第五章 第21讲　氮及其氧化物　硝酸讲义 （教师版）

第21讲　氮及其氧化物　硝酸
1．了解氮及其氧化物的主要性质及应用。2.掌握硝酸的性质及应用。
考点一　氮及其氧化物
1．氮元素的存在与氮的固定
2．氮气
(1)物理性质：无色无味的气体，密度比空气略小，难溶于水。
(2)化学性质
写出有关化学方程式：
①N2＋3MgMg3N2；
②N2＋3H22NH3；
③N2＋O22NO。
3．氮的氧化物
(1)氮有多种价态的氧化物，氮元素从＋1→＋5价都有对应的氧化物，如N2O、NO、N2O3、NO2（或N2O4）、N2O5，其中属于酸性氧化物的是N2O3、N2O5。
(2)NO和NO2的比较
性质 NO NO2
色、味、态 无色、无味的气体 红棕色、有刺激性气味的气体
溶解性 不溶于水 —
毒性 有毒，大气污染物之一 有毒，大气污染物之一
与水反应 不反应 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
与氧气反应 2NO＋O2===2NO2 不反应
　正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)固氮反应一定属于氧化还原反应。(　√　)
(2)可用向上排空气法收集NO。(　×　)
(3)NO2通入FeSO4溶液中始终无明显现象。(　×　)
(4)可用NO2与水反应制取硝酸，故NO2是酸性氧化物。(　×　)
(5)利用AgNO3、CCl4和蒸馏水均可鉴别NO2和溴蒸气。(　√　)
题组一　氮及其氧化物的性质及应用
1．下列关于氮及其化合物，说法不正确的是(　C　)
A．氮的固定是将N2转化成含氮化合物
B．氮元素在自然界中既有游离态又有化合态
C．NO和NO2都可稳定存在于空气中
D．N2既可做氧化剂又可做还原剂
解析：A项，氮的固定是将空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程，如与豆类植物共生的根瘤菌，能吸收大气中的氮气分子，将其转变成含氮化合物，正确；B项，自然界中N有游离态，如N2，也有化合态，如铵盐、硝酸盐等，正确；C项，NO不稳定，易与O2反应生成NO2，错误；D项，N2中氮元素为0价，处于氮的中间价态，化合价既可以升高又可以降低，N2既可以做氧化剂又可以做还原剂，正确。
2．下列有关氮的氧化物的说法正确的是(　D　)
A．NO和NO2混合气体的尾气可以用水吸收
B．用湿润的淀粉 KI试纸鉴别Br2(g)和NO2
C．4.6 g NO2气体中含有的分子数目为0.1NA（设NA为阿伏加德罗常数的值）
D．除去NO中混有的少量NO2气体时，可以用水洗涤后再干燥
解析：NO与水不反应，A错误；NO2也能使湿润的淀粉KI试纸变蓝，B错误；NO2与N2O4存在平衡：2NO2 N2O4，故4.6 g NO2气体中分子数目小于0.1NA，C错误；二氧化氮与水反应生成NO，用水洗涤后再干燥可除杂，D正确。
题组二　氮的氧化物与O2、H2O反应的有关计算
3．NO、NO2产生酸雨的过程如图所示：
(1)写出该循环中两步反应的化学方程式：
①2NO＋O2===2NO2；
②3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。
(2)分别写出NO或NO2与O2、H2O恰好反应完全转化为HNO3的总化学方程式：4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3、4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3。
(3)将盛有12 mL NO2和O2的混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反应后，还剩余2 mL无色气体。
①若剩余的气体是O2，则NO2、O2的体积分别是8 mL、4 mL。
②若剩余的气体是NO，则NO2、O2的体积分别是10.8 mL、1.2 mL。
解析：(3)依据NO2与H2O的反应可知，剩余气体只能是O2或NO。①若剩余O2，则按n(NO2)∶n(O2)＝4∶1知恰好反应的气体为10 mL，V(NO2)＝10 mL×＝8 mL，V(O2)＝12 mL－8 mL＝4 mL。②若剩余气体为2 mL NO，则恰好反应的气体为12 mL－2 mL×3＝6 mL，按n(NO2)∶n(O2)＝4∶1知，V(O2)＝6 mL×＝1.2 mL，V(NO2)＝12 mL－1.2 mL＝10.8 mL。
氮氧化物溶于水的问题分析
