2022版高考人教版化学一轮复习学案：第四章 第四讲 氮及其化合物

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第四讲氮及其化合物

I.变化观念与平衡思想:认识施及其化合物可以在一定条

I.能列举、描述、辨识氯及其化合物考点一包气及

件卜.相互转化.预测艇及其化合物可能发生的化学变化

重要的物理和化学性质及实验现象其辄化物

2.科学探究与创新意识:发现或提出对施及其化合物有探

2.能根据凝及其化合物的性质分析生

考点二硝酸究价他的化学问题，能依据探究目的没计并优化实验方案.

产、生活及环境中的某些常见问题.

完成实验操作,能对观察汜录的实验信息进行加工并获得

说明妥善保存、合理使用化学品的考点三氨和

结论

常见方法C钱盐

3.科学态度与社会责任:关注包及其化合物的社会热点同题,

3.能说明氮及其化合物的应用而社会

考点四氨气认识环境保护的重要性.艮有“持续发展意识和绿色化学

发展的价值、对环境的影响

的制法观念：深刻理解化学和环境之间的相互关系,

考点一氮气及其氧化物(命题指数★★★★★)

,必备知识•自我排查,

1.自然界中氮的存在和氮的固定：

N式大气中,体积约占空气体积

的五分之四)

寂的

分为自然固氮和人工周朝

固定一""""

盛I态〉一动植物体内

、土壤和水体中

2.氮气。

(1)物理性质：无色无味气体，密度比空气略小，难溶于水。

(2)化学性质。

氮

的

固

定

写出有关化学方程式：

点燃

①3Mg+N?；

②N2+3H2催化剂2NH?；

放电或局温

③Nz+O2-—2NO。

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、NC>2(或N2Q4)、N2O5,其中属于酸性氧化物的是

N2O3、N2Q50

(2)NO和NO2的比较。

性质

NONO2

色、态、

无色、无味气体红棕色、有刺激性气味气体

味

溶解性难溶于水

毒性有毒，大气污染物之一有毒，大气污染物之一

3NO2+H2O——

与水反应不反应

2HNO3+NO

与氧气

2NO+O2=2NO2不反应

反应

对环境NO与血红蛋白结合使人中毒，NO、NO2导致光化学烟雾、形成酸

的影响雨及破坏臭氧层

基本技能•小测、口

1.判断下列说法是否正确，正确的打W"，错误的打“X”。

(1)豆科植物通过根瘤菌吸收空气中的氮属于氮的固定，是化学变化。

提示：〃氮的固定是游离态变为化合态的过程，是化学变化。

（2）在实验室里，NO可用排空气法收集。（）

提示：X。常温下，NO与氧气反应，用排水法收集。

⑶通过灼热的镁粉，可除N2中的少量氧气。（）

提示：X。加热条件下，镁与氮气反应。

（4）收与。2在放电条件下直接化合生成NO2。（）

提示：X。此与。2在放电条件下直接化合生成NO。

（5）将1molNO与0.5molO2混合后分子数为NA。（）

提示：x0NO与O2反应生成NO2,2N02^^N204O

（6）NC>2与H2O反应中氧化剂与还原剂的质量比为1：2。（）

提示：7。3N02+H20=2HN03+N0,NO2既是氧化剂，又是还原剂，个数

之比是1：20

2.（2021•衡阳模拟）一种新型的合成氨的方法如图所示，下列说法正确

的是（）

A.反应①属于“氮的固定”

