5.2.3氮及其化合物（第3课时）讲义-2024-2025学年高一化学同步讲义+练习 （人教版2024必修第二册）

第五章 化工生产中的重要非金属元素 第二节 氮及其化合物 知识思维导图 第3课时 硝酸 酸雨及防治 课程学习目标 1.了解硝酸的物理性质和化学性质；了解硝酸的工业制备及重要用途。 2.认识硫、氮的化合物对生态环境的影响；了解酸雨的形成、危害及防治。 【新知学习】 知识点01硝酸 一．硝酸 1．物理性质：无色、易挥发、有刺激性气味的液体。 2．化学性质 （1）不稳定性 化学方程式： 。 （2）强氧化性 硝酸无论浓、稀都有强氧化性，而且浓度越大，氧化性越 。 【实验探究】 实验 装置 稀硝酸 浓硝酸 实验 现象 反应缓慢，有少量气泡产生， 试管口有红棕色气体产生 反应剧烈，有 产生， ，液面上有 气体产生 实验 结论 铜与稀硝酸常温下缓慢反应生成 气体 铜与浓硝酸常温下剧烈反应生成 气体 a．与金属反应 稀硝酸与铜反应： (填化学方程式，下同)。 浓硝酸与铜反应： 。 【注意】常温下，铁、铝遇浓HNO3会发生钝化，所以可用铁或铝制容器来盛装浓HNO3。 b．与非金属反应 浓硝酸与C反应： 。 c．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： 。 3．用途硝酸是一种重要的化工原料，可用于制造化肥、农药、炸药、染料、盐类等。 知识点02工业制备硝酸 硝酸的工业制备 写出下列反应的化学方程式： (1)氨在催化剂、加热条件下氧化为NO： 。 (2)NO被空气氧化为NO2：2NO＋O2===2NO2。 (3)NO2溶于水制备HNO3：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。 知识点03常见硝酸盐和亚硝酸盐 1.性质 ①物理性质：一般为无色或白色晶体，易溶于水，形成的水溶液具有良好的导电性。 ② 化学性质： A.硝酸盐中氮元素处于较高价态，具有强氧化性。如硝酸钾与碳、硫等易燃物混合，在一定条件下会发生剧烈反应。 B.受热易分解，不同的硝酸盐分解产物不同，硝酸钾受热分解生成亚硝酸钾和氧气，硝酸铜受热分解生成氧化铜、二氧化氮和氧气。 C.亚硝酸盐中的氮元素为+3价，处于中间价态，既有氧化性又有还原性，但以氧化性为主。在酸性条件下，亚硝酸根离子能与碘离子等发生氧化还原反应。 2.用途 ①农业领域：硝酸钾、硝酸钙等是优质的化肥，能同时提供氮元素和钾、钙等其他营养元素，有助于植物的生长发育，提高作物产量和品质。 ②工业领域：硝酸钾用于制造黑火药、焰火等，在玻璃工业中可作为澄清剂，改善玻璃的质量。硝酸钠用于制造硝酸、亚硝酸钠等化工产品，还可在冶金工业中作助熔剂。 ③医药领域：硝酸甘油是一种常见的硝酸盐类药物，能扩张血管，常用于治疗心绞痛等心血管疾病。 ④食品行业：硝酸钠和亚硝酸钠可作为肉类制品的发色剂和防腐剂，使肉制品呈现良好的色泽，并抑制微生物生长，延长保质期，但使用量有严格规定。 知识点04二氧化硫和氮氧化物对大气的污染 1.空气中SO2和NO2的主要来源 （1） ； （2） 。 2.危害 （1）SO2和NO2是主要的大气污染物，它们能直接危害人体健康，引起呼吸道疾病； （2）溶于水形成酸雨； （3）氮氧化物的危害 ①光化学烟雾：NOx在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生了一种有毒的烟雾。 ②酸雨：NOx排入大气中，与水反应生成HNO3和HNO2，随雨雪降到地面。 ③破坏臭氧层：NO2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。 ④NO与血红蛋白结合使人中毒。 3.酸雨的危害及防治措施 （1）酸雨是指 的雨、雾等形式的降水，主要由大气污染物中 所致。 （2）形成原理 ①硫酸型酸雨 ②硝酸型酸雨 （3）危害 ①直接破坏农作物、草原、森林，使土壤、湖泊酸化； ②加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具及电信电缆的腐蚀。 （4）防治措施 a．调整能源结构，发展清洁能源； b．研究煤的脱硫技术，改进燃烧装置和燃烧技术，减少二氧化硫和氮氧化物的排放； c．加强工厂废气的回收处理； d．改进汽车尾气的处理技术，控制汽车尾气的排放标准。 【拓展培优】 【问题探究】 一．硝酸的强氧化性, 1．少量的Fe与足量稀硝酸反应，Fe被氧化为＋2价还是＋3价？过量的Fe与稀硝酸反应呢？ 2．铜投入稀硫酸中不会溶解，再向溶液中投入KNO3固体，铜会不会溶解？为什么？ 【知识归纳总结1】 1．规律 (1)硝酸的浓度越大，反应温度越高，其氧化性越强。 (2)浓硝酸的还原产物是NO2，稀硝酸的还原产物是NO。 (3)还原剂一般被氧化为最高价态。 2．表现 (1)硝酸与金属的反应 ①除Au、Pt等少数金属外，硝酸几乎可以氧化所有的金属，如3Ag＋4HNO3(稀)===3AgNO3＋NO↑＋2H2O； ②活泼金属与硝酸反应不生成H2，硝酸的浓度不同，还原产物不同； NO2N2O、N2、NH4NO3等NO ③常温下浓硝酸能使Fe、Al钝化，加热时反应。 (2)硝酸与非金属的反应 ①反应规律：非金属单质＋浓硝酸→最高价氧化物或其含氧酸＋NO2↑＋H2O； ②实例：C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。 (3)硝酸与还原性化合物的反应 硝酸的强氧化性还表现在可以氧化具有还原性的化合物或离子，如HI、HBr、SO2、Fe2＋、FeO、Br－、I－、S2－、SO等均能被HNO3氧化。 【典例1】（23-24高一下·河北沧州·阶段练习）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相对应的是 A．浓硝酸使紫色石蕊溶液先变红后褪色—不稳定性 B．稀硝酸可以溶解金属铜—酸性和强氧化性 C．浓硝酸要用棕色瓶盛装并避光保存—挥发性 D．