資源簡(jiǎn)介

中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺(tái)
第20講　硝酸　含氮物質(zhì)的轉(zhuǎn)化
【備考目標(biāo)】　1.掌握硝酸的性質(zhì)及應(yīng)用。2.能從物質(zhì)類別、氮的化合價(jià)變化理解氮及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系。3．能從含氮物質(zhì)的性質(zhì)和轉(zhuǎn)化的視角解釋生產(chǎn)、生活中的相關(guān)現(xiàn)象。
考點(diǎn)1　硝酸
硝酸是無(wú)色、易揮發(fā)的液體，有刺激性氣味，能與水以任意比例混溶。
1．不穩(wěn)定性
反應(yīng)：4HNO3(濃)2H2O＋4NO2↑＋O2↑。
(1)市售濃硝酸呈黃色的原因是硝酸分解產(chǎn)生的NO2溶于其中。
(2)硝酸保存在棕色試劑瓶中，置于冷暗處，瓶塞不能用橡膠塞。
2．強(qiáng)氧化性
硝酸無(wú)論濃、稀都有強(qiáng)氧化性，而且濃度越大，氧化性越強(qiáng)。
(1)與金屬反應(yīng)
①常溫下，濃硝酸使鐵、鋁鈍化；
②稀硝酸與銅反應(yīng)：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O；
③濃硝酸與銅反應(yīng)：Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。
(2)與非金屬反應(yīng)
如濃硝酸與C的反應(yīng)：C＋4HNO3(濃)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。
(3)與還原性化合物反應(yīng)
硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2＋等還原性物質(zhì)。
稀硝酸與FeSO4溶液反應(yīng)的離子方程式為3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。
3．與有機(jī)物反應(yīng)
(1)硝化反應(yīng)(與反應(yīng))：；
(2)顯色反應(yīng)：含有苯基的蛋白質(zhì)遇到濃硝酸時(shí)變黃色。
[注意]　①濃硝酸能使紫色石蕊溶液先變紅，后褪色，該反應(yīng)過(guò)程中濃硝酸表現(xiàn)出強(qiáng)酸性和強(qiáng)氧化性。②常溫下，鐵、鋁遇濃硝酸能發(fā)生“鈍化”，并非不反應(yīng)，故濃硝酸可以用鐵桶盛放。
【基點(diǎn)判斷】(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)
(1)將鐵屑放入稀硝酸中證明Fe比H2活潑(× )
(2)將濃硝酸滴加到用砂紙打磨過(guò)的鋁條上，產(chǎn)生紅棕色氣體(× )
(3)過(guò)量的銅與濃硝酸反應(yīng)有一氧化氮生成(√ )
(4)濃硝酸的還原產(chǎn)物一般是NO2，而稀硝酸的還原產(chǎn)物一般是NO，并且硝酸的濃度越大，氧化性越強(qiáng)(√ )
(5)硝酸與活潑金屬M(fèi)g、Al等反應(yīng)產(chǎn)生H2，而與Cu反應(yīng)產(chǎn)生NO或者NO2(× )
(6)Cu在KNO3溶液和稀H2SO4中均不溶解，能溶解在二者的混合溶液中(√ )
題組練習(xí)
一、定性分析金屬與硝酸的反應(yīng)
1．一定溫度下，探究銅與稀硝酸反應(yīng)，過(guò)程如圖所示，下列說(shuō)法不正確的是(　　 )
A．過(guò)程Ⅰ中生成無(wú)色氣體的離子方程式是3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
B．過(guò)程Ⅲ反應(yīng)速率比Ⅰ快的原因是NO2溶于水，使c(HNO3)增大
C．由實(shí)驗(yàn)可知，NO2對(duì)該反應(yīng)具有催化作用
D．當(dāng)活塞不再移動(dòng)時(shí)，再抽入空氣，銅可以繼續(xù)溶解
解析：選B。隨著反應(yīng)進(jìn)行，溶液中生成硝酸銅，根據(jù)氮元素守恒，過(guò)程Ⅲ中硝酸的濃度沒(méi)有Ⅰ中的大，因此反應(yīng)速率增大的原因不是硝酸濃度增大，B項(xiàng)錯(cuò)誤；過(guò)程Ⅲ反應(yīng)速率比Ⅰ快，結(jié)合B項(xiàng)分析及實(shí)驗(yàn)過(guò)程可知，NO2對(duì)反應(yīng)具有催化作用，C項(xiàng)正確；當(dāng)活塞不再移動(dòng)時(shí)，再抽入空氣，NO與氧氣、水反應(yīng)生成硝酸，能與銅繼續(xù)反應(yīng)，D項(xiàng)正確。
二、金屬與硝酸反應(yīng)的定量計(jì)算
2．某100 mL混合液中，HNO3和H2SO4的物質(zhì)的量濃度分別是0.4 mol·L－1和0.1 mol·L－1，向該混合溶液中加入1.92 g銅粉，加熱，待充分反應(yīng)后，所得溶液中Cu2＋的物質(zhì)的量濃度(忽略體積變化)為(　　 )
A．0.15 mol·L－1 B．0.225 mol·L－1 C．0.35 mol·L－1 D．0.45 mol·L－1
解析：選B。解答本題要從離子反應(yīng)的角度來(lái)考慮，H2SO4提供的H＋可以和NO構(gòu)成強(qiáng)氧化性環(huán)境，繼續(xù)氧化銅單質(zhì)。HNO3、H2SO4混合溶液中H＋總的物質(zhì)的量為0.06 mol，NO的物質(zhì)的量為0.04 mol，Cu的物質(zhì)的量為0.03 mol。
Cu與稀硝酸發(fā)生反應(yīng)：
3Cu 　 ～ 　8H＋　 ～ 　2NO
3 8 2
0.03 mol 0.06 mol 0.04 mol
H＋量不足，應(yīng)根據(jù)H＋的物質(zhì)的量來(lái)計(jì)算。
3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
8 3
0.06 mol n(Cu2＋)
n(Cu2＋)＝0.06 mol×＝0.022 5 mol，c(Cu2＋)＝＝0.225 mol·L－1。
3．將3.84 g Cu和一定量的濃HNO3反應(yīng)，當(dāng)Cu反應(yīng)完全時(shí)，共收集到2.24 L NO2和NO氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況，不考慮NO2轉(zhuǎn)化為N2O4)，則反應(yīng)中消耗HNO3的物質(zhì)的量為_(kāi)_________________。
解析：銅與硝酸反應(yīng)轉(zhuǎn)化為Cu(NO3)2、NO和NO2，根據(jù)銅原子守恒n[Cu(NO3)2]＝n(Cu)＝＝0.06 mol，NO和NO2的物質(zhì)的量共為n＝＝＝0.1 mol，根據(jù)氮原子守恒：n(HNO3)＝2n[Cu(NO3)2]＋n(NO)＋n(NO2)＝2×0.06 mol＋0.1 mol＝0.22 mol。
答案：0.22 mol
三、實(shí)驗(yàn)探究硝酸的性質(zhì)
4．某校課外活動(dòng)小組為了探究銅與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體主要是NO而設(shè)計(jì)了下列實(shí)驗(yàn)，裝置如圖所示(加熱裝置和固定裝置均已略去)。圖中K為止水夾(處于關(guān)閉狀態(tài))，F(xiàn)是一半空的注射器。請(qǐng)回答有關(guān)問(wèn)題：
(1)設(shè)計(jì)裝置A的目的是___________________________________________________________。
(2)在完成(1)中的“操作”后，將裝置B中銅絲插入稀硝酸中并微熱，觀察到裝置B中的現(xiàn)象是____________________；B中反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_________________________________________。
(3)裝置E和F的作用是_________________________________________；為實(shí)現(xiàn)此作用，其操作方法是_______________________________________。
(4)裝置D的作用是吸收多余的氮氧化物，防止污染空氣，兼有的功能是____________。
答案：(1)產(chǎn)生CO2，趕走裝置中的空氣，防止因NO與O2反應(yīng)生成NO2而產(chǎn)生干擾
(2)Cu絲表面產(chǎn)生氣泡，稀硝酸液面上方仍為無(wú)色，溶液變藍(lán)　3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
(3)驗(yàn)證NO的生成　將注射器中的空氣推入E中，若E中氣體變?yōu)榧t棕色則說(shuō)明生成了NO
(4)防止倒吸
考點(diǎn)2　氮及其化合物的轉(zhuǎn)化
利用“價(jià)—類”二維圖掌握氮及其化合物之間的轉(zhuǎn)化
