2026届高考化学一轮复习同步练习 氮及其氧化物　硝酸

氮及其氧化物　硝酸 基础性 1.(2024·广东广州检测)下列关于含氮物质的叙述正确的是(　　) A.NO在空气中被氧化成NO2属于氮的固定 B.浓硝酸呈黄色是因为浓硝酸分解产生NO2溶于硝酸中 C.N2的化学性质不活泼,是因为N的非金属性比O弱 D.可用铁槽车运输浓硝酸,是因为常温下浓硝酸与Fe不发生反应 2.某同学设计实验探究NO2在水中的溶解性,注射器的容积为50 mL,充入20 mL NO,然后吸入5 mL水(如图所示),夹紧弹簧夹,振荡,观察现象1。打开弹簧夹,快速吸入10 mL空气后夹紧弹簧夹,观察现象2。振荡,再观察现象3。下列有关叙述中不正确的是(　　) A.现象1是无明显变化,说明NO难溶于水 B.现象2是气体变成红棕色,发生反应:2NO+O22NO2 C.现象3是气体变成无色,注射器活塞向右移动 D.将注射器中的NO充分转化,应吸入足量空气 3.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+O22NO2 B.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 4.(2025·福建福州六校联考)用石灰乳吸收硝酸工业的尾气(含NO、NO2)可获得Ca(NO2)2,其部分工艺流程如图,下列说法不正确的是(　　) A.吸收时主要反应的化学方程式为NO+NO2+Ca(OH)2Ca(NO2)2+H2O B.采用气液逆流接触有利于尾气中NO、NO2的充分吸收 C.将石灰乳改为澄清石灰水吸收效率将会增大 D.滤渣的主要成分是Ca(OH)2 5.(10分)(2025·江苏南通名校联盟调研)N2O、NO和NO2等氮氧化物是空气污染物,含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。 (1)N2O的处理。N2O是硝酸生产中氨催化氧化的副产物,用特种催化剂能使N2O分解。NH3与O2在加热和催化剂作用下生成N2O的化学方程式为　　　　　　　　。  (2)NO和NO2的处理。已除去N2O的硝酸尾气可用NaOH溶液吸收,主要反应为NO+NO2+2OH-2N+H2O、2NO2+2OH-N+N+H2O。 吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤,得到NaNO2晶体,该晶体中的主要杂质是　　　　(填化学式,下同);吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是　　　　。  (3)NO的氧化吸收。用NaClO溶液吸收硝酸尾气,可提高尾气中NO的去除率。其他条件相同,NO转化为N的转化率随NaClO溶液初始pH(用稀盐酸调节)的变化如图所示。 ①在酸性NaClO溶液中,HClO氧化NO生成Cl-和N,其离子方程式为　　　　　　　　　　　　。  ②NaClO溶液的初始pH越小,NO转化率越高,其原因是　　　　　　　　　。  综合性 6.(2025·江西九江七校联考)某小组探究Cu与硝酸反应,室温下,3 mol·L-1的稀硝酸遇铜片短时间内无明显变化,一段时间后才有少量气泡产生,向溶液中加入适量硝酸铜,无明显现象;浓硝酸遇铜片立即产生气泡,进一步操作如图: 已知NO2易溶于水,可与水发生反应:2NO2+H2OHNO2+HNO3。下列说法错误的是(　　) A.铜与浓硝酸反应的离子方程式为Cu+4H++2NCu2++2NO2↑+2H2O B.硝酸铜对稀硝酸与铜的反应具有催化作用 C.蓝色溶液B中的NO2或HNO2对稀硝酸与铜的反应起催化作用 D.稀硝酸遇铜片产生的气体为无色,该气体可用排水法收集 7.(2025·广东深圳期初调研)利用三通阀进行气体的性质探究装置如图所示,先通过旋转阀门连通注射器2、4收集气体,再进行性质探究实验,下列说法不正确的是(　　) A.装置4的反应中,硝酸体现出酸性和氧化性 B.旋转阀门连通装置1、2,2中气体颜色不变 C.装置4若换成浓氨水和碱石灰,可进行氨气的性质探究 D.连通装置1、2实验后,装置3中换成NaOH溶液可进行尾气的吸收处理 8.对比分析下列实验所得结论正确的是(　　) A.由①中收集的气体能使带火星木条复燃可推断NO2能助燃 B.②中产生红棕色气体可以证明浓硝酸有不稳定性 C.