内容正文:
大单元三 第二单元 非金属及其化合物
第7讲 硝酸 氮及其化合物的相互转化
【高考考向预测】
硝酸与氮及其化合物转化,重点掌握浓、稀硝酸的强氧化性差异、反应规律与产物判断,梳理不同价态含氮物质的氧化还原转化链条,兼顾硝酸相关计算、离子反应、实验探究与尾气处理;近三年在选择、实验、化工题中高频考查,考频极高;预测2027年侧重结合工业应用、废气处理情境,强化多步转化分析、混合物定量计算以及实验方案的设计与评价。
【双基自测●明考向】
1.(26-27高三·全国·一轮复习)利用根据①稀盐酸,②,③溶液,证明与可溶性钡盐均可生成白色沉淀。(_____)
【答案】错误
【详解】将稀盐酸加到亚硫酸钠溶液中可以生成二氧化硫气体,二氧化硫气体通入到硝酸钡溶液中,二氧化硫溶于水生成亚硫酸使溶液呈酸性,硝酸根在酸性条件下表现强氧化性可把亚硫酸氧化为硫酸,硫酸根与钡离子结合为硫酸钡沉淀,因此不能证明二氧化硫与可溶性钡盐均能生成白色沉淀。
【点睛】
2.(25-26高三·全国·一轮复习)用稀硝酸溶解少量Cu粉:。(_____)
【答案】错误
【详解】该书写不符合离子方程式的书写规则,是可溶性强电解质,在离子方程式中需要拆分为和,消去两边相同的离子后,正确的离子方程式为:,因此原书写错误。
3.(25-26高三·全国·一轮复习)Fe与稀反应不生成。(____)
【答案】正确
【详解】硝酸属于强氧化性酸,Fe与稀硝酸反应时,酸性条件下的氧化性强于,反应中得电子的是,还原产物一般为,不会生成,因此该说法正确。
4.(25-26高三·全国·一轮复习)浓硝酸与Cu反应生成,稀硝酸与Cu反应生成NO。(____)
【答案】正确
【详解】 铜与浓硝酸反应的化学方程式为,还原产物以为主; 铜与稀硝酸反应的化学方程式为,还原产物以为主;因此该说法正确。
5.(25-26高三·全国·一轮复习)铁与稀硝酸(过量)反应生成,过量Fe与稀反应生成。(____)
【答案】正确
【详解】稀硝酸是强氧化性酸,与Fe反应时首先将Fe氧化为:
1. 当稀硝酸过量时,Fe被完全氧化,反应为,产物为;
2. 当Fe过量时,生成的会与过量Fe发生归中反应:,最终产物为。
因此题干表述符合反应事实,是正确的。
6.(25-26高三·全国·一轮复习)常温下,将5.6 g铁片投入足量浓硝酸中,充分反应后转移电子数为。(______)
【答案】错误
【详解】常温下铁遇浓硝酸会发生钝化,铁表面生成致密的氧化物薄膜,阻碍内部铁继续与浓硝酸反应,铁无法完全消耗,5.6g铁的物质的量为,若铁完全反应生成+3价铁化合物,转移电子数为,但钝化条件下反应不能持续进行,实际转移电子数远小于,因此错误。
7.(26-27高三·全国·一轮复习)取一定量样品,溶解后加入溶液,产生白色沉淀。加入浓,仍有沉淀,则此样品中含有。(_____)
【答案】错误
【详解】浓硝酸具有强氧化性,若原样品中只有,加入后会生成白色沉淀,会被浓硝酸氧化为不溶于酸的沉淀,因此无法证明原样品中一定含有,题干说法错误。
8.(26-27高三·全国·一轮复习)向溶液中先通入适量,无明显现象,再加入稀,有白色沉淀生成,故稀有氧化性。(_____)
【答案】正确
【详解】向溶液中通入时,与水反应生成,由于酸性弱于,无法发生复分解反应生成沉淀,因此无明显现象;加入稀硝酸后,稀具有氧化性,可将中+4价的氧化为+6价的,对应离子反应为,该过程中中N元素化合价从+5降低为+2,作氧化剂,体现氧化性,生成的与结合生成难溶于酸的白色沉淀,与实验现象吻合,因此题干结论成立。
9.(26-27高三·全国·一轮复习)常温下,铝与稀硝酸反应可以制取氢气。(________)
【答案】错误
【详解】硝酸属于强氧化性酸,常温下稀硝酸与铝反应时,酸性环境下的硝酸根离子氧化性强于氢离子,硝酸根离子优先得到电子被还原为NO等含氮化合物,不会生成氢气,因此题干说法错误。
10.(25-26高三·全国·一轮复习)将足量铜放入稀硝酸中,反应停止后再加稀硫酸,因铜与稀硫酸不反应,故无现象。(____)
【答案】错误
【详解】铜与稀硝酸反应停止后,溶液中存在反应生成的硝酸铜,硝酸铜会电离出硝酸根;加入稀硫酸后,硫酸电离出的与溶液中的硝酸根共同构成稀硝酸体系,可与过量的铜继续发生离子反应:,能观察到有无色气体生成,气体接触空气后变为红棕色,并非无现象,因此题干描述错误。
【核心梳理●明考点】
考点一 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
不论浓硝酸、稀硝酸都具有强氧化性,而且浓度越大,氧化性越强。
①与不活泼金属反应
a.稀硝酸与铜反应的化学方程式:3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O;
b.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
浓硝酸与木炭反应的化学方程式: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++N===3Fe3++NO↑+2H2O。
【考点突破●明方向】
1.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( )
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1 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
【答案】D
【解析】A.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项错误;B.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项错误;C.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项错误;D.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项正确。
