高中化学人教版第六讲　硝酸　含氮物质的转化(基础课)

第六讲硝酸含氮物质的转化(基础课)复习目标1.了解硝酸的主要性质。2.认识硝酸在生产中的应用和对生态环境的影响。3.了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质转化。知识点一硝酸1.物理性质硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体。2.化学性质(1)不稳定性反应：4HNO3eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5(或光照))2H2O＋4NO2↑＋O2↑。(1)市售浓硝酸呈黄色的原因是__________________________________________________________________________。(2)浓硝酸的保存方法是_____________________________________________________________________________________。提示(1)HNO3分解生成的NO2溶于硝酸中(2)保存在棕色带有玻璃塞的细口试剂瓶中，置于冷暗处(2)强氧化性不论浓硝酸、稀硝酸都具有强氧化性，而且浓度越大，氧化性越强。①与金属反应a.稀硝酸与铜反应的化学方程式：3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O；b.浓硝酸与铜反应的化学方程式：Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。用动态观点理解Cu与浓HNO3的反应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________色气体，化学方程式为______________________________________________________________________________________________。(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______________________________________________________________________________________________。(3)待反应停止后，再加入少量的稀硫酸，这时Cu片上又有气泡产生，原因是______________________________________________________________________________________________。提示(1)红棕Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O(2)3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O(3)加入稀硫酸后，氢离子与原溶液中的硝酸根离子构成强氧化性酸，又能与过量的铜反应②与非金属反应浓硝酸与木炭反应的化学方程式：C＋4HNO3(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。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＋＋NOeq\o\al(－,3)=3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。(一)硝酸的性质与用途1.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的性质不相对应的是()A.浓硝酸使紫色石蕊溶液先变红后褪色—酸性和强氧化性B.不能用稀硝酸与锌反应制氢气——强氧化性C.要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性D.能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液的红色褪去——强氧化性答案D解析向滴有酚酞的NaOH溶液中滴入硝酸，溶液红色褪去，可能利用的是硝酸的酸性，也可能是强氧化性。2.(2024·长沙一中月考)某兴趣小组探究金属与硝酸的还原产物，进行了下列三组实验，下列说法正确的是()实验操作(室温)及实验现象①将足量的铜粉加入1mL10mol/LHNO3中，溶液呈绿色，产生红棕色气体②将足量的铜粉加入100mL0.1mol/LHNO3中，溶液呈蓝色，产生无色气体③将足量的铁粉加入1mL0.1mol/LHNO3中，溶液呈浅绿色，无气体产生A.