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第20讲　硝酸　含氮物质的转化
【备考目标】　1.掌握硝酸的性质及应用。2.能从物质类别、氮的化合价变化理解氮及其化合物的转化关系。3．能从含氮物质的性质和转化的视角解释生产、生活中的相关现象。
考点1　硝酸
硝酸是无色、易挥发的液体，有刺激性气味，能与水以任意比例混溶。
1．不稳定性
反应：4HNO3(浓)2H2O＋4NO2↑＋O2↑。
(1)市售浓硝酸呈黄色的原因是硝酸分解产生的NO2溶于其中。
(2)硝酸保存在棕色试剂瓶中，置于冷暗处，瓶塞不能用橡胶塞。
2．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。
(1)与金属反应
①常温下，浓硝酸使铁、铝钝化；
②稀硝酸与铜反应：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O；
③浓硝酸与铜反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。
(2)与非金属反应
如浓硝酸与C的反应：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为3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。
3．与有机物反应
(1)硝化反应(与反应)：；
(2)显色反应：含有苯基的蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。
[注意]　①浓硝酸能使紫色石蕊溶液先变红，后褪色，该反应过程中浓硝酸表现出强酸性和强氧化性。②常温下，铁、铝遇浓硝酸能发生“钝化”，并非不反应，故浓硝酸可以用铁桶盛放。
【基点判断】(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)将铁屑放入稀硝酸中证明Fe比H2活泼(× )
(2)将浓硝酸滴加到用砂纸打磨过的铝条上，产生红棕色气体(× )
(3)过量的铜与浓硝酸反应有一氧化氮生成(√ )
(4)浓硝酸的还原产物一般是NO2，而稀硝酸的还原产物一般是NO，并且硝酸的浓度越大，氧化性越强(√ )
(5)硝酸与活泼金属Mg、Al等反应产生H2，而与Cu反应产生NO或者NO2(× )
(6)Cu在KNO3溶液和稀H2SO4中均不溶解，能溶解在二者的混合溶液中(√ )
题组练习
一、定性分析金属与硝酸的反应
1．一定温度下，探究铜与稀硝酸反应，过程如图所示，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．过程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
解析：选B。随着反应进行，溶液中生成硝酸铜，根据氮元素守恒，过程Ⅲ中硝酸的浓度没有Ⅰ中的大，因此反应速率增大的原因不是硝酸浓度增大，B项错误；过程Ⅲ反应速率比Ⅰ快，结合B项分析及实验过程可知，NO2对反应具有催化作用，C项正确；当活塞不再移动时，再抽入空气，NO与氧气、水反应生成硝酸，能与铜继续反应，D项正确。
二、金属与硝酸反应的定量计算
2．某100 mL混合液中，HNO3和H2SO4的物质的量浓度分别是0.4 mol·L－1和0.1 mol·L－1，向该混合溶液中加入1.92 g铜粉，加热，待充分反应后，所得溶液中Cu2＋的物质的量浓度(忽略体积变化)为(　　 )
A．0.15 mol·L－1 B．0.225 mol·L－1 C．0.35 mol·L－1 D．0.45 mol·L－1
解析：选B。解答本题要从离子反应的角度来考虑，H2SO4提供的H＋可以和NO构成强氧化性环境，继续氧化铜单质。HNO3、H2SO4混合溶液中H＋总的物质的量为0.06 mol，NO的物质的量为0.04 mol，Cu的物质的量为0.03 mol。
Cu与稀硝酸发生反应：
3Cu 　 ～ 　8H＋　 ～ 　2NO
3 8 2
0.03 mol 0.06 mol 0.04 mol
H＋量不足，应根据H＋的物质的量来计算。
3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
8 3
0.06 mol n(Cu2＋)
n(Cu2＋)＝0.06 mol×＝0.022 5 mol，c(Cu2＋)＝＝0.225 mol·L－1。
3．将3.84 g Cu和一定量的浓HNO3反应，当Cu反应完全时，共收集到2.24 L NO2和NO气体(标准状况，不考虑NO2转化为N2O4)，则反应中消耗HNO3的物质的量为__________________。
解析：铜与硝酸反应转化为Cu(NO3)2、NO和NO2，根据铜原子守恒n[Cu(NO3)2]＝n(Cu)＝＝0.06 mol，NO和NO2的物质的量共为n＝＝＝0.1 mol，根据氮原子守恒：n(HNO3)＝2n[Cu(NO3)2]＋n(NO)＋n(NO2)＝2×0.06 mol＋0.1 mol＝0.22 mol。
答案：0.22 mol
三、实验探究硝酸的性质
4．某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的气体主要是NO而设计了下列实验，装置如图所示(加热装置和固定装置均已略去)。图中K为止水夹(处于关闭状态)，F是一半空的注射器。请回答有关问题：
(1)设计装置A的目的是___________________________________________________________。
(2)在完成(1)中的“操作”后，将装置B中铜丝插入稀硝酸中并微热，观察到装置B中的现象是____________________；B中反应的离子方程式为__________________________________________。
(3)装置E和F的作用是_________________________________________；为实现此作用，其操作方法是_______________________________________。
