第44讲　硝酸　氮及其化合物的相互转化

大单元四元素及其化合物第二单元非金属及其化合物第44讲硝酸氮及其化合物的相互转化1.掌握HNO3的重要性质及应用；2.能从物质类别和元素价态变化的视角实现氮及其化合物的转化。复习要求考点一硝酸的性质考点二氮及其化合物的转化目录CONTENTS体验真题感知高考分层训练提升考能考点一硝酸的性质知识梳理知能通关1.物理性质

硝酸是___色、___挥发、____________气味的液体。2.化学性质无易有刺激性(1)不稳定性用必要的文字和方程式解释①市售浓硝酸呈黄色的原因是________________________________________________________________。②浓硝酸的保存方法是________________________________________________。HNO3分解生成的NO2溶于硝酸中小题对点过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①写出浓硝酸分别与Cu、C反应的化学方程式，并指出HNO3的作用。与Cu:_____________________________________________________，

_________________________________________________________。与C:______________________________________________________，__________________________________________________________。②写出Cu溶于稀硝酸的离子方程式:____________________________________。Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O表现HNO3的氧化性和酸性表现HNO3的氧化性

③铁、铝制品在常温下不溶于浓硝酸的原因是_____________________________________________________________________。④Fe(NO3)2溶液中滴加稀硫酸预测可能的现象，并用方程式解释__________________________________________________________________________________________________________________________________________。铁、铝遇冷的浓硝酸会钝化，阻止反应的继续进行

(一)硝酸的性质及应用1.下列说法中正确的是__________。

④⑤⑦⑧(二)硝酸性质与实验探究2.(2025·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(

)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D

实验操作(室温)及实验现象①将足量的铜粉加入1

mL

10

mol·L-1

HNO3中，溶液呈绿色，产生红棕色气体②将足量的铜粉加入100

mL

0.1

mol·L-1

HNO3中，溶液呈蓝色，产生无色气体③将足量的铁粉加入1

mL

0.1

mol·L-1

HNO3中，溶液呈浅绿色，无气体产生解析

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100

mL

0.1

mol·L-1

HNO3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.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(

)B.由②中产生红棕色气体可推测木炭与浓硝酸发生了反应C.由③中有红棕色可推测出浓硝酸可能具有挥发性D.③中气体产物中检测出CO2，不能得出木炭与浓硝酸发生反应的结论B

①②③(三)HNO3反应过程的量变到质变4.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______________________________________________________________________________________________________________________________________。红棕Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O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的硝酸，又能与过量的铜反应5.某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200

mL，平均分成两份。向其中一份中逐渐加入铜粉，最多能溶解9.6

g

Cu。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(已知硝酸只被还原为NO气体)。下列分析或结果错误的是(

)A

考点二氮及其化合物的转化知识梳理知能通关1.含氮元素物质之间的转化关系2.完成图中序号对应的化学方程式(合理即可)①________________________________________________；②________________________________________________；③________________________________________________；④________________________________________________；⑤________________________________________________；⑥________________________________________________；⑦________________________________________________。3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2OCu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2ONH3+HCl===NH4Cl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+NO小题对点过2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2ONO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2O(一)氮及其化合物的转化关系理解1.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: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，应处理后才能排放。下列说法不正确的是(

)A.常温下，浓硝酸可盛放在铝制或铁制容器中B.BaSO3固体能溶于稀硝酸，生成Ba(NO3)2，放出SO2气体C.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D.转化④中，当V(NO2)∶V(O2)＝4∶1时，理论上NO2可全部转化为HNO3B解析

硝酸是强氧化性酸，BaSO3在稀硝酸中被氧化生成硫酸钡，硝酸被还原生成NO，B错误。2.(2025·北京顺义高三期末)能同时对汽车尾气中的CO、CxHy、NOx三种污染物起催化净化作用的催化剂称为三效催化剂。某种三效催化剂涉及的物质的转化关系如图下列说法正确的是(