寫出“價(jià)—類”二維圖中指定反應(yīng)的化學(xué)方程式(或離子方程式)。
①4NH3＋5O24NO＋6H2O
②N2＋3H22NH3
③N2＋O22NO
④2NO＋O2===2NO2
⑤3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
⑥HNO3＋NaOH===NaNO3＋H2O
⑦3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
⑧3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
⑨NH3＋H2O NH3·H2O
⑩NH3·H2ONH3↑＋H2O
NH3·H2O NH＋OH－
NH＋OH－ NH3·H2O__
NH3＋HCl===NH4Cl__
NH4Cl＋NaOHNH3↑＋H2O＋NaCl__
題組練習(xí)
一、氮及其化合物的轉(zhuǎn)化
1．(2023·廣東廣州二中三模)如圖是某元素常見(jiàn)物質(zhì)的“價(jià)—類”二維圖，其中d為紅棕色氣體，f和g均為正鹽。下列說(shuō)法不正確的是(　　 )
A．b是空氣中含量最多的氣體 B．工業(yè)上通過(guò)a→c→d→e來(lái)制備HNO3
C．g只能做氧化劑 D．f可用于制化肥和火藥
解析：選C。由題干信息d為紅棕色氣體，則d為NO2，說(shuō)明該圖為N元素的“價(jià)—類”二維圖，則可知：a為NH3、b為N2、c為NO、d為NO2，e為HNO3，f和g均為正鹽，則f為硝酸鹽、g為亞硝酸鹽。b為N2，是空氣中含量最多的氣體，A正確； NH3和氧氣催化氧化生成一氧化氮?dú)怏w，一氧化氮和氧氣生成二氧化氮，二氧化氮和水反應(yīng)生成硝酸，B正確； g為亞硝酸鹽，其中氮元素的價(jià)態(tài)為＋3價(jià)，根據(jù)價(jià)態(tài)分析g既可作為氧化劑也可以作為還原劑，C錯(cuò)誤； f為硝酸鹽，是火藥中最常用的氧化劑之一，且可作為氮肥，D正確。
2．某工廠擬綜合處理含NH廢水和工業(yè)廢氣(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO，不考慮其他成分)，設(shè)計(jì)了如下流程：
下列說(shuō)法不正確的是(　　 )
A.固體1中主要含有Ca(OH)2、CaCO3、CaSO3
B．X可以是空氣，且需過(guò)量
C．捕獲劑所捕獲的氣體主要是CO
D．處理含NH廢水時(shí)，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：NH＋NO===N2↑＋2H2O
解析：選B。SO2、CO2與過(guò)量石灰乳反應(yīng)生成CaSO3、CaCO3，故固體1中主要含有CaSO3、CaCO3、Ca(OH)2，A項(xiàng)正確；X可以是空氣，但不能過(guò)量，若空氣過(guò)量，通過(guò)NaOH溶液后得不到NaNO2溶液，而是得到NaNO3溶液，B項(xiàng)不正確；N2無(wú)污染，CO無(wú)法被NaOH溶液吸收，捕獲劑主要捕獲CO，C項(xiàng)正確；NH與NO在溶液中發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成N2和H2O，D項(xiàng)正確。
二、氮及其化合物的制備
3．合成氨及其衍生工業(yè)是化工生產(chǎn)的重要門類，請(qǐng)結(jié)合圖示判斷下列說(shuō)法正確的是(　　 )
A．合成氨采用400～500 ℃是為了提高原料轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)速率
B．濕潤(rùn)的淀粉 KI試紙可以鑒別氣體2和溴蒸氣
C．在飽和NaCl溶液中先通入過(guò)量CO2再通入過(guò)量NH3可得到固體1
D．1 L氣體1、2的混合氣與1 L NH3在一定條件下轉(zhuǎn)化為對(duì)環(huán)境無(wú)害的物質(zhì)，混合氣中二者的體積比為1∶1
解析：選D。由圖可知：氣體1為NO，氣體2為NO2，NO2與水反應(yīng)生成硝酸，固體1為NaHCO3，NaHCO3受熱分解生成固體2為Na2CO3；1 L NO、NO2的混合氣體與1 L NH3在一定條件下轉(zhuǎn)化為對(duì)環(huán)境無(wú)害的物質(zhì)，化學(xué)方程式為：2NH3＋NO＋NO22N2＋3H2O，NO、NO2的體積比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，為1∶1，故D正確。
4．氮化鋰(Li3N)是一種重要的化工試劑，在空氣中易潮解。實(shí)驗(yàn)室制備Li3N的原理是6Li＋N22Li3N。某實(shí)驗(yàn)小組擬設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)制備Li3N并探究其性質(zhì)。(裝置可重復(fù)使用)
回答下列問(wèn)題：
(1)裝飽和NH4Cl溶液的儀器是____________________(填名稱)。
(2)按氣流從左至右的順序，裝置的連接順序?yàn)锳→____→____→B→____。(B用兩次)
(3)儀器連接中兩個(gè)B裝置的作用分別是____________________________________。實(shí)驗(yàn)室鋰保存在________(填“煤油”或“石蠟”)中。
(4)實(shí)驗(yàn)時(shí)，先點(diǎn)燃________(填“A處”或“C處”)酒精燈。
(5)A裝置中制備N2的反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)___________________________。
(6)如果氮化鋰產(chǎn)品中混有Li2O，可能的原因是____________________________。
(7)取0.1 g Li3N粗產(chǎn)品(設(shè)雜質(zhì)只有Li2O)于試管中，向試管中滴加蒸餾水，用鑷子夾一塊濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙于試管口，試紙變藍(lán)色，向試管中滴加幾滴酚酞溶液，溶液變紅色，Li3N與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)___________________________________。
解析：氮化鋰在空氣中易潮解，為防止氮化鋰潮解，C裝置前后都要連接干燥裝置。A制備N2，B干燥N2，C中鋰與氮?dú)夥磻?yīng)生成Li3N，C裝置后再次連接B防止D中水蒸氣進(jìn)入C使Li3N潮解，最后用D收集未反應(yīng)的氮?dú)狻?br/>(1)根據(jù)裝置圖，裝飽和NH4Cl溶液的儀器是分液漏斗。
(3)C裝置前連接B的作用是干燥氮?dú)猓珻裝置后連接B的作用是吸收D中揮發(fā)出的水蒸氣，防止水蒸氣進(jìn)入C使Li3N潮解。鋰的密度小于煤油，實(shí)驗(yàn)室鋰保存在石蠟中。
(4)鋰與氧氣能反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)時(shí)，先用氮?dú)馀懦鲅b置內(nèi)的空氣，所以先點(diǎn)燃A處酒精燈。
(5)A裝置中亞硝酸鈉和氯化銨在加熱條件下生成氯化鈉、氮?dú)狻⑺苽銷2的反應(yīng)的化學(xué)方程式為NaNO2＋NH4ClNaCl＋N2↑＋2H2O。
(6)鋰與氧氣能反應(yīng)生成Li2O，如果氮化鋰產(chǎn)品中混有Li2O，可能的原因是裝置內(nèi)空氣沒(méi)有排盡。
(7)試紙變藍(lán)色，說(shuō)明放出氨氣，向試管中滴加幾滴酚酞溶液，溶液變紅色，說(shuō)明生成氫氧化鋰， 與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為L(zhǎng)i3N＋3H2O===3LiOH＋NH3↑。
答案：(1)分液漏斗　(2)B　C　D
(3)C裝置前連接B的作用是干燥氮?dú)猓珻裝置后連接B的作用是吸收D中揮發(fā)出的水蒸氣　石蠟　(4)A處
(5)NaNO2＋NH4ClNaCl＋N2↑＋2H2O
(6)裝置內(nèi)空氣沒(méi)有排盡　(7)Li3N＋3H2O===3LiOH＋NH3↑
高考真題
1．(2018·全國(guó)卷Ⅱ)研究表明，氮氧化物和二氧化硫在形成霧霾時(shí)與大氣中的氨有關(guān)(如下圖所示)。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A．霧和霾的分散劑相同
B．霧霾中含有硝酸銨和硫酸銨
C．NH3是形成無(wú)機(jī)顆粒物的催化劑
D．霧霾的形成與過(guò)度施用氮肥有關(guān)
解析：選C。NH3參與反應(yīng)生成銨鹽，是反應(yīng)物，不是催化劑，C項(xiàng)錯(cuò)誤。霧和霾的分散劑都是空氣，A項(xiàng)正確。霧霾中的無(wú)機(jī)顆粒物含有硝酸銨和硫酸銨，B項(xiàng)正確。過(guò)度施用氮肥會(huì)增加大氣中氨的含量，D項(xiàng)正確。