无论是单一气体(NO2)，还是NO、NO2、O2中的两者混合气体，反应的实质都是3NO2＋H2O===2HNO3＋NO、2NO＋O2===2NO2，故若有气体剩余只能是NO或O2，不可能是NO2。
(1)若NO和O2通入水中，总关系式为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3(4∶3)。
(2)若NO2和O2通入水中，总关系式为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3(4∶1)。
(3)NO2、NO、O2三种混合气体通入水中：
①可先将NO和O2转化为NO2，再按上述各种情况分别处理。
②也可先将NO2和H2O反应转化为NO，再按4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3情况处理。
考点二　硝酸
1．硝酸的物理性质
硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体。
2．硝酸的化学性质
(1)不稳定性
见光分解：4HNO32H2O＋4NO2↑＋O2↑（用化学方程式表示）。
(2)强氧化性
硝酸无论浓、稀都有强氧化性，而且浓度越大，氧化性越强。
①与金属反应
稀硝酸与铜反应：3Cu＋8HNO3（稀）===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O（用化学方程式表示）；浓硝酸与铜反应：Cu＋4HNO3（浓）===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O（用化学方程式表示）。
②与非金属反应
浓硝酸与C反应：C＋4HNO3（浓）CO2↑＋4NO2↑＋2H2O（用化学方程式表示）。
③与还原性化合物反应
硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2+等还原性物质。
稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式：3Fe2+＋4H＋＋NO===3Fe3+＋NO↑＋2H2O。
(3)与有机物反应
①硝化反应（与浓硝酸反应）：
H2O（用化学方程式表示）。
②显色反应：含有苯环的蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。
　正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)浓硝酸和氯水均用棕色试剂瓶保存，其原理相同。(　√　)
(2)可用稀硝酸与FeS固体反应制取H2S。(　×　)
(3)在酸性条件下，NO与I－、Fe2+、SO等离子均不能大量共存。(　√　)
(4)铜、木炭分别与浓硝酸反应，都体现了浓硝酸的强氧化性和酸性。(　×　)
(5)Cu在KNO3溶液和稀硫酸中均不溶解，但能溶解在其混合液中。(　√　)
题组一　硝酸的性质及应用
1．下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是(　D　)
序号 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 溶液呈红色 稀硝酸将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 铝箔插入稀硝酸中 无现象 铝箔表面被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 试纸先变红后褪色 浓硝酸具有酸性和强氧化性
A.①② B．③④
C．②③④ D．②④
解析：过量的铁粉中加入稀硝酸生成Fe2+，加入KSCN溶液时颜色不变，故①错误；浓硝酸久置变黄是因为HNO3分解产生的NO2溶于HNO3，故②正确；铝箔遇浓硝酸钝化，稀硝酸会使铝箔溶解，故③错误；浓硝酸具有酸性和强氧化性，可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色，故④正确。
2．（2024·山东临沂模拟）下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论正确的是(　C　)
① ② ③
A．由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定都是氮的氧化物
B．②中产生红棕色气体说明②中木炭与浓硝酸发生了反应