稀硝酸能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液的红色褪去—强氧化性 （变式训练1）（22-23高一下·河南三门峡·阶段练习）硝酸被称为“国防工业之母”。下列有关硝酸的说法正确 A．浓硝酸不能用铝制容器盛装 B．稀硝酸能与金属反应放出氢气 C．稀硝酸能使红色石蕊试纸变蓝 D．浓硝酸需保存在棕色试剂瓶中 二．硝酸与金属反应的有关计算, 1．铜与足量稀硝酸反应时，表现酸性的HNO3与作氧化剂的HNO3物质的量之比是多少？ 2．m g Cu与足量的一定浓度的硝酸充分反应，生成V L NO、NO2混合气体(标准状况下)，则参加反应的HNO3的物质的量是多少？ 【知识归纳总结2】 1．硝酸与金属反应的规律 硝酸与金属单质反应时一部分被还原，一部分生成硝酸盐，故硝酸既表现了酸性又表现了氧化性，但硝酸与金属反应一般不生成H2。 (1)硝酸与铜的反应： 在反应中硝酸的作用可用如图表示： 可以看出，随HNO3浓度的降低，还原产物会由NO2变为NO。 ①由氮原子守恒可知，无论是NO2还是NO，被还原的硝酸与被还原生成气体的物质的量总是相等的； ②未被还原的NO与Cu2＋构成Cu(NO3)2，NO的物质的量为Cu2＋物质的量的2倍； ③运用电子守恒、原子守恒，便可顺利求解参加反应的Cu、HNO3以及产物NO2、NO之间量的关系。 (2)稀硝酸与铁的反应： Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O① 3Fe(过量)＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O② 反应物的量与生成物的关系如图所示： 上述反应首先发生反应①，若Fe剩余再发生反应③Fe＋2Fe(NO3)3===3Fe(NO3)2，合并①③即可得反应②。所以，无论反应①还是反应②，被还原的HNO3皆占参与反应的HNO3的。 2．金属与硝酸反应常用的计算方法 (1)原子守恒法：HNO3与金属反应时，反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量等于显酸性的HNO3(以硝酸盐的NO形式存在于溶液中)的物质的量与显氧化性的HNO3(以NOx的形式存在)的物质的量之和。 (2)电子守恒法：HNO3中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量。 (3)电荷守恒：HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH－)有：c(NO)＝c(H＋)＋n×c(Mn＋)(Mn＋代表金属离子)。 【典例2】（23-24高一下·湖南长沙·阶段练习）在12g镁和铜组成的合金中加入过量硝酸溶液，合金完全溶解，同时测得生成标况下气体NO2、NO各3.36L，向所得溶液中加入足量的溶液，生成沉淀的质量为 A．18.4g B．22.2g C．29.0g D．32.4g （变式训练2）（22-23高一下·山西晋城·阶段练习）将铜镁合金完全溶解于某浓度的硝酸中，得到和的混合气体(标准状况)，当向反应后的溶液中加入溶液时，金属离子全部转化为沉淀，测得沉淀的质量为。下列说法正确的是 A．该硝酸中的物质的量浓度是 B．该合金中铜与镁的物质的量之比是 C．和的混合气体中，的体积分数是 D．可以计算出该硝酸中的质量分数 【课堂检测】 一、单选题 1．（23-24高一下·北京通州·期中）用类比推理的思维方法可以预测许多物质的性质，但不能违背客观事实。下列推论正确的是 A．可与溶液反应，则也可与溶液反应 B．是酸性气体，可以用浓硫酸干燥，也是酸性气体，则也可以用浓硫酸干燥 C．浓硝酸露置在空气中溶液质量会减小，则浓硫酸露置在空气中溶液质量也会减小 D．氯化铵和熟石灰混合加热可产生氨气，则硫酸铵与熟石灰混合加热也可产生氨气 2．（23-24高一下·四川内江·阶段练习）下列关于浓与浓的叙述正确的是 A．常温下不可用铁制容器贮存 B．常温下都能与铜较快反应 C．露置于空气中，溶液质量均减轻 D．露置于空气中溶液浓度均降低 3．（23-24高一下·江苏宿迁·期中）《本草纲目拾遗》记载：西洋人所造，性最猛烈，能蚀五金。王怡堂先生云：其水至强，五金八石皆能穿漏，惟玻璃可盛。这里“强水”是指 A．氨水 B．硝酸 C．醋 D．卤水 4．（23-24高一下·江苏扬州·期中）下列氮及其化合物的性质与用途具有对应关系的是 A．N2难溶于水，可用作瓜果保护气 B．N2H4具有还原性，可用作火箭燃料 C．NH3的水溶液具有碱性，可用作制冷剂 D．HNO3具有强氧化性，可用作制硝酸铵 5．（23-24高一下·河北唐山·期中）下列关于氮及其化合物的说法正确的是 A．久置的浓硝酸由于含有少量Fe3+而略显黄色 B．氮的固定，只有在高温、高压催化剂存在的条件下才能实现 C．二氧化氮与水反应生成硝酸，所以二氧化氮是酸性氧化物 D．人体中极少量的NO会促进血管扩张，防止血管栓塞 6．（23-24高一下·湖南长沙·阶段练习）下列有关离子方程式错误的是 A．用浓溶解铜： B．用溶液吸收少量的： C．硫化钠溶液出现浑浊颜色变深： D．向溶液中滴入NaOH溶液： 7．（23-24高一下·江苏无锡·期中）下列实验操作所对应的现象以及结论都正确的是 选项 实验操作 现象 结论 A 将某气体通入酸性高锰酸钾溶液中 溶液褪色 该气体一定是 B 向装有X溶液的试管中滴入稀溶液，取一张湿润的红色石蕊试纸置于试管口 无明显现象 X溶液中无 C 向某溶液中加入过量盐酸，无明显现象，再加入氯化钡溶液 有白色沉淀产生 该溶液中一定含有 D 盛有稀的试管中加入足量铁粉，充分反应后滴入几滴溶液 无明显现象 不能被氧化成 A．A B．B C．C D．D 8．（23-24高一下·河南·阶段练习）如图是N、S及其化合物的“价一类二维图”。下列说法正确的是 A．在一定条件下，a可将c、d还原为b B．造成的酸雨雨水在空气中放置一段时间pH会增大 C．