2．(2021·河北高考)關(guān)于非金屬含氧酸及其鹽的性質(zhì)，下列說(shuō)法正確的是(　　)
A．濃H2SO4具有強(qiáng)吸水性，能吸收糖類化合物中的水分并使其炭化
B．NaClO、KClO3等氯的含氧酸鹽的氧化性會(huì)隨溶液的pH減小而增強(qiáng)
C．加熱NaI與濃H3PO4混合物可制備HI，說(shuō)明H3PO4比HI酸性強(qiáng)
D．濃HNO3和稀HNO3與Cu反應(yīng)的還原產(chǎn)物分別為NO2和NO，故稀HNO3氧化性更強(qiáng)
解析：選B。濃硫酸能使蔗糖炭化，體現(xiàn)的是其脫水性，而不是吸水性，A錯(cuò)誤；NaClO在水溶液中會(huì)發(fā)生水解，離子方程式為ClO－＋H2O HClO＋OH－，pH減小，則酸性增強(qiáng)，會(huì)促使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，生成氧化性更強(qiáng)的HClO，ClO在酸性條件下可生成具有強(qiáng)氧化性的氯氣、二氧化氯等氣體，增強(qiáng)氧化能力，B正確；HI的沸點(diǎn)低，易揮發(fā)，加熱NaI與濃H3PO4混合物發(fā)生反應(yīng)生成HI，利用的是高沸點(diǎn)酸制備低沸點(diǎn)酸的原理，C錯(cuò)誤；相同條件下根據(jù)銅與濃硝酸、稀硝酸反應(yīng)的劇烈程度可知，濃硝酸的氧化性大于稀硝酸的氧化性，D錯(cuò)誤。
3．(2017·北京高考)下述實(shí)驗(yàn)中均有紅棕色氣體產(chǎn)生，對(duì)比分析所得結(jié)論不正確的是(　　 )
A．由①中的紅棕色氣體，推斷產(chǎn)生的氣體一定是混合氣體
B．紅棕色氣體不能表明②中木炭與濃硝酸產(chǎn)生了反應(yīng)
C．由③說(shuō)明濃硝酸具有揮發(fā)性，生成的紅棕色氣體為還原產(chǎn)物
D．③的氣體產(chǎn)物中檢測(cè)出CO2，由此說(shuō)明木炭一定與濃硝酸發(fā)生了反應(yīng)
解析：選D。①中濃HNO3受熱分解，發(fā)生反應(yīng)：4HNO3(濃)4NO2↑＋O2↑＋2H2O，產(chǎn)生的氣體為混合氣體，故A正確；由①可知，濃硝酸受熱分解可生成紅棕色氣體NO2，所以“產(chǎn)生紅棕色氣體”不能說(shuō)明②中木炭與濃硝酸發(fā)生反應(yīng)，故B正確；根據(jù)①和②，濃硝酸反應(yīng)產(chǎn)生紅棕色NO2時(shí)需要加熱，所以濃硝酸具有揮發(fā)性才可與上方紅熱木炭接觸，同時(shí)，N元素化合價(jià)降低，所以生成的NO2為還原產(chǎn)物，故C正確；紅熱的木炭可與空氣中的O2反應(yīng)生成CO2，故D錯(cuò)誤。
鞏固練習(xí)
一、選擇題(每題5分，共10題，共50分)
1．下列關(guān)于自然界中氮循環(huán)(如圖)的說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　 )
A．①和②均屬于氮的固定
B．氫、氧元素也參與了自然界中的氮循環(huán)
C．④中每生成1 mol NO，消耗2 mol O2
D．③和⑤過(guò)程中氮元素分別被還原和氧化
解析：選D。氮的固定指將N2轉(zhuǎn)化為氮的化合物，反應(yīng)①和②均屬于氮的固定，A正確；由圖示知，氮循環(huán)過(guò)程中涉及氫、氧元素，B正確；反應(yīng)④是O2將NH3氧化為NO，N元素化合價(jià)由－3價(jià)升高到＋5價(jià)，失去8個(gè)電子，即生成1 mol NO失去8 mol電子，失去的電子被O2得到，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子關(guān)系O2～4e－知，得8 mol電子需要2 mol O2，C正確；反應(yīng)③中NO被氧化為NO，氮元素被氧化，反應(yīng)⑤中NO被還原為N2，氮元素被還原，D錯(cuò)誤。
2．下列有關(guān)硝酸化學(xué)性質(zhì)的敘述中，正確的是(　　 )
A．濃、稀硝酸都能使藍(lán)色石蕊試紙最終變?yōu)榧t色 B．硝酸能與FeO反應(yīng)，只表現(xiàn)氧化性
C．硝酸可與Na2S反應(yīng)制得H2S氣體 D．濃硝酸因分解放出的NO2又溶解于硝酸而呈黃色
解析：選D。硝酸是一種具有強(qiáng)氧化性的強(qiáng)酸，并且濃度越大，氧化性越強(qiáng)。濃硝酸可使藍(lán)色石蕊試紙先變紅后褪色，A錯(cuò)誤；硝酸是一種強(qiáng)氧化性酸，可氧化許多還原性物質(zhì)，因此硝酸與Na2S反應(yīng)不能生成H2S，與FeO反應(yīng)時(shí)表現(xiàn)氧化性和酸性，B、C錯(cuò)誤。
3．同學(xué)們?cè)谧鲢~與濃硝酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)后的溶液呈綠色，而不顯藍(lán)色。甲同學(xué)認(rèn)為是該溶液中硝酸銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高所致，而乙同學(xué)認(rèn)為是該溶液中溶解了生成的氣體。同學(xué)們分別設(shè)計(jì)了以下4個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)判斷兩種說(shuō)法是否正確，這些方案中不可行的是(　　 )
A．加水稀釋該綠色溶液，觀察溶液顏色變化 B．加熱該綠色溶液，觀察溶液顏色變化
C．向該綠色溶液中通入氮?dú)猓^察溶液顏色變化
D．向飽和硝酸銅溶液中通入濃硝酸與銅反應(yīng)產(chǎn)生的氣體，觀察溶液顏色變化
解析：選A。A項(xiàng)，加入水，c(Cu2＋)變小，同時(shí)水也會(huì)與溶液中可能溶有的NO2反應(yīng)生成HNO3，故不能得出溶液呈綠色的原因，不可行；B、C項(xiàng)操作都是趕出溶液中可能溶有的NO2，對(duì)c(Cu2＋)大小無(wú)影響，可行；D項(xiàng)，向無(wú)NO2的飽和硝酸銅溶液中通入NO2后，通過(guò)觀察溶液顏色變化，可得出結(jié)論，可行。
4．自然界中氮的部分循環(huán)過(guò)程如圖，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(　　 )
A．過(guò)程①和②均屬于自然固氮
B．X→Y發(fā)生化合反應(yīng)
C．NH3→N發(fā)生氧化還原反應(yīng)
D．若為硫循環(huán)，X在空氣中點(diǎn)燃可得Y
解析：選B。依據(jù)自然界中氮的部分循環(huán)過(guò)程圖可知，X為NO，Y為NO2，Z為HNO3，M為硝酸鹽，N為銨鹽。過(guò)程①可能是自然固氮，但過(guò)程②不是，A錯(cuò)誤；X→Y發(fā)生的反應(yīng)為2NO＋O2===2NO2，是化合反應(yīng)，B正確；NH3→N的過(guò)程元素化合價(jià)沒(méi)有改變，所以不是氧化還原反應(yīng)，C錯(cuò)誤；若為硫循環(huán)，X為SO2，Y為SO3，X→Y的反應(yīng)為2SO2＋O22SO3，X不能在空氣中點(diǎn)燃，D錯(cuò)誤。
5．(2023·北京名校聯(lián)考)探究銀鏡實(shí)驗(yàn)后溶解Ag的實(shí)驗(yàn)方案，如下表所示。
實(shí)驗(yàn)方案 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
試劑
實(shí)驗(yàn)①：稀硝酸 銀逐漸溶解，試管口有淺紅棕色氣體生成
實(shí)驗(yàn)②：Fe(NO3)3溶液(pH＝2) 銀鏡慢慢消失，溶液澄清
實(shí)驗(yàn)③：FeCl3溶液(pH＝2) 銀鏡快速溶解，反應(yīng)后溶液中有明顯灰色沉淀
實(shí)驗(yàn)④：HI溶液 銀鏡溶解，有黃色沉淀產(chǎn)生，且有氣泡產(chǎn)生
已知：Fe3＋的氧化性與Ag＋接近。下列有關(guān)敘述正確的是(　　 )
A．實(shí)驗(yàn)①發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Ag＋2H＋＋NO===Ag＋＋NO2↑＋H2O
B．對(duì)比分析實(shí)驗(yàn)②和③表明：Cl－具有催化作用
C．實(shí)驗(yàn)④發(fā)生反應(yīng)的類型為置換反應(yīng)，說(shuō)明氧化性：Ag＋>H＋
D．綜合上述實(shí)驗(yàn)說(shuō)明溶解銀的關(guān)鍵在于試劑的氧化性和能否生成銀鹽沉淀