C．由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物
D．③的气体产物中检测出CO2，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应
解析：浓硝酸不稳定，受热分解生成二氧化氮、氧气和水，故A错误；C与浓硝酸反应生成二氧化氮，浓硝酸受热分解也生成二氧化氮，所以通过产生红棕色气体并不能说明是木炭与浓硝酸发生了反应，故B错误；由浓硝酸得到二氧化氮，氮元素化合价降低，发生还原反应，故C正确；木炭加热至红热，可与空气中的氧气反应生成二氧化碳，并不一定是木炭与浓硝酸发生了反应，故D错误。
题组二　硝酸与金属反应的分析与计算
3．向一定量的浓硝酸中加入过量的铜片。
(1)反应开始阶段产生红棕色气体，化学方程式为Cu＋4HNO3（浓）===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。
(2)反应进行一段时间后又产生无色气体，此时的化学方程式为3Cu＋8HNO3（稀）===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。
(3)当溶解1.92 g Cu时，若只得到NO2、NO两种气体共1.12 L（折算为标准状况），计算反应消耗HNO3的物质的量（写出计算过程）：被还原的n(HNO3)＝＝0.05 mol；反应生成n[Cu(NO3)2]＝＝0.03 mol，所以反应消耗n(HNO3)＝0.03 mol×2＋0.05 mol＝0.11 mol。
(4)等反应停止后，再加入少量的稀硫酸，这时铜片上又有气泡产生，原因是加入稀硫酸后，氢离子与原溶液中的硝酸根离子构成HNO3，又能与过量的铜反应。
4．（2024·河北五岳联盟期中）将a mol铁粉加入含b mol HNO3的硝酸中，充分反应后铁粉完全溶解，共收集到c L（折算为标准状况）的NO、NO2混合气体。下列有关说法错误的是(　B　)
A．若反应后溶液中有d mol H＋，则b＝3a＋d＋
B．若反应后产物中有Fe3+，无Fe2+，则b＝3a＋
C．若反应后产物中有Fe2+、Fe3+，则D.若反应后产物中有Fe2+，无Fe3+，则解析：铁粉中滴加少量浓硝酸反应，生成硝酸亚铁、二氧化氮和水，离子方程式为Fe＋2NO＋4H＋===Fe2+＋2NO2↑＋2H2O；铁粉中滴加过量浓硝酸反应，生成硝酸铁、二氧化氮和水，离子方程式为Fe＋3NO＋6H＋===Fe3+＋3NO2↑＋3H2O；少量铁粉加入稀硝酸中生成硝酸铁、一氧化氮和水，反应的离子方程式为Fe＋NO＋4H＋===Fe3+＋NO↑＋2H2O；过量的铁粉加入稀硝酸中的离子方程式为3Fe＋8H＋＋2NO===3Fe2+＋2NO↑＋4H2O，根据得失电子守恒、氮元素守恒结合极限法计算。若反应后溶液中有d mol H＋，硝酸剩余，只有Fe3+生成，生成Fe(NO3)3、NO、NO2，剩余d mol HNO3，根据氮元素守恒，b＝3a＋d＋，A正确；若反应后产物中只有Fe3+生成，假设生成c L（折算为标准状况）的NO气体，发生反应的离子方程式为Fe＋NO＋4H＋===Fe3+＋NO↑＋2H2O，根据氮元素守恒，则b＝3a＋，假设生成c L（折算为标准状况）的NO2气体，发生反应的离子方程式为Fe＋3NO＋6H＋===Fe3+＋3NO2↑＋3H2O，根据氮元素守恒，则b＝3a＋，当硝酸过量时大于这个值，B错误；若反应后产物中只有Fe2+，发生反应的离子方程式为3Fe＋8H＋＋2NO===3Fe2+＋2NO↑＋4H2O，b＝a，若反应后产物中只有Fe3+，发生反应的离子方程式为Fe＋3NO＋6H＋===Fe3+＋3NO2↑＋3H2O，b＝6a，所以若反应后产物中有Fe2+、Fe3+，则金属与硝酸反应分析模型
1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)（2024·浙江6月选考）HNO3见光易分解，应保存在棕色试剂瓶中。(　√　)
(2)（2022·重庆卷）1 mol SO3与1 mol NO2分别通入1 L水中可产生相同浓度的H2SO4和HNO3。(　×　)
(3)（2021·河北卷）浓硝酸和稀硝酸与Cu反应的还原产物分别为NO2和NO，故稀硝酸氧化性更强。(　×　)
(4)（2021·山东卷）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。(　×　)
2. （2023·山东卷）实验室中使用盐酸、硫酸和硝酸时，对应关系错误的是(　D　)
A．稀盐酸：配制AlCl3溶液
