3.3.3 硝酸和氮元素的转化 -【帮课堂】2024-2025学年高一化学同步学与练（鲁科版2019必修第一册）

第3章 物质的性质与转化 第三节 氮的循环 第3课时 硝酸和氮及其化合物的转化 板块导航 01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务 02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆 03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识 04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点 05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务 06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养 1.能从物质类别、元素化合价的角度，依据复分解反应规律和氧化还原反应原理预测硝酸的性质，设计实验进行初步验证，并能分析，解释有关实验现象，能用化学方程式、离子方程式正确表示硝酸的主要化学性质。 2.能根据HNO3的性质说明其妥善保存、合理使用的常见方法。 3.能说明HNO3的应用对社会发展的价值和对环境的影响，参与社会性科学议题——酸雨和雾霾防治、水体保护的讨论。 4.能应用氮及其化合物的性质及转化关系，分析和探讨某些化学过程对人类健康、社会可持续发展可能带来的双重影响。 重点：硝酸的性质及应用。难点：氮及其化合物的转化关系。 一、硝酸的性质 1．物理性质 硝酸是 、 、 气味的液体。 2．化学性质 (1)不稳定性 反应：4HNO32H2O＋4NO2↑＋O2↑。 (2)强氧化性 硝酸无论浓、稀都具有 ，而且浓度越大，氧化性 。 ①与金属反应 稀硝酸与铜反应的化学方程式：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O； 浓硝酸与铜反应的化学方程式：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。 ②与非金属反应 浓硝酸与C反应的化学方程式：C＋4HNO3(浓)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＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。 (3)与有机物反应 ①硝化反应(与反应)： ＋HNO3＋H2O； ②显色反应：含有苯环的蛋白质遇到浓硝酸加热后变 。 二、金属与硝酸反应的计算 1.金属与硝酸反应计算的思维模型 2.金属与硝酸反应的计算方法 （1）电子守恒法：金属失电子数＝n(NO2)＋3n(NO)。 （2）原子守恒法：n(HNO3)＝xn[M(NO3)x]＋n(NO2)＋n(NO)(x代表金属元素的化合价)。 若向反应后溶液中加入NaOH溶液恰好使Mx＋沉淀完全，此时溶质为NaNO3，则存在： n(Na＋)＝n(NO)＝n(HNO3)－n(NO)－n(NO2)。 （3）电荷守恒法：HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH－)有c(NO)＝c(H＋)＋x×c(Mx＋)。起酸性作用的HNO3的物质的量是金属的物质的量和金属所带电荷数的乘积，可表示为n(HNO3)酸性＝xn(Mx＋)＝n(e－)(Mn＋代表金属离子)。 （4）离子方程式计算法：金属与硫酸、硝酸的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO在硫酸提供H＋的条件下能继续与金属反应，故此类题目应用离子方程式来计算3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H＋或NO进行相关计算，且要符合电荷守恒。 三、氮及其化合物的转化关系 1．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，在复习时要从物质类别和价态变化理解这些物质之间的转化关系。 2．含氮元素物质之间的转化关系 (1)工业合成氨：N2＋3H22NH3； (2)实验室用NH4Cl固体制NH3：2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋2H2O＋CaCl2； (3)NH3的催化氧化：4NH3＋5O24NO＋6H2O； (4)NO2溶于水：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO； (5)Cu溶于稀HNO3：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O； (6)Cu溶于浓HNO3：Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O； (7)炽热的炭在浓硝酸中燃烧：C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O； (8)浓硝酸见光分解：4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O。 1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)常温下，铁、铝在浓硝酸中的钝化为化学变化。(　　) (2)可用稀HNO3与FeS固体反应制取H2S。(　　) (3)铜、木炭分别与浓HNO3反应，都体现了浓硝酸的强氧化性和酸性。(　　) (4)Cu在KNO3溶液和稀H2SO4中均不溶解，但能溶解在其混合液中。(　　) (5)试管内壁上的银镜可用稀HNO3除去，也可用氨水除去。(　　) (6)浓HNO3和氯水均用棕色试剂瓶保存，其原理相同。(　　) 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 3.将一定质量的镁、铜合金加入到稀硝酸中，合金完全溶解，假设反应过程中还原产物全部是NO，向所得溶液中加入物质的量浓度为3 mol/L的NaOH溶液至沉淀完全，测得生成沉淀的质量比原合金的质量增加5.1 g，则下列有关叙述正确的是(　　) A.反应中转移电子的总数为0.2mol B.反应过程中，消耗硝酸的物质的量为0.3mol C.沉淀完全时消耗NaOH溶液的体积为100 mL D.开始加入合金的质量可能为6.4 g ►问题一 硝酸的性质 【典例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 【变式1-1】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 【变式1-2】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 ►问题二 硝酸的实验 【典例2】用如图装置探究铜与硝酸的反应。 实验记录如下： 步骤 操作 现象 ① 打开止水夹，挤压胶头，使浓硝酸滴入试管 产生红棕色气体，溶液变为绿色 ② 一段时间后，关闭止水夹，推动注射器活塞使部分水进入试管 注射器内剩余的水被“吸入”试管；铜表面产生无色气泡，溶液变蓝，试管内气体逐渐变为无色 ③ 一段时间后，打开止水夹，拉动注射器活塞吸取少量无色气体；拔下注射器，再拉动活塞吸入少量空气 注射器中无色气体变为红棕色 下列说法不正确的是(　　) A．①中反应的化学方程式是Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O B．②中注射器内剩余的水被“吸入”试管的原因可能是NO2与H2O反应导致压强减小 C．③中的实验现象能证明②中Cu与硝酸反应生成了NO D．待②中反应停止后，向试管内滴加少量稀硫酸，有气体产生 【变式2-1】用如图所示装置进行实验，探究硝酸与铁反应的产物。 主要实验操作 实验现象 打开弹簧夹，通入一段时间CO2后，滴入浓硝酸后无明显现象，加热三颈烧瓶，反应开始后停止加热 ①A 中有红棕色气体产生，一段时间后，气体颜色逐渐变浅；反应停止后，A 中无固体剩余； ②B 中溶液变棕色 取少量A 中溶液，加几滴氯水，再滴入硫氰酸钾溶液 ③溶液变为红色 取少量 B 中溶液，加热 ④B中棕色溶液变浅，有无色气体逸出，且在空气中变为红棕色 已知：FeSO4＋NO[Fe(NO)]SO4(棕色)　ΔH<0 。 