·贵州卷)向BaCl2溶液中先通入适量SO2，无明显现象，再加入稀硝酸有白色沉淀生成，说明稀硝酸有氧化性。 ( )
硝酸的性质及探究
1．下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是( )
实验操作 现象 解释或结论
① 过量的铁粉中加入稀硝酸，充分反应后，滴入KSCN溶液 溶液不呈红色 稀硝酸不能将Fe氧化为Fe3+
② 浓硝酸久置或光照 变黄色 HNO3不稳定易分解
③ Al箔插入稀硝酸中 无现象 Al箔表面被HNO3氧化，形成致密的氧化膜
④ 用玻璃棒蘸取浓硝酸点到蓝色石蕊试纸上 试纸先变红色后褪色 浓硝酸具有酸性和强氧化性
A．①② B．③④ C．②③④ D．②④
2．(鲁科版必修第一册内容改编)实验探究是学习化学的重要方法。以下是某研究小组探究硝酸性质的实验
实验一 探究铜与浓硝酸的反应
图甲、乙均为铜与浓硝酸反应的装置
(1)铜与浓硝酸反应的化学方程式为____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)和甲装置相比，乙装置的优点是____________________________________________________________________
____________________________________________________________________、
____________________________________________________________________。
实验二 探究铜与稀硝酸的反应
研究小组通过乙装置进行实验二，但无法确定气体产物的组成，为进一步验证气体产物，设计了丙装置。
(3)如图所列装置中，可作为NO气体的收集装置的是________(填字母)。
(4)实验步骤：
①连接好仪器装置后，首先进行的操作是________________________________
____________________________________________________________________。
②将绕成螺旋状的铜丝一端插入U形管左侧胶塞内，先打开活塞A，然后从漏斗中逐渐注入稀硝酸，当U形管注满后，立即关闭活塞A，U形管中可观察到的现象为铜丝的表面有气泡生成，______________________________________。
③待反应停止后打开活塞A，U形管左边液面上升，仪器a中可观察到____________________________________________________________________。
(5)实验评价：通过实验现象，能否得出“铜与稀硝酸反应生成的气体只有NO”的结论？________(填“能”或“不能”)。说明理由：____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
硝酸的守恒法计算
3．将32 g铜与140 mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生的NO和NO2混合气体，折合为标准状况下的体积为11.2 L。请回答下列问题：
(1)NO的体积为______ L，NO2的体积为______L。
(2)参加反应的HNO3的物质的量是______。
(3)待产生的气体全部释放后，向溶液中加入V mL a mol·L-1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2+全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为________mol·L-1。
硝酸守恒法计算的思维模型
[注意] 对于反应后的溶液存在得失电子守恒：n(H＋)＋x×n(Mx＋)＝。
1．(2024·湖南卷，T7)某学生按图示方法进行实验，观察到以下实验现象：
①铜丝表面缓慢放出气泡，锥形瓶内气体呈红棕色；
②铜丝表面气泡释放速度逐渐加快，气体颜色逐渐变深；
③一段时间后气体颜色逐渐变浅，至几乎无色；
④锥形瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升，最终铜丝与液面脱离接触，反应停止。
下列说法正确的是( )
A．开始阶段铜丝表面气泡释放速度缓慢，原因是铜丝在稀硝酸中表面钝化
B．锥形瓶内出现了红棕色气体，表明铜和稀硝酸反应生成了NO2
C．红棕色逐渐变浅的主要原因是3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
D．铜丝与液面脱离接触，反应停止，原因是硝酸消耗完全
(1)题中“瓶内气体呈红棕色，且逐渐变深”的理由是
____________________________________________________________________。
(2)题中“气泡释放速度逐渐加快”的理由是____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(3)题中若改为浓硝酸，其反应的离子方程式为____________________________________________________________________
____________________________________________________________________，
相对稀硝酸，反应速率变________。
2．(2022·北京卷，T12)某MOFs多孔材料孔径大小和形状恰好将N2O4“固定”，能高选择性吸附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 N2O4平衡正向移动
C．转化为HNO3的反应是2N2O4＋O2＋2H2O===4HNO3
D．每获得0.4 mol HNO3时，转移电子的数目为6.02×1022
3．(1)(2023·湖北卷，T18节选)铜与浓硝酸反应的装置如图，仪器A的名称为____________________________________________________________________，
装置B的作用为________________。
(2)(2022·广东卷，T19节选)Cr2O3可用于NH3的催化氧化。设计从NH3出发经过3步反应制备HNO3的路线：___________________________________(用“→”表示含氮物质间的转化)；其中一个有颜色变化的反应的化学方程式为________________________________________________________。
(1)装置B中的现象为__________________________________________________，
C中若生成两种含氧酸盐，则C中反应的化学方程式为____________________________________________________________________。
(2)若A中铜片和浓硝酸反应制得物质的量为1∶1的NO和NO2的混合气体，请写出此反应的离子方程式