B．稀硫酸：蔗糖和淀粉的水解
C．稀硝酸：清洗附有银镜的试管
D．浓硫酸和浓硝酸的混合溶液：苯的磺化
解析：实验室配制AlCl3溶液时向其中加入少量的稀盐酸以抑制Al3+水解，A正确；蔗糖和淀粉的水解常采用稀硫酸作催化剂，B正确；稀硝酸具有强氧化性，能与不活泼的金属银发生反应，使之溶解，可用于清洗附有银镜的试管，C正确；苯的磺化是苯和浓硫酸共热，反应生成苯磺酸的反应，故不需要浓硝酸，D错误。
3．（2021·河北卷）硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大，但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注。下列说法正确的是(　D　)
A．NO2和SO2均为红棕色且有刺激性气味的气体，是酸雨的主要成因
B．汽车尾气中的主要大气污染物为NO、SO2和PM2.5
C．植物直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料，实现氮的固定
D．工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除
解析：SO2是无色气体，A错误；汽车尾气中含有氮氧化物、一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、含铅化合物、固体颗粒物等，B错误；植物不能直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料，NO、NO2转化为肥料也不是氮的固定，C错误；石灰(CaO)可与SO2反应生成CaSO3，故可采用石灰法脱除工业废气中的SO2，D正确。
4．（2024·湖南卷）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(　C　)
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
解析：金属铜与稀硝酸不会产生钝化，开始反应速率较慢，可能的原因是铜表面有氧化铜，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，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反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，气体颜色变浅，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，D错误。
课时作业21
（总分：60分）
一、选择题（每小题3分，共30分。每小题只有1个选项符合题意）
1．下列关于N2的说法错误的是(　C　)
A．通常情况下，N2性质很稳定，所以N2可在电焊时作保护气
B．反应N2＋O22NO是汽车尾气造成污染的主要原因之一
C．N2的质量约占空气总质量的
D．在反应3Mg＋N2Mg3N2中，N2做氧化剂
解析：N2可在电焊时作保护气，是利用氮气的稳定性，故A正确；汽车尾气造成污染的主要原因之一是N2＋O22NO，故B正确；氮气的体积约占空气总体积的，故C错误；在反应3Mg＋N2Mg3N2中，氮元素的化合价降低，得电子，即N2做氧化剂，故D正确。
2．（2025·江西井冈山大学附中期中）NO分子会污染空气。近年来，科学家发现少量的NO在生物体内许多组织中存在，它有扩张血管、提高免疫、增强记忆力的功能，而成为当前生命科学的研究热点。下列关于一氧化氮的叙述正确的是(　C　)
A．一氧化氮是酸性氧化物，会形成酸雨
B．常温、常压下，一氧化氮只能通过人工合成
C．一氧化氮为无色气体，在与O2反应中体现还原性
D．一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集
解析：能和碱反应生成盐和水的氧化物是酸性氧化物，一氧化氮和碱不反应，所以是不成盐氧化物，A错误；电闪雷鸣的雨天，N2和O2在放电条件下生成NO，N2＋O22NO，B错误；一氧化氮是一种无色气体，具有还原性，能被氧气等氧化剂氧化，氧化后产生二氧化氮，C正确；一氧化氮是一种无色、难溶于水的气体，在空气中易被氧化成红棕色的二氧化氮，故一氧化氮能用排水法收集，不能用排空气法收集，D错误。
3．下列有关硝酸化学性质的叙述中，正确的是(　D　)
A．浓、稀硝酸都能使蓝色石蕊试纸最终变为红色
B．硝酸能与FeO反应，只表现氧化性
C．硝酸可与Na2S反应制得H2S气体