下列说法正确的是(　　) A．滴入浓硝酸加热前没有明显现象的原因是温度低，反应速率太慢 B．实验现象③说明反应后A 中溶液含有 Fe2＋ C．实验现象④说明 A 中有 NO 生成 D．可用浓NaOH溶液和湿润的红色石蕊试纸检验硝酸的还原产物中是否有 NH 【变式2-2】用如图所示装置进行实验(①②③是浸有相应试剂的棉花)，下列分析错误的是(　　) A.铜丝与浓硝酸反应，具支试管中充满红棕色气体 B.①处浸有紫色石蕊试液的棉花变红 C.②处棉花颜色变深体现了NO2的氧化性 D.NaOH吸收尾气是氧化还原反应 ►问题三 硝酸的有关计算 【典例3】足量铜溶于一定量浓硝酸，产生NO2、N2O4、NO的混合气体，这些气体若与1.12 L O2(标准状况)混合后通入水中，气体被水完全吸收。若向原所得溶液中加入5 mol·L－1 H2SO4溶液100 mL，则继续溶解的Cu的质量为(　　) A．6.4 g B．9.6 g C．19.2 g D．24 g 【变式3-1】在100 mL 稀HNO3和稀H2SO4组成的混合溶液中，两种酸的物质的量浓度之和为0.4 mol·L－1。向该溶液中加入足量的铜粉后加热，充分反应后，所得溶液中Cu2＋的物质的量浓度最大值为(反应前后溶液体积变化忽略不计)(　　) A.0.15 mol·L－1 B.0.24 mol·L－1 C.0.30 mol·L－1 D.0.36 mol·L－1 【变式3-2】将一定质量的Cu粉投入到400 mL 2 mol/L的稀硝酸中，待Cu粉完全溶解时，收集到标准状况下的NO气体2.688 L(假设硝酸的还原产物只有NO且气体全部逸出)，再向反应后的溶液中缓慢加入Fe粉，充分反应后溶液只含一种溶质。下列说法错误的是(　　) A.加入铁粉后，最终溶液的溶质是Fe(NO3)2 B.最初的铜粉质量为11.52 g C.铜粉反应完后，溶液中的H＋浓度为0.8 mol/L D.至少需要加入铁粉8.4 g ►问题四 氮元素的“价－类”二维图 【典例4】如图是氮元素形成物质的“价—类”二维图及氮循环的部分信息： 下列说法正确的是(　　) ①可通过雷电作用将b转化为c，这是一种固氮方式 ②可通过加氧化剂将e转化为f ③a→c→d→f这几个反应中，均发生了N元素被氧化的反应 ④g只具有氧化性，还可能与碱发生反应 ⑤将f转化为d必须选用合适的还原剂才能实现 ⑥h可与f反应生成i A．①③⑤⑥ B．②③④ C．①③⑥ D．①④⑤ 【变式4-1】如图是氮元素的价类图。下列有关说法正确的是(　　) A.甲可以用浓硫酸干燥 B.乙合成NO2的过程属于氮的固定 C.丙转化为丁的反应是氧化还原反应 D.常温下可用铁制容器盛装丁的浓溶液 【变式4-2】氮及其化合物的“价—类”二维图如下所示。 下列说法正确的是(　　) A．X可通过加热氯化铵固体制取 B．从物质类别角度分析，P和Z都属于酸性氧化物 C．将X转化为 Q的过程，属于氮的固定 D．3.2 g Cu与10 mol·L－1的Y溶液恰好反应，生成NO、NO2混合气体1.12 L(标准状况)，则 Y 溶液的体积为 15 mL ►问题五 氮及其化合物的转化与推断 【典例5】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 【变式5-1】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)＝1∶1时，理论上NO2全部转化为HNO3 【变式5-2】合成氨及其衍生工业是化工生产的重要门类，请结合图示判断下列说法不正确的是(　　) A.合成氨采用400～500 ℃是为了提高原料转化率和反应速率 B.湿润的淀粉－KI试纸不可以鉴别气体2和溴蒸气 C.生成固体1的化学方程式为NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl D.1 L气体1、2的混合气与1 L NH3在一定条件下转化为对环境无害的物质，混合气中二者的体积比为1∶1 1．（23-24高一下·山东德州·期中）对下列事实的解释中，错误的是 A．打开盛装硝酸的试剂瓶，可看到白雾，说明硝酸具有挥发性 B．浓硝酸在光照下颜色变黄，说明浓硝酸不稳定易分解 C．硝酸具有很强的氧化性，硝酸的浓度不同，与金属反应的产物也不同 D．常温下，浓硝酸可以用铝质容器储存，说明铝与浓硝酸不反应 2．（23-24高一下·辽宁鞍山·期中）下列叙述不正确的是 A．氮的固定是将转化为含氮的化合物 B．与金属反应时，稀硝酸被还原为更低价态，则稀硝酸氧化性强于浓硝酸 C．浓硝酸光照易分解，因此贮存在棕色瓶中，并放在冷暗处 D．实验室可用氢氧化钠溶液处理铜与浓、稀硝酸反应产生的尾气 3．（23-24高一下·山西朔州·期中）下图是工业上制硝酸的原理，下列说法错误的是 A．常温下可用铁质容器储存浓硝酸 B．氮气在足量氧气中可以通过一步反应生成 C．过程①属于氮的固定 D．过程④反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2 4． （22-23高一下·浙江·期中）将铜丝插入浓硝酸中进行如图所示的实验，下列说法正确的是 A．装置a中出现溶液变蓝色，液面上有红棕色气体，体现了的酸性 B．一段时间后抽出铜丝，向装置中注入水，中气体红棕色变浅 C．注入水后装置中铜片表面产生气泡，说明与硝酸反应生成 D．装置c用溶液吸收尾气，说明和均是酸性氧化物 5．（23-24高一下·广东云浮·期中）下列关于氮及其化合物的说法正确的是 A．常温下可以用铁或铝制容器盛装浓硝酸，是因为浓硝酸与铁、铝均不反应 B．氮的氧化物过度排放是形成硝酸型酸雨的主要原因 C．是无色、有刺激性气味的有毒气体，可与水反应制得硝酸 D．浓硝酸与铜反应，只体现了浓硝酸的酸性 6．（23-24高一上·福建三明·期末）关于铜与浓硝酸的反应：(浓)，下列说法不正确的是 A．是氧化产物 B．硝酸既体现氧化性又体现酸性 C．生成时转移电子数为 D．氧化剂与还原剂的物质的量之比为4：1 7．（23-24高一下·广东·期中）如图是部分含氮物质的“价-类”二维图，下列说法正确的是 A．c是无色气体，可以用向下排空气法收集 B．a→c→d→f的转化中，均发生了N元素被氧化的反应 C．e只具有氧化性，还可能与碱发生反应 D．将f转化为d必须选用合适的还原剂才能实现 8．（23-24高一下·广东·期中）硝酸的生产工艺示意图如图所示，下列说法不正确的是 A．催化反应器内发生的反应属于人工固氮 B．焚化炉中发生反应的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O C．NO2与水反应时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为2：1 D．往吸收塔中通入适量的O2可提高NO2的利用率 9．（23-24高一下·广东·期末）物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要维度，如图为氮、硫及其部分化合物的价类二维图，下列说法正确的是 A．c、d、i、j均为酸性氧化物 B．工业上利用h→i→j→k的途径制取硝酸 C．c和j大量排放均能引发酸雨，可采用NaOH溶液吸收工业尾气中的c和j D．通过c与a的反应能证明c具有还原性 10．（23-24高一下·湖北荆州·期末）在右图所示的物质转化关系中，X是常见的气态氢化物，Y是能使带火星的木条复燃的气体，T的相对分子质量比R的大17(反应条件和部分生成物未列出)。下列说法正确的是 A．R是酸性氧化物 B．X与T可反应生成盐 C．采用排空气法收集Z D．试管中全部充满气体X，倒置于盛满水的水槽中，形成溶液的浓度为 11．（23-24高一下·贵州·期中）硝酸是重要的化工原料，用于制化肥、农药、炸药、染料等。工业上制硝酸的原理是将氨经过一系列反应得到硝酸，如图所示： 下列说法中正确的是 A．反应①②③都属于氮的固定 B．反应②的方程式： C．氮气在足量氧气中也可以通过一步反应生成NO2 D．反应④中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1 12．