(4)装置D的作用是吸收多余的氮氧化物，防止污染空气，兼有的功能是____________。
答案：(1)产生CO2，赶走装置中的空气，防止因NO与O2反应生成NO2而产生干扰
(2)Cu丝表面产生气泡，稀硝酸液面上方仍为无色，溶液变蓝　3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
(3)验证NO的生成　将注射器中的空气推入E中，若E中气体变为红棕色则说明生成了NO
(4)防止倒吸
考点2　氮及其化合物的转化
利用“价—类”二维图掌握氮及其化合物之间的转化
写出“价—类”二维图中指定反应的化学方程式(或离子方程式)。
①4NH3＋5O24NO＋6H2O
②N2＋3H22NH3
③N2＋O22NO
④2NO＋O2===2NO2
⑤3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
⑥HNO3＋NaOH===NaNO3＋H2O
⑦3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
⑧3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
⑨NH3＋H2O NH3·H2O
⑩NH3·H2ONH3↑＋H2O
NH3·H2O NH＋OH－
NH＋OH－ NH3·H2O__
NH3＋HCl===NH4Cl__
NH4Cl＋NaOHNH3↑＋H2O＋NaCl__
题组练习
一、氮及其化合物的转化
1．(2023·广东广州二中三模)如图是某元素常见物质的“价—类”二维图，其中d为红棕色气体，f和g均为正盐。下列说法不正确的是(　　 )
A．b是空气中含量最多的气体 B．工业上通过a→c→d→e来制备HNO3
C．g只能做氧化剂 D．f可用于制化肥和火药
解析：选C。由题干信息d为红棕色气体，则d为NO2，说明该图为N元素的“价—类”二维图，则可知：a为NH3、b为N2、c为NO、d为NO2，e为HNO3，f和g均为正盐，则f为硝酸盐、g为亚硝酸盐。b为N2，是空气中含量最多的气体，A正确； NH3和氧气催化氧化生成一氧化氮气体，一氧化氮和氧气生成二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸，B正确； g为亚硝酸盐，其中氮元素的价态为＋3价，根据价态分析g既可作为氧化剂也可以作为还原剂，C错误； f为硝酸盐，是火药中最常用的氧化剂之一，且可作为氮肥，D正确。
2．某工厂拟综合处理含NH废水和工业废气(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO，不考虑其他成分)，设计了如下流程：
下列说法不正确的是(　　 )
A.固体1中主要含有Ca(OH)2、CaCO3、CaSO3
B．X可以是空气，且需过量
C．捕获剂所捕获的气体主要是CO
D．处理含NH废水时，发生反应的离子方程式为：NH＋NO===N2↑＋2H2O
解析：选B。SO2、CO2与过量石灰乳反应生成CaSO3、CaCO3，故固体1中主要含有CaSO3、CaCO3、Ca(OH)2，A项正确；X可以是空气，但不能过量，若空气过量，通过NaOH溶液后得不到NaNO2溶液，而是得到NaNO3溶液，B项不正确；N2无污染，CO无法被NaOH溶液吸收，捕获剂主要捕获CO，C项正确；NH与NO在溶液中发生氧化还原反应生成N2和H2O，D项正确。
二、氮及其化合物的制备
3．合成氨及其衍生工业是化工生产的重要门类，请结合图示判断下列说法正确的是(　　 )
A．合成氨采用400～500 ℃是为了提高原料转化率和反应速率
B．湿润的淀粉 KI试纸可以鉴别气体2和溴蒸气
C．在饱和NaCl溶液中先通入过量CO2再通入过量NH3可得到固体1
D．1 L气体1、2的混合气与1 L NH3在一定条件下转化为对环境无害的物质，混合气中二者的体积比为1∶1
解析：选D。由图可知：气体1为NO，气体2为NO2，NO2与水反应生成硝酸，固体1为NaHCO3，NaHCO3受热分解生成固体2为Na2CO3；1 L NO、NO2的混合气体与1 L NH3在一定条件下转化为对环境无害的物质，化学方程式为：2NH3＋NO＋NO22N2＋3H2O，NO、NO2的体积比等于化学计量数之比，为1∶1，故D正确。
4．氮化锂(Li3N)是一种重要的化工试剂，在空气中易潮解。实验室制备Li3N的原理是6Li＋N22Li3N。某实验小组拟设计实验制备Li3N并探究其性质。(装置可重复使用)
回答下列问题：
(1)装饱和NH4Cl溶液的仪器是____________________(填名称)。
(2)按气流从左至右的顺序，装置的连接顺序为A→____→____→B→____。(B用两次)
(3)仪器连接中两个B装置的作用分别是____________________________________。实验室锂保存在________(填“煤油”或“石蜡”)中。
(4)实验时，先点燃________(填“A处”或“C处”)酒精灯。
(5)A装置中制备N2的反应的化学方程式为____________________________。
(6)如果氮化锂产品中混有Li2O，可能的原因是____________________________。
(7)取0.1 g Li3N粗产品(设杂质只有Li2O)于试管中，向试管中滴加蒸馏水，用镊子夹一块湿润的红色石蕊试纸于试管口，试纸变蓝色，向试管中滴加几滴酚酞溶液，溶液变红色，Li3N与水反应的化学方程式为____________________________________。
解析：氮化锂在空气中易潮解，为防止氮化锂潮解，C装置前后都要连接干燥装置。A制备N2，B干燥N2，C中锂与氮气反应生成Li3N，C装置后再次连接B防止D中水蒸气进入C使Li3N潮解，最后用D收集未反应的氮气。
(1)根据装置图，装饱和NH4Cl溶液的仪器是分液漏斗。