实验①②反应后溶液颜色不同，说明氧化产物不同B.实验②中产生的气体可用向上排空气法收集C.实验③中铁发生了钝化D.以上实验说明硝酸的还原产物与硝酸的浓度及金属的活泼性有关答案D解析A.实验①②反应后溶液颜色虽然不相同，但氧化产物都是硝酸铜溶液，A项错误；B.②产生的气体是NO，常温下极易与空气中的氧气反应，生成NO2，不能用排空气法收集，B项错误；C.将足量的铁粉加入100mL0.1mol/LHNO3中，溶液呈浅绿色，无气体产生，说明发生反应生成了硝酸亚铁和硝酸铵，铁没有发生钝化，C项错误；D.由实验①②可知，浓硝酸和铜反应生成二氧化氮，铜和稀硝酸反应生成一氧化氮，硝酸的还原产物与硝酸的浓度有关，由实验②③可知，硝酸的还原产物与金属的活泼性有关，D项正确。3.(2023·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()A.反应进行一段时间后，具支试管中的气体可能为NO2和NOB.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NaNO2D.该实验中浓硝酸主要体现强氧化性和脱水性答案D解析在具支试管中铜丝和浓硝酸反应生成硝酸铜和氮的氧化物，生成的氮的氧化物被氢氧化钠溶液吸收，以此解题。A.浓硝酸和铜反应生成二氧化氮，随着反应进行生成一氧化氮，A正确；B.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；C.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；D.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。(二)金属与硝酸反应的计算4.(2024·厦门一中检测)将32.64g铜与140mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2L，下列说法中错误的是()A.NO的体积为5.824L，NO2的体积为5.376LB.参加氧化还原反应的HNO3的物质的量是1.52molC.待产生的气体全部释放后，向溶液中加入VmLamol/L的NaOH溶液，恰好使溶液的Cu2＋全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为eq\f(aV×10－3＋0.5,0.14)mol·L－1D.欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3，至少需要30%的双氧水57.8g答案B解析A.32.64g铜的物质的量n(Cu)＝eq\f(32.64g,64g/mol)＝0.51mol，反应产生的NO、NO2气体的物质的量n(气体)＝eq\f(11.2L,22.4L/mol)＝0.5mol。假设混合气体中NO、NO2的物质的量分别是x、y，则根据气体物质的量关系可知：x＋y＝0.5mol；根据电子守恒可知3x＋y＝0.51mol×2，解得x＝0.26mol，y＝0.24mol，故反应产生的气体在标准状况下的体积：V(NO)＝0.26mol×22.4L/mol＝5.824L；V(NO2)＝0.24mol×22.4L/mol＝5.376L，A正确；B.参加氧化还原反应的HNO3，就是反应变为NO、NO2气体的硝酸，其物质的量是0.5mol，B错误；C.在该反应中HNO3的一部分起酸的作用，与Cu2＋结合形成Cu(NO3)2，其物质的量为Cu2＋变为Cu(OH)2沉淀时NaOH的物质的量，n(HNO3)酸＝amol/L×V×10－3L＝aV×10－3mol，还有一部分起氧化剂作用，反应变为NO、NO2，其物质的量n(HNO3)氧化剂＝0.5mol，由于溶液的体积是140mL，故原硝酸溶液的浓度c(HNO3)＝eq\f(（0.5＋aV×10－3）mol,0.14L)＝eq\f(（0.5＋aV×10－3）,0.14)mol/L，C正确；D.用30%的双氧水使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3，双氧水得到的电子等于NO、NO2失去的电子，等于Cu变为Cu2＋失去电子。设需要30%的双氧水mg，根据电子得失守恒，有：0.26×3＋0.24×1＝0.51×2＝30%×eq\f(m,34)×2，解得m＝57.8g，D正确。5.(2023·河南创新联盟联考)1.52g铜镁合金完全溶解于50mL密度为1.40g·mL－1，质量分数为63%的浓硝酸中，得到NO2和N2O4的混合气体0.05mol，向反应后的溶液中加入VmL3.20mol·L－1NaOH溶液，恰好使金属离子全部沉淀，共得到2.54g沉淀。