【新人教版高中化学】必修一 第20讲　硝酸　含氮物质之间的转化

02考点20301考点1ContentNavigation内容导航真题体验·素养提升第20讲硝酸含氮物质之间的转化

［课标要求］

1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解硝酸的主要性质，认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。2.了解通过化学反应可以探索物质性质，实现氮及其化合物的转化，认识物质及其转化在促进物质文明进步、自然资源综合利用中的重要价值。硝酸的性质及应用考点1物理性质硝酸：无色，易________，具有刺激性气味的液体，易溶于水。浓硝酸常因为溶解有NO2而呈____色。质量分数为68%～70%的硝酸为常用浓硝酸，95%以上的硝酸称之为________硝酸。挥发黄发烟化学性质(1)硝酸具有酸的通性①与金属反应(备注：一般不生成氢气)。②与碱性氧化物反应：如CuO、Na2O、Fe2O3等。③与碱反应：Cu(OH)2、NaOH等。④与盐反应：NaHCO3、Na2CO3等。⑤与指示剂反应：浓硝酸可使石蕊溶液先变红后褪色。在利用HNO3的酸性时，要注意考虑它的强氧化性。如FeO与稀硝酸反应时的化学方程式应是3FeO＋10HNO3(稀)===3Fe(NO3)3＋NO↑＋5H2O。2H2O＋4NO2↑＋O2↑(3)强氧化性由于HNO3中的＋5价氮元素有很强的得电子能力，在硝酸参与的氧化还原反应中，几乎全部是＋5价氮元素被还原，故硝酸具有强氧化性。硝酸无论浓、稀都有强氧化性，而且浓度越大，氧化性________。①浓硝酸能使紫色石蕊溶液先________，后________。越强变红褪色CO2↑＋4NO2↑＋2H2OH2SO4＋6NO2↑＋2H2O③金属与HNO3反应一般不生成H2，浓HNO3一般被还原为________，稀HNO3一般被还原为________，极稀HNO3可被还原成NH3，生成NH4NO3等。3Cu＋8HNO3(稀)===_______________________________________，Cu＋4HNO3(浓)===_______________________________________。④钝化：常温时，冷的浓硝酸、浓硫酸可使铝、铁表面生成致密的氧化膜，阻止酸与金属的进一步反应，这种现象叫钝化。钝化其实也是硝酸强氧化性的表现，利用金属Al和Fe的这种性质，我们可以用Al或Fe制的容器来盛装浓硫酸或浓硝酸。NO2NO3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2OCu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O⑤硝酸与铁反应时，产物符合以下规律⑥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。如稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式：______________________________________________________________________________________________。黄色硝酸的保存(1)保存硝酸：________瓶(避光)、玻璃塞(橡胶塞易被氧化)、阴凉处(防热)。(2)存放的浓硝酸中，因分解产生的NO2溶于HNO3而使其呈黄色。棕色1．市售浓硝酸呈黄色的原因是_______________________________；消除黄色的方法______________________________________________________________________________________________________________。2．浓硝酸的保存方法是_________________________________________________________________________________________________。

可以通过通入空气的方法消除黄色，通入O2(或空气)使其发生反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3HNO3分解生成的NO2溶于硝酸中

保存在棕色带有玻璃塞的细口试剂瓶中，置于阴凉处3．易错辨析(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)1molFe与足量的稀硝酸反应，转移2NA个电子。(

)提示Fe与足量的稀硝酸反应的化学方程式为Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，1molFe与足量的稀硝酸反应转移3NA个电子。××(3)铝和铁在浓硝酸中“钝化”是物理变化。(

)提示钝化是在铁、铝的表面形成一层致密的氧化物保护膜，阻止了金属与硝酸的进一步反应，属于化学变化。(4)Cu在KNO3溶液和稀H2SO4中均不溶解，但能溶解在其混合液中。(

)×√提示KNO3和H2SO4的混合溶液相当于硝酸溶液。[高考链接]判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)(2024·湖北)王水溶解铂的原因是浓盐酸增强了浓硝酸的氧化性。(

)(2)(2023·浙江1月选考)常温下，铁与浓硝酸反应可制备NO2。(

)(3)(2023·北京)铁钉放入浓硝酸中，待不再变化后，加热能产生大量红棕色气体。(

)(4)(2023·全国新课标卷)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，则稀硝酸的氧化性比浓硝酸强。(

)××√×硝酸的性质及实验探究1．下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是(

)