(3)C装置前连接B的作用是干燥氮气，C装置后连接B的作用是吸收D中挥发出的水蒸气，防止水蒸气进入C使Li3N潮解。锂的密度小于煤油，实验室锂保存在石蜡中。
(4)锂与氧气能反应，实验时，先用氮气排出装置内的空气，所以先点燃A处酒精灯。
(5)A装置中亚硝酸钠和氯化铵在加热条件下生成氯化钠、氮气、水，制备N2的反应的化学方程式为NaNO2＋NH4ClNaCl＋N2↑＋2H2O。
(6)锂与氧气能反应生成Li2O，如果氮化锂产品中混有Li2O，可能的原因是装置内空气没有排尽。
(7)试纸变蓝色，说明放出氨气，向试管中滴加几滴酚酞溶液，溶液变红色，说明生成氢氧化锂， 与水反应的化学方程式为Li3N＋3H2O===3LiOH＋NH3↑。
答案：(1)分液漏斗　(2)B　C　D
(3)C装置前连接B的作用是干燥氮气，C装置后连接B的作用是吸收D中挥发出的水蒸气　石蜡　(4)A处
(5)NaNO2＋NH4ClNaCl＋N2↑＋2H2O
(6)装置内空气没有排尽　(7)Li3N＋3H2O===3LiOH＋NH3↑
高考真题
1．(2018·全国卷Ⅱ)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(　　)
A．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
解析：选C。NH3参与反应生成铵盐，是反应物，不是催化剂，C项错误。雾和霾的分散剂都是空气，A项正确。雾霾中的无机颗粒物含有硝酸铵和硫酸铵，B项正确。过度施用氮肥会增加大气中氨的含量，D项正确。
2．(2021·河北高考)关于非金属含氧酸及其盐的性质，下列说法正确的是(　　)
A．浓H2SO4具有强吸水性，能吸收糖类化合物中的水分并使其炭化
B．NaClO、KClO3等氯的含氧酸盐的氧化性会随溶液的pH减小而增强
C．加热NaI与浓H3PO4混合物可制备HI，说明H3PO4比HI酸性强
D．浓HNO3和稀HNO3与Cu反应的还原产物分别为NO2和NO，故稀HNO3氧化性更强
解析：选B。浓硫酸能使蔗糖炭化，体现的是其脱水性，而不是吸水性，A错误；NaClO在水溶液中会发生水解，离子方程式为ClO－＋H2O HClO＋OH－，pH减小，则酸性增强，会促使平衡向正反应方向移动，生成氧化性更强的HClO，ClO在酸性条件下可生成具有强氧化性的氯气、二氧化氯等气体，增强氧化能力，B正确；HI的沸点低，易挥发，加热NaI与浓H3PO4混合物发生反应生成HI，利用的是高沸点酸制备低沸点酸的原理，C错误；相同条件下根据铜与浓硝酸、稀硝酸反应的剧烈程度可知，浓硝酸的氧化性大于稀硝酸的氧化性，D错误。
3．(2017·北京高考)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(　　 )
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
解析：选D。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反应，故B正确；根据①和②，浓硝酸反应产生红棕色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。
巩固练习
一、选择题(每题5分，共10题，共50分)
1．下列关于自然界中氮循环(如图)的说法错误的是(　　 )
A．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
解析：选D。氮的固定指将N2转化为氮的化合物，反应①和②均属于氮的固定，A正确；由图示知，氮循环过程中涉及氢、氧元素，B正确；反应④是O2将NH3氧化为NO，N元素化合价由－3价升高到＋5价，失去8个电子，即生成1 mol NO失去8 mol电子，失去的电子被O2得到，根据转移电子关系O2～4e－知，得8 mol电子需要2 mol O2，C正确；反应③中NO被氧化为NO，氮元素被氧化，反应⑤中NO被还原为N2，氮元素被还原，D错误。
2．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
解析：选D。硝酸是一种具有强氧化性的强酸，并且浓度越大，氧化性越强。浓硝酸可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色，A错误；硝酸是一种强氧化性酸，可氧化许多还原性物质，因此硝酸与Na2S反应不能生成H2S，与FeO反应时表现氧化性和酸性，B、C错误。
3．同学们在做铜与浓硝酸反应的实验时，发现反应后的溶液呈绿色，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个实验来判断两种说法是否正确，这些方案中不可行的是(　　 )
A．加水稀释该绿色溶液，观察溶液颜色变化 B．加热该绿色溶液，观察溶液颜色变化
C．向该绿色溶液中通入氮气，观察溶液颜色变化
D．向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体，观察溶液颜色变化
解析：选A。A项，加入水，c(Cu2＋)变小，同时水也会与溶液中可能溶有的NO2反应生成HNO3，故不能得出溶液呈绿色的原因，不可行；B、C项操作都是赶出溶液中可能溶有的NO2，对c(Cu2＋)大小无影响，可行；D项，向无NO2的饱和硝酸铜溶液中通入NO2后，通过观察溶液颜色变化，可得出结论，可行。
4．自然界中氮的部分循环过程如图，下列有关说法正确的是(　　 )
A．过程①和②均属于自然固氮
B．X→Y发生化合反应
C．NH3→N发生氧化还原反应
D．若为硫循环，X在空气中点燃可得Y
解析：选B。依据自然界中氮的部分循环过程图可知，X为NO，Y为NO2，Z为HNO3，M为硝酸盐，N为铵盐。过程①可能是自然固氮，但过程②不是，A错误；X→Y发生的反应为2NO＋O2===2NO2，是化合反应，B正确；NH3→N的过程元素化合价没有改变，所以不是氧化还原反应，C错误；若为硫循环，X为SO2，Y为SO3，X→Y的反应为2SO2＋O22SO3，X不能在空气中点燃，D错误。