已知：①不考虑反应过程中质量的损失；②不考虑溶液体积的变化。回答下列问题：(1)硝酸中氮元素的化合价为________价。(2)得到0.05mol由NO2和N2O4组成的混合气体时：①NO2气体的颜色为________。②n(N2O4)＝________mol。③此时浓硝酸________(填“已”或“未”)反应完，若未反应完，剩余浓硝酸的物质的量浓度为________mol·L－1(若答已反应完，此空可不用填)。(3)2.54g沉淀的成分为Cu(OH)2和Mg(OH)2：①该沉淀中m[Cu(OH)2]＝________g。②V＝________。(4)反应结束后所得的溶液中，溶质的物质的量浓度为________mol·L－1。答案(1)＋5(2)①红棕色②0.01③未11.6(3)①1.96②200mL(4)2.56解析(1)硝酸中H的化合价为＋1价，O的化合价为－2价，根据正、负化合价代数和为零可以知道，N的化合价为＋5价；(2)①NO2为红棕色气体；②金属离子全部沉淀时，得到2.54g沉淀为氢氧化铜、氢氧化镁，故沉淀中氢氧根的质量为2.54g－1.52g＝1.02g，氢氧根的物质的量为1.02g÷17g/mol＝0.06mol，根据电荷守恒可知，金属提供的电子物质的量等于氢氧根的物质的量，标况下，NO2和N2O4混合气体的物质的量为0.05mol，设二氧化氮的物质的量为amol，则四氧化二氮的物质的量为(0.05－a)mol，根据电子转移守恒可知，a×1＋(0.05－a)×2×1＝0.06，解得：a＝0.04，则n(N2O4)＝0.01mol；③假设铜镁合金中铜的物质的量为xmol，镁的物质的量为ymol，根据质量守恒可得64x＋24y＝1.52g，根据得失电子守恒可得2x＋2y＝0.06mol，解得x＝0.02mol，y＝0.01mol。0.02mol铜和0.01mol镁转化成对应的硝酸盐，参与成盐的硝酸根是0.06mol，生成氮氧化物消耗0.06mol硝酸，所以硝酸总共消耗0.12mol，未反应完。剩余0.7mol－0.12mol＝0.58mol，浓度是0.58mol÷0.05L＝11.6mol/L；(3)①根据电子守恒可知，铜有0.02mol，由于铜原子守恒，氢氧化铜有0.02mol，质量是0.02mol×98g/mol＝1.96g；②加入的氢氧化钠要和硝酸中和，然后和金属离子反应生成沉淀，中和消耗0.58mol氢氧化钠，生成沉淀消耗0.06mol，共需要0.64mol氢氧化钠，溶液体积V＝0.64mol÷3.20mol/L＝0.2L＝200mL；(4)所得溶液含有0.64mol硝酸钠，浓度0.64mol÷(0.05L＋0.2L)＝2.56mol/L。金属与硝酸反应计算的思维流程知识点二含氮物质的转化1.氮元素在自然界中的循环2.氮元素的“价—类”二维图氮元素有多种可变化合价，物质的种类较多，其“价—类”二维图如图：3.含氮元素物质之间的转化关系(1)歧化——同一物质中某元素的化合价在同一反应中既升高又降低。(2)归中——不同物质中同一元素的不同化合价在同一反应中只靠拢。写出有关氮的化合物的两个歧化反应，三个归中反应①(歧化)_______________________________________________；②(歧化)_______________________________________________；③(归中)_______________________________________________；④(归中)_______________________________________________；⑤(归中)_______________________________________________。提示①3NO2＋H2O=2HNO3＋NO②2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2O③6NO＋4NH3eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5(催化剂))5N2＋6H2O④NO2＋NO＋2NaOH=2NaNO2＋H2O⑤6NO2＋8NH3eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5(催化剂))7N2＋12H2O(其他合理反应也可)1.(2024·湖北新高考联盟联考)“价—类”二维图是学习元素化合物的工具，图中a～g分别表示不同价态的氮元素所对应的物质，下列说法正确的是()A.液态a可用作制冷剂B.a与c不能发生化学反应C.