2.下述实验中均有红棕色气体产生,对比分析所得结论不正确的是( )
①
②
③
A.①中发生了反应4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O
B.由②中产生红棕色气体可推测木炭与浓硝酸发生了反应
C.由③中有红棕色可推测出浓硝酸可能具有挥发性
D.③中气体产物中检测出CO2,不能得出木炭与浓硝酸发生反应的结论
【答案】B
【解析】A项,浓硝酸受热易分解,故①中发生的反应为4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O,A正确;B项,红热木炭会使浓硝酸受热分解生成二氧化氮、氧气和水,则红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应,B错误;C项,③中红棕色气体表明浓硝酸挥发产生的硝酸蒸气与红热木炭反应生成二氧化碳、二氧化氮和水,反应中氮元素的化合价降低被还原,硝酸是氧化剂,二氧化氮是还原产物,C正确;D项,红热木炭可与空气中氧气反应生成二氧化碳,则③中气体产物中检测出二氧化碳不能说明木炭一定与浓硝酸发生了反应,D正确。
3.某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL,平均分成两份。向其中一份中逐渐加入铜粉,最多能溶解9.6 g Cu。向另一份中逐渐加入铁粉,产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图所示(已知硝酸只被还原为NO气体)。下列分析或结果错误的是( )
A.原混合酸中N的物质的量为0.1 mol
B.OA段产生的是NO,AB段的反应为Fe+2Fe3+===3Fe2+,BC段产生的是氢气
C.第二份溶液中的最终溶质为FeSO4
D.稀硫酸浓度为2.5 mol·L-1
【答案】A
【解析】铁粉既能与硝酸反应,也能与硫酸反应,从题图看出OA段产生的是NO,发生反应为Fe+4H++N===Fe3++NO↑+2H2O,AB段的反应为Fe+2Fe3+===3Fe2+,BC段产生的是氢气,反应为Fe+2H+===Fe2++H2↑,可知OA段N完全反应,第二份溶液中n(N)=n(Fe)==0.1 mol,溶液中最终溶质为FeSO4,此时反应的铁的质量是14.0 g,即0.25 mol,故原混合酸中H2SO4浓度为=2.5 mol·L-1,N物质的量为0.2 mol。
4.向含x mol HNO3和y mol H2SO4的混合稀溶液中缓慢加入铁粉,其氧化产物与所加铁粉的物质的量关系如图所示:
回答下列问题:
(1)Oa段发生反应的离子方程式为
。
(2)dc段表示的是 (填“Fe2+”或“Fe3+”)物质的量变化。
(3)x= ,y= 。
(4)反应至c点,可收集到标准状况下的气体为 L。
【答案】(1)Fe+N+4H+===Fe3++NO↑+2H2O (2)Fe2+ (3)0.1 0.2 (4)3.36
【解析】(3)在Oa段N完全转化为NO,由离子方程式可得,n(NO)=n(Fe3+)=0.1 mol,即x=0.1;c点溶质为FeSO4,溶液中Fe2+为0.2 mol,即n(FeSO4)=0.2 mol,根据硫酸根离子守恒得,n(H2SO4)=n(FeSO4)=0.2 mol,即y=0.2。
所以V=(0.1 mol+0.05 mol)×22.4 L·mol-1=3.36 L。
金属与硝酸反应计算的思维流程
考点二 氮及其化合物的转化
1.含氮元素物质之间的转化关系
2.完成图中序号对应的化学方程式(合理即可)
①N2+O22NO;
②4NH3+5O24NO+6H2O;
③3Mg+N2Mg3N2;
④3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O;
⑤Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O;
⑥NH3+HCl===NH4Cl;
⑦2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O。
【考点突破●明方向】
1.“价—类”二维图是学习元素化合物的工具,图中a~g分别表示不同价态的氮元素所对应的物质,下列说法正确的是( )
A.液态a可用作制冷剂
B.a与c不能发生化学反应
C.常温下,稀的e溶液可以用铁罐车运输
D.f属于强电解质
【答案】A
【解析】由图可知,a为-3价的氢化物,即NH3,b为N2,c为+2价的氧化物,即NO,d为+4价的氧化物,即NO2或N2O4,e为+5价的含氧酸,即HNO3,f为-3价的碱,即NH3·H2O,g为-3价的盐,即铵盐,据此分析作答。A.液氨汽化时要吸收大量热量,可用作制冷剂,A正确;B.NH3与NO在一定条件下可发生生成N2的归中反应,B错误;C.根据分析可知,e为HNO3,铁遇浓硝酸常温下钝化,浓硝酸可以用铁罐车运输,但铁遇稀硝酸常温下不发生钝化,故稀硝酸不能用铁罐车运输,C错误;D.根据分析可知,f为NH3·H2O,属于弱电解质,D错误。
2.(2025·八省联考陕西卷)下列物质在一定条件下的转化关系如图所示。E、G、Q、R均为气体,其中R为红棕色。下列说法正确的是( )
A.E、G、Q、R、T所含同种元素化合价依次升高
B.E的水溶液能导电,所以E是电解质
C.Q和E可用排水法收集
D.铜与不同浓度的T溶液反应均可生成Q
【答案】A
【解析】由图可知,E、G、Q、R、T均含氮元素,故E为NH3、G为N2、Q为NO,R为NO2,T为HNO3;A.由分析可知:E、G、Q、R、T所含同种元素化合价依次升高,A符合题意;B.E为NH3,NH3是非电解质,B不符合题意;C.E为NH3,NH3极易溶于水,不能排水集气,C不符合题意;D.铜和浓硝酸反应的还原产物是二氧化氮,铜和稀硝酸反应的还原产物是一氧化氮,D不符合题意。