（23-24高一下·四川达州·期中）将6.08 g Cu和一定量的浓硝酸反应，反应生成的NO和NO2的混合气体，当Cu完全溶解时，共产生2.24 L气体(标准状况下)，则产生的NO和NO2物质的量之比为 A．3：7 B．9：11 C．4：1 D．2：3 13．（23-24高一下·河北·期中）将铜投入一定浓度的硝酸中，铜完全溶解，产生NO和混合气体共(不考虑，体积折算为标准状况下)，反应结束后向溶液中加入一定量溶液，使溶液中的金属阳离子全部转化为沉淀。若将盛有该混合气体的容器倒扣在水中，通入一定体积的氧气，恰好可将该混合气体完全吸收。则下列说法错误的是 A．通入氧气的体积在标准状况下为 B．NO与的体积比为 C．原硝酸溶液中 D．沉淀质量应为 14．（23-24高一下·重庆·期中）取Cu和CuO的混合物共为amol，向其中加入VmL2.0mol•L﹣1稀硝酸，混合物完全溶解，同时生成4.48LNO(标准状况)。向所得溶液中加入400mL2.5mol•L﹣1NaOH溶液，恰好使Cu2+沉淀完全，沉淀经洗涤、充分灼烧后得到32.0g固体。下列分析判断错误的是 A．a=0.4 B．V=600 C．amol混合物中m(Cu)：m(CuO)=5：12 D．反应中转移的电子数目为0.6NA 15．（23-24高一下·贵州·期中）某同学用粉和含有的稀硝酸进行反应，两种物质恰好反应均无剩余，且只被还原成NO。下列说法正确的是 A．过量铁与稀硝酸的离子方程式： B．该反应中Fe的氧化产物既有也有，且 C．再向溶液中通入气体可将完全转化为 D．生成的NO气体分子数为 16．（23-24高一下·四川泸州·期中）向一定质量的Cu和Cu2O组成的混合物中加入一定浓度的稀硝酸250mL，当固体物质完全溶解后生成Cu(NO3)2和2.24LNO气体(标况下)。在所得溶液中加入0.5mol/L的NaOH溶液1.0L，生成沉淀的质量为19.6g，此时溶液呈中性且铜离子已完全沉淀。下列有关说法正确的是 A．Cu、Cu2O与硝酸反应后剩余的HNO3为0.1mol B．原稀硝酸中HNO3的物质的量为0.5mol C．铜离子刚好沉淀完全，溶液中溶质为NaNO3，浓度为0.5mol/L D．原固体混合物中Cu和Cu2O的物质的量之比为1∶2 17．（23-24高一下·河北·期中）向稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量的变化如图所示(已知硝酸只被还原为气体)。下列分析错误的是 A．氧化性： B．A点溶液中的溶质为和 C．原混合酸中的物质的量浓度为 D．原混合酸中物质的量浓度为 18．（23-24高一下·湖北武汉·期中）将38.4g Cu与0.22L浓硝酸混合恰好完全反应生成氮的氧化物，这些氧化物恰好与溶液反应得到和的混合溶液，反应过程及有关数据如图所示。下列说法正确的是 A．反应Ⅰ中硝酸只体现氧化性 B．反应Ⅱ中作氧化剂 C．混合气体中的物质的量为0.2mol D．浓硝酸的物质的量浓度为 19．（23-24高一下·浙江·期末）向200mL稀硫酸和稀硝酸的混合溶液中缓慢加入铁粉，产生气体的体积随铁粉质量的变化如图所示(已知硝酸只被还原为气体)。下列说法正确的是 A．段与段反应中电子转移的物质的量之比为2：1 B．A点溶液中的溶质为 C．向C点溶液中再加入稀硝酸，仍能生成气体 D．原混合溶液中硫酸的物质的量浓度为 20．（23-24高一下·安徽马鞍山·期末）向和混合稀溶液中逐渐加入铁粉，产生无色气体，该气体遇到空气变为红棕色，溶液中的物质的量和加入粉的物质的量之间的关系如图所示，下列叙述错误的是 A．开始时加入铁粉反应的离子方程式为 B．加入铁粉时，溶液中有 C．原溶液中的物质的量浓度为 D．加入铁粉后溶液中的溶质为和 ( 6 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第3章 物质的性质与转化 第三节 氮的循环 第3课时 硝酸和氮及其化合物的转化 板块导航 01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务 02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆 03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识 04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点 05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务 06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养 1.能从物质类别、元素化合价的角度，依据复分解反应规律和氧化还原反应原理预测硝酸的性质，设计实验进行初步验证，并能分析，解释有关实验现象，能用化学方程式、离子方程式正确表示硝酸的主要化学性质。 2.能根据HNO3的性质说明其妥善保存、合理使用的常见方法。 3.能说明HNO3的应用对社会发展的价值和对环境的影响，参与社会性科学议题——酸雨和雾霾防治、水体保护的讨论。 4.能应用氮及其化合物的性质及转化关系，分析和探讨某些化学过程对人类健康、社会可持续发展可能带来的双重影响。 重点：硝酸的性质及应用。难点：氮及其化合物的转化关系。 一、硝酸的性质 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：4HNO32H2O＋4NO2↑＋O2↑。 (2)强氧化性 硝酸无论浓、稀都具有强氧化性，而且浓度越大，氧化性越强。 ①与金属反应 稀硝酸与铜反应的化学方程式：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O； 浓硝酸与铜反应的化学方程式：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。 ②与非金属反应 浓硝酸与C反应的化学方程式：C＋4HNO3(浓)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＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。 (3)与有机物反应 ①硝化反应(与反应)： ＋HNO3＋H2O； ②显色反应：含有苯环的蛋白质遇到浓硝酸加热后变黄色。 二、金属与硝酸反应的计算 1.金属与硝酸反应计算的思维模型 2.金属与硝酸反应的计算方法 （1）电子守恒法：金属失电子数＝n(NO2)＋3n(NO)。 （2）原子守恒法：n(HNO3)＝xn[M(NO3)x]＋n(NO2)＋n(NO)(x代表金属元素的化合价)。 若向反应后溶液中加入NaOH溶液恰好使Mx＋沉淀完全，此时溶质为NaNO3，则存在： n(Na＋)＝n(NO)＝n(HNO3)－n(NO)－n(NO2)。 （3）电荷守恒法：HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH－)有c(NO)＝c(H＋)＋x×c(Mx＋)。起酸性作用的HNO3的物质的量是金属的物质的量和金属所带电荷数的乘积，可表示为n(HNO3)酸性＝xn(Mx＋)＝n(e－)(Mn＋代表金属离子)。 （4）离子方程式计算法：金属与硫酸、硝酸的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO在硫酸提供H＋的条件下能继续与金属反应，故此类题目应用离子方程式来计算3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H＋或NO进行相关计算，且要符合电荷守恒。 三、氮及其化合物的转化关系 1．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，在复习时要从物质类别和价态变化理解这些物质之间的转化关系。 2．