常温下，稀的e溶液可以用铁罐车运输D.f属于强电解质答案A解析由图可知，a为－3价的氢化物，即NH3，b为N2，c为＋2价的氧化物，即NO，d为＋4价的氧化物，即NO2或N2O4，e为＋5价的含氧酸，即HNO3，f为－3价的碱，即NH3·H2O，g为－3价的盐，即铵盐，据此分析作答。A.液氨汽化时要吸收大量热量，可用作制冷剂，A正确；B.NH3与NO在一定条件下可发生生成N2的归中反应，B错误；C.根据分析可知，e为HNO3，铁遇浓硝酸常温下钝化，浓硝酸可以用铁罐车运输，但铁遇稀硝酸常温下不发生钝化，稀硝酸不能用铁罐车运输，C错误；D.根据分析可知，f为NH3·H2O，属于弱电解质，D错误。2.(2023·德州夏津一中月考)部分含氮物质的分类与相关化合价的关系如图所示。下列推断不合理的是()A.图中a、b、c、d、e之间的转化均表示一步反应B.c的颜色不一定是红棕色C.c与NaOH溶液反应可同时生成d和eD.b、c在一定条件下均可被氮的氢化物还原为a答案A解析据题意知a是N2，b是NO，c是N2O4或NO2，d是NaNO2，e是NaNO3，N2不能一步生成NO2，A推断不合理；NO2是红棕色气体，N2O4无色，B推断合理；NO2中的N元素是＋4价，处于中间价态，可与NaOH溶液发生歧化反应生成＋3价的NaNO2和＋5价的NaNO3，C推断合理；氮的氢化物NH3中的N元素是－3价，处于最低价，可与＋2、＋4价的氮发生归中反应生成0价的氮，即NO、NO2可被氮的氢化物还原为N2，D推断合理。3.空气中的氮气可通过人工固氮获得氨气，氨气是重要的化工原料，通过氨氧化法可制得硝酸，反应过程如下图：N2eq\o(→,\s\up7(H2、高温、高压、催化剂),\s\do5(转化①))NH3eq\o(→,\s\up7(O2、催化剂，△),\s\do5(转化②))NOeq\o(→,\s\up7(O2),\s\do5(转化③))NO2eq\o(→,\s\up7(H2O、O2),\s\do5(转化④))HNO3硝酸是一种强氧化性酸，制硝酸工业产生的尾气中含有氮氧化物(NOx)，应处理后才能排放，下列说法正确的是()A.BaSO3固体能溶于稀硝酸，生成Ba(NO3)2，同时放出SO2气体B.工业上，当转化①的反应达到平衡时，需不断地从混合气体中分离出NH3，将未反应的原料气送回合成塔以提高原料的利用率C.工业尾气中NOx常用碱液吸收处理，NO、NO2的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO)≥n(NO2)D.向浓硝酸溶液中插入红热的炭，产生红棕色气体，则可证明炭与浓硝酸溶液反应一定生成NO2答案B解析A.亚硫酸钡会被稀硝酸氧化成硫酸钡，A错误；B.减小生成物的浓度，平衡正向移动，可以提高原料气的利用率，B正确；C.NO和NO2恰好与氢氧化钠反应的化学方程式为NO＋NO2＋2NaOH=2NaNO2＋H2O，NO2被氢氧化钠吸收发生化学方程式为2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2O，NO、NO2的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO)≤n(NO2)，C错误；D.浓硝酸受热分解也会产生NO2，D错误。1.(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()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：苯的磺化答案D解析A.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不合题意；B.蔗糖和淀粉水解时常采用稀硫酸作催化剂，B不合题意；C.清洗附有银镜的试管用稀硝酸，反应原理为：3Ag＋4HNO3(稀)=3AgNO3＋NO↑＋2H2O，C不合题意；D.苯的磺化是苯和浓硫酸共热生成苯磺酸的反应，故不需要浓硝酸，D符合题意。2.(2023·江苏卷)氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是()A.实验室探究稀硝酸与铜反应的气态产物：HNO3(稀)eq\o(→,\s\up7(Cu))NOeq\o(→,\s\up7(O2))NO2B.工业制硝酸过程中的物质转化：N2eq\o(→,\s\up7(O2),\s\do5(放电或高温))NOeq\o(→,\s\up7(H2O))HNO3C.汽车尾气催化转化器中发生的主要反应：2NO＋2COeq\o(=,\s\up7(催化剂))N2＋2CO2D.实验室制备少量NH3的原理：2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up7(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O答案B解析A.Cu与稀硝酸的反应产物之一为NO，NO与氧气发生反应2NO＋O2=2NO2生成NO2，A正确；B.