3.常见无机物A、B、C、D存在如图转化关系:
(1)若A是一种碱性气体,常用作制冷剂,B是汽车尾气之一,遇空气会变色,则反应①的化学方程式为 。
(2)若A为常见挥发性强酸,D是生产生活中用量最大、用途最广的金属单质,则B的化学式是 。
(3)若A、C、D都是常见气体,C是形成酸雨的主要气体,则A的电子式是 。
(4)若A、B、C的水溶液均显碱性,焰色试验均为黄色,D为CO2,举出C的一种用途:
。
【答案】(1)4NH3+5O24NO+6H2O
(2)Fe(NO3)3 (3)H︰︰H (4)治疗胃酸过多、作发酵粉、用于泡沫灭火器等(任答其中一种即可)
【解析】(1)由题意知,A为氨气,B是NO,D是氧气,C是二氧化氮,反应①的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O。(2)由题意知,A是硝酸,B是硝酸铁,C是硝酸亚铁,则B的化学式为Fe(NO3)3。(3)由题意知,C是二氧化硫,A是硫化氢,D是氧气,B是S,A的电子式是H︰︰H。(4)若A、B、C的水溶液均显碱性,焰色试验均为黄色,说明都含有Na元素,D为CO2,A为NaOH,B是碳酸钠,C为碳酸氢钠。
4.工业上在一定条件下可用NH3将NO2还原,减少二氧化氮的污染。某同学在实验室对该反应应进行了模拟,实验设计如图所示(部分夹持装置省略):
回答下列问题:
(1)用装置A制备NH3,实验室通常选用的化学试剂是 (填名称)。
(2)装置B内的干燥剂可以是 (填字母,下同)。
a.五氧化二磷 b.氢氧化钠固体
c.生石灰 d.碱石灰
(3)实验室检验NH3选用的试纸可以是 。
a.湿润的淀粉碘化钾试纸
b.湿润的蓝色石蕊试纸
c.湿润的酚酞试纸
d.湿润的品红试纸
(4)装置D中发生反应的离子方程式为
。
铜丝设计为可抽动的目的是 。
(5)M装置可将NH3与NO2转化为环境友好的气体——氮气。若有NH3和NO2的混合气体1 mol,充分反应后所得到产物中(反应物可能有剩余),经氧化得到的N2比经还原得到的N2多1.4 g,则该1 mol混合气体中NH3与NO2的体积比是 。
a.2∶3 b.4∶3 c.5∶3 d.7∶3
【答案】(1)氯化铵和氢氧化钙 (2)bcd (3)c (4)Cu+4H++2N===Cu2++2NO2↑+2H2O 便于控制反应的开始与停止 (5)ad
【解析】(5)NH3还原NO2的化学方程式为6NO2+8NH37N2+12H2O,6 mol NO2与8 mol NH3反应时,经氧化得到的N2比经还原得到的N2多1 mol,即28 g,则当经氧化得到的N2比经还原得到的N2多1.4 g时,应为0.3 mol NO2与0.4 mol NH3反应,则NH3与NO2的物质的量比是0.4 mol∶(0.3 mol+0.3 mol)=2∶3,或者(0.4 mol+0.3 mol)∶0.3 mol=7∶3,故NH3与NO2的体积比是2∶3或7∶3,选ad。
本讲感悟
疑点:
盲点:
【限时训练】
(60分钟)
一、单选题
1.(2026·浙江·高考真题)下列反应方程式错误的是
A.浓硝酸见光分解:
B.红热的铁在水蒸气中反应:
C.向硫代硫酸钠滴加稀硫酸:
D.向硫酸铜加入过量的氨水:
【答案】A
【详解】A.浓硝酸见光分解的正确产物应为NO2,方程式为 :,A错误;
B.红热的铁与水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气,方程式 ,B正确;
C.硫代硫酸钠与稀硫酸反应生成硫单质沉淀和二氧化硫气体,方程式 ,C正确;
D.硫酸铜与过量氨水反应形成四氨合铜(II)离子,离子方程式正确,D正确;
故选A。
2.(2025·广西·高考真题)为探究不同浓度被还原的产物,进行如下实验。下列说法错误的是
装置
实验
溶液的浓度
步骤与现象
①
铁丝表面有气泡产生,溶液变为黄色;取出铁丝
液面上方出现红棕色气体
②
试管口出现红棕色气体
③
无明显红棕色气体;取少量上层溶液,加入足量溶液,加热,产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体
A.①中溶液变为黄色,可能是溶于溶液
B.“试管口出现红棕色气体”说明②中的被还原为
C.③中无明显红棕色气体,可能是生成了
D.“石蕊试纸变蓝”说明③中有被还原为
【答案】B
【详解】A.①中12mol/L HNO3溶液为浓硝酸,与铁反应生成NO2(红棕色气体),NO2溶于水可能使溶液呈黄色,该说法合理,A正确;
B.②中试管口出现红棕色气体,是因为生成的NO在试管口被O2氧化为NO2,说明HNO3被还原为NO而非NO2,B错误;
C.③中为0.5mol/L HNO3溶液为稀硝酸,无红棕色气体说明无NO2,若生成N2(无色气体),则不会出现红棕色,该可能性存在,C正确;
D.③中加入NaOH加热产生使石蕊试纸变蓝的气体(NH3),说明溶液中含,即HNO3被还原为,D正确;
故选B。
3.(2024·湖南·高考真题)某学生按图示方法进行实验,观察到以下实验现象:
①铜丝表面缓慢放出气泡,锥形瓶内气体呈红棕色;
②铜丝表面气泡释放速度逐渐加快,气体颜色逐渐变深;
③一段时间后气体颜色逐渐变浅,至几乎无色;
④锥形瓶中液面下降,长颈漏斗中液面上升,最终铜丝与液面脱离接触,反应停止。
下列说法正确的是
A.开始阶段铜丝表面气泡释放速度缓慢,原因是铜丝在稀HNO3中表面钝化
B.锥形瓶内出现了红棕色气体,表明铜和稀HNO3反应生成了NO2
C.红棕色逐渐变浅的主要原因是
D.铜丝与液面脱离接触,反应停止,原因是硝酸消耗完全
【答案】C
【详解】A.金属铜与稀硝酸不会产生钝化。开始反应速率较慢,可能的原因是反应温度较低,故A项说法错误;
B.由于装置内有空气,铜和稀HNO3反应生成的NO迅速被氧气氧化为红棕色的NO2,产生的NO2浓度逐渐增加,气体颜色逐渐变深,故B项说法错误;