③中气体产物中有CO2能证明C能将硝酸还原 D.①、②、③中产生的气体通入足量水中后都无污染性气体产生 9.(2025·北京朝阳外国语学校月考)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(　　) 序号 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100 mL 0.1 mol·L-1 HNO3中,溶液呈浅绿色,无气体产生 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 10.(2025·广东深圳模拟)如图表示铁与不同浓度硝酸反应时(可加热),硝酸还原产物分布与硝酸浓度的关系,下列说法正确的是(　　) A.N2O、NO、NO2均为酸性氧化物 B.硝酸的浓度越小,其还原产物中N元素价态降低得越多,硝酸的氧化性越强 C.少量铁粉与足量浓度为12.2 mol·L-1的硝酸反应时,反应的离子方程式为4Fe+18H++6N4Fe3++3NO↑+3NO2↑+9H2O D.用一定量的铁粉与足量9.75 mol·L-1的HNO3溶液反应得到标准状况下气体2.24 L,则参加反应的硝酸的物质的量为0.200 mol 创新性 11.(8分)某校研究性小组甲、乙两同学用如图所示装置进行实验,探究硝酸与铁反应的产物。 [查阅资料]①在浓硝酸和活泼金属反应过程中,随着硝酸浓度的降低,其生成的产物有+4、+2、-3价等氮的化合物。 ②FeSO4+NOFe(NO)SO4(棕色)(ΔH<0)。 ③NO2和NO都能被KMnO4氧化吸收。 [实验操作]实验操作和现象记录如下表: 实验操作 实验现象 打开弹簧夹,通入一段时间CO2,关闭弹簧夹 — 打开分液漏斗活塞,将浓硝酸缓慢滴入烧瓶中,关闭活塞 无明显现象 加热烧瓶,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;B中溶液变棕色;C中溶液紫色变浅 ②反应停止后,A中无固体剩余 请回答下列问题: (1)滴入浓硝酸加热前没有明显现象的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)检验是否生成-3价氮的化合物,应进行的实验操作是　　　　　　　　　　　　。  (3)甲取少量B中溶液,加热,实验现象是　　　　　　　　　　　　　　　　。  请用平衡移动原理解释原因: 　　　　　　　　　　　　　　　　。  甲依据该现象得出的结论是A中有NO生成。 (4)乙认为甲得出A中有NO生成的证据不足。为获取充足的证据,乙仍采用该装置和操作进行对照实验,乙作出的改变是　　　　　　　　　　　　,证明有NO生成的实验现象是　　　　　　　　　　　　。  答案解析 1.B　解析:氮的固定为游离态氮转化为化合态氮,NO在空气中被氧化成NO2不属于氮的固定,A错误;浓硝酸呈黄色是因为浓硝酸分解产生的NO2溶于硝酸中,B正确;N2的化学性质不活泼,是因为两个氮原子以氮氮三键结合,氮氮三键键能大,C错误;可用铁槽车运输浓硝酸,是因为浓硝酸与Fe在常温下发生钝化,D错误。 2.C　解析:NO2与水发生反应:3NO2+H2O2HNO3+NO,气体的总物质的量减小,气体的压强减小,故现象3是气体变成无色,注射器活塞向左移动,C错误。 3.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。 4.C　解析:NO和NO2物质的量之比为1∶1,反应原理为NO+NO2+Ca(OH)2Ca(NO2)2+H2O;若n(NO)∶n(NO2)>1∶1,多余的NO无法被Ca(OH)2吸收,造成排放气体中NO含量升高;若n(NO)∶n(NO2)<1∶1,二氧化氮过量,被Ca(OH)2吸收,则发生反应4NO2+2Ca(OH)2Ca(NO3)2+Ca(NO2)2+2H2O,产品中Ca(NO2)2含量升高。该工艺中NO和NO2物质的量之比接近1∶1,可以提高Ca(NO2)2的产率及纯度,吸收时主要反应为NO+NO2+Ca(OH)2Ca(NO2)2+H2O,A正确;采用气液逆流接触,增大了气体和石灰乳的接触面积,有利于尾气中NO、NO2的充分吸收,B正确;石灰乳更利于气体附着,改为澄清石灰水吸收效率将会降低,C错误;氢氧化钙微溶,滤渣的主要成分是Ca(OH)2,D正确。 5.