氮气与氧气在放电或高温条件下生成NO，但NO无法与水发生化学反应，B错误；C.汽车尾气催化转化器主要将污染气体NO、CO转化为无污染的气体，故该反应方程式为2NO＋2COeq\o(=,\s\up7(催化剂))N2＋2CO2，C正确；D.实验室利用熟石灰和氯化铵制备少量NH3，化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up7(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O，D正确。3.(2021·河北卷)关于非金属含氧酸及其盐的性质，下列说法正确的是()A.浓H2SO4具有强吸水性，能吸收糖类化合物中的水分并使其炭化B.NaClO、KClO3等氯的含氧酸盐的氧化性会随溶液的pH减小而增强C.加热NaI与浓H3PO4混合物可制备HI，说明H3PO4比HI酸性强D.浓HNO3和稀HNO3与Cu反应的还原产物分别为NO2和NO，故稀HNO3氧化性更强答案B解析浓H2SO4使糖类化合物脱水并炭化，体现了浓H2SO4的脱水性，A错误；溶液酸性越强，NaClO、KClO3等氯的含氧酸盐的氧化性越强，B正确；H3PO4的酸性比HI弱，加热NaI与浓H3PO4混合物可制备HI，是因为H3PO4的沸点高且具有难挥发性，C错误；浓HNO3的氧化性强于稀HNO3，D错误。4.(北京卷)下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论不正确的是()①②③A.由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定是混合气体B.红棕色气体不能表明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答案D解析①中浓HNO3受热分解，发生反应4HNO3(浓)eq\o(=,\s\up7(△))4NO2↑＋O2↑＋2H2O，产生的气体为混合气体，故A正确；由①可知，浓硝酸受热分解可生成红棕色气体NO2，所以“产生红棕色气体”不能说明②中木炭能与浓硝酸发生反应，故B正确；根据①和②，浓硝酸反应产生红棕色NO2时需要加热，所以浓硝酸具有挥发性才可与上方红热木炭接触，同时，N元素化合价降低，所以生成的NO2为还原产物，故C正确；红热的木炭可与空气中的O2反应生成CO2，故D错误。5.(2023·湖北卷)铜与浓硝酸反应的装置如下图，仪器A的名称为____________，装置B的作用为____________。答案具支试管防倒吸基础落实选择题只有1个选项符合题意1.下列关于自然界中氮循环(如图)的说法错误的是()A.①和②均属于氮的固定B.氢、氧元素也参与了自然界中的氮循环C.④中每生成1molNOeq\o\al(－,3)，消耗2molO2D.③和⑤过程中氮元素分别被还原和氧化答案D解析氮的固定指将N2转化为氮的化合物，反应①将N2转化为NO，属于氮的固定，反应②属于植物固氮，A正确；由图示知，氮循环过程中涉及氢、氧元素，B正确；反应④是O2将NH3氧化为NOeq\o\al(－,3)，N元素化合价由－3价升高到＋5价，失去8个电子，即1molNH3生成NOeq\o\al(－,3)失去电子8mol，根据转移电子关系O2～4e－知，得8mol电子需要2molO2，C正确；反应③中NO被氧化为NOeq\o\al(－,3)，氮元素被氧化，反应⑤中NOeq\o\al(－,3)被还原为N2，氮元素被还原，D错误。2.下列有关硝酸化学性质的叙述中，正确的是()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答案D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。3.(2023·保山期末)实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如图所示(省略夹持和净化装置)。仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验，最合理的选项是()选项a中的物质b中的物质c中收集的气体d中的物质A浓硝酸FeSH2SCuSO4溶液B浓硫酸FeSO2NaOH溶液C浓硝酸CuNO2NaOH溶液D稀盐酸KClO3Cl2H2O答案C解析A.H2S具有强还原性能被浓硝酸氧化，因此不能用浓硝酸与FeS制取H2S，故A错误；B.Fe遇浓硫酸在常温下发生钝化，不能制取二氧化硫，故B错误；C.