____________________________________________________________________。
第16讲 氮及其氧化物 硝酸(基础课)
考点一
[必备知识梳理]
1．游离 化合
2．(1)无 无 难 (2)氧化 N2＋3H22NH3 氧化 N2＋O22NO 还原 (3)稳定性 氧化性 沸点低、易汽化吸热
3．(1)N2O、NO、N2O3、NO2(或N2O4)、N2O5 N2O3 N2O5 (2)无 红棕 有毒 有毒 不溶 2NO＋O2===2NO2 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 排水法 向上排空气法
易错辨析 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)√
[关键能力提升]
1．B [工业合成氨是将N2与H2在一定条件下反应生成NH3，属于人工固氮，A项正确；氮的循环中铵盐或氨转化为亚硝酸盐、硝酸盐的过程中氮元素的化合价发生变化，涉及氧化还原反应，B项错误；雷电作用下发生反应：N2＋O22NO，C项正确；由题干中氮的循环示意图可知，氧元素参与了氮循环，D项正确。]
2．B [常温常压下，气体体积之比等于其物质的量之比，消耗的氧气为30 mL×＝6 mL，根据总反应4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3知，参与反应的一氧化氮为8 mL，最终剩余气体体积约为20 mL＋30 mL－6 mL－8 mL＝36 mL，A项正确；在注射器中发生的反应为气体分子数减小的反应，注射器内压强减小，则活塞缓缓向左移动，B项错误；一氧化氮与氧气发生反应生成二氧化氮，二氧化氮与水发生反应生成硝酸和一氧化氮，可观察到注射器内气体由无色变成红棕色，最后变成无色，C项正确；由总反应方程式，可以列出：
NO ~ HNO3
24.5 L 1 mol
8×10-3 L n
n≈3.27×10-4 mol
则硝酸的浓度c＝≈0.07 mol·L-1，D项正确。]
3．(1)NO＋NO2＋Ca(OH)2===Ca(NO2)2＋H2O
(2)使NO、NO2与石灰乳充分接触，加快吸收速率，提高吸收效率
(3)产品中含有Ca(NO3)2 NO不能完全吸收，污染空气
(4)3N＋2H+===N＋2NO↑＋H2O
考点二
[必备知识梳理]
1．易 刺激性
2．(1)HNO3分解生成的NO2溶于硝酸中 保存在棕色带有玻璃塞的试剂瓶中，置于阴凉处 (2)3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O Fe、Al C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O 3SO2＋2N＋2H2O===3S＋2NO↑＋4H+ 3Fe2+＋N＋4H+===3Fe3+＋NO↑＋2H2O
易错辨析 (1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)× (7)√
[关键能力提升]
1．D [①中，过量的Fe又把Fe3+还原为Fe2+，错误；③中，Al与稀硝酸可以反应，不发生钝化，错误。]
2．解析：(4)①连接好仪器装置后，首先进行的操作是检查装置的气密性。②关闭活塞A后，Cu与稀硝酸反应产生的NO排不出去，U形管中可观察到的现象为铜丝的表面有气泡生成，左边液面下降，右边液面上升。③待反应停止后打开活塞A，NO气体从导管排出，U形管左边气压下降，液面上升，NO进入仪器a中与O2反应生成红棕色的NO2。(5)由于NO2与水反应也生成NO，且不能确定气体中除了NO外是否还有其他气体，如N2、NH3，故通过实验现象，不能得出“铜与稀硝酸反应生成的气体只有NO”的结论。
答案：(1)Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O (2)可控制反应的进行与停止 对尾气进行处理 (3)CE (4)①检查装置的气密性 ②左边液面下降，右边液面上升 ③有红棕色气体产生 (5)不能 由于NO2与水反应也生成NO，且不能确定气体中除了NO外是否还有其他气体，如N2、NH3
3．解析：(1)根据得失电子守恒可知
可求n(NO)＝0.25 mol，n(NO2)＝0.25 mol。
(2)根据元素(N)守恒可知：n(HNO3)＝n(NO)＋n(NO2)＋2n(Cu2+)＝1.50 mol。
(3)根据得失电子守恒可知：反应后剩余的n(HNO3)＝n(H+)＝aV×10-3 mol－0.50×2 mol
可求原有HNO3：n＝(1.50＋aV×10-3－0.50×2)mol＝(aV×10-3＋0.5)mol。
答案：(1)5.6 5.6 (2)1.50 mol (3)
[高考真题 衍生变式]
1．C [金属铜在稀硝酸中不会发生钝化，开始反应速率较慢，可能的原因是铜表面有氧化铜，故A错误；由于装置内有空气，铜和稀硝酸反应生成的NO迅速被氧气氧化为红棕色的NO2，产生的NO2浓度逐渐增加，气体颜色逐渐变深，故B错误；装置内氧气逐渐被消耗，生成的NO2量逐渐达到最大值，同时装置内的NO2能与溶液中的H2O发生反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，气体颜色变浅，故C正确；由于该装置为密闭体系，生成的NO无法排出，逐渐将锥形瓶内液体压入长颈漏斗，铜丝与液面脱离接触，反应停止，故D错误。]
真题变式 (1)NO被O2氧化为NO2，反应方程式为2NO＋O2===2NO2
(2)Cu与稀硝酸的反应为放热反应，温度逐渐升高
(3)Cu＋4H+＋2N===Cu2+＋2NO2↑＋2H2O 快
2．D [NO2转化为N2O4的反应是放热反应，温度升高使平衡逆向移动而不利于NO2的吸附，A正确；“固定”N2O4即降低废气中N2O4的浓度，使2NO2 N2O4平衡正向移动，B正确；被“固定”在多孔材料上的N2O4与O2、H2O反应生成了HNO3，化学方程式为2N2O4＋O2＋2H2O===4HNO3，C正确；NO2(或N2O4)和HNO3中氮元素的化合价分别是＋4和＋5，所以每获得0.4 mol HNO3时转移0.4 mol电子，转移电子的数目为2.408×1023，D不正确。]
3．(1)具支试管 防倒吸 (2)NH3NONO2HNO3 2NO＋O2===2NO2(或3NO2＋H2O===2HNO3＋NO)
真题变式 (1)无色变为红棕色 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O (2)2Cu＋2N＋6H+===2Cu2+＋NO↑＋NO2↑＋3H2O
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第一篇 考点突破
第二部分 元素及其化合物
第四章 非金属及其化合物
第16讲 氮及其氧化物 硝酸(基础课)
1．了解N2的性质及应用和固氮。
2．了解NO、NO2的制备及性质。
3．掌握硝酸的性质及应用。
4．掌握硝酸的守恒法计算。
考点一 氮气与氮的重要氧化物
1．自然界中氮的存在和氮的固定
游离
化合