答案:(1)2NH3+2O2N2O+3H2O (2)NaNO3　NO (3)①3HClO+2NO+H2O3Cl-+2N+5H+ ②溶液pH越小,溶液中HClO的浓度越大,氧化NO的能力越强 6.B　解析:通过对比实验,向溶液中加入适量硝酸铜,无明显现象,说明硝酸铜对该反应没有催化作用,B错误;通过控制变量,蓝色溶液B中加水稀释后为3 mol·L-1的稀硝酸,与初始稀硝酸反应进行对比,反应速率快,只能考虑为溶解的NO2或新生成的HNO2起催化作用,C正确;稀硝酸遇铜片产生的气体为无色的NO,该气体在水中的溶解度小,可用排水法收集,D正确。 7.B　解析:注射器4中稀硝酸与铜反应:3Cu+8HNO33Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,硝酸体现出氧化性和酸性,A正确;注射器2中充满NO与注射器1中空气中氧气反应生成红棕色NO2气体,颜色改变,B错误;装置4若换成浓氨水和碱石灰,会生成NH3,故可进行NH3与空气和水反应的性质探究,C正确;连通装置1、2实验后生成NO2气体,装置3中NaOH溶液与NO2反应:2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2O,可进行尾气的吸收处理,D正确。 8.A　解析:①中发生反应4HNO3(浓)4NO2↑+O2↑+2H2O,收集的气体中O2的百分含量为20%,与空气中O2的百分含量(约21%)接近,而空气不能使带火星的木条复燃,由此可推断NO2能助燃,A正确;浓硝酸能与红热的木炭反应生成NO2,不能证明浓硝酸具有不稳定性,B错误;红热的木炭与试管中的氧气反应也能生成二氧化碳,C错误;②、③中生成的NO2溶于水后生成HNO3和NO,NO属于污染性气体,D错误。 9.D　解析: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错误;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错误;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错误;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正确。 10.C　解析:NO与碱、水都不反应,属于不成盐氧化物,NO2与水反应生成硝酸和NO,不属于酸性氧化物,A错误;由图可知,硝酸的浓度越小,生成物中N元素的化合价越低,说明浓度越低硝酸的氧化性越弱,B错误;由图可知,12.2 mol·L-1硝酸的还原产物为物质的量相等的NO和NO2,少量铁粉被氧化为Fe(NO3)3,由于常温下铁遇浓硝酸会钝化,因此该反应需要加热,则反应的离子方程式为4Fe+18H++6N4Fe3++3NO↑+3NO2↑+9H2O,C正确;当硝酸的浓度为9.75 mol·L-1时还原产物是NO、NO2、N2O,用一定量的铁粉与足量9.75 mol·L-1的HNO3溶液反应得到标准状况下的2.24 L气体,部分硝酸被还原、部分硝酸生成硝酸铁,若还原产物全是NO,参加反应的硝酸为0.4 mol,若还原产物全是NO2,参加反应的硝酸为0.2 mol,若还原产物全是N2O,参加反应的硝酸为1 mol,所以参加反应的硝酸的物质的量大于0.200 mol,D错误。 11.答案:(1)常温时,铁遇浓硝酸形成致密氧化膜,阻止反应进一步发生(答“钝化”也可) (2)取少量反应后A中溶液于试管中,向其中加入足量浓NaOH溶液,加热,用湿润的红色石蕊试纸接近试管口,若试纸变蓝,则A中生成N (3)棕色溶液颜色变浅(或绿),有无色气体逸出,且在空气中变为红棕色　FeSO4+NOFe(NO)SO4(棕色)的正反应为放热反应,加热后,平衡向逆反应方向移动 (4)浓硝酸换成稀硝酸　A中没有红棕色气体生成,B中溶液变为棕色 解析:(2)-3价氮的化合物是NH3或铵盐,而此反应的环境呈酸性,故-3价氮的化合物应是硝酸铵,可利用N与OH-共热产生NH3的性质检验。 (3)B中发生反应FeSO4+NOFe(NO)SO4(棕色),加热后,上述平衡逆向移动,无色气体NO逸出,在空气中变为红棕色,而溶液颜色变浅或变成浅绿色。 (4)NO2与水反应生成NO,故可把浓硝酸换成稀硝酸,若A中无红棕色气体生成,但B中溶液变为棕色,可证明A中有NO生成。 学科网（北京）股份有限公司 $