浓硝酸与铜在常温下反应生成NO2，NO2密度比空气大，用向上排空气法收集，最后用氢氧化钠溶液吸收尾气，故C正确；D.KClO3与浓盐酸常温下制取氯气，且氯气在水中溶解度较小，不能用水吸收尾气，故D错误。4.某化学兴趣小组进行了有关Cu、硝酸、硫酸化学性质的实验，实验过程如图。下列有关说法正确的是()A.①中溶液呈蓝色，试管口有红棕色气体产生，稀硝酸被还原为NO2B.③中反应的离子方程式为3Cu＋2NOeq\o\al(－,3)＋8H＋=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2OC.③中滴加稀硫酸，铜片继续溶解，说明稀硫酸的氧化性比稀硝酸的强D.由上述实验可知，Cu在常温下既可与稀硝酸反应，又可与稀硫酸反应答案B解析A项，试管口有红棕色气体NO2生成，是Cu与稀HNO3反应生成NO，NO与O2反应生成NO2错误；C项，Cu溶解是在酸性条件下NOeq\o\al(－,3)与Cu反应，错误；D项，Cu与稀H2SO4不反应，错误。5.(2023·上海新纪元集团学校期中)公元八世纪，阿拉伯炼金术士贾比尔·伊本·哈扬在干馏硝石的时候发现并制得了硝酸，这是人类关于硝酸最早的记录，反应方程式：4KNO3eq\o(=,\s\up7(高温))2K2O＋4NO↑＋3O2↑。下列关于硝酸的叙述正确的是()A.常温下，浓硝酸与铁反应生成红棕色气体NO2B.上述反应方程式中生成3molO2，转移12mol电子C.浓硝酸与木炭反应表现出酸性和强氧化性D.实验室可用NaNO3与浓硫酸反应制备少量HNO3，利用的是浓硫酸的氧化性答案B解析A.常温下，浓硝酸与铁发生钝化，不能反应生成NO2，A错误；B.反应中氮元素由＋5价降低为＋2价，氧元素由－2价升高为0价，反应方程式中生成3molO2，转移12mol电子，B正确；C.浓硝酸与木炭反应生成NO2、CO2，只表现出强氧化性没有表现酸性，C错误；D.实验室用NaNO3与浓硫酸反应制备少量HNO3，利用的是浓硫酸的难挥发性，D错误。6.(2023·资阳中学月考)结合氮及其化合物“价—类”二维图及氧化还原反应的规律，下列分析或预测正确的是()A.N2O3、NO2、N2O5均能与水反应生成酸，三者均为酸性氧化物B.HNO3、HNO2、NaNO3、NH3的水溶液均可以导电，四者均属于电解质C.联氨(N2H4)可能被亚硝酸(HNO2)氧化成氢叠氮酸(HN3)D.硝酸具有较强的氧化性，可用稀硝酸溶解Au、Pt答案C解析A.N2O3、N2O5为酸性氧化物，NO2溶于水生成硝酸和一氧化氮，NO2不是酸性氧化物，A错误；B.NH3溶于水后生成的一水合氨电离出阴阳离子导电，一水合氨为电解质，氨气为非电解质，B错误；C.联氨(N2H4)中氮为－2价，从元素价态规律分析，可能被含有＋3价氮的亚硝酸(HNO2)氧化成氢叠氮酸(HN3)，C正确；D.硝酸具有较强的氧化性，但Au、Pt需要硝酸与浓盐酸配成的王水才可以溶解，D错误。7.如图是氮元素的几种化合价与物质类别的对应关系，回答下列问题：(1)写出N2的一种用途：_______________________________________________。(2)从N元素化合价分析，N2具有氧化性和还原性，各举一例说明(用化学方程式表示)。氧化性：_______________________________________________。还原性：_______________________________________________。(3)HNO3与图中的物质C常用于检验Cl－的存在，则C的化学式为________。(4)实验室制取物质B的化学方程式为__________________________________________________________________________。(5)NO2与水反应生成物质A的化学方程式为_____________________________________________________________________。(6)浓硝酸与木炭在加热条件下反应的化学方程式为______________________________________________________________________________________________。答案(1)作为保护气，保存粮食(或合成氨、制硝酸等)(2)N2＋3H2eq\o(,\s\up7(高温、高压),\s\do5(催化剂))2NH3(或N2＋3Mgeq\o(=,\s\up7(点燃))Mg3N2)N2＋O2eq\o(=,\s\up7(放电或高温))2NO(3)AgNO3(4)Ca(OH)2＋2NH4Cleq\o(=,\s\up7(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O(5)3NO2＋H2O=2HNO3＋NO(6)4HNO3(浓)＋Ceq\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋4NO2↑＋2H2O解析图中N元素化合价及对应物质种类，可知B为氨气、A为NO、C为硝酸盐。