2．N2的结构、性质及应用
(1)物理性质：__色、__味的气体，密度比空气略小，__溶于水。
(2)结构与化学性质
无
无
难
①与Mg反应：N2＋3MgMg3N2，N2表现____性。
②与H2反应：_________________________(写化学方程式，下同)，N2表现____性。
③与O2反应：________________________，N2表现____性。
N2＋3H2 2NH3
氧化
氧化
N2＋O22NO
还原
(3)下列氮气的用途叙述中，分别应用了氮气的什么性质？
①文物馆将贵重文物保存在氮气中：______。
②氮气是合成氨工业的重要原料：______。
③医疗上，液氮是常见的冷冻剂：__________________。
稳定性
氧化性
沸点低、易汽化吸热
3．氮的氧化物的性质
(1)氮有多种价态氧化物，氮元素从＋1价至＋5价都有相应的氧化物，依次为_____________________________________，其中属于酸性氧化物的有______和_______，N2O俗称笑气。
N2O、NO、N2O3、NO2(或N2O4)、N2O5
N2O3
N2O5
(2)NO、NO2的性质比较
NO NO2
颜色 _____色 ______色
毒性 _______ ______
溶解性 ______于水 易溶于水
自身转化或与O2、H2O反应 __________________、不与水反应 2NO2 N2O4、____________
______________
收集方法 ______ ____________
红棕
无
有毒
有毒
不溶
2NO＋O2===2NO2
3NO2＋H2O
===2HNO3＋NO
排水法
向上排空气法
(3)NOx与碱液的反应
2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O，NO2＋NO＋2NaOH
===2NaNO2＋H2O。
NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO2)≥n(NO)，一般适用于工业尾气中NOx的处理。
(4)NOx与NH3、CO的反应
在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2)或NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2，一般适用于汽车尾气的处理)。
判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)N2NH3和NH3NO两步转化均为氮的固定。 ( )
(2)NO2与H2O反应生成HNO3，故NO2为酸性氧化物。 ( )
(3)Mg着火可以用N2灭火。 ( )
(4)氮是活泼的非金属元素，故N2的化学性质活泼。 ( )
(5)NO、CO的中毒原理均是与血红蛋白结合而中毒。 ( )
×
×
×
×
√
1．(人教版必修第二册内容改编)自然界中氮的循环如图所示。下列说法中错误的是( )
A．工业合成氨属于人工固氮
B．在氮的循环中不涉及氧化还原反应
C．雷电作用下N2与O2发生了化学反应
D．氧元素参与了氮循环
√
B [工业合成氨是将N2与H2在一定条件下反应生成NH3，属于人工固氮，A项正确；氮的循环中铵盐或氨转化为亚硝酸盐、硝酸盐的过程中氮元素的化合价发生变化，涉及氧化还原反应，B项错误；雷电作用下发生反应：N2＋O22NO，C项正确；由题干中氮的循环示意图可知，氧元素参与了氮循环，D项正确。]
2．(人教版必修第二册内容改编)如图所示，在注射器里吸入20 mL NO，然后吸入5 mL水。若再吸入30 mL空气(按O2体积占计算)，夹住弹簧夹，观察现象(不考虑摩擦力)。已知常温常压下，气体摩尔体积为
24.5 L·mol-1。下列叙述错误的是( )
A．最终剩余气体体积约为36 mL
B．可观察到注射器的活塞缓缓向右移动
C．可观察到注射器内气体由无色变成红棕色，最后变成无色
D．若反应前后液体体积不变，所得硝酸溶液的浓度约为0.07 mol·L-1
√
B [常温常压下，气体体积之比等于其物质的量之比，消耗的氧气为30 mL
×＝6 mL，根据总反应4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3知，参与反应的一氧化氮为8 mL，最终剩余气体体积约为20 mL＋30 mL－6 mL－8 mL＝36 mL，A项正确；在注射器中发生的反应为气体分子数减小的反应，注射器内压强减小，则活塞缓缓向左移动，B项错误；一氧化氮与氧气发生反应生成二氧化氮，二氧化氮与水发生反应生成硝酸和一氧化氮，可观察到注射器内气体由无色变成红棕色，最后变成无色，C项正确；由总反应方程式，可以列出：
NO ～ HNO3
24.5 L 1 mol
8×10-3 L n
n≈3.27×10-4 mol
则硝酸的浓度c＝＝≈0.07 mol·L-1，D项正确。]
3．亚硝酸钙[Ca(NO2)2]是水泥混凝土外加剂的主要原料，可配制成混凝土防冻剂、钢筋阻锈剂等。利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO2)反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca(NO2)2，其部分工艺流程如图：
(1)等物质的量的NO与NO2被Ca(OH)2吸收，反应的化学方程式为
_________________________________________________________。
(2)吸收时，采用气—液逆流接触吸收(尾气从塔底进入，石灰乳从塔顶喷淋)，其目的是________________________________________
__________________。
(3)该工艺需控制NO和NO2的物质的量之比接近1∶1，若n(NO)∶n(NO2)<1∶1，则会导致__________________________；
若n(NO)∶n(NO2)>1∶1，则会导致__________________________。
NO＋NO2＋Ca(OH)2===Ca(NO2)2＋H2O
使NO、NO2与石灰乳充分接触，加快吸收速
率，提高吸收效率
产品中含有Ca(NO3)2
NO不能完全吸收，污染空气
(4)生产中需保持弱碱性，在酸性溶液中会发生分解，产物之一是NO，其反应的离子方程式为_______________________________。
＋2H＋===＋2NO↑＋H2O
NOx和O2、H2O反应的计算
(1)NO2和O2混合气体溶于水的计算：
由4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可知：
V(NO2)∶V(O2)
(2)NO与O2同时通入水中：
由4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3可知：
V(NO)∶V(O2)
考点二 硝酸
1．硝酸的物理性质
纯净的硝酸是无色、__挥发、有______气味的液体，与H2O以任意比互溶。实验室中一般浓硝酸的浓度为69%或16 mol·L-1。