a与浓e、与浓均能发生氧化还原反应 D．常温下，铁与浓e和浓均不反应 9．（23-24高一下·云南文山·阶段练习）明代《徐光启手迹》记载了制备硝酸的方法，其主要流程(部分产物已省略)如下： 下列说法错误的是 A．制备使用的铁锅易损坏 B．二氧化硫属于酸性氧化物 C．水的电子式为： D．FeSO4的分解产物X为FeO 10．（23-24高一下·陕西安康·期中）下列各组离子在给定条件溶液中一定能大量共存的是 A．加入铝产生氢气的溶液：、、、 B．澄清透明的溶液：、、、 C．能使酚酞变红的溶液：、、、 D．能使紫色石蕊变红的溶液中：、、、 11．（23-24高一下·辽宁·期中）如图为氮元素的“价-类二维图”，箭头表示物质之间可转化，有关推断不合理的是 A．图中所标转化关系中有5个反应是通过氧化还原反应实现的 B．雷雨天可实现B→C→D→E→F转化 C．所有的H盐受热分解都能产生A D．A→C的反应是工业制硝酸的基础反应 12．（23-24高一下·福建漳州·期中）氨和硝酸是重要的化工产品，工业合成氨及制备硝酸的流程如图： 下列说法不正确的是 A．N2和H2必须经过净化才能进入合成塔 B．“氨分离器”中主要应用了氨气易液化的性质 C．氧化炉氨的催化氧化反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为4：5 D．为提高氮的利用率，尾气可循环进入“合成塔” 13．（23-24高一下·安徽·阶段练习）下列有关的说法正确的是 A．能溶解所有金属单质 B．应盛放在棕色试剂瓶中 C．与溶液发生复分解反应 D．与固体NaCl混合加热可制取HCl 14．（23-24高一下·安徽·阶段练习）下列离子方程式书写正确的是 A．与过量稀硝酸反应： B．向碳酸氢铵溶液中滴加少量溶液： C．向溶液中加入过量浓氨水： D．与溶液反应： 二、解答题 15．（23-24高一下·福建泉州·阶段练习）氮元素形成的化合物种类十分丰富。请根据以下工业制硝酸的原理示意图回答含氮化合物相关的问题： (1)下列有关NH3的说法中，不正确的是___________(填字母)。 A．工业合成NH3需要在高温、高压、催化剂下进行 B．NH3可用来生产碳铵和尿素等化肥 C．NH3可用浓硫酸或无水氯化钙干燥 D．NH3受热易分解，须置于冷暗处保存 (2)NH3易溶于水，标准状况下，用充满NH3的烧瓶做喷泉实验，水充满整个烧瓶后所形成溶液的物质的量浓度为 mol·L-1。 (3)氨气催化氧化形成NO的化学方程式为 。 (4)HNO3是一种重要的化工原料，工厂生产出的浓硝酸可用铝槽车或铁槽车来运输。在常温下能使铝、铁钝化，说明浓硝酸具有很强的 性。 (5)“吸收塔” 尾部会有含NO、NO2等氮氧化物的尾气排出，为消除它们对环境的污染，通常用以下两种方法处理： ①纯碱溶液吸收法。纯碱溶液与NO2的反应原理为Na2CO3＋2NO2=NaNO3＋ ＋CO2(完成化学方程式)。 ②氨转化法。已知7 mol氨恰好能将含NO和NO2共6 mol的混合气体完全转化为N2，则混合气体中NO和NO2的物质的量之比为 ，若用通式NOx表示氮氧化物，则每摩尔氨可将 mol的NOx转化为N2。 16．（22-23高一下·福建厦门·阶段练习）某化学小组设计实验探究NO和Cu反应的氧化产物，装置如图(部分夹持装置未画出)。已知：。 [实验1] (1)仪器a的名称为 ，实验1前通入一段时间的作用为 。 (2)A中发生反应的离子方程式为 。 (3)B中NaOH溶液的作用为 。 (4)若D中最后得到CuO和的混合物，取该混合物5.92g与足量稀硝酸反应，生成448mL标准状况下的NO气体，则CuO和的物质的量之比为 。 [实验2] (5)实验1时，A中铜与稀硝酸的反应开始无明显现象，后渐有小气泡产生，反应较慢。该小组将A中的稀硝酸换为浓硝酸、B中的NaOH溶液换为水进行实验2，发现铜与浓硝酸反应开始后迅速产生大量气泡。查阅文献：溶于水可形成(弱酸，不稳定，易分解)，氧化Cu的速率比快。为证实这一说法，小组进行探究。 序号 实验操作 实验现象 Ⅰ 取适量B中溶液于试管中，加入一定量_______固体，再加入铜片 立即产生大量气泡；液面上方呈红棕色 Ⅱ 取适量B中溶液于试管中，静置一段时间，溶液变为无色，再加入铜片 缓慢地产生气泡；液面上方呈浅红棕色 a．Ⅰ中加入的固体为 (填化学式)。 b．Ⅱ中“静置一段时间”的目的是 。 c．铜与浓硝酸反应比与稀硝酸反应快，除了反应物浓度高外，请结合文献与探究Ⅰ、Ⅱ分析其另一个重要原因是 。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第五章 化工生产中的重要非金属元素 第二节 氮及其化合物 知识思维导图 第3课时 硝酸 酸雨及防治 课程学习目标 1.了解硝酸的物理性质和化学性质；了解硝酸的工业制备及重要用途。 2.认识硫、氮的化合物对生态环境的影响；了解酸雨的形成、危害及防治。 【新知学习】 知识点01硝酸 1．物理性质：无色、易挥发、有刺激性气味的液体。 2．化学性质 （1）不稳定性 化学方程式：4HNO3(浓)2H2O＋4NO2↑＋O2↑。 （2）强氧化性 硝酸无论浓、稀都有强氧化性，而且浓度越大，氧化性越 强 。 【实验探究】 实验 装置 稀硝酸 浓硝酸 实验 现象 反应缓慢，有少量气泡产生， 溶液变蓝 试管口有红棕色气体产生 反应剧烈，有 大量气泡 产生， 溶液变蓝 ，液面上有 红棕色 气体产生 实验 结论 铜与稀硝酸常温下缓慢反应生成 NO 气体 铜与浓硝酸常温下剧烈反应生成 NO2 气体 a．与金属反应 稀硝酸与铜反应：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O(填化学方程式，下同)。 浓硝酸与铜反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。 【注意】常温下，铁、铝遇浓HNO3会发生钝化，所以可用铁或铝制容器来盛装浓HNO3。 b．