课下巩固精练卷(20) 硝酸　含氮物质的转化(Word练习)-【正禾一本通】2025年高考化学高三一轮总复习高效讲义（人教版2019 双选版）

[课下巩固精练卷(二十)]　硝酸　含氮物质的转化 知识点 题目难易程度 较易 中档 较难 硝酸 2 3、5、7 氮及其化合物的转化 1 4、6、8、9、10 11、12 一、选择题(每题5分，共10题，共50分) 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1 mol NO，消耗2 mol O2 D．③和⑤过程中氮元素分别被还原和氧化 解析：选D。氮的固定指将N2转化为氮的化合物，反应①和②均属于氮的固定，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NO，N元素化合价由－3价升高到＋5价，失去8个电子，即生成1 mol NO失去8 mol电子，失去的电子被O2得到，根据转移电子关系O2～4e－知，得8 mol电子需要2 mol O2，C正确；反应③中NO被氧化为NO，氮元素被氧化，反应⑤中NO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 解析：选D。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，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，B、C错误。 3．同学们在做铜与浓硝酸反应的实验时，发现反应后的溶液呈绿色，而不显蓝色。甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致，而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。同学们分别设计了以下4个实验来判断两种说法是否正确，这些方案中不可行的是(　　 ) A．加水稀释该绿色溶液，观察溶液颜色变化 B．加热该绿色溶液，观察溶液颜色变化 C．向该绿色溶液中通入氮气，观察溶液颜色变化 D．向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体，观察溶液颜色变化 解析：选A。A项，加入水，c(Cu2＋)变小，同时水也会与溶液中可能溶有的NO2反应生成HNO3，故不能得出溶液呈绿色的原因，不可行；B、C项操作都是赶出溶液中可能溶有的NO2，对c(Cu2＋)大小无影响，可行；D项，向无NO2的饱和硝酸铜溶液中通入NO2后，通过观察溶液颜色变化，可得出结论，可行。 4．自然界中氮的部分循环过程如图，下列有关说法正确的是(　　 ) A．过程①和②均属于自然固氮 B．X→Y发生化合反应 C．NH3→N发生氧化还原反应 D．若为硫循环，X在空气中点燃可得Y 解析：选B。依据自然界中氮的部分循环过程图可知，X为NO，Y为NO2，Z为HNO3，M为硝酸盐，N为铵盐。过程①可能是自然固氮，但过程②不是，A错误；X→Y发生的反应为2NO＋O2===2NO2，是化合反应，B正确；NH3→N的过程元素化合价没有改变，所以不是氧化还原反应，C错误；若为硫循环，X为SO2，Y为SO3，X→Y的反应为2SO2＋O22SO3，X不能在空气中点燃，D错误。 5．(2023·北京名校联考)探究银镜实验后溶解Ag的实验方案，如下表所示。 实验方案 实验现象 试剂 实验①：稀硝酸 银逐渐溶解，试管口有浅红棕色气体生成 实验②：Fe(NO3)3溶液(pH＝2) 银镜慢慢消失，溶液澄清 实验③：FeCl3溶液(pH＝2) 银镜快速溶解，反应后溶液中有明显灰色沉淀 实验④：HI溶液 银镜溶解，有黄色沉淀产生，且有气泡产生 已知：Fe3＋的氧化性与Ag＋接近。下列有关叙述正确的是(　　 ) A．实验①发生反应的离子方程式为Ag＋2H＋＋NO===Ag＋＋NO2↑＋H2O B．对比分析实验②和③表明：Cl－具有催化作用 C．实验④发生反应的类型为置换反应，说明氧化性：Ag＋>H＋ D．综合上述实验说明溶解银的关键在于试剂的氧化性和能否生成银盐沉淀 解析：选D。Ag与稀硝酸反应产生NO，NO在瓶口与O2反应转化为红棕色的NO2，即实验①发生反应的离子方程式为3Ag＋4H＋＋NO===3Ag＋＋NO↑＋2H2O，A错误；对比分析实验②和③表明，实验③中产生白色沉淀AgCl，能够加快Ag的溶解速率，Cl－参与沉淀反应不是催化剂，即不能证明Cl－具有催化作用，B错误；实验④能够发生的原理是Ag溶解产生的Ag＋与I－生成了难溶性的AgI，使得Ag溶解正向进行，致使Ag逐渐溶解，根据反应不能说明氧化性：Ag＋>H＋，C错误；由实验②③可知由于实验③产生了AgCl沉淀，Ag的溶解速度加快，实验①说明HNO3的氧化性强于Ag＋，实验④是由于生成了AgI沉淀，故综合上述实验说明溶解银的关键在于试剂的氧化性和能否生成银盐沉淀，D正确。 