易
刺激性
2．硝酸的化学性质
(1)不稳定性
①反应：4HNO32H2O＋4NO2↑＋O2↑。
②现象：市售浓硝酸呈黄色的原因是__________________________
_________。
③保存：浓硝酸__________________________________________。
HNO3分解生成的NO2溶于
硝酸中
保存在棕色带有玻璃塞的试剂瓶中，置于阴凉处
(2)强氧化性
①与不活泼金属(Au、Pt、Ti除外)反应
稀硝酸与铜反应：_________________________________________。
浓硝酸与铜反应：_________________________________________。
②常温下，浓硝酸使_________钝化，金属表面形成一层致密的氧化物保护膜，加热时浓硝酸与Fe、Al发生反应。
3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
Fe、Al
③与非金属反应
浓硝酸与C的反应：________________________________________。
④与还原性化合物反应
硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2+、FeO等还原性物质。稀硝酸与SO2、Fe2+反应的离子方程式分别为______________________
____________________、____________________________________。
C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O
3SO2＋2N＋2H2O===
3S＋2NO↑＋4H+
3Fe2+＋N＋4H+===3Fe3+＋NO↑＋2H2O
①王水是指浓硝酸和浓盐酸按体积比1∶3混合而成，可以溶解金、铂等。
②一般来说，浓硝酸的还原产物为NO2，稀硝酸的还原产物为NO，当稀硝酸浓度很小，金属较活泼(如Zn、Mg)的可能生成更低价产物。
判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)(2024·河北卷)硝酸具有腐蚀性和挥发性，使用时应注意防护和通风。 ( )
(2)(2024·广东卷)由氨制硝酸，NH3→NO→NO2→HNO3，可以说明NH3和NO2均具有氧化性。 ( )
(3)(2023·新课标全国卷)常温下将铁片分别插入稀硝酸和浓硝酸中，前者产生无色气体，后者无明显现象，可以得出稀硝酸的氧化性比浓硝酸强。 ( )
√
×
×
(4)(2023·山东卷)稀硝酸可以清洗附有银镜的试管。 ( )
(5)含4 mol HNO3的浓硝酸与足量Cu充分反应，生成 2 mol NO2。
( )
(6)向浓硝酸中插入红热的炭，产生红棕色气体，证明炭可与浓硝酸反应生成NO2。 ( )
(7)(2024·贵州卷)向BaCl2溶液中先通入适量SO2，无明显现象，再加入稀硝酸有白色沉淀生成，说明稀硝酸有氧化性。 ( )
√
×
×
√
考向1 硝酸的性质及探究
1．下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是( )
实验操作 现象 解释或结论
① 过量的铁粉中加入稀硝酸，充分反应后，滴入KSCN溶液 溶液不呈红色 稀硝酸不能将Fe氧化为Fe3+
② 浓硝酸久置或光照 变黄色 HNO3不稳定易分解
A．①② B．③④ C．②③④ D．②④
√
实验操作 现象 解释或结论
③ Al箔插入稀硝酸中 无现象 Al箔表面被HNO3氧化，形成致密的氧化膜
④ 用玻璃棒蘸取浓硝酸点到蓝色石蕊试纸上 试纸先变红色后褪色 浓硝酸具有酸性和强氧化性
D [①中，过量的Fe又把Fe3+还原为Fe2+，错误；③中，Al与稀硝酸可以反应，不发生钝化，错误。]
2．(鲁科版必修第一册内容改编)实验探究是学习化学的重要方法。以下是某研究小组探究硝酸性质的实验
实验一 探究铜与浓硝酸的反应
图甲、乙均为铜与浓硝酸反应的装置
(1)铜与浓硝酸反应的化学方程式为
_________________________________________________________。
(2)和甲装置相比，乙装置的优点是__________________________、
_________________________________________________________。
Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
可控制反应的进行与停止
对尾气进行处理
实验二 探究铜与稀硝酸的反应
研究小组通过乙装置进行实验二，但无法确定气体产物的组成，为进一步验证气体产物，设计了丙装置。
(3)如图所列装置中，可作为NO气体的收集装置的是________(填字母)。
CE
(4)实验步骤：
①连接好仪器装置后，首先进行的操作是____________________。
②将绕成螺旋状的铜丝一端插入U形管左侧胶塞内，先打开活塞A，然后从漏斗中逐渐注入稀硝酸，当U形管注满后，立即关闭活塞A，U形管中可观察到的现象为铜丝的表面有气泡生成，_________________________________。
③待反应停止后打开活塞A，U形管左边液面上升，仪器a中可观察到__________________________。
检查装置的气密性
左边液面下降，右边液面上升
有红棕色气体产生
(5)实验评价：通过实验现象，能否得出“铜与稀硝酸反应生成的气体只有NO”的结论？________(填“能”或“不能”)。说明理由：___________________________________________________________
_________________________________________________________。
不能
由于NO2与水反应也生成NO，且不能确定气体中除了NO外是否还有其他气体，如N2、NH3
[解析] (4)①连接好仪器装置后，首先进行的操作是检查装置的气密性。②关闭活塞A后，Cu与稀硝酸反应产生的NO排不出去，U形管中可观察到的现象为铜丝的表面有气泡生成，左边液面下降，右边液面上升。③待反应停止后打开活塞A，NO气体从导管排出，U形管左边气压下降，液面上升，NO进入仪器a中与O2反应生成红棕色的NO2。(5)由于NO2与水反应也生成NO，且不能确定气体中除了NO外是否还有其他气体，如N2、NH3，故通过实验现象，不能得出“铜与稀硝酸反应生成的气体只有NO”的结论。
考向2 硝酸的守恒法计算
3．将32 g铜与140 mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生的NO和NO2混合气体，折合为标准状况下的体积为11.2 L。请回答下列问题：
(1)NO的体积为______ L，NO2的体积为______L。
(2)参加反应的HNO3的物质的量是_________。