B.反应②属于氧化还原反应

C.反应③可通过电解LiOH水溶液实现

D.上述三步循环的总结果为N2+3H2=2NH3

选A。解答本题的关键是结合图示和箭头方向确定反应物和生成物，然

后根据图示写出化学方程式进行分析判断。反应①为Li与此反应生成

属于氮的固定，正确；结合图示可知反应②为

Li3N,ALi3N+

该反应中没有化合价的变化，属于非氧化还原反

3H2O=3LiOH+NH3t，

应，B错误；电解LiOH水溶液不能生成单质Li,C错误；结合图示可

知，三步循环的总结果为2电+6b0=4阳3+302,D错误。

、关键能力•层级突破」

命题角度1：氮气及其氧化物的性质及应用

【典例1】（2021•葫芦岛模拟）下列说法中正确的是（）

A.氮气化学性质不如磷活泼，故氮元素非金属性弱于磷

B.氮气只有氧化性，没有还原性

C.“雷雨发庄稼”所包含的化学变化有N2-NO-NO2—HNO3一硝酸盐

D.NO与02反应生成NO?属于氮的固定

选C。N三N键能大，虫比磷稳定，A错误；氮气中氮元素的化合价可以

升高，也可以降低，故既具有氧化性，又具有还原性，B错误；氮的固

定是将游离态的氮转化为化合态的氮的过程，D项错误。

思维升级•母题延伸

（1）（宏观辨识与微观探析）哪些性质可以判断氮、磷的非金属性强弱？

提示：酸性：硝酸大于磷酸；稳定性：N%大于P%;还原性：P1大于

阳3等可以说明非金属性氮大于磷。

（2）氮的固定有哪些？

提示：①人工固氮：合成氨和仿生固氮；②自然固氮：高能固氮（雷雨

天和生物固氮（豆科植物的根瘤菌固氮）

N2->N0）o

【备选例题】

下列关于N2性质的叙述中错误的是（）

A.氢气在氮气中能燃烧

B.氮气既具有氧化性，又具有还原性

C.将空气中的氮气转变成含氮化合物属于氮的固定

D.氮气与氧气在一定条件下反应生成一氧化氮

选A。氢气与氮气在高温、高压、催化剂条件下才能反应，A错误；氮

气中氮元素的化合价可以升高，也可以降低，故既具有氧化性，又具

有还原性，B正确；将空气中的氮气转变成含氮化合物属于氮的固定，

C正确；氮气与氧气在放电条件下反应生成NO,D正确。

命题角度2：氮的氧化物与水的反应

【典例2］如图所示，将相同条件下的m体积NO和n体积02同时通

入倒立于水槽且盛满水的试管内，充分反应后，试管内残留?体积的

气体，该气体与空气接触后立即变为红棕色。则根与〃的比值为（）

m

NO

A.3：2B.2：3C.8：3D.3：8

选C。该过程中涉及的反应有2N0+02=2N02、3NO2+H2O=2HNO34-NO,

可将两个方程式“合并”为4N04-302+2H20=4HN03O剩余气体与空气接

触立即变为红棕色，说明剩余气体为NOo则可知F体积的NO气体与n

体积的。2恰好完全反应。

4NO+3O2+2H2O=4HNO3

43

m

2n

irt

4:y=3In,解得mn—S:3。

同源异构•母题变式

题干剩余气体遇到空气无变化，下列说法正确的是（）

A.3：8B.4：5C.8：3D.5：4

选B。剩余气体与空气接触无变化，说明剩余气体为则可知加体积

的NO气体与（n-；）体积的。2恰好完全反应。

2+

4NO+3。2H2O=4HNO3

43

m

m（n—y）

4:m—3：（〃一E）,解得m：〃=4:5。

【备选例题】

同温同压下，在3支相同体积的试管中分别充有等体积混合的2种气

体，它们是①NO和NO?，②NO2和。2，③N%和N2。将3支试管均

倒置于盛水的水槽中，充分反应后，试管中剩余气体的体积分别为m、

匕、匕，则下列的关系正确的是（）

A.Vi>V2>V3B.V1>V3>V2

C.V2>V3>ViD.V3>Vi>V2

选B。设各种气体的体积都为1体积。①根据3N02+H20=2HN03+N0,

1

即剩余NO的体积14=(1+-)体积。②根据4N024-02+2H20=4HN03,

1

即剩余O2的体积V2=(1--)体积。③剩余M的体积14=1体积。即B

项符合题意。

命题角度3：氮的氧化物与环境污染

【典例3](2021・大连模拟)随着我国汽车年销量的大幅增加，空气环境

受到了很大的污染。汽车尾气装置中，气体在催化剂表面吸附与解吸

作用的过程如图所示，下列说法正确的是()

A.反应中NO为氧化剂，N2为氧化产物

B.汽车尾气的主要污染成分包括CO、NO和N2

C.NO和O2必须在催化剂表面才能反应

D.催化转化总化学方程式为2NO+O2+4CO幽逊4CO2+N2

【以图析题・培养关键能力】

NO、O,co*

<2©+48=用+式02)