5．(2023·北京名校联考)探究银镜实验后溶解Ag的实验方案，如下表所示。
实验方案 实验现象
试剂
实验①：稀硝酸 银逐渐溶解，试管口有浅红棕色气体生成
实验②：Fe(NO3)3溶液(pH＝2) 银镜慢慢消失，溶液澄清
实验③：FeCl3溶液(pH＝2) 银镜快速溶解，反应后溶液中有明显灰色沉淀
实验④：HI溶液 银镜溶解，有黄色沉淀产生，且有气泡产生
已知：Fe3＋的氧化性与Ag＋接近。下列有关叙述正确的是(　　 )
A．实验①发生反应的离子方程式为Ag＋2H＋＋NO===Ag＋＋NO2↑＋H2O
B．对比分析实验②和③表明：Cl－具有催化作用
C．实验④发生反应的类型为置换反应，说明氧化性：Ag＋>H＋
D．综合上述实验说明溶解银的关键在于试剂的氧化性和能否生成银盐沉淀
解析：选D。Ag与稀硝酸反应产生NO，NO在瓶口与O2反应转化为红棕色的NO2，即实验①发生反应的离子方程式为3Ag＋4H＋＋NO===3Ag＋＋NO↑＋2H2O，A错误；对比分析实验②和③表明，实验③中产生白色沉淀AgCl，能够加快Ag的溶解速率，Cl－参与沉淀反应不是催化剂，即不能证明Cl－具有催化作用，B错误；实验④能够发生的原理是Ag溶解产生的Ag＋与I－生成了难溶性的AgI，使得Ag溶解正向进行，致使Ag逐渐溶解，根据反应不能说明氧化性：Ag＋>H＋，C错误；由实验②③可知由于实验③产生了AgCl沉淀，Ag的溶解速度加快，实验①说明HNO3的氧化性强于Ag＋，实验④是由于生成了AgI沉淀，故综合上述实验说明溶解银的关键在于试剂的氧化性和能否生成银盐沉淀，D正确。
6．水合肼(N2H4·H2O)是重要的氢能源稳定剂，其制备的反应原理为NaClO＋2NH3===N2H4·H2O＋NaCl。下列装置和操作不能达到实验目的的是(　　 )
A．装置甲用于制备NH3，试剂X是氯化钙 B．用装置乙作为反应过程的安全瓶
C．制备水合肼时从装置丙的a口通入NH3 D．用装置丁吸收反应中过量的NH3
解析：选A。浓氨水需受热或加入碱性物质才能分解产生NH3，CaCl2不能使浓氨水分解，A项错误；化学实验装置中的安全瓶的进气管和出气管均较短，B项正确；氨气密度比空气小，为了利于氨气与NaClO溶液反应，应从装置丙的a口通入氨气，C项正确；氨气会污染环境，用装置丁可吸收过量的NH3，并能防倒吸，D项正确。
7．某同学做“FeSO4被HNO3氧化”的实验，发现溶液变为深棕色。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处理装置
解析：选C。先检查装置气密性，加入药品后，为防止装置中的氧气影响实验结果，需关闭c，打开a和b，通入一段时间氮气，将装置内的空气排尽，A正确；关闭a、c，打开b及分液漏斗活塞，浓硝酸与Cu反应生成NO2，NO2通入水中与水反应生成NO，NO进入丙和丁后，丙中含亚铁离子的溶液变为深棕色，而丁中无明显变化，说明NO与Fe2＋反应，B正确；甲中反应一段时间后浓硝酸变稀，生成的气体中有NO，所以该操作无法证明NO2是否与Fe2＋反应，C错误；实验中未反应的NO2和NO会污染空气，需要尾气处理装置，D正确。
8．下列关系图中，A是一种正盐，B是气态氢化物，C是单质，F是强酸。当X无论是强酸还是强碱时都有如下转化关系(其他产物及反应所需条件均已略去)，当X是强碱时，过量的B跟Cl2反应除生成C外，另一产物是盐酸盐。
下列说法不正确的是(　　 )
A．当X是强酸时，A、B、C、D、E、F中均含同一种元素，F可能是H2SO4
B．当X是强碱时，A、B、C、D、E、F中均含同一种元素，F是HNO3
C．当X是强酸时，C在常温下是气态单质
D．B和Cl2的反应为氧化还原反应
解析：选C。当X是强碱时，和A反应产生的气态氢化物B可判断为NH3，则A为铵盐，过量的B跟Cl2反应生成的盐酸盐是NH4Cl，则C为N2，由此判断D为NO、E为NO2、F为HNO3；A和强酸反应生成的B能被Cl2氧化，且生成的C能被O2连续氧化，在常见的物质中可考虑A为硫化物，所以，当X是强酸时，A、B、C、D、E、F可分别为(NH4)2S、H2S、S、SO2、SO3、H2SO4，故A、B正确，C错误；B是氨气或硫化氢，氨气与Cl2反应生成氯化铵和氮气，硫化氢和氯气反应生成硫单质和氯化氢，因此B与氯气的反应是氧化还原反应，故D正确。
9．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
硝酸是一种强氧化性酸，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
解析：选B。硝酸是强氧化性酸，BaSO3固体能溶于稀硝酸，被氧化生成硫酸钡，硝酸被还原生成NO，B错误。
10．利用铈元素(Ce)吸收工业尾气SO2和NO，获得Na2S2O4和NH4NO3产品的流程如图所示：
下列说法错误的是(　　 )
A．Na2S2O4中S元素的平均化合价为＋3价
B．装置Ⅱ消耗36 g水生成4NA个H＋(NA代表阿伏加德罗常数的值)
C．装置Ⅲ进行电解，Ce3＋在阳极反应，使Ce4＋得到再生
D．装置Ⅲ中阴极反应式为2HSO＋2e－===S2O＋2OH－
解析：选D。装置Ⅰ中发生反应SO2＋OH－===HSO，装置Ⅱ中发生4Ce4＋＋2NO＋3H2O===4Ce3＋＋NO＋NO＋6H＋，装置Ⅲ中发生2Ce3＋＋2H＋＋2HSO2Ce4＋＋S2O＋2H2O，装置Ⅳ中先发生2NO＋O2===2NO，后生成硝酸铵。Na2S2O4中，钠为＋1价，氧为－2价，则S为＋3价，A正确；根据装置Ⅱ中化学方程式可知，生成氢离子和消耗水的物质的量之比为2∶1，则消耗36 g水生成4NA个氢离子，B正确；根据装置Ⅲ的化学方程式，Ce3＋在阳极失电子，生成Ce4＋，C正确；装置Ⅲ中阴极反应式为2HSO＋2H＋＋2e－===S2O＋2H2O，D错误。
二、非选择题(共2题，共40分)
11．(19分)(2023·四川成都七中模拟)如图是氮元素的几种价态与物质类别的对应关系。请回答下列问题：