C.装置内氧气逐渐被消耗,生成的NO2量逐渐达到最大值,同时装置内的NO2能与溶液中的H2O反应3NO2+H2O=2HNO3+NO,气体颜色变浅,故C项说法正确;
D.由于该装置为密闭体系,生成的NO无法排出,逐渐将锥形瓶内液体压入长颈漏斗,铜丝与液面脱离接触,反应停止,故D项说法错误;
答案选C。
4.(2026·辽宁沈阳·三模)的KOH溶液称为奈斯勒试剂,其制备流程及特色反应如图所示。下列说法错误的是
A.反应①中,稀硝酸表现氧化性和酸性
B.由反应②可知,用KI溶液可除去中的
C.反应③中消耗的和OH-的物质的量之比为
D.可用奈斯勒试剂检验NaHCO3中微量的
【答案】B
【分析】
制备流程为:Hg和过量的稀HNO3反应生成Hg(NO3)2,Hg(NO3)2再和过量的KI溶液反应生成K2[HgI4],K2[HgI4]再加入KOH溶液和微量的反应生成红色沉淀。
【详解】A.①反应方程式为,N元素化合价部分降低得到NO,部分不变生成,则稀硝酸既体现了强氧化性又体现了酸性,A正确;
B.KI溶液与AgNO3、Hg(NO3)2均能反应,则不能用KI溶液除去AgNO3溶液中的,B错误;
C.反应③的离子方程式为,则消耗的和的物质的量之比为,C正确;
D.据分析可知,奈斯勒试剂与微量可反应生成红色沉淀,故可用奈斯勒试剂检验NaHCO3中微量的,D正确;
故选B。
5.(2026·福建龙岩·模拟预测)从脱氯渣(主要成分为、、)中获取高纯银的流程如图所示。下列说法正确的是
已知:①流程中不产生氮氧化物;②;
③ ;
A.“酸浸”中硝酸的作用是氧化、
B.“滤液”的含阴离子为、、
C.“浸银”中,
D.“还原”中生成四面体构型的微粒与的个数相等
【答案】D
【分析】脱氯渣(主要成分为Ag、Pb、SiO2),加入HNO3、H2O2酸浸,将Ag、Pb转化为硝酸盐,加入NaCl沉银得到AgCl,Pb2+转化为滤液,滤渣中加入NH3•H2O得到,再加入N2H4•H2O得到金属Ag,据此分析解答。
【详解】A.根据题干信息“流程中不产生氮氧化物”,若硝酸作氧化剂,会被还原为氮氧化物,与题意不符。因此该步骤中H2O2作氧化剂,硝酸主要作用是提供酸性环境,A错误;
B.“滤液”是“沉银”步骤后得到的液体。在此步骤中,加入了NaCl,使得沉淀为,而与过量的形成可溶的络离子,滤液中确实含有和过量的 。但整个流程从“酸浸”开始就处于酸性环境中,溶液不可能含有大量的氢氧根离子,B错误;
C.将第一个反应式()从第二个反应式()中减去,得到,该反应的平衡常数 =,则,,C错误;
D.在“还原”步骤中,水合肼()将银氨络离子还原为单质银。水合肼被氧化为氮气(),根据得失电子守恒和电荷守恒配平反应的离子方程式为:, 中心原子价层电子对数为=4,且不含孤电子对,其空间构型为正四面体,则“还原”中生成四面体构型的微粒与Ag的个数相等,D正确;
故选D。
6.(2026·北京海淀·二模)下列方程式与所给事实不相符的是
A.用于呼吸面具:;
B.FeS用于除去废水中的:
C.浓用于清洗试管中的银镜:
D.实验室制氨气:
【答案】D
【详解】A.可与人呼出的水蒸气、反应释放,所给反应方程式正确,可用于呼吸面具,A不选;
B.的溶度积远小于,可发生沉淀转化将废水中转化为更稳定的沉淀除去,所给离子方程式正确,B不选;
C.浓硝酸具有强氧化性,可与发生氧化还原反应生成可溶性、和,所给方程式得失电子、原子均守恒,可用于清洗银镜,C不选;
D.实验室制备氨气需使用与共热:,若只加热得到的是与HCl的混合气体,且混合气体有可能在管口遇冷后又生成固体,无法得到纯净的,D选;
故选D。
7.(2026·河南驻马店·模拟预测)下列实验能达到实验目的的是
A.验证镁、铝的活泼性
B.煤的干馏
C.验证浓硝酸热分解能产生
D.制取乙二酸
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.镁的金属活泼性强于铝,该原电池中镁为负极,铝为正极,电流表指针向铝极偏转,可验证镁、铝的活泼性,A正确;
B.煤的干馏需要隔绝空气加强热,该装置通入空气,加热时煤会与氧气发生燃烧反应,无法实现干馏,B错误;
C.浓具有挥发性,加热条件下挥发的浓也可进入淀粉溶液,将氧化为使溶液变蓝,无法证明是浓热分解产生的发生氧化反应,C错误;
D.乙二醇与足量酸性溶液反应,会被彻底氧化为,无法生成乙二酸,D错误;
故选 A。
8.(2026·重庆·三模)绽放化学魅力,探索科学之美。下列反应的离子方程式书写正确的是
A.实验室制:(浓)
B.铁粉与过量稀硝酸反应:
C.将通入溶液中:
D.向中投入固体:
【答案】B
【详解】A.浓盐酸属于强酸,离子方程式中需要拆为和,正确离子方程式为,A错误;
B.稀硝酸过量时Fe被完全氧化为,反应为:,B正确;
C.碳酸酸性弱于盐酸,根据强酸制弱酸规律,与溶液不发生反应,无法生成沉淀,C错误;
D.与水反应时发生歧化,中的O全部来自,中的全部进入中,不会生成,离子方程式为,D错误;
故选B。
9.(2026·江西景德镇·三模)从废旧CPU中回收Au、Ag、Cu的部分流程如下:
已知:。下列说法不正确的是
A.酸溶时,溶解相同的原料,使用浓硝酸产生的氮氧化物比使用稀硝酸产生的多
B.向过滤所得滤液中加入过量浓氨水,可以分离Cu2+、Ag+
C.用浓盐酸和NaNO3也可以溶解金
D.向1 mol HAuCl4中加入过量Zn充分反应,最多消耗
【答案】B
【分析】由流程可知,向废旧CPU中加入硝酸溶液酸溶,将银、铜转化为银离子、铜离子,金不溶解,过滤得到含银离子和铜离子的滤液和滤渣;向滤渣中加入硝酸和氯化钠的混合溶液,将金溶解得到溶液,向溶液中加入锌粉,将转化为金,过滤得到金,据此分析。
【详解】A.浓硝酸与金属原料反应生成,与稀硝酸反应生成。以溶解为例,铜与浓硝酸反应方程式:,生成;铜与稀硝酸反应方程式:,生成,浓硝酸产生的氮氧化物更多,A正确;
B.都能与过量氨水反应生成铜氨配离子和银氨配离子,用过量的氨水无法分离,B错误;