(3)待产生的气体全部释放后，向溶液中加入V mL a mol·L-1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2+全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为______________mol·L-1。
5.6
5.6
1.50 mol
[解析] (1)根据得失电子守恒可知
可求n(NO)＝0.25 mol，n(NO2)＝0.25 mol。
(2)根据元素(N)守恒可知：n(HNO3)＝n(NO)＋n(NO2)＋2n(Cu2+)＝1.50 mol。
(3)根据得失电子守恒可知：反应后剩余的n(HNO3)＝n(H＋)＝aV×10-3 mol－0.50×2 mol
可求原有HNO3：n＝(1.50＋aV×10-3－0.50×2)mol＝(aV×10-3＋0.5)mol。
硝酸守恒法计算的思维模型
[注意] 对于反应后的溶液存在得失电子守恒：n(H＋)＋x×n(Mx＋)＝。
高考真题 衍生变式
1．(2024·湖南卷，T7)某学生按图示方法进行实验，观察到以下实验现象：
①铜丝表面缓慢放出气泡，锥形瓶内气体呈红棕色；
②铜丝表面气泡释放速度逐渐加快，气体颜色逐渐变深；
③一段时间后气体颜色逐渐变浅，至几乎无色；
④锥形瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升，
最终铜丝与液面脱离接触，反应停止。
下列说法正确的是( )
A．开始阶段铜丝表面气泡释放速度缓慢，原因是铜丝在稀硝酸中表面钝化
B．锥形瓶内出现了红棕色气体，表明铜和稀硝酸反应生成了NO2
C．红棕色逐渐变浅的主要原因是3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
D．铜丝与液面脱离接触，反应停止，原因是硝酸消耗完全
√
C [金属铜在稀硝酸中不会发生钝化，开始反应速率较慢，可能的原因是铜表面有氧化铜，故A错误；由于装置内有空气，铜和稀硝酸反应生成的NO迅速被氧气氧化为红棕色的NO2，产生的NO2浓度逐渐增加，气体颜色逐渐变深，故B错误；装置内氧气逐渐被消耗，生成的NO2量逐渐达到最大值，同时装置内的NO2能与溶液中的H2O发生反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，气体颜色变浅，故C正确；由于该装置为密闭体系，生成的NO无法排出，逐渐将锥形瓶内液体压入长颈漏斗，铜丝与液面脱离接触，反应停止，故D错误。]
(1)题中“瓶内气体呈红棕色，且逐渐变深”的理由是____________
_________________________________________________________。
(2)题中“气泡释放速度逐渐加快”的理由是____________________
_________________________________________________________。
(3)题中若改为浓硝酸，其反应的离子方程式为__________________
_________________________________________________________，
相对稀硝酸，反应速率变________。
NO被O2氧
化为NO2，反应方程式为2NO＋O2===2NO2
Cu与稀硝酸的反应为
放热反应，温度逐渐升高
===Cu2+＋2NO2↑＋2H2O
快
2．(2022·北京卷，T12)某MOFs多孔材料孔径大小和形状恰好将N2O4“固定”，能高选择性吸附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 N2O4平衡正向移动
C．转化为HNO3的反应是2N2O4＋O2＋2H2O===4HNO3
D．每获得0.4 mol HNO3时，转移电子的数目为6.02×1022
√
D [NO2转化为N2O4的反应是放热反应，温度升高使平衡逆向移动而不利于NO2的吸附，A正确；“固定”N2O4即降低废气中N2O4的浓度，使2NO2 N2O4平衡正向移动，B正确；被“固定”在多孔材料上的N2O4与O2、H2O反应生成了HNO3，化学方程式为2N2O4＋O2＋2H2O===4HNO3，C正确；NO2(或N2O4)和HNO3中氮元素的化合价分别是＋4和＋5，所以每获得0.4 mol HNO3时转移0.4 mol电子，转移电子的数目为2.408×1023，D不正确。]
3．(1)(2023·湖北卷，T18节选)铜与浓硝酸反应的装置如图，仪器A的名称为_______________，装置B的作用为________________。
具支试管
防倒吸
(2)(2022·广东卷，T19节选)Cr2O3可用于NH3的催化氧化。设计从NH3出发经过3步反应制备HNO3的路线：_______________________
__________________(用“→”表示含氮物质间的转化)；其中一个有颜色变化的反应的化学方程式为____________________________
________________________。
NH3NO
NO2HNO3
2NO＋O2===2NO2(或3NO2＋
H2O===2HNO3＋NO)
(1)装置B中的现象为_______________________________________，
C中若生成两种含氧酸盐，则C中反应的化学方程式为_________________________________________________________。
(2)若A中铜片和浓硝酸反应制得物质的量为1∶1的NO和NO2的混合气体，请写出此反应的离子方程式___________________________
_________________________________________________________。
无色变为红棕色
2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O
＋6H＋===
2Cu2+＋NO↑＋NO2↑＋3H2O
课时数智作业(十六) 氮及其氧化物 硝酸
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
(每小题只有一个选项正确，每小题3分，共18分)
1．(2025·广州模拟)部分含氮物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列说法正确的是( )
A．工业上利用a→b→c→d的转化制硝酸
B．b常温下可转化为c，实现氮的固定
C．常温下d的浓溶液可保存在铝制容器中
D．e的水溶液一定呈中性
√
(建议用时：40分钟 总分：50分)
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
C [根据N元素化合价及物质类别可得，a为单质，即a为N2，b为氧化物，且N的化合价为＋2价，即b为NO，c为＋4价N的氧化物，即c可以为NO2，也可以是N2O4，d为＋5价N的酸，即d为HNO3，e为硝酸盐。工业制备硝酸是将氨气催化氧化制备NO后再进一步制备硝酸，而不用氮气制备NO，A错误；氮的固定是将氮元素由游离态转变为化合态，NO转变为NO2不属于氮的固定，B错误；浓硝酸能使铝钝化，常温下可以盛放在铝制容器中，C正确；e为硝酸盐，其溶液不一定呈中性，例如硝酸铵溶液由于铵根离子水解，溶液显酸性，D错误。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
