第5章 第22讲 氮及其氧化物 硝酸(课时作业Word)-【高考领航】2027年高考化学大一轮复习学案

**基本信息** 聚焦氮及其化合物性质与应用，通过概念辨析、实验探究及计算应用，系统构建从物质性质到实验操作再到定量分析的知识逻辑链。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |概念辨析|5题|选择题|氮气/NO/NO₂/硝酸的化学性质及实际应用，体现物质结构决定性质的化学观念| |实验探究|4题|选择+填空|硝酸制备、性质验证、尾气处理等实验分析，培养科学探究与实践能力| |计算应用|3题|选择+填空|基于反应方程式的物质的量计算，强化守恒思想与科学思维|

限时规范训练22 (建议用时：45分钟　满分：50分) 一、选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1．下列关于N2的说法错误的是(　　) A．通常情况下N2性质很稳定，所以N2可在电焊时作保护气 B．反应N2＋O22NO是汽车尾气造成污染的主要原因之一 C．N2的质量约占空气总质量的 D．在反应3Mg＋N2Mg3N2中，N2作氧化剂 解析：C　N2可在电焊时作保护气，利用的是氮气的稳定性，A正确；汽车尾气造成污染的主要原因之一是N2＋O22NO，B正确；氮气的体积约占空气总体积的，C错误；在反应3Mg＋N2Mg3N2中，N元素的化合价降低，得电子发生还原反应，则N2作氧化剂，D正确。 2．据研究，NO广泛分布于生物体内各组织中，可将积存在血管壁上的脂肪、胆固醇带走，被称为“血管清道夫”。下列说法中错误的是(　　) A．NO极易与氧气反应生成一种红棕色气体 B．实验室中，可利用铜与稀硝酸的反应制取NO C．人体吸入大量NO气体，可以预防心血管疾病 D．雷雨天气，氮气和氧气能生成NO 解析：C　人体吸入大量NO气体，会与血红蛋白结合而中毒，C错误。 3．下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是(　　) 实验操作 现象 解释或结论 ① 过量的铁粉中加入稀硝酸，充分反应后，滴入KSCN溶液 溶液不呈红色 稀硝酸不能将Fe氧化为 ② 浓硝酸久置或光照 变黄色 HNO3不稳定、易分解 ③ Al箔插入稀硝酸中 无现象 Al箔表面被HNO3氧化，形成致密的氧化膜 ④ 用玻璃棒蘸取浓硝酸点到蓝色石蕊试纸上 试纸先变红色后褪色 浓硝酸具有酸性和强氧化性 A．①②　　　　　　　 B．③④ C．②③④ D．②④ 解析：D　①中，过量的铁粉又把Fe3+还原为Fe2+，错误；③中，Al与稀硝酸可以反应，不发生钝化，错误。 4．(2025·浙江台州模拟)实验室用如图所示装置制备硝酸(加热装置已省略)，下列有关说法错误的是(　　) A．冷却水的作用是促进硝酸蒸气冷凝，避免形成酸雾 B．该装置不使用橡胶塞和橡皮管，可避免被酸腐蚀 C．制得的硝酸可盛装在无色透明的洁净试剂瓶中 D．曲颈甑不适合制备沸点过低的物质 解析：C　制得的硝酸应存放在棕色试剂瓶中，C错误。 5．消除氮氧化物的常用方法有以下三种(反应条件略)： ①4NO2＋O2＋4Na2CO3＋2H2O===4NaHCO3＋4NaNO3 ②6NO＋4NH3===5N2＋6H2O ③2NO＋2CO===2CO2＋N2 下列说法错误的是(　　) A．氮氧化物会造成酸雨等污染 B．方法①是利用Na2CO3的碱性和氧化性消除NO2 C．方法②、③的目的是将化合态的氮元素转化为N2 D．方法②、③使用合适的催化剂，能加快消除氮氧化物的速率 解析：B　氮氧化物与水反应有硝酸生成，会形成硝酸型酸雨，对环境产生影响，A正确；方法①中氮元素的化合价升高，氧气中氧元素的化合价降低，Na2CO3没有表现出氧化性，B错误；方法②、③中氮氧化物转化为氮气，目的是将化合态的氮元素转化为N2，可处理污染气体，C正确；方法②、③中使用合适的催化剂能加快消除氮氧化物的速率，D正确。 6．(2024·湖南卷，7)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3NO2＋H2O===2HNO3＋NO D．