3co的

2NO+O2+4CO

总反应化学式

选D。A项，反应中NO、O2均为氧化剂，立为还原产物；B项，M不是

污染成分；C项，N0与。2没有催化剂存在下就可以发生反应。

【备选例题】

氮氧化合物(用NO,表示)是大气污染的重要因素，根据NO.的性质特

点，开发出多种化学治理氮氧化合物污染的方法。

催化剂

⑴用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。如，4NH3+6NO5N2+

6H2O,写出氨气转化NO2的化学方程式

氧化产物与还原产物的质量之比为。

(2)工业尾气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理。

①NO2被烧碱溶液吸收时，生成两种钠盐，其物质的量之比为1：1,

写出该反应的化学方程式：

②NO与NO2按物质的量之比1：1被足量NaOH溶液完全吸收后只得

到一种钠盐，该钠盐的化学式是O

(1)加3和NO?反应生成M和匕0,氧化产物与还原产物均为此，其质量

之比是4：30

⑵①生成两种钠盐，必须是NO?的歧化反应，依据量的关系可知两种

盐分别为NaNOs和NaNCh。②NO中氮的化合价为+2价，NO?中氮的化合

价为+4价，二者1：1混合时与NaOH反应生成一种钠盐，依据电子守

恒可知，钠盐中氮的化合价为+3,即为NaNOz。

催化剂

答案：⑴8NH3+6NO2△7N2+12H2O4：3

(2)①2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O

(2)NaNO2

技法总结•提能A\

1.氮的氧化物溶于水的计算方法

(1)NO2和。2的混合气体溶于水时涉及反应：4NO2+。2+

2H2O=4HNO3,其计算如下表：

_V(NO)

2反应情况所列方程

'V(()2)

Qz过量，

4V(N()2)_4

剩余气体为。2V((%)—V剩1

恰好完全反应，

4V(NO2)_4

才1无气体剩余v(a)1

N()2过量9V(N()2)—3V剩―4

剩余气体为NOV(()2)―1

(2)NO和O2的混合气体溶于水时涉及反应：4NO+3O2+

2H2O=4HNO3,其计算如下表：

_V(NO)

反应情况所列方程

V(()2)

4V(NO)_4

()2过量，乘1J余气体为(方

0V(()2)—V剩3

V(NO).4

4恰好完全反应.无气体剩余

V(()2)—3

V(NO)一%4

>—N()过量,剩余气体为NO

r/3V((X)—3

2.氮氧化物对环境的污染及防治

光化学烟NO..在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反

雾应，产生一种有毒的烟雾。

NO.,排入大气中后，与水反应生成HNO3和HNO2，随雨

酸雨

雪降到地面。

破坏臭氧NO2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增

层加。

3.常见的NQ,尾气处理方法

⑴催化转化法

在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体（NJ或NO,

与CO在一定温度下催化转化为无毒气体（N2和CO2）o一般适用于汽车

尾气的处理。

（2）碱液吸收法

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

H（NO2）＞H（NO）O一般适合工业尾气中NO》的处理。

、题组训练•技能通关，

命题点1：氮气及其氧化物的性质（基础性考点）

1.下列关于NO、NO2的描述中错误的是（）

A.NO2是红棕色气体，易溶于水，但不是酸性氧化物

B.NO2可用排水法收集，且可由N2和。2化合而得到

C.NO、NO2在一定条件下可相互转化，且二者都是大气污染物

D.NO、NO2既具有氧化性又具有还原性

选B。NO?是红棕色气体，易溶于水，不是酸性氧化物，A正确；N02易

溶于水，不可用排水法收集，且注和化合只能得到NO,B错误；两

者通过2NO+C)2=2NO2,3NO2+H2O=2HNO3+NO而相互转化，且两者都

会造成空气污染，C正确；NO、NO2既具有氧化性又具有还原性，D正

确。

命题点2：氮的氧化物与水的反应(基础性考点)

2.将40mLNO2和NO的混合气体通入倒立于水槽中盛满水的试管中，

充分反应后试管中剩下20mL气体，则原混合气体中NO2和NO的体

积比为()

A.2：1B.1：3C.3：1D.1：1

选C。

3NO2+H2O==2HNO3+NOAV

312

30mL20mL

V(NO)=40mL—30mL=10mL,

V(NO2)：V(NO)=30mL：10mL=3：1。

3.常温常压下，注射器甲中装有NO2气体，注射器乙中装有相同体积

的空气，注射器与U形管连通，固定活塞。如图所示，打开两个止水

夹，足够时间后，将会看到U形管中液面()