)A.还原过程中，CxHy发生还原反应B.还原过程中，净化0.1

mol

CO，理论上需消耗Ba(NO3)2

10.44

gC.储存过程中，BaO作还原剂D.储存过程中，当NOx中x＝2时，反应的NO2和O2的物质的量之比为4∶1D解析

A.根据图示，还原过程中，CxHy中C元素化合价升高生成CO2，CxHy发生氧化反应，故A错误；B.还原过程中，CO被氧化为CO2，碳元素化合价由+2升高为+4，Ba(NO3)2中N元素化合价由+5

降低为0，根据得失电子守恒可得关系式5CO~10e-~Ba(NO3)2，净化0.1

mol

CO，需消耗0.02

mol

Ba(NO3)2，质量为5.22

g，故B错误；C.储存过程中，BaO和NOx、O2反应生成Ba(NO3)2，BaO中元素化合价不变，NOx中N元素化合价升高，NOx作还原剂，O2作氧化剂，故C错误；D.储存过程中，当NOx中x＝2时，N元素化合价由+4升高为+5、O2中O元素化合价由0降低为-2，根据得失电子守恒，反应的NO2和O2的物质的量之比为4∶1，故D正确。

(二)氮及其化合物的转化关系与物质推断3.(2025·陕西商洛二模)甲、乙、丙、丁、戊、己为短周期元素组成的常见物质，其中甲、乙、丙、戊在常温下均为气体，甲和丁为原子总数不大于4的10e-分子，乙为单质。它们之间的转化关系如图。下列说法正确的是(

)A.甲易溶于水，溶液显碱性B.丙与乙反应时无明显现象C.气体戊可通过排水法收集D.戊与丁生成己的反应为化合反应A解析

结合转化关系分析可知，甲为NH3，乙为O2，丁为H2O，丙为NO，戊为NO2，己为HNO3。甲为NH3，易溶于水，形成的一水合氨溶液显碱性，故A正确；丙与乙反应时生成红棕色气体二氧化氮，有明显现象，故B错误；气体戊为NO2，二氧化氮和水反应，不能通过排水法收集，故C错误；戊与丁生成己的反应为3NO2+H2O===2HNO3+NO，不是化合反应，故D错误。4.(2025·北京昌平二模)合成氨及其相关工业中，部分物质间的转化关系如下，下列说法不正确的是(

)A.甲、乙、丙三种物质中都含有氮元素B.甲、乙、丙在反应中均做还原剂C.反应Ⅳ的另一种产物可循环使用D.反应Ⅴ，N元素化合价未发生改变B

下列说法不正确的是(

)A.过程Ⅰ降低氮元素浓度的方法:加入NaOH溶液，调节pH为碱性，升高温度，再通入空气，赶出氨气B

6.工业上利用图1流程制备的亚硝酸钠中常含有一定量的硝酸钠杂质，二者的溶解度随温度变化如图2所示。下列说法正确的是(

)B.再氧化时氧气用量越多，NaNO2产率越高C.操作为蒸发浓缩、趁热过滤D.N2保护条件下，低温蒸干母液所得固体主要是NaNO2A图1图27.某实验小组在实验室模拟工业制HNO3的装置如图所示，其中a为一个可持续鼓入空气的气囊。已知:P2O5是一种干燥剂，也可用来吸收碱性气体。回答下列问题:(1)装置A常用于实验室制NH3，则装置A试管中盛装的药品是________________(填化学式)。(2)装置C中发生反应的化学方程式为_______________________________。(3)装置D中P2O5的主要作用是_____________________________________。(4)装置F中生成硝酸的离子方程式为________________________________。工业上要获得浓度较大的硝酸，往往在稀硝酸中加入某吸水剂后进行蒸馏，蒸馏时不能采用较高温度，原因是__________________。NH4Cl和Ca(OH)2吸收未反应完的氨气和水蒸气

