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第18讲　硝酸　含氮化合物的转化 班级 姓名
考点一　典型的氧化性酸——硝酸
(1)不稳定性 反应方程式： 。
(2)强氧化性:
(3)与有机物反应
①硝化反应(与苯反应)： ；
②显色反应：含有苯基的蛋白质遇到浓硝酸时变 色。
对点训练：
1．常温下，铁、铝在浓硝酸中的钝化为化学变化(　　)
2．可用稀HNO3与FeS固体反应制取H2S(　　)
3．铜、碳分别与浓HNO3反应，都体现了浓硝酸的强氧化性和酸性(　　)
4．在酸性条件下，NO与I－、Fe2＋、SO等离子均不能大量共存(　　)
5．Cu在KNO3溶液和稀H2SO4中均不溶解，但能溶解在其混合液中(　　)
6．试管内壁上的银镜可用稀HNO3除去，也可用氨水除去(　　)
7．浓HNO3和氯水均用棕色试剂瓶保存，其原理相同(　　)
8．浓HNO3溅到皮肤上，皮肤会变黄(　　)
一、金属与硝酸反应的定性分析
1．用动态观点理解Cu与浓HNO3的反应
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)待反应停止后，再加入少量的稀硫酸，这时Cu片上又有气泡产生，原因是
__________________________________________________________________________________________。
二、金属与硝酸反应的定量计算
2．在100 mL 稀HNO3和稀H2SO4组成的混合溶液中，两种酸的物质的量浓度之和为0.4 mol·L－1。向该溶液中加入足量的铜粉后加热，充分反应后，所得溶液中Cu2＋的物质的量浓度最大值为________________(反应前后溶液体积变化忽略不计)。
3．将32.64 g铜与140 mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2 L。请回答下列问题：
(1)NO的体积为________ L，NO2的体积为________ L。
(2)参加反应的HNO3的物质的量是___________________________________________。
(3)待产生的气体全部释放后，向溶液中加入V mL a mol·L－1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2＋全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为______________ mol·L－1。
(4)欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3，至少需要30%的双氧水________ g。
三、硝酸氧化性实验探究
4．某学习小组为探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，按下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)滴加浓硝酸之前的操作是检验装置的气密性，加入药品，打开弹簧夹后___________________________
________________________________________________________________________。
(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
考点二　氮及其化合物的相互转化
1．氮在自然界中的循环
2．含氮元素物质之间的转化关系
一、氮的循环
1．下列关于自然界中氮循环(如图)的说法错误的是
①和②均属于氮的固定
B．氢、氧元素也参与了自然界中的氮循环
C．④中每生成1 mol NO，消耗2 mol O2
D．③和⑤过程中氮元素分别被还原和氧化
2．空气中的氮气可通过人工固氮获得氨气，氨气是重要的化工原料，通过氨氧化法可制得硝酸，反应过程如图：
N2NH3NONO2HNO3
制硝酸工业产生的尾气中含有氮氧化物，应处理后才能排放。下列说法不正确的是
A．常温下，浓硝酸可盛放在铝制或铁制容器中
B．BaSO3固体能溶于稀硝酸，生成Ba(NO3)2，放出SO2气体
C．工业上，当转化①的反应达到平衡时，需不断地从混合气体中分离出NH3，将未反应的原料气送回合成塔以提高原料的利用率
D．转化④中，当V(NO2)∶V(O2)＝4∶1时，理论上NO2全部转化为HNO3
真题演练
1．研究表明，氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关(如下图所示)。下列叙述错误的是
雾和霾的分散剂相同 B．雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵
C．NH3是形成无机颗粒物的催化剂
D．雾霾的形成与过度施用氮肥有关
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
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中木炭与浓硝酸产生了反应
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
限时训练
1．下列有关硝酸化学性质的叙述中，正确的是
A．浓、稀硝酸都能使蓝色石蕊试纸最终变为红色 B．硝酸能与FeO反应，只表现氧化性