A.a端上升，b端下降

B.a端下降，b端上升

C.U形管中液面无变化

D.无法判断

选A。打开两个止水夹后，甲中NO2与水反应生成州。3和NO,U形管中

左侧气体压强减小，a端液面上升，b端下降。

命题点3：氮的氧化物与环境污染(应用性考点)

4.氮氧化物进入大气后，不仅会形成硝酸型酸雨，还可能形成光化学

烟雾，对含有氮氧化物的废气进行处理。

(1)用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物，反应的化学方程式如

下：

NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O(i)

2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O(ii)

①在反应(i)中，氧化剂是o在反应(ii)中，氧化剂和还原剂的

物质的量之比为O

②由反应(ii)判断二氧化氮是否为酸性氧化物？解释原因

(2)汽车尾气中含有CO和NO,消除这两种物质对大气的污染的方法是

安装催化转化器，使它们发生反应消除污染，试写出该反应的化学方

程式O

⑶目前有一种治理方法是在一定条件下，用氨气将氮氧化物转化为无

污染的物质，请写出NO2发生该反应的化学方程式

（1）①在反应（i）中NO2中的氮元素化合价降低做氧化剂；在反应（ii）

中氧化剂和还原剂都是NO2,它们的物质的量之比为1：1。②二氧化氮

与碱反应生成两种盐，且氮元素化合价发生变化，二氧化氮不是酸性

氧化物。

⑵根据原子守恒定律结合题目信息可知，一氧化氮与一氧化碳反应后

生成的对大气无污染的物质应为氮气和二氧化碳。

⑶根据原子守恒定律结合题目信息可知，氨气和二氧化氮反应后生成

的无污染的物质为氮气和水。

答案：（1）①NO?1：1

②不是，因为二氧化氮与碱反应生成两种盐，且氮元素化合价发生变

化

催化剂

=

⑵2NO+2CO----------N2+2CO2

一定条件

（3）6N02+8NH3---7N2+12H20

【加固训练一拔高】

（2021・宜昌模拟）光化学烟雾的形成机理如图所示。下列叙述错误的是

Q

NNO

o

HN°'FB®)L

OZ322)-

光化学烟雾：

A.光化学烟雾的分散剂是空气

B.氧原子是产生光化学烟雾的催化剂K

()

/

H3C-C

C.PAN((x)N。)属于有机物

D.光化学烟雾与氮氧化物和碳氢化合物大量排放有关

选B。光化学烟雾的二次污染物。3、醛类、PAN及硝酸分散在空气中，

分散剂为空气，故A正确；根据示意图，氧原子是中间体，不是产生

()

Z

H3C-C

光化学烟雾的催化剂，故B错误；PAN((xN())中含有碳元素，属

于有机物，故C正确；由图示知光化学烟雾的形成与氮氧化合物和碳

氢化合物的大量排放有关，故D正确。

考点二硝酸(命题指数★★★★★)

、必备知识•自我排查，

1.物理性质：

硝酸是无色易挥发的液体，有刺激性气味。

2.化学性质：

(1)不稳定性。

△或光昭

反应：4HNC)3(浓)2H2O+4NO2t+O2t0

(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。

稀硝酸与铜反应的化学方程式：

与金属3Cu+8HNO式稀)--3CU(NC>3)2+2NOT+4H

反应浓硝酸与铜反应的化学方程式：

Cu+4HNO式浓)一Cu(NOg)2+2NO士+2HzO

与非

浓硝酸与C反应的化学方程式：

金属

△

C+4HNOK浓)----CO#+4NOd+2H?O

反应

与还原硝酸可氧化Fe2*、H?S、SO?、Na2so»HI等还原性物

性化合质。如稀硝酸与FeSCU溶液反应的离子方程式：

物反应3Fe2-+4H++NO2=3Fe3++NO)+2H2。

基本技能•小测

1.判断下列说法是否正确，正确的打W"，错误的打“X”。

⑴常温下，铁、铝在浓硝酸中的钝化为化学变化。()

提示：4。铁、铝在浓硝酸中的钝化是金属被氧化的过程。

(2)过量的铜与浓硝酸反应，产物中一定有NO。()

提示：也硝酸变稀，生成NO。

⑶浓硝酸在光照下久置，会变黄。()