含氮元素物质之间的转化关系 (1)工业合成氨：N2＋3H22NH3； (2)实验室用NH4Cl固体制NH3：2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋2H2O＋CaCl2； (3)NH3的催化氧化：4NH3＋5O24NO＋6H2O； (4)NO2溶于水：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO； (5)Cu溶于稀HNO3：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O； (6)Cu溶于浓HNO3：Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O； (7)炽热的炭在浓硝酸中燃烧：C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O； (8)浓硝酸见光分解：4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O。 1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)常温下，铁、铝在浓硝酸中的钝化为化学变化。(　　) (2)可用稀HNO3与FeS固体反应制取H2S。(　　) (3)铜、木炭分别与浓HNO3反应，都体现了浓硝酸的强氧化性和酸性。(　　) (4)Cu在KNO3溶液和稀H2SO4中均不溶解，但能溶解在其混合液中。(　　) (5)试管内壁上的银镜可用稀HNO3除去，也可用氨水除去。(　　) (6)浓HNO3和氯水均用棕色试剂瓶保存，其原理相同。(　　) 【答案】(1)√　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　(6)√ 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.将一定质量的镁、铜合金加入到稀硝酸中，合金完全溶解，假设反应过程中还原产物全部是NO，向所得溶液中加入物质的量浓度为3 mol/L的NaOH溶液至沉淀完全，测得生成沉淀的质量比原合金的质量增加5.1 g，则下列有关叙述正确的是(　　) A.反应中转移电子的总数为0.2mol B.反应过程中，消耗硝酸的物质的量为0.3mol C.沉淀完全时消耗NaOH溶液的体积为100 mL D.开始加入合金的质量可能为6.4 g 【答案】D 【解析】生成沉淀的质量比原合金的质量增加5.1 g，即结合氢氧根离子的物质的量为5.1 g÷17 g·mol－1＝0.3 mol，根据电荷守恒，合金失电子数等于金属离子结合氢氧根离子数，反应中转移电子0.3 mol，A项错误；反应中转移电子0.3 mol，根据电荷守恒，合金与硝酸反应表现酸性的硝酸的物质的量为0.3 mol；合金的还原产物为NO，表现氧化性的硝酸的物质的量为0.1 mol，反应过程中，消耗硝酸的物质的量为0.4 mol，B项错误；合金完全溶解后硝酸可能剩余，沉淀完全时消耗NaOH溶液的体积≥100 mL，C项错误；转移电子0.3 mol，合金的物质的量为0.15 mol，利用极值法，合金的质量介于3.6 g<m<9.6 g之间，D项正确。 ►问题一 硝酸的性质 【典例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 【答案】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。 【变式1-1】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 【答案】C 【解析】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，故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，故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，故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，故D正确。 【变式1-2】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，利用的是硝酸的酸性。 ►问题二 硝酸的实验 【典例2】用如图装置探究铜与硝酸的反应。 实验记录如下： 步骤 操作 现象 ① 打开止水夹，挤压胶头，使浓硝酸滴入试管 产生红棕色气体，溶液变为绿色 ② 一段时间后，关闭止水夹，推动注射器活塞使部分水进入试管 注射器内剩余的水被“吸入”试管；铜表面产生无色气泡，溶液变蓝，试管内气体逐渐变为无色 ③ 一段时间后，打开止水夹，拉动注射器活塞吸取少量无色气体；拔下注射器，再拉动活塞吸入少量空气 注射器中无色气体变为红棕色 下列说法不正确的是(　　) A．①中反应的化学方程式是Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O B．②中注射器内剩余的水被“吸入”试管的原因可能是NO2与H2O反应导致压强减小 C．③中的实验现象能证明②中Cu与硝酸反应生成了NO D．待②中反应停止后，向试管内滴加少量稀硫酸，有气体产生 【答案】C 【解析】①中铜与浓硝酸反应生成Cu(NO3)2、NO2(红棕色)和H2O，A正确；NO2与水发生反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，气体的总物质的量减小，压强减小，注射器内剩余的水被“吸入”试管，B正确；②中推动注射器活塞使部分水进入试管，NO2与水反应生成NO，故③的现象不能证明②中Cu与硝酸反应生成了NO，C错误；②中反应停止后，铜片剩余，溶液中含Cu(NO3)2，滴加少量稀硫酸，发生反应：3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，D正确。 【变式2-1】用如图所示装置进行实验，探究硝酸与铁反应的产物。 主要实验操作 实验现象 打开弹簧夹，通入一段时间CO2后，滴入浓硝酸后无明显现象，加热三颈烧瓶，反应开始后停止加热 ①A 中有红棕色气体产生，一段时间后，气体颜色逐渐变浅；反应停止后，A 中无固体剩余； ②B 中溶液变棕色 取少量A 中溶液，加几滴氯水，再滴入硫氰酸钾溶液 ③溶液变为红色 取少量 B 中溶液，加热 ④B中棕色溶液变浅，有无色气体逸出，且在空气中变为红棕色 已知：FeSO4＋NO[Fe(NO)]SO4(棕色)　ΔH<0 。 下列说法正确的是(　　) A．滴入浓硝酸加热前没有明显现象的原因是温度低，反应速率太慢 B．实验现象③说明反应后A 中溶液含有 Fe2＋ C．实验现象④说明 A 中有 NO 生成 D．可用浓NaOH溶液和湿润的红色石蕊试纸检验硝酸的还原产物中是否有 NH 【答案】D 【解析】常温时，铁遇浓硝酸形成致密氧化膜，阻止反应进一步发生，故A错误；取少量A中溶液，加几滴氯水，再滴入KSCN溶液，溶液变为红色，只能说明这时溶液中有Fe3＋，无法说明原溶液中是Fe2＋还是Fe3＋，故B错误；取少量B中溶液加热，B中棕色溶液变浅，有无色气体逸出，且在空气中变为红棕色，只能说明[Fe(NO)]SO4分解生成NO，但由于铜和浓硝酸反应生成红棕色气体二氧化氮，二氧化氮和水反应生成一氧化氮，一氧化氮能使硫酸亚铁溶液变成棕色，所以不能证明铁和浓硝酸反应过程中有NO生成，故C错误。 【变式2-2】用如图所示装置进行实验(①②③是浸有相应试剂的棉花)，下列分析错误的是(　　) A.铜丝与浓硝酸反应，具支试管中充满红棕色气体 B.①处浸有紫色石蕊试液的棉花变红 C.②处棉花颜色变深体现了NO2的氧化性 D.NaOH吸收尾气是氧化还原反应 【答案】C 【解析】A.铜丝与浓硝酸反应生成红棕色气体NO2，A正确；B.NO2溶于水生成硝酸，可使紫色石蕊试液变红，B正确；C.NO2溶于水生成的硝酸具有氧化性，可将Fe2＋氧化为Fe3＋，②处棉花颜色由浅绿色变为黄色，体现了硝酸的氧化性，C错误；D.NaOH吸收NO2和NO尾气生成亚硝酸钠，有化合价的变化，是氧化还原反应，D正确。 ►问题三 硝酸的有关计算 【典例3】足量铜溶于一定量浓硝酸，产生NO2、N2O4、NO的混合气体，这些气体若与1.12 L O2(标准状况)混合后通入水中，气体被水完全吸收。若向原所得溶液中加入5 mol·L－1 H2SO4溶液100 mL，则继续溶解的Cu的质量为(　　) A．