铜丝与液面脱离接触，反应停止，原因是硝酸消耗完全 解析：C　金属铜与稀硝酸不会发生钝化，开始反应速率较慢，可能的原因是铜表面有氧化铜，A错误；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，B错误；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，C正确；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，D错误。 7．(2025·广西柳州模拟)某小组为探究NO2的性质，设计了如下实验。 实验 装置 实验操作 及现象 ①抽去毛玻璃片后，反应瓶内壁有白色固体物质生成，红棕色气体逐渐变浅，直至无色 ②取白色固体物质溶于水，依次加入稀盐酸、BaCl2溶液，溶液中出现白色沉淀 下列说法错误的是(　　) A．气体混合的方程式：NO2＋SO2===SO3＋NO B．②中白色沉淀为硫酸钡 C．由实验可知，能用湿润的淀粉-KI试纸鉴别NO2与Br2(g) D．物质氧化性：浓HNO3>NO2>SO3 解析：C　毛玻璃片左侧反应生成NO2，右侧反应生成SO2，根据现象①②可知NO2与SO2反应会生成SO3和NO，因此白色固体是SO3，取白色固体物质溶于水，依次加入稀盐酸、氯化钡溶液，溶液中出现的白色沉淀为硫酸钡，气体混合的化学方程式为NO2＋SO2===SO3＋NO，A、B正确； NO2与Br2(g)都能将碘离子氧化为碘单质，都能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝，无法鉴别，C错误；左侧浓硝酸与铜反应生成NO2，则浓硝酸氧化性强于NO2，NO2与SO2反应生成SO3，NO2的氧化性强于SO3，故氧化性强弱顺序为浓HNO3>NO2>SO3，D正确。 8．如图所示，在注射器里吸入20 mL NO，然后吸入5 mL水。若再吸入6 mL O2，夹住弹簧夹，直到内外大气压相同，观察整个过程。下列叙述正确的是(　　) A．可观察到注射器内气体由无色变成红棕色，最后变成无色 B．可观察到注射器的活塞缓缓向右移动 C．最终剩余气体体积约为14 mL D．所得硝酸溶液的浓度约为0.07 mol·L-1 解析：A　NO遇氧气生成NO2，NO2为红棕色气体，NO2溶于水生成NO，气体由红棕色变为无色，A正确；4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，该反应消耗掉全部的氧气和部分NO，注射器内气体被消耗，压强减小，活塞缓缓向左移动，B错误；由4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3可知，O2完全反应，NO有剩余，剩余体积约为20 mL－8 mL＝12 mL，C错误；题干中并未说明气体所处状态，无法根据其体积计算其物质的量，故无法计算出生成硝酸的浓度，D错误。 9．(2025·黑龙江哈尔滨模拟)用如图所示装置模拟工业制备硝酸，并进行有关探究。(已知：无水CaCl2可用于吸收氨气)。下列说法正确的是(　　) A．试剂X、Y为碱石灰 B．装置Z的主要作用是混合气体 C．装置W中溶液变蓝，说明稀硫酸能氧化铜 D．尾气处理时，可以用NaOH溶液吸收 解析：D　氧气通入浓氨水后，氨气和氧气的混合气体经过干燥后进入装有催化剂的硬质玻璃管，发生催化氧化：4NH3＋5O24NO＋6H2O，生成的气体经过无水CaCl2，除去氨气和水蒸气，NO与氧气反应生成NO2，尾气中的NO2可以选用氢氧化钠溶液处理。碱石灰与氨气不反应，试剂X可为碱石灰，碱石灰会与二氧化氮反应，Y不能为碱石灰，要将氨气与水蒸气除掉，Y为无水氯化钙，A错误；装置Z的主要作用是使一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮且防倒吸，B错误；装置W中溶液变蓝，说明有铜离子生成，稀硫酸不能氧化铜单质，是二氧化氮溶于水生成硝酸将铜单质氧化，C错误；尾气中主要有二氧化氮、一氧化氮气体，可用氢氧化钠处理：NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O，D正确。 10．(2026·山东名校联盟高三联考)探究铜与硝酸反应生成NO时的硝酸浓度。如图所示，先通N2一段时间后关闭活塞K，将铜丝伸入溶液中，当A中气体变为无色时，上提铜丝，再将B中溶液稀释至200 mL，取20.00 mL，用0.20 mol·L-1的NaOH溶液滴定至终点时消耗15.00 mL(忽略硝酸的挥发、分解及溶液体积变化)。下列说法正确的是(　　) A．可用盛有NaOH溶液的洗气瓶进行尾气吸收 B．铜与硝酸反应主要生成NO时的硝酸浓度不大于8 mol·L-1 C．若不通N2，可能导致所得实验结果偏高 D．若通过直接滴定A中剩余酸的量(掩蔽掉Cu2+的干扰)进行求算，所得实验结果偏低 解析：D　A瓶中的反应为4HNO3(浓)＋Cu===2NO2↑＋2H2O＋Cu(NO3)2。B中发生的反应为3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。用0.20 mol·L-1的NaOH溶液滴定至终点时消耗15.00 mL，即n(NaOH)＝0.20×15.00×10-3 mol＝3×10-3 mol，有关系式为NaOH～HNO3，则B瓶中产生的n(HNO3)＝ 3×10-3 mol×10＝3×10-2 mol，又3NO2～2HNO3，则A瓶中产生的NO2为3×＝4.5×10-2 mol。由关系式得4HNO3(浓)～2NO2，则消耗的浓硝酸为4.5×10-2 mol×2＝9×10-2 mol。NaOH溶液不能直接与NO反应，所以它不能吸收尾气，A错误；溶液中剩余的硝酸浓度为 mol·L-1＝8 mol·L-1，但当反应产生无色NO气体时停止反应，即硝酸浓度大于8 mol·L-1，B错误；若不通入N2，B瓶中NO也转变为HNO3，从而导致消耗的HNO3偏大，A中剩余HNO3偏低，结果偏低，C错误；当A中气体变为无色时停止反应，由B项分析可知，直接测定A瓶中的酸可能导致结果偏低，D正确。 二、非选择题：本题共2小题。 11．(12分)汽车尾气中常含有CO、NOx等气体，为减轻污染，一般汽车都加装了“催化净化器”，可将汽车尾气中的有毒气体转化为无污染的气体。某化学兴趣小组在实验室模拟汽车尾气处理，设计了如图所示装置(部分夹持装置已略去)。 (1)装置Ⅲ的主要作用为____________________________。 (2)停止加热，打开活塞K，通入适量氧气时，装置Ⅱ中可观察到的现象是____________________________________。 (3)该套装置的不完善之处是____________________。 (4)汽车尾气中含有CO和NOx，防止它们对大气造成污染的方法是安装催化转化器，使它们发生反应生成两种无毒的气体，其中一种是单质，该反应的化学方程式为_____________________。 (5)工业上常用纯碱溶液来吸收NOx，有关反应的化学方程式为2NO2＋Na2CO3===NaNO2＋NaNO3＋CO2、NO2＋NO＋Na2CO3===2NaNO2＋CO2。现有a L NO2和b L NO的混合气体恰好被200 mL Na2CO3溶液完全吸收，则a、b应满足的关系为________________(设该状况下的气体摩尔体积为Vm L·mol-1)。Na2CO3溶液的物质的量浓度为________mol·L-1。 解析：(5)依据题给反应可知，二氧化氮和一氧化氮的物质的量之比应大于或等于1∶1，气体才会反应完全。与二氧化氮和一氧化氮同时反应的碳酸钠的物质的量为 mol，与二氧化氮单独反应的碳酸钠的物质的量为 mol，所以碳酸钠的物质的量浓度为 mol·L-1。 答案：(1)检验CO是否转化为CO2　(2)出现红棕色气体　(3)无尾气处理装置　(4)2xCO＋2NOxN2＋2xCO2　(5)a∶b≥1∶1(或a≥b)　 12．(8分)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。 解析：(3)在Oa段完全转化为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。 (4)Fe＋＋4H＋===Fe3+＋NO↑＋2H2O 0.1 mol 0.1 mol Fe＋2H＋===Fe2+＋H2↑ 0.1 mol 0.05 mol 所以V＝(0.1 mol＋0.05 mol)×22.4 L·mol-1＝3.36 L。 答案：(1)Fe＋＋4H＋===Fe3+＋NO↑＋2H2O　(2)Fe2+　(3)0.1　0.2　(4)3.36 学科网（北京）股份有限公司 $