(1)氮气化学性质不活泼，可以用来做保护气，也可以用来保存粮食，也可做冷冻剂、制氨气等；(2)氮气和氢气反应生成氨气，氮元素化合价降低发生还原反应，氮气表现氧化性，反应方程式为N2＋3H2eq\o(,\s\up7(高温、高压),\s\do5(催化剂))2NH3(氮气和镁单质反应生成氮化镁，氮元素化合价降低发生还原反应，氮气表现氧化性，反应方程式为N2＋3Mgeq\o(=,\s\up7(点燃))Mg3N2)；氮气和氧气反应生成NO，N元素化合价升高发生氧化反应，氮气表现还原性，反应方程式为N2＋O2eq\o(=,\s\up7(放电或高温))2NO；(3)Cl－的检验方法是向待测溶液中加入硝酸酸化，再滴加AgNO3溶液，若产生白色沉淀，就证明溶液中含有Cl－，因此C为AgNO3；(4)B是氨气，化学式为NH3，实验室制备氨气的方程式为Ca(OH)2＋2NH4Cleq\o(=,\s\up7(△))CaCl2＋2H2O＋2NH3↑；(5)NO2与水反应生成物质NO和HNO3，方程式为3NO2＋H2O=2HNO3＋NO；(6)在加热条件下，浓硝酸和炭反应生成二氧化碳、二氧化氮和水，反应方程式为C＋4HNO3(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。8.目前工业制备硫酸主要采用接触法，以黄铁矿(FeS2)为原料在沸腾炉制得SO2，再经过氧化和吸收获得硫酸。(1)请写出黄铁矿在沸腾炉里燃烧制得SO2的反应方程式______________________________________________________________________________________________，若生成SO2气体标准状况下179.2L，则反应中转移的电子物质的量为________。(2)某同学用如图装置(夹持装置略)探究铜丝与过量浓硫酸的反应，回答下列问题：①铜与浓硫酸反应的化学方程式为____________________________________________________________________。②C中应加入的试剂为NaOH溶液，倒置漏斗的作用是_______________________________________________。③与向浓硫酸中直接加入铜片相比，该装置用可上下移动的铜丝，优点是：_______________________________________________。(3)油画的白色颜料中曾含二价铅盐，二价铅盐经过长时间空气(含有微量H2S)的侵蚀，生成PbS而变黑，可用一定量的H2O2溶液擦洗修复，H2O2与PbS反应生成PbSO4和H2O，写出该反应的化学方程式______________________。(4)硝酸是重要的化工原料，也是重要的氧化剂，将过量的铁投入到500mL的稀硝酸中，请写出对应的离子方程式__________________________________________________________________________，若生成标况下的气体为4.48L，则硝酸的物质的量浓度为________。近年来，绿色发展、生态保护成为中国展示给世界的一张新“名片”，减少废气的排放是环境保护的重要内容之一，氮氧化物是形成光化学烟雾的主要元凶，利用碱液吸收法可以有效地吸收氮氧化物，发生的反应有NO＋NO2＋2NaOH=2NaNO2＋H2O、2NO2＋2NaOH=NaNO2＋NaNO3＋H2O，若某混合气体中含amolNO和bmolNO2，用NaOH溶液吸收时，要使气体完全被吸收，则a与b需满足的关系为________。答案(1)4FeS2＋11O2eq\o(=,\s\up7(高温))2Fe2O3＋8SO244mol(2)①Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O②防止倒吸③可以随时控制反应的开始与停止(3)4H2O2＋PbS=PbSO4＋4H2O(4)3Fe＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O1.6mol/La≤b解析(1)硫铁矿在沸腾炉里燃烧制得二氧化硫的反应为二硫化亚铁与氧气高温条件下反应生成氧化铁和二氧化硫，反应的化学方程式为4FeS2＋11O2eq\o(=,\s\up7(高温))2Fe2O3＋8SO2，反应生成8mol二氧化硫时，反应转移44mol电子，则标准状况