6.4 g B．9.6 g C．19.2 g D．24 g 【答案】C 【解析】设原来溶解的Cu的物质的量为x，Cu失去的电子被N元素得到生成氮的氧化物，这些氮的氧化物再与O2、H2O反应生成HNO3，可看成Cu失电子，O2得电子，则根据得失电子守恒可知，2x＝×4，解得x＝0.1 mol，所以原所得溶液中NO的物质的量为0.2 mol； 3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O 1 mol　0.2 mol H＋过量，所以继续溶解的Cu的质量为×3×64 g·mol－1＝19.2 g。 【变式3-1】在100 mL 稀HNO3和稀H2SO4组成的混合溶液中，两种酸的物质的量浓度之和为0.4 mol·L－1。向该溶液中加入足量的铜粉后加热，充分反应后，所得溶液中Cu2＋的物质的量浓度最大值为(反应前后溶液体积变化忽略不计)(　　) A.0.15 mol·L－1 B.0.24 mol·L－1 C.0.30 mol·L－1 D.0.36 mol·L－1 【答案】B 【解析】反应的离子方程式为3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，铜足量，由上述反应方程式可知，NO和H＋的物质的量之比为1∶4时，反应生成的铜离子物质的量最大，设HNO3、H2SO4各为x mol、y mol，则n(NO)∶n(H＋)＝x∶(x＋2y)＝1∶4，x＋y＝0.4 mol·L－1×0.1 L，解得x＝0.016 mol、y＝0.024 mol，由方程式可知，生成的铜离子为0.016 mol×＝0.024 mol，故铜离子的最大浓度为＝0.24 mol·L－1。 【变式3-2】将一定质量的Cu粉投入到400 mL 2 mol/L的稀硝酸中，待Cu粉完全溶解时，收集到标准状况下的NO气体2.688 L(假设硝酸的还原产物只有NO且气体全部逸出)，再向反应后的溶液中缓慢加入Fe粉，充分反应后溶液只含一种溶质。下列说法错误的是(　　) A.加入铁粉后，最终溶液的溶质是Fe(NO3)2 B.最初的铜粉质量为11.52 g C.铜粉反应完后，溶液中的H＋浓度为0.8 mol/L D.至少需要加入铁粉8.4 g 【答案】D 【解析】A.加入Cu：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，还有剩余硝酸，向反应后的溶液中缓慢加入Fe粉，Fe与Cu(NO3)2反应生成Cu单质和Fe(NO3)2，Fe与稀硝酸反应也生成Fe(NO3)2、NO、H2O，而充分反应后溶液只含一种溶质，最终溶液的溶质只能是Fe(NO3)2，A项正确；B.由化学方程式3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O可知， 则最初的铜粉质量为11.52 g，B项正确；C.由反应方程式3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O可知， 硝酸总的物质的量为0.4 L× 2 mol/L＝0.8 mol，则剩余硝酸物质的量为0.8 mol－0.48 mol＝0.32 mol，则铜粉反应完后，溶液中的H＋浓度为c(H＋)＝＝＝0.8 mol/L，C项正确；D.由题可知，Cu～ Cu(NO3)2～Fe～Fe(NO3)2，最终溶液的溶质是Fe(NO3)2，硝酸总的物质的量为0.4 L× 2 mol/L＝0.8 mol，则至少需要加入铁粉为×56 g/mol＝×56 g/mol＝19.04 g，D项错误。 ►问题四 氮元素的“价－类”二维图 【典例4】如图是氮元素形成物质的“价—类”二维图及氮循环的部分信息： 下列说法正确的是(　　) ①可通过雷电作用将b转化为c，这是一种固氮方式 ②可通过加氧化剂将e转化为f ③a→c→d→f这几个反应中，均发生了N元素被氧化的反应 ④g只具有氧化性，还可能与碱发生反应 ⑤将f转化为d必须选用合适的还原剂才能实现 ⑥h可与f反应生成i A．①③⑤⑥ B．②③④ C．①③⑥ D．①④⑤ 【答案】C 【解析】根据物质类别及与N元素化合价的关系可知：a是NH3，b是N2，c是NO，d是NO2，e是N2O5，f是HNO3，g是HNO2，h是NH3·H2O，i是NH4NO3。①在雷电作用下N2与O2反应产生NO，这是一种固氮方式，正确；②N2O5与水反应产生HNO3，反应过程中元素化合价不变，因此反应不需要加入氧化剂就可以实现，错误；③在a→c→d→f这几个反应中，N元素化合价升高，被氧化，因此均发生了N元素被氧化的反应，正确；④g是HNO2，属于酸，N元素化合价是＋3价，处于中间价态，因此既具有氧化性又具有还原性，同时也能与碱发生中和反应生成盐和水，错误；⑤f是HNO3，光照条件下自身分解即可生成NO2(d)，可以不用其他还原剂，错误；⑥HNO3与NH3·H2O发生中和反应生成NH4NO3和水，正确。 【变式4-1】如图是氮元素的价类图。下列有关说法正确的是(　　) A.甲可以用浓硫酸干燥 B.乙合成NO2的过程属于氮的固定 C.丙转化为丁的反应是氧化还原反应 D.常温下可用铁制容器盛装丁的浓溶液 【答案】D 【解析】根据N元素的价类二维图，甲中N是－1价，乙为NO，丙为N2O5，丁为HNO3。A.甲中N是－1价，易被氧化，不能用浓硫酸干燥，A错误；B.氮的固定为游离态氮转变为化合态氮，乙是化合态的氮，转化为NO2不是氮的固定，B错误；C.丙和丁中N元素均为＋5价，不是氧化还原反应，C错误；D.常温下铁遇浓硝酸钝化，可用铁制容器盛装浓硝酸，D正确。 【变式4-2】氮及其化合物的“价—类”二维图如下所示。 下列说法正确的是(　　) A．X可通过加热氯化铵固体制取 B．从物质类别角度分析，P和Z都属于酸性氧化物 C．将X转化为 Q的过程，属于氮的固定 D．3.2 g Cu与10 mol·L－1的Y溶液恰好反应，生成NO、NO2混合气体1.12 L(标准状况)，则 Y 溶液的体积为 15 mL 【答案】D 【解析】X是NH3，加热氯化铵固体生成的NH3和HCl遇冷重新生成NH4Cl，不能制取NH3，A错误；P是N2O5，Z是NO2或N2O4，NO2、N2O4不是酸性氧化物，B错误；Q是NO，氨气转化为NO不属于氮的固定，C错误；Y是HNO3,3.2 g Cu为0.05 mol，与HNO3反应生成0.05 mol Cu(NO3)2，生成NO、NO2混合气体1.12 L(标准状况)，则气体总物质的量为0.05 mol，据N原子守恒可知原硝酸中n(HNO3)＝0.05 mol×2＋0.05 mol＝0.15 mol，故硝酸溶液的体积为＝0.015 L＝15 mL，D正确。 ►问题五 氮及其化合物的转化与推断 【典例5】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 【答案】C 【解析】当X是强碱时，和强碱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。 【变式5-1】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)＝1∶1时，理论上NO2全部转化为HNO3 【答案】B 【解析】硝酸是氧化性酸，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。当V(NO2)∶V(O2)＝1∶1时，氧气过量，NO2能全部转化为HNO3，D项正确。 【变式5-2】合成氨及其衍生工业是化工生产的重要门类，请结合图示判断下列说法不正确的是(　　) A.合成氨采用400～500 ℃是为了提高原料转化率和反应速率 B.湿润的淀粉－KI试纸不可以鉴别气体2和溴蒸气 C.生成固体1的化学方程式为NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl D.1 L气体1、2的混合气与1 L NH3在一定条件下转化为对环境无害的物质，混合气中二者的体积比为1∶1 【答案】A 【解析】A.合成氨反应为放热反应，温度越低，反应越向着正向移动，原料的转化率越高，所以400～500 ℃不利于提高原料的转化率，故A错误；B.气体2为NO2气体，NO2气体和溴蒸气都有较强的氧化性，都能使淀粉碘化钾试纸变蓝，故B正确；C.