2．下列有关氮的氧化物的说法正确的是( )
A．NO和NO2混合气体的尾气可以用水吸收
B．4.6 g NO2和N2O4混合气体中含有的氧原子数目小于0.2NA
C．用湿润的淀粉-KI试纸鉴别Br2(g)和NO2
D．除去NO中混有的少量NO2气体时，可以用水洗涤后再干燥
√
D [NO与水不反应，A错误；根据元素守恒，可按NO2计算，含有的氧原子数目为0.2NA，不受平衡影响，B错误；NO2也能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝，C错误。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
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
√
D [HNO3与NaOH发生中和反应，碱性消失，红色褪去，D错误。]
题号
1
3
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2
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6
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7
9
4．(2025·烟台模拟)实验室通过反应：2NO＋Na2O2===2NaNO2制备NaNO2。下列实验装置不能达到实验目的的是( )
√
A．用装置甲制备NO B．用装置乙干燥NO
C．用装置丙制备NaNO2 D．用装置丁处理尾气
题号
1
3
5
2
4
6
8
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9
D [甲中利用稀硝酸和碳酸钙反应生成的CO2先排尽装置中的空气，然后用Cu与稀硝酸反应制备NO，A不符合题目要求；装置乙中碱石灰可干燥NO，B不符合题目要求；丙中发生2NO＋Na2O2===2NaNO2，C不符合题目要求；丁中吸收尾气的导气管需伸入液面以下，而且NO与氧气反应的用量不好控制与操作，多余的NO可能会从支管口逸出，不能达到尾气处理的目的，D符合题目要求。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
5．(2024·揭阳模拟)将铜丝插入浓硝酸中进行如图所示的实验，下列说法正确的是( )
A．装置a中出现红棕色气体，只体现
HNO3的酸性
B．一段时间后抽出铜丝，向装置b注
入水，b中气体红棕色变浅
C．注入水后装置b中铜片表面产生气泡，说明Cu与硝酸生成H2
D．装置c用NaOH溶液吸收尾气，说明NO和NO2均是酸性氧化物
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
B [铜与浓硝酸反应生成红棕色二氧化氮气体和硝酸铜，体现了硝酸的强氧化性和酸性，A错误；一段时间后抽出铜丝，向装置b注入水，二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮，b中气体红棕色变浅，B正确；注入水后装置b中铜片表面产生气泡，Cu与稀硝酸反应生成NO气体，C错误；酸性氧化物是指和水反应只能生成对应价态的酸，或和碱反应只能生成一种盐和水的氧化物，NO和NO2均不是酸性氧化物，D错误。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
6．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( )
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
A．先检查装置气密性，加入试剂后，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
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
C [先检查装置气密性，加入试剂后，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。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
7．(8分)某同学欲探究浓硫酸、稀硫酸、浓硝酸、稀硝酸分别与铜反应的实验中的有关问题。
(1)分别向盛有等量铜片的四支试管中加入等体积的①浓硫酸、②稀硫酸、③浓硝酸、④稀硝酸，能观察到发生剧烈反应的是______；开始不反应，加热后发生反应的是______；加热也不发生反应的是______；能缓慢发生反应或微热时能发生反应的是______，反应的离子方程式为________________________________________。(6分)
③
①
②
④
===3Cu2+＋2NO↑＋4H2O
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
(2)先将铜与浓硫酸反应产生的气体X持续通入如图装置中，一段时间后再将铜与浓硝酸反应产生的大量气体Y也持续通入该装置中，可观察到的现象包括______(填字母)。(2分)
a．通入X气体后先产生白色沉淀后溶解
b．通入X气体后溶液中无明显现象
c．通入Y气体后有沉淀产生
ac
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
[解析] (1)根据铜与浓硫酸、浓硝酸、稀硝酸、稀硫酸是否发生反应及反应现象进行解答；铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，据此写出反应的离子方程式。(2)铜与浓硫酸反应生成二氧化硫、铜与浓硝酸反应生成二氧化氮，根据二氧化氮、二氧化硫与氢氧化钡的反应现象进行解答。
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
8．(10分)(人教版第二册内容改编)非金属单质A经如图所示的过程可转化为含氧酸D，已知D为强酸。请回答下列问题。
ABCD
(1)若A在常温下为固体，B是能使品红溶液褪色的有刺激性气味的无色气体。
①D的化学式是________。
②在工业生产中，B气体大量排放，被雨水吸收后形成的________会污染环境。(2分)
H2SO4
酸雨
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
(2)若A在常温下为气体，C是红棕色的气体。
①A、C的化学式分别是________、________。
②D的浓溶液在常温下可与铜反应并生成C气体，该反应的化学方程式为__________________________________________________；
此反应，D体现的性质为___________________________________。