6．水合肼(N2H4·H2O)是重要的氢能源稳定剂，其制备的反应原理为NaClO＋2NH3===N2H4·H2O＋NaCl。下列装置和操作不能达到实验目的的是(　　 ) A．装置甲用于制备NH3，试剂X是氯化钙 B．用装置乙作为反应过程的安全瓶 C．制备水合肼时从装置丙的a口通入NH3 D．用装置丁吸收反应中过量的NH3 解析：选A。浓氨水需受热或加入碱性物质才能分解产生NH3，CaCl2不能使浓氨水分解，A项错误；化学实验装置中的安全瓶的进气管和出气管均较短，B项正确；氨气密度比空气小，为了利于氨气与NaClO溶液反应，应从装置丙的a口通入氨气，C项正确；氨气会污染环境，用装置丁可吸收过量的NH3，并能防倒吸，D项正确。 7．某同学做“FeSO4被HNO3氧化”的实验，发现溶液变为深棕色。猜想可能是生成的NO2或NO与Fe2＋或Fe3＋反应，使溶液变为深棕色，设计下列装置探究。下列说法错误的是(　　 ) A．先检查装置气密性，加入药品后，关闭c，打开a和b，再通入一段时间N2 B．关闭a、c，打开b及分液漏斗活塞，反应后丙中溶液变为深棕色，丁中溶液无明显变化，证明NO与Fe2＋反应 C．甲中反应一段时间后，更新丙、丁中试剂，关闭a和b，打开c，反应后丙中溶液变为深棕色，丁中溶液无明显变化，证明NO2也可与Fe2＋反应 D．该实验的缺陷是缺少尾气处理装置 解析：选C。先检查装置气密性，加入药品后，为防止装置中的氧气影响实验结果，需关闭c，打开a和b，通入一段时间氮气，将装置内的空气排尽，A正确；关闭a、c，打开b及分液漏斗活塞，浓硝酸与Cu反应生成NO2，NO2通入水中与水反应生成NO，NO进入丙和丁后，丙中含亚铁离子的溶液变为深棕色，而丁中无明显变化，说明NO与Fe2＋反应，B正确；甲中反应一段时间后浓硝酸变稀，生成的气体中有NO，所以该操作无法证明NO2是否与Fe2＋反应，C错误；实验中未反应的NO2和NO会污染空气，需要尾气处理装置，D正确。 8．下列关系图中，A是一种正盐，B是气态氢化物，C是单质，F是强酸。当X无论是强酸还是强碱时都有如下转化关系(其他产物及反应所需条件均已略去)，当X是强碱时，过量的B跟Cl2反应除生成C外，另一产物是盐酸盐。 下列说法不正确的是(　　 ) A．当X是强酸时，A、B、C、D、E、F中均含同一种元素，F可能是H2SO4 B．当X是强碱时，A、B、C、D、E、F中均含同一种元素，F是HNO3 C．当X是强酸时，C在常温下是气态单质 D．B和Cl2的反应为氧化还原反应 解析：选C。当X是强碱时，和A反应产生的气态氢化物B可判断为NH3，则A为铵盐，过量的B跟Cl2反应生成的盐酸盐是NH4Cl，则C为N2，由此判断D为NO、E为NO2、F为HNO3；A和强酸反应生成的B能被Cl2氧化，且生成的C能被O2连续氧化，在常见的物质中可考虑A为硫化物，所以，当X是强酸时，A、B、C、D、E、F可分别为(NH4)2S、H2S、S、SO2、SO3、H2SO4，故A、B正确，C错误；B是氨气或硫化氢，氨气与Cl2反应生成氯化铵和氮气，硫化氢和氯气反应生成硫单质和氯化氢，因此B与氯气的反应是氧化还原反应，故D正确。 9．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，反应过程如图： N2NH3NONO2HNO3 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全部转化为HNO3 解析：选B。硝酸是强氧化性酸，BaSO3固体能溶于稀硝酸，被氧化生成硫酸钡，硝酸被还原生成NO，B错误。 10．（双选）利用铈元素(Ce)吸收工业尾气SO2和NO，获得Na2S2O4和NH4NO3产品的流程如图所示： 下列说法错误的是(　　 ) A．Na2S2O4中S元素的平均化合价为＋3价 B．装置Ⅱ消耗36 g水生成4NA个H＋(NA代表阿伏加德罗常数的值) C．装置Ⅲ进行电解，Ce3＋在阴极反应，使Ce4＋得到再生 D．装置Ⅲ中阴极反应式为2HSO＋2e－===S2O＋2OH－ 解析：选CD。