D．浓硝酸因分解放出的NO2又溶解于硝酸而呈黄色
解析：硝酸是一种具有强氧化性的强酸，并且浓度越大，氧化性越强，浓硝酸可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色，故A错误；硝酸是一种强氧化性酸，可氧化许多还原性物质，因此硝酸与Na2S反应不能生成H2S，与FeO反应时表现氧化性和酸性，故B、C错误。
4．（2024·湖北圆创联盟联考）CaCN2可以作为固态氮肥，并改善土壤酸性，通过CaC2＋N2CaCN2＋C反应制备。下列说法错误的是(　A　)
A．该反应为熵增过程
B．该反应实现了氮的固定
C．该反应需在无水条件下进行
D．CN的电子式为[∶∶∶C∶∶∶]2-
解析：正反应是一个气体体积减小的反应，即该反应为熵减过程，A错误；游离态的氮转化为含氮化合物的过程为氮的固定，故该反应实现了氮的固定，B正确；由于CaC2能与水反应，故该反应需在无水条件下进行，C正确；根据原子的成键原则可知，CN的电子式为[∶∶∶C∶∶∶]2-，D正确。
5．（2025·辽宁铁岭六校期末）将铜丝伸入盛有浓硝酸的具支试管中（如图所示，夹持装置已略去）进行实验。下列说法错误的是(　D　)
A．反应进行一段时间后，具支试管中的气体可能为NO2和NO
B．铜丝绕成螺旋状的目的是增大反应物接触面积
C．反应进行一段时间后，烧杯中的溶质可能含NaNO3和NaNO2
D．该实验中浓硝酸主要体现强氧化性和脱水性
解析：浓硝酸和铜反应生成二氧化氮，随着反应进行，硝酸浓度减小，生成一氧化氮，A正确；铜丝绕成螺旋状，和硝酸接触更加充分，反应更加充分，B正确；反应开始时，为浓硝酸和铜反应生成二氧化氮，二氧化氮和氢氧化钠反应生成NaNO3和NaNO2，C正确；该实验中浓硝酸主要体现强氧化性和酸性，不体现脱水性，D错误。
6．（2025·河北沧州东光三县联考）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6 mL O2，夹住弹簧夹，直到内外大气压相同，观察整个过程。下列叙述正确的是(　A　)
A．可观察到注射器内气体由无色变成红棕色，最后变成无色
B．可观察到注射器的活塞缓缓向右移动
C．最终剩余气体体积约为14 mL
D．所得硝酸溶液的浓度约为0.07 mol·L-1
解析：NO遇氧气生成NO2，NO2为红棕色气体，溶于水生成NO，气体由红棕色变为无色，A正确；4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，该反应消耗掉全部的氧气和部分NO，注射器内气体被消耗，压强减小，活塞缓缓向左移动，B错误；由4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3可知O2完全反应，NO有剩余，剩余气体体积约为20 mL－8 mL＝12 mL，C错误；题干中并未说明气体所处状态，无法根据其体积计算其物质的量，故无法计算出生成的硝酸的浓度，D错误。
7．（2024·江西赣州模拟）为探究NO2的性质，设计了如下实验。
实验装置 实验操作及现象
①抽去毛玻璃片后，反应瓶内壁有白色固体物质生成，红棕色气体逐渐变浅，直至无色。 ②取白色固体物质溶于水，依次加入稀盐酸、BaCl2溶液，溶液中出现白色沉淀
下列说法错误的是(　C　)
A．白色固体的主要成分为SO3
B．物质的氧化性：浓硝酸>NO2>SO3
C．由实验可知，能用湿润的淀粉 KI试纸鉴别NO2与Br2(g)
D．实验后的剩余气体可用酸性KMnO4溶液处理，防止污染空气
解析：毛玻璃片左侧发生反应生成NO2，右侧发生反应生成SO2，根据现象①可知NO2与SO2反应会生成SO3和NO，因此白色固体是SO3，取白色固体物质溶于水，依次加入稀盐酸、BaCl2溶液，溶液中出现的白色沉淀为硫酸钡。由以上分析可知，故A正确；左侧浓硝酸与铜反应生成NO2，则浓硝酸的氧化性强于NO2，NO2与SO2反应生成SO3，NO2的氧化性强于SO3，故氧化性强弱顺序为浓硝酸>NO2>SO3，故B正确；NO2与Br2(g)都能将碘离子氧化为碘单质，都能使湿润的淀粉——KI试纸变蓝，无法鉴别，故C错误；酸性KMnO4溶液具有强氧化性，可以吸收NO，进行尾气处理，故D正确。
8．（2025·黑龙江齐齐哈尔联谊校期末）铁与不同密度的HNO3溶液反应时产生的含氮产物的百分含量分布如图所示。下列有关说法错误的是(　D　)
A．一般来说，不同密度的硝酸与铁反应的还原产物不是单一的
B．N2、NO、N2O、NO2都既有氧化性又有还原性
C．硝酸的密度越大，其还原产物中高价态的成分所占比例越多