解析：選D。Ag與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生NO，NO在瓶口與O2反應(yīng)轉(zhuǎn)化為紅棕色的NO2，即實(shí)驗(yàn)①發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為3Ag＋4H＋＋NO===3Ag＋＋NO↑＋2H2O，A錯(cuò)誤；對(duì)比分析實(shí)驗(yàn)②和③表明，實(shí)驗(yàn)③中產(chǎn)生白色沉淀AgCl，能夠加快Ag的溶解速率，Cl－參與沉淀反應(yīng)不是催化劑，即不能證明Cl－具有催化作用，B錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)④能夠發(fā)生的原理是Ag溶解產(chǎn)生的Ag＋與I－生成了難溶性的AgI，使得Ag溶解正向進(jìn)行，致使Ag逐漸溶解，根據(jù)反應(yīng)不能說(shuō)明氧化性：Ag＋>H＋，C錯(cuò)誤；由實(shí)驗(yàn)②③可知由于實(shí)驗(yàn)③產(chǎn)生了AgCl沉淀，Ag的溶解速度加快，實(shí)驗(yàn)①說(shuō)明HNO3的氧化性強(qiáng)于Ag＋，實(shí)驗(yàn)④是由于生成了AgI沉淀，故綜合上述實(shí)驗(yàn)說(shuō)明溶解銀的關(guān)鍵在于試劑的氧化性和能否生成銀鹽沉淀，D正確。
6．水合肼(N2H4·H2O)是重要的氫能源穩(wěn)定劑，其制備的反應(yīng)原理為NaClO＋2NH3===N2H4·H2O＋NaCl。下列裝置和操作不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?　　 )
A．裝置甲用于制備NH3，試劑X是氯化鈣 B．用裝置乙作為反應(yīng)過(guò)程的安全瓶
C．制備水合肼時(shí)從裝置丙的a口通入NH3 D．用裝置丁吸收反應(yīng)中過(guò)量的NH3
解析：選A。濃氨水需受熱或加入堿性物質(zhì)才能分解產(chǎn)生NH3，CaCl2不能使?jié)獍彼纸猓珹項(xiàng)錯(cuò)誤；化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置中的安全瓶的進(jìn)氣管和出氣管均較短，B項(xiàng)正確；氨氣密度比空氣小，為了利于氨氣與NaClO溶液反應(yīng)，應(yīng)從裝置丙的a口通入氨氣，C項(xiàng)正確；氨氣會(huì)污染環(huán)境，用裝置丁可吸收過(guò)量的NH3，并能防倒吸，D項(xiàng)正確。
7．某同學(xué)做“FeSO4被HNO3氧化”的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)溶液變?yōu)樯钭厣２孪肟赡苁巧傻腘O2或NO與Fe2＋或Fe3＋反應(yīng)，使溶液變?yōu)樯钭厣O(shè)計(jì)下列裝置探究。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　 )
A．先檢查裝置氣密性，加入藥品后，關(guān)閉c，打開(kāi)a和b，再通入一段時(shí)間N2
B．關(guān)閉a、c，打開(kāi)b及分液漏斗活塞，反應(yīng)后丙中溶液變?yōu)樯钭厣≈腥芤簾o(wú)明顯變化，證明NO與Fe2＋反應(yīng)
C．甲中反應(yīng)一段時(shí)間后，更新丙、丁中試劑，關(guān)閉a和b，打開(kāi)c，反應(yīng)后丙中溶液變?yōu)樯钭厣≈腥芤簾o(wú)明顯變化，證明NO2也可與Fe2＋反應(yīng)
D．該實(shí)驗(yàn)的缺陷是缺少尾氣處理裝置
解析：選C。先檢查裝置氣密性，加入藥品后，為防止裝置中的氧氣影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，需關(guān)閉c，打開(kāi)a和b，通入一段時(shí)間氮?dú)猓瑢⒀b置內(nèi)的空氣排盡，A正確；關(guān)閉a、c，打開(kāi)b及分液漏斗活塞，濃硝酸與Cu反應(yīng)生成NO2，NO2通入水中與水反應(yīng)生成NO，NO進(jìn)入丙和丁后，丙中含亞鐵離子的溶液變?yōu)樯钭厣≈袩o(wú)明顯變化，說(shuō)明NO與Fe2＋反應(yīng)，B正確；甲中反應(yīng)一段時(shí)間后濃硝酸變稀，生成的氣體中有NO，所以該操作無(wú)法證明NO2是否與Fe2＋反應(yīng)，C錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)中未反應(yīng)的NO2和NO會(huì)污染空氣，需要尾氣處理裝置，D正確。
8．下列關(guān)系圖中，A是一種正鹽，B是氣態(tài)氫化物，C是單質(zhì)，F(xiàn)是強(qiáng)酸。當(dāng)X無(wú)論是強(qiáng)酸還是強(qiáng)堿時(shí)都有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系(其他產(chǎn)物及反應(yīng)所需條件均已略去)，當(dāng)X是強(qiáng)堿時(shí)，過(guò)量的B跟Cl2反應(yīng)除生成C外，另一產(chǎn)物是鹽酸鹽。
下列說(shuō)法不正確的是(　　 )
A．當(dāng)X是強(qiáng)酸時(shí)，A、B、C、D、E、F中均含同一種元素，F(xiàn)可能是H2SO4
B．當(dāng)X是強(qiáng)堿時(shí)，A、B、C、D、E、F中均含同一種元素，F(xiàn)是HNO3
C．當(dāng)X是強(qiáng)酸時(shí)，C在常溫下是氣態(tài)單質(zhì)
D．B和Cl2的反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)
解析：選C。當(dāng)X是強(qiáng)堿時(shí)，和A反應(yīng)產(chǎn)生的氣態(tài)氫化物B可判斷為NH3，則A為銨鹽，過(guò)量的B跟Cl2反應(yīng)生成的鹽酸鹽是NH4Cl，則C為N2，由此判斷D為NO、E為NO2、F為HNO3；A和強(qiáng)酸反應(yīng)生成的B能被Cl2氧化，且生成的C能被O2連續(xù)氧化，在常見(jiàn)的物質(zhì)中可考慮A為硫化物，所以，當(dāng)X是強(qiáng)酸時(shí)，A、B、C、D、E、F可分別為(NH4)2S、H2S、S、SO2、SO3、H2SO4，故A、B正確，C錯(cuò)誤；B是氨氣或硫化氫，氨氣與Cl2反應(yīng)生成氯化銨和氮?dú)猓蚧瘹浜吐葰夥磻?yīng)生成硫單質(zhì)和氯化氫，因此B與氯氣的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)，故D正確。
9．空氣中的氮?dú)饪赏ㄟ^(guò)人工固氮獲得氨氣，氨氣是重要的化工原料，通過(guò)氨氧化法可制得硝酸，反應(yīng)過(guò)程如圖：
N2NH3NONO2HNO3
硝酸是一種強(qiáng)氧化性酸，制硝酸工業(yè)產(chǎn)生的尾氣中含有氮氧化物，應(yīng)處理后才能排放。下列說(shuō)法不正確的是(　　 )
A．常溫下，濃硝酸可盛放在鋁制或鐵制容器中
B．BaSO3固體能溶于稀硝酸，生成Ba(NO3)2，放出SO2氣體
C．工業(yè)上，當(dāng)轉(zhuǎn)化①的反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，需不斷地從混合氣體中分離出NH3，將未反應(yīng)的原料氣送回合成塔以提高原料的利用率
D．轉(zhuǎn)化④中，當(dāng)V(NO2)∶V(O2)＝4∶1時(shí)，理論上NO2全部轉(zhuǎn)化為HNO3
解析：選B。硝酸是強(qiáng)氧化性酸，BaSO3固體能溶于稀硝酸，被氧化生成硫酸鋇，硝酸被還原生成NO，B錯(cuò)誤。
10．利用鈰元素(Ce)吸收工業(yè)尾氣SO2和NO，獲得Na2S2O4和NH4NO3產(chǎn)品的流程如圖所示：
下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　 )
A．Na2S2O4中S元素的平均化合價(jià)為＋3價(jià)
B．裝置Ⅱ消耗36 g水生成4NA個(gè)H＋(NA代表阿伏加德羅常數(shù)的值)
C．裝置Ⅲ進(jìn)行電解，Ce3＋在陽(yáng)極反應(yīng)，使Ce4＋得到再生
D．裝置Ⅲ中陰極反應(yīng)式為2HSO＋2e－===S2O＋2OH－
解析：選D。裝置Ⅰ中發(fā)生反應(yīng)SO2＋OH－===HSO，裝置Ⅱ中發(fā)生4Ce4＋＋2NO＋3H2O===4Ce3＋＋NO＋NO＋6H＋，裝置Ⅲ中發(fā)生2Ce3＋＋2H＋＋2HSO2Ce4＋＋S2O＋2H2O，裝置Ⅳ中先發(fā)生2NO＋O2===2NO，后生成硝酸銨。Na2S2O4中，鈉為＋1價(jià)，氧為－2價(jià)，則S為＋3價(jià)，A正確；根據(jù)裝置Ⅱ中化學(xué)方程式可知，生成氫離子和消耗水的物質(zhì)的量之比為2∶1，則消耗36 g水生成4NA個(gè)氫離子，B正確；根據(jù)裝置Ⅲ的化學(xué)方程式，Ce3＋在陽(yáng)極失電子，生成Ce4＋，C正確；裝置Ⅲ中陰極反應(yīng)式為2HSO＋2H＋＋2e－===S2O＋2H2O，D錯(cuò)誤。
二、非選擇題(共2題，共40分)
11．(19分)(2023·四川成都七中模擬)如圖是氮元素的幾種價(jià)態(tài)與物質(zhì)類別的對(duì)應(yīng)關(guān)系。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