与非金属反应 浓硝酸与C反应：C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。 c．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．用途硝酸是一种重要的化工原料，可用于制造化肥、农药、炸药、染料、盐类等。 知识点02工业制备硝酸 硝酸的工业制备 写出下列反应的化学方程式： (1)氨在催化剂、加热条件下氧化为NO：4NH3＋5O24NO＋6H2O。 (2)NO被空气氧化为NO2：2NO＋O2===2NO2。 (3)NO2溶于水制备HNO3：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。 知识点03常见硝酸盐和亚硝酸盐 1.性质 ①物理性质：一般为无色或白色晶体，易溶于水，形成的水溶液具有良好的导电性。 ② 化学性质： A.硝酸盐中氮元素处于较高价态，具有强氧化性。如硝酸钾与碳、硫等易燃物混合，在一定条件下会发生剧烈反应。 B.受热易分解，不同的硝酸盐分解产物不同，硝酸钾受热分解生成亚硝酸钾和氧气，硝酸铜受热分解生成氧化铜、二氧化氮和氧气。 C.亚硝酸盐中的氮元素为+3价，处于中间价态，既有氧化性又有还原性，但以氧化性为主。在酸性条件下，亚硝酸根离子能与碘离子等发生氧化还原反应。 2.用途 ①农业领域：硝酸钾、硝酸钙等是优质的化肥，能同时提供氮元素和钾、钙等其他营养元素，有助于植物的生长发育，提高作物产量和品质。 ②工业领域：硝酸钾用于制造黑火药、焰火等，在玻璃工业中可作为澄清剂，改善玻璃的质量。硝酸钠用于制造硝酸、亚硝酸钠等化工产品，还可在冶金工业中作助熔剂。 ③医药领域：硝酸甘油是一种常见的硝酸盐类药物，能扩张血管，常用于治疗心绞痛等心血管疾病。 ④食品行业：硝酸钠和亚硝酸钠可作为肉类制品的发色剂和防腐剂，使肉制品呈现良好的色泽，并抑制微生物生长，延长保质期，但使用量有严格规定。 知识点04二氧化硫和氮氧化物对大气的污染 1.空气中SO2和NO2的主要来源 （1）煤、石油和某些金属矿物中含有硫或含硫化合物； （2）汽车尾气中除含有氮氧化物外，还含有一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、含铅化合物和颗粒等， 严重污染大气，破坏环境。 2.危害 （1）SO2和NO2是主要的大气污染物，它们能直接危害人体健康，引起呼吸道疾病； （2）溶于水形成酸雨； （3）氮氧化物的危害 ①光化学烟雾：NOx在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生了一种有毒的烟雾。 ②酸雨：NOx排入大气中，与水反应生成HNO3和HNO2，随雨雪降到地面。 ③破坏臭氧层：NO2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。 ④NO与血红蛋白结合使人中毒。 3.酸雨的危害及防治措施 （1）酸雨是指pH〈5.6的雨、雾等形式的降水，主要由大气污染物中硫、氮的氧化物所致。 （2）形成原理 ①硫酸型酸雨 ②硝酸型酸雨 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO （3）危害 ①直接破坏农作物、草原、森林，使土壤、湖泊酸化； ②加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具及电信电缆的腐蚀。 （4）防治措施 a．调整能源结构，发展清洁能源； b．研究煤的脱硫技术，改进燃烧装置和燃烧技术，减少二氧化硫和氮氧化物的排放； c．加强工厂废气的回收处理； d．改进汽车尾气的处理技术，控制汽车尾气的排放标准。 【拓展培优】 【问题探究】 一．硝酸的强氧化性, 1．少量的Fe与足量稀硝酸反应，Fe被氧化为＋2价还是＋3价？过量的Fe与稀硝酸反应呢？ 硝酸的氧化性较强，可将Fe氧化为Fe3＋，故少量的Fe与足量稀硝酸反应，Fe被氧化为＋3价；由于Fe可与Fe3＋生成Fe2＋，故过量的Fe与稀硝酸反应得到＋2价铁。 2．铜投入稀硫酸中不会溶解，再向溶液中投入KNO3固体，铜会不会溶解？为什么？ 会溶解。由离子方程式8H＋＋2NO＋3Cu===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O可知，只要溶液中同时有H＋和NO，铜就会发生反应而溶解。 【知识归纳总结1】 1．规律 (1)硝酸的浓度越大，反应温度越高，其氧化性越强。 (2)浓硝酸的还原产物是NO2，稀硝酸的还原产物是NO。 (3)还原剂一般被氧化为最高价态。 2．表现 (1)硝酸与金属的反应 ①除Au、Pt等少数金属外，硝酸几乎可以氧化所有的金属，如3Ag＋4HNO3(稀)===3AgNO3＋NO↑＋2H2O； ②活泼金属与硝酸反应不生成H2，硝酸的浓度不同，还原产物不同； NO2N2O、N2、NH4NO3等NO ③常温下浓硝酸能使Fe、Al钝化，加热时反应。 (2)硝酸与非金属的反应 ①反应规律：非金属单质＋浓硝酸→最高价氧化物或其含氧酸＋NO2↑＋H2O； ②实例：C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。 (3)硝酸与还原性化合物的反应 硝酸的强氧化性还表现在可以氧化具有还原性的化合物或离子，如HI、HBr、SO2、Fe2＋、FeO、Br－、I－、S2－、SO等均能被HNO3氧化。 【典例1】（23-24高一下·河北沧州·阶段练习）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相对应的是 A．浓硝酸使紫色石蕊溶液先变红后褪色—不稳定性 B．稀硝酸可以溶解金属铜—酸性和强氧化性 C．浓硝酸要用棕色瓶盛装并避光保存—挥发性 D．稀硝酸能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液的红色褪去—强氧化性 【答案】B 【详解】A．