(1)上述物质间的转化，属于固氮反应的有______(填序号)，NO2是否属于酸性氧化物__________(填“是”或“否”)。(2分)
(2)HNO3与图中的物质C常用于检验Cl－的存在，则C的化学式为______________________________。(2分)
(3)工业上以B、空气、水为原料生产硝酸分为三步：其中第三步为NO2→HNO3，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为__________。(2分)
(4)写出浓硝酸与木炭在加热条件下反应的化学方程式________________________________________，并用单线桥表示其电子转移的情况。(3分)
(5)如图装置可用于探究氯气与氨气的反应，实验时先通过三颈瓶瓶口1通入氨气，然后关闭b活塞，再通过瓶口2通入氯气。实验中三颈瓶内出现白烟并在内壁凝结成固体，发生反应的化学方程式为_____________________________________________________，请设计一个实验方案鉴定该固体中的阳离子__________________________________________。(6分)
(6)有一瓶稀硫酸和稀硝酸的混合溶液，其中c(H2SO4)＝2.0 mol/L，c(HNO3)＝1.0 mol/L。取100 mL该混合溶液与12.8 g铜粉反应，标准状况下生成A的体积为__________L。(4分)
解析：(1)氮的固定是指氮由单质转化为化合物的过程，属于固氮反应的有①②，NO2不属于酸性氧化物。
(2)常用硝酸酸化的硝酸银检验Cl－的存在，则C的化学式为AgNO3。
(3)第三步NO2→HNO3反应为3NO2＋H2O===NO＋2HNO3，该反应中NO2既是氧化剂又是还原剂，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2。
(4)浓硝酸与木炭在加热条件下反应，C失去4个电子被氧化为CO2，HNO3得到电子被还原为NO2，单线桥表示其电子转移的情况为
(5)三颈瓶内出现白烟并在内壁凝结成的固体为氯化铵，发生反应的化学方程式为8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl，该固体中的阳离子为铵根离子，检验方案为取少量固体于试管中，加入NaOH溶液，微热，产生的气体在试管口用湿润的红色石蕊试纸检测，若试纸变蓝，则证明该固体中含NH。
(6)c(H2SO4)＝2.0 mol·L－1，c(HNO3)＝1.0 mol·L－1。100 mL该混合溶液中n(H＋)＝0.1 L×2×2 mol/L＋0.1 L×1 mol/L＝0.5 mol，n(NO)＝0.1 L×1 mol/L＝0.1 mol，12.8 g Cu的物质的量为12.8 g÷64 g/mol＝0.2 mol，根据
3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
3　 　2　　　8
0.2 mol Cu完全反应消耗 mol NO、 mol H＋，故NO不足，由离子方程式可知生成标准状况下NO为0.1 mol，体积为0.1 mol×22.4 L/mol＝2.24 L。
答案：(1)①②　否　(2)AgNO3　(3)1∶2(4)
(5)8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl　取少量固体于试管中，加入NaOH溶液，微热，产生的气体在试管口用湿润的红色石蕊试纸检测，若试纸变蓝，则证明该固体中含NH　(6)2.24
12．(21分)(2023·广西统考二模)亚硝酸钠(NaNO2)主要用于医药、染料和漂白等行业，也常用于食品保鲜剂。某小组拟利用氮氧化物(可用NOx表示)制备亚硝酸钠，简易流程如图。
已知：NO2＋NO＋Na2CO3===2NaNO2＋CO2，2NO2＋Na2CO3===NaNO2＋NaNO3＋CO2。
(1)利用饱和NH4Cl溶液和饱和NaNO2溶液在加热条件下反应可制得N2，该反应的化学方程式为
______________________________________________________；
实验时装置B中应间断性通入适量的O2，其目的是________________________________________。(4分)
(2)装置C中盛装饱和Na2CO3溶液的仪器的名称是________________；NO不能单独被纯碱溶液吸收，为了使NOx完全被纯碱溶液吸收且产品纯度最高，x＝_____________。(4分)
(3)装置D的作用是_______，采用“倒置漏斗”措施的目的是________________________________。(4分)
(4)设计实验探究NaNO2的性质。实验完毕后，从装置C中分离出NaNO2固体粗产品(不含Na2CO3杂质)，取少量上述产品配制成溶液，分成三份分别进行甲、乙、丙三组实验，实验操作及现象、结论如表。
实验 实验操作及现象 结论
甲 滴入无色酚酞溶液中，无色酚酞溶液变红 HNO2是弱酸
乙 滴入少量酸性淀粉 KI溶液中，振荡，酸性淀粉 KI溶液变蓝 酸性条件下NO具有氧化性
丙 滴入少量酸性KMnO4溶液中，振荡，酸性KMnO4溶液褪色 酸性条件下NO具有还原性
上述实验__________(填标号)的结论不可靠，理由是__________________________。经实验测得实验丙反应后的溶液中氮元素仅以NO的形式存在，酸性KMnO4溶液与NO反应的离子方程式为__________________________________________。(6分)
(5)吸光光度法是借助分光光度计测定溶液的吸光度，根据朗伯－比耳定律确定物质溶液的浓度。亚硝酸钠标准曲线数据如表所示。(已知：稀溶液的吸光度与浓度成正比)
标准液浓度/(μg·mL－1) 取标准液体积/mL 相当于亚硝酸钠的质量/μg 吸光度A
1 4.00 4 2.704 5