A.①②

B．③④

C．②③④

D．②④√编号实验操作现象解释或结论①过量的Fe粉中加入稀HNO3，充分反应后，滴入KSCN溶液溶液呈红色稀HNO3将Fe氧化为Fe3＋②浓HNO3久置或光照变黄色HNO3不稳定易分解③Al箔插入稀HNO3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HNO3点到蓝色石蕊试纸上试纸先变红后褪色浓HNO3具有酸性和强氧化性解析过量的Fe粉加入稀HNO3生成Fe2＋，加入KSCN溶液时颜色不变，①错误；浓HNO3久置变黄是因为HNO3分解产生的NO2溶于HNO3，②正确；Al箔遇浓HNO3钝化，稀HNO3会使Al箔溶解，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，④正确。√金属与硝酸的反应3.通常来说浓度12mol·L－1以上的硝酸称为浓硝酸。Cu与硝酸反应时，硝酸浓度不同，产物也不同。如图为3molCu与足量14mol·L－1硝酸反应的关系图，你认为合理的是(

)A．a B．bC．c D．均不合理√解析Cu与浓硝酸反应的方程式为Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，1molCu～4mol浓硝酸～2molNO2，但随着反应的进行，浓硝酸逐渐变稀，Cu与稀硝酸反应的方程式为3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，3molCu～8mol稀硝酸～2molNO，也就是说3molCu完全消耗时，产生气体的物质的量小于6mol，但是会大于2mol，曲线b满足条件。4．向含有1molHNO3和1molH2SO4的混合溶液中逐渐加入铁粉至过量，溶液中金属阳离子a、b与所加铁粉的物质的量的关系如图所示(已知稀硝酸的还原产物只有NO)。下列有关判断不正确的是(

)A．a表示n(Fe3＋)的变化曲线B．n1＝0.75C．P点时，n(Fe2＋)＝0.5625molD．向P点溶液中加入铜粉，最多可溶解14.4g√金属与硝酸反应计算的思维流程含氮物质之间的转化考点2氮元素在自然界中的循环氮元素的“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：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)________________________________________________。3NO2＋H2O===2HNO3＋NO2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2ONO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O√√氮及其化合物的转化及应用3．(2025·八省联考陕西)下列物质在一定条件下的转化关系如图所示。E、G、Q、R均为气体，其中R为红棕色。下列说法正确的是(

)

A．E、G、Q、R、T所含同种元素化合价依次升高B．E的水溶液能导电，所以E是电解质C．Q和E可用排水法收集D．铜与不同浓度的T溶液反应均可生成Q√解析由图可知，E、G、Q、R、T均含氮元素，故E为NH3，G为N2，Q为NO，R为NO2，T为HNO3。由分析可知：E、G、Q、R、T所含同种元素化合价依次升高，A项正确；E为NH3，NH3是非电解质，B项不正确；E为NH3，NH3极易溶于水，不能用排水法收集，C项不正确；铜和浓硝酸反应的还原产物是二氧化氮，铜和稀硝酸反应的还原产物是一氧化氮，D项不正确。4．“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√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。液氨汽化时要吸收大量热量，可用作制冷剂，A项正确；NH3与NO在一定条件下可发生生成N2的归中反应，B项错误；根据分析可知，e为HNO3，常温下铁遇浓硝酸发生钝化，浓硝酸可以用铁罐车运输，但稀硝酸不能用铁罐车运输，C项错误；根据分析可知，f为NH3·H2O，属于弱电解质，D项错误。真题体验·素养提升×√×√×2．(2025·湖北)如图所示的物质转化关系中，固体A与固体B研细后混合，常温下搅拌产生气体C和固体D，温度迅速下降。气体C能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。G是一种强酸。H是白色固体，常用作钡餐。下列叙述错误的是(

)A．在C的水溶液中加入少量固体A，溶液pH升高B．D为可溶于水的有毒物质C．F溶于雨水可形成酸雨D．常温下可用铁制容器来盛装G的浓溶液√解析固体A与固体B研细后混合，常温下搅拌产生气体C和固体D，温度迅速下降。气体C能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则C为NH3，G是强酸，则E是NO，F是NO2，G是HNO3；H是白色固体，常用作钡餐，H是BaSO4，D是BaCl2，A和B反应是NH4Cl和Ba(OH)2·8H2O反应，C(NH3)和HCl可转化为NH4Cl，则A是NH4Cl，B是Ba(OH)2·8H2O。在C(NH3)的水溶液(氨水)中加入少量固体A(NH4Cl)，铵根浓度增大，抑制了NH3·H2O的电离，OH－浓度减小，溶液pH减小，A项错误；D(BaCl2)易溶于水，溶于水电离出Ba2＋，钡是重金属，有毒，B项正确；F(NO2)与水反应生成强酸硝酸，故NO2溶于雨水可形成硝酸型酸雨，C项正确；G是HNO3，常温下浓HNO3将Fe钝化，故常温下可用铁制容器来盛装浓硝酸，D项正确。3.(2024·湖南)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