浓硝酸先使紫色石蕊变红色后因强氧化性漂白了指示剂，项错误； B．与稀反应生成、和，硝酸中N原子得电子，硝酸表现氧化性，中氮元素化合价不变，体现了硝酸的酸性，同时铜被氧化为最高价，硝酸体现强氧化性，项正确； C．见光易分解所以浓硝酸要用棕色瓶盛装并避光保存，C项错误； D．与发生中和反应，溶液碱性减弱，使滴有酚酞的氢氧化钠溶液的红色褪去，体现硝酸的酸性，项错误； 本题选B。 （变式训练1）（22-23高一下·河南三门峡·阶段练习）硝酸被称为“国防工业之母”。下列有关硝酸的说法正确 A．浓硝酸不能用铝制容器盛装 B．稀硝酸能与金属反应放出氢气 C．稀硝酸能使红色石蕊试纸变蓝 D．浓硝酸需保存在棕色试剂瓶中 【答案】D 【详解】A．常温下铝遇到浓硝酸发生钝化，浓硝酸可用铝制容器盛装，A错误； B．稀硝酸具有强氧化性，与金属反应生成NO而不是氢气，B错误； C．稀硝酸具有酸性，不能使红色石蕊试纸变蓝，C错误； D．浓硝酸受热或者光照条件下易分解，因此浓硝酸需保存在棕色试剂瓶中，D正确； 故答案选D。 二．硝酸与金属反应的有关计算, 1．铜与足量稀硝酸反应时，表现酸性的HNO3与作氧化剂的HNO3物质的量之比是多少？ Cu与稀硝酸反应：3Cu＋8HNO3===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。当有8 mol HNO3参加反应时，有2 mol HNO3表现氧化性，6 mol HNO3表现酸性，故表现酸性的HNO3与作氧化剂的HNO3物质的量之比为3∶1。 2．m g Cu与足量的一定浓度的硝酸充分反应，生成V L NO、NO2混合气体(标准状况下)，则参加反应的HNO3的物质的量是多少？ 被还原的硝酸无论生成NO还是NO2，均有氮原子与被还原，NO和NO2的总物质的量与被还原HNO3的物质的量相等；末被还原(起酸性作用)的硝酸等于Cu(NO3)2物质的量的2倍，故参加反应的硝酸的物质的量为(＋)mol。 【知识归纳总结2】 1．硝酸与金属反应的规律 硝酸与金属单质反应时一部分被还原，一部分生成硝酸盐，故硝酸既表现了酸性又表现了氧化性，但硝酸与金属反应一般不生成H2。 (1)硝酸与铜的反应： 在反应中硝酸的作用可用如图表示： 可以看出，随HNO3浓度的降低，还原产物会由NO2变为NO。 ①由氮原子守恒可知，无论是NO2还是NO，被还原的硝酸与被还原生成气体的物质的量总是相等的； ②未被还原的NO与Cu2＋构成Cu(NO3)2，NO的物质的量为Cu2＋物质的量的2倍； ③运用电子守恒、原子守恒，便可顺利求解参加反应的Cu、HNO3以及产物NO2、NO之间量的关系。 (2)稀硝酸与铁的反应： Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O① 3Fe(过量)＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O② 反应物的量与生成物的关系如图所示： 上述反应首先发生反应①，若Fe剩余再发生反应③Fe＋2Fe(NO3)3===3Fe(NO3)2，合并①③即可得反应②。所以，无论反应①还是反应②，被还原的HNO3皆占参与反应的HNO3的。 2．金属与硝酸反应常用的计算方法 (1)原子守恒法：HNO3与金属反应时，反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量等于显酸性的HNO3(以硝酸盐的NO形式存在于溶液中)的物质的量与显氧化性的HNO3(以NOx的形式存在)的物质的量之和。 (2)电子守恒法：HNO3中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量。 (3)电荷守恒：HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH－)有：c(NO)＝c(H＋)＋n×c(Mn＋)(Mn＋代表金属离子)。 【典例2】（23-24高一下·湖南长沙·阶段练习）在12g镁和铜组成的合金中加入过量硝酸溶液，合金完全溶解，同时测得生成标况下气体NO2、NO各3.36L，向所得溶液中加入足量的溶液，生成沉淀的质量为 A．18.4g B．22.2g C．29.0g D．32.4g 【答案】B 【详解】合金完全溶解，同时测得生成标况下气体NO2、NO各3.36L（均为0.15mol气体），则共转移电子0.15mol+0.15mol×3=0.6mol，向所得溶液中加入足量的溶液，则金属阳离子会结合0.6mol氢氧根离子，故生成沉淀质量为12g+0.6mol×17g/mol=22.2g； 故选B。 （变式训练2）（22-23高一下·山西晋城·阶段练习）将铜镁合金完全溶解于某浓度的硝酸中，得到和的混合气体(标准状况)，当向反应后的溶液中加入溶液时，金属离子全部转化为沉淀，测得沉淀的质量为。下列说法正确的是 A．该硝酸中的物质的量浓度是 B．该合金中铜与镁的物质的量之比是 C．和的混合气体中，的体积分数是 D．可以计算出该硝酸中的质量分数 【答案】B 【分析】金属离子全部沉淀时，得到3.12g沉淀为Cu(OH)2、Mg(OH)2，故沉淀中m(OH-)=3.12g-1.76g=1.36g，则n(OH-)==0.08mol，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，设Cu、Mg的物质的量分别为xmol、ymol，根据二者总质量、电子转移守恒有64x+24y=1.76，2x+2y=0.08，解得：x=0.02=y=0.02，故合金中铜与镁的物质的量之比是0.02mol：0.02mol=1：1； 【详解】A．NO2和NO混合气体的物质的量为0.05mol，完全沉淀溶液中溶质为硝酸钠，根据Na元素守恒可知：n(NaNO3)=n(NaOH)=1mol/L×0.54L=0.54mol，根据N元素混合可知：n(HNO3)=n(NO2)+n(NO)+n(NaNO3)=0.05mol+0.54mol=0.59mol，故c(HNO3)==11.8mol/L，故A错误； B．