(1)上述物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化，屬于固氮反應(yīng)的有______(填序號(hào))，NO2是否屬于酸性氧化物__________(填“是”或“否”)。(2分)
(2)HNO3與圖中的物質(zhì)C常用于檢驗(yàn)Cl－的存在，則C的化學(xué)式為_(kāi)_____________________________。(2分)
(3)工業(yè)上以B、空氣、水為原料生產(chǎn)硝酸分為三步：其中第三步為NO2→HNO3，該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為_(kāi)_________。(2分)
(4)寫出濃硝酸與木炭在加熱條件下反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________________，并用單線橋表示其電子轉(zhuǎn)移的情況。(3分)
(5)如圖裝置可用于探究氯氣與氨氣的反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)時(shí)先通過(guò)三頸瓶瓶口1通入氨氣，然后關(guān)閉b活塞，再通過(guò)瓶口2通入氯氣。實(shí)驗(yàn)中三頸瓶?jī)?nèi)出現(xiàn)白煙并在內(nèi)壁凝結(jié)成固體，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)____________________________________________________，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案鑒定該固體中的陽(yáng)離子__________________________________________。(6分)
(6)有一瓶稀硫酸和稀硝酸的混合溶液，其中c(H2SO4)＝2.0 mol/L，c(HNO3)＝1.0 mol/L。取100 mL該混合溶液與12.8 g銅粉反應(yīng)，標(biāo)準(zhǔn)狀況下生成A的體積為_(kāi)_________L。(4分)
解析：(1)氮的固定是指氮由單質(zhì)轉(zhuǎn)化為化合物的過(guò)程，屬于固氮反應(yīng)的有①②，NO2不屬于酸性氧化物。
(2)常用硝酸酸化的硝酸銀檢驗(yàn)Cl－的存在，則C的化學(xué)式為AgNO3。
(3)第三步NO2→HNO3反應(yīng)為3NO2＋H2O===NO＋2HNO3，該反應(yīng)中NO2既是氧化劑又是還原劑，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶2。
(4)濃硝酸與木炭在加熱條件下反應(yīng)，C失去4個(gè)電子被氧化為CO2，HNO3得到電子被還原為NO2，單線橋表示其電子轉(zhuǎn)移的情況為
(5)三頸瓶?jī)?nèi)出現(xiàn)白煙并在內(nèi)壁凝結(jié)成的固體為氯化銨，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl，該固體中的陽(yáng)離子為銨根離子，檢驗(yàn)方案為取少量固體于試管中，加入NaOH溶液，微熱，產(chǎn)生的氣體在試管口用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙檢測(cè)，若試紙變藍(lán)，則證明該固體中含NH。
(6)c(H2SO4)＝2.0 mol·L－1，c(HNO3)＝1.0 mol·L－1。100 mL該混合溶液中n(H＋)＝0.1 L×2×2 mol/L＋0.1 L×1 mol/L＝0.5 mol，n(NO)＝0.1 L×1 mol/L＝0.1 mol，12.8 g Cu的物質(zhì)的量為12.8 g÷64 g/mol＝0.2 mol，根據(jù)
3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
3　 　2　　　8
0.2 mol Cu完全反應(yīng)消耗 mol NO、 mol H＋，故NO不足，由離子方程式可知生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下NO為0.1 mol，體積為0.1 mol×22.4 L/mol＝2.24 L。
答案：(1)①②　否　(2)AgNO3　(3)1∶2(4)
(5)8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl　取少量固體于試管中，加入NaOH溶液，微熱，產(chǎn)生的氣體在試管口用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙檢測(cè)，若試紙變藍(lán)，則證明該固體中含NH　(6)2.24
12．(21分)(2023·廣西統(tǒng)考二模)亞硝酸鈉(NaNO2)主要用于醫(yī)藥、染料和漂白等行業(yè)，也常用于食品保鮮劑。某小組擬利用氮氧化物(可用NOx表示)制備亞硝酸鈉，簡(jiǎn)易流程如圖。
已知：NO2＋NO＋Na2CO3===2NaNO2＋CO2，2NO2＋Na2CO3===NaNO2＋NaNO3＋CO2。
(1)利用飽和NH4Cl溶液和飽和NaNO2溶液在加熱條件下反應(yīng)可制得N2，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為
______________________________________________________；
實(shí)驗(yàn)時(shí)裝置B中應(yīng)間斷性通入適量的O2，其目的是________________________________________。(4分)
(2)裝置C中盛裝飽和Na2CO3溶液的儀器的名稱是________________；NO不能單獨(dú)被純堿溶液吸收，為了使NOx完全被純堿溶液吸收且產(chǎn)品純度最高，x＝_____________。(4分)
(3)裝置D的作用是_______，采用“倒置漏斗”措施的目的是________________________________。(4分)
(4)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究NaNO2的性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)完畢后，從裝置C中分離出NaNO2固體粗產(chǎn)品(不含Na2CO3雜質(zhì))，取少量上述產(chǎn)品配制成溶液，分成三份分別進(jìn)行甲、乙、丙三組實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象、結(jié)論如表。
實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象 結(jié)論
甲 滴入無(wú)色酚酞溶液中，無(wú)色酚酞溶液變紅 HNO2是弱酸
乙 滴入少量酸性淀粉 KI溶液中，振蕩，酸性淀粉 KI溶液變藍(lán) 酸性條件下NO具有氧化性
丙 滴入少量酸性KMnO4溶液中，振蕩，酸性KMnO4溶液褪色 酸性條件下NO具有還原性
上述實(shí)驗(yàn)__________(填標(biāo)號(hào))的結(jié)論不可靠，理由是__________________________。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)得實(shí)驗(yàn)丙反應(yīng)后的溶液中氮元素僅以NO的形式存在，酸性KMnO4溶液與NO反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_________________________________________。(6分)
(5)吸光光度法是借助分光光度計(jì)測(cè)定溶液的吸光度，根據(jù)朗伯－比耳定律確定物質(zhì)溶液的濃度。亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)曲線數(shù)據(jù)如表所示。(已知：稀溶液的吸光度與濃度成正比)
標(biāo)準(zhǔn)液濃度/(μg·mL－1) 取標(biāo)準(zhǔn)液體積/mL 相當(dāng)于亞硝酸鈉的質(zhì)量/μg 吸光度A
1 4.00 4 2.704 5
取0.001 g NaNO2樣品溶于蒸餾水配成1 000 mL稀溶液，取4.00 mL該稀溶液測(cè)得吸光度為2.700 0，對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)曲線數(shù)據(jù)可知，該亞硝酸鈉產(chǎn)品純度為_(kāi)_________________________(列出計(jì)算式即可，已知1μg＝10－6 g)。(3分)
解析：(1)飽和NH4Cl溶液和飽和NaNO2溶液在加熱條件下反應(yīng)生成N2、氯化鈉和水，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為NH4Cl＋NaNO2NaCl＋N2↑＋2H2O；因?yàn)榉磻?yīng)物中有NO2，所以間斷性通入適量的O2的目的是使部分NO轉(zhuǎn)化為NO2。