固体1为碳酸氢钠，氯化钠、二氧化碳、水和氨气可以生成碳酸氢钠固体，故方程式为：NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl，故C正确；D.由分析可知：气体1为NO，气体2为NO2，1 L NO、NO2的混合气与1 L NH3在一定条件下转化为对环境无害的物质，反应方程式为：2NH3＋NO＋NO22N2＋3H2O，NO、NO2的体积比等于化学计量数之比，为1∶1，故D正确。 1．（23-24高一下·山东德州·期中）对下列事实的解释中，错误的是 A．打开盛装硝酸的试剂瓶，可看到白雾，说明硝酸具有挥发性 B．浓硝酸在光照下颜色变黄，说明浓硝酸不稳定易分解 C．硝酸具有很强的氧化性，硝酸的浓度不同，与金属反应的产物也不同 D．常温下，浓硝酸可以用铝质容器储存，说明铝与浓硝酸不反应 【答案】D 【解析】硝酸沸点低，易挥发，挥发出的HNO3与空气中水蒸气结合成硝酸液滴，所以产生白雾，故A正确；浓硝酸具有不稳定性，见光分解生成红棕色气体二氧化氮，二氧化氮溶于硝酸显黄色，故B正确；HNO3具有强氧化性，浓度不同，其与金属反应产物也不同，如浓硝酸与铜反应生成二氧化氮，稀硝酸与铜反应生成一氧化氮，故C正确；常温下，浓硝酸与铝发生钝化反应，在表面生成一层致密的氧化膜，所以常温下浓硝酸可以用铝质容器储存，故D错误；故选D。 2．（23-24高一下·辽宁鞍山·期中）下列叙述不正确的是 A．氮的固定是将转化为含氮的化合物 B．与金属反应时，稀硝酸被还原为更低价态，则稀硝酸氧化性强于浓硝酸 C．浓硝酸光照易分解，因此贮存在棕色瓶中，并放在冷暗处 D．实验室可用氢氧化钠溶液处理铜与浓、稀硝酸反应产生的尾气 【答案】B 【解析】氮的固定是将空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程，故A正确；浓硝酸氧化性比稀硝酸强，氧化性强弱与还原产物的化合价高低无关，与得电子的难易有关，故B错误；浓硝酸见光受热易分解，，故应贮存在棕色瓶中，并放在冷暗处，故C正确；铜与浓、稀硝酸反应产生的尾气中含有氮氧化合物，能被碱液吸收，实验室可用氢氧化钠溶液处理铜与浓、稀硝酸反应产生的尾气，故D正确；故选B。 3．（23-24高一下·山西朔州·期中）下图是工业上制硝酸的原理，下列说法错误的是 A．常温下可用铁质容器储存浓硝酸 B．氮气在足量氧气中可以通过一步反应生成 C．过程①属于氮的固定 D．过程④反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2 【答案】B 【分析】氮气与氢气在高温高压催化剂条件下反应生成氨气，氨气催化氧化生成一氧化氮，一氧化氮被氧化生成二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸； 【解析】铁在浓硝酸中发生钝化，金属表面生成一薄层致密氧化物薄膜，阻止内部反应继续进行，常温下可用铁质容器储存浓硝酸，故A项正确；氮气在足量氧气中可以通过一步反应生成NO，不能生成NO2，故B项错误；过程①是氮气和氢气高温高压催化剂作用下反应生成氨气，属于氮的固定，故C项正确；过程④3NO2+H2O=2HNO3+NO，反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：2，故D项正确；故选B。 4． （22-23高一下·浙江·期中）将铜丝插入浓硝酸中进行如图所示的实验，下列说法正确的是 A．装置a中出现溶液变蓝色，液面上有红棕色气体，体现了的酸性 B．一段时间后抽出铜丝，向装置中注入水，中气体红棕色变浅 C．注入水后装置中铜片表面产生气泡，说明与硝酸反应生成 D．装置c用溶液吸收尾气，说明和均是酸性氧化物 【答案】B 【解析】装置a中出现溶液变蓝色，液面上有红棕色气体，体现了强氧化性与酸性，A错误；一段时间后抽出铜丝，向装置b中注入水，b中气体红棕色变3NO2+H2O=2HNO3+ NO，B正确；注入水后装置b中得到稀硝酸，铜和稀硝酸反应生成的气体为NO，C错误；NO和NO2虽然可以与氢氧化钠反应生成两种盐和水，但都不是也没有对应价态的盐，故NO和NO2均不是酸性氧化物，D错误；故选B。 5．（23-24高一下·广东云浮·期中）下列关于氮及其化合物的说法正确的是 A．常温下可以用铁或铝制容器盛装浓硝酸，是因为浓硝酸与铁、铝均不反应 B．氮的氧化物过度排放是形成硝酸型酸雨的主要原因 C．是无色、有刺激性气味的有毒气体，可与水反应制得硝酸 D．浓硝酸与铜反应，只体现了浓硝酸的酸性 【答案】B 【解析】常温下浓硝酸可以使铁或铝钝化，常温下可以用铁或铝制容器盛装浓硝酸，A错误； 氮的氧化物过度排放会在空气中形成酸性物质，是形成硝酸型酸雨的主要原因，B正确；和水不反应，和氧气生成二氧化氮，二氧化氮可与水反应制得硝酸，C错误；  浓硝酸与铜反应，生成硝酸铜、二氧化氮、水，体现浓硝酸的酸性和强氧化性，D错误；故选B。 6．（23-24高一上·福建三明·期末）关于铜与浓硝酸的反应：(浓)，下列说法不正确的是 A．是氧化产物 B．硝酸既体现氧化性又体现酸性 C．生成时转移电子数为 D．氧化剂与还原剂的物质的量之比为4：1 【答案】D 【分析】根据方程式可知，Cu为还原剂，硝酸铜为氧化产物，4molHNO3中2mol体现酸性，2mol体现氧化性，NO2为还原产物，生成2molNO2转移2mol电子，据此回答。 【解析】根据分析可知，是氧化产物，A正确；根据分析可知，硝酸既体现氧化性又体现酸性，B正确；生成2molNO2转移2mol电子，所以生成时转移电子数为，C正确；根据分析可知，氧化剂与还原剂的物质的量之比为2：1，D错误；故选D。 7．（23-24高一下·广东·期中）如图是部分含氮物质的“价-类”二维图，下列说法正确的是 A．c是无色气体，可以用向下排空气法收集 B．a→c→d→f的转化中，均发生了N元素被氧化的反应 C．e只具有氧化性，还可能与碱发生反应 D．将f转化为d必须选用合适的还原剂才能实现 【答案】B 【分析】根据部分含氮物质的“价-类”二维图，可知a是NH3，b是N2，c是NO，d是NO2，e是HNO2，f是HNO3，然后根据物质的性质及转化关系分析解答。 【解析】c是NO，NO是无色气体，由于其容易与空气中的O2反应产生NO2，因此不能用排空气的方法收集，只能使用排水方法收集，A错误；根据上述分析可知：a是NH3，c是NO，d是NO2，f是HNO3，NH3与O2在催化剂存在条件下加热，发生氧化反应产生NO，NO被O2氧化产生NO2，NO2与H2O反应产生HNO3、NO，在NO2吸收反应中，NO2既作氧化剂又作还原剂，可见上述转化关系中，都发生了N元素被氧化的反应，B正确；e是HNO2，N元素为+3价，处于N元素的最高+5价和最低-3价之间，既有氧化性，又有还原性，C错误；根据上述分析可知：f是HNO3，d是NO2，浓HNO3在加热时会发生分解反应产生NO2气体，不需要加入还原剂就可以实现物质之间的转化关系，D错误；故选B。 8．（23-24高一下·广东·期中）硝酸的生产工艺示意图如图所示，下列说法不正确的是 A．催化反应器内发生的反应属于人工固氮 B．焚化炉中发生反应的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O C．NO2与水反应时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为2：1 D．往吸收塔中通入适量的O2可提高NO2的利用率 【答案】C 【分析】N2、H2在合成塔中NH3，该反应是可逆反应，经合成塔出来的气体中含N2、H2及反应产生的NH3，经热交换器进行热交换，分离出的NH3进入焚化炉中，NH3被氧化反应产生NO，NO与未反应的O2进入氧化炉中，NO被O2氧化产生NO2，然后是反应产生的NO2被63%的HNO3溶液中的H2O吸收，反应产生HNO3和NO。 【解析】A．在催化反应器内N2与H2发生反应产生NH3，是氮元素的单质转化为氮元素的化合物，因此属于人工固氮，A正确； B．在焚化炉中NH3被O2氧化反应产生NO、H2O，根据电子守恒、原子守恒，可知发生反应的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O，B正确； C．