第04讲 硝酸及含氮化合物的转化（寒假预习讲义）高一化学人教版

第04讲 硝酸及含氮化合物的转化 内容导航——预习四步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习 第二步：练 练习题 强方法：教材习题学解题、强化关键解题方法 练考点 会应用：核心考点精准练、快速掌握知识应用 第三步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第四步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点1：硝酸 1.硝酸的物理性质 硝酸是 色， 挥发，具有 气味的液体， 溶于水。质量分数为 的硝酸为常用浓硝酸。98%以上的硝酸称之为 硝酸。 ①久置的浓硝酸中，因 HNO3分解产生的NO2又溶于硝酸而使其呈 ;工业盐酸呈黄色则是因为盐酸中含有 。 ②发烟硝酸的“发烟”原因是挥发出来的硝酸和空气中的水蒸汽形成的 ，所发出的“烟”实际上是“雾”。 2.硝酸的化学性质 （1）酸的通性 酸的通性 ①与指示剂反应：稀硝酸能使紫色石蕊溶液变红色;浓硝酸则会使紫色石蕊溶液先 （H+的作用，酸性）后 （强氧化性） ②与碱反应： Cu(OH)2+2HNO3=== ③与碱性氧化物反应： CuO+2HNO3=== ④与弱酸盐反应：CaCO3+2HNO3=== ①在利用HNO3的酸性时，要注意考虑它的强氧化性。如FeO与稀硝酸反应时的方程式应是： ，而不是FeO+2HNO3 (稀)===Fe(NO3)2+H2O。 （2）不稳定性 浓硝酸 或 易分解，化学方程式为 （长期存放的浓硝酸呈黄色是因为其分解生成的 溶于硝酸中，实验室常将浓硝酸保存在 试剂瓶中，并放置在 处） （3）强氧化性 由于HNO3中的+5价氮元素有很强的得电子能力，在硝酸参与的氧化还原反应中，几乎全部是+5价氮被还原，故硝酸具有强氧化性。硝酸无论浓、稀都有强氧化性，而且浓度越大，氧化性越强。 a.实验探究：浓HNO3和稀HNO3与铜的反应 实验装置 实验原理 铜与浓硝酸的化学方程式： ， 离子方程式： ； 铜与稀硝酸的化学方程式： 离子方程式： 实验步骤 在橡胶塞侧面挖一个凹槽，并嵌入下端卷成螺旋状的铜丝。向两支具支试管中分别加入2mL浓硝酸和稀硝酸，用橡胶塞塞住试管口，使铜丝与硝酸接触。观察并比较实验现象。向上拉铜丝，终止反应。 实验现象 ①装浓硝酸的试管中铜丝溶解，产生 色气体，溶液逐渐变 ，铜丝逐渐 。 ②装稀硝酸的试管中铜丝溶解，试管内开始产生少量 色气体，反应逐渐加快，气体在试管上部变为 色，溶液逐渐变 ，铜丝逐渐 。 实验结论 浓HNO3与金属铜反应生成 ，稀HNO3与金属铜反应生成 ，浓HNO3的氧化性 。 ①硝酸是氧化性酸，几乎能与绝大多数金属（除Au、Pt外）反应，生成 金属的硝酸盐，本身一般被还原为 或 ，但不生成 。 ②浓硝酸的氧化性比稀硝酸的强，一般情况下，浓硝酸的还原产物是 ,稀硝酸的还原产物是 。在浓硝酸与金属反应的过程中，随着反应的进行，硝酸浓度变小，还原产物由NO2变为NO,因此过量的Cu与浓硝酸反应时，生成 与 的混合气体。 b.硝酸强氧化性 强氧化性 ①浓硝酸能使紫色石蕊试液 ，后 ②与非金属单质C、S、P等在加热条件下反应： 。 。 。 ③与金属的反应（如浓和稀硝酸与铜的反应） 3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O ④钝化：常温时，冷的 、 可使铝、铁表面生成致密的氧化膜，阻止酸与金属的进一步反应。钝化其实也是硝酸强氧化性的表现，利用金属Al和Fe的这种性质，我们可以用Al或Fe制的容器来盛装 。当 时，铁、铝会与浓HNO3或浓H2SO4发生反应。 ⑤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。如稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式： 。 ①硝酸越浓，温度越高，其氧化性越 ，而不能利用硝酸被还原后的产物中氮元素价态高低来判断硝酸氧化性的强弱。 ②与硝酸反应时，还原剂一般被氧化成最高价态。 ③硝酸与金属反应时既表现 性又表现 性。与非金属反应时只体现 性。 ④稀硝酸可与铁、铝反应，硝酸被还原为NO。硝酸与铁反应时，产物符合以下规律： Fe的量 Fe过量 Fe不足 Fe与HNO3恰好完全反应 产物 ⑤碱性、中性条件下，NO3- 氧化性，但在酸性条件下，NO3-表现出 性，故在应用硝酸的氧化性分析离子是否共存时，要注意溶液中H+和NO3-的组合相当于HNO3，能够氧化具有强还原性的离子，而单纯的NO3-不能氧化这些离子。 ⑥Au、Pt等金属不能溶于硝酸，但可溶于“王水”中。王水为浓硝酸和浓盐酸的混合物，且浓硝酸与浓盐酸的体积比为 。 3.硝酸的用途及制法 （1）硝酸的用途 在工业上可用于制化肥、农药、炸药、染料、盐类等，在有机化学中，浓硝酸与浓硫酸的混合液是重要的硝化试剂。 （2）硝酸的工业制法 制硝酸的流程 化学方程式 ① ，N2发生 反应。 ② ，NH3发生 反应。 ③ ，NO发生 反应。 ④ ，NO2既发生 反应，又发生 反应。 硝酸的实验室制法 原料 浓硫酸（H2SO4）、硝酸钠（NaNO3）固体 ‌反应装置 耐酸耐热的玻璃仪器，如曲颈甑，并配备合适的加热装置，如酒精灯 ‌操作步骤 ①将适量的硝酸钠固体加入曲颈甑中。 ②缓慢滴加浓硫酸至曲颈甑中，边加边搅拌，以防止局部过热。 ③微热反应混合物，注意控制温度，避免强热导致硝酸分解。 反应方程式 NaNO3+H2SO4(浓)===NaHSO4+HNO3↑ ‌注意事项 ①浓硫酸具有强腐蚀性和氧化性，操作时必须佩戴防护眼镜和手套。 ②反应过程中会产生大量热，需严格控制加热温度。 ③生成的硝酸蒸气有毒且具有腐蚀性，必须在通风橱中进行操作。 知识点2：含氮物质的转化 1.氮气及其化合物的价类二维图 N2→NH3 N2→NO NO→NO2 NO2→NO NO→HNO3 NO2→HNO3 、 NH3→NO HNO3→NO HNO3→NO2 、 NH3→NH3·H2O NH3→NH4+ NH4+→NH3 知识点3：酸雨及防治 1.二氧化硫和氮氧化物的来源 SO2 含硫 的燃烧 含硫 的冶炼等 NOx 机动车排放的尾气：机动车发动机中，火花塞产生的 条件会使空气中的N2与O2反应生成 硝酸厂排放的 2.酸雨的形成 ①酸雨：主要指pH小于5.6的雨水，其主要是含有 和 。正常雨水由于溶解了CO2，其pH约为5.6。 ②成因：主要是大气中的 与 及它们在大气中发生反应后的生成物溶于雨水形成的酸雨。 ③分类 硫酸型 化学方程式： ① 。 ② 。 ③ 。 ④ 。 硝酸型 化学方程式： ① 。 ② 。 3.酸雨的危害与防治 （1）危害：酸雨能直接损伤农作物，破坏森林和草原，使土壤、湖泊酸化，加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具和电缆的腐蚀。 （2）防治 ①改变能源结构，开发利用氢能、太阳能等清洁能源 ②严格规定污染物的排放标准，提高人们的环境保护意识 ③通过物理方法和化学方法在污染产生的过程中将其消除，如燃煤脱硫、汽车尾气处理等 （1）常见的NOx尾气处理方法 ①碱液吸收法 ； NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是 n(NO2) n(NO)。一般适合工业尾气中NOx的处理。 ②催化转化法 在催化剂、加热条件下，NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2),化学方程式为 。一般适用于汽车尾气的处理。 ③氨气吸收法 在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2)，化学方程式为 ， 。 （2）消除SO2对环境污染的“3方法” 钙基固硫法 为防治酸雨，工业上常用生石灰和含硫的煤混合后燃烧，燃烧时硫、生石灰、O2共同反应生成硫酸钙，从而使硫转移到煤渣中，反应原理为 ， ， 总反应方程式为 。 氨水脱硫法 该脱硫法采用喷雾吸收法，雾化的氨水与烟气中的SO2直接接触吸收SO2，其反应的化学方程式为 ， ， 。 钠、碱脱硫法 钠、碱脱硫法是用NaOH/Na2CO3吸收烟气中的SO2，得到Na2SO3和NaHSO3，发生反应的化学方程式为 ， ， 。 教材习题05（P18） 工业上可以废铜屑为原料制备硝酸铜，下列4种方法中，适宜采用的是哪一种 ？请从节约原料和环境保护的角度说明原因 。 ①     ② ③ ④ 解题方法 工业上可以废铜屑为原料制备硝酸铜，方法①和方法②铜单质与浓稀硝酸反应都会生成氮氧化物气体，浪费了原料，还需后续处理，不然会污染环境；方法④用到浓硫酸，与铜单质反应生成了二氧化硫气体，浪费原料，污染环境；最优方案是方法③，先将铜单质氧化得到氧化铜，再与稀硝酸反应得到硝酸铜和水，没有浪费原料，也没有生成其它有害物质。 【答案】 教材习题06（P18） 利用下图所示装置进行铜与硝酸反应的实验。 （1）硝酸一般盛放在棕色试剂瓶中，请用化学方程式说明其原因： 。 （2）使用稀硝酸进行实验：反应开始后，铜丝逐渐变细，有气泡产生，溶液变蓝。 ①铜与稀硝酸反应的离子方程式为 。 ②实验中观察到试管中的气体略有红棕色，其原因是 (用化学方程式表示)。 （3）使用浓硝酸进行实验：反应剧烈进行，铜丝逐渐变细，溶液变绿，试管上方出现红棕色气体。 ①铜与浓硝酸反应的化学方程式为 。 ②某同学推测反应后溶液呈绿色的原因是NO2在溶液中达到饱和，NO2的饱和溶液呈黄色，硝酸铜溶液呈蓝色，两者混合后呈绿色。他取少量该绿色溶液，向其中加入适量水后溶液变为蓝色，可能的原因是 (用化学方程式表示)。 解题方法 （1）硝酸一般盛放在棕色试剂瓶中，因为硝酸见光易分解，化学方程式； （2）①铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、水和一氧化氮，离子方程式为：； ②实验中观察到试管中的气体略有红棕色，因为反应生成的无色NO气体与试管内氧气中反应生成红棕色的NO2，化学方程式2NO+O2=2NO2； （3）①铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、水和二氧化氮，化学方程式为； ②加入适量水后饱和溶液中的与水发生反应生成了硝酸和一氧化氮，原溶液中NO2饱和溶液的黄色褪去，显现出硝酸铜溶液的蓝色，化学方程式3NO2+H2O=2HNO3+NO； 【答案】 考点一 硝酸的性质 1．下列事实与硝酸性质的对应关系错误的是 A．打开浓硝酸的试剂瓶，瓶口有白雾——挥发性 B．用棕色试剂瓶保存浓硝酸——不稳定性 C．稀硝酸使紫色石蕊试液变红——酸性 D．稀硝酸使黑色氧化铜固体溶解——强氧化性 2．下列有关硝酸化学性质的叙述中，正确的是 A．硝酸能与Na2SO3反应，但不易生成SO2 B．硝酸的氧化性很强，能氧化所有金属 C．可用铝或铁制容器盛装稀硝酸 D．浓硝酸因易挥发出HNO3而呈黄色 3．下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论正确的是 ① ② ③ A．①中产生红棕色气体，说明浓硝酸受热易分解 B．②中产生红棕色气体，说明木炭一定与浓硝酸发生了反应 C．③中产生红棕色气体，说明浓酸可能具有挥发性，生成的红棕色气体为氧化产物 D．③的气体产物中检测出，由此说明木炭一定被浓硝酸氧化 考点二 探究浓稀硝酸与铜的反应实验 4．铜分别与浓硝酸和稀硝酸反应，设计了如图所示装置，下列叙述错误的是 A．铜分别与浓硝酸和稀硝酸反应，反应后的溶液颜色不同 B．铜与浓硝酸生成，与稀硝酸反应生成，反应中体现酸性的硝酸与做氧化剂的硝酸物质的量之比相同 C．铜与稀硝酸按2∶5的物质的量之比反应，还原产物可能是 D．中混有少量，可用溶液吸收 5．关于铜与足量浓、稀HNO3反应的说法中错误的是 A．Cu与浓、稀HNO3反应都不需加热 B．Cu与浓HNO3反应更剧烈，故氧化性浓HNO3强于稀HNO3 C．生成等量的Cu(NO3)2，消耗浓HNO3的量多 D．1mol浓HNO3被还原转移2mol电子 6．图甲、乙、丙均为验证铜和浓硝酸反应的装置： （1）甲、乙、丙三个装置中共同发生的化学方程式是 。 （2）和甲装置相比，乙装置的优点是① ；② 。 （3）为了进一步验证和水的反应，某学生设计了丙装置。实验时先关闭活塞 ，再打开活塞 ，才能使气体充满②试管；当气体充满②试管后，将铜丝提起与溶液脱离。欲使烧杯中的水进入②试管，应该 。 考点三 不同价态含氮物质的转化 7．X、Y、Z、M、N均含有一种相同的元素，其中只有X为单质，且常温常压下X为气体。上述物质之间的转化关系如图所示(反应条件和部分生成物已省略)。下列说法正确的是 A．Z不能用排空气法收集 B．N在光照条件下也生成Y C．均发生氧化还原反应 D．X、Y、Z、W均为有毒气体 8．部分含N的纯净物的“价-类”二维图如图所示。下列叙述正确的是 A．雷雨天可实现b→c→d→e的转化 B．a、c均可以用浓硫酸干燥 C．d和水反应生成b和e D．a只有还原性，没有氧化性 9．“价-类-途”体现了元素化合物的内在联系和应用价值，氮及其化合物的三维关系如图所示。下列说法正确的是 A．可以作为冶炼镁的保护气 B．由生成B的反应是工业制D的基础 C．C可以与NaOH溶液反应，属于酸性氧化物 D．实验室中可通过加热消石灰和F固体混合物的方法制取气体A 考点四 酸雨的危害及防治 10．减少酸雨产生可采取的措施正确的是 A．把工厂烟囱造高 B．燃料脱硫 C．在已酸化的土壤中加石灰水 D．多用煤作燃料 11．酸雨的形成主要是由于 A．森林遭到乱砍滥伐，破坏了生态平衡 B．家用炉子排出的气体 C．大气中二氧化碳的含量增加 D．工业上大量燃烧含硫燃料 12．形成硫酸型酸雨的主要原因是 A．未经处理的工业废水的任意排放 B．大气中二氧化碳含量的增多 C．工业上大量含硫燃料的使用 D．汽车尾气的排放 知识导图记忆 知识目标复核 【学习目标】 1.熟悉掌握硝酸的性质和用途，了解工业制硝酸的方法。 2.通过构建氮及其化合物之间的转化关系，了解氮气及其化合物的价类二维图，能够熟练掌握氮气及其化合物的转化方程式。 3.认识硫、氮的化合物对生态环境的影响，了解酸雨及防治。 【学习重难点】 1.硝酸性质、用途及制备 2.氮气及其化合物的价类二维图分析 3.酸雨的危害及防治 1．下列对于硝酸的认识,不正确的是 A．浓硝酸在见光或受热时会发生分解 B．金属与硝酸反应不产生氢气 C．可用铁和铝制品盛装浓硝酸 D．铜与硝酸的反应属于置换反应 2．下列环境问题与产生的主要原因不相符的是 ①“光化学烟雾”主要是由汽车排放的氮氧化物所引起的   ②“酸雨”主要是由空气中CO2的浓度增大引起的   ③“温室效应”主要是由空气中CO2浓度增大引起的 ④“赤潮”主要是由于水体中N、P等元素含量过高而引起的 A．只有①② B．只有②③ C．全部 D．只有② 3．含氮化合物及其单质的“类别-价态”二维图如图，下列相关分析或预测正确的是 A．A可使湿润的蓝色石蕊试纸变红 B．C和O2在高温高压催化剂的条件下生成NO2 C．实验室可用NaNO3固体和浓H2SO4在加热条件下制备D D．从物质类别角度分析，C和NO2都属于酸性氧化物 4．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．试管内壁上的银镜可用稀硝酸除去——酸性 C．不能用稀硝酸与FeS固体反应制取H2S——强氧化性 D．要用棕色试剂瓶盛装浓硝酸——不稳定性 5．下列各组离子在溶液中能大量共存的是 A．、、、 B．、、、 C．、、、 D．、、、 6．下列关于浓硝酸的说法错误的是 A．能溶解铜单质 B．能用铁罐车运输 C．长时间敞口置于空气中浓度不变 D．用棕色细口瓶保存 7．