(2)根據(jù)圖中信息得到裝置C中盛裝飽和Na2CO3溶液的儀器的名稱是三頸燒瓶；NO不能單獨(dú)被純堿溶液吸收，若只有二氧化氮，則純堿與二氧化氮的反應(yīng)為2NO2＋Na2CO3===NaNO2＋NaNO3＋CO2，若是一氧化氮和二氧化氮的混合物，則混合物與純堿反應(yīng)為NO2＋NO＋Na2CO3===2NaNO2＋CO2，為了使NOx完全被堿液吸收且產(chǎn)品純度高，可以理解為N2O3即NO1.5，則x＝1.5。
(3)由于氮氧化物會(huì)污染環(huán)境，可能碳酸鈉溶液沒(méi)有完全吸收氮氧化物，則裝置D的作用是吸收尾氣，采用“倒置漏斗”措施的目的是防倒吸。
(4)由于二氧化氮與純堿反應(yīng)生成硝酸鈉、亞硝酸鈉，硝酸根在酸性條件下會(huì)氧化碘離子變?yōu)閱钨|(zhì)碘，因此上述實(shí)驗(yàn)乙的結(jié)論不可靠，理由是產(chǎn)品中可能混有NO。
(5)亞硝酸鈉的質(zhì)量為 × μg，則該亞硝酸鈉的純度為：××10－6÷0.001×100%。
答案：(1)NH4Cl＋NaNO2NaCl＋N2↑＋2H2O　使部分NO轉(zhuǎn)化為NO2
(2)三頸燒瓶　1.5　(3)吸收尾氣　防倒吸
(4)乙　產(chǎn)品中可能混有NO　5NO＋2MnO＋6H＋===2Mn2＋＋5NO＋3H2O
(5)××10－6÷0.001×100%
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第20講　硝酸　含氮物質(zhì)的轉(zhuǎn)化
【備考目標(biāo)】　1.掌握硝酸的性質(zhì)及應(yīng)用。2.能從物質(zhì)類別、氮的化合價(jià)變化理解氮及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系。3．能從含氮物質(zhì)的性質(zhì)和轉(zhuǎn)化的視角解釋生產(chǎn)、生活中的相關(guān)現(xiàn)象。
考點(diǎn)1　硝酸
硝酸是無(wú)色、易揮發(fā)的液體，有 氣味，能與水以任意比例混溶。
1．不穩(wěn)定性
反應(yīng)： 。
(1)市售濃硝酸呈黃色的原因是硝酸分解產(chǎn)生的 溶于其中。
(2)硝酸保存在 色試劑瓶中，置于 處，瓶塞不能用 。
2．強(qiáng)氧化性
硝酸無(wú)論濃、稀都有強(qiáng)氧化性，而且濃度越大，氧化性越強(qiáng)。
(1)與金屬反應(yīng)
①常溫下，濃硝酸使 鈍化；
②稀硝酸與銅反應(yīng)： ；
③濃硝酸與銅反應(yīng)： 。
(2)與非金屬反應(yīng)
如濃硝酸與C的反應(yīng)： 。
(3)與還原性化合物反應(yīng)
硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2＋等還原性物質(zhì)。
稀硝酸與FeSO4溶液反應(yīng)的離子方程式為 。
3．與有機(jī)物反應(yīng)
(1)硝化反應(yīng)(與反應(yīng))： ；
(2)顯色反應(yīng)：含有苯基的蛋白質(zhì)遇到濃硝酸時(shí)變黃色。
[注意]　①濃硝酸能使紫色石蕊溶液先變紅，后褪色，該反應(yīng)過(guò)程中濃硝酸表現(xiàn)出強(qiáng)酸性和強(qiáng)氧化性。②常溫下，鐵、鋁遇濃硝酸能發(fā)生“鈍化”，并非不反應(yīng)，故濃硝酸可以用鐵桶盛放。
【基點(diǎn)判斷】(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)
(1)將鐵屑放入稀硝酸中證明Fe比H2活潑( )
(2)將濃硝酸滴加到用砂紙打磨過(guò)的鋁條上，產(chǎn)生紅棕色氣體( )
(3)過(guò)量的銅與濃硝酸反應(yīng)有一氧化氮生成( )
(4)濃硝酸的還原產(chǎn)物一般是NO2，而稀硝酸的還原產(chǎn)物一般是NO，并且硝酸的濃度越大，氧化性越強(qiáng)( )
(5)硝酸與活潑金屬M(fèi)g、Al等反應(yīng)產(chǎn)生H2，而與Cu反應(yīng)產(chǎn)生NO或者NO2( )
(6)Cu在KNO3溶液和稀H2SO4中均不溶解，能溶解在二者的混合溶液中( )
題組練習(xí)
一、定性分析金屬與硝酸的反應(yīng)
1．一定溫度下，探究銅與稀硝酸反應(yīng)，過(guò)程如圖所示，下列說(shuō)法不正確的是(　　 )
A．過(guò)程Ⅰ中生成無(wú)色氣體的離子方程式是3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
B．過(guò)程Ⅲ反應(yīng)速率比Ⅰ快的原因是NO2溶于水，使c(HNO3)增大
C．由實(shí)驗(yàn)可知，NO2對(duì)該反應(yīng)具有催化作用
D．當(dāng)活塞不再移動(dòng)時(shí)，再抽入空氣，銅可以繼續(xù)溶解
二、金屬與硝酸反應(yīng)的定量計(jì)算
2．某100 mL混合液中，HNO3和H2SO4的物質(zhì)的量濃度分別是0.4 mol·L－1和0.1 mol·L－1，向該混合溶液中加入1.92 g銅粉，加熱，待充分反應(yīng)后，所得溶液中Cu2＋的物質(zhì)的量濃度(忽略體積變化)為(　　 )
A．0.15 mol·L－1 B．0.225 mol·L－1 C．0.35 mol·L－1 D．0.45 mol·L－1
3．將3.84 g Cu和一定量的濃HNO3反應(yīng)，當(dāng)Cu反應(yīng)完全時(shí)，共收集到2.24 L NO2和NO氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況，不考慮NO2轉(zhuǎn)化為N2O4)，則反應(yīng)中消耗HNO3的物質(zhì)的量為_(kāi)_________________。
三、實(shí)驗(yàn)探究硝酸的性質(zhì)
4．某校課外活動(dòng)小組為了探究銅與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體主要是NO而設(shè)計(jì)了下列實(shí)驗(yàn)，裝置如圖所示(加熱裝置和固定裝置均已略去)。圖中K為止水夾(處于關(guān)閉狀態(tài))，F(xiàn)是一半空的注射器。請(qǐng)回答有關(guān)問(wèn)題：
(1)設(shè)計(jì)裝置A的目的是____________________________________________________。
(2)在完成(1)中的“操作”后，將裝置B中銅絲插入稀硝酸中并微熱，觀察到裝置B中的現(xiàn)象是____________________；B中反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_________________________________________。
(3)裝置E和F的作用是_________________________________________；為實(shí)現(xiàn)此作用，其操作方法是_______________________________________。
(4)裝置D的作用是吸收多余的氮氧化物，防止污染空氣，兼有的功能是____________。
考點(diǎn)2　氮及其化合物的轉(zhuǎn)化
利用“價(jià)—類”二維圖掌握氮及其化合物之間的轉(zhuǎn)化
寫出“價(jià)—類”二維圖中指定反應(yīng)的化學(xué)方程式(或離子方程式)。
① ② ；
③ ④ ；
⑤ ⑥ ；
⑦ ⑧ ；
⑨ ⑩ ；
_
_ ；
題組練習(xí)
一、氮及其化合物的轉(zhuǎn)化
1．(2023·廣東廣州二中三模)如圖是某元素常見(jiàn)物質(zhì)的“價(jià)—類”二維圖，其中d為紅棕色氣體，f和g均為正鹽。下列說(shuō)法不正確的是(　　 )
A．b是空氣中含量最多的氣體 B．工業(yè)上通過(guò)a→c→d→e來(lái)制備HNO3
C．g只能做氧化劑 D．f可用于制化肥和火藥
2．某工廠擬綜合處理含NH廢水和工業(yè)廢氣(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO，不考慮其他成分)，設(shè)計(jì)了如下流程：
下列說(shuō)法不正確的是(　　 )
A.固體1中主要含有Ca(OH)2、CaCO3、CaSO3
B．X可以是空氣，且需過(guò)量
C．捕獲劑所捕獲的氣體主要是CO
D．處理含NH廢水時(shí)，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：NH＋NO===N2↑＋2H2O
二、氮及其化合物的制備
3．合成氨及其衍生工業(yè)是化工生產(chǎn)的重要門類，請(qǐng)結(jié)合圖示判斷下列說(shuō)法正確的是(　　 )
A．合成氨采用400～500 ℃是為了提高原料轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)速率
B．濕潤(rùn)的淀粉 KI試紙可以鑒別氣體2和溴蒸氣