下生成179.2L二氧化硫时，反应中转移的电子物质的量为eq\f(179.2L,22.4L/mol)×eq\f(44mol,8mol)＝44mol；(2)由实验装置图可知，装置A中铜与浓硫酸共热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，装置B中盛有的品红溶液用于检验二氧化硫的生成，装置C中的氢氧化钠溶液用于吸收二氧化硫，防止污染空气；①铜与浓硫酸的反应为铜与浓硫酸共热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，反应的化学方程式为Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O；②由分析可知，装置C中的氢氧化钠溶液用于吸收二氧化硫，防止污染空气，其中倒置的漏斗起防倒吸的作用；③由分析可知，装置A中铜与浓硫酸共热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，装置中可上下移动的铜丝可以控制铜与浓硫酸的接触，从而达到控制反应的开始与停止的目的；(3)由题意可知，过氧化氢溶液与黑色的硫化铅反应生成白色的硫酸铅和水，反应的化学方程式为4H2O2＋PbS=PbSO4＋4H2O；(4)过量的铁与稀硝酸反应生成硝酸亚铁、一氧化氮和水，反应的离子方程式为3Fe＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O，反应生成标况下的4.48L一氧化氮，则硝酸的物质的量浓度为eq\f(\f(4.48L,22.4L/mol)×4,0.5L)＝1.6mol/L；一氧化氮是不成盐氧化物，不能与氢氧化钠溶液反应，由方程式可知，气体完全被氢氧化钠溶液吸收时，混合气体中一氧化氮的物质的量一定小于或等于二氧化氮的物质的量，则a与b需满足的关系为a≤b。能力提升9.(2023·齐齐哈尔联谊校期末改编)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()A.一般来说，不同密度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2∶3答案D解析A.根据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，不同密度硝酸与铁反应的还原产物不是单一的，A正确；B.氮元素的最低化合价为－3价，最高价为＋5价，则N2、NO、N2O、NO2都既有氧化性又有还原性，B正确；C.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；D.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2∶3，D错误。10.(2023·保定期末)用体积相同的15mol·L－1浓HNO3、4mol·L－1稀HNO3分别将两份等质量的铜片完全溶解，观察到现象：①Cu和过量浓HNO3反应，所得溶液为绿色。②Cu和过量稀HNO3反应，所得溶液为蓝色。用注射器分别取①②中等体积的少量溶液，夹上弹簧夹，完成如下实验：实验仪器操作现象Ⅰ向外拉动注射器活塞①中液面上方呈红棕色，……Ⅱ②中无明显变化下列说法正确的是()A.①中产生NO2，②中产生NO，说明氧化性：稀HNO3>浓HNO3B.Ⅰ中溶液上方呈红棕色是因为发生反应：2NO＋O2=2NO2C.溶解等量的Cu，消耗HNO3(浓)的物质的量小于HNO3(稀)D.通过以上实验，可知溶液的绿色是溶液中溶解了二氧化氮所致答案D解析A.浓度越大氧化性越强，所以氧化性是稀HNO3<浓HNO3，故A错误；B.Ⅰ中溶液溶有二氧化氮，当抽动针筒时压强减小，二氧化氮从溶液中逸出，从而出现红棕色，而不是NO与氧气反应的结果，故B错误；C.由反应方程式可知，消耗1molCu消耗的浓硝酸为4mol，消耗的稀硝酸为eq\f(8,3)mol，由此可知溶解等量的铜消耗的浓硝酸更多，故C错误；D.①中溶液颜色是绿色，②中溶液颜色是蓝色，①与②所得溶液颜色不同，反应的产物只有产生的气体是不一样的，所以溶液颜色不一样可能原因是二氧化氮溶于水的缘故，故D正确。11.(2024·长沙长郡中学入学考试改编)向59.2gFe2O3和FeO的混合物中加入1.0L某浓度的稀硝酸，固体物质完全反应生成NO和Fe(NO3)3，在所得溶液中加入2.8L1.0mol·L－1NaOH溶液，此时溶液呈中性，金属离子刚好完全沉淀，沉淀质量为85.6g，下列说法中错误的是()A.Fe2O3与FeO的物质的量之比为1∶6B.产生的NO在标准状况下的体积为4.48LC.硝酸的浓度为2.4mol·L－1D.Fe2O3、FeO与硝酸反应后剩余0