C．硝酸可与Na2S反应制得H2S气体 D．浓硝酸因分解放出的NO2又溶解于硝酸而呈黄色
2．一定温度下，探究铜与稀HNO3反应过程如下：
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＋2NO＋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
3．某同学做“FeSO4被HNO3氧化”的实验，发现溶液变深棕色。猜想可能是生成的NO2或NO与Fe2＋或Fe3＋反应，使溶液变为深棕色，设计下列装置探究。下列说法错误的是
A．先检查装置气密性，加入药品后，关闭c，打开a和b，再通入一段时间N2
B．关闭a、c，打开b及分液漏斗活塞，反应后丙中溶液变为深棕色，丁中溶液无明显变化，证明NO与Fe2＋反应
C．甲中反应一段时间后，更新丙、丁中试剂，关闭a和b，打开c，反应后丙中溶液变为深棕色，丁中溶液无明显变化，证明NO2也可与Fe2＋反应
D．该实验的缺陷是缺少尾气吸收装置
4．某兴趣小组设计用铁粉将NO还原为N2(同时生成FeO)。下列说法不正确的是
已知：①浓硝酸可氧化NO；②NaOH溶液能吸收NO2，不吸收NO。
A．装置的连接顺序为a→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d
B．装置E中发生反应的化学方程式为2NO＋2Fe2FeO＋N2
C．装置D的作用是吸收挥发出来的硝酸和产生的NO2
D．装置B的作用是干燥，防止水蒸气进入E中干扰反应
5．用图所示装置进行实验，探究硝酸与铁反应的产物。
主要实验操作 实验现象
打开弹簧夹，通入一段时间CO2后，滴入浓硝酸后无明显现象，加热三颈烧瓶，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；反应停止后，A中无固体剩余； ②B中溶液变棕色
取少量A 中溶液，加几滴氯水，再滴入硫氰化钾溶液 ③溶液变为红色
取少量B中溶液，加热 ④B中棕色溶液变浅，有无色气体逸出，且在空气中变为红棕色
已知：FeSO4＋NO Fe(NO)SO4(棕色)　ΔH<0 。下列说法正确的是
A．滴入浓硝酸加热前没有明显现象的原因是温度低，反应速率太慢
B．实验现象③说明反应后A中溶液含有Fe2＋
C．实验现象④说明A中有NO生成
D．可用浓 NaOH 溶液和湿润的红色石蕊试纸检验硝酸的还原产物中是否有NH
6．硝酸与金属反应后所得还原产物与硝酸的浓度和金属的活泼性有关。10 mL 0.5 mol·L－1 HNO3与0.048 g Mg恰好完全反应。若氮元素只被还原到一种价态，下列说法不正确的是
A．HNO3作还原剂 B．HNO3浓度越低，N元素还原价态越低
C．反应中转移电子数为0.004 mol D．还原产物可能为NH4NO3
7．氮元素形成的化合物种类十分丰富。请根据以下工业制硝酸的原理示意图回答含氮化合物相关的问题：
(1)下列有关NH3的说法中，不正确的是________(填字母)。
A．工业合成NH3需要在高温、高压、催化剂下进行 B．NH3可用来生产碳铵和尿素等化肥
C．NH3可用浓硫酸或无水氯化钙干燥 D．NH3受热易分解，须置于冷暗处保存
(2)NH3易溶于水，标准状况下，用充满NH3的烧瓶做喷泉实验，水充满整个烧瓶后所形成溶液的物质的量浓度为______ mol·L－1。
(3)氨气燃烧的化学方程式为_______________________________________________。
(4)“吸收塔” 尾部会有含NO、NO2等尾气排出，为消除它们对环境的污染，通常用以下两种方法处理：
①纯碱溶液吸收法。原理为Na2CO3＋2NO2===NaNO3＋__________＋CO2(完成化学方程式)。
②氨转化法。已知7 mol氨恰好能将含NO和NO2共6 mol的混合气体完全转化为N2，则混合气体中NO和NO2的物质的量之比为________，若用通式NOx表示氮氧化物，则每摩尔氨可将________ mol的NOx转化为N2。
答案：
考点一　典型的氧化性酸——硝酸
4HNO3(浓)===4NO2↑＋O2↑＋2H2O
＋HNO3＋H2O 黄
对点训练：
正误判断1.√　2.×　3.×　4.√　5.√　6.×　7.√　8.√
1.　(1)红棕　Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O　(2)3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O　(3)加入稀硫酸后，氢离子与原溶液中的硝酸根离子构成强氧化性酸，又能与过量的铜反应
2.　0.24 mol·L－1
3.　(1)5.824　5.376　(2)1.52 mol
(3)　(4)57.8
4.(1)3 mol·L－1稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液　(2)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
考点二　氮及其化合物的相互转化
1.D 2.B
真题演练
1.C 2.D
限时训练
1.D 2.B 3.C 4.D 5.D 6.A
7.(1)CD　(2)(或0.045)　(3)4NH3＋3O22N2＋6H2O　 (4)①NaNO2　②1∶3　

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