C．在飽和NaCl溶液中先通入過(guò)量CO2再通入過(guò)量NH3可得到固體1
D．1 L氣體1、2的混合氣與1 L NH3在一定條件下轉(zhuǎn)化為對(duì)環(huán)境無(wú)害的物質(zhì)，混合氣中二者的體積比為1∶1
4．氮化鋰(Li3N)是一種重要的化工試劑，在空氣中易潮解。實(shí)驗(yàn)室制備Li3N的原理是6Li＋N22Li3N。某實(shí)驗(yàn)小組擬設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)制備Li3N并探究其性質(zhì)。(裝置可重復(fù)使用)
回答下列問(wèn)題：
(1)裝飽和NH4Cl溶液的儀器是____________________(填名稱)。
(2)按氣流從左至右的順序，裝置的連接順序?yàn)锳→____→____→B→____。(B用兩次)
(3)儀器連接中兩個(gè)B裝置的作用分別是____________________________________。實(shí)驗(yàn)室鋰保存在________(填“煤油”或“石蠟”)中。
(4)實(shí)驗(yàn)時(shí)，先點(diǎn)燃________(填“A處”或“C處”)酒精燈。
(5)A裝置中制備N2的反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)___________________________。
(6)如果氮化鋰產(chǎn)品中混有Li2O，可能的原因是____________________________。
(7)取0.1 g Li3N粗產(chǎn)品(設(shè)雜質(zhì)只有Li2O)于試管中，向試管中滴加蒸餾水，用鑷子夾一塊濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙于試管口，試紙變藍(lán)色，向試管中滴加幾滴酚酞溶液，溶液變紅色，Li3N與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)___________________________________。
高考真題
1．(2018·全國(guó)卷Ⅱ)研究表明，氮氧化物和二氧化硫在形成霧霾時(shí)與大氣中的氨有關(guān)(如下圖所示)。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A．霧和霾的分散劑相同
B．霧霾中含有硝酸銨和硫酸銨
C．NH3是形成無(wú)機(jī)顆粒物的催化劑
D．霧霾的形成與過(guò)度施用氮肥有關(guān)
2．(2021·河北高考)關(guān)于非金屬含氧酸及其鹽的性質(zhì)，下列說(shuō)法正確的是(　　)
A．濃H2SO4具有強(qiáng)吸水性，能吸收糖類化合物中的水分并使其炭化
B．NaClO、KClO3等氯的含氧酸鹽的氧化性會(huì)隨溶液的pH減小而增強(qiáng)
C．加熱NaI與濃H3PO4混合物可制備HI，說(shuō)明H3PO4比HI酸性強(qiáng)
D．濃HNO3和稀HNO3與Cu反應(yīng)的還原產(chǎn)物分別為NO2和NO，故稀HNO3氧化性更強(qiáng)
3．(2017·北京高考)下述實(shí)驗(yàn)中均有紅棕色氣體產(chǎn)生，對(duì)比分析所得結(jié)論不正確的是(　　 )
A．由①中的紅棕色氣體，推斷產(chǎn)生的氣體一定是混合氣體
B．紅棕色氣體不能表明②中木炭與濃硝酸產(chǎn)生了反應(yīng)
C．由③說(shuō)明濃硝酸具有揮發(fā)性，生成的紅棕色氣體為還原產(chǎn)物
D．③的氣體產(chǎn)物中檢測(cè)出CO2，由此說(shuō)明木炭一定與濃硝酸發(fā)生了反應(yīng)
鞏固練習(xí)
一、選擇題(每題5分，共10題，共50分)
1．下列關(guān)于自然界中氮循環(huán)(如圖)的說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　 )
A．①和②均屬于氮的固定
B．氫、氧元素也參與了自然界中的氮循環(huán)
C．④中每生成1 mol NO，消耗2 mol O2
D．③和⑤過(guò)程中氮元素分別被還原和氧化
2．下列有關(guān)硝酸化學(xué)性質(zhì)的敘述中，正確的是(　　 )
A．濃、稀硝酸都能使藍(lán)色石蕊試紙最終變?yōu)榧t色 B．硝酸能與FeO反應(yīng)，只表現(xiàn)氧化性
C．硝酸可與Na2S反應(yīng)制得H2S氣體 D．濃硝酸因分解放出的NO2又溶解于硝酸而呈黃色
3．同學(xué)們?cè)谧鲢~與濃硝酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)后的溶液呈綠色，而不顯藍(lán)色。甲同學(xué)認(rèn)為是該溶液中硝酸銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高所致，而乙同學(xué)認(rèn)為是該溶液中溶解了生成的氣體。同學(xué)們分別設(shè)計(jì)了以下4個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)判斷兩種說(shuō)法是否正確，這些方案中不可行的是(　　 )
A．加水稀釋該綠色溶液，觀察溶液顏色變化 B．加熱該綠色溶液，觀察溶液顏色變化
C．向該綠色溶液中通入氮?dú)猓^察溶液顏色變化
D．向飽和硝酸銅溶液中通入濃硝酸與銅反應(yīng)產(chǎn)生的氣體，觀察溶液顏色變化
4．自然界中氮的部分循環(huán)過(guò)程如圖，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(　　 )
A．過(guò)程①和②均屬于自然固氮
B．X→Y發(fā)生化合反應(yīng)
C．NH3→N發(fā)生氧化還原反應(yīng)
D．若為硫循環(huán)，X在空氣中點(diǎn)燃可得Y
5．(2023·北京名校聯(lián)考)探究銀鏡實(shí)驗(yàn)后溶解Ag的實(shí)驗(yàn)方案，如下表所示。
實(shí)驗(yàn)方案 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
試劑
實(shí)驗(yàn)①：稀硝酸 銀逐漸溶解，試管口有淺紅棕色氣體生成
實(shí)驗(yàn)②：Fe(NO3)3溶液(pH＝2) 銀鏡慢慢消失，溶液澄清
實(shí)驗(yàn)③：FeCl3溶液(pH＝2) 銀鏡快速溶解，反應(yīng)后溶液中有明顯灰色沉淀
實(shí)驗(yàn)④：HI溶液 銀鏡溶解，有黃色沉淀產(chǎn)生，且有氣泡產(chǎn)生
已知：Fe3＋的氧化性與Ag＋接近。下列有關(guān)敘述正確的是(　　 )
A．實(shí)驗(yàn)①發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Ag＋2H＋＋NO===Ag＋＋NO2↑＋H2O
B．對(duì)比分析實(shí)驗(yàn)②和③表明：Cl－具有催化作用
C．實(shí)驗(yàn)④發(fā)生反應(yīng)的類型為置換反應(yīng)，說(shuō)明氧化性：Ag＋>H＋
D．綜合上述實(shí)驗(yàn)說(shuō)明溶解銀的關(guān)鍵在于試劑的氧化性和能否生成銀鹽沉淀
6．水合肼(N2H4·H2O)是重要的氫能源穩(wěn)定劑，其制備的反應(yīng)原理為NaClO＋2NH3===N2H4·H2O＋NaCl。下列裝置和操作不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?　　 )
A．裝置甲用于制備NH3，試劑X是氯化鈣 B．用裝置乙作為反應(yīng)過(guò)程的安全瓶
C．制備水合肼時(shí)從裝置丙的a口通入NH3 D．用裝置丁吸收反應(yīng)中過(guò)量的NH3
7．某同學(xué)做“FeSO4被HNO3氧化”的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)溶液變?yōu)樯钭厣２孪肟赡苁巧傻腘O2或NO與Fe2＋或Fe3＋反應(yīng)，使溶液變?yōu)樯钭厣O(shè)計(jì)下列裝置探究。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　 )
A．先檢查裝置氣密性，加入藥品后，關(guān)閉c，打開(kāi)a和b，再通入一段時(shí)間N2
B．關(guān)閉a、c，打開(kāi)b及分液漏斗活塞，反應(yīng)后丙中溶液變?yōu)樯钭厣≈腥芤簾o(wú)明顯變化，證明NO與Fe2＋反應(yīng)
C．甲中反應(yīng)一段時(shí)間后，更新丙、丁中試劑，關(guān)閉a和b，打開(kāi)c，反應(yīng)后丙中溶液變?yōu)樯钭厣≈腥芤簾o(wú)明顯變化，證明NO2也可與Fe2＋反應(yīng)
D．該實(shí)驗(yàn)的缺陷是缺少尾氣處理裝置