由分析可知，该合金中铜与镁的物质的量之比是，故B正确； C．设NO2的物质的量为amol，则NO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)×3=0.08，解得a=0.035，则NO2的体积分数=×100%=70%，故C错误； D．因为硝酸溶液的密度未知，溶液的总质量未知，故无法计算硝酸的质量分数，故D错误； 答案选B。 【课堂检测】 一、单选题 1．（23-24高一下·北京通州·期中）用类比推理的思维方法可以预测许多物质的性质，但不能违背客观事实。下列推论正确的是 A．可与溶液反应，则也可与溶液反应 B．是酸性气体，可以用浓硫酸干燥，也是酸性气体，则也可以用浓硫酸干燥 C．浓硝酸露置在空气中溶液质量会减小，则浓硫酸露置在空气中溶液质量也会减小 D．氯化铵和熟石灰混合加热可产生氨气，则硫酸铵与熟石灰混合加热也可产生氨气 【答案】D 【详解】A．氢氧化铝是两性氢氧化物，既能与强酸反应又能与强碱反应，氢氧化镁为中强碱，不能与氢氧化钠反应，故A错误； B．浓硫酸能够与硫化氢发生氧化还原反应，所以浓硫酸不能干燥硫化氢，故B错误； C．浓硝酸露置在空气中溶液质量会减小，是因为硝酸具有挥发性，浓硫酸露置在空气中溶液质量会增大，是因为浓硫酸的吸水性，故C错误； D．氯化铵和熟石灰混合加热可产生氨气，硫酸铵是铵盐，也能与熟石灰混合加热产生氨气，故D正确； 答案选D。 2．（23-24高一下·四川内江·阶段练习）下列关于浓与浓的叙述正确的是 A．常温下不可用铁制容器贮存 B．常温下都能与铜较快反应 C．露置于空气中，溶液质量均减轻 D．露置于空气中溶液浓度均降低 【答案】D 【详解】A．常温下，铁遇到浓硫酸和浓硝酸会发生钝化，因此可用铁制容器贮存浓硫酸和浓硝酸，A错误； B．常温下浓硫酸和铜不反应，两者反应需要加热，B错误； C．浓硫酸具有吸水性，露置于空气中，会吸收空气中的水分导致质量增大，浓硝酸易挥发，且见光易分解，溶液的质量减小，C错误； D．浓硫酸具有吸水性，露置于空气中，吸收空气中的水分被稀释导致浓度降低，浓硝酸易挥发，露置于空气中因为挥发导致浓度降低，D正确； 故答案选D。 3．（23-24高一下·江苏宿迁·期中）《本草纲目拾遗》记载：西洋人所造，性最猛烈，能蚀五金。王怡堂先生云：其水至强，五金八石皆能穿漏，惟玻璃可盛。这里“强水”是指 A．氨水 B．硝酸 C．醋 D．卤水 【答案】B 【详解】根据题意可知，“强水”能和各种金属以及金属氧化物反应，但是不能和玻璃反应，应该为硝酸，故选B。 4．（23-24高一下·江苏扬州·期中）下列氮及其化合物的性质与用途具有对应关系的是 A．N2难溶于水，可用作瓜果保护气 B．N2H4具有还原性，可用作火箭燃料 C．NH3的水溶液具有碱性，可用作制冷剂 D．HNO3具有强氧化性，可用作制硝酸铵 【答案】B 【详解】A．氮气含有氮氮三键，性质稳定，可用作瓜果保护气，与其难溶于水的性质无关，故A不选； B．N2H4具有还原性，与氧气或NO2反应生成氮气和水，并放出大量的热，可用作火箭燃料，故B选； C．氨气易液化，液氨汽化时吸收大量的热，具有制冷作用，可以用作制冷剂，与其碱性无关，故C不选； D．硝酸与氨气反应生成硝酸铵，硝酸中氮元素化合价不变，不表现强的氧化性，故D不选。 答案选B。 5．（23-24高一下·河北唐山·期中）下列关于氮及其化合物的说法正确的是 A．久置的浓硝酸由于含有少量Fe3+而略显黄色 B．氮的固定，只有在高温、高压催化剂存在的条件下才能实现 C．二氧化氮与水反应生成硝酸，所以二氧化氮是酸性氧化物 D．人体中极少量的NO会促进血管扩张，防止血管栓塞 【答案】D 【详解】A．浓硝酸不稳定，受热或光照会发生分解反应产生H2O、NO2、O2，分解产生的红棕色的NO2溶解在浓硝酸中，使硝酸呈黄色，而不是由于其中含有少量Fe3+所致，A错误； B．豆科植物的根瘤菌在常温、常压条件下能够将空气中的氮气转化为氮的化合物，从而实现氮的固定，可见氮的固定，不是只有在高温、高压催化剂存在的条件下才能实现，B错误； C．二氧化氮与水反应生成硝酸，反应方程式为3NO2+H2O=2HNO3+NO，在反应过程中N元素化合价发生了改变，除产生HNO3外，还生成了其它物质，所以二氧化氮不是酸性氧化物，C错误； D．尽管NO是空气污染物，吸入大量导致人中毒，但是若人体中吸入极少量的NO，会促进血管扩张，防止血管栓塞，从而对人体健康有益，D正确； 故合理选项是D。 6．（23-24高一下·湖南长沙·阶段练习）下列有关离子方程式错误的是 A．用浓溶解铜： B．用溶液吸收少量的： C．硫化钠溶液出现浑浊颜色变深： D．向溶液中滴入NaOH溶液： 【答案】A 【详解】A．浓溶解铜生成硝酸铜和二氧化氮气体：，A 错误； B．溶液吸收少量的，发生氧化还原反应生成硫酸根离子，亚硫酸根离子过量则同时生成氯离子和亚硫酸氢根离子，B正确；   C．硫化钠溶液出现浑浊颜色变深，是硫离子被空气中氧气氧化为硫单质沉淀，同时生成氢氧根离子，C正确； D．溶液中滴入NaOH溶液，和氢氧根离子生成氢氧化铁沉淀和离子，D正确； 故选A。 7．（23-24高一下·江苏无锡·期中）下列实验操作所对应的现象以及结论都正确的是 选项 实验操作 现象 结论 A 将某气体通入酸性高锰酸钾溶液中 溶液褪色 该气体一定是 B 向装有X溶液的试管中滴入稀溶液，取一张湿润的红色石蕊试纸置于试管口 无明显现象 X溶液中无 C 向某溶液中加入过量盐酸，无明显现象，再加入氯化钡溶液 有白色沉淀产生 该溶液中一定含有 D 盛有稀的试管中加入足量铁粉，充分反应后滴入几滴溶液 无明显现象 不能被氧化成 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．将某气体通入酸性高锰酸钾溶液中，溶液褪色，说明该气体具有还原性，该气体可能是、H2S等，故A错误； B．