硝酸受热易分解体验真题感知高考1.(2025·湖北卷)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A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分别是NH4Cl和Ba(OH)2·8H2O，C(NH3)和HCl可转化为NH4Cl，则A是NH4Cl，B是Ba(OH)2·8H2O。A.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错误；B.D(BaCl2)易溶于水，溶于水电离出Ba2+，钡离子是重金属离子，有毒，B正确；C.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正确；D.G是HNO3，常温下浓硝酸将Fe钝化，故常温下可用铁制容器来盛装浓硝酸，D正确。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(

)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NO2C.红棕色逐渐变浅的主要原因是3NO2+H2O===2HNO3+NOD.铜丝与液面脱离接触，反应停止，原因是硝酸消耗完全2.(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:C解析

A.金属铜与稀硝酸不会钝化。开始反应速率较慢，可能的原因是铜表面有氧化铜，故A说法错误；B.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，产生的NO2浓度逐渐增加，气体颜色逐渐变深，故B说法错误；C.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，故C说法正确；D.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，故D说法错误。3.(2025·广东卷)按如图组装装置并进行实验:将铜丝插入溶液中，当c中红色褪去时，将铜丝拔离液面。下列叙述错误的是(

)

C解析

化合反应是由两种或两种以上物质生成一种新物质的反应，铜与稀硝酸反应产生蓝色的硝酸铜溶液，同时生成的无色NO与装置中空气发生化合反应生成红棕色的NO2:2NO+O2===2NO2，故A正确；a中产生的NO可与b中空气中的氧气反应生成NO2，同时NO2存在平衡转化:2NO2N2O4，若NO未反应完全，则b中存在3种氮氧化物，若NO完全转化为NO2，则b中存在2种氮氧化物，B正确；酚酞的变色范围为8.2~10.0，则c中溶液红色刚好褪去时，溶液仍显碱性，碳酸氢根离子并未完全反应，C错误；将a中稀硝酸换为浓硫酸并加热，生成酸性氧化物SO2，过量的SO2可与NaHCO3发生反应:SO2+NaHCO3===NaHSO3+CO2而使溶液呈酸性，故c中溶液颜色会褪去，D正确。分层训练提升考能基础落实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性质对应不准确的一组是(

)A.硝酸能与FeO反应——酸性和氧化性B.不能用稀硝酸与锌反应制氢气——强氧化性C.要用棕色试剂瓶盛装浓硝酸——不稳定性D.能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去——强氧化性D解析

D项中“滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去”，其褪色的原因可能是硝酸的强氧化性把酚酞氧化而褪色，但也有可能是硝酸与氢氧化钠发生中和反应，究竟是哪个原因，还需要实验验证，D项不准确。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(

)B3.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.②④D

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溶液溶液不呈红色稀硝酸不能将Fe氧化为Fe3+②浓硝酸久置或光照变黄色HNO3不稳定易分解③Al箔插入稀硝酸中无现象Al箔表面被HNO3氧化，形成致密的氧化膜④用玻璃棒蘸取浓硝酸点到蓝色石蕊试纸上试纸先变红色后褪色浓硝酸具有酸性和强氧化性解析

①中，过量的Fe又把Fe3+还原为Fe2+，错误；③中，Al与稀硝酸可以反应，不发生钝化，错误。4.下列判断或者说法正确的是(

)