提示：虫浓硝酸在光照下部分分解生成二氧化氮，溶于浓硝酸显黄色。

⑷硝酸具有强氧化性，硝酸与Fe反应一定生成Fe3+。()

提示：X。当Fe少量时生成Fe",当Fe过量时生成Fe?+。

⑸硝酸与。反应生成气体，与反应也生成

Na2c3CO2Na2sH2SO()

提示：硝酸具有强氧化性，可将氧化。

XoH2s

（6）在l.OmolL」的KNO3溶液中可以存在H'、Fe2+、C「、SO『。（）

提示：X。溶液中含NO；和射，可将Fe?+氧化为Fe"。

2.某同学在实验室取出一瓶浓硝酸，发现溶液显黄色，与教材中关于

硝酸的描述出现偏差。

⑴你能帮助该同学解释一下原因吗？应该如何避免这种情况的发

生？

提示：浓硝酸不稳定见光或受热会分解生成溶于浓硝酸使溶

N02,NO?

液显黄色；故浓硝酸应该保存在棕色试剂瓶中，并放在阴凉处。

⑵你能帮助该同学去除硝酸的黄色吗？

提示：向浓硝酸中通入氧气（或空气），发生反应

4N02+O2+

消除黄色。

2H20=4HN03,

（3）足量的铜投入少量上述浓硝酸，会看到什么现象？

提示：立即有红棕色气体产生，气体颜色逐渐变浅至无色；溶液变为

绿色或蓝绿色。

、关键能力•层级突破，

命题角度1：硝酸的性质及应用

【典例1】（2021•秦皇岛模拟）某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反

应产生的气体主要是NO而设计了下列实验，装置如图所示（加热装置

和固定装置均已略去）。图中K为止水夹（处于关闭状态），F是一半空

的注射器。

请回答有关问题：

⑴设计装置A的目的是

为达到此目的，应进行的操作是打开K,且打开分液漏斗活塞，当装

置C中产生________时，关闭K。

⑵在完成⑴中的“操作”后，将装置B中铜丝插入稀硝酸，并微热之，

观察到装置B中的现象是

B中反应的离子方程式为

(3)装置E和F的作用是；为实现此

作用，其操作方法是

(4)装置D的作用是吸收多余的氮氧化物，防止污染空气，兼有

________________的功能。

【以图析题・培养关键能力】

铜丝控制反应

的开始与停止通入空气(或

0)验证无色尾气吸收

气体为

NO防倒吸

澄清

石灰NaOH

水一溶液一

制备co?用于赶吸收CO斗根据变浑浊的

尽装置内的空气.现象,判断空气已经排尽

防止钗化NO

(1)由于装置中含有空气，能把NO氧化生成NO2,从而干扰实验。所

以需要利用生成的二氧化碳将整个装置内的空气赶尽，避免NO和氧

气反应生成二氧化氮对气体产物的观察产生干扰。澄清的石灰水能吸

收C02,产生白色沉淀，据此可以判断。

(2)稀硝酸具有氧化性，能把铜氧化，生成硝酸铜、NO和水，所以现象

就是铜丝表面产生气泡，稀硝酸液面上仍为无色，溶液变为蓝色。有

+2+

关反应的离子方程式为3Cu+8H+2NO；=3Cu+2NOt+4H2Oo

(3)由于NO极易被氧气氧化生成NO2,所以E、F的作用是验证无色气

体为NOo具体的操作是将注射器F中的空气推入E中或将E中的无

色气体吸入注射器中。

(4)NO2极易溶于水，所以还有防止倒吸的作用。

答案：(1)利用生成的二氧化碳将整个装置内的空气赶尽，避免NO和

氧气反应生成二氧化氮对气体产物的观察产生干扰白色沉淀

(2)铜丝表面产生气泡，稀硝酸液面上仍为无色，溶液变为蓝色

+2+

3Cu+8H+2NO；=3Cu+2NOt+4H2O

⑶验证无色气体为NO将注射器F中的空气推入E中或将E中的无

色气体吸入注射器中

（4）防止倒吸

思维升级•母题延伸

（1）（科学探究与创新意识）进行完（3）中操作后，还要打开止水夹K和分

液漏斗的活塞，通一段时间的CO2再拆卸装置，为什么？

提示：通过通CO2将氮的氧化物都赶到装置D中吸收，防止拆卸装置时

污染空气。

（2）在进行（3）中操作时，发现装置C中的沉淀会溶解，原因是什么？

提示：将注射器中的空气注入装置E,产生的NO2进入装置C与水反应

生成硝酸，硝酸将沉淀碳酸钙溶解。

【讲台挥洒一刻】

现象描述答题模板

①全面描述现象的程序——“海、陆、空”