③含4 mol D的浓溶液与足量Cu反应，生成NO2的物质的量总少于
2 mol 的理由是_____________________________________________
________________________________________________。(8分)
N2
NO2
Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
酸性和强氧化性
随着反应的进行，浓硝酸逐渐变稀，Cu与稀硝酸反应生成NO，不再生成NO2
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
9．(14分)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。
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
可选试剂：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中盛放的试剂依次是___________________________________________。(3分)
3 mol·L-1稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
(2)实验的具体操作：先检查装置的气密性，再加入试剂，然后__________________________________________________________
_______________________，最后滴加浓硝酸。(3分)
(3)装置②的作用是___________________________________，
发生反应的化学方程式是__________________________。(3分)
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
将NO2转化为NO
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
(4)该小组得出的结论所依据的实验现象是_____________________
_________________________________________________。(2分)
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
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
(5)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)。(3分)
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
acd
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
[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，因为要验证稀硝酸不能氧化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，所以滴加浓硝酸之前需要通入一段时间的CO2赶走装置中的空气，同时也需将装置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。(4)NO通过稀硝酸后，若无红棕色NO2产生，说明稀硝酸不能氧化NO，所以盛放稀硝酸的装置③液面上方没有颜色变化即可说明。装置④中盛放的是浓硝酸，若浓硝酸能氧化NO，则装置④的液面上方会产生红棕色气体。(5)要证明是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，观察比较反应后的颜色变化(d方案)。
谢 谢 ！课时数智作业(十六) 氮及其氧化物 硝酸
(建议用时：40分钟 总分：50分)
(每小题只有一个选项正确，每小题3分，共18分)
1．(2025·广州模拟)部分含氮物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列说法正确的是( )
A．工业上利用a→b→c→d的转化制硝酸
B．b常温下可转化为c，实现氮的固定
C．常温下d的浓溶液可保存在铝制容器中
D．e的水溶液一定呈中性
2．下列有关氮的氧化物的说法正确的是( )
A．NO和NO2混合气体的尾气可以用水吸收
B．4.6 g NO2和N2O4混合气体中含有的氧原子数目小于0.2NA
C．用湿润的淀粉-KI试纸鉴别Br2(g)和NO2
D．除去NO中混有的少量NO2气体时，可以用水洗涤后再干燥
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．(2025·烟台模拟)实验室通过反应：2NO＋Na2O2===2NaNO2制备NaNO2。下列实验装置不能达到实验目的的是( )
A．用装置甲制备NO B．用装置乙干燥NO
C．用装置丙制备NaNO2 D．用装置丁处理尾气
5．(2024·揭阳模拟) 将铜丝插入浓硝酸中进行如图所示的实验，下列说法正确的是( )
A．装置a中出现红棕色气体，只体现HNO3的酸性
B．一段时间后抽出铜丝，向装置b注入水，b中气体红棕色变浅
C．注入水后装置b中铜片表面产生气泡，说明Cu与硝酸生成H2
D．装置c用NaOH溶液吸收尾气，说明NO和NO2均是酸性氧化物
6．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，加入试剂后，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
7．(8分)某同学欲探究浓硫酸、稀硫酸、浓硝酸、稀硝酸分别与铜反应的实验中的有关问题。
(1)分别向盛有等量铜片的四支试管中加入等体积的①浓硫酸、②稀硫酸、③浓硝酸、④稀硝酸，能观察到发生剧烈反应的是________；开始不反应，加热后发生反应的是________；加热也不发生反应的是________；能缓慢发生反应或微热时能发生反应的是________，反应的离子方程式为_________________________
_____________________________________________________________。(6分)
(2)先将铜与浓硫酸反应产生的气体X持续通入如图装置中，一段时间后再将铜与浓硝酸反应产生的大量气体Y也持续通入该装置中，可观察到的现象包括______(填字母)。(2分)
a．通入X气体后先产生白色沉淀后溶解
b．通入X气体后溶液中无明显现象
c．通入Y气体后有沉淀产生
8．(10分)(人教版第二册内容改编)非金属单质A经如图所示的过程可转化为含氧酸D，已知D为强酸。请回答下列问题。
ABCD
(1)若A在常温下为固体，B是能使品红溶液褪色的有刺激性气味的无色气体。
①D的化学式是________。
②在工业生产中，B气体大量排放，被雨水吸收后形成的________会污染环境。(2分)