D．P点处氧化剂与还原剂的物质的量之比一定为3∶2
解析：根据题图中铁与不同密度的HNO3溶液反应时产生的含氮产物的百分含量分布图可知，一般来说，不同密度的硝酸与铁反应的还原产物不是单一的，A正确；氮元素的最低化合价为－3，最高化合价为＋5，则N2、NO、N2O、NO2都既有氧化性又有还原性，B正确；结合图像可知，硝酸的密度越大，其还原产物中高价态的成分所占比例越多，C正确；P点处生成的NO2和NO的百分含量相等，则生成的NO2和NO物质的量之比为1∶1，但铁与硝酸反应生成的不一定是铁离子，也可能是亚铁离子，所以P点处氧化剂与还原剂的物质的量之比不一定为3∶2，D错误。
9．（2024·河北保定高三12月联考）利用如图装置探究铜和浓硝酸的反应，反应后溶液呈绿色{浓硝酸产生的NO2在溶液中达到饱和后呈黄色，[Cu(H2O)4]2+呈蓝色，两者混合后呈绿色}；取少量该绿色溶液①，向其中加入少量水后，溶液变为蓝色溶液②。下列有关说法错误的是(　D　)
已知：在CuCl2溶液中存在平衡[Cu(H2O)4]2+＋4Cl－ [CuCl4]2-＋4H2O。
A．加水稀释绿色溶液①，溶液中c(NO2)降低
B．浓硝酸与铜的反应中体现强氧化性的硝酸占该反应消耗的硝酸总量的50%
C．若向蓝色溶液②中加入NaCl(s)后溶液变为绿色，则[CuCl4]2-可能呈黄色
D．若平衡[Cu(H2O)4]2+＋4Cl－ [CuCl4]2-＋4H2O　ΔH>0，加热CuCl2溶液，蓝色加深
解析：加水稀释绿色溶液①，发生反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，溶液中c(NO2)降低，A正确；Cu＋4HNO3（浓）===Cu(NO3)2＋2H2O＋2NO2↑，硝酸体现强氧化性和酸性，体现强氧化性的硝酸占该反应消耗的硝酸总量的50%，B正确；蓝色溶液含[Cu(H2O)4]2+，加入NaCl(s)，增大了c(Cl－)，则[Cu(H2O)4]2+＋4Cl－ [CuCl4]2-＋4H2O，平衡正向移动，溶液变为绿色，则[CuCl4]2-可能呈黄色，和[Cu(H2O)4]2+混合后呈绿色，C正确；若平衡[Cu(H2O)4]2+＋4Cl－ [CuCl4]2-＋4H2O　ΔH>0，加热CuCl2溶液，平衡向右移动，[CuCl4]2-浓度增大，溶液蓝色变浅，D错误。
10．（2025·辽宁省实验中学期中）2.48 g铁铜合金完全溶解于80 mL 4.0 mol·L-1稀硝酸中，得到标准状况下672 mL NO气体（假设此时无其他气体产生）。下列说法正确的是(　C　)
A．取反应后溶液，滴入几滴KSCN溶液，无红色出现
B．该合金中铁与铜的物质的量之比是1∶2
C．反应后溶液（忽略溶液体积变化）中c(H＋)＝2.5 mol·L-1
D．向反应后的溶液中加入2.0 mol·L-1 NaOH溶液至金属离子恰好全部沉淀时，需加入NaOH溶液的体积是120 mL
解析：n(HNO3)＝cV＝4.0 mol·L-1×0.08 L＝0.32 mol，n(NO)＝＝＝0.03 mol，转移电子数为0.09 mol，在该氧化还原反应中硝酸成分的变化：4H＋＋NO―→2H2O＋NO↑，n(H＋)（参加反应）＝4n(NO)＝0.12 mol二、非选择题（共30分）
11．（14分）（2025·安徽合肥六校高三联考）实验室常用NaOH溶液吸收NO2尾气，探究其适宜条件原理。20 ℃时，将4 mL不同浓度NaOH溶液一次性推入40 mL NO2中，观察现象。
编号 c(NaOH) 现象
甲 2 mol·L-1 活塞自动内移，最终剩余约7 mL无色气体
乙 6 mol·L-1 活塞自动内移，最终气体全部被吸收
(1)NaOH溶液吸收NO2时生成两种钠盐，分别为NaNO2和NaNO3。
(2)检验甲中剩余气体的方法：排出大注射器中的溶液，拔下导管，吸入少量空气，气体变为红棕色。用化学方程式表示检验的反应原理是2NO＋O2===2NO2。
(3)某同学推测甲中产生无色气体的原因：局部OH－浓度过低，导致部分NO2与水反应。通过实验证明其成立：用与甲相同的装置、试剂和条件，将NO2缓慢推入NaOH溶液中，活塞自动内移，最终剩余气体小于7 mL（补全实验现象）。
(4)进一步探究NO2与水或碱反应时还原产物价态不同的原理。
【查阅资料】
ⅰ.NO2遇水时发生反应：
a．2NO2＋H2O===H＋＋NO＋HNO2。
b．2HNO2===NO↑＋NO2↑＋H2O。
ⅱ.酸性条件下，HNO2或NO可与对氨基苯磺酸发生不可逆反应，所得产物遇萘乙二胺变红，且原溶液中[c(HNO2)＋c（NO）]越大，红色越深。