C.在水溶液中电离产生,溶液中有硝酸根离子,相当于硝酸,具有强氧化性,并且会与金离子配位,使金溶解,C正确;
D.由分析可知,加入锌粉的目的是将转化为金,由题意可知为强酸,在溶液中完全电离出的氢离子也能与锌反应。根据得失电子守恒计算,完全反应时,设消耗的锌为,,解得,最多消耗,D正确;
故选B。
10.(2026·甘肃白银·模拟预测)按图示组装装置并进行实验:将铜丝插入溶液中,当Ⅲ中溶液由浅绿色变为深棕色时,将铜丝拉出液面。下列叙述错误的是
已知:(aq,深棕色)。
A.Ⅰ中溶液变蓝,产生红棕色气体
B.Ⅱ中溶液变浑浊,说明发生了复分解反应
C.进入Ⅲ中的气体有NO
D.若用浓硫酸代替浓硝酸,则Ⅱ中溶液不会变浑浊
【答案】B
【详解】A.浓硝酸与铜反应生成硝酸铜、二氧化氮和水,故Ⅰ中溶液变蓝,产生红棕色气体,A正确;
B.Ⅱ中溶液为Na2S溶液,进入Ⅱ中的气体为NO2,NO2与水反应生成HNO3(3NO2+H2O =2HNO3 + NO),HNO3具有强氧化性,会将S2-氧化为S单质(3S2-+8H++2=3S↓+2NO↑+4H2O),该反应为氧化还原反应,而非复分解反应,B错误;
C.由3NO2+H2O=2HNO3 + NO可知,NO2与水反应会生成NO,因此进入Ⅲ中的气体含有NO,C正确;
D.若用浓硫酸代替浓硝酸,铜与浓硫酸在常温下不反应(需加热),无气体生成,Ⅱ中Na2S溶液不会与气体反应,因此不会变浑浊,D正确;
答案选B。
二、解答题
11.(2026·北京丰台·二模)是一种重要的工业原料,其合成工艺的发展体现了化学科学与技术的不断进步。
(1)方法一:工业上主要采用氨氧化法制备,其设备与流程如下图所示。
①转化器中氨氧化的化学方程式为________。
②已知与转化器中相同温度、压强下两个反应的焓变
反应ⅰ:
反应ⅱ:
要计算转化器中氨氧化反应的焓变,还需要另一个反应________的焓变。
③NO和进入热交换器后,NO转化率显著提高的原因是________。
④从资源和能源利用的角度说明该工艺的优点:________。
(2)方法二:中国科学家在室温下用电解法将空气转化为硝酸,其原理示意图如下。
①阴极石墨棒上转化为·OH的电极总反应为________。
②是·OH与反应生成的中间产物,其结构式为________。
③若将阳极产生的通入阴极参与反应,则该电解工艺生成最终消耗的物质的量为________。
【答案】(1) 该反应是放热反应,降低温度使平衡向正反应方向移动,NO转化率提高 该工艺中NO、氧气可以循环利用,可以提高原料利用率,且使用热交换器对反应物进行预热,充分利用热能,提高反应效率
(2) H-O-N=N-O-H 1.25mol
【分析】由图,氨气和氧气催化氧化生成NO,NO和氧气转化为二氧化氮,二氧化氮和水生成硝酸;
【详解】(1)①转化器中氨氧化反应为氨气和氧气催化氧化生成NO :;
②已知与转化器中相同温度、压强下两个反应的焓变
反应ⅰ:
反应ⅱ:
反应ⅲ:
由盖斯定律,反应[ⅲ-2(ⅰ-ⅱ)]得到反应,故要计算转化器中氨氧化反应的焓变,还需要另一个反应的焓变;
③NO和进入热交换器后,NO转化率显著提高的原因是该反应是放热反应,降低温度使平衡向正反应方向移动,NO转化率提高;
④该工艺中NO、氧气可以循环利用,可以提高原料利用率,且使用热交换器对反应物进行预热,充分利用热能,提高反应效率;
(2)①由图,阴极石墨棒上反应为在酸性条件下得到电子转化为·OH,同时生成水,反应为:。
②是·OH与反应生成的中间产物,则氮分子中断裂1个氮氮键和·OH结合生成,其结构式为HO-N=N-OH。
③该电解工艺的总反应为,该反应式已计入阳极产生的氧气在阴极的消耗,代表了净的物料变化。根据化学计量关系,生成最终消耗,则生成最终消耗的物质的量为。
12.(2026·河南开封·模拟预测)废钼催化剂中钼、钴、镍等有价金属作为二次资源可加以回收利用。一种从废钼催化剂(主要成分为、,含少量、、、等)中回收有价金属的工艺流程如下:
已知:①,,,。
②当溶液中剩余金属离子的浓度时,视为已沉淀完全。
③,。
回答下列问题:
(1)“焙烧”时生成的气体A的主要成分为___________(写化学式)。
(2)“焙烧”时转化为。“碱浸”时,参与反应的离子方程式为___________。
(3)已知和不易被稀硝酸氧化,但“酸浸”过程中仍不能用稀硝酸替换稀盐酸,可能的原因是___________。
(4)“除铁”时,若溶液中、、,加入适量NaOH溶液调节pH(溶液体积变化忽略不计),可以使沉淀完全,则调节pH的范围为___________。
(5)若除铁后所得滤液中,“沉镍”后所得滤液中,则沉镍率___________[沉镍率,计算过程中不考虑溶液体积变化]。
【答案】(1)SO2
(2)
(3)“酸浸”时稀硝酸产生的遇H2C2O4电离的H+具有强氧化性,氧化,影响CoC2O4和NiC2O4的生成
(4)
(5)99.1%
【分析】废钼催化剂(主要成分为MoO3、MoS2,含少量CoO、CoS、NiO、Fe2O3等),在空气焙烧生成气体为二氧化硫,烧渣加入NaOH溶液、H2O2,得到Na2MoO4溶液,向溶液中加入稀硝酸沉Mo得到H2MoO4,碱浸后得到的固体为CoO、NiO、Fe2O3,固体用稀盐酸酸浸,得到含有Co2+、Ni2+、Fe3+的溶液,加入NaOH将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀除去,加入H2C2O4溶液沉Ni、Co得到CoC2O4、NiC2O4,据此回答。
【详解】(1)根据分析可知,“焙烧”时生成的气体A的主要成分为SO2;
(2)焙烧时MoS2转化为MoO3,“碱浸”时,MoO3参与反应的离子方程式为:;
(3)若用稀硝酸酸浸,溶液中会引入,后续沉镍、沉钴步骤加入H2C2O4后,在酸性条件下具成强氧化性,会氧化,导致CoC2O4、NiC2O4无法正常生成,同时可能产生氮氧化物污染;