取0.001 g NaNO2样品溶于蒸馏水配成1 000 mL稀溶液，取4.00 mL该稀溶液测得吸光度为2.700 0，对比标准曲线数据可知，该亚硝酸钠产品纯度为__________________________(列出计算式即可，已知1μg＝10－6 g)。(3分)
解析：(1)饱和NH4Cl溶液和饱和NaNO2溶液在加热条件下反应生成N2、氯化钠和水，其反应的化学方程式为NH4Cl＋NaNO2NaCl＋N2↑＋2H2O；因为反应物中有NO2，所以间断性通入适量的O2的目的是使部分NO转化为NO2。
(2)根据图中信息得到装置C中盛装饱和Na2CO3溶液的仪器的名称是三颈烧瓶；NO不能单独被纯碱溶液吸收，若只有二氧化氮，则纯碱与二氧化氮的反应为2NO2＋Na2CO3===NaNO2＋NaNO3＋CO2，若是一氧化氮和二氧化氮的混合物，则混合物与纯碱反应为NO2＋NO＋Na2CO3===2NaNO2＋CO2，为了使NOx完全被碱液吸收且产品纯度高，可以理解为N2O3即NO1.5，则x＝1.5。
(3)由于氮氧化物会污染环境，可能碳酸钠溶液没有完全吸收氮氧化物，则装置D的作用是吸收尾气，采用“倒置漏斗”措施的目的是防倒吸。
(4)由于二氧化氮与纯碱反应生成硝酸钠、亚硝酸钠，硝酸根在酸性条件下会氧化碘离子变为单质碘，因此上述实验乙的结论不可靠，理由是产品中可能混有NO。
(5)亚硝酸钠的质量为 × μg，则该亚硝酸钠的纯度为：××10－6÷0.001×100%。
答案：(1)NH4Cl＋NaNO2NaCl＋N2↑＋2H2O　使部分NO转化为NO2
(2)三颈烧瓶　1.5　(3)吸收尾气　防倒吸
(4)乙　产品中可能混有NO　5NO＋2MnO＋6H＋===2Mn2＋＋5NO＋3H2O
(5)××10－6÷0.001×100%
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第20讲　硝酸　含氮物质的转化
【备考目标】　1.掌握硝酸的性质及应用。2.能从物质类别、氮的化合价变化理解氮及其化合物的转化关系。3．能从含氮物质的性质和转化的视角解释生产、生活中的相关现象。
考点1　硝酸
硝酸是无色、易挥发的液体，有 气味，能与水以任意比例混溶。
1．不稳定性
反应： 。
(1)市售浓硝酸呈黄色的原因是硝酸分解产生的 溶于其中。
(2)硝酸保存在 色试剂瓶中，置于 处，瓶塞不能用 。
2．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。
(1)与金属反应
①常温下，浓硝酸使 钝化；
②稀硝酸与铜反应： ；
③浓硝酸与铜反应： 。
(2)与非金属反应
如浓硝酸与C的反应： 。
(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为 。
3．与有机物反应
(1)硝化反应(与反应)： ；
(2)显色反应：含有苯基的蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。
[注意]　①浓硝酸能使紫色石蕊溶液先变红，后褪色，该反应过程中浓硝酸表现出强酸性和强氧化性。②常温下，铁、铝遇浓硝酸能发生“钝化”，并非不反应，故浓硝酸可以用铁桶盛放。
【基点判断】(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)将铁屑放入稀硝酸中证明Fe比H2活泼( )
(2)将浓硝酸滴加到用砂纸打磨过的铝条上，产生红棕色气体( )
(3)过量的铜与浓硝酸反应有一氧化氮生成( )
(4)浓硝酸的还原产物一般是NO2，而稀硝酸的还原产物一般是NO，并且硝酸的浓度越大，氧化性越强( )
(5)硝酸与活泼金属Mg、Al等反应产生H2，而与Cu反应产生NO或者NO2( )
(6)Cu在KNO3溶液和稀H2SO4中均不溶解，能溶解在二者的混合溶液中( )
题组练习
一、定性分析金属与硝酸的反应
1．一定温度下，探究铜与稀硝酸反应，过程如图所示，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．过程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
二、金属与硝酸反应的定量计算
2．某100 mL混合液中，HNO3和H2SO4的物质的量浓度分别是0.4 mol·L－1和0.1 mol·L－1，向该混合溶液中加入1.92 g铜粉，加热，待充分反应后，所得溶液中Cu2＋的物质的量浓度(忽略体积变化)为(　　 )
A．0.15 mol·L－1 B．0.225 mol·L－1 C．0.35 mol·L－1 D．0.45 mol·L－1
3．将3.84 g Cu和一定量的浓HNO3反应，当Cu反应完全时，共收集到2.24 L NO2和NO气体(标准状况，不考虑NO2转化为N2O4)，则反应中消耗HNO3的物质的量为__________________。
三、实验探究硝酸的性质
4．某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的气体主要是NO而设计了下列实验，装置如图所示(加热装置和固定装置均已略去)。图中K为止水夹(处于关闭状态)，F是一半空的注射器。请回答有关问题：
(1)设计装置A的目的是____________________________________________________。
(2)在完成(1)中的“操作”后，将装置B中铜丝插入稀硝酸中并微热，观察到装置B中的现象是____________________；B中反应的离子方程式为__________________________________________。
(3)装置E和F的作用是_________________________________________；为实现此作用，其操作方法是_______________________________________。
(4)装置D的作用是吸收多余的氮氧化物，防止污染空气，兼有的功能是____________。
考点2　氮及其化合物的转化
利用“价—类”二维图掌握氮及其化合物之间的转化