“海”——溶液有什么变化；“陆”——固体有什么变化；“空”——气体有

什么变化。

②规范描述现象的答题模板

如颜色：……由……（具体颜色）变为……（具体颜色）；气体：溶液中

产生……（颜色）的气体，（或）在固体表面产生……（颜色）气体；沉淀:

在……（颜色）溶液中产生……（颜色）的沉淀（浑浊）。

命题角度2：金属与硝酸反应的多角度计算

【典例2】将11.2g的Mg、Cu混合物完全溶解于足量的硝酸中，收集

反应产生的气体X（假定产生的气体全部逸出）。再向所得溶液中加入足

量的NaOH溶液，产生21.4g沉淀。根据题意推断气体X的成分可能

是（）

A.0.3molNO2和0.3molNO

B.0.2molNO2和0.1molN2O4

C.0.6molNO

D.0.1molNO、0.2molNO2和0.05molN2O4

选D。向Mg、Cu混合物与足量的硝酸反应所得溶液中加入足量的NaOH

溶液，产生21.4g沉淀为氢氧化镁、氢氧化铜，所以沉淀中氢氧根的

质量为

*102

21.4g-11.2g=10.2g,物质的量为力.=0.6mol,根据电

1Zg-moL

子守恒可知反应过程中共转移0.6mole，确定D项符合。

【讲台挥洒一刻】

金属与硝酸反应的思维模型

两个「屈原子守恒I

_____体现硒

一

I金属h|酸性M(NO3)A—得失电子守恒

起酸性作用的HNO3

______参加

体现.一个的物质的量等于生

IHNOJTW氧化相NO、NO?等关系成的硝酸盐中NO3

的物质的量

未参加全部电离.可以

利用离了•方程式快

反应参加其他反应

技巧’速找出各种量的相

互关系

【备选例题】

某100mL混合液中，HNO3和H2s。4的物质的量浓度分别是0.4molL

「和

0.1mol-L'o向该混合液中加入1.92g铜粉，加热，待充分反应后，所

得溶液中

C/+的物质的量浓度(忽略体积变化)为()

A.0.15mol-L-]B.0.225mol-L-1

C.0.35mol-L-1D.0.45mol-L-1

选B。解答本题要从离子反应的角度来考虑，H2s(h提供的H+可以和NO；

构成强氧化性环境，继续氧化铜单质。HNO3、H2sO4混合液中成总的物

质的量为0.06mol,NO；的物质的量为0.04mol,Cu的物质的量为

0.03moloCu与稀硝酸发生反应：

3Cu+8H++2N0；=3CIJ2++2N0T+4H2O

382

0.03moI0.06moI0.04moI

H+不足量，应根据H+的物质的量来计算。

2+

3Cu+8H++2N0；=3CU+2N0?+4H20

83

0.06moI"(Cu")

.2+、3

/7(Cu)=0.06moIX~=0.0225mol

o

.2+、0.0225mol

c(Cu)=---0〔---=0.225mol,L。

技法总结•提能.