氮及其化合物的价类二维图如图所示，下列有关说法正确的是 A．除去NO2中混有的NO，可将气体通过盛有H2O的洗气瓶 B．“雷雨发庄稼”的原理为→硝酸盐 C．王水能溶解Au、Pt等金属，由浓HCl与浓HNO3按体积比1：3混合而成 D．向浓中投入红热的木炭，产生红棕色气体，一定可以证明产生于木炭与浓的反应 8．将相同质量的铜分别和过量浓硝酸、稀硝酸反应，下列叙述正确的是（    ） A．反应生成气体的物质的量相等 B．消耗硝酸的物质的量：前者多，后者少 C．反应生成气体的颜色：前者浅，后者深 D．反应中转移的电子总数：前者多，后者少 9．某学习小组为研究铜与浓、稀HNO3反应的差异，设计了如图所示的实验装置。 下列说法不正确的是 A．反应开始前通入过量的CO2气体，目的是排除装置内的空气 B．A中的离子方程式为：Cu+2NO3- +4H+==Cu2++2NO2↑+2H2O C．当B中0.03 mol铜粉被氧化时，B中产生的NO气体大于0.02 mol D．C装置中装入一定量的水进行尾气处理 10．关于反应(极稀)，下列说法正确的是 A．反应中只表现氧化性 B．反应中电子由硝酸转移到锌 C．是还原产物 D．氧化剂和还原剂的物质的量之比为 11．硝酸被称为“国防工业之母”，是制取炸药的重要原料。下列关于硝酸的说法正确的是 A．硝酸能与FeO反应，只表现氧化性 B．浓硝酸具有强氧化性，但常温下与铁、铝不反应 C．将分别蘸有浓硝酸和浓氨水的玻璃棒相互靠近时，有白烟生成 D．红热的炭投入浓硝酸中，产生红棕色气体证明炭与浓硝酸发生了化学反应 12．氮及其化合物的转化关系如图。已知阿伏加德罗常数的值为。下列说法正确的是 A．所含电子数为 B．利用反应①和反应②制备等体积的NO时，两个反应消耗的的质量之比为5:2 C．溶液中所含阳离子数目为 D．浓硝酸在光照条件下分解生成，分解时转移电子数为 13．将一定质量的铜溶于100mL 11mol/L的浓硝酸中，待铜完全溶解后，生成0.4mol NO2和NO的混合气体，并测得溶液中H+的浓度为1mol/L。假设反应后溶液的体积仍为100mL，则金属铜的质量为 A．6.4g B．9.6g C．12.8g D．19.2 g 14．某化学学习小组借助如图装置对浓硝酸的性质进行探究。 （1）连接装置， 后开始如下实验：将燃烧匙中的木炭在酒精灯上加热至红热状态，立即伸入三颈烧瓶中，并塞紧瓶塞滴加浓硝酸，可观察到瓶中产生红棕色的气体。 （2）装置C中盛有足量的Ba(OH)2溶液，反应一段时间后可观察到C中出现白色沉淀，该白色沉淀为 (写化学式)。 （3）装置D中收集到了无色气体，同学甲认为是NO，乙认为是O2，丙认为是NO和O2。 ①甲、乙、丙三人的判断中肯定不合理的是 。 ②下列对该气体的检验方法合适的是 (填字母)。 A．敞口观察集气瓶内气体的颜色变化 B．将润湿的蓝色石蕊试纸伸入集气瓶内，观察试纸是否变红 C．将带火星的木条伸入集气瓶中，观察木条是否复燃 ③如果集气瓶中收集到的无色气体是氧气，则氧气的来源是(用化学方程式表示) 。 15．氮元素是高中化学学习的一种重要非金属元素，其价类二维图如图所示。 请回答下列问题： （1）Y代表的物质类别是 ；在反应①～⑤中，不属于氧化还原反应的是 （填序号）。 （2）与图中的物质W常用于的检验，则W的化学式为 。 （3）除去X中混有的少量的方法是 。 （4）工业上以氨气为原料制备硝酸的第一步反应为氨的催化氧化，该反应的化学方程式为 。 （5）用集气瓶收集气体并倒置在水槽中，然后缓慢通入适量，如图所示。一段时间后，集气瓶中充满溶液。写出该过程总反应的化学方程式： 。该实验对工业上生产硝酸的启示是 。 （6）将3.2g铜与50mL一定浓度的硝酸充分反应，铜完全溶解，得到和NO混合气体的体积为8.96L（已折算为标准状况下）。待产生的气体全部释放后，向溶液中加入100mL 的NaOH溶液，恰好使溶液中的铜离子全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为 。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第04讲 硝酸及含氮化合物的转化 内容导航——预习四步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习 第二步：练 练习题 强方法：教材习题学解题、强化关键解题方法 练考点 会应用：核心考点精准练、快速掌握知识应用 第三步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第四步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点1：硝酸 1.硝酸的物理性质 硝酸是无色，易挥发，具有刺激性气味的液体，易溶于水。质量分数为69%的硝酸为常用浓硝酸。98%以上的硝酸称之为发烟硝酸。 ①久置的浓硝酸中，因 HNO3分解产生的NO2又溶于硝酸而使其呈黄色;工业盐酸呈黄色则是因为盐酸中含有 Fe3+。 ②发烟硝酸的“发烟”原因是挥发出来的硝酸和空气中的水蒸汽形成的硝酸小液滴，所发出的“烟”实际上是“雾”。 2.硝酸的化学性质 （1）酸的通性 酸的通性 ①与指示剂反应：稀硝酸能使紫色石蕊溶液变红色;浓硝酸则会使紫色石蕊溶液先变红（H+的作用，酸性）后褪色（强氧化性） ②与碱反应： Cu(OH)2+2HNO3===Cu(NO3)2+2H2O ③与碱性氧化物反应： CuO+2HNO3===Cu(NO3)2+2H2O ④与弱酸盐反应：CaCO3+2HNO3===Ca(NO3)2+H2O+CO2↑ ①在利用HNO3的酸性时，要注意考虑它的强氧化性。如FeO与稀硝酸反应时的方程式应是： 3FeO+10HNO3(稀)===3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O，而不是FeO+2HNO3 (稀)===Fe(NO3)2+H2O。 （2）不稳定性 浓硝酸见光或受热易分解，化学方程式为4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O（长期存放的浓硝酸呈黄色是因为其分解生成的NO2溶于硝酸中，实验室常将浓硝酸保存在棕色试剂瓶中，并放置在阴凉处） （3）强氧化性 由于HNO3中的+5价氮元素有很强的得电子能力，在硝酸参与的氧化还原反应中，几乎全部是+5价氮被还原，故硝酸具有强氧化性。硝酸无论浓、稀都有强氧化性，而且浓度越大，氧化性越强。 a.实验探究：浓HNO3和稀HNO3与铜的反应 实验装置 实验原理 铜与浓硝酸的化学方程式：Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O， 离子方程式：Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O； 铜与稀硝酸的化学方程式：3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 离子方程式：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O 实验步骤 在橡胶塞侧面挖一个凹槽，并嵌入下端卷成螺旋状的铜丝。向两支具支试管中分别加入2mL浓硝酸和稀硝酸，用橡胶塞塞住试管口，使铜丝与硝酸接触。观察并比较实验现象。向上拉铜丝，终止反应。 实验现象 ①装浓硝酸的试管中铜丝溶解，产生红棕色气体，溶液逐渐变绿，铜丝逐渐变细。 ②装稀硝酸的试管中铜丝溶解，试管内开始产生少量无色气体，反应逐渐加快，气体在试管上部变为红棕色，溶液逐渐变蓝，铜丝逐渐变细。 实验结论 浓HNO3与金属铜反应生成NO2，稀HNO3与金属铜反应生成NO，浓HNO3的氧化性更强。 ①硝酸是氧化性酸，几乎能与绝大多数金属（除Au、Pt外）反应，生成高价态金属的硝酸盐，本身一般被还原为NO2或NO，但不生成H2。 ②浓硝酸的氧化性比稀硝酸的强，一般情况下，浓硝酸的还原产物是NO2,稀硝酸的还原产物是NO。在浓硝酸与金属反应的过程中，随着反应的进行，硝酸浓度变小，还原产物由NO2变为NO,因此过量的Cu与浓硝酸反应时，生成NO2与NO的混合气体。 b.硝酸强氧化性 强氧化性 ①浓硝酸能使紫色石蕊试液先变红，后褪色 ②与非金属单质C、S、P等在加热条件下反应： C+4HNO3 (浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O S+6HNO3 (浓)H2SO4+6NO2↑+2H2O。 P+5HNO3 (浓)H3PO4+5NO2↑+H2O。 ③与金属的反应（如浓和稀硝酸与铜的反应） 3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O ④钝化：常温时，冷的浓硝酸、浓硫酸可使铝、铁表面生成致密的氧化膜，阻止酸与金属的进一步反应。钝化其实也是硝酸强氧化性的表现，利用金属Al和Fe的这种性质，我们可以用Al或Fe制的容器来盛装浓硫酸或浓硝酸。当加热时，铁、铝会与浓HNO3或浓H2SO4发生反应。 ⑤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。如稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式：3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。 ①硝酸越浓，温度越高，其氧化性越强，而不能利用硝酸被还原后的产物中氮元素价态高低来判断硝酸氧化性的强弱。 ②与硝酸反应时，还原剂一般被氧化成最高价态。 ③硝酸与金属反应时既表现氧化性又表现酸性。与非金属反应时只体现强氧化性。 ④稀硝酸可与铁、铝反应，硝酸被还原为NO。硝酸与铁反应时，产物符合以下规律： Fe的量 Fe过量 Fe不足 Fe与HNO3恰好完全反应 产物 Fe(NO3)2 Fe(NO3)3 Fe(NO3)2或Fe(NO3)3或两者的混合物 ⑤碱性、中性条件下，NO3-无氧化性，但在酸性条件下，NO3-表现出强氧化性，故在应用硝酸的氧化性分析离子是否共存时，要注意溶液中H+和NO3-的组合相当于HNO3，能够氧化具有强还原性的离子，而单纯的NO3-不能氧化这些离子。 ⑥Au、Pt等金属不能溶于硝酸，但可溶于“王水”中。王水为浓硝酸和浓盐酸的混合物，且浓硝酸与浓盐酸的体积比为1∶3。 3.硝酸的用途及制法 （1）硝酸的用途 在工业上可用于制化肥、农药、炸药、染料、盐类等，在有机化学中，浓硝酸与浓硫酸的混合液是重要的硝化试剂。 （2）硝酸的工业制法 制硝酸的流程 化学方程式 ①N2＋3H22NH3，N2发生还原反应。 ②4NH3＋5O24NO＋6H2O，NH3发生氧化反应。 ③2NO＋O2===2NO2，NO发生氧化反应。 ④3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，NO2既发生氧化反应，又发生还原反应。 硝酸的实验室制法 原料 浓硫酸（H2SO4）、硝酸钠（NaNO3）固体 ‌反应装置 耐酸耐热的玻璃仪器，如曲颈甑，并配备合适的加热装置，如酒精灯 ‌操作步骤 ①将适量的硝酸钠固体加入曲颈甑中。 ②缓慢滴加浓硫酸至曲颈甑中，边加边搅拌，以防止局部过热。 ③微热反应混合物，注意控制温度，避免强热导致硝酸分解。 反应方程式 NaNO3+H2SO4(浓)===NaHSO4+HNO3↑ ‌注意事项 ①浓硫酸具有强腐蚀性和氧化性，操作时必须佩戴防护眼镜和手套。 ②反应过程中会产生大量热，需严格控制加热温度。 ③生成的硝酸蒸气有毒且具有腐蚀性，必须在通风橱中进行操作。 知识点2：含氮物质的转化 1.氮气及其化合物的价类二维图 N2→NH3 N2＋3H22NH3 N2→NO N2＋O22NO NO→NO2 2NO+O2===2NO2 NO2→NO 3NO2+H2O===2HNO3+NO NO→HNO3 4NO+3O2+2H2O=4HNO3 NO2→HNO3 3NO2+H2O===2HNO3+NO、4NO2+O2+2H2O===4HNO3 NH3→NO 4NH3＋5O24NO＋6H2O HNO3→NO 3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O HNO3→NO2 Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O、C+4HNO3 (浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O NH3→NH3·H2O NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－ NH3→NH4+ 2NH3+H2SO4===(NH4)2SO4 NH4+→NH3 2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O 知识点3：酸雨及防治 1.二氧化硫和氮氧化物的来源 SO2 含硫化石燃料的燃烧 含硫金属矿物的冶炼等 NOx 机动车排放的尾气：机动车发动机中，火花塞产生的放电条件会使空气中的N2与O2反应生成NOx 硝酸厂排放的废气 2.酸雨的形成 ①酸雨：主要指pH小于5.6的雨水，其主要是含有硫酸和硝酸。正常雨水由于溶解了CO2，其pH约为5.6。 ②成因：主要是大气中的SO2与NOx及它们在大气中发生反应后的生成物溶于雨水形成的酸雨。 ③分类 硫酸型 化学方程式： ①2SO2＋O22SO3。 ②SO2＋H2OH2SO3。 ③SO3＋H2O===H2SO4。 ④2H2SO3＋O2===2H2SO4。 硝酸型 化学方程式： ①2NO＋O2===2NO2。 ②3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。 3.酸雨的危害与防治 （1）危害：酸雨能直接损伤农作物，破坏森林和草原，使土壤、湖泊酸化，加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具和电缆的腐蚀。 （2）防治 ①改变能源结构，开发利用氢能、太阳能等清洁能源 ②严格规定污染物的排放标准，提高人们的环境保护意识 ③通过物理方法和化学方法在污染产生的过程中将其消除，如燃煤脱硫、汽车尾气处理等 （1）常见的NOx尾气处理方法 ①碱液吸收法 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O；NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是 n(NO2)≥n(NO)。一般适合工业尾气中NOx的处理。 ②催化转化法 在催化剂、加热条件下，NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2),化学方程式为2NO+2CO2CO2+N2。一般适用于汽车尾气的处理。 ③氨气吸收法 在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2)，化学方程式为8NH3＋6NO27N2＋12H2O，4NH3＋6NO5N2＋6H2O。 （2）消除SO2对环境污染的“3方法” 钙基固硫法 为防治酸雨，工业上常用生石灰和含硫的煤混合后燃烧，燃烧时硫、生石灰、O2共同反应生成硫酸钙，从而使硫转移到煤渣中，反应原理为 CaO＋SO2CaSO3 2CaSO3＋O2===2CaSO4， 总反应方程式为2CaO＋2SO2＋O22CaSO4。 氨水脱硫法 该脱硫法采用喷雾吸收法，雾化的氨水与烟气中的SO2直接接触吸收SO2，其反应的化学方程式为 NH3＋SO2(过量)＋H2O===NH4HSO3, 2NH3＋SO2(少量)＋H2O===(NH4)2SO3, 2(NH4)2SO3＋O2===2(NH4)2SO4。 