写出“价—类”二维图中指定反应的化学方程式(或离子方程式)。
① ② ；
③ ④ ；
⑤ ⑥ ；
⑦ ⑧ ；
⑨ ⑩ ；
_
_ ；
题组练习
一、氮及其化合物的转化
1．(2023·广东广州二中三模)如图是某元素常见物质的“价—类”二维图，其中d为红棕色气体，f和g均为正盐。下列说法不正确的是(　　 )
A．b是空气中含量最多的气体 B．工业上通过a→c→d→e来制备HNO3
C．g只能做氧化剂 D．f可用于制化肥和火药
2．某工厂拟综合处理含NH废水和工业废气(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO，不考虑其他成分)，设计了如下流程：
下列说法不正确的是(　　 )
A.固体1中主要含有Ca(OH)2、CaCO3、CaSO3
B．X可以是空气，且需过量
C．捕获剂所捕获的气体主要是CO
D．处理含NH废水时，发生反应的离子方程式为：NH＋NO===N2↑＋2H2O
二、氮及其化合物的制备
3．合成氨及其衍生工业是化工生产的重要门类，请结合图示判断下列说法正确的是(　　 )
A．合成氨采用400～500 ℃是为了提高原料转化率和反应速率
B．湿润的淀粉 KI试纸可以鉴别气体2和溴蒸气
C．在饱和NaCl溶液中先通入过量CO2再通入过量NH3可得到固体1
D．1 L气体1、2的混合气与1 L NH3在一定条件下转化为对环境无害的物质，混合气中二者的体积比为1∶1
4．氮化锂(Li3N)是一种重要的化工试剂，在空气中易潮解。实验室制备Li3N的原理是6Li＋N22Li3N。某实验小组拟设计实验制备Li3N并探究其性质。(装置可重复使用)
回答下列问题：
(1)装饱和NH4Cl溶液的仪器是____________________(填名称)。
(2)按气流从左至右的顺序，装置的连接顺序为A→____→____→B→____。(B用两次)
(3)仪器连接中两个B装置的作用分别是____________________________________。实验室锂保存在________(填“煤油”或“石蜡”)中。
(4)实验时，先点燃________(填“A处”或“C处”)酒精灯。
(5)A装置中制备N2的反应的化学方程式为____________________________。
(6)如果氮化锂产品中混有Li2O，可能的原因是____________________________。
(7)取0.1 g Li3N粗产品(设杂质只有Li2O)于试管中，向试管中滴加蒸馏水，用镊子夹一块湿润的红色石蕊试纸于试管口，试纸变蓝色，向试管中滴加几滴酚酞溶液，溶液变红色，Li3N与水反应的化学方程式为____________________________________。
高考真题
1．(2018·全国卷Ⅱ)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(　　)
A．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．(2021·河北高考)关于非金属含氧酸及其盐的性质，下列说法正确的是(　　)
A．浓H2SO4具有强吸水性，能吸收糖类化合物中的水分并使其炭化
B．NaClO、KClO3等氯的含氧酸盐的氧化性会随溶液的pH减小而增强
C．加热NaI与浓H3PO4混合物可制备HI，说明H3PO4比HI酸性强
D．浓HNO3和稀HNO3与Cu反应的还原产物分别为NO2和NO，故稀HNO3氧化性更强
3．(2017·北京高考)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(　　 )
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
巩固练习
一、选择题(每题5分，共10题，共50分)
1．下列关于自然界中氮循环(如图)的说法错误的是(　　 )
A．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．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
3．同学们在做铜与浓硝酸反应的实验时，发现反应后的溶液呈绿色，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个实验来判断两种说法是否正确，这些方案中不可行的是(　　 )
A．加水稀释该绿色溶液，观察溶液颜色变化 B．加热该绿色溶液，观察溶液颜色变化
C．向该绿色溶液中通入氮气，观察溶液颜色变化
D．向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体，观察溶液颜色变化
4．自然界中氮的部分循环过程如图，下列有关说法正确的是(　　 )
A．过程①和②均属于自然固氮
B．X→Y发生化合反应
C．NH3→N发生氧化还原反应
D．若为硫循环，X在空气中点燃可得Y
5．(2023·北京名校联考)探究银镜实验后溶解Ag的实验方案，如下表所示。
实验方案 实验现象
试剂
实验①：稀硝酸 银逐渐溶解，试管口有浅红棕色气体生成
实验②：Fe(NO3)3溶液(pH＝2) 银镜慢慢消失，溶液澄清
实验③：FeCl3溶液(pH＝2) 银镜快速溶解，反应后溶液中有明显灰色沉淀
实验④：HI溶液 银镜溶解，有黄色沉淀产生，且有气泡产生
已知：Fe3＋的氧化性与Ag＋接近。下列有关叙述正确的是(　　 )
A．实验①发生反应的离子方程式为Ag＋2H＋＋NO===Ag＋＋NO2↑＋H2O
B．对比分析实验②和③表明：Cl－具有催化作用
C．实验④发生反应的类型为置换反应，说明氧化性：Ag＋>H＋
D．综合上述实验说明溶解银的关键在于试剂的氧化性和能否生成银盐沉淀
6．水合肼(N2H4·H2O)是重要的氢能源稳定剂，其制备的反应原理为NaClO＋2NH3===N2H4·H2O＋NaCl。下列装置和操作不能达到实验目的的是(　　 )
A．装置甲用于制备NH3，试剂X是氯化钙 B．用装置乙作为反应过程的安全瓶