1.多角度突破HNC>3的强氧化性

(1)硝酸与金属的反应

①除Au、Pt等少数金属外，硝酸几乎可以氧化所有的金属。

②活泼金属与硝酸反应不生成H2,硝酸的浓度不同，还原产物不同。

③常温下浓硝酸能使Fe、Al钝化。

(2)硝酸与非金属的反应

非金属单质+浓硝酸-最高价氧化物或其含氧酸+NO2T+H2O。

(3)硝酸与还原性化合物的反应

可以氧化具有还原性的化合物或离子，如HI、HBr、SO2、Fe2+>FeO、

B「、「、S2，SOf等均能被HNO3氧化。

2.金属与硝酸反应的计算方法

⑴电子守恒法：硝酸与金属反应属于氧化还原反应，氮原子得到的电

子数等于金属原子失去的电子数，由此可求出氮元素被还原后的价态,

根据价态确定反应产物。

⑵原子守恒法：硝酸与金属反应时，一部分以NO；的形式存在，一部

分转化为还原产物，这两部分中N的物质的量与反应消耗的HNO3中

N的物质的量相等。

⑶电荷守恒法：M#和H+所带正电荷总数应等于NO；所带负电荷总

数(因为这种溶液中OH一浓度很小，可被忽略)。

(4)离子方程式法:HNO3与H2so4混合液跟金属的反应，当金属足量时,

不能用HNO3与金属反应的化学方程式计算，应用离子方程式计算，

因为生成的硝酸盐中的NO；借助H+仍能继续与金属反应。

、题组训练•技能通关，

命题点1：硝酸的性质及应用(基础性考点)

1.将相同质量的铜分别与足量的浓硝酸、稀硝酸反应，下列叙述正确

的是()

A.硝酸浓度越小消耗的硝酸越多，产生的有毒气体也越多

B.反应中转移的电子总数稀硝酸少

C.试管内壁上的铜用浓硝酸除去最好，因反应速率快

D.两者用排水法收集的气体的体积相同

选D。铜完全反应，在进行相关计算时以铜为标准，等质量的铜在反应

中失去的电子数相同，生成Cu(N03)2的量相同，浓硝酸被还原为NO2,

氮原子价态由+5价降到+4价，每个氮原子得到1个电子，稀HNO3

被还原时每个氮原子得到3个电子，故被还原的浓硝酸多、稀硝酸少，

生成的NO?也比NO多。用排水法收集气体时，3N02+H20=2HN03+N0,

故两种情况收集到的气体一样多。

2.(2021年辽宁适应性测试)下列各实验的现象及结论都正确的是

()