B

5.(2025·北京西城三模)为研究浓硝酸与Cu的反应，进行右图所示实验。下列说法不正确的是(

)A.浓硝酸需存放在棕色试剂瓶中，滴入浓硝酸后，无需加热即可反应B.反应开始后，试管中产生红棕色气体，说明浓硝酸具有氧化性C.反应消耗0.05

mol

Cu时，转移电子数约为6.02×1022D.若将铜片换成铝片，反应更剧烈，产生大量气体D解析

A.浓硝酸见光会分解，因此需存放在棕色试剂瓶中，浓硝酸具有强氧化性，与铜片接触后无需加热即可发生反应:Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，A正确；B.反应开始后，试管中产生红棕色气体，即生成NO2，说明HNO3被还原生成NO2，HNO3为氧化剂，说明浓硝酸具有氧化性，B正确；C.铜与浓硝酸发生反应:Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，铜元素化合价从0价升高到+2价，每消耗1

mol铜，转移2

mol电子，则当反应消耗0.05

mol

Cu时，转移电子数约为0.05

mol×2×6.02×1023

mol-1＝6.02×1022，C正确；D.若将铜片换成铝片，将无明显现象，因为常温下铝在浓硝酸中会发生钝化，在铝表面生成一层致密的氧化物薄膜，阻止反应进一步进行，D错误。6.某同学设计实验探究金属与硝酸的反应，如下:步骤

现象Fe表面产生大量无色气泡，液面上方变为红棕色Fe表面产生少量红棕色气泡后，迅速停止Fe、Cu接触后，其表面均产生红棕色气泡下列说法不正确的是(

)A.Ⅰ中气体由无色变红棕色的化学方程式:2NO+O2===2NO2B.Ⅱ中的现象说明Fe表面形成致密的氧化层，阻止Fe进一步反应C.对比Ⅰ、Ⅱ中现象，说明稀硝酸的氧化性强于浓硝酸D.针对Ⅲ中现象，在Fe、Cu之间连接电流计，可判断Fe是否被氧化C解析

铁放入稀硝酸中发生反应产生NO，NO逸出，遇到O2生成NO2，气体由无色变为红棕色，A正确；铁放入浓硝酸中，在常温下会钝化，即在Fe表面形成致密的氧化膜，阻止Fe进一步反应，B正确；浓硝酸的氧化性强于稀硝酸，C错误；在铁、铜之间加一个电流计，根据电子的流向，可判断铁是否被氧化，若电子由铁移动到铜，则铁被氧化，D正确。7.“价—类”二维图是学习元素化合物性质的重要方法，利用所学知识能更好地了解氮的循环:(1)“价—类”二维图中A的类别是______，丙为钠盐，其化学式为____________。(2)写出工业上制备甲的化学方程式:_______________________________。单质NaNO3(3)预测以下物质能与乙发生反应的是________(填字母，下同)。A.Na2SO4 B.MgC.CO2 D.NH3·H2O(4)科学研究人员提出在有机碳源和微生物的作用下，可以实现大气中的氮循环(如图所示)，减少对环境的污染，下列说法正确的是________。BD

D能力提升8.(2026·山东潍坊检测)用体积相同的15

mol·L-1

HNO3溶液、4

mol·L-1

HNO3溶液分别将两份等质量的铜片完全溶解，发生如下反应:①4HNO3(浓)+Cu===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，所得溶液为绿色；②8HNO3(稀)+3Cu===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，所得溶液为蓝色。用注射器分别取①、②中的少量溶液，夹上弹簧夹，完成如下实验:Ⅰ

向外拉动注射器活塞①中液面上方呈红棕色……Ⅱ②中无明显变化下列分析正确的是(

)A.①中产生NO2，②中产生NO，说明氧化性:稀硝酸>浓硝酸B.溶解等量的Cu，消耗HNO3(浓)的物质的量比HNO3(稀)少C.Ⅰ中溶液上方呈红棕色，其原因是压强减小，NO2从溶液中逸出D.向外拉动注射器活塞时，①中溶液颜色不会发生变化C

9.(2025·全国模拟预测)金、银、铜是电脑、手机等电子线路中不可或缺的材料。从废旧电子材料中回收Au等可实现贵金属资源的再利用。如图是从废旧CPU中回收Au、Cu、Ag的一种工艺流程。已知:王水与Au的反应为Au+HNO3+4HCl===H[AuCl4]+NO↑