【实验】将2 mL NO2推入5 mL下列试剂中，随即取出0.1 mL溶液，滴加到等量对氨基苯磺酸溶液（盐酸酸化）中，再加入等量萘乙二胺溶液，加水定容到相同体积，对比溶液颜色。
编号 试剂 溶液颜色
丙 水 溶液均呈红色，丁与戊颜色几乎相同，丙的颜色更浅
丁 6 mol·L-1 NaOH溶液
戊 酸性对氨基苯磺酸溶液
①通过实验丙和戊（填编号）对比，说明NO2遇水时发生了反应a和b。
②从化学反应速率的角度分析，NO2与水或碱反应时还原产物价态不同的原因是HNO2与碱中和的反应速率大于其分解速率。
(5)若用0 ℃的NaOH溶液重复实验甲，最终剩余约3 mL(20 ℃)无色气体。综上，用NaOH溶液吸收NO2尾气，适宜的条件是低温、浓碱、控制流速、增大气液接触面积（写出两点即可）。
解析：(1)NaOH溶液吸收NO2时，所发生反应的化学方程式为2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O，生成的两种钠盐分别为NaNO3和NaNO2。(2)吸入少量空气，气体变为红棕色，根据守恒规律不难得出生成了NO2，化学方程式表示检验的反应原理为2NO＋O2===2NO2。(3)NO2是红棕色气体，甲中产生无色气体，则为NO，验证局部OH－浓度过低，导致部分NO2与水反应而产生了NO。当缓慢推入NO2后，活塞自动内移，最终剩余气体小于7 mL，则说明可能是该原因导致的。(4)丙中是将2 mL NO2推入5 mL水中，而戊中试剂为酸性对氨基苯磺酸溶液，根据题中信息知，在酸性条件下，HNO2或NO可与对氨基苯磺酸发生不可逆反应，所得产物遇萘乙二胺变红，丙中溶液呈红色，说明NO2遇水时发生了反应a，且原溶液中[c(HNO2)＋c（NO）]越大，红色越深，再根据溶液颜色变化来看，溶液均呈红色，丁与戊颜色几乎相同，丙的颜色更浅，说明发生了反应b，导致[c(HNO2)＋c（NO）]相对减小。根据题干信息可知，NO2遇水时发生反应：a.2NO2＋H2O===H＋＋NO＋HNO2，b.2HNO2===NO↑＋NO2↑＋H2O，实验丙的颜色比实验丁的颜色浅，从化学反应速率的角度分析，NO2与水或碱反应时还原产物价态不同的原因是HNO2与碱中和的反应速率大于其分解速率。(5)用0 ℃的NaOH溶液重复实验甲，最终剩余约3 mL无色气体，可知低温是适宜条件，而实验乙中最终气体全部被吸收，可知NaOH浓度越大吸收越充分。
12．（16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③④⑥中盛放的药品依次是3 mol·L-1稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液。
(2)实验的具体操作：先检查装置的气密性，再加入药品，然后打开弹簧夹，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，最后滴加浓硝酸。
(3)装置①中发生反应的化学方程式是Cu＋4HNO3（浓）===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。
(4)装置②的作用是将NO2转化为NO，发生反应的化学方程式是3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。
(5)该小组得出的结论所依据的实验现象是装置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)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acd（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
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溶液以吸收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，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。(5)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。(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，观察比较反应后的颜色变化（d方案），确定是不是因溶有NO2引起的。