钠、碱脱硫法 钠、碱脱硫法是用NaOH/Na2CO3吸收烟气中的SO2，得到Na2SO3和NaHSO3，发生反应的化学方程式为 2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O， Na2CO3＋SO2===Na2SO3＋CO2， Na2SO3＋SO2＋H2O===2NaHSO3 教材习题05（P18） 工业上可以废铜屑为原料制备硝酸铜，下列4种方法中，适宜采用的是哪一种 ？请从节约原料和环境保护的角度说明原因 。 ①     ② ③ ④ 解题方法 工业上可以废铜屑为原料制备硝酸铜，方法①和方法②铜单质与浓稀硝酸反应都会生成氮氧化物气体，浪费了原料，还需后续处理，不然会污染环境；方法④用到浓硫酸，与铜单质反应生成了二氧化硫气体，浪费原料，污染环境；最优方案是方法③，先将铜单质氧化得到氧化铜，再与稀硝酸反应得到硝酸铜和水，没有浪费原料，也没有生成其它有害物质。 【答案】 ③ ③先将铜单质氧化得到氧化铜，再与稀硝酸反应得到硝酸铜和水，没有浪费原料，也没有生成其它有害物质；①、②和④铜单质与浓稀硝酸或浓硫酸反应都会生成氮氧化物或硫氧化物气体，浪费了原料，还需后续处理，不然会污染环境。 教材习题06（P18） 利用下图所示装置进行铜与硝酸反应的实验。 (1)硝酸一般盛放在棕色试剂瓶中，请用化学方程式说明其原因： 。 (2)使用稀硝酸进行实验：反应开始后，铜丝逐渐变细，有气泡产生，溶液变蓝。 ①铜与稀硝酸反应的离子方程式为 。 ②实验中观察到试管中的气体略有红棕色，其原因是 (用化学方程式表示)。 (3)使用浓硝酸进行实验：反应剧烈进行，铜丝逐渐变细，溶液变绿，试管上方出现红棕色气体。 ①铜与浓硝酸反应的化学方程式为 。 ②某同学推测反应后溶液呈绿色的原因是NO2在溶液中达到饱和，NO2的饱和溶液呈黄色，硝酸铜溶液呈蓝色，两者混合后呈绿色。他取少量该绿色溶液，向其中加入适量水后溶液变为蓝色，可能的原因是 (用化学方程式表示)。 解题方法 （1）硝酸一般盛放在棕色试剂瓶中，因为硝酸见光易分解，化学方程式； （2）①铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、水和一氧化氮，离子方程式为：； ②实验中观察到试管中的气体略有红棕色，因为反应生成的无色NO气体与试管内氧气中反应生成红棕色的NO2，化学方程式2NO+O2=2NO2； （3）①铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、水和二氧化氮，化学方程式为； ②加入适量水后饱和溶液中的与水发生反应生成了硝酸和一氧化氮，原溶液中NO2饱和溶液的黄色褪去，显现出硝酸铜溶液的蓝色，化学方程式3NO2+H2O=2HNO3+NO； 【答案】(1) (2) 2NO+O2=2NO2 (3) 3NO2+H2O=2HNO3+NO 考点一 硝酸的性质 1．下列事实与硝酸性质的对应关系错误的是 A．打开浓硝酸的试剂瓶，瓶口有白雾——挥发性 B．用棕色试剂瓶保存浓硝酸——不稳定性 C．稀硝酸使紫色石蕊试液变红——酸性 D．稀硝酸使黑色氧化铜固体溶解——强氧化性 【答案】D 【解析】A．浓硝酸具有挥发性，所以打开浓硝酸的试剂瓶，瓶口有白雾，故A正确； B．浓硝酸具有不稳定性，见光分解，应保存在棕色瓶中，故B正确; C．稀硝酸具有酸性使紫色石蕊试液变红，故C正确； D．硝酸具有酸性，能够与黑色氧化铜反应，生成硝酸铜和水，不属于氧化还原反应，与氧化性无关，故D错误； 故答案： D。 2．下列有关硝酸化学性质的叙述中，正确的是 A．硝酸能与Na2SO3反应，但不易生成SO2 B．硝酸的氧化性很强，能氧化所有金属 C．可用铝或铁制容器盛装稀硝酸 D．浓硝酸因易挥发出HNO3而呈黄色 【答案】A 【解析】A．硝酸能与Na2SO3发生氧化还原反应，生成硫酸钠，不会生成SO2，故A正确； B．硝酸的氧化性很强，能氧化一般的金属，但Au、Pt不能被硝酸氧化，故B错误； C．铝或铁能与稀硝酸反应生成硝酸盐、NO和水，因此不可用铝或铁制容器盛装稀硝酸，只能用铝或铁制容器盛装浓硝酸，主要是铝或铁与浓硝酸发生钝化反应，故C错误； D．浓硝酸中因硝酸分解生成二氧化氮而呈黄色，故D错误。 综上所述，答案为A。 3．下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论正确的是 ① ② ③ A．①中产生红棕色气体，说明浓硝酸受热易分解 B．②中产生红棕色气体，说明木炭一定与浓硝酸发生了反应 C．③中产生红棕色气体，说明浓酸可能具有挥发性，生成的红棕色气体为氧化产物 D．③的气体产物中检测出，由此说明木炭一定被浓硝酸氧化 【答案】A 【解析】A． ①中产生红棕色气体，推断①中发生反应4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O，说明浓硝酸受热易分解，故A正确； B． ②中产生红棕色气体，表明木炭与浓硝酸发生了反应或者浓硝酸受热分解产生了NO2气体，故B错误； C． ③中产生红棕色气体，说明浓酸可能具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物，故C错误； D． ③的气体产物中检测出，说明木炭可能被浓硝酸氧化，也可能是木炭被空气中的氧气氧化，故D错误； 故选A。 考点二 探究浓稀硝酸与铜的反应实验 4．铜分别与浓硝酸和稀硝酸反应，设计了如图所示装置，下列叙述错误的是 A．铜分别与浓硝酸和稀硝酸反应，反应后的溶液颜色不同 B．铜与浓硝酸生成，与稀硝酸反应生成，反应中体现酸性的硝酸与做氧化剂的硝酸物质的量之比相同 C．铜与稀硝酸按2∶5的物质的量之比反应，还原产物可能是 D．中混有少量，可用溶液吸收 【答案】B 【解析】A．铜与浓硝酸反应生成，溶于水，导致溶液呈现绿色，铜和稀硝酸反应后溶液显蓝色，故A正确； B．铜与浓硝酸生成，发生反应，反应中体现酸性的硝酸与做氧化剂的硝酸物质的量之比为1：1，与稀硝酸反应生成，发生反应，反应中体现酸性的硝酸与做氧化剂的硝酸物质的量之比为6：2=3：1，反应中体现酸性的硝酸与做氧化剂的硝酸物质的量之比不相同，故B错误； C．铜与稀硝酸按2∶5的物质的量之比反应，假设铜物质的量为2mol，硝酸物质的量为5mol，由铜元素守恒以及Cu(NO3)2化学式可知显酸性的硝酸物质的量为4mol，2mol铜失去4mol电子，那么1mol显氧化性的硝酸得到4mol电子，N元素的化合价可从+5价降低为+1价，还原产物可能是，故C正确； D．中混有少量，可用溶液吸收，发生反应，故D正确； 故选B。 5．关于铜与足量浓、稀HNO3反应的说法中错误的是 A．Cu与浓、稀HNO3反应都不需加热 B．Cu与浓HNO3反应更剧烈，故氧化性浓HNO3强于稀HNO3 C．生成等量的Cu(NO3)2，消耗浓HNO3的量多 D．1mol浓HNO3被还原转移2mol电子 【答案】D 【解析】A．Cu与浓、稀HNO3均可反应，不需要加热，A正确； B．浓硝酸的氧化性强于稀硝酸，故浓硝酸与铜反应比稀硝酸与铜反应剧烈，即浓硝酸更容易和铜反应，B正确； C．Cu与浓硝酸反应化学方程式为Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，与稀硝酸反应的方程式为3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，生成等量的硝酸铜，消耗的浓硝酸量多，C正确； D．Cu与浓硝酸反应化学方程式为Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，1mol浓硝酸被还原为NO2，转移1mol电子，D错误； 故答案选D。 6．图甲、乙、丙均为验证铜和浓硝酸反应的装置： (1)甲、乙、丙三个装置中共同发生的化学方程式是 。 (2)和甲装置相比，乙装置的优点是① ；② 。 (3)为了进一步验证和水的反应，某学生设计了丙装置。实验时先关闭活塞 ，再打开活塞 ，才能使气体充满②试管；当气体充满②试管后，将铜丝提起与溶液脱离。欲使烧杯中的水进入②试管，应该 。 【答案】(1) (2) 可以控制反应的发生与停止 可吸收气体，防止污染环境 (3) c 先关闭b，再关闭a，然后打开c，用手捂住②试管 【分析】铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、NO2和水，NO2有毒会污染环境，要进行尾气处理。 【解析】（1）甲、乙、丙三个装置中均为铜和浓硝酸的反应，反应方程式为：； （2）和甲装置相比，乙装置中可利用氢氧化钠溶液进行尾气吸收，同时可通过上下移动铜丝控制反应的发生或停止；故乙装置的优点是：①控制反应的发生与停止；②可吸收气体，防止污染环境； （3）实验丙中，实验时先关闭活塞c，再打开活塞，才能使气体充满②试管；当气体充满②试管后，将铜丝提起与溶液脱离停止反应。欲使烧杯中的水进入②试管应该先关闭b，再关闭a，然后打开c，用手捂住②试管，使NO2气体先进入烧杯中与水反应使气体减少，压强减小，利用形成的压强差将烧杯中的水压入②试管中。 考点三 不同价态含氮物质的转化 7．X、Y、Z、M、N均含有一种相同的元素，其中只有X为单质，且常温常压下X为气体。上述物质之间的转化关系如图所示(反应条件和部分生成物已省略)。下列说法正确的是 A．Z不能用排空气法收集 B．N在光照条件下也生成Y C．均发生氧化还原反应 D．X、Y、Z、W均为有毒气体 【答案】C 【分析】X、Y、Z、M、N均含有一种相同的元素，其中只有X为单质，且常温常压下X为气体，X经两步氧化反应生成M，M与水反应生成的N能与铜反应生成Y，CO可将Y还原为X，则可推测N为HNO3，Y为NO，M为NO2，X为N2，X与氢气反应生成Z，则Z为NH3，据此回答。 【解析】A．由分析知，Z为NH3，密度比空气小，可以用向下排空气法收集，A错误； B．物质N为HNO3，HNO3在光照条件下可发生分解反应：，不生成物质Y(NO)，B错误； C．由分析知，，N元素的化合价从，由化合价的变化，均发生氧化还原反应，C正确； D．由分析知，X为N2，是无色无味的无毒气体，D错误； 故选C。 8．部分含N的纯净物的“价-类”二维图如图所示。下列叙述正确的是 A．雷雨天可实现b→c→d→e的转化 B．a、c均可以用浓硫酸干燥 C．d和水反应生成b和e D．a只有还原性，没有氧化性 【答案】A 【分析】根据N元素的化合价以及物质类别可判断，a为NH3，b为N2，c为NO，d为NO2，e为HNO3，据此分析解答。 【解析】A．雷雨天，氮气（b，N2）在放电条件下与氧气反应生成NO（c，），NO（c）进一步被氧气氧化为NO2（d，2NO+O2=2NO2），NO2（d）与水反应生成HNO3（e，3NO2+H2O=2HNO3+NO），可实现b→c→d→e的转化，A正确； B．a为NH3（氢化物，-3价），NH3是碱性气体，会与浓硫酸反应（2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4），不能用浓硫酸干燥；c为NO（氧化物，+2价），NO与浓硫酸不反应，可用浓硫酸干燥，二者并非均能干燥，B错误； C．d为NO2（氧化物，+4价），NO2与水反应的方程式为3NO2+H2O=2HNO3+NO，生成的是HNO3（e）和NO（c），而非b（N2）和e，C错误； D．a为NH3，N元素处于最低价态，具有还原性；但H元素为+1价，可被还原为0价，如与强还原剂反应生成H2，故NH3既有还原性也有氧化性，D错误； 故选A。 9．“价-类-途”体现了元素化合物的内在联系和应用价值，氮及其化合物的三维关系如图所示。下列说法正确的是 A．可以作为冶炼镁的保护气 B．由生成B的反应是工业制D的基础 C．C可以与NaOH溶液反应，属于酸性氧化物 D．实验室中可通过加热消石灰和F固体混合物的方法制取气体A 【答案】B 【分析】由价类图可知，A是(-3价氮的氢化物)，B是NO(+2价氮的氧化物)，C是NO(+4价氮的氧化物)，D是HNO3(+5价氮的酸)，E是NH3·H2O(-3价氮的碱)，F有两个：-3价氮的盐是铵盐(如NH4Cl)，+5价氮的盐是硝酸盐(如NaNO3)，据此解答。 【解析】A．Mg在点燃条件下会与反应生成，因此不能作为冶炼镁的保护气，A错误； B．由分析可知，A为，B为，D为 HNO3，的催化氧化(即被氧化生成NO)是工业制硝酸(D为 HNO3)的基础，即由生成B的反应是工业制D的基础，B正确； C．由分析可知，C为，与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为：，反应中N元素化合价发生变化，不属于酸性氧化物(酸性氧化物与碱反应只生成盐和水，无化合价变化)，C错误； D．由分析可知，F为铵盐(如NH4Cl)或硝酸盐(如NaNO3)，当F为铵盐(如NH4Cl)时，实验室中可通过加热消石灰和F固体混合物的方法制取气体A()，发生反应：；当F为硝酸盐(如NaNO3)时，实验室中不能通过加热消石灰和F固体混合物的方法制取气体A，D错误； 故选B。 考点四 酸雨的危害及防治 10．减少酸雨产生可采取的措施正确的是 A．把工厂烟囱造高 B．燃料脱硫 C．在已酸化的土壤中加石灰水 D．多用煤作燃料 【答案】B 【分析】酸雨的形成主要是含硫燃料燃烧时形成的SO2在空气中造成的，减少酸雨的一个重要方法是使燃料脱硫。 【解析】A．把工厂烟囱造高并不能减少二氧化硫的排放，还会产生酸雨，A错误； B．燃料脱硫后，燃烧不会产生二氧化硫，可以减少酸雨产生，B正确； C．在已酸化的土壤中加石灰水，并不能减少二氧化硫的排放，C错误； D．煤中含有硫元素，用煤作燃料会产生二氧化硫，不能减少酸雨产生，D错误； 故选B。 11．酸雨的形成主要是由于 A．森林遭到乱砍滥伐，破坏了生态平衡 B．家用炉子排出的气体 C．大气中二氧化碳的含量增加 D．工业上大量燃烧含硫燃料 【答案】D 【解析】A．森林遭到乱砍滥伐，破坏了生态平衡，但与酸雨的形成无关，故A错误； B．家用炉子排出的气体中主要含有二氧化碳，可能会产生少量的二氧化硫，但不是形成酸雨的主要原因，故B错误； C．大气中二氧化碳的含量增加，会导致温室效应，但与酸雨的形成无关，故C错误； D．工业上大量燃烧含硫燃料如煤、石油等，会产生大量的二氧化硫等气体，是形成酸雨的主要原因，故D正确； 答案选D。 12．形成硫酸型酸雨的主要原因是 A．未经处理的工业废水的任意排放 B．大气中二氧化碳含量的增多 C．工业上大量含硫燃料的使用 D．汽车尾气的排放 【答案】C 【解析】A．未经处理的工业废水的任意排放会造成水污染，A不符合题意； B．大气中二氧化碳含量的增多会造成温室效应，B不符合题意； C．工业上大量含硫燃料的使用可生成大量SO2，SO2在空气中可转化为H2SO4，形成硫酸型酸雨，C符合题意； D．汽车尾气的排放主要产生氮的氧化物，进入空气会造成光化学烟雾、硝酸型酸雨等，D不符合题意； 故选C。 知识导图记忆 知识目标复核 【学习目标】 1.熟悉掌握硝酸的性质和用途，了解工业制硝酸的方法。 2.通过构建氮及其化合物之间的转化关系，了解氮气及其化合物的价类二维图，能够熟练掌握氮气及其化合物的转化方程式。 3.认识硫、氮的化合物对生态环境的影响，了解酸雨及防治。 【学习重难点】 1.硝酸性质、用途及制备 2.氮气及其化合物的价类二维图分析 3.酸雨的危害及防治 1．下列对于硝酸的认识,不正确的是 A．浓硝酸在见光或受热时会发生分解 B．金属与硝酸反应不产生氢气 C．可用铁和铝制品盛装浓硝酸 D．铜与硝酸的反应属于置换反应 【答案】D 【解析】A．浓硝酸不稳定，在见光或受热时分解生成二氧化氮、氧气和水，反应方程式为4HNO32H2O＋4NO2↑＋O2↑，A正确； B．硝酸具有强氧化性，能被金属还原生成氮的化合物，没有H2生成，B正确； C．