装置Ⅰ中发生反应SO2＋OH－===HSO，装置Ⅱ中发生4Ce4＋＋2NO＋3H2O===4Ce3＋＋NO＋NO＋6H＋，装置Ⅲ中发生2Ce3＋＋2H＋＋2HSO2Ce4＋＋S2O＋2H2O，装置Ⅳ中先发生2NO＋O2===2NO，后生成硝酸铵。Na2S2O4中，钠为＋1价，氧为－2价，则S为＋3价，A正确；根据装置Ⅱ中化学方程式可知，生成氢离子和消耗水的物质的量之比为2∶1，则消耗36 g水生成4NA个氢离子，B正确；根据装置Ⅲ的化学方程式，Ce3＋在阳极失电子，生成Ce4＋，C错误；装置Ⅲ中阴极反应式为2HSO＋2H＋＋2e－===S2O＋2H2O，D错误。 二、非选择题(共2题，共40分) 11．(19分)(2023·四川成都七中模拟)如图是氮元素的几种价态与物质类别的对应关系。请回答下列问题： (1)上述物质间的转化，属于固氮反应的有______(填序号)，NO2是否属于酸性氧化物__________(填“是”或“否”)。(2分) (2)HNO3与图中的物质C常用于检验Cl－的存在，则C的化学式为________________________________________________________________________。(2分) (3)工业上以B、空气、水为原料生产硝酸分为三步：其中第三步为NO2→HNO3，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为__________。(2分) (4)写出浓硝酸与木炭在加热条件下反应的化学方程式________________________________________________________________________， 并用单线桥表示其电子转移的情况。(3分) (5)如图装置可用于探究氯气与氨气的反应，实验时先通过三颈瓶瓶口1通入氨气，然后关闭b活塞，再通过瓶口2通入氯气。实验中三颈瓶内出现白烟并在内壁凝结成固体，发生反应的化学方程式为______________________________________________________________， 请设计一个实验方案鉴定该固体中的阳离子 ________________________________________________________________________。(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该混合溶液与12.8 g铜粉反应，标准状况下生成A的体积为__________L。(4分) 解析：(1)氮的固定是指氮由单质转化为化合物的过程，属于固氮反应的有①②，NO2不属于酸性氧化物。 (2)常用硝酸酸化的硝酸银检验Cl－的存在，则C的化学式为AgNO3。 (3)第三步NO2→HNO3反应为3NO2＋H2O===NO＋2HNO3，该反应中NO2既是氧化剂又是还原剂，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2。 (4)浓硝酸与木炭在加热条件下反应，C失去4个电子被氧化为CO2，HNO3得到电子被还原为NO2，单线桥表示其电子转移的情况为 (5)三颈瓶内出现白烟并在内壁凝结成的固体为氯化铵，发生反应的化学方程式为8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl，该固体中的阳离子为铵根离子，检验方案为取少量固体于试管中，加入NaOH溶液，微热，产生的气体在试管口用湿润的红色石蕊试纸检测，若试纸变蓝，则证明该固体中含NH。 (6)c(H2SO4)＝2.0 mol·L－1，c(HNO3)＝1.0 mol·L－1。100 mL该混合溶液中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的物质的量为12.8 g÷64 g/mol＝0.2 mol，根据 3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O 3　 　2　　　8 0.2 mol Cu完全反应消耗 mol NO、 mol H＋，故NO不足，由离子方程式可知生成标准状况下NO为0.1 mol，体积为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　取少量固体于试管中，加入NaOH溶液，微热，产生的气体在试管口用湿润的红色石蕊试纸检测，若试纸变蓝，则证明该固体中含NH　(6)2.24 12．(21分)(2023·广西统考二模)亚硝酸钠(NaNO2)主要用于医药、染料和漂白等行业，也常用于食品保鲜剂。