在吸收塔中NO2与水发生反应：3NO2+H2O=2HNO3+NO，在该反应中，NO2既作氧化剂，又作还原剂，根据N元素的化合价升降变化，可知氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：2，C错误； D．往吸收塔中通入适量的O2，O2能够与反应3NO2+H2O=2HNO3+NO产生的NO进一步反应产生NO2，NO2再被水吸收得到HNO3，从而可提高NO2的利用率，D正确；故选C。 9．（23-24高一下·广东·期末）物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要维度，如图为氮、硫及其部分化合物的价类二维图，下列说法正确的是 A．c、d、i、j均为酸性氧化物 B．工业上利用h→i→j→k的途径制取硝酸 C．c和j大量排放均能引发酸雨，可采用NaOH溶液吸收工业尾气中的c和j D．通过c与a的反应能证明c具有还原性 【答案】C 【分析】由图中氢化物的化合价可知，左侧为氮及其部分化合物的价类二维图，右侧为硫及其部分化合物的价类二维图，则a为硫化氢、b为硫、c为二氧化硫、d为三氧化硫、e为硫酸、f为硫酸盐、g为氨气、h为氮气、i为一氧化氮、j为二氧化氮或四氧化二氮、k为硝酸、l为铵盐，据此分析解题。 【解析】A．由分析可知，i为一氧化氮不是酸性氧化物，A错误； B．工业制取硝酸首先氮气与氢气制取氨气，氨气催化生成一氧化氮，一氧化氮氧化后生成二氧化氮，二氧化氮与水反应生成硝酸，途径为h→g→i→j→k，B错误； C．二氧化碳和二氧化硫大量排放均能引发酸雨，可采用NaOH溶液吸收工业尾气，C正确； D．c为二氧化硫，a为硫化氢，二氧化硫为氧化剂，硫化氢为还原剂，D错误；故选C。 10．（23-24高一下·湖北荆州·期末）在右图所示的物质转化关系中，X是常见的气态氢化物，Y是能使带火星的木条复燃的气体，T的相对分子质量比R的大17(反应条件和部分生成物未列出)。下列说法正确的是 A．R是酸性氧化物 B．X与T可反应生成盐 C．采用排空气法收集Z D．试管中全部充满气体X，倒置于盛满水的水槽中，形成溶液的浓度为 【答案】B 【分析】Y是能使带火星的木条复燃的气体，Y为O2，X为常见的气态氢化物，能与O2反应生成Z和Q，则Z应该是氧化物，Z被氧气进一步氧化生成R，R应该也是氧化物，R与Q反应生成T，T相对分子质量比R大17，则X应该为NH3，Z为NO，R为NO2，T为HNO3，Q为H2O。 【解析】R为NO2，NO2不是酸性氧化物，A错误；NH3和HNO3可以反应生成NH4NO3，B正确；Z为NO，易与氧气反应，因此不能使用排空气法收集，C错误；选项中并未说明氨气所处的状态，无法计算氨气的物质的量，也就无法计算其水溶液的浓度，D错误；故选B。 11．（23-24高一下·贵州·期中）硝酸是重要的化工原料，用于制化肥、农药、炸药、染料等。工业上制硝酸的原理是将氨经过一系列反应得到硝酸，如图所示： 下列说法中正确的是 A．反应①②③都属于氮的固定 B．反应②的方程式： C．氮气在足量氧气中也可以通过一步反应生成NO2 D．反应④中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1 【答案】B 【分析】N2与H2在高温、高压、催化剂操作条件下反应产生NH3，NH3与O2在催化剂存在条件下反应产生NO、H2O，NO与O2在常温下反应产生NO2，NO2与H2O反应产生HNO3、NO，然后根据问题分析解答。 【解析】A．氮的固定的由氮元素的单质转化为氮的化合物的过程。反应①属于氮的固定，反应②③是氮元素化合物之间的转化，不属于氮的固定，A错误； B．反应②NH3与O2在催化剂存在条件下加热，发生氧化还原反应产生NO、H2O，该反应的化学方程式：，B正确； C．氮气与O2在电火花作用下反应只能产生NO，在足量氧气中也不能通过一步反应生成NO2，C错误； D．反应④是NO2与H2O反应产生HNO3、NO，反应方程式为：3NO2+H2O=2HNO3+NO，在该反应中NO2作氧化剂，得到电子被还原为NO；NO2作还原剂，失去电子被氧化为HNO3，所以该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2，D错误；故选B。 12．（23-24高一下·四川达州·期中）将6.08 g Cu和一定量的浓硝酸反应，反应生成的NO和NO2的混合气体，当Cu完全溶解时，共产生2.24 L气体(标准状况下)，则产生的NO和NO2物质的量之比为 A．3：7 B．9：11 C．4：1 D．2：3 【答案】B 【分析】6.08 g Cu的物质的量是n(Cu)==0.095 mol，在反应中HNO3得到电子被还原产生NO、NO2，HNO3得到电子数等于Cu失去电子数，然后结合气体的体积进行计算。 【解析】6.08 g Cu的物质的量是n(Cu)==0.095 mol，当Cu完全溶解时，共产生标准状况下NO和NO2混合气体2.24 L气体，其物质的量是n(NO)+n(NO2)==1.0 mol，根据电子守恒可知3n(NO)+n(NO2)=0.095 mol×2=0.19 mol，解得n(NO)=0.045 mol，n(NO2)=0.1 mol-0.045 mol=0.055 mol，故产生的NO和NO2物质的量之比为0.045 mol：0.055 mol=9：11；故选B。 13．（23-24高一下·河北·期中）将铜投入一定浓度的硝酸中，铜完全溶解，产生NO和混合气体共(不考虑，体积折算为标准状况下)，反应结束后向溶液中加入一定量溶液，使溶液中的金属阳离子全部转化为沉淀。若将盛有该混合气体的容器倒扣在水中，通入一定体积的氧气，恰好可将该混合气体完全吸收。则下列说法错误的是 A．通入氧气的体积在标准状况下为 B．NO与的体积比为 C．原硝酸溶液中 D．沉淀质量应为 【答案】C 【分析】铜和硝酸反应生成硝酸铜、氮的氧化物和水，铜恰好完全反应，反应结束后向溶液中加入一定量溶液，使溶液中的全部转化为沉淀。将盛有氮的氧化物的容器倒扣在水中，通入一定体积的氧气，恰好可将该混合气体完全反应生成硝酸。 【解析】A．2.56g铜的物质的量为，与硝酸完全反应转移电子数为，根据电子守恒可知，氧气转移电子数与铜相等，由此求出氧气的物质的量为，标况下体积为，A正确； B．设NO与的物质的量分别为x、y，则有，，由此解得，B正确； C．根据分析，铜和硝酸反应生成硝酸铜、氮的氧化物和水，铜恰好完全反应，但硝酸是否过量并不清楚，所以原硝酸溶液中硝酸根物质的量无法计算，C错误； D．铜的物质的量为，根据分析，沉淀氢氧化铜的质量为，计算可得氢氧化铜沉淀质量为，D正确；故选C。 14．（23-24高一下·重庆·期中）取Cu和CuO的混合物共为amol，向其中加入VmL2.0mol•L﹣1稀硝酸，混合物完全溶解，同时生成4.48LNO(标准状况)。向所得溶液中加入400mL2.5mol•L﹣1NaOH溶液，恰好使Cu2+沉淀完全，沉淀经洗涤、充分灼烧后得到32.0g固体。下列分析判断错误的是 A．a=0.4 B．V=600 C．amol混合物中m(Cu)：m(CuO)=5：12 D．反应中转移的电子数目为0.6NA 【答案】C 【分析】只有Cu与稀硝酸反应生成NO，n(NO)=0.2mol，由得失电子守恒可知n(Cu)=0.3mol，反应后加入NaOH溶液，溶质只有硝酸钠时，Cu2+恰好沉淀完全，沉淀经洗涤、充分灼烧后得到32.0g固体为CuO，n(CuO)=0.4mol，由Cu原子守恒可知，原混合物中n(CuO)=0.4mol﹣0.3mol=0.1mol，以此来解答。 【解析】A．原混合物中n(CuO)=0.1mol，n(Cu)=0.3mol，则a=0.4，故A正确； B．反应后加入NaOH溶液，溶质只有硝酸钠时，Cu2+沉淀完全，n(NaOH)=0.4L×2.5mol/L=1mol，硝酸在反应中作酸和氧化剂，由原子守恒可知V×10﹣3L×2mol/L=1mol+0.2mol，解得V=600，故B正确； C．amol混合物中m(Cu)：m(CuO)=0.3mol×64g/mol：0.1mol×80g/mol=12：5，故C错误； D．N元素的化合价由+5价降低为+2价，n(NO)=0.2mol，则反应中转移的电子数目为0.2mol×(5﹣2)×NAmol﹣1=0.6NA，故D正确；故选C。 