常温下，浓硝酸和Fe、Al发生氧化还原反应生成一层致密的氧化物薄膜而阻止进一步被氧化，该现象为钝化现象，所以可用铁和铝制品盛装浓硝酸，C正确； D．铜和硝酸反应生成硝酸铜、氮氧化物和水，没有单质生成，不属于置换反应，D错误。 答案选D。 2．下列环境问题与产生的主要原因不相符的是 ①“光化学烟雾”主要是由汽车排放的氮氧化物所引起的   ②“酸雨”主要是由空气中CO2的浓度增大引起的   ③“温室效应”主要是由空气中CO2浓度增大引起的 ④“赤潮”主要是由于水体中N、P等元素含量过高而引起的 A．只有①② B．只有②③ C．全部 D．只有② 【答案】D 【解析】①“光化学烟雾”主要是由汽车排放的氮氧化物所引起的，能引起人的呼吸道疾病，故①正确； ②“酸雨”能直接破坏农作物、土壤、建筑物等，酸雨是由氮的氧化物、SO2等引起的，故②错误； ③“温室效应”主要是由空气中CO2浓度增大引起的，故③正确； ④“赤潮”主要是由水体中P、N等元素过量引起的，造成水体富营养化，故④正确。 所以与产生的主要原因不相符的只有②。故选D。 3．含氮化合物及其单质的“类别-价态”二维图如图，下列相关分析或预测正确的是 A．A可使湿润的蓝色石蕊试纸变红 B．C和O2在高温高压催化剂的条件下生成NO2 C．实验室可用NaNO3固体和浓H2SO4在加热条件下制备D D．从物质类别角度分析，C和NO2都属于酸性氧化物 【答案】C 【分析】由“类别-价态”二维图可知，A为NH3，B为N2H4，C为NO，D为HNO3； 【解析】A．NH3是碱性气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，故A错误； B．NO与氧气常温下反应生成NO2，不需要高温高压催化剂的条件，故B错误； C．可用NaNO3固体和浓H2SO4在加热条件下制备HNO3，这利用了难挥发性酸制易挥发性酸的原理，故C正确； D．能与碱反应只生成一种盐和水的氧化物为酸性氧化物，NO和NO2都不是酸性氧化物，它们是不成盐氧化物，故D错误； 答案选C。 4．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．试管内壁上的银镜可用稀硝酸除去——酸性 C．不能用稀硝酸与FeS固体反应制取H2S——强氧化性 D．要用棕色试剂瓶盛装浓硝酸——不稳定性 【答案】B 【解析】A．硝酸与FeO反应生成和NO，既体现酸性（与碱性氧化物FeO反应）又体现氧化性（氧化），A正确； B．稀硝酸与银反应生成NO，主要利用硝酸的强氧化性，B错误； C．稀硝酸与FeS反应时，被氧化，无法生成，对应硝酸的强氧化性，C正确； D．浓硝酸见光分解，需棕色瓶避光保存，对应不稳定性，D正确； 故答案选B。 5．下列各组离子在溶液中能大量共存的是 A．、、、 B．、、、 C．、、、 D．、、、 【答案】B 【解析】A．Na+、Fe2+、H+、中，H+和在酸性条件下可氧化Fe2+生成Fe3+和NO等，发生氧化还原反应，不能大量共存，故A错误； B．、H+、Cu2+、Cl-中，所有离子之间不生成沉淀、气体、弱电解质或不发生氧化还原反应，可以大量共存，故B正确； C．Ca2+、Cl-、、OH-中，Ca2+和会生成CaCO3沉淀，Ca2+和OH-会生成Ca(OH)2微溶，不能大量共存，故C错误； D．、Ag+、K+、OH-中，Ag+和OH-会生成AgOH沉淀（分解为Ag2O），且和OH-反应生成和H2O，不能大量共存，故D错误； 故选B。 6．下列关于浓硝酸的说法错误的是 A．能溶解铜单质 B．能用铁罐车运输 C．长时间敞口置于空气中浓度不变 D．用棕色细口瓶保存 【答案】C 【解析】A．浓硝酸具有强氧化性，可将铜氧化，能溶解铜单质，A正确； B．浓硝酸具有强氧化性，常温下将铁钝化，形成致密的氧化膜，浓硝酸能用铁罐车运输，B正确； C．浓硝酸易挥发，长时间敞口置于空气中浓度变小，C错误； D．浓硝酸不稳定，见光易分解，常用棕色细口瓶避光保存，D正确； 故答案为：C。 7．氮及其化合物的价类二维图如图所示，下列有关说法正确的是 A．除去NO2中混有的NO，可将气体通过盛有H2O的洗气瓶 B．“雷雨发庄稼”的原理为→硝酸盐 C．王水能溶解Au、Pt等金属，由浓HCl与浓HNO3按体积比1：3混合而成 D．向浓中投入红热的木炭，产生红棕色气体，一定可以证明产生于木炭与浓的反应 【答案】B 【解析】A．二氧化氮和水生成硝酸和NO，想保留的物质反应了，A错误； B．“雷雨发庄稼”的原理为氮气和氧气放电生成一氧化氮，一氧化氮和氧气转化为二氧化氮，二氧化氮和水生成硝酸，硝酸转化为含氮元素的盐，B正确； C．王水由浓HCl与浓HNO3按体积比3：1混合而成，能溶解Au、Pt等金属，C错误； D．向浓中投入红热的木炭，产生红棕色气体，可能是木炭可与浓反应生成二氧化氮，也可能是浓硝酸受热分解产出了二氧化氮，D错误； 故选B。 8．将相同质量的铜分别和过量浓硝酸、稀硝酸反应，下列叙述正确的是（    ） A．反应生成气体的物质的量相等 B．消耗硝酸的物质的量：前者多，后者少 C．反应生成气体的颜色：前者浅，后者深 D．反应中转移的电子总数：前者多，后者少 【答案】B 【解析】A、根据方程式Cu＋4HNO3(浓)＝Cu(NO3)2＋2H2O＋2NO2↑和3Cu＋8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2＋4H2O＋2NO↑可知反应生成气体的物质的量不相等，A错误； B、根据方程式Cu＋4HNO3(浓)＝Cu(NO3)2＋2H2O＋2NO2↑和3Cu＋8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2＋4H2O＋2NO↑可知浓硝酸消耗的多，B正确； C、二氧化氮是红棕色气体，NO是无色气体，C错误； D、反应中消耗的铜一样多，所以转移的电子数一样多，D错误； 答案是B。 9．某学习小组为研究铜与浓、稀HNO3反应的差异，设计了如图所示的实验装置。 下列说法不正确的是 A．反应开始前通入过量的CO2气体，目的是排除装置内的空气 B．A中的离子方程式为：Cu+2NO3- +4H+==Cu2++2NO2↑+2H2O C．当B中0.03 mol铜粉被氧化时，B中产生的NO气体大于0.02 mol D．C装置中装入一定量的水进行尾气处理 【答案】D 【分析】研究铜与浓、稀HNO3反应的差异，先利用二氧化碳将装置中的空气排出，防止Cu与稀硝酸反应生成的NO被氧化，滴加浓硝酸时Cu与浓硝酸反应生成二氧化氮，在B中发生3NO2+H2O＝2HNO3+NO、3Cu+8HNO3＝3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O，C中收集到NO气体，最后尾气处理，据此分析作答。 【解析】A. 反应开始前通入过量的CO2气体，目的是排除装置内的空气，A正确； B. A中铜与浓硝酸反应的离子方程式为：Cu+2NO3-+4H+＝Cu2++2NO2↑+2H2O，B正确； C. B中发生3NO2+H2O＝2HNO3+NO、3Cu+8HNO3＝3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O，因此当B中0.03 mol铜粉被氧化时，B中产生的NO气体大于0.02 mol，C正确； D. NO不溶于水，C装置中装入一定量的水不能进行尾气处理，D错误； 答案选D。 【点睛】本题考查性质实验设计，为高频考点，把握实验装置的作用、发生的反应为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意从实验原理、物质的性质特点、干扰物质的排除等方面分析判断。 10．关于反应(极稀)，下列说法正确的是 A．反应中只表现氧化性 B．反应中电子由硝酸转移到锌 C．是还原产物 D．