(4)“除铁”完全时,,根据可知,溶液中的,,,Co2+、Ni2+不能沉淀,由于,则Ni2+未沉淀时,Co2+也不会沉淀,,代入式中,得到,则,,故调节的范围;
(5)由题知“沉镍”后所得滤液中,根据,得到沉镍后溶液中,沉镍率。
13.(25-26高三下·河北邯郸·阶段检测)在无机工业、电子工业、感光工业、电镀工业和临床医学上都有着重要应用。某实验小组设计实验探究受热分解的产物,回答下列问题:
已知:①可溶于氨水;
②向溶液中滴加NaCl溶液,产生白色沉淀。
(1)仪器D的名称是________,装置B的作用是________。
(2)实验装置连接完成后,需要进行的操作是________。
(3)实验完毕后,取出少量装置C中的溶液于试管中,向试管中加入下列试剂,不能证明生成了硝酸的是________(填标号)。
a.铜屑 b.紫色石蕊溶液 c.钠块 d.粉末
(4)________(填实验操作和现象),证明硝酸银分解生成了。
(5)为了探究分解的固体产物,实验完毕后,将试管中残留固体分成三份,添加足量试剂,实验现象记录如下:
实验 操作 现象
① 加入蒸馏水,滴加盐酸 没有白色沉淀
② 加入氨水 固体不溶解
③ 加入稀硝酸,微热 固体溶解,并产生气泡
ⅰ.实验①证明残留固体________(填“含”或“不含”)。
ⅱ.实验②证明残留固体________(填“含”或“不含”)。
ⅲ.实验③中产生的气泡是________(填化学式)。
ⅳ.若装置A中的气体产物只有和,则装置A中加热时发生反应的化学方程式为________。
(6)实验室在滴定时,选择________(填“无色”或“棕色”)滴定瓶装溶液,原因是________。
【答案】(1) 干燥管 防止溶液倒吸,进入装置A中
(2)检查装置的气密性
(3)c
(4)将一根带火星的木条放在装置D的导管口处,木条复燃(或其他合理答案)
(5) 不含 不含 NO
(6) 棕色 避免见光分解
【分析】A装置是分解反应装置,B装置是安全瓶,作用是防倒吸;C装置检测分解产物,D装置吸收氮氧化物防止污染空气,同时阻止空气中、水蒸气进入装置防止干扰实验;
【详解】(1)D盛放固体干燥剂,防止外界水蒸气进入装置,其名称是干燥管;B 为安全瓶,缓冲气压,避免 C 中液体倒吸至热的装置A中导致试管炸裂,所以装置 B 的作用:防止溶液倒吸,进入装置 A 中;
(2)有气体参与或生成的实验,装置连接完成后必须先检查装置的气密性,防止漏气导致实验失败或发生危险;
(3)a. Cu 与稀 反应生成 NO 气体(遇空气变红棕色),可证明 存在;
b. 呈酸性,能使石蕊溶液变红,可证明存在;
c. Na 与水、酸均能反应生成 ,无法区分是水还是 参与反应,不能证明 存在;
d. 与 反应生成 气体,可证明 存在;
故答案选c;
(4)具有助燃性,所以检验的实验操作和现象是:将一根带火星的木条放在装置D的导管口处,木条复燃(或其他合理答案);
(5)ⅰ.已知向溶液中滴加NaCl溶液,产生白色沉淀,实验①加蒸馏水、盐酸无白色沉淀证明残留固体不含;
ⅱ.已知可溶于氨水,实验②加氨水固体不溶解证明残留固体不含;
ⅲ.加稀硝酸微热,固体溶解并产生气泡,残留固体为 Ag,Ag 与稀 反应:,所以产生气泡为:NO;
ⅳ.若装置A中的气体产物只有和,固体产物为 Ag,依据电子转移守恒和原子守恒,则装置A中加热时发生反应的化学方程式为:;
(6) 溶液见光易分解,则盛装该溶液的滴定瓶应为棕色以避光,所以实验室在滴定时,选择棕色滴定瓶装溶液,避免见光分解。
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大单元三 第二单元 非金属及其化合物
第7讲 硝酸 氮及其化合物的相互转化
【高考考向预测】
硝酸与氮及其化合物转化,重点掌握浓、稀硝酸的强氧化性差异、反应规律与产物判断,梳理不同价态含氮物质的氧化还原转化链条,兼顾硝酸相关计算、离子反应、实验探究与尾气处理;近三年在选择、实验、化工题中高频考查,考频极高;预测2027年侧重结合工业应用、废气处理情境,强化多步转化分析、混合物定量计算以及实验方案的设计与评价。
【双基自测●明考向】
1.(26-27高三·全国·一轮复习)利用根据①稀盐酸,②,③溶液,证明与可溶性钡盐均可生成白色沉淀。(_____)
2.(25-26高三·全国·一轮复习)用稀硝酸溶解少量Cu粉:。(_____)
3.(25-26高三·全国·一轮复习)Fe与稀反应不生成。(____)
4.(25-26高三·全国·一轮复习)浓硝酸与Cu反应生成,稀硝酸与Cu反应生成NO。(____)
5.(25-26高三·全国·一轮复习)铁与稀硝酸(过量)反应生成,过量Fe与稀反应生成。(____)
6.(25-26高三·全国·一轮复习)常温下,将5.6 g铁片投入足量浓硝酸中,充分反应后转移电子数为。(______)
7.(26-27高三·全国·一轮复习)取一定量样品,溶解后加入溶液,产生白色沉淀。加入浓,仍有沉淀,则此样品中含有。(_____)
8.(26-27高三·全国·一轮复习)向溶液中先通入适量,无明显现象,再加入稀,有白色沉淀生成,故稀有氧化性。(_____)
9.(26-27高三·全国·一轮复习)常温下,铝与稀硝酸反应可以制取氢气。(________)
10.(25-26高三·全国·一轮复习)将足量铜放入稀硝酸中,反应停止后再加稀硫酸,因铜与稀硫酸不反应,故无现象。(____)
【核心梳理●明考点】
考点一 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
不论浓硝酸、稀硝酸都具有强氧化性,而且浓度越大,氧化性越强。
①与不活泼金属反应
a.稀硝酸与铜反应的化学方程式:3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O;
b.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