15．（23-24高一下·贵州·期中）某同学用粉和含有的稀硝酸进行反应，两种物质恰好反应均无剩余，且只被还原成NO。下列说法正确的是 A．过量铁与稀硝酸的离子方程式： B．该反应中Fe的氧化产物既有也有，且 C．再向溶液中通入气体可将完全转化为 D．生成的NO气体分子数为 【答案】D 【解析】过量铁与稀硝酸反应生成亚铁离子和NO，离子方程式为：，故A错误；设反应结束后有xmol，有ymol，根据铁守恒，x+y=1mol，根据得失电子守恒，，解得x=0.25mol、y=0.75mol，则，故B错误；未说明是否在标准状况下，不能确定HCl的物质的量，故C错误；由B项计算可知，被还原的，还原产物全为NO，故生成的NO气体分子数为，故D正确；故选D。 16．（23-24高一下·四川泸州·期中）向一定质量的Cu和Cu2O组成的混合物中加入一定浓度的稀硝酸250mL，当固体物质完全溶解后生成Cu(NO3)2和2.24LNO气体(标况下)。在所得溶液中加入0.5mol/L的NaOH溶液1.0L，生成沉淀的质量为19.6g，此时溶液呈中性且铜离子已完全沉淀。下列有关说法正确的是 A．Cu、Cu2O与硝酸反应后剩余的HNO3为0.1mol B．原稀硝酸中HNO3的物质的量为0.5mol C．铜离子刚好沉淀完全，溶液中溶质为NaNO3，浓度为0.5mol/L D．原固体混合物中Cu和Cu2O的物质的量之比为1∶2 【答案】A 【分析】向所得溶液中加入0.5mol/L 的NaOH溶液1L，溶液呈中性，金属离子已完全沉淀，此时溶液中溶质为NaNO3，n(NaNO3)=n(NaOH)=0.5mol/L×1L=0.5mol，沉淀为Cu(OH)2，质量为19.6g，其物质的量为：=0.2mol，根据铜元素守恒有n(Cu)+2n(Cu2O)=n[Cu(OH)2]，所以反应后的溶液中n[[Cu(NO3)2]=n[Cu(OH)2]=0.2mol，据此进行解答。 【解析】反应后的溶液中加入氢氧化钠溶液，氢氧化钠与硝酸铜反应，剩余的氢氧化钠与硝酸反应，最后为硝酸钠溶液，根据氮元素守恒可知反应后溶液中n(HNO3)+2n[[Cu(NO3)2]=n(NaNO3)，所以n(HNO3)=n(NaNO3)-2n[[Cu(NO3)2]=0.5mol-2×0.2mol=0.1mol，故A正确；根据N元素守恒可知n(HNO3)=n(NO)+n(NaNO3)，根据电子转移守恒可知：3n(NO)=2n(Cu)+2n(Cu2O)，所以3n(NO)=2×0.1mol+2×0.05mol，解得n(NO)=0.1mol，根据Na元素可知n(NaNO3)=n(NaOH)=0.5mol/L×1L=0.5mol，所以n(HNO3)=n(NO)+n(NaNO3)=0.1mol+0.5mol=0.6mol；故B错误；根据Na元素可知n(NaNO3)=n(NaOH)=0.5mol/L×1L=0.5mol，在所得溶液中加入0.5mol/L的NaOH溶液1.0L后得到溶液体积大于1L，NaNO3浓度小于0.5mol/L，故C错误；设Cu和Cu2O的物质的量分别为xmol、ymol，根据二者质量有 64x+144y=13.6，根据铜元素守恒有x+2y=0.2，联立方程解得x=0.1，y=0.05，则：n(Cu)∶n(Cu2O)=0.1mol∶0.05mol=2∶1，故D错误；故选A。 17．（23-24高一下·河北·期中）向稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量的变化如图所示(已知硝酸只被还原为气体)。下列分析错误的是 A．氧化性： B．A点溶液中的溶质为和 C．原混合酸中的物质的量浓度为 D．原混合酸中物质的量浓度为 【答案】D 【分析】氧化能力：NO(H+)>Fe3+>H+，OA段发生反应：Fe+NO+4H+=Fe3++NO↑+2H2O，AB段发生反应：Fe+2Fe3+=3Fe2+，BC段发生反应：Fe+2H+=Fe2++H2↑，NO完全反应消耗11.2gFe，根据OA段离子方程式计算n(NO)，最终消耗22.4gFe，产生溶液中溶质为FeSO4，根据守恒可知n(SO)=n(H2SO4)=n(FeSO4)=n(Fe)。 【解析】由上述分析以及结合图像，可知氧化性：，故A正确；到A点时，硝酸根已经反应完，此时溶质为为和，AB段发生反应：Fe+2Fe3+=3Fe2+，故B正确； 最终消耗22.4gFe，产生溶液中溶质为FeSO4，n(Fe)==0.4mol，原溶液中n(H2SO4)=n(FeSO4)=n(Fe)=0.4mol，则原混合酸中H2SO4的物质的量浓度为=2mol•L-1，故C正确； NO完全反应消耗11.2gFe，消耗Fe的物质的量为0.2mol，由Fe+NO+4H+=Fe3++NO↑+2H2O可知，原溶液中n(NO)=n(Fe)=0.2mol，物质的量浓度为=1mol/L，故D错误；故选D。 18．（23-24高一下·湖北武汉·期中）将38.4g Cu与0.22L浓硝酸混合恰好完全反应生成氮的氧化物，这些氧化物恰好与溶液反应得到和的混合溶液，反应过程及有关数据如图所示。下列说法正确的是 A．反应Ⅰ中硝酸只体现氧化性 B．反应Ⅱ中作氧化剂 C．混合气体中的物质的量为0.2mol D．浓硝酸的物质的量浓度为 【答案】D 【分析】铜与硝酸反应生成硝酸铜和氮的氧化物，38.4g Cu为0.6mol，所以生成硝酸铜0.6mol，则硝酸铜含有硝酸根离子1.2mol，生成氮的氧化物为0.9mol，与氢氧化钠恰好完全反应生成NaNO3和NaNO2，根据原子守恒可知，n(Na)=n(N)=n(NaOH)=0.5L×2mol/L=1mol，所以硝酸的总量为1.2mol+1mol=2.2mol。 【解析】反应I中硝酸中的氮元素一部分转化为+2价和+4价的氮，体现氧化性，同时还会生成硝酸铜和水，体现酸性，A错误；反应Ⅱ中NO中的N元素化合价升高，作还原剂，B错误；由题意可知0.9mol氮的氧化物转化为钠盐的量为1mol，则混合气体中的物质的量为1mol-0.9mol=0.1mol，C错误； 由分析可知，0.22L浓硝酸的物质的量浓度为，D正确；故选D。 19．（23-24高一下·浙江·期末）向200mL稀硫酸和稀硝酸的混合溶液中缓慢加入铁粉，产生气体的体积随铁粉质量的变化如图所示(已知硝酸只被还原为气体)。下列说法正确的是 A．段与段反应中电子转移的物质的量之比为2：1 B．A点溶液中的溶质为 C．向C点溶液中再加入稀硝酸，仍能生成气体 D．原混合溶液中硫酸的物质的量浓度为 【答案】C 【分析】根据图像可知，OA段发生反应，AB段发生反应，BC段发生反应； 【解析】OA段，电子转移的物质的量为0.6mol，BC段，电子转移的物质的量为0.2mol，OA段和BC段电子转移的物质的量之比为3：1，A项错误；OA段硝酸根全部被铁还原，AB段铁离子被铁还原成亚铁离子，所以A点溶液中的溶质为和， B项错误；C点时溶液的溶质为，向C点溶液中再加入稀硝酸，能发生，故仍能生成气体，C项正确；C点时溶液的溶质为，反应进行到C点时，消耗铁的物质的量为，根据硫酸根守恒可知，硫酸的物质的量浓度，D项错误；故选C。 20．（23-24高一下·安徽马鞍山·期末）向和混合稀溶液中逐渐加入铁粉，产生无色气体，该气体遇到空气变为红棕色，溶液中的物质的量和加入粉的物质的量之间的关系如图所示，下列叙述错误的是 A．开始时加入铁粉反应的离子方程式为 B．加入铁粉时，溶液中有 C．原溶液中的物质的量浓度为 D．加入铁粉后溶液中的溶质为和 【答案】D 【解析】由实验现象和图像可知开始加入铁粉产生NO和，故开始时加入铁粉发生的离子方程式为，A正确；加入铁粉3mol时，硝酸根离子恰好反应完全，加入4mol铁粉时，其中1mol铁粉消耗2mol ，产生3mol ，B正确；加入3mol铁粉时发生的离子方程式，消耗3mol 和12mol生成3mol，加入铁粉3mol至5mol时，发生的离子反应为，则2mol的铁消耗4mol ，加入3mol铁粉时生成3mol ，故原溶液中含1mol [即含1mol ]，原溶液中的物质的量浓度为，C正确； 5mol后加入铁粉不再产生，硝酸根离子恰好反应完全，加入5mol铁粉后的溶液中溶质的主要成分为硫酸亚铁，D错误；故选D。 ( 6 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$