某小组拟利用氮氧化物(可用NOx表示)制备亚硝酸钠，简易流程如图。 已知：NO2＋NO＋Na2CO3===2NaNO2＋CO2，2NO2＋Na2CO3===NaNO2＋NaNO3＋CO2。 (1)利用饱和NH4Cl溶液和饱和NaNO2溶液在加热条件下反应可制得N2，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； 实验时装置B中应间断性通入适量的O2，其目的是________________________________________________________________________。(4分) (2)装置C中盛装饱和Na2CO3溶液的仪器的名称是________________；NO不能单独被纯碱溶液吸收，为了使NOx完全被纯碱溶液吸收且产品纯度最高，x＝________________________________________________________________________。(4分) (3)装置D的作用是________________，采用“倒置漏斗”措施的目的是________________________________________________________________________。(4分) (4)设计实验探究NaNO2的性质。实验完毕后，从装置C中分离出NaNO2固体粗产品(不含Na2CO3杂质)，取少量上述产品配制成溶液，分成三份分别进行甲、乙、丙三组实验，实验操作及现象、结论如表。 实验 实验操作及现象 结论 甲 滴入无色酚酞溶液中，无色酚酞溶液变红 HNO2是弱酸 乙 滴入少量酸性淀粉­KI溶液中，振荡，酸性淀粉­KI溶液变蓝 酸性条件下NO具有氧化性 丙 滴入少量酸性KMnO4溶液中，振荡，酸性KMnO4溶液褪色 酸性条件下NO具有还原性 上述实验__________(填标号)的结论不可靠，理由是__________________________。经实验测得实验丙反应后的溶液中氮元素仅以NO的形式存在，酸性KMnO4溶液与NO反应的离子方程式为__________________________________________。(6分) (5)吸光光度法是借助分光光度计测定溶液的吸光度，根据朗伯－比耳定律确定物质溶液的浓度。亚硝酸钠标准曲线数据如表所示。(已知：稀溶液的吸光度与浓度成正比) 标准液浓度/(μg·mL－1) 取标准液体积/mL 相当于亚硝酸钠的质量/μg 吸光度A 1 4.00 4 2.704 5 取0.001 g NaNO2样品溶于蒸馏水配成1 000 mL稀溶液，取4.00 mL该稀溶液测得吸光度为2.700 0，对比标准曲线数据可知，该亚硝酸钠产品纯度为 ________________________________________________________________________ (列出计算式即可，已知1μg＝10－6 g)。(3分) 解析：(1)饱和NH4Cl溶液和饱和NaNO2溶液在加热条件下反应生成N2、氯化钠和水，其反应的化学方程式为NH4Cl＋NaNO2NaCl＋N2↑＋2H2O；因为反应物中有NO2，所以间断性通入适量的O2的目的是使部分NO转化为NO2。 (2)根据图中信息得到装置C中盛装饱和Na2CO3溶液的仪器的名称是三颈烧瓶；NO不能单独被纯碱溶液吸收，若只有二氧化氮，则纯碱与二氧化氮的反应为2NO2＋Na2CO3===NaNO2＋NaNO3＋CO2，若是一氧化氮和二氧化氮的混合物，则混合物与纯碱反应为NO2＋NO＋Na2CO3===2NaNO2＋CO2，为了使NOx完全被碱液吸收且产品纯度高，可以理解为N2O3即NO1.5，则x＝1.5。 (3)由于氮氧化物会污染环境，可能碳酸钠溶液没有完全吸收氮氧化物，则装置D的作用是吸收尾气，采用“倒置漏斗”措施的目的是防倒吸。 (4)由于二氧化氮与纯碱反应生成硝酸钠、亚硝酸钠，硝酸根在酸性条件下会氧化碘离子变为单质碘，因此上述实验乙的结论不可靠，理由是产品中可能混有NO。 (5)亚硝酸钠的质量为 × μg，则该亚硝酸钠的纯度为：××10－6÷0.001×100%。 答案：(1)NH4Cl＋NaNO2NaCl＋N2↑＋2H2O　使部分NO转化为NO2 (2)三颈烧瓶　1.5　(3)吸收尾气　防倒吸 (4)乙　产品中可能混有NO　5NO＋2MnO＋6H＋===2Mn2＋＋5NO＋3H2O (5)××10－6÷0.001×100% 学科网（北京）股份有限公司 $$