(2)若A在常温下为气体，C是红棕色的气体。
①A、C的化学式分别是________、________。
②D的浓溶液在常温下可与铜反应并生成C气体，该反应的化学方程式为____________________________________________________________________
____________________________________________________________________；
此反应，D体现的性质为_______________________________________________。
③含4 mol D的浓溶液与足量Cu反应，生成NO2的物质的量总少于2 mol 的理由是______________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。(8分)
9．(14分)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。
可选试剂：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中盛放的试剂依次是____________________________________________________________________
_____________________________________________________________。(3分)
(2)实验的具体操作：先检查装置的气密性，再加入试剂，然后____________________________________________________________________
____________________________________________________________________，
最后滴加浓硝酸。(3分)
(3)装置②的作用是___________________________________________________，
发生反应的化学方程式是______________________________________________
____________________________________________________________________。(3分)
(4)该小组得出的结论所依据的实验现象是____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。(2分)
(5)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)。(3分)
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
课时数智作业(十六)
1．C [根据N元素化合价及物质类别可得，a为单质，即a为N2，b为氧化物，且N的化合价为＋2价，即b为NO，c为＋4价N的氧化物，即c可以为NO2，也可以是N2O4，d为＋5价N的酸，即d为HNO3，e为硝酸盐。工业制备硝酸是将氨气催化氧化制备NO后再进一步制备硝酸，而不用氮气制备NO，A错误；氮的固定是将氮元素由游离态转变为化合态，NO转变为NO2不属于氮的固定，B错误；浓硝酸能使铝钝化，常温下可以盛放在铝制容器中，C正确；e为硝酸盐，其溶液不一定呈中性，例如硝酸铵溶液由于铵根离子水解，溶液显酸性，D错误。]
2．D [NO与水不反应，A错误；根据元素守恒，可按NO2计算，含有的氧原子数目为0.2NA，不受平衡影响，B错误；NO2也能使湿润的淀粉 KI试纸变蓝，C错误。]
3．D [HNO3与NaOH发生中和反应，碱性消失，红色褪去，D错误。]
4．D [甲中利用稀硝酸和碳酸钙反应生成的CO2先排尽装置中的空气，然后用Cu与稀硝酸反应制备NO，A不符合题目要求；装置乙中碱石灰可干燥NO，B不符合题目要求；丙中发生2NO＋Na2O2===2NaNO2，C不符合题目要求；丁中吸收尾气的导气管需伸入液面以下，而且NO与氧气反应的用量不好控制与操作，多余的NO可能会从支管口逸出，不能达到尾气处理的目的，D符合题目要求。]
5．B [铜与浓硝酸反应生成红棕色二氧化氮气体和硝酸铜，体现了硝酸的强氧化性和酸性，A错误；一段时间后抽出铜丝，向装置b注入水，二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮，b中气体红棕色变浅，B正确；注入水后装置b中铜片表面产生气泡，Cu与稀硝酸反应生成NO气体，C错误；酸性氧化物是指和水反应只能生成对应价态的酸，或和碱反应只能生成一种盐和水的氧化物，NO和NO2均不是酸性氧化物，D错误。]
6．C [先检查装置气密性，加入试剂后，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。]
7．解析：(1)根据铜与浓硫酸、浓硝酸、稀硝酸、稀硫酸是否发生反应及反应现象进行解答；铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，据此写出反应的离子方程式。(2)铜与浓硫酸反应生成二氧化硫、铜与浓硝酸反应生成二氧化氮，根据二氧化氮、二氧化硫与氢氧化钡的反应现象进行解答。
答案：(1)③ ① ② ④ 3Cu＋8H+＋2N===3Cu2+＋2NO↑＋4H2O (2)ac
8．(1)①H2SO4 ②酸雨 (2)①N2 NO2 ②Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 酸性和强氧化性 ③随着反应的进行，浓硝酸逐渐变稀，Cu与稀硝酸反应生成NO，不再生成NO2
9．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，因为要验证稀硝酸不能氧化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，所以滴加浓硝酸之前需要通入一段时间的CO2赶走装置中的空气，同时也需将装置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。(4)NO通过稀硝酸后，若无红棕色NO2产生，说明稀硝酸不能氧化NO，所以盛放稀硝酸的装置③液面上方没有颜色变化即可说明。装置④中盛放的是浓硝酸，若浓硝酸能氧化NO，则装置④的液面上方会产生红棕色气体。(5)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，观察比较反应后的颜色变化(d方案)。
答案：(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)将NO2转化为NO 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO (4)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 (5)acd
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