向装有X溶液的试管中滴入稀溶液，取一张湿润的红色石蕊试纸置于试管口，该实验没有加热，试纸不变蓝，不能说明X溶液中无，故B错误； C．向某溶液中加入过量盐酸，无明显现象，再加入氯化钡溶液，有白色沉淀产生，沉淀一定是硫酸钡，则该溶液中一定含有，故C正确； D．被氧化成，盛有稀的试管中加入足量铁粉，充分反应后滴入几滴溶液，无明显现象，是因为过量的铁把还原为Fe2+，故D错误； 选C。 8．（23-24高一下·河南·阶段练习）如图是N、S及其化合物的“价一类二维图”。下列说法正确的是 A．在一定条件下，a可将c、d还原为b B．造成的酸雨雨水在空气中放置一段时间pH会增大 C．a与浓e、与浓均能发生氧化还原反应 D．常温下，铁与浓e和浓均不反应 【答案】A 【分析】根据图示，a为，b为，c为NO，d为，e为；为，为S，为，为、为，据此解答： 【详解】A．a为，b为，c为NO，d为，根据元素化合价以及氧化还原反应规律可知，在一定条件下，a可将c，d还原为b，A正确； B．溶于水生成，会被空气氧化生成硫酸，pH会降低，B错误； C．与浓硝酸不能发生氧化还原反应，可以与浓硫酸发生氧化还原反应，C错误； D．常温下，Fe遇浓硝酸和浓硫酸均会发生钝化反应，生成的氧化物会阻止反应进一步发生，不是不反应，D错误； 故选A。 9．（23-24高一下·云南文山·阶段练习）明代《徐光启手迹》记载了制备硝酸的方法，其主要流程(部分产物已省略)如下： 下列说法错误的是 A．制备使用的铁锅易损坏 B．二氧化硫属于酸性氧化物 C．水的电子式为： D．FeSO4的分解产物X为FeO 【答案】D 【分析】由流程图知，煅烧分解过程中硫元素化合价降低，那么铁元素的化合价升高，生成的三氧化硫溶于水可得到硫酸，然后利用硫酸沸点高的性质可制备硝酸，据此解答。 【详解】A．硫酸、硝酸均可与铁反应，故制备过程中使用的铁锅易损坏，A正确； B．二氧化硫能与碱溶液反应生成对应的盐和水，符合酸性氧化物的定义，为酸性氧化物，B正确； C．水是共价化合物，电子式为，C正确； D．X为氧化产物，铁元素的化合价高于+2价，X不可能是氧化亚铁，应为氧化铁，D错误； 故选D。 10．（23-24高一下·陕西安康·期中）下列各组离子在给定条件溶液中一定能大量共存的是 A．加入铝产生氢气的溶液：、、、 B．澄清透明的溶液：、、、 C．能使酚酞变红的溶液：、、、 D．能使紫色石蕊变红的溶液中：、、、 【答案】B 【详解】A．加入铝粉能产生氢气，可能为酸溶液，也可能为强碱溶液，在酸溶液中，不可大量共存，在碱溶液中，、H+不可大量共存，故A不符合题意； B．、、、离子间都不反应，一定能大量共存，故B符合题意； C．使酚酞变红为碱性溶液，会和氢氧根离子反应，不可大量共存，故C不符合题意； D．使紫色石蕊变红为酸性溶液，在酸性环境中硝酸根会氧化二价铁离子，不可大量共存，故D不符合题意； 答案选B。 11．（23-24高一下·辽宁·期中）如图为氮元素的“价-类二维图”，箭头表示物质之间可转化，有关推断不合理的是 A．图中所标转化关系中有5个反应是通过氧化还原反应实现的 B．雷雨天可实现B→C→D→E→F转化 C．所有的H盐受热分解都能产生A D．A→C的反应是工业制硝酸的基础反应 【答案】C 【分析】由题干图示信息可知，A是N的-3价氢化物，A是NH3；B是N2；C是N的+2价氧化物，C是NO；C是N的+4价氧化物，C是NO2；E是N的+5价含氧酸，E是HNO3；F硝酸盐，G是一水合氨；H是铵盐。 【详解】A．图中所标转化关系中，NH3→N2、NH3→NO、N2→NO、NO→NO2、NO2→HNO3的氮元素化合价均发生变化，是通过氧化还原反应实现的，A正确； B．空气中氮气和氧气在闪电下反应生成NO，NO被氧气氧化为二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸，雷雨天可实现N2→NO→NO2→HNO3→硝酸盐的转化，B正确； C．不是所有的H盐即铵盐受热分解都能产生A即NH3， 如NH4NO3受热分解生成N2、HNO3和H2O，C错误； D．A→C是NH3发生催化氧化反应生成NO的过程，是工业制硝酸的基础反应，D正确； 故答案为：C。 12．（23-24高一下·福建漳州·期中）氨和硝酸是重要的化工产品，工业合成氨及制备硝酸的流程如图： 下列说法不正确的是 A．N2和H2必须经过净化才能进入合成塔 B．“氨分离器”中主要应用了氨气易液化的性质 C．氧化炉氨的催化氧化反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为4：5 D．为提高氮的利用率，尾气可循环进入“合成塔” 【答案】C 【分析】氮气、氢气进入合成塔中反应生成氨气，氨分离塔中氨气液化分离出来，氮气、氢气进入合成塔循环利用，氨气进入氧化炉发生催化氧化生成NO，NO和氧气、水反应生成硝酸。 【详解】A．为防止催化剂中毒，N2和H2必须经过净化才能进入合成塔，故A正确； B．“氨分离器”中氨气液化后分离出来，主要应用了氨气易液化的性质，故B正确； C．氧化炉氨的催化氧化反应方程式为4NH3+5O2=4NO+6H2O，NH3是还原剂、O2是氧化剂，氧化剂与还原剂的物质的量之比为5：4，故C错误； D．尾气中含有氮氧化物，为提高氮的利用率，尾气可循环进入“合成塔”，故D正确； 选C。 13．（23-24高一下·安徽·阶段练习）下列有关的说法正确的是 A．能溶解所有金属单质 B．应盛放在棕色试剂瓶中 C．与溶液发生复分解反应 D．与固体NaCl混合加热可制取HCl 【答案】B 【详解】A．硝酸不能与金、铂反应，A项错误； B．见光会分解，故应保存在棕色试剂瓶中，B项正确； C．与发生氧化还原反应，C项错误； D．是挥发性酸，不能与NaCl反应制取HCl，D项错误； 故选B。 14．（23-24高一下·安徽·阶段练习）下列离子方程式书写正确的是 A．与过量稀硝酸反应： B．向碳酸氢铵溶液中滴加少量溶液： C．向溶液中加入过量浓氨水： D．