浓硝酸与木炭反应的化学方程式: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++N===3Fe3++NO↑+2H2O。
【考点突破●明方向】
1.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( )
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1 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
2.下述实验中均有红棕色气体产生,对比分析所得结论不正确的是( )
①
②
③
A.①中发生了反应4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O
B.由②中产生红棕色气体可推测木炭与浓硝酸发生了反应
C.由③中有红棕色可推测出浓硝酸可能具有挥发性
D.③中气体产物中检测出CO2,不能得出木炭与浓硝酸发生反应的结论
3.某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL,平均分成两份。向其中一份中逐渐加入铜粉,最多能溶解9.6 g Cu。向另一份中逐渐加入铁粉,产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图所示(已知硝酸只被还原为NO气体)。下列分析或结果错误的是( )
A.原混合酸中N的物质的量为0.1 mol
B.OA段产生的是NO,AB段的反应为Fe+2Fe3+===3Fe2+,BC段产生的是氢气
C.第二份溶液中的最终溶质为FeSO4
D.稀硫酸浓度为2.5 mol·L-1
4.向含x mol HNO3和y mol H2SO4的混合稀溶液中缓慢加入铁粉,其氧化产物与所加铁粉的物质的量关系如图所示:
回答下列问题:
(1)Oa段发生反应的离子方程式为
。
(2)dc段表示的是 (填“Fe2+”或“Fe3+”)物质的量变化。
(3)x= ,y= 。
(4)反应至c点,可收集到标准状况下的气体为 L。
金属与硝酸反应计算的思维流程
考点二 氮及其化合物的转化
1.含氮元素物质之间的转化关系
2.完成图中序号对应的化学方程式(合理即可)
①N2+O22NO;
②4NH3+5O24NO+6H2O;
③3Mg+N2Mg3N2;
④3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O;
⑤Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O;
⑥NH3+HCl===NH4Cl;
⑦2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O。
【考点突破●明方向】
1.“价—类”二维图是学习元素化合物的工具,图中a~g分别表示不同价态的氮元素所对应的物质,下列说法正确的是( )
A.液态a可用作制冷剂
B.a与c不能发生化学反应
C.常温下,稀的e溶液可以用铁罐车运输
D.f属于强电解质
2.(2025·八省联考陕西卷)下列物质在一定条件下的转化关系如图所示。E、G、Q、R均为气体,其中R为红棕色。下列说法正确的是( )
A.E、G、Q、R、T所含同种元素化合价依次升高
B.E的水溶液能导电,所以E是电解质
C.Q和E可用排水法收集
D.铜与不同浓度的T溶液反应均可生成Q
3.常见无机物A、B、C、D存在如图转化关系:
(1)若A是一种碱性气体,常用作制冷剂,B是汽车尾气之一,遇空气会变色,则反应①的化学方程式为 。
(2)若A为常见挥发性强酸,D是生产生活中用量最大、用途最广的金属单质,则B的化学式是 。
(3)若A、C、D都是常见气体,C是形成酸雨的主要气体,则A的电子式是 。
(4)若A、B、C的水溶液均显碱性,焰色试验均为黄色,D为CO2,举出C的一种用途:
。
4.工业上在一定条件下可用NH3将NO2还原,减少二氧化氮的污染。某同学在实验室对该反应应进行了模拟,实验设计如图所示(部分夹持装置省略):
回答下列问题:
(1)用装置A制备NH3,实验室通常选用的化学试剂是 (填名称)。
(2)装置B内的干燥剂可以是 (填字母,下同)。
a.五氧化二磷 b.氢氧化钠固体
c.生石灰 d.碱石灰
(3)实验室检验NH3选用的试纸可以是 。
a.湿润的淀粉碘化钾试纸
b.湿润的蓝色石蕊试纸
c.湿润的酚酞试纸
d.湿润的品红试纸
(4)装置D中发生反应的离子方程式为
。
铜丝设计为可抽动的目的是 。
(5)M装置可将NH3与NO2转化为环境友好的气体——氮气。若有NH3和NO2的混合气体1 mol,充分反应后所得到产物中(反应物可能有剩余),经氧化得到的N2比经还原得到的N2多1.4 g,则该1 mol混合气体中NH3与NO2的体积比是 。
a.2∶3 b.4∶3 c.5∶3 d.7∶3
【限时训练】
(60分钟)
一、单选题
1.(2026·浙江·高考真题)下列反应方程式错误的是
A.浓硝酸见光分解:
B.红热的铁在水蒸气中反应:
C.向硫代硫酸钠滴加稀硫酸:
D.向硫酸铜加入过量的氨水:
2.(2025·广西·高考真题)为探究不同浓度被还原的产物,进行如下实验。下列说法错误的是
装置
实验
溶液的浓度
步骤与现象
①
铁丝表面有气泡产生,溶液变为黄色;取出铁丝
液面上方出现红棕色气体
②
试管口出现红棕色气体
③
无明显红棕色气体;取少量上层溶液,加入足量溶液,加热,产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体
A.①中溶液变为黄色,可能是溶于溶液
B.“试管口出现红棕色气体”说明②中的被还原为
C.③中无明显红棕色气体,可能是生成了
D.“石蕊试纸变蓝”说明③中有被还原为
3.(2024·湖南·高考真题)某学生按图示方法进行实验,观察到以下实验现象:
①铜丝表面缓慢放出气泡,锥形瓶内气体呈红棕色;
②铜丝表面气泡释放速度逐渐加快,气体颜色逐渐变深;
③一段时间后气体颜色逐渐变浅,至几乎无色;
④锥形瓶中液面下降,长颈漏斗中液面上升,最终铜丝与液面脱离接触,反应停止。
下列说法正确的是
A.开始阶段铜丝表面气泡释放速度缓慢,原因是铜丝在稀HNO3中表面钝化
B.锥形瓶内出现了红棕色气体,表明铜和稀HNO3反应生成了NO2
C.红棕色逐渐变浅的主要原因是
D.铜丝与液面脱离接触,反应停止,原因是硝酸消耗完全
4.(2026·辽宁沈阳·三模)的KOH溶液称为奈斯勒试剂,其制备流程及特色反应如图所示。下列说法错误的是
A.反应①中,稀硝酸表现氧化性和酸性
B.由反应②可知,用KI溶液可除去中的
C.反应③中消耗的和OH-的物质的量之比为
D.可用奈斯勒试剂检验NaHCO3中微量的
5.(2026·福建龙岩·模拟预测)从脱氯渣(主要成分为、、)中获取高纯银的流程如图所示。下列说法正确的是
已知:①流程中不产生氮氧化物;②;
③ ;
A.“酸浸”中硝酸的作用是氧化、
B.“滤液”的含阴离子为、、
C.“浸银”中,
D.“还原”中生成四面体构型的微粒与的个数相等
6.(2026·北京海淀·二模)下列方程式与所给事实不相符的是
A.用于呼吸面具:;
B.FeS用于除去废水中的:
C.浓用于清洗试管中的银镜:
D.实验室制氨气:
7.(2026·河南驻马店·模拟预测)下列实验能达到实验目的的是
A.验证镁、铝的活泼性
B.煤的干馏
C.验证浓硝酸热分解能产生
D.制取乙二酸
A.A B.B C.C D.D
8.(2026·重庆·三模)绽放化学魅力,探索科学之美。下列反应的离子方程式书写正确的是
A.实验室制:(浓)
B.铁粉与过量稀硝酸反应:
C.将通入溶液中:
D.向中投入固体:
9.(2026·江西景德镇·三模)从废旧CPU中回收Au、Ag、Cu的部分流程如下:
已知:。下列说法不正确的是
A.酸溶时,溶解相同的原料,使用浓硝酸产生的氮氧化物比使用稀硝酸产生的多
B.向过滤所得滤液中加入过量浓氨水,可以分离Cu2+、Ag+
C.用浓盐酸和NaNO3也可以溶解金
D.向1 mol HAuCl4中加入过量Zn充分反应,最多消耗
10.(2026·甘肃白银·模拟预测)按图示组装装置并进行实验:将铜丝插入溶液中,当Ⅲ中溶液由浅绿色变为深棕色时,将铜丝拉出液面。下列叙述错误的是
已知:(aq,深棕色)。
A.Ⅰ中溶液变蓝,产生红棕色气体
B.Ⅱ中溶液变浑浊,说明发生了复分解反应
C.进入Ⅲ中的气体有NO
D.若用浓硫酸代替浓硝酸,则Ⅱ中溶液不会变浑浊
二、解答题
11.(2026·北京丰台·二模)是一种重要的工业原料,其合成工艺的发展体现了化学科学与技术的不断进步。
(1)方法一:工业上主要采用氨氧化法制备,其设备与流程如下图所示。
①转化器中氨氧化的化学方程式为________。
②已知与转化器中相同温度、压强下两个反应的焓变
反应ⅰ:
反应ⅱ:
要计算转化器中氨氧化反应的焓变,还需要另一个反应________的焓变。
③NO和进入热交换器后,NO转化率显著提高的原因是________。
④从资源和能源利用的角度说明该工艺的优点:________。
(2)方法二:中国科学家在室温下用电解法将空气转化为硝酸,其原理示意图如下。
①阴极石墨棒上转化为·OH的电极总反应为________。
②是·OH与反应生成的中间产物,其结构式为________。
③若将阳极产生的通入阴极参与反应,则该电解工艺生成最终消耗的物质的量为________。
12.(2026·河南开封·模拟预测)废钼催化剂中钼、钴、镍等有价金属作为二次资源可加以回收利用。一种从废钼催化剂(主要成分为、,含少量、、、等)中回收有价金属的工艺流程如下:
已知:①,,,。
②当溶液中剩余金属离子的浓度时,视为已沉淀完全。
③,。
回答下列问题:
(1)“焙烧”时生成的气体A的主要成分为___________(写化学式)。
(2)“焙烧”时转化为。“碱浸”时,参与反应的离子方程式为___________。
(3)已知和不易被稀硝酸氧化,但“酸浸”过程中仍不能用稀硝酸替换稀盐酸,可能的原因是___________。
(4)“除铁”时,若溶液中、、,加入适量NaOH溶液调节pH(溶液体积变化忽略不计),可以使沉淀完全,则调节pH的范围为___________。
(5)若除铁后所得滤液中,“沉镍”后所得滤液中,则沉镍率___________[沉镍率,计算过程中不考虑溶液体积变化]。
13.(25-26高三下·河北邯郸·阶段检测)在无机工业、电子工业、感光工业、电镀工业和临床医学上都有着重要应用。某实验小组设计实验探究受热分解的产物,回答下列问题:
已知:①可溶于氨水;
②向溶液中滴加NaCl溶液,产生白色沉淀。
(1)仪器D的名称是________,装置B的作用是________。
(2)实验装置连接完成后,需要进行的操作是________。
(3)实验完毕后,取出少量装置C中的溶液于试管中,向试管中加入下列试剂,不能证明生成了硝酸的是________(填标号)。
a.铜屑 b.紫色石蕊溶液 c.钠块 d.粉末
(4)________(填实验操作和现象),证明硝酸银分解生成了。
(5)为了探究分解的固体产物,实验完毕后,将试管中残留固体分成三份,添加足量试剂,实验现象记录如下:
实验 操作 现象
① 加入蒸馏水,滴加盐酸 没有白色沉淀
② 加入氨水 固体不溶解
③ 加入稀硝酸,微热 固体溶解,并产生气泡
ⅰ.实验①证明残留固体________(填“含”或“不含”)。
ⅱ.实验②证明残留固体________(填“含”或“不含”)。
ⅲ.实验③中产生的气泡是________(填化学式)。
ⅳ.若装置A中的气体产物只有和,则装置A中加热时发生反应的化学方程式为________。
(6)实验室在滴定时,选择________(填“无色”或“棕色”)滴定瓶装溶液,原因是________。
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