8．下列關(guān)系圖中，A是一種正鹽，B是氣態(tài)氫化物，C是單質(zhì)，F(xiàn)是強(qiáng)酸。當(dāng)X無(wú)論是強(qiáng)酸還是強(qiáng)堿時(shí)都有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系(其他產(chǎn)物及反應(yīng)所需條件均已略去)，當(dāng)X是強(qiáng)堿時(shí)，過(guò)量的B跟Cl2反應(yīng)除生成C外，另一產(chǎn)物是鹽酸鹽。
下列說(shuō)法不正確的是(　　 )
A．當(dāng)X是強(qiáng)酸時(shí)，A、B、C、D、E、F中均含同一種元素，F(xiàn)可能是H2SO4
B．當(dāng)X是強(qiáng)堿時(shí)，A、B、C、D、E、F中均含同一種元素，F(xiàn)是HNO3
C．當(dāng)X是強(qiáng)酸時(shí)，C在常溫下是氣態(tài)單質(zhì)
D．B和Cl2的反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)
9．空氣中的氮?dú)饪赏ㄟ^(guò)人工固氮獲得氨氣，氨氣是重要的化工原料，通過(guò)氨氧化法可制得硝酸，反應(yīng)過(guò)程如圖：
N2NH3NONO2HNO3
硝酸是一種強(qiáng)氧化性酸，制硝酸工業(yè)產(chǎn)生的尾氣中含有氮氧化物，應(yīng)處理后才能排放。下列說(shuō)法不正確的是(　　 )
A．常溫下，濃硝酸可盛放在鋁制或鐵制容器中
B．BaSO3固體能溶于稀硝酸，生成Ba(NO3)2，放出SO2氣體
C．工業(yè)上，當(dāng)轉(zhuǎn)化①的反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，需不斷地從混合氣體中分離出NH3，將未反應(yīng)的原料氣送回合成塔以提高原料的利用率
D．轉(zhuǎn)化④中，當(dāng)V(NO2)∶V(O2)＝4∶1時(shí)，理論上NO2全部轉(zhuǎn)化為HNO3
10．利用鈰元素(Ce)吸收工業(yè)尾氣SO2和NO，獲得Na2S2O4和NH4NO3產(chǎn)品的流程如圖所示：
下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　 )
A．Na2S2O4中S元素的平均化合價(jià)為＋3價(jià)
B．裝置Ⅱ消耗36 g水生成4NA個(gè)H＋(NA代表阿伏加德羅常數(shù)的值)
C．裝置Ⅲ進(jìn)行電解，Ce3＋在陽(yáng)極反應(yīng)，使Ce4＋得到再生
D．裝置Ⅲ中陰極反應(yīng)式為2HSO＋2e－===S2O＋2OH－
二、非選擇題(共2題，共40分)
11．(19分)(2023·四川成都七中模擬)如圖是氮元素的幾種價(jià)態(tài)與物質(zhì)類別的對(duì)應(yīng)關(guān)系。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
(1)上述物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化，屬于固氮反應(yīng)的有______(填序號(hào))，NO2是否屬于酸性氧化物__________(填“是”或“否”)。(2分)
(2)HNO3與圖中的物質(zhì)C常用于檢驗(yàn)Cl－的存在，則C的化學(xué)式為_(kāi)_____________________________。(2分)
(3)工業(yè)上以B、空氣、水為原料生產(chǎn)硝酸分為三步：其中第三步為NO2→HNO3，該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為_(kāi)_________。(2分)
(4)寫出濃硝酸與木炭在加熱條件下反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________________，并用單線橋表示其電子轉(zhuǎn)移的情況。(3分)
(5)如圖裝置可用于探究氯氣與氨氣的反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)時(shí)先通過(guò)三頸瓶瓶口1通入氨氣，然后關(guān)閉b活塞，再通過(guò)瓶口2通入氯氣。實(shí)驗(yàn)中三頸瓶?jī)?nèi)出現(xiàn)白煙并在內(nèi)壁凝結(jié)成固體，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)____________________________________________________，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案鑒定該固體中的陽(yáng)離子__________________________________________。(6分)
(6)有一瓶稀硫酸和稀硝酸的混合溶液，其中c(H2SO4)＝2.0 mol/L，c(HNO3)＝1.0 mol/L。取100 mL該混合溶液與12.8 g銅粉反應(yīng)，標(biāo)準(zhǔn)狀況下生成A的體積為_(kāi)_________L。(4分)
12．(21分)(2023·廣西統(tǒng)考二模)亞硝酸鈉(NaNO2)主要用于醫(yī)藥、染料和漂白等行業(yè)，也常用于食品保鮮劑。某小組擬利用氮氧化物(可用NOx表示)制備亞硝酸鈉，簡(jiǎn)易流程如圖。
已知：NO2＋NO＋Na2CO3===2NaNO2＋CO2，2NO2＋Na2CO3===NaNO2＋NaNO3＋CO2。
(1)利用飽和NH4Cl溶液和飽和NaNO2溶液在加熱條件下反應(yīng)可制得N2，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為
______________________________________________________；
實(shí)驗(yàn)時(shí)裝置B中應(yīng)間斷性通入適量的O2，其目的是________________________________________。(4分)
(2)裝置C中盛裝飽和Na2CO3溶液的儀器的名稱是________________；NO不能單獨(dú)被純堿溶液吸收，為了使NOx完全被純堿溶液吸收且產(chǎn)品純度最高，x＝_____________。(4分)
(3)裝置D的作用是_______，采用“倒置漏斗”措施的目的是________________________________。(4分)
(4)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究NaNO2的性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)完畢后，從裝置C中分離出NaNO2固體粗產(chǎn)品(不含Na2CO3雜質(zhì))，取少量上述產(chǎn)品配制成溶液，分成三份分別進(jìn)行甲、乙、丙三組實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象、結(jié)論如表。
實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象 結(jié)論
甲 滴入無(wú)色酚酞溶液中，無(wú)色酚酞溶液變紅 HNO2是弱酸
乙 滴入少量酸性淀粉 KI溶液中，振蕩，酸性淀粉 KI溶液變藍(lán) 酸性條件下NO具有氧化性
丙 滴入少量酸性KMnO4溶液中，振蕩，酸性KMnO4溶液褪色 酸性條件下NO具有還原性
上述實(shí)驗(yàn)__________(填標(biāo)號(hào))的結(jié)論不可靠，理由是__________________________。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)得實(shí)驗(yàn)丙反應(yīng)后的溶液中氮元素僅以NO的形式存在，酸性KMnO4溶液與NO反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_________________________________________。(6分)
(5)吸光光度法是借助分光光度計(jì)測(cè)定溶液的吸光度，根據(jù)朗伯－比耳定律確定物質(zhì)溶液的濃度。亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)曲線數(shù)據(jù)如表所示。(已知：稀溶液的吸光度與濃度成正比)
標(biāo)準(zhǔn)液濃度/(μg·mL－1) 取標(biāo)準(zhǔn)液體積/mL 相當(dāng)于亞硝酸鈉的質(zhì)量/μg 吸光度A
1 4.00 4 2.704 5
取0.001 g NaNO2樣品溶于蒸餾水配成1 000 mL稀溶液，取4.00 mL該稀溶液測(cè)得吸光度為2.700 0，對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)曲線數(shù)據(jù)可知，該亞硝酸鈉產(chǎn)品純度為_(kāi)_________________________(列出計(jì)算式即可，已知1μg＝10－6 g)。(3分)
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