与溶液反应： 【答案】D 【详解】A．硝酸具有强氧化性，+2价铁具有强还原性，能氧化：，A项错误； B．因为是大量的，故不与反应，向碳酸氢铵溶液中滴加少量溶液得到水、碳酸钡和碳酸铵：，B项错误； C．铝盐与氨水反应只能生成：，C项错误； D．可被氧化为，则铍还原为，故所给的离子方程式正确，D项正确； 选D。 二、解答题 15．（23-24高一下·福建泉州·阶段练习）氮元素形成的化合物种类十分丰富。请根据以下工业制硝酸的原理示意图回答含氮化合物相关的问题： (1)下列有关NH3的说法中，不正确的是___________(填字母)。 A．工业合成NH3需要在高温、高压、催化剂下进行 B．NH3可用来生产碳铵和尿素等化肥 C．NH3可用浓硫酸或无水氯化钙干燥 D．NH3受热易分解，须置于冷暗处保存 (2)NH3易溶于水，标准状况下，用充满NH3的烧瓶做喷泉实验，水充满整个烧瓶后所形成溶液的物质的量浓度为 mol·L-1。 (3)氨气催化氧化形成NO的化学方程式为 。 (4)HNO3是一种重要的化工原料，工厂生产出的浓硝酸可用铝槽车或铁槽车来运输。在常温下能使铝、铁钝化，说明浓硝酸具有很强的 性。 (5)“吸收塔” 尾部会有含NO、NO2等氮氧化物的尾气排出，为消除它们对环境的污染，通常用以下两种方法处理： ①纯碱溶液吸收法。纯碱溶液与NO2的反应原理为Na2CO3＋2NO2=NaNO3＋ ＋CO2(完成化学方程式)。 ②氨转化法。已知7 mol氨恰好能将含NO和NO2共6 mol的混合气体完全转化为N2，则混合气体中NO和NO2的物质的量之比为 ，若用通式NOx表示氮氧化物，则每摩尔氨可将 mol的NOx转化为N2。 【答案】(1)CD (2)(或0.045) (3)4NH3＋5O24NO＋6H2O (4)氧化 (5) NaNO2 1∶3 【分析】氮气和氢气在合成塔中合成氨，氨进入氧化炉发生催化氧化生成一氧化氮，一氧化氮和氧气、水在吸收塔中反应生成硝酸； 【详解】（1）A．工业合成NH3需要在高温高压下催化剂作用下反应生成氨气，故A正确； B．氨气是工业生产的基础原料，NH3可用来生产碳铵和尿素等化肥，故B正确； C．NH3可和浓硫酸、氯化钙反应，不能用浓硫酸或无水氯化钙干燥，故C错误； D．NH3受热不易分解，故D错误； 故答案为：CD； （2）设烧瓶的体积为VL，标准状况下，Vm=22.4L/mol，则溶液的物质的量浓度c==mol/L； （3）在Pt作催化剂、加热条件下氨气和氧气发生催化氧化生成NO和水，根据反应物、生成物及反应条件书写反应方程式为4NH3＋5O24NO＋6H2O； （4）在常温下能使铝、铁钝化，说明浓硝酸具有很强的氧化性； （5）①纯碱溶液与NO2的反应原理结合原子守恒和电子守恒得到为：Na2CO3+2NO2═NaNO3+NaNO2+CO2； ②设6molNO和NO2混合气体中含有NOxmol，含有NO2ymol，所以x+y=6，再根据得失电子守恒可得2x+4y=21，联立两方程解得x=，y=，混合气体中NO和NO2的物质的量之比为：=1：3，用通式NOx表示氮氧化物与氨气反应，化学方程式为2xNH3+3NOx=N2+xH2O，则每摩尔氨可将mol的NOx转化为N2。 16．（22-23高一下·福建厦门·阶段练习）某化学小组设计实验探究NO和Cu反应的氧化产物，装置如图(部分夹持装置未画出)。已知：。 [实验1] (1)仪器a的名称为 ，实验1前通入一段时间的作用为 。 (2)A中发生反应的离子方程式为 。 (3)B中NaOH溶液的作用为 。 (4)若D中最后得到CuO和的混合物，取该混合物5.92g与足量稀硝酸反应，生成448mL标准状况下的NO气体，则CuO和的物质的量之比为 。 [实验2] (5)实验1时，A中铜与稀硝酸的反应开始无明显现象，后渐有小气泡产生，反应较慢。该小组将A中的稀硝酸换为浓硝酸、B中的NaOH溶液换为水进行实验2，发现铜与浓硝酸反应开始后迅速产生大量气泡。查阅文献：溶于水可形成(弱酸，不稳定，易分解)，氧化Cu的速率比快。为证实这一说法，小组进行探究。 序号 实验操作 实验现象 Ⅰ 取适量B中溶液于试管中，加入一定量_______固体，再加入铜片 立即产生大量气泡；液面上方呈红棕色 Ⅱ 取适量B中溶液于试管中，静置一段时间，溶液变为无色，再加入铜片 缓慢地产生气泡；液面上方呈浅红棕色 a．Ⅰ中加入的固体为 (填化学式)。 b．Ⅱ中“静置一段时间”的目的是 。 c．铜与浓硝酸反应比与稀硝酸反应快，除了反应物浓度高外，请结合文献与探究Ⅰ、Ⅱ分析其另一个重要原因是 。 【答案】(1) 分液漏斗 将装置中的空气排干净，防止NO、Cu被氧气氧化 (2) (3)吸收NO中的HNO3 (4)2：3 (5) NaNO2 使HNO2完全分解 铜和浓硝酸反应生成的NO2溶于水后形成HNO2加快了铜与浓硝酸的反应速率 【分析】A中铜和稀硝酸反应制取NO，稀硝酸有挥发性，则为了防止硝酸干扰试验，装置B的作用是用NaOH溶液除去挥发的硝酸，装置C为干燥装置，装置D为发生装置，装置E为尾气收集装置； 【详解】（1）由仪器构造可知，仪器a的名称是分液漏斗；实验1前通入一段时间的作用为将装置中的空气排干净，防止NO、Cu被氧气氧化； （2）A 中Cu与稀硝酸反应生成Cu(NO3)2、NO和H2O，离子方程式为； （3）B中NaOH溶液的作用为吸收NO中的HNO3； （4）CuO与稀硝酸反应时，化学方程式为，生成的NO气体来自于Cu2O与稀硝酸反应，反应的方程式为，n(NO)= ，则n(Cu2O)=0.03mol，n(CuO)= ，则CuO和的物质的量之比为2：3； （5）①若要验证氧化Cu的速率比快，则应向溶液中加入NaNO2固体，再加入铜片； ②HNO2不稳定，易分解，所以放置一段时间的目的是使HNO2完全分解； ③结合探究Ⅰ、Ⅱ可知，另一个重要原因是铜和浓硝酸反应生成的NO2溶于水后形成HNO2加快了铜与浓硝酸的反应速率。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$