C．制备水合肼时从装置丙的a口通入NH3 D．用装置丁吸收反应中过量的NH3
7．某同学做“FeSO4被HNO3氧化”的实验，发现溶液变为深棕色。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处理装置
8．下列关系图中，A是一种正盐，B是气态氢化物，C是单质，F是强酸。当X无论是强酸还是强碱时都有如下转化关系(其他产物及反应所需条件均已略去)，当X是强碱时，过量的B跟Cl2反应除生成C外，另一产物是盐酸盐。
下列说法不正确的是(　　 )
A．当X是强酸时，A、B、C、D、E、F中均含同一种元素，F可能是H2SO4
B．当X是强碱时，A、B、C、D、E、F中均含同一种元素，F是HNO3
C．当X是强酸时，C在常温下是气态单质
D．B和Cl2的反应为氧化还原反应
9．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
硝酸是一种强氧化性酸，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
10．利用铈元素(Ce)吸收工业尾气SO2和NO，获得Na2S2O4和NH4NO3产品的流程如图所示：
下列说法错误的是(　　 )
A．Na2S2O4中S元素的平均化合价为＋3价
B．装置Ⅱ消耗36 g水生成4NA个H＋(NA代表阿伏加德罗常数的值)
C．装置Ⅲ进行电解，Ce3＋在阳极反应，使Ce4＋得到再生
D．装置Ⅲ中阴极反应式为2HSO＋2e－===S2O＋2OH－
二、非选择题(共2题，共40分)
11．(19分)(2023·四川成都七中模拟)如图是氮元素的几种价态与物质类别的对应关系。请回答下列问题：
(1)上述物质间的转化，属于固氮反应的有______(填序号)，NO2是否属于酸性氧化物__________(填“是”或“否”)。(2分)
(2)HNO3与图中的物质C常用于检验Cl－的存在，则C的化学式为______________________________。(2分)
(3)工业上以B、空气、水为原料生产硝酸分为三步：其中第三步为NO2→HNO3，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为__________。(2分)
(4)写出浓硝酸与木炭在加热条件下反应的化学方程式________________________________________，并用单线桥表示其电子转移的情况。(3分)
(5)如图装置可用于探究氯气与氨气的反应，实验时先通过三颈瓶瓶口1通入氨气，然后关闭b活塞，再通过瓶口2通入氯气。实验中三颈瓶内出现白烟并在内壁凝结成固体，发生反应的化学方程式为_____________________________________________________，请设计一个实验方案鉴定该固体中的阳离子__________________________________________。(6分)
(6)有一瓶稀硫酸和稀硝酸的混合溶液，其中c(H2SO4)＝2.0 mol/L，c(HNO3)＝1.0 mol/L。取100 mL该混合溶液与12.8 g铜粉反应，标准状况下生成A的体积为__________L。(4分)
12．(21分)(2023·广西统考二模)亚硝酸钠(NaNO2)主要用于医药、染料和漂白等行业，也常用于食品保鲜剂。某小组拟利用氮氧化物(可用NOx表示)制备亚硝酸钠，简易流程如图。
已知：NO2＋NO＋Na2CO3===2NaNO2＋CO2，2NO2＋Na2CO3===NaNO2＋NaNO3＋CO2。
(1)利用饱和NH4Cl溶液和饱和NaNO2溶液在加热条件下反应可制得N2，该反应的化学方程式为
______________________________________________________；
实验时装置B中应间断性通入适量的O2，其目的是________________________________________。(4分)
(2)装置C中盛装饱和Na2CO3溶液的仪器的名称是________________；NO不能单独被纯碱溶液吸收，为了使NOx完全被纯碱溶液吸收且产品纯度最高，x＝_____________。(4分)
(3)装置D的作用是_______，采用“倒置漏斗”措施的目的是________________________________。(4分)
(4)设计实验探究NaNO2的性质。实验完毕后，从装置C中分离出NaNO2固体粗产品(不含Na2CO3杂质)，取少量上述产品配制成溶液，分成三份分别进行甲、乙、丙三组实验，实验操作及现象、结论如表。
实验 实验操作及现象 结论
甲 滴入无色酚酞溶液中，无色酚酞溶液变红 HNO2是弱酸
乙 滴入少量酸性淀粉 KI溶液中，振荡，酸性淀粉 KI溶液变蓝 酸性条件下NO具有氧化性
丙 滴入少量酸性KMnO4溶液中，振荡，酸性KMnO4溶液褪色 酸性条件下NO具有还原性
上述实验__________(填标号)的结论不可靠，理由是__________________________。经实验测得实验丙反应后的溶液中氮元素仅以NO的形式存在，酸性KMnO4溶液与NO反应的离子方程式为__________________________________________。(6分)
(5)吸光光度法是借助分光光度计测定溶液的吸光度，根据朗伯－比耳定律确定物质溶液的浓度。亚硝酸钠标准曲线数据如表所示。(已知：稀溶液的吸光度与浓度成正比)
标准液浓度/(μg·mL－1) 取标准液体积/mL 相当于亚硝酸钠的质量/μg 吸光度A
1 4.00 4 2.704 5
取0.001 g NaNO2样品溶于蒸馏水配成1 000 mL稀溶液，取4.00 mL该稀溶液测得吸光度为2.700 0，对比标准曲线数据可知，该亚硝酸钠产品纯度为__________________________(列出计算式即可，已知1μg＝10－6 g)。(3分)
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