选项实验现象结论

浓硫酸滴入蔗糖中，蔗糖变黑、体积膨

浓硫酸具有脱水性

A产生的气体导入澄胀，澄清石灰水变浑

和强氧化性

清石灰水浊

铜粉加入稀硫酸中，加热时无明显现象，

B加热;再加入少量硝加入硝酸钾后溶液硝酸钾起催化作用

酸钾固体变蓝

过量铁粉加入稀硝

有无色气泡产生，溶稀硝酸能将Fe氧化

C酸中，充分反应后，

液呈血红色成Fe3+

滴加KSCN溶液

将Na粒投入MgCl2

D析出银白色固体固体为Mg

溶液

选A。蔗糖变黑，体积膨胀，说明浓硫酸具有脱水性，澄清石灰水变浑

浊，说明生成CO2、SO2,浓硫酸具有强氧化性，A正确；铜粉与稀硫酸

不反应，加入KN03后溶液变蓝，是因为在酸性条件下，NO；能与铜反

应，B错误；过量的铁粉与硝酸反应，生成的是Fe?+,C错误；将Na

投入MgCL溶液中，析出白色固体是Mg（0H）2,D错误。

命题点2：金属与硝酸反应的多角度计算（综合性考点）

-1

3.（2021•衡阳模拟）一定量Fe和Fe2O3的混合物投入250mL2mol-L

的硝酸中，反应共生成1.12LNO（标准状况下），再向反应后的溶液中

加入1mol-L-1的NaOH溶液，当沉淀完全时所加NaOH溶液的体积最

少是（）

A.450mLB.500mL

C.400mLD.不能确定

选A。生成NO的物质的量为0.05mol,则此时NO；的物质的量为

0.5moI—0.05moI=0.45mo10当沉淀量最大时，溶液中的溶质是硝

酸钠，硝酸钠的物质的量是0.45moI,根据钠原子守恒可知，氢氧化

钠的物质的量是

0.45mol,则氢氧化钠的体积是450mL。

【加固训练一拔高】

1.3.2gCu与30mL3moiL^HNCh溶液充分反应，还原产物有NCh

和NO,若反应后溶液中才为amol,则此时溶液中所含NO；为（）

A，2molB.2amol

C.O.lamolD.（a+0.1）mol

选D。溶液中某元素的原子个数守恒，溶液中电荷守恒（即溶液显电中

性）。根据题意，州有剩余，则Cu反应完全。可据电荷守恒：”（NO；）

3.2g

2/7（Cu2t）+/7（H+）=2x—----r+amoI=（0.1+a）mo1

64g-moI0

2.某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL,平均分成两份。向其中一

份中逐渐加入铜粉，最多能溶解19.2g（已知硝酸只被还原为NO气体）。

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。下列分析或结果错误的是（）

A.原混合酸中NO；物质的量浓度为2mol-L-1

B.OA段产生的是NO,AB段的反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+,BC段产

生氢气

C.第二份溶液中最终溶质为FeSO4

D.H2sO4浓度为2.5mol-L-1

2+

选D。第一份中发生3Cu+8H++2N0；=3CU+2N0T+4H20,由于铜

溶解0.3mol,故反应的N0；为0.2mol,原混合酸中N0；的浓度为

=2mol-L-1,故A项正确；B项由图可知的为Fe+4H++

0.2L

NO；=Fe"+NOT+2H2O,AB为2Fe3++Fe=3Fe2+,BC段为Fe+2H+

2+

=H2t+Fe,故B、C项正确；反应消耗22.4gFe,则"(Fe)=

224g

77——7^7=0.4mol,则n(FeS0)=0.4mol,据原子守恒可知，每

56g-moI4

份溶液中含有0.4molH2sO,，原混合溶液中c(H2soD=号嘿卫=4

mol.L-1,故D项错误，符合题意。

3.(2021•滁州模拟)某化学学习小组采用下列装置，对浓硝酸与木炭的

△

反应进行探究(已知：4HNO3-4NO2T+O2T+2H2O)O

请回答下列问题：

(1)检查装置气密性后，将燃烧匙中的木炭在酒精灯上加热至红热状态,

立即伸入三颈瓶中，并塞紧瓶塞，滴加浓硝酸，可观察到三颈瓶中气

体的颜色为,产生该气体的化学反应方程式是

(2)装置C中盛有足量Ba(OH)2溶液，反应一段时间后可观察到C中出

现白色沉淀，该白色沉淀为

(写化学式)。其中的Ba(OH)2溶液(填“能”或“不能”)用

Ca(OH)2溶液代替，理由是

(3)装置B的作用是o

(4)装置D中收集到了无色气体，部分同学认为是NO,还有部分同学

认为是。2。

①下列对该气体的检验方法合适的是(填序号)。

A.敞口观察集气瓶内气体的颜色变化

B.将润湿的蓝色石蕊试纸伸入集气瓶内，观察试纸是否变红

C.将带火星的木条伸入集气瓶中，观察木条是否复燃

②如果集气瓶中收集到的无色气体是氧气，则氧气的来源是

(1)装置A中发生的是浓硝酸与木炭的反应，生成NO?、CO2、h0,由于

NO2为红棕色气体，故三颈瓶中的气体为红棕色。(2)将NO?、CO?通入

Ba(OH)2溶液中分别生成Ba(NO3)2和BaC()3,由于Ba(OH液溶液足量,故

溶液为碱性环境，BaC03不溶解以沉淀形式析出。Ba(OH)2溶液不能用

CaSH”溶液代替，因为Ca(0H)2微溶于水，溶液中Ca(0H”含量太少，

浓度太低，不足以完全吸收生成的酸性气体，导致溶液呈酸性，从而

不能生成CaC()3沉淀。(3)装置B可以防止装置C中酸性气体因溶解速

率太快而出现倒吸。(4)①NO与足量。2反应生成红棕色的NO2,A正确；

NO和。2均不具有酸性，B错误；能使带火星的木条复燃，而NO不能，

C正确。②装置A中除发生木炭与浓硝酸的反应外，还发生浓硝酸的分

解反应。

答案：(1)红棕色

△

==

C+4HNC>3(浓)4NO2t+CO2T+2H2O

⑵BaCCh不能Ca(OH)2溶液中Ca(OH)2浓度较低，不能形成CaCO3

沉淀

(3)防倒吸(4)①A、C②浓硝酸的分解

考点三氨和钱盐(命题指数★★★★★)

、必备知识•自我排查，

1.氨的分子结构与物理性质：

电子式密度气味水溶性

H：N：H强烈刺激性极易溶于水

比空气小

气味(1：700)

2.氨的化学性质:

NH3•H2O

0+2

2、NO

(1)与水反应。

①氨水呈现碱性的原因：NHs+HzO-^NHsHzO-^NH；+OH，

②氨水中存在的粒子：NH3H2O、10、NH3、NH」、OH、H+。

③NH3H