氧化剂和还原剂的物质的量之比为 【答案】D 【解析】A． HNO3在反应中部分氮被还原（表现氧化性），部分形成硝酸盐（表现酸性），因此不只表现氧化性，A错误； B．电子从还原剂锌转移到氧化剂硝酸中的氮，因此电子由锌转移到硝酸，B错误； C．Zn(NO3)2是锌被氧化（化合价升高）后的产物，属于氧化产物，还原产物为，C错误； D．氧化剂为被还原的HNO3（物质的量为1mol），还原剂为Zn（物质的量为4mol），二者物质的量之比为1:4，D正确； 故选D。 11．硝酸被称为“国防工业之母”，是制取炸药的重要原料。下列关于硝酸的说法正确的是 A．硝酸能与FeO反应，只表现氧化性 B．浓硝酸具有强氧化性，但常温下与铁、铝不反应 C．将分别蘸有浓硝酸和浓氨水的玻璃棒相互靠近时，有白烟生成 D．红热的炭投入浓硝酸中，产生红棕色气体证明炭与浓硝酸发生了化学反应 【答案】C 【解析】A．硝酸与FeO反应时，既作为酸提供，又作为氧化剂将氧化为，离子方程式为，因此硝酸同时表现酸性和氧化性，而非“只表现氧化性”，A错误； B．浓硝酸常温下与铁、铝接触会发生钝化反应，表面生成致密氧化膜阻止进一步反应，但钝化本身属于化学反应，因此“不反应”的表述不准确，B错误； C．浓硝酸有挥发性，挥发出的与浓氨水挥发的结合生成固体颗粒，形成白烟，C正确； D．红棕色气体可能由浓硝酸受热分解产生，并非炭与硝酸反应的直接证据，无法据此证明二者发生反应，D错误； 故选C。 12．氮及其化合物的转化关系如图。已知阿伏加德罗常数的值为。下列说法正确的是 A．所含电子数为 B．利用反应①和反应②制备等体积的NO时，两个反应消耗的的质量之比为5:2 C．溶液中所含阳离子数目为 D．浓硝酸在光照条件下分解生成，分解时转移电子数为 【答案】B 【解析】A．中含有电子数：7+2×8=23，的物质的量为mol，所含电子数为，A错误； B．反应①为，反应②为N2+O22NO，制备等体积（等物质的量）的NO时，两个反应消耗的的物质的量之比为:，质量之比为5:2，B正确； C．未说明溶液的体积，无法计算溶液中所含阳离子数目，C错误； D．浓硝酸在光照条件下分解生成，N元素由+5价下降到+4价，分解时转移电子数为0.5，D错误； 故选B。 13．将一定质量的铜溶于100mL 11mol/L的浓硝酸中，待铜完全溶解后，生成0.4mol NO2和NO的混合气体，并测得溶液中H+的浓度为1mol/L。假设反应后溶液的体积仍为100mL，则金属铜的质量为 A．6.4g B．9.6g C．12.8g D．19.2 g 【答案】D 【解析】将一定质量的铜溶于100mL 11mol/L的浓硝酸中，铜和硝酸反应生成硝酸铜、NO、NO2，待铜完全溶解后，生成0.4mol NO2和NO的混合气体，并测得溶液中H+的浓度为1mol/L，说明反应剩余硝酸的物质的量为1mol/L×0.1L=0.1mol，根据N元素守恒，反应生成硝酸铜的物质的量为，根据铜元素守恒，金属铜的质量为0.3mol×64g/mol=19.2 g，选D。 14．某化学学习小组借助如图装置对浓硝酸的性质进行探究。 (1)连接装置， 后开始如下实验：将燃烧匙中的木炭在酒精灯上加热至红热状态，立即伸入三颈烧瓶中，并塞紧瓶塞滴加浓硝酸，可观察到瓶中产生红棕色的气体。 (2)装置C中盛有足量的Ba(OH)2溶液，反应一段时间后可观察到C中出现白色沉淀，该白色沉淀为 (写化学式)。 (3)装置D中收集到了无色气体，同学甲认为是NO，乙认为是O2，丙认为是NO和O2。 ①甲、乙、丙三人的判断中肯定不合理的是 。 ②下列对该气体的检验方法合适的是 (填字母)。 A．敞口观察集气瓶内气体的颜色变化 B．将润湿的蓝色石蕊试纸伸入集气瓶内，观察试纸是否变红 C．将带火星的木条伸入集气瓶中，观察木条是否复燃 ③如果集气瓶中收集到的无色气体是氧气，则氧气的来源是(用化学方程式表示) 。 【答案】(1)检验装置气密性 (2)BaCO3 (3) 丙 C 4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O 【分析】本题为实验探究题，探究炽热的木炭与浓硝酸反应，即装置A发生的反应为：C+4HNO3(浓)4NO2+CO2+2H2O，装置B为防止倒吸装置，装置C为NO2与H2O反应，3NO2+H2O=2HNO3+NO，由于NO和O2反应生成NO2而不能共存，若装置D中收集的气体含有O2说明A中发生了副反应4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O，据此分析解题。 【解析】（1）有气体生成或气体参与的反应，实验前必须先检查装置的气密性，故答案为：检查装置的气密性； （2）装置C中盛有足量Ba(OH)2溶液，二氧化碳通入其中，产生白色BaCO3沉淀，故答案为：BaCO3； （3）①甲、乙、丙三人的判断中肯定不合理的是丙，因为NO与O2不能共存，会反应生成NO2，故答案为：丙； ② A．如果集气瓶内气体是NO，虽然通过敞口观察可以看到红棕色，但氮的氧化物有毒，会污染空气，A不合题意； B．湿润的蓝色石蕊试纸不能区别一氧化氮和氧气，B不合题意； C．将带火星的木条伸入集气瓶中，观察木条是否复燃，可以判断集气瓶中是否是氧气，C符合题意， 故答案为：C； ③如果集气瓶中收集到的无色气体是氧气，则氧气的来源是浓硝酸受热分解：4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O，故答案为：4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O。 15．氮元素是高中化学学习的一种重要非金属元素，其价类二维图如图所示。 请回答下列问题： (1)Y代表的物质类别是 ；在反应①～⑤中，不属于氧化还原反应的是 （填序号）。 (2)与图中的物质W常用于的检验，则W的化学式为 。 (3)除去X中混有的少量的方法是 。 (4)工业上以氨气为原料制备硝酸的第一步反应为氨的催化氧化，该反应的化学方程式为 。 (5)用集气瓶收集气体并倒置在水槽中，然后缓慢通入适量，如图所示。一段时间后，集气瓶中充满溶液。写出该过程总反应的化学方程式： 。该实验对工业上生产硝酸的启示是 。 (6)将3.2g铜与50mL一定浓度的硝酸充分反应，铜完全溶解，得到和NO混合气体的体积为8.96L（已折算为标准状况下）。待产生的气体全部释放后，向溶液中加入100mL 的NaOH溶液，恰好使溶液中的铜离子全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为 。 【答案】(1) 单质 ⑤ (2) (3)将混合气体通过盛水的洗气瓶进行洗气，然后再干燥 (4) (5) 向中通入足量的氧气，能使氮元素全部转化为硝酸，以提高原料利用率 (6)12 【解析】（1）Y所对应的物质为氮气，只由一种元素组成，物质类别为单质；在反应①～④中，N元素化合价发生变化，属于氧化还原反应，反应⑤中N元素化合价均为价，则不属于氧化还原反应的是⑤。 （2）由价类二维图可知，W物质为含价N元素的盐类，又与图中的物质W常用于的检验，故推知W的化学式为。 （3）NO不溶于水，可与反应生成和NO，因此可用盛水的洗气瓶除去NO中的少量，将混合气体通过盛水的洗气瓶进行洗气，然后再干燥。 （4）工业以氨气为原料制备硝酸的第一步反应为氨的催化氧化生成NO和，发生的反应为：。 （5）用集气瓶收集二氧化氮气体并倒置在水槽中，然后缓慢通入适量氧气，一段时间后，集气瓶中充满溶液，说明和按照物质的量之比4∶1与水反应，因此反应的化学方程式为；工业上利用二氧化氮与水反应制硝酸时会产生一氧化氮，为了使原料充分利用，可向反应中通入足量的氧气，将氮元素全部转化为硝酸。 （6）恰好使溶液中的全部转化成沉淀，由N原子守恒可知，原硝酸的物质的量=混合气体的物质的量＋NaOH的物质的量，则原硝酸溶液的浓度为。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $