第17讲 氮及其氧化物、硝酸（真题+考点+模拟）-备战2027年高考化学【筑基提能100讲】复习讲义（全国通用）

该高中化学高考复习讲义围绕氮及其氧化物、硝酸核心考点，按氮气性质及应用、氮的氧化物、硝酸及其工业制备、相关计算的逻辑层次构建知识体系，通过真题明方向、考点精讲（含例题）、模练促落实的教学流程，帮助学生系统突破重点难点。 资料以真题为导向，每个考点配套例题解析和易错提醒，模练分选择与非选择分层设计，注重科学思维（如守恒法解计算）和科学探究（如硝酸氧化性实验分析）的培养，能有效提升学生解题能力，为教师把控复习节奏提供清晰指导。

以真题明方向 | 以精讲建体系 | 以模练促落实 备战2027年高考化学【筑基提能100讲】复习讲义（全国通用） 第17讲 氮及其氧化物、硝酸 第一部分 以【真题】明方向 选择题： 13 题 非选择题： 2 题 第二部分 以【精讲】建体系 【考点1】氮气的性质及应用+3道例题 【考点2】氮的氧化物+3道例题 【考点3】硝酸及其工业制备+3道例题 【考点4】氮的氧化物的计算与硝酸相关的计算+3道例题 第三部分 以【模练】促落实 选择题： 14 题 非选择题： 4 题 第一部分 以【真题】明方向 1．（2026·广西·高考真题）下列有关氮的转化（如图）说法正确的是 A．雷电可使转化为NO B．工业合成氨属于自然固氮 C．氮转化过程中N均被氧化 D．生产至少需 【答案】A 【详解】A．雷电条件下，大气中的与发生反应生成，属于自然固氮，A正确； B．工业合成氨是人为将转化为的过程，属于人工固氮，不属于自然固氮，B错误； C．氮的转化过程中，如转化为时，元素化合价从0价降低为-3价，被还原，并非均被氧化，C错误； D．未说明气体处于标准状况，无法计算体积，D错误； 故选A。 2．（2026·陕晋青宁卷·高考真题）大豆原产于我国，具有几千年种植历史。下列说法错误的是 A．利用大豆油脂的加成反应可制作肥皂 B．光束通过稀豆浆时可观察到丁达尔效应 C．大豆根瘤菌可将N2转化为含氮化合物 D．大豆秸秆中的纤维素是一种可再生资源 【答案】A 【详解】A．制作肥皂利用的是油脂在碱性条件下的水解（皂化）反应，属于取代反应，并非加成反应，A错误； B．稀豆浆属于胶体，胶体具有丁达尔效应，因此光束通过稀豆浆时可观察到丁达尔效应，B正确； C．大豆根瘤菌具有生物固氮作用，可将空气中的转化为含氮化合物，C正确； D．大豆秸秆中的纤维素可随大豆种植再生，属于可再生资源，D正确； 故选A。 3．（2026·云南·高考真题）合成氨工艺沿革，诠释科学精神传承。几种固氮方式如图，下列说法正确的是 A．NO是红棕色、有刺激性气味的气体 B．NH4HCO3易溶于水，其电离方程式为 C．合成氨工业中采用循环操作主要是为了提高N2和H2的利用率 D．新型催化剂能降低N2生成的反应热 【答案】C 【详解】A．NO是无色、有刺激性气味的气体，NO2为红棕色气体，A项错误； B．NH4HCO3为属于盐类，为强电解质，在水中完全电离为和，为弱酸酸式根，不能进一步拆分，因此其电离方程式为，B项错误； C．合成氨反应为可逆反应，反应物的平衡转化率较低，循环操作可将未反应的N2和H2回收再利用，从而提高原料利用率，C项正确； D．催化剂通过降低反应的活化能加快反应速率，但反应热由反应物和生成物的总能量差决定，与催化剂无关，因此新型催化剂不能改变N2生成N[Si(CH3)3]3的反应热，D项错误； 故答案为C。 4．（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。 5、(2025·广东，15)按如图组装装置并进行实验：将铜丝插入溶液中，当c中红色褪去时，将铜丝拔离液面。下列叙述错误的是 A.a中有化合反应发生，并有颜色变化 B.b中气体变红棕色时，所含氮氧化物至少有两种 C.c中溶液红色刚好褪去时，HC恰好完全反应 D.若将a中稀硝酸换为浓硫酸并加热，则c中溶液颜色会褪去 【答案】C 【详解】铜与稀硝酸反应产生蓝色的硝酸铜溶液，同时生成的无色NO与装置中空气中的氧气发生化合反应生成红棕色的NO2：2NO+O2===2NO2，故A正确；a中产生的NO可与b中空气中的氧气反应生成NO2，同时NO2存在平衡转化：2NO2⥫⥬N2O4，若NO未反应完全，则b中存在三种氮氧化物，若NO完全转化为NO2，则b中存在两种氮氧化物，B正确；酚酞的变色范围为8.2~10.0，则c中溶液红色刚好褪去时，溶液仍显碱性，碳酸氢根离子并未完全反应，C错误；将a中稀硝酸换为浓硫酸并加热，生成酸性氧化物SO2，过量的SO2可与NaHCO3发生反应：SO2+NaHCO3===NaHSO3+CO2而使溶液呈酸性，故c中溶液颜色会褪去，D正确。 6．（2025·江苏·高考真题）大气中的氮是取之不尽的天然资源。下列工业生产中以氮气作反应物的是 A．工业合成氨 B．湿法炼铜 C．高炉炼铁 D．接触法制硫酸 【答案】A 【详解】A．工业合成氨的反应为N2 和H2 反应生成NH3，氮气是直接反应物，A正确； B．湿法炼铜通过Fe置换CuSO4中的Cu，反应不涉及氮气，B错误； C．高炉炼铁中氮气作为空气成分进入高炉，但未参与还原铁矿石的主要反应，C错误； D．接触法制硫酸涉及硫或硫化物的氧化，氮气未参与反应，D错误； 故选A。 7．（2025·贵州·高考真题）NaOH溶液可吸收硝酸工业尾气中的，为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．NaOH的电子式： B．NO和在一定条件下可以相互转化 C．标准状况下，11.2 L 和混合物中原子总数为 D．尾气处理中涉及的反应有： 【答案】C 【详解】A．NaOH 是离子化合物，由Na+和OH-构成，OH-内部O与H以共价键结合，电子式书写正确，A正确； B．NO可被O2氧化为NO2，NO2与H2O反应可生成NO和HNO3，二者在一定条件下可相互转化，B正确； C．标准状况下，和均不是气体，无法确定该混合物中含有的原子数目，C错误； D．NO与NO2在碱性环境中发生归中反应，生成，题给方程式符合反应原理和守恒原则，D正确； 故选C。 8．（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。 9．（2025·重庆·高考真题）下列有关离子反应错误的是 A．Ca(OH)2溶液滴入NaHSO3溶液中： B．加入水中： C．通入水中： D．通入NaBr溶液中： 【答案】A 【详解】A．Ca(OH)2溶液滴入NaHSO3溶液中时，HSO不能拆开写，先与OH-反应生成SO和水，生成的亚硫酸根再与Ca2+结合生成CaSO3沉淀，产物应该有水，A方程式错误； B．Na2O2与水反应的离子方程式为2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑，符合反应实际（生成NaOH和O2），B离子方程式正确； C．NO2与水反应的离子方程式为3NO2+H2O=2H++2NO3-+NO，与化学方程式3NO2+H2O=2HNO3 + NO一致，C方程式正确； D．Cl2与NaBr溶液反应的离子方程式Cl2+2Br-=Br2+2Cl-，符合氧化还原反应规律（Cl2氧化Br-为Br2），D方程式正确； 故选A。 10．（2025·广东·高考真题）按如图组装装置并进行实验：将铜丝插入溶液中，当c中红色褪去时，将铜丝拔离液面。下列叙述错误的是 A．a中有化合反应发生，并有颜色变化 B．b中气体变红棕色时，所含氮氧化物至少有两种 C．c中溶液红色刚好褪去时，恰好完全反应 D．若将a中稀硝酸换为浓硫酸并加热，则c中溶液颜色会褪去 【答案】C 【详解】A．铜和稀硝酸反应，会生成一氧化氮，一氧化氮为无色气体，液面上方有氧气存在，一氧化氮与氧气反应，生成红棕色的二氧化氮，属于化合反应，生成为蓝色，有颜色变化，A正确； B．b中气体变红棕色时，说明有二氧化氮存在，存在的反应，所以所含氮氧化物至少有两种，B正确； C．酚酞的变色范围是8.2~10，c中溶液红色刚好褪去时，此时溶液可能呈弱碱性，所以不能判断是否恰好完全反应，C错误； D．若将a中稀硝酸换为浓硫酸并加热，会生成二氧化硫，二氧化硫通入碳酸氢钠溶液中，可生成亚硫酸氢钠，溶液显酸性，c中溶液颜色会褪去，D正确； 故选C。 11、(2024·湖南，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 【答案】C 【详解】金属铜在稀硝酸中不会发生钝化，开始铜丝表面气泡释放速度缓慢，可能的原因是铜丝表面有氧化铜，故A错误；铜和稀HNO3反应生成的NO迅速被氧气氧化为红棕色的NO2，NO2浓度逐渐增加，气体颜色逐渐变深，故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H2O反应：3NO2+H2O===2HNO3+NO，气体颜色变浅，故C正确；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，反应停止，故D错误。 12．（2024·天津·高考真题）下列有关物质用途的说法错误的是 A．液氮可用于制冷 B．油脂可用于生产甘油 C．二氧化硫可用于漂白 D．铜块镶嵌在轮船外壳可用于避免船体被腐蚀 【答案】D 【详解】A．液氮易液化，汽化时吸热，常用于制冷，A正确； B．油脂水解可生成甘油，B正确； C．二氧化硫能与有色物质反应生成不稳定的无色物质，具有漂白性，C正确； D．铜的金属活动性比铁弱，与铁形成原电池时铁作负极被腐蚀，反而加速船体腐蚀，D错误； 故选D。 13．（2024·浙江·高考真题）下列说法不正确的是 A．呈两性，不能用于治疗胃酸过多 B．能与反应产生，可作供氧剂 C．有还原性，能被氧化成 D．见光易分解，应保存在棕色试剂瓶中 【答案】A 【详解】A．呈两性，不溶于水，但可以与胃酸反应生成无毒物质，因此其能用于治疗胃酸过多，A不正确； B．能与反应产生，该反应能安全发生且不生成有毒气体，故可作供氧剂，B正确； C．有还原性，其中Fe元素的化合价为+2，用适当的氧化剂可以将其氧化成更高价态的，C正确； D．见光易分解的物质应保存在棕色试剂瓶中；见光易分解，故其应保存在棕色试剂瓶中，D正确； 综上所述，本题选A。 14、正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)王水溶解铂，原因是浓盐酸增强了浓硝酸的氧化性(2024·湖北，8B)(　　) (2)HNO3见光易分解，应保存在棕色试剂瓶中(2024·浙江6月选考，2D)(　　) (3)将铜丝插入浓硝酸中，制备NO(2021·广东，12A)(　　) 【答案】(1)×　(2)√　(3)× 15、[2024·北京，16(1)(4)](1)早期以硝石(含NaNO3)为氮源制备HNO3，反应的化学方程式为：H2SO4(浓)+NaNO3===NaHSO4+HNO3↑。该反应利用了浓硫酸的性质是酸性和　　　　　。 (4)人工固氮是高能耗的过程，结合N2分子结构解释原因：　　　　　　　。 【答案】(1)难挥发性　(4)N2中存在氮氮三键，键能高，断键时需要较大的能量，故人工固氮是高能耗的过程 第二部分 以【精讲】建体系 【考点1】氮气的性质及应用 1．氮元素存在形态及氮的固定 (1)氮元素在自然界中的存在形式 游离态 在自然界中，氮元素主要以氮分子(N2)的形式存在于空气中(N2约占空气总体积的78%)。 化合态 部分氮元素存在于动植物体内的蛋白质中，还有部分氮元素存在于土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中。 (2)氮的固定 ①将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程叫做氮的固定。 ②氮的固定分为自然固氮(放电条件下氮气与氧气化合)、生物固氮(豆科植物的根瘤菌固氮)和人工固氮(工业上合成氨等)。 2．氮气 (1)氮气的结构：电子式：，结构式：N≡N，N2分子中有1个σ键、2个π键。 (2)物理性质：氮气是无色、无味、难溶于水的气体。 (3)氮气的化学性质 ①氮氮三键的键能大，氮气化学性质较稳定。 ②在一定条件下发生化合反应 ①与活泼金属(Mg、Li)反应 3Mg＋N2Mg3N2 [氮化镁与水的反应：Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2↓＋2NH3↑ (金属氮化物易水解，生成氨气和相应的碱)] 6Li＋N22Li3N ②工业合成氨 N2＋3H22NH3； ③氮气与氧气反应 N2＋O22NO。 (4)氮气的用途 ①工业上合成氨，制硝酸； ②在灯泡中填充氮气以防止钨丝被氧化或挥发； ③保存粮食、水果等食品，以防止腐烂； ④医学上用液氮作冷冻剂，以便在冷冻麻醉下进行手术； ⑤代替稀有气体作焊接金属时的保护气，以防止金属被空气氧化； ⑥高科技利用液氮制造低温环境，使某些超导材料获得超导性能； (5)氮气的制法 ①实验室制法：加热NH4Cl饱和溶液和NaNO2晶体的混合物： NaNO2＋NH4ClNaCl＋N2↑＋2H2O ②工业制法：工业上从液态空气中，利用液态氮的沸点比液态氧的沸点低加以分离而制得氮气。 【例题1】下列有关氮气的说法错误的是 A.在氮气与氢气合成氨的反应中，氮气是氧化剂 B.氮气和氧气在放电条件下发生的反应中，氮气是还原剂 C.氮气性质稳定，可以作保护气 D.点燃的镁条在氮气中不反应 【答案】D 【详解】镁条可在N2中燃烧，生成Mg3N2。 【例题2】下列关于N2的叙述不正确的是 A.雷雨天，空气中的N2与O2可反应生成NO B.N2与H2在一定条件下合成氨属于氮的固定 C.N2分子中σ键与π键的比值为2∶1 D.N2既可作氧化剂又可作还原剂 【答案】C 【详解】雷雨天时发生自然固氮，空气中N2和O2可反应生成NO，A正确；氮的固定是将空气中游离态的氮(N2)转化为含氮化合物的过程，N2与H2在一定条件下合成氨属于氮的固定，B正确；N2分子中σ键与π键的比值为1∶2，C错误；N2中N元素的化合价可以降低生成NH3或铵根离子等，也可以升高生成NO等，故N2既可作氧化剂又可作还原剂，D正确。 【例题3】下列氮气的用途分别应用了氮气的什么性质？(填字母) ①博物馆将贵重文物保存在氮气中：　　　　。 ②氮气是合成氨工业的重要原料：　　　　。 ③雷电是自然界重要的固氮方式：　　　　。 ④医疗上，液氮是常见的冷冻剂：　　　　。 A.N2的氧化性　B.N2的稳定性　C.N2的还原性　D.N2的沸点低，液氮易汽化，且汽化吸收大量热量 【答案】B　A　C　D 【考点2】氮的氧化物 1、氮的氧化物及性质 (1)氮有多种价态的氧化物，氮元素从+1→+5价都有对应的氧化物，如N2O、NO、N2O3、NO2(或N2O4)、N2O5，其中属于酸性氧化物的是N2O3、N2O5，分别是HNO2和HNO3的酸酐。 N2O3＋H2O===2HNO2、N2O5＋H2O===2HNO3 (2)NO和NO2的比较 性质 NO NO2 色、味、态 无色气体 红棕色、有刺激性气味的气体 水溶性 不溶于水 易溶于水 毒性 有毒，大气污染物之一 有毒，大气污染物之一 与水反应 不反应 3NO2+H2O===2HNO3+NO 与氧气反应 2NO+O2===2NO2 不反应 与O2、H2O反应 4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3 4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3 与NH3反应 4NH3＋6NO5N2＋6H2O 8NH3＋6NO27N2＋12H2O 与NaOH溶液反应 不反应 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O 实验室制法 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O（只能用排水法收集） Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O（只能用排空气法收集） 对人体、环境的影响 与血红蛋白结合，使人中毒；转化成NO2，形成酸雨、光化学烟雾。 形成酸雨、光化学烟雾。 【易错提醒】 ①在实验测定NO2、N2O4的相对分子质量、比较相同条件下相同物质的量的气体体积大小，以及涉及到NO2气体的颜色深浅、压强、密度等方面时要考虑2NO2N2O4反应。 ②由于NO2气体和溴蒸气都为红棕色气体，都能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，故不能用淀粉碘化钾试纸来区别NO2气体和溴蒸气，可用水来区别。 NO2＋2KI===2KNO2＋I2 (NO2能使湿润的淀粉KI试纸为蓝) 鉴别二氧化氮和溴蒸气的三种方案： 方案一 将气体分别通入盛有少量有机溶剂(如苯、四氯化碳)的试管中，溶液变橙红色的是溴蒸气，无变化的是NO2。 方案二 将气体分别通入盛有少量水的试管中，溶液变黄的是溴蒸气，无明显现象的是NO2。 方案三 将气体分别通入盛有少量硝酸银溶液的试管中，产生淡黄色沉淀的是溴蒸气，无明显现象的是NO2。 ③验证某无色气体为NO的方法是向该无色气体中通入O2(或空气)，无色气体变为红棕色。 2、氮氧化物对环境的影响 (1)常见的污染类型 空气中的NO、NO2主要来源于煤和石油的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂的废气等。 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，产生一种有毒的烟雾。 ②酸雨 NOx排入大气中后，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。 ④人体中毒 NO与血红蛋白结合使人中毒。 ⑤水体污染 水体富营养化。 (2)常见的NOx尾气处理方法 ①碱液吸收法：工业尾气中NOx常用碱液吸收处理，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)，反应为： 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O， NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O ②催化转化法：在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2)或NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2，一般适用于汽车尾气的处理)。 a．氨气吸收法：8NH3＋6NO27N2＋12H2O、4NH3＋6NO5N2＋6H2O b．汽车尾气转换器：2CO＋2NO2CO2＋N2 【例题1】在一支50 mL注射器里充入20 mL NO，然后吸入5 mL水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器，静置后观察现象①。打开弹簧夹，快速吸入10 mL空气后夹上弹簧夹，观察现象②。振荡注射器，静置后再观察现象③。 下列关于该过程的分析不正确的是 A.现象①②，主要体现了NO难溶于水、具有还原性 B.现象②③，针筒示数：③<② C.过程中若将空气10 mL改成15 mL，③能观察到针筒内无气体剩余 D.此实验启示工业上制硝酸时充入适量O2可以提高氮原子利用率 【答案】C 【详解】在一支50 mL注射器里充入20 mL NO，然后吸入5 mL水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器，静置后观察现象①为注射器中气体无色，注射器活塞几乎不发生移动，说明NO难溶于水；打开弹簧夹，快速吸入10 mL空气后夹上弹簧夹，观察现象②为注射器内气体变为红棕色，气体体积减小，注射器活塞向里移动，说明NO具有还原性，被氧化为NO2；振荡注射器，静置后再观察现象③为气体由红棕色变为无色，气体体积减小，注射器活塞向里移动。过程中若将空气10 mL改成15 mL，则氧气约有3 mL，20 mL NO和3 mL氧气反应时，NO过量，故③能观察到针筒内有气体剩余，C错误。 【例题2】1998年，三位科学家因发现NO在心血管系统中起信号分子的作用而获得诺贝尔生理学或医学奖，使得NO成为保健药物的“明星”分子。下列关于NO的说法正确的是 A.NO是酸性氧化物 B.NO具有还原性，在空气中极易被氧化 C.NO为红棕色有毒气体 D.人工合成是产生NO的唯一途径 【答案】B 【详解】NO不能与碱反应生成盐和水，属于不成盐氧化物，故A错误；NO具有还原性，在空气中极易被氧化为二氧化氮，故B正确；NO是无色有毒气体，故C错误；自然界中的雷电也会使氮气和氧气反应生成NO，故D错误。 【例题3】 (1)汽车尾气中的CO、NOx在适宜温度下采用催化转化法处理，使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体。写出NO被CO还原的化学方程式：　　　　。 (2)用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。如4NH3+6NO5N2+6H2O，写出氨气转化NO2的化学方程式：　　　　　　 　，该反应中氧化产物与还原产物的质量之比为　　　　　。 (3)工业尾气中氮氧化物常采用碱液吸收法处理。 ①NO2被烧碱溶液吸收时，生成两种钠盐，其物质的量之比为1∶1，写出该反应的化学方程式：　　　　。 ②NO与NO2按物质的量之比1∶1被足量NaOH溶液完全吸收后只得到一种钠盐，该钠盐的化学式是　　　　　　　　。 ③NO2、NO的混合气体能被足量的烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO2)　　　　n(NO)，若不能完全吸收，你认为可以采取哪种最简单的措施确保有害气体被完全吸收：　　　　。 【答案】(1)2CO+2NON2+2CO2 (2)8NH3+6NO27N2+12H2O　4∶3 (3)①2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O ②NaNO2　③≥　补充适量空气 【考点3】硝酸及其工业制备 1、物理性质 纯净的硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体，与H2O以任意比互溶，打开盛浓硝酸的试剂瓶盖，有白雾产生(与浓盐酸相同)。 2．化学性质 (1)强酸性：溶于水完全电离HNO3===H+＋NO，具有酸的通性，能与碱、碱性氧化物、某些盐反应。 CaCO3与HNO3反应：CaCO3＋2HNO3(稀)===Ca(NO3)2＋CO2↑＋H2O (若无稀盐酸可用稀硝酸代替室制CO2) 【易错提醒】 ①稀硝酸使石蕊试液变红色，浓硝酸使紫色石蕊试液先变红后褪色(酸性和强氧化性)。 ②硝酸具有酸的一些通性，但硝酸与活泼金属反应时无氢气产生。 (2)不稳定性：硝酸见光或受热易发生分解，HNO3越浓，越易分解，温度越高分解越快，光照越强分解越快。 4HNO3(浓)2H2O＋4NO2↑＋O2↑ ①实验室中浓硝酸显黄色的原因：浓硝酸分解生成的NO2又溶于硝酸所致。 消除黄色的方法：向浓硝酸中通入空气或O2，发生反应为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3 ②硝酸易挥发，见光或受热易分解，具有强氧化性而腐蚀橡胶，因此，实验室保存硝酸时，应将硝酸保存在棕色、细口、磨口玻璃塞的玻璃试剂瓶中，并放置在黑暗且温度较低的地方。 (3)强氧化性 HNO3中的＋5价氮元素具有很强的得电子能力，硝酸无论浓、稀都有强氧化性，而且浓度越大，氧化性越强。还原产物一般为：HNO3(浓)→NO2，HNO3(稀)→NO，很稀的硝酸还原产物也可能为N2O、N2或NH4NO3。 【注意】NO3－无氧化性，而当NO3－在酸性溶液中时，则具有强氧化性。 ①常温下，浓硝酸使Fe、Al钝化，可用铁或铝制容器盛放浓硝酸。 ②与活泼金属反应：不生成H2，硝酸的浓度不同，还原产物不同。 Fe(少量)＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O 3Fe(过量)＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O ③与不活泼金属反应：除Au、Pt等少数金属外，硝酸几乎可以氧化所有的金属。 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。 Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 3Ag＋4HNO3(稀)===3AgNO3＋NO↑＋2H2O ④王水：是浓硝酸和浓盐酸按体积比1∶3的混合物，能使一些不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解。 ⑤与非金属反应：硝酸只表现出氧化性。 C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O ⑥与还原性化合物反应：硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2＋、FeO等还原性物质。 3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O 6I－＋2NO＋8H＋===3I2＋2NO↑＋4H2O 3SO2＋2NO＋2H2O===3SO＋2NO↑＋4H＋ 3H2S＋2HNO3(稀)===3S↓＋2NO↑＋4H2O (3)与有机物反应 ①硝化反应(与反应)： ②显色反应：含有苯环的蛋白质遇到浓硝酸加热后变黄色。 3．用途：硝酸是一种重要的化工原料，可用于制造炸药、染料、塑料、硝酸盐、氮肥等。 4．硝酸的制法 (1)硝酸的实验室制法：NaNO3＋H2SO4(浓)NaHSO4＋HNO3↑ (利用浓H2SO4的高沸点，难挥发性制取挥发性的HNO3)。 因HNO3不稳定，加热温度不宜过高；由于硝酸易腐蚀橡胶，因此该反应禁用橡胶塞，所用仪器为曲颈甑。 (2)硝酸的工业制法 ①NH3在催化剂作用下与O2反应生成NO：4NH3＋5O24NO＋6H2O ②NO进一步氧化生成NO2：2NO＋O2===2NO2 ③用水吸收NO2生成HNO3：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 尾气吸收：NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+ H2O， 2NO2 + 2NaOH===NaNO2 + NaNO3 + H2O 【例题1】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.不能用稀硝酸与锌反应制氢气——强氧化性 C.要用棕色试剂瓶盛装浓硝酸——不稳定性 D.能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去——强氧化性 【答案】D 【详解】D项中“滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去”，其褪色的原因可能是硝酸的强氧化性把酚酞氧化而褪色，也有可能是硝酸与氢氧化钠发生中和反应，究竟是哪个原因，还需要实验验证。 【例题2】铜与足量浓硝酸反应的装置如图所示，下列说法错误的是 A.具支试管A中会出现红棕色气体，溶液呈绿色 B.装置B的作用是缓冲气流并收集NO2 C.该反应体现了浓硝酸的强氧化性和酸性 D.烧杯中反应的离子方程式为2NO2+2OH-===N+N+H2O 【答案】B 【详解】具支试管A中发生反应：Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，NO2为红棕色气体，NO2溶于Cu(NO3)2溶液使溶液呈绿色，故A正确；NO2的密度比空气大，装置B不能收集NO2，故B错误；生成Cu(NO3)2体现浓硝酸的酸性，生成NO2体现浓硝酸的强氧化性，故C正确；烧杯中NO2与氢氧化钠反应生成NaNO3和NaNO2，反应的离子方程式为2NO2+2OH-===N+N+H2O，故D正确。 【例题3】某学习小组为探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，按如图所示装置进行实验(夹持仪器已略去)。实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO，由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。 可选药品：浓硝酸、3 mol·L-1稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳。 已知：氢氧化钠溶液不与NO反应，能与NO2反应：2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O。 请回答下列问题： (1)实验应避免有害气体排放到空气中。装置③、④、⑥中盛放的药品依次是　　　　。 (2)实验的具体操作：先检查装置的气密性，再加入药品，然后　　　　　　　　，最后滴加浓硝酸。 (3)装置①中发生反应的化学方程式是　　　　　　　。 (4)装置②的作用是　　　　　　　， 发生反应的化学方程式是　　　　　　　。 (5)该小组得出的结论所依据的实验现象是　　　　　　　。 (6)实验结束后，同学们发现装置①中溶液呈绿色，而不显蓝色。甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致，而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。同学们分别设计了以下4个实验方案来判断两种看法是否正确。这些方案中可行的是　　　　(填字母)。 a.加热该绿色溶液，观察颜色变化 b.加水稀释该绿色溶液，观察颜色变化 c.向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化 d.向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体，观察颜色变化 【答案】(1)3 mol·L-1稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液　 (2)打开弹簧夹，通入一段时间CO2，关闭弹簧夹，将装置⑤中的导管末端伸入倒置的烧瓶内　(3)Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O　 (4)将NO2转化为NO　3NO2+H2O===2HNO3+NO　(5)装置③中液面上方气体仍为无色，装置④中液面上方气体由无色变为红棕色　(6)acd 【详解】(1)根据装置特点和实验目的，装置⑤收集NO，装置④盛放浓硝酸，装置⑥中盛放NaOH溶液吸收NO2，因为要验证稀HNO3不能氧化NO，所以装置③中应该盛放3 mol·L-1稀硝酸。 (2)由于装置中残存的空气能氧化NO而对实验产生干扰，所以滴加浓HNO3之前需要通入一段时间的CO2赶走装置中的空气，同时也需将装置⑤中的导管末端伸入倒置的烧瓶内防止反应产生的NO气体逸出。 (5)NO通过稀HNO3后，若无红棕色NO2产生，说明稀HNO3不能氧化NO，所以盛放稀HNO3的装置③液面上方没有颜色变化即可说明。装置④中盛放的是浓HNO3，若浓HNO3能氧化NO，则装置④的液面上方会产生红棕色气体。 (6)要证明是Cu(NO3)2浓度过高或是溶解了NO2导致装置①中溶液呈绿色，可设计将溶解的NO2赶走(a、c方案)，再观察颜色变化，也可在饱和Cu(NO3)2溶液中通入NO2，观察比较反应后的颜色变化(d方案)，确定是不是因为溶有NO2引起的。 【考点4】氮的氧化物的计算与硝酸相关的计算 1．氮的氧化物和O2、H2O反应的计算方法 (1)NO2和O2混合气体溶于水的计算：由4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可知 V(NO2)∶V(O2) (2)NO与O2同时通入水中的计算：由4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3可知 V(NO)∶V(O2) (3)NO2、NO、O2三种混合气体通入水中 将NO2与水先反应，按反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，求出生成NO的体积，再加上原混合气体中NO的体积，得NO的总体积，最后按反应4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3 进行计算。 2．硝酸与金属反应的有关计算 (1)思维模型 (2)“四法”突破金属与硝酸的计算 ①氮原子守恒法：HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用，以NO的形式存在于溶液中；一部分作为氧化剂转化为还原产物，这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量。 以Cu与硝酸反应为例，反应前所有的N只存在于HNO3中，反应后含N的物质有HNO3的还原产物(假设有NO2、NO)和Cu(NO3)2，若HNO3过量，则过量HNO3中也含N，则有n(N)＝n(NO2)＋n(NO)＋2n[Cu(NO3)2]＋n(HNO3)剩(N原子守恒)。 ②得失电子守恒法：HNO3与金属的反应属于氧化还原反应，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。 以Cu与硝酸反应为例，反应中失去电子的是参加反应的Cu，Cu－2e－===Cu2＋；得到电子的是被还原的HNO3(假设还原产物为NO2、NO)，NO＋e－===NO2、NO＋3e－===NO。根据得失电子守恒，则有2n(Cu)＝n(NO2)＋3n(NO)。若将生成的氮的氧化物气体与一定量的氧气共同通入水中，氮的氧化物完全生成硝酸，由于开始反应物为硝酸，中间生成了氮的氧化物，但最终又变回了硝酸，所以相当于铜失去的电子最终由氧气得到，则有2n(Cu)＝n(O2)。 ③离子方程式计算法：金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO在H2SO4提供H＋的条件下能继续与金属反应，因此此类题目应用离子方程式来计算，先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H＋或NO进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒。 ④金属与酸再与碱反应：转移的电子的物质的量等于消耗的OH－物质的量。 【例题1】将铜投入一定浓度的硝酸中发生反应，铜完全溶解，产生的NO和混合气体在标准状况下的体积为(反应前后溶液体积不变，也不考虑的存在)。待产生的气体完全释放后，向溶液中加入的溶液，恰好使溶液中的全部转化为沉淀。下列说法错误的是 A．铜与硝酸的反应中，硝酸表现酸性和强氧化性 B．产生的混合气体和的体积比 C．原硝酸溶液的浓度为 D．欲使生成的和在作用下被水吸收全部转化为硝酸，至少需标准状况下 【答案】C 【详解】A．铜与硝酸的反应中，生成了硝酸铜，硝酸表现酸性，生成氮的氧化物，硝酸表现强氧化性，A正确； B．根据题中信息和电子守恒，设反应生成的和的物质的量分别为和，则；；得，计算知，B正确； C．向溶液中加入的溶液，恰好使溶液中的全部转化为沉淀，说明表现酸性的硝酸和未反应的硝酸的物质的量为，表现氧化性的硝酸的物质的量为，所以原硝酸溶液的浓度为，C错误； D．根据电子守恒，欲使生成的和在作用下被水吸收全部转化为硝酸，则转移0.6mol电子，至少需要0.15molO2，即至少需要标准状况下氧气的体积为，D正确； 故选C。 【例题2】向一定量的浓硝酸中加入过量的铜片。 (1)反应开始阶段产生　　　　色气体，化学方程式为　　　　。 (2)反应进行一段时间后又产生无色气体，此时的化学方程式为　　　　。 (3)当溶解1.92 g Cu时，若只得到NO2、NO两种气体共1.12 L(已换算标准状况)，计算反应消耗HNO3的物质的量(写出计算过程)：　　　　。 (4)等反应停止后，再加入少量的稀硫酸，这时Cu片上又有气泡产生，原因是　　　。 【答案】(1)红棕　Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O (2)3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O　(3)被还原的n(HNO3)==0.05 mol；反应生成n[Cu(NO3)2]==0.03 mol，所以反应消耗n(HNO3)=0.03 mol×2+0.05 mol=0.11 mol　(4)加入稀硫酸后，氢离子与原溶液中的硝酸根离子构成HNO3，又能与过量的铜反应 【例题3】NO、NO2产生酸雨的过程可表示为 (1)写出该循环中两步反应的化学方程式： ①　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　； ②　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)分别写出NO或NO2与O2、H2O恰好反应完全转化为HNO3的总化学方程式： __________，__________。 (3)将盛有12 mL NO2和O2的混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反应后，还剩余2 mL无色气体。 ①若剩余的气体是O2，则NO2、O2的体积分别是　　　　。 ②若剩余的气体是NO，则NO2、O2的体积分别是　　　　。 【答案】(1)①2NO+O2===2NO2　②3NO2+H2O===2HNO3+NO (2)4NO+3O2+2H2O===4HNO3　4NO2+O2+2H2O===4HNO3 (3)①8 mL、4 mL　②10.8 mL、1.2 mL 【详解】(3)依据NO2与H2O的反应可知，剩余气体只能是O2或NO。①若剩余O2，则按n(NO2)∶n(O2)=4∶1恰好反应的气体为10 mL，V(NO2)=10 mL×=8 mL，V(O2)=12 mL-8 mL=4 mL；②若剩余气体为 2 mL NO，则按n(NO2)∶n(O2)=4∶1恰好反应的气体为12 mL-2 mL×3=6 mL，V(O2)=6 mL×=1.2 mL，V(NO2)=12 mL-1.2 mL=10.8 mL。 第三部分 以【模练】促落实 1、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 向过量的Fe粉中加入稀HNO3，充分反应后，滴入KSCN溶液 溶液呈红色 稀HNO3将Fe氧化为Fe3+ ② 浓HNO3久置或光照 变黄色 HNO3不稳定易分解 ③ Al箔插入稀HNO3中 无现象 Al箔表面被HNO3氧化，形成致密的薄膜 ④ 用玻璃棒蘸取浓HNO3点到蓝色石蕊试纸上 试纸先变红后褪色 浓HNO3具有酸性和强氧化性 A.①② B.③④ C.②③④ D.②④ 【答案】D 【详解】向过量的Fe粉中加入稀HNO3生成Fe2+，加入KSCN溶液时不变成红色，故①错误；浓HNO3久置变黄是因为HNO3分解产生的NO2溶于HNO3，故②正确；Al箔遇浓HNO3钝化，稀HNO3会使Al箔溶解，故③错误；使蓝色石蕊试纸先变红后褪色，说明浓硝酸具有酸性和强氧化性，故④正确。 2、大气中NO达到一定浓度时，会对人体造成损害。NO在大气中转化过程如下所示，下列说法正确的是 NONO2N2O5HNO3 A.O3在转化过程中表现出强氧化性，与O2互为同位素 B.NOx是大气污染物，在大气中有可能形成硝酸型酸雨或光化学烟雾 C.N2O5是一种酸性氧化物，酸性氧化物都可以和水反应生成相应的酸 D.H2O是一种直线形分子，电子式为 【答案】B 【详解】O3与O2是同种元素组成的不同单质，二者互为同素异形体，A错误；N2O5是一种酸性氧化物，但不是所有酸性氧化物都可以和水反应生成相应的酸，如SiO2不和水反应，C错误；H2O是一种角形分子，D错误。 3．下列属于氮的固定的是 A．NH3在催化剂条件下和O2反应生成NO B．N2和O2在放电条件下生成NO C．HNO3和NH3反应制取NH4NO3 D．铵盐和碱反应生成NH3 【答案】B 【详解】A．反应物中的氮元素为化合态，无游离态参与反应，不属于氮的固定，A错误； B．反应物是游离态氮，反应后生成化合态的，符合氮的固定（将游离态氮转化为化合态氮的过程）的定义，B正确； C．反应物、和生成物中的氮元素均为化合态，属于化合态氮之间的转化，不属于氮的固定，C错误； D．反应物铵盐和生成物中的氮元素均为化合态，属于化合态氮之间的转化，不属于氮的固定，D错误； 故选B。 4、设NA为阿伏加德罗常数的值。下列有关氮的氧化物的说法正确的是 A.含NO和NO2混合气体的尾气可以用水吸收 B.4.6 g NO2和N2O4混合气体中含有的氧原子数目小于0.2NA C.用湿润的淀粉碘化钾试纸鉴别Br2(g)和NO2 D.除去NO中混有少量NO2气体时，可以用水洗涤后再干燥 【答案】D 【详解】NO与水不反应，A错误；根据原子守恒，4.6 g混合气体中含有的氧原子数目为0.2NA，B错误；NO2和Br2(g)均能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，无法鉴别，C错误；二氧化氮与水反应生成NO，用水洗涤后再干燥可除杂，D正确。 5、(2025·深圳模拟)下列有关NO制备及性质验证的实验装置不正确的是 A.制备NO B.提纯NO C.验证NO和氧气反应 D.收集NO 【答案】D 【详解】NO可与氧气反应，先用碳酸钙与硝酸反应生成二氧化碳排出空气，再将铜与稀硝酸反应得到NO，A正确；气体通过水，除去挥发的硝酸蒸气和可能存在的NO2，再用浓硫酸干燥，可以得到干燥纯净的NO，B正确；NO为无色气体，遇到氧气生成红棕色的二氧化氮，C正确；NO与氧气反应，不能用排空气法收集NO，D错误。 6．研究氮及其化合物的性质，可以有效改善人类的生存环境。氮元素的价-类二维图如图所示。下列说法错误的是 A．可通过雷电作用将b转化为c，这是一种固氮方式 B．a→c和d→e的转化中，均有氮元素被氧化 C．必须加入合适的还原剂才能将e转化为d D．d可以被NaOH溶液完全吸收 【答案】C 【详解】根据氮元素的价-类二维图，可知a是NH3、b是N2、c是NO、d是NO2、e是HNO3。 A．放电时，氮气和氧气反应生成NO，雷电作用将N2转化为NO，这是自然固氮，A正确； B．NH3→NO和NO2→HNO3的转化中，N元素化合价升高，均有氮元素被氧化，B正确； C．浓HNO3 见光易分解生成NO2、O2、H2O，HNO3 →NO2不需加入还原剂就能实现，C错误； D．NO2可以被NaOH溶液完全吸收生成硝酸钠、亚硝酸钠，D正确； 故选C。 7、下列关于氮及其化合物的探究，结论和解释正确的是 选项 操作和现象 结论和解释 A 铜丝溶解于稀HNO3，生成无色气体 金属能与强酸反应置换出氢气 B NH3能使热的氧化铜产生红色物质 NH3有还原性 C N2与H2混合加热不反应 N的非金属性弱 D NO2被NaOH溶液吸收 NO2是酸性氧化物 【答案】B 【详解】铜丝溶于稀HNO3，生成硝酸铜、NO和水，无色气体为NO，不会生成氢气，故A错误；NH3能使热的氧化铜产生红色物质，原理是3CuO+2NH3N2+3Cu +3H2O，说明氨气具有还原性，故B正确；N2与H2混合，在催化剂、高温、高压的条件下反应生成氨气，没有催化剂时加热反应速率慢，生成物的含量少，但不能说明N的非金属性弱，故C错误；NO2被NaOH溶液吸收，生成硝酸钠、亚硝酸钠和水，发生歧化反应，体现NO2的氧化性和还原性，故D错误。 8、一定温度下，探究铜与稀HNO3反应过程如图。 下列说法不正确的是 A.过程Ⅰ中生成无色气体的离子方程式是3Cu+2N+8H+===3Cu2++2NO↑+4H2O B.步骤Ⅲ反应速率比Ⅰ快的原因是NO2溶于水，使c(HNO3)增大 C.由实验可知，NO2对该反应具有催化作用 D.当活塞不再移动时，再抽入空气，铜可以继续溶解 【答案】B 【详解】B项，步骤Ⅲ中硝酸的浓度没有Ⅰ中大，因为部分硝酸转化成了一氧化氮，因此反应速率比Ⅰ快的原因不可能是c(HNO3)增大，错误；C项，由实验可知，步骤Ⅲ反应速率比Ⅰ快，说明NO2对该反应具有催化作用，正确；D项，当活塞不再移动时，再抽入空气，一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮溶于水生成硝酸，能够与铜继续反应，正确。 9．下列关于氮元素及其化合物的说法正确的是 A．硝酸浓度越大，氧化性越强 B． C．可以用NaOH溶液鉴别溶液和溶液 D．工业上用和合成尿素属于氮的固定 【答案】A 【详解】A．硝酸中和浓度随硝酸浓度升高而增大，得电子能力增强，氧化性越强，A正确； B．不与直接反应，需要和共同作用才能生成，该转化无法一步实现，B错误； C．与和反应，加热时均产生有刺激性气味的，现象相同无法鉴别，C错误； D．氮的固定是将游离态的转化为化合态氮的过程，中的氮已经是化合态，该反应不属于氮的固定，D错误； 故选A。 10、硝酸可用于制化肥、农药、染料等。工业制备硝酸的过程如图所示，下列说法正确的是 A.合成氨塔中采用高温有利于提高反应物的平衡转化率 B.图中A和B分别为氧气和水 C.常温下，铝与浓硝酸不反应，可用铝罐盛装浓硝酸 D.尾气不需要净化处理，可以直接排放 【答案】B 【详解】由题给流程可知，高温、高压和催化剂作用下氮气和氢气在合成塔中反应生成氨气，向经氨分离器得到的氨气中通入氧气，氨气在氧化炉中与氧气共热发生催化氧化反应生成一氧化氮，在吸收塔内一氧化氮与氧气和水反应生成硝酸和一氧化氮。合成氨反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，反 应物的转化率减小，故A错误；常温下，铝在浓硝酸中钝化，致密的氧化膜阻碍反应继续进行，所以可用铝罐盛装浓硝酸，故C错误；制备硝酸得到的尾气中含有能形成光化学烟雾和酸雨的氮的氧化物，所以尾气需要净化处理，不能直接排放，否则会污染环境，故D错误。 11．某研究小组以含铁的铜屑为原料制备无水。已知：熔点-105℃、沸点76℃，遇水剧烈水解生成两种酸性气体。其合成路线如下： 下列说法正确的是 A．为加快反应速率，步骤①中可用浓硝酸溶解屑 B．步骤②中可采用试剂调 C．步骤③为得到较大颗粒的晶体，可将热的溶液快速冷却 D．步骤④中的作用是吸收水分，同时防止水解 【答案】D 【详解】铜屑中混有铁，加入足量硝酸溶解后，应通过调节pH，让转化为沉淀；过滤后，将滤液蒸发浓缩、冷却结晶，以防止晶体失去结晶水并发生水解。 A．浓硝酸溶解屑时易产生大量，A错误； B．调节促进铁离子水解沉淀铁离子，不引入新杂质，同时不能沉淀铜离子，因此第②步调适合的物质是或或，若用则会引入钠离子，B错误； C．减慢冷却结晶速度或冷却后静置较长时间，可得到较大颗粒的晶体，C错误； D．遇水剧烈水解生成，因此在步骤④中可以吸收水分，同时产生防止水解，D正确； 故选D。 12、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.由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定是混合气体 B.红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应 C.由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物 D.③的气体产物中检测出CO2，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应 【答案】D 【详解】①中浓HNO3受热分解，发生反应：4HNO3(浓)4NO2↑+O2↑+2H2O，产生的气体为混合气体，故A正确；由①可知，浓硝酸受热分解可生成红棕色气体NO2，所以“产生红棕色气体”不能说明②中木炭与浓硝酸发生了反应，故B正确；根据①和②，浓硝酸分解产生红棕色NO2时需要加热，所以浓硝酸具有挥发性才可与上方红热木炭接触，同时，N元素化合价降低，所以生成的NO2为还原产物，故C正确；红热的木炭可与空气中的O2反应生成CO2，故D错误。 13．是一种浅黄色粉末，极易水解，常用于制备超硬、耐高温的氮化物。实验室通过氧化制得，再与镁反应得到。下列说法不正确的是 A．装置A中分液漏斗中的溶液可以是浓氨水 B．装置F中碱石灰的作用是吸收多余的，防止污染环境 C．装置C中氧化剂与还原剂反应的物质的量之比为3：2 D．水解的方程式为 【答案】B 【详解】装置A中浓氨水滴到生石灰上，生石灰与水反应并放热，逸出的氨气经B中碱石灰干燥后进入C。C中加热的氧化铜把氨氧化为氮气，自身还原为铜并生成水；生成的混合气经D中浓硫酸除去水蒸气和过量氨气，得到干燥氮气。氮气进入E并在加热条件下与镁反应生成氮化镁；F中碱石灰隔绝空气中的水蒸气，防止氮化镁水解。 A. 浓氨水滴到生石灰上，生石灰与水反应并放热，可使氨气逸出，因此分液漏斗中可盛放浓氨水，A正确； B. 过量氨气已在装置D中被浓硫酸吸收；装置F中的碱石灰用于隔绝空气中的水蒸气，保护生成的氮化镁，B错误； C. 反应中氧化铜是氧化剂，氨是还原剂，方程式为，由化学计量数可知二者的物质的量之比为3：2，C正确； D. 氮化镁与水反应生成氢氧化镁和氨气，配平后的完整方程式为，D正确； 故选B。 14、某学习小组设计如图所示实验装置(装置中空气已排尽)探究氮的氧化物的性质。下列说法不正确的是 A.装置Ⅰ中产生红棕色气体，体现浓硝酸的强氧化性 B.将装置Ⅱ浸入热水浴中，气体颜色变深，说明2NO2(g)⥫⥬N2O4(g)是放热反应 C.装置Ⅲ中的溶液变蓝，说明NO2氧化了金属铜 D.向装置Ⅴ中加入蒸馏水，无色气体变为红棕色 【答案】C 【详解】铜与浓硝酸反应生成红棕色气体NO2，体现浓硝酸的强氧化性，A正确；将装置Ⅱ浸入热水浴中，气体颜色变深，说明升高温度2NO2(g)⥫⥬N2O4(g)平衡逆向移动，正反应方向是放热反应，B正确；NO2溶 于水生成硝酸，装置Ⅲ中的溶液变蓝是硝酸氧化了金属铜，不是NO2氧化了铜，C错误；向装置Ⅴ中加入蒸馏水，Na2O2与水反应生成O2，O2与无色气体NO反应生成红棕色气体NO2，D正确。 15、科学家研究发现含氮化合物和含硫化合物在形成雾霾时与大气中氨有关，转化关系如图所示： (1)从物质分类的角度看，图中的物质属于酸性氧化物的有　　　　　(写化学式)。 (2)写出SO2转化为SO3的化学方程式：　　　　　　　。 (3)工业上合成氨的化学方程式为　　　　　　　。 (4)实验室长期保存浓硝酸需使用棕色试剂瓶，并放置在阴凉处，其原因为　　　(用化学方程式表示)。 (5)氨与一氧化氮在一定条件下反应可生成对空气无污染的物质，该反应的化学方程式为 　　　　　　　。 【答案】(1)SO2、SO3、N2O5　(2)2SO2+O22SO3　(3)N2+3H22NH3　(4)4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O　(5)6NO+4NH35N2+6H2O 【详解】(1)酸性氧化物是能与碱反应得到盐和水的氧化物，符合要求的有SO2、SO3和N2O5。(5)氨气中的氮为-3价，一氧化氮中的氮为+2价，因此二者可以在一定条件下发生归中反应得到氮气：6NO+4NH35N2+6H2O。 16．含氮物质的处理在环境保护中具有重要价值。某学习小组探究了铜和硝酸反应及含氮物质的性质。回答下列问题： (1)铜与浓硝酸反应的装置如图，仪器A的名称为________。 (2)铜与浓硝酸反应的离子方程式为________。 (3)实验室制备氨气的化学方程式：________。 (4)氮氧化物()直接排放会造成酸雨，可以用碱溶液如NaOH溶液吸收，主要反应为：，。若标况下3.36L的(仅含NO、)被2 mol/L的NaOH溶液完全吸收，则NaOH溶液的体积至少为________mL。 (5)某氮肥厂产生的氨氮废水中的氮元素多以和的形式存在，氨氮废水是造成河流及湖泊富营养化的主要因素。某团队设计处理氨氮废水的流程如下： ①过程Ⅱ为硝化过程，在微生物的作用下实现的转化，此过程中，在反应中作________剂。 ②过程Ⅲ为反硝化过程，向一定条件下的废水中加入甲醇()，实现的转化。将1 mol 完全转化为转移的电子数为______。 (6)氨气还可作为脱硝剂除去氮氧化物，如NO和在一定条件下发生反应：。利用该原理，设计如图原电池，写出电极N上发生的反应________。 【答案】(1)具支试管 (2) (3) (4)75 (5)还原 （或 ） (6) 【详解】（1）该仪器为带侧支导管的反应试管，仪器A的名称为具支试管； （2）铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，浓硝酸在离子方程式中拆为氢离子和硝酸根，满足电荷、原子守恒，离子方程式为； （3）实验室固固加热制备氨气，利用氯化铵和熟石灰共热制取氨气，化学方程式为； （4）标况下总物质的量为。气体被完全吸收，根据钠、氮原子守恒：无论产物是还是，均存在，因此所需的最小体积为； （5）①中N为-3价，转化为、N化合价升高，失电子发生氧化反应，作还原剂； ②中N为+3价，转化为中0价的N，1 mol 得到3 mol电子，转移电子数为。 （6）该原电池中M极通入，N元素升价发生氧化反应为负极；N极通入NO，N元素从+2价降价为0价发生还原反应为正极，在KOH碱性电解质中，NO得电子生成，结合电荷守恒、原子守恒配平得到对应电极反应。 17．硝酸是重要的化工原料，是一种具有强氧化性的强酸，化学兴趣小组开展探究硝酸与金属反应的活动。 (1)用3mol/LHNO3与少量铁粉反应，HNO3的还原产物是NO，请写出反应的离子方程式：________________________________。 (2)有同学在查阅文献时发现：HNO3与铁反应能产生H2 。 小组同学进行了金属铁与硝酸反应能否产生H2及其有利条件的探究，实验ⅰ的装置如下。 实验ⅰ的操作和现象记录：打开弹簧夹，通入一段时间CO2，关闭弹簧夹。控制实验温度为20℃，将过量铁粉溶于0.5mol·L-1HNO3，立即有无色气体生成，充分反应后，溶液几乎无色。 ①盛放硝酸的仪器名称是______________，反应前先通入CO2的原因是____________。 ②检验收集的气体：方法如图所示。 确认气体是H2，不含NO。能证实该结论的实验现象是_____________________。 ③检验溶液：加入NaOH溶液、产生灰绿色沉淀：过滤后，将滤液加热至沸，有刺激性气味气体逸出，用湿润红色石蕊试纸检验，试纸变蓝。说明装置A中发生的反应有：Fe+2H+=Fe2++H2↑，另外还有________________________________(写出离子方程式)。 (3)对H2产生原因提出假设：在稀的酸性溶液中，HNO3中H+的氧化性大于。验证如下： 实验ⅱ：20℃时，将铜粉溶于0.5mol/LHNO3中。经检测，发现没有________(填具体物质)生成，初步证明假设不成立。 (4)再次查阅文献发现：在酸性介质中，尽管离子是较强的氧化剂，但动力学原因导致它在稀酸中的反应一般都很慢。于是小组改变条件重复实验i，向2mL 0.5mol·L-1HNO3中加入过量铁粉，结果如下： 实验序号 ⅲ ⅳ ⅴ 温度 20℃ 40℃ 60℃ 生成H2体积 6.0mL 3.4mL 2.6mL 经检验，实验ⅲ、ⅳ、ⅴ中，的还原产物与实验ⅰ相同。 从反应速率的影响因素角度解释温度升高H2体积减少的可能原因______________。 (5)综上所述，有利于金属与硝酸反应生成氢气的条件是____________。 【答案】(1) (2)分液漏斗 排尽装置内的空气，防止对后续气体的检验造成干扰 气体遇空气未见红棕色，点燃肥皂泡，发出爆鸣声 (3) (4)温度升高，H+、被还原的速率均增大，但被还原的速率增大的更快；同时H+被消耗，减小，导致H+得电子产生氢气的速率下降，产生的H2体积减少 (5)较低温度、低浓度硝酸 【详解】（1）少量铁粉与反应时，硝酸过量，铁被完全氧化为，硝酸被还原为气体，根据得失电子守恒和电荷守恒，反应的离子方程式为：； （2）①根据仪器构造可知，盛放硝酸的仪器是分液漏斗，由于极易与空气中的氧气反应生成红棕色的，反应前通入可以排尽装置内的空气，防止对后续气体的检验造成干扰； ②遇空气会迅速变为红棕色，而具有可燃性，点燃混有空气的会产生爆鸣声，因此若气体遇空气未见红棕色，且点燃肥皂泡发出爆鸣声，即可确认气体是且不含； ③加入溶液产生灰绿色沉淀，说明溶液中含有，滤液加热产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的刺激性气味气体，说明溶液中含有，由此可知，过量铁与硝酸反应生成了和，根据氧化还原反应配平原则，该反应的离子方程式为：； （3）假设的氧化性大于，则在酸性溶液中应优先发生还原反应生成，将铜粉溶于稀硝酸中，若假设成立，应检测到有生成，实际检测发现没有生成（铜与稀硝酸反应生成的是），从而初步证明该假设不成立； （4）铁与稀硝酸反应时，存在和分别得电子的平行竞争反应，温度升高，两者的还原速率均增大，但动力学因素导致被还原的速率增大得更为显著，使得被大量且快速地消耗，溶液中迅速减小，进而导致得电子生成的反应速率下降，最终收集到的体积减少； （5）综合上述实验探究可知，高温和高浓度硝酸均有利于被还原，因此为了抑制的还原、促进被还原生成，则有利于金属与硝酸反应生成氢气的条件应为较低温度、低浓度硝酸。 18．硝酸镍、硝酸钠在陶瓷、玻璃工业应用广泛。以废弃镍板（含有少量的氧化铝杂质）生产硝酸镍、硝酸钠的工艺流程如图所示： 已知：①难溶于水。 ②，。 请回答下列问题： (1)工业生产普通玻璃的主要原料有石英砂、______。 (2)“反应器”中需控制反应温度为：50∼60℃的原因是____________。 (3)假若Ni与浓硝酸反应产生的混合气体中，该反应的离子方程式为____________。 (4)为了除去，向“浸取液”中加入调节pH至5~6。写出除去并生成的离子方程式：____________。 (5)补充完成操作③____________。 (6)向“转化器”中加入稀硝酸的目的是____________。 (7)若进入“吸收塔”的混合气体中NO为a mol、为b mol、空气中含为d mol，溶液中含为c mol，“转化器”中加入的稀硝酸中含e mol ，则______（用含e、d的代数式表示，不考虑流程中钠、氮元素的损失）。 【答案】(1)纯碱、石灰石 (2)温度太低，反应速率慢，温度太高，硝酸分解挥发快 (3) (4) (5)冷却结晶 (6)除去中的杂质（合理即可） (7) 【详解】废弃镍板(含有少量的氧化铝杂质)，加入浓硝酸，生成硝酸镍、硝酸铝和NO2和NO，向硝酸镍和硝酸铝的混合溶液中加入碳酸镍促进Al3+的水解，生成氢氧化铝沉淀，滤液中用硝酸酸化至pH=3-4，再经过减压蒸发，冷却结晶，离心分离，得到硝酸镍固体；NO2、NO通入碳酸钠溶液发生已知②的两个反应，会生成硝酸钠和亚硝酸钠的混合物，加入稀硝酸将亚硝酸钠转化为硝酸钠，最后对硝酸钠溶液蒸发结晶得到硝酸钠固体。 （1）工业生产普通玻璃的主要原料有石英砂、纯碱、石灰石； （2）“反应器”中需控制温度50∼60℃的原因是温度太低，反应速率慢，温度太高，硝酸分解挥发快； （3）Ni与浓硝酸反应产生的混合气体中，根据电荷守恒、电子守恒，写出该反应的离子方程式为：； （4）为了除去，向“浸取液”中加入，其作用是促进Al3+的水解，Al3+生成Al(OH)3沉淀，同时生成CO2和Ni2+，离子方程式为：； （5）从硝酸镍溶液得到硝酸镍固体的操作是用硝酸酸化后，进行减压蒸发，冷却结晶，离心分离； （6）通过分析可知，吸收塔反应后的溶液为硝酸钠和亚硝酸钠的混合物，加入硝酸的目的是除去中的杂质； （7）根据题意可知，N元素和Na元素最终变为硝酸钠，根据守恒有等式：；NO、NO2最终变为硝酸钠，N失去电子，O2得到电子，根据电子守恒有等式：，根据上述两个等式可得：。 第 1 页 共 3 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 以真题明方向 | 以精讲建体系 | 以模练促落实 备战2027年高考化学【筑基提能100讲】复习讲义（全国通用） 第17讲 氮及其氧化物、硝酸 第一部分 以【真题】明方向 选择题： 13 题 非选择题： 2 题 第二部分 以【精讲】建体系 【考点1】氮气的性质及应用+3道例题 【考点2】氮的氧化物+3道例题 【考点3】硝酸及其工业制备+3道例题 【考点4】氮的氧化物的计算与硝酸相关的计算+3道例题 第三部分 以【模练】促落实 选择题： 14 题 非选择题： 4 题 第一部分 以【真题】明方向 1．（2026·广西·高考真题）下列有关氮的转化（如图）说法正确的是 A．雷电可使转化为NO B．工业合成氨属于自然固氮 C．氮转化过程中N均被氧化 D．生产至少需 2．（2026·陕晋青宁卷·高考真题）大豆原产于我国，具有几千年种植历史。下列说法错误的是 A．利用大豆油脂的加成反应可制作肥皂 B．光束通过稀豆浆时可观察到丁达尔效应 C．大豆根瘤菌可将N2转化为含氮化合物 D．大豆秸秆中的纤维素是一种可再生资源 3．（2026·云南·高考真题）合成氨工艺沿革，诠释科学精神传承。几种固氮方式如图，下列说法正确的是 A．NO是红棕色、有刺激性气味的气体 B．NH4HCO3易溶于水，其电离方程式为 C．合成氨工业中采用循环操作主要是为了提高N2和H2的利用率 D．新型催化剂能降低N2生成的反应热 4．（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： 5、(2025·广东，15)按如图组装装置并进行实验：将铜丝插入溶液中，当c中红色褪去时，将铜丝拔离液面。下列叙述错误的是 A.a中有化合反应发生，并有颜色变化 B.b中气体变红棕色时，所含氮氧化物至少有两种 C.c中溶液红色刚好褪去时，HC恰好完全反应 D.若将a中稀硝酸换为浓硫酸并加热，则c中溶液颜色会褪去 6．（2025·江苏·高考真题）大气中的氮是取之不尽的天然资源。下列工业生产中以氮气作反应物的是 A．工业合成氨 B．湿法炼铜 C．高炉炼铁 D．接触法制硫酸 7．（2025·贵州·高考真题）NaOH溶液可吸收硝酸工业尾气中的，为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．NaOH的电子式： B．NO和在一定条件下可以相互转化 C．标准状况下，11.2 L 和混合物中原子总数为 D．尾气处理中涉及的反应有： 8．（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 9．（2025·重庆·高考真题）下列有关离子反应错误的是 A．Ca(OH)2溶液滴入NaHSO3溶液中： B．加入水中： C．通入水中： D．通入NaBr溶液中： 10．（2025·广东·高考真题）按如图组装装置并进行实验：将铜丝插入溶液中，当c中红色褪去时，将铜丝拔离液面。下列叙述错误的是 A．a中有化合反应发生，并有颜色变化 B．b中气体变红棕色时，所含氮氧化物至少有两种 C．c中溶液红色刚好褪去时，恰好完全反应 D．若将a中稀硝酸换为浓硫酸并加热，则c中溶液颜色会褪去 11、(2024·湖南，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 12．（2024·天津·高考真题）下列有关物质用途的说法错误的是 A．液氮可用于制冷 B．油脂可用于生产甘油 C．二氧化硫可用于漂白 D．铜块镶嵌在轮船外壳可用于避免船体被腐蚀 13．（2024·浙江·高考真题）下列说法不正确的是 A．呈两性，不能用于治疗胃酸过多 B．能与反应产生，可作供氧剂 C．有还原性，能被氧化成 D．见光易分解，应保存在棕色试剂瓶中 14、正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)王水溶解铂，原因是浓盐酸增强了浓硝酸的氧化性(2024·湖北，8B)(　　) (2)HNO3见光易分解，应保存在棕色试剂瓶中(2024·浙江6月选考，2D)(　　) (3)将铜丝插入浓硝酸中，制备NO(2021·广东，12A)(　　) 15、[2024·北京，16(1)(4)](1)早期以硝石(含NaNO3)为氮源制备HNO3，反应的化学方程式为：H2SO4(浓)+NaNO3===NaHSO4+HNO3↑。该反应利用了浓硫酸的性质是酸性和　　　　　。 (4)人工固氮是高能耗的过程，结合N2分子结构解释原因：　　　　　　　。 第二部分 以【精讲】建体系 【考点1】氮气的性质及应用 1．氮元素存在形态及氮的固定 (1)氮元素在自然界中的存在形式 游离态 在自然界中，氮元素主要以氮分子(N2)的形式存在于空气中(N2约占空气总体积的78%)。 化合态 部分氮元素存在于动植物体内的蛋白质中，还有部分氮元素存在于土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中。 (2)氮的固定 ①将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程叫做氮的固定。 ②氮的固定分为自然固氮(放电条件下氮气与氧气化合)、生物固氮(豆科植物的根瘤菌固氮)和人工固氮(工业上合成氨等)。 2．氮气 (1)氮气的结构：电子式：，结构式：N≡N，N2分子中有1个σ键、2个π键。 (2)物理性质：氮气是无色、无味、难溶于水的气体。 (3)氮气的化学性质 ①氮氮三键的键能大，氮气化学性质较稳定。 ②在一定条件下发生化合反应 ①与活泼金属(Mg、Li)反应 3Mg＋N2Mg3N2 [氮化镁与水的反应：Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2↓＋2NH3↑ (金属氮化物易水解，生成氨气和相应的碱)] 6Li＋N22Li3N ②工业合成氨 N2＋3H22NH3； ③氮气与氧气反应 N2＋O22NO。 (4)氮气的用途 ①工业上合成氨，制硝酸； ②在灯泡中填充氮气以防止钨丝被氧化或挥发； ③保存粮食、水果等食品，以防止腐烂； ④医学上用液氮作冷冻剂，以便在冷冻麻醉下进行手术； ⑤代替稀有气体作焊接金属时的保护气，以防止金属被空气氧化； ⑥高科技利用液氮制造低温环境，使某些超导材料获得超导性能； (5)氮气的制法 ①实验室制法：加热NH4Cl饱和溶液和NaNO2晶体的混合物： NaNO2＋NH4ClNaCl＋N2↑＋2H2O ②工业制法：工业上从液态空气中，利用液态氮的沸点比液态氧的沸点低加以分离而制得氮气。 【例题1】下列有关氮气的说法错误的是 A.在氮气与氢气合成氨的反应中，氮气是氧化剂 B.氮气和氧气在放电条件下发生的反应中，氮气是还原剂 C.氮气性质稳定，可以作保护气 D.点燃的镁条在氮气中不反应 【例题2】下列关于N2的叙述不正确的是 A.雷雨天，空气中的N2与O2可反应生成NO B.N2与H2在一定条件下合成氨属于氮的固定 C.N2分子中σ键与π键的比值为2∶1 D.N2既可作氧化剂又可作还原剂 【例题3】下列氮气的用途分别应用了氮气的什么性质？(填字母) ①博物馆将贵重文物保存在氮气中：　　　　。 ②氮气是合成氨工业的重要原料：　　　　。 ③雷电是自然界重要的固氮方式：　　　　。 ④医疗上，液氮是常见的冷冻剂：　　　　。 A.N2的氧化性　B.N2的稳定性　C.N2的还原性　D.N2的沸点低，液氮易汽化，且汽化吸收大量热量 【考点2】氮的氧化物 1、氮的氧化物及性质 (1)氮有多种价态的氧化物，氮元素从+1→+5价都有对应的氧化物，如N2O、NO、N2O3、NO2(或N2O4)、N2O5，其中属于酸性氧化物的是N2O3、N2O5，分别是HNO2和HNO3的酸酐。 N2O3＋H2O===2HNO2、N2O5＋H2O===2HNO3 (2)NO和NO2的比较 性质 NO NO2 色、味、态 无色气体 红棕色、有刺激性气味的气体 水溶性 不溶于水 易溶于水 毒性 有毒，大气污染物之一 有毒，大气污染物之一 与水反应 不反应 3NO2+H2O===2HNO3+NO 与氧气反应 2NO+O2===2NO2 不反应 与O2、H2O反应 4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3 4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3 与NH3反应 4NH3＋6NO5N2＋6H2O 8NH3＋6NO27N2＋12H2O 与NaOH溶液反应 不反应 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O 实验室制法 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O（只能用排水法收集） Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O（只能用排空气法收集） 对人体、环境的影响 与血红蛋白结合，使人中毒；转化成NO2，形成酸雨、光化学烟雾。 形成酸雨、光化学烟雾。 【易错提醒】 ①在实验测定NO2、N2O4的相对分子质量、比较相同条件下相同物质的量的气体体积大小，以及涉及到NO2气体的颜色深浅、压强、密度等方面时要考虑2NO2N2O4反应。 ②由于NO2气体和溴蒸气都为红棕色气体，都能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，故不能用淀粉碘化钾试纸来区别NO2气体和溴蒸气，可用水来区别。 NO2＋2KI===2KNO2＋I2 (NO2能使湿润的淀粉KI试纸为蓝) 鉴别二氧化氮和溴蒸气的三种方案： 方案一 将气体分别通入盛有少量有机溶剂(如苯、四氯化碳)的试管中，溶液变橙红色的是溴蒸气，无变化的是NO2。 方案二 将气体分别通入盛有少量水的试管中，溶液变黄的是溴蒸气，无明显现象的是NO2。 方案三 将气体分别通入盛有少量硝酸银溶液的试管中，产生淡黄色沉淀的是溴蒸气，无明显现象的是NO2。 ③验证某无色气体为NO的方法是向该无色气体中通入O2(或空气)，无色气体变为红棕色。 2、氮氧化物对环境的影响 (1)常见的污染类型 空气中的NO、NO2主要来源于煤和石油的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂的废气等。 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，产生一种有毒的烟雾。 ②酸雨 NOx排入大气中后，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。 ④人体中毒 NO与血红蛋白结合使人中毒。 ⑤水体污染 水体富营养化。 (2)常见的NOx尾气处理方法 ①碱液吸收法：工业尾气中NOx常用碱液吸收处理，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)，反应为： 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O， NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O ②催化转化法：在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2)或NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2，一般适用于汽车尾气的处理)。 a．氨气吸收法：8NH3＋6NO27N2＋12H2O、4NH3＋6NO5N2＋6H2O b．汽车尾气转换器：2CO＋2NO2CO2＋N2 【例题1】在一支50 mL注射器里充入20 mL NO，然后吸入5 mL水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器，静置后观察现象①。打开弹簧夹，快速吸入10 mL空气后夹上弹簧夹，观察现象②。振荡注射器，静置后再观察现象③。 下列关于该过程的分析不正确的是 A.现象①②，主要体现了NO难溶于水、具有还原性 B.现象②③，针筒示数：③<② C.过程中若将空气10 mL改成15 mL，③能观察到针筒内无气体剩余 D.此实验启示工业上制硝酸时充入适量O2可以提高氮原子利用率 【例题2】1998年，三位科学家因发现NO在心血管系统中起信号分子的作用而获得诺贝尔生理学或医学奖，使得NO成为保健药物的“明星”分子。下列关于NO的说法正确的是 A.NO是酸性氧化物 B.NO具有还原性，在空气中极易被氧化 C.NO为红棕色有毒气体 D.人工合成是产生NO的唯一途径 【例题3】 (1)汽车尾气中的CO、NOx在适宜温度下采用催化转化法处理，使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体。写出NO被CO还原的化学方程式：　　　　。 (2)用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。如4NH3+6NO5N2+6H2O，写出氨气转化NO2的化学方程式：　　　　　　 　，该反应中氧化产物与还原产物的质量之比为　　　　　。 (3)工业尾气中氮氧化物常采用碱液吸收法处理。 ①NO2被烧碱溶液吸收时，生成两种钠盐，其物质的量之比为1∶1，写出该反应的化学方程式：　　　　。 ②NO与NO2按物质的量之比1∶1被足量NaOH溶液完全吸收后只得到一种钠盐，该钠盐的化学式是　　　　　　　　。 ③NO2、NO的混合气体能被足量的烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO2)　　　　n(NO)，若不能完全吸收，你认为可以采取哪种最简单的措施确保有害气体被完全吸收：　　。 【考点3】硝酸及其工业制备 1、物理性质 纯净的硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体，与H2O以任意比互溶，打开盛浓硝酸的试剂瓶盖，有白雾产生(与浓盐酸相同)。 2．化学性质 (1)强酸性：溶于水完全电离HNO3===H+＋NO，具有酸的通性，能与碱、碱性氧化物、某些盐反应。 CaCO3与HNO3反应：CaCO3＋2HNO3(稀)===Ca(NO3)2＋CO2↑＋H2O (若无稀盐酸可用稀硝酸代替室制CO2) 【易错提醒】 ①稀硝酸使石蕊试液变红色，浓硝酸使紫色石蕊试液先变红后褪色(酸性和强氧化性)。 ②硝酸具有酸的一些通性，但硝酸与活泼金属反应时无氢气产生。 (2)不稳定性：硝酸见光或受热易发生分解，HNO3越浓，越易分解，温度越高分解越快，光照越强分解越快。 4HNO3(浓)2H2O＋4NO2↑＋O2↑ ①实验室中浓硝酸显黄色的原因：浓硝酸分解生成的NO2又溶于硝酸所致。 消除黄色的方法：向浓硝酸中通入空气或O2，发生反应为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3 ②硝酸易挥发，见光或受热易分解，具有强氧化性而腐蚀橡胶，因此，实验室保存硝酸时，应将硝酸保存在棕色、细口、磨口玻璃塞的玻璃试剂瓶中，并放置在黑暗且温度较低的地方。 (3)强氧化性 HNO3中的＋5价氮元素具有很强的得电子能力，硝酸无论浓、稀都有强氧化性，而且浓度越大，氧化性越强。还原产物一般为：HNO3(浓)→NO2，HNO3(稀)→NO，很稀的硝酸还原产物也可能为N2O、N2或NH4NO3。 【注意】NO3－无氧化性，而当NO3－在酸性溶液中时，则具有强氧化性。 ①常温下，浓硝酸使Fe、Al钝化，可用铁或铝制容器盛放浓硝酸。 ②与活泼金属反应：不生成H2，硝酸的浓度不同，还原产物不同。 Fe(少量)＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O 3Fe(过量)＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O ③与不活泼金属反应：除Au、Pt等少数金属外，硝酸几乎可以氧化所有的金属。 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。 Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 3Ag＋4HNO3(稀)===3AgNO3＋NO↑＋2H2O ④王水：是浓硝酸和浓盐酸按体积比1∶3的混合物，能使一些不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解。 ⑤与非金属反应：硝酸只表现出氧化性。 C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O ⑥与还原性化合物反应：硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2＋、FeO等还原性物质。 3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O 6I－＋2NO＋8H＋===3I2＋2NO↑＋4H2O 3SO2＋2NO＋2H2O===3SO＋2NO↑＋4H＋ 3H2S＋2HNO3(稀)===3S↓＋2NO↑＋4H2O (3)与有机物反应 ①硝化反应(与反应)： ②显色反应：含有苯环的蛋白质遇到浓硝酸加热后变黄色。 3．用途：硝酸是一种重要的化工原料，可用于制造炸药、染料、塑料、硝酸盐、氮肥等。 4．硝酸的制法 (1)硝酸的实验室制法：NaNO3＋H2SO4(浓)NaHSO4＋HNO3↑ (利用浓H2SO4的高沸点，难挥发性制取挥发性的HNO3)。 因HNO3不稳定，加热温度不宜过高；由于硝酸易腐蚀橡胶，因此该反应禁用橡胶塞，所用仪器为曲颈甑。 (2)硝酸的工业制法 ①NH3在催化剂作用下与O2反应生成NO：4NH3＋5O24NO＋6H2O ②NO进一步氧化生成NO2：2NO＋O2===2NO2 ③用水吸收NO2生成HNO3：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 尾气吸收：NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+ H2O， 2NO2 + 2NaOH===NaNO2 + NaNO3 + H2O 【例题1】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.不能用稀硝酸与锌反应制氢气——强氧化性 C.要用棕色试剂瓶盛装浓硝酸——不稳定性 D.能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去——强氧化性 【例题2】铜与足量浓硝酸反应的装置如图所示，下列说法错误的是 A.具支试管A中会出现红棕色气体，溶液呈绿色 B.装置B的作用是缓冲气流并收集NO2 C.该反应体现了浓硝酸的强氧化性和酸性 D.烧杯中反应的离子方程式为2NO2+2OH-===N+N+H2O 【例题3】某学习小组为探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，按如图所示装置进行实验(夹持仪器已略去)。实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO，由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。 可选药品：浓硝酸、3 mol·L-1稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳。 已知：氢氧化钠溶液不与NO反应，能与NO2反应：2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O。 请回答下列问题： (1)实验应避免有害气体排放到空气中。装置③、④、⑥中盛放的药品依次是　　　　。 (2)实验的具体操作：先检查装置的气密性，再加入药品，然后　　　　　　　　，最后滴加浓硝酸。 (3)装置①中发生反应的化学方程式是　　　　　　　。 (4)装置②的作用是　　　　　　　， 发生反应的化学方程式是　　　　　　　。 (5)该小组得出的结论所依据的实验现象是　　　　　　　。 (6)实验结束后，同学们发现装置①中溶液呈绿色，而不显蓝色。甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致，而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。同学们分别设计了以下4个实验方案来判断两种看法是否正确。这些方案中可行的是　　　　(填字母)。 a.加热该绿色溶液，观察颜色变化 b.加水稀释该绿色溶液，观察颜色变化 c.向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化 d.向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体，观察颜色变化 【考点4】氮的氧化物的计算与硝酸相关的计算 1．氮的氧化物和O2、H2O反应的计算方法 (1)NO2和O2混合气体溶于水的计算：由4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可知 V(NO2)∶V(O2) (2)NO与O2同时通入水中的计算：由4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3可知 V(NO)∶V(O2) (3)NO2、NO、O2三种混合气体通入水中 将NO2与水先反应，按反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，求出生成NO的体积，再加上原混合气体中NO的体积，得NO的总体积，最后按反应4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3 进行计算。 2．硝酸与金属反应的有关计算 (1)思维模型 (2)“四法”突破金属与硝酸的计算 ①氮原子守恒法：HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用，以NO的形式存在于溶液中；一部分作为氧化剂转化为还原产物，这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量。 以Cu与硝酸反应为例，反应前所有的N只存在于HNO3中，反应后含N的物质有HNO3的还原产物(假设有NO2、NO)和Cu(NO3)2，若HNO3过量，则过量HNO3中也含N，则有n(N)＝n(NO2)＋n(NO)＋2n[Cu(NO3)2]＋n(HNO3)剩(N原子守恒)。 ②得失电子守恒法：HNO3与金属的反应属于氧化还原反应，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。 以Cu与硝酸反应为例，反应中失去电子的是参加反应的Cu，Cu－2e－===Cu2＋；得到电子的是被还原的HNO3(假设还原产物为NO2、NO)，NO＋e－===NO2、NO＋3e－===NO。根据得失电子守恒，则有2n(Cu)＝n(NO2)＋3n(NO)。若将生成的氮的氧化物气体与一定量的氧气共同通入水中，氮的氧化物完全生成硝酸，由于开始反应物为硝酸，中间生成了氮的氧化物，但最终又变回了硝酸，所以相当于铜失去的电子最终由氧气得到，则有2n(Cu)＝n(O2)。 ③离子方程式计算法：金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO在H2SO4提供H＋的条件下能继续与金属反应，因此此类题目应用离子方程式来计算，先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H＋或NO进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒。 ④金属与酸再与碱反应：转移的电子的物质的量等于消耗的OH－物质的量。 【例题1】将铜投入一定浓度的硝酸中发生反应，铜完全溶解，产生的NO和混合气体在标准状况下的体积为(反应前后溶液体积不变，也不考虑的存在)。待产生的气体完全释放后，向溶液中加入的溶液，恰好使溶液中的全部转化为沉淀。下列说法错误的是 A．铜与硝酸的反应中，硝酸表现酸性和强氧化性 B．产生的混合气体和的体积比 C．原硝酸溶液的浓度为 D．欲使生成的和在作用下被水吸收全部转化为硝酸，至少需标准状况下 【例题2】向一定量的浓硝酸中加入过量的铜片。 (1)反应开始阶段产生　　　　色气体，化学方程式为　　　　。 (2)反应进行一段时间后又产生无色气体，此时的化学方程式为　　　　。 (3)当溶解1.92 g Cu时，若只得到NO2、NO两种气体共1.12 L(已换算标准状况)，计算反应消耗HNO3的物质的量(写出计算过程)：　　　　。 (4)等反应停止后，再加入少量的稀硫酸，这时Cu片上又有气泡产生，原因是　　　。 【例题3】NO、NO2产生酸雨的过程可表示为 (1)写出该循环中两步反应的化学方程式： ①　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　； ②　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)分别写出NO或NO2与O2、H2O恰好反应完全转化为HNO3的总化学方程式： __________，__________。 (3)将盛有12 mL NO2和O2的混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反应后，还剩余2 mL无色气体。 ①若剩余的气体是O2，则NO2、O2的体积分别是　　　　。 ②若剩余的气体是NO，则NO2、O2的体积分别是　　　　。 第三部分 以【模练】促落实 1、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 向过量的Fe粉中加入稀HNO3，充分反应后，滴入KSCN溶液 溶液呈红色 稀HNO3将Fe氧化为Fe3+ ② 浓HNO3久置或光照 变黄色 HNO3不稳定易分解 ③ Al箔插入稀HNO3中 无现象 Al箔表面被HNO3氧化，形成致密的薄膜 ④ 用玻璃棒蘸取浓HNO3点到蓝色石蕊试纸上 试纸先变红后褪色 浓HNO3具有酸性和强氧化性 A.①② B.③④ C.②③④ D.②④ 2、大气中NO达到一定浓度时，会对人体造成损害。NO在大气中转化过程如下所示，下列说法正确的是 NONO2N2O5HNO3 A.O3在转化过程中表现出强氧化性，与O2互为同位素 B.NOx是大气污染物，在大气中有可能形成硝酸型酸雨或光化学烟雾 C.N2O5是一种酸性氧化物，酸性氧化物都可以和水反应生成相应的酸 D.H2O是一种直线形分子，电子式为 3．下列属于氮的固定的是 A．NH3在催化剂条件下和O2反应生成NO B．N2和O2在放电条件下生成NO C．HNO3和NH3反应制取NH4NO3 D．铵盐和碱反应生成NH3 4、设NA为阿伏加德罗常数的值。下列有关氮的氧化物的说法正确的是 A.含NO和NO2混合气体的尾气可以用水吸收 B.4.6 g NO2和N2O4混合气体中含有的氧原子数目小于0.2NA C.用湿润的淀粉碘化钾试纸鉴别Br2(g)和NO2 D.除去NO中混有少量NO2气体时，可以用水洗涤后再干燥 5、(2025·深圳模拟)下列有关NO制备及性质验证的实验装置不正确的是 A.制备NO B.提纯NO C.验证NO和氧气反应 D.收集NO 6．研究氮及其化合物的性质，可以有效改善人类的生存环境。氮元素的价-类二维图如图所示。下列说法错误的是 A．可通过雷电作用将b转化为c，这是一种固氮方式 B．a→c和d→e的转化中，均有氮元素被氧化 C．必须加入合适的还原剂才能将e转化为d D．d可以被NaOH溶液完全吸收 7、下列关于氮及其化合物的探究，结论和解释正确的是 选项 操作和现象 结论和解释 A 铜丝溶解于稀HNO3，生成无色气体 金属能与强酸反应置换出氢气 B NH3能使热的氧化铜产生红色物质 NH3有还原性 C N2与H2混合加热不反应 N的非金属性弱 D NO2被NaOH溶液吸收 NO2是酸性氧化物 8、一定温度下，探究铜与稀HNO3反应过程如图。 下列说法不正确的是 A.过程Ⅰ中生成无色气体的离子方程式是3Cu+2N+8H+===3Cu2++2NO↑+4H2O B.步骤Ⅲ反应速率比Ⅰ快的原因是NO2溶于水，使c(HNO3)增大 C.由实验可知，NO2对该反应具有催化作用 D.当活塞不再移动时，再抽入空气，铜可以继续溶解 9．下列关于氮元素及其化合物的说法正确的是 A．硝酸浓度越大，氧化性越强 B． C．可以用NaOH溶液鉴别溶液和溶液 D．工业上用和合成尿素属于氮的固定 10、硝酸可用于制化肥、农药、染料等。工业制备硝酸的过程如图所示，下列说法正确的是 A.合成氨塔中采用高温有利于提高反应物的平衡转化率 B.图中A和B分别为氧气和水 C.常温下，铝与浓硝酸不反应，可用铝罐盛装浓硝酸 D.尾气不需要净化处理，可以直接排放 11．某研究小组以含铁的铜屑为原料制备无水。已知：熔点-105℃、沸点76℃，遇水剧烈水解生成两种酸性气体。其合成路线如下： 下列说法正确的是 A．为加快反应速率，步骤①中可用浓硝酸溶解屑 B．步骤②中可采用试剂调 C．步骤③为得到较大颗粒的晶体，可将热的溶液快速冷却 D．步骤④中的作用是吸收水分，同时防止水解 12、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.由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定是混合气体 B.红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应 C.由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物 D.③的气体产物中检测出CO2，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应 13．是一种浅黄色粉末，极易水解，常用于制备超硬、耐高温的氮化物。实验室通过氧化制得，再与镁反应得到。下列说法不正确的是 A．装置A中分液漏斗中的溶液可以是浓氨水 B．装置F中碱石灰的作用是吸收多余的，防止污染环境 C．装置C中氧化剂与还原剂反应的物质的量之比为3：2 D．水解的方程式为 14、某学习小组设计如图所示实验装置(装置中空气已排尽)探究氮的氧化物的性质。下列说法不正确的是 A.装置Ⅰ中产生红棕色气体，体现浓硝酸的强氧化性 B.将装置Ⅱ浸入热水浴中，气体颜色变深，说明2NO2(g)⥫⥬N2O4(g)是放热反应 C.装置Ⅲ中的溶液变蓝，说明NO2氧化了金属铜 D.向装置Ⅴ中加入蒸馏水，无色气体变为红棕色 15、科学家研究发现含氮化合物和含硫化合物在形成雾霾时与大气中氨有关，转化关系如图所示： (1)从物质分类的角度看，图中的物质属于酸性氧化物的有　　　　　(写化学式)。 (2)写出SO2转化为SO3的化学方程式：　　　　　　　。 (3)工业上合成氨的化学方程式为　　　　　　　。 (4)实验室长期保存浓硝酸需使用棕色试剂瓶，并放置在阴凉处，其原因为　　　(用化学方程式表示)。 (5)氨与一氧化氮在一定条件下反应可生成对空气无污染的物质，该反应的化学方程式为 　　　　　　　。 16．含氮物质的处理在环境保护中具有重要价值。某学习小组探究了铜和硝酸反应及含氮物质的性质。回答下列问题： (1)铜与浓硝酸反应的装置如图，仪器A的名称为________。 (2)铜与浓硝酸反应的离子方程式为________。 (3)实验室制备氨气的化学方程式：________。 (4)氮氧化物()直接排放会造成酸雨，可以用碱溶液如NaOH溶液吸收，主要反应为：，。若标况下3.36L的(仅含NO、)被2 mol/L的NaOH溶液完全吸收，则NaOH溶液的体积至少为________mL。 (5)某氮肥厂产生的氨氮废水中的氮元素多以和的形式存在，氨氮废水是造成河流及湖泊富营养化的主要因素。某团队设计处理氨氮废水的流程如下： ①过程Ⅱ为硝化过程，在微生物的作用下实现的转化，此过程中，在反应中作________剂。 ②过程Ⅲ为反硝化过程，向一定条件下的废水中加入甲醇()，实现的转化。将1 mol 完全转化为转移的电子数为______。 (6)氨气还可作为脱硝剂除去氮氧化物，如NO和在一定条件下发生反应：。利用该原理，设计如图原电池，写出电极N上发生的反应________。 17．硝酸是重要的化工原料，是一种具有强氧化性的强酸，化学兴趣小组开展探究硝酸与金属反应的活动。 (1)用3mol/LHNO3与少量铁粉反应，HNO3的还原产物是NO，请写出反应的离子方程式：________________________________。 (2)有同学在查阅文献时发现：HNO3与铁反应能产生H2 。 小组同学进行了金属铁与硝酸反应能否产生H2及其有利条件的探究，实验ⅰ的装置如下。 实验ⅰ的操作和现象记录：打开弹簧夹，通入一段时间CO2，关闭弹簧夹。控制实验温度为20℃，将过量铁粉溶于0.5mol·L-1HNO3，立即有无色气体生成，充分反应后，溶液几乎无色。 ①盛放硝酸的仪器名称是______________，反应前先通入CO2的原因是____________。 ②检验收集的气体：方法如图所示。 确认气体是H2，不含NO。能证实该结论的实验现象是_____________________。 ③检验溶液：加入NaOH溶液、产生灰绿色沉淀：过滤后，将滤液加热至沸，有刺激性气味气体逸出，用湿润红色石蕊试纸检验，试纸变蓝。说明装置A中发生的反应有：Fe+2H+=Fe2++H2↑，另外还有________________________________(写出离子方程式)。 (3)对H2产生原因提出假设：在稀的酸性溶液中，HNO3中H+的氧化性大于。验证如下： 实验ⅱ：20℃时，将铜粉溶于0.5mol/LHNO3中。经检测，发现没有________(填具体物质)生成，初步证明假设不成立。 (4)再次查阅文献发现：在酸性介质中，尽管离子是较强的氧化剂，但动力学原因导致它在稀酸中的反应一般都很慢。于是小组改变条件重复实验i，向2mL 0.5mol·L-1HNO3中加入过量铁粉，结果如下： 实验序号 ⅲ ⅳ ⅴ 温度 20℃ 40℃ 60℃ 生成H2体积 6.0mL 3.4mL 2.6mL 经检验，实验ⅲ、ⅳ、ⅴ中，的还原产物与实验ⅰ相同。 从反应速率的影响因素角度解释温度升高H2体积减少的可能原因______________。 (5)综上所述，有利于金属与硝酸反应生成氢气的条件是____________。 18．硝酸镍、硝酸钠在陶瓷、玻璃工业应用广泛。以废弃镍板（含有少量的氧化铝杂质）生产硝酸镍、硝酸钠的工艺流程如图所示： 已知：①难溶于水。 ②，。 请回答下列问题： (1)工业生产普通玻璃的主要原料有石英砂、______。 (2)“反应器”中需控制反应温度为：50∼60℃的原因是____________。 (3)假若Ni与浓硝酸反应产生的混合气体中，该反应的离子方程式为____________。 (4)为了除去，向“浸取液”中加入调节pH至5~6。写出除去并生成的离子方程式：____________。 (5)补充完成操作③____________。 (6)向“转化器”中加入稀硝酸的目的是____________。 (7)若进入“吸收塔”的混合气体中NO为a mol、为b mol、空气中含为d mol，溶液中含为c mol，“转化器”中加入的稀硝酸中含e mol ，则______（用含e、d的代数式表示，不考虑流程中钠、氮元素的损失）。 第 1 页 共 3 页 学科网（北京）股份有限公司 $