高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第5章非金屬及其化合物第23講硝酸氮及其化合物的相互轉(zhuǎn)化學(xué)案

第23講硝酸氮及其化合物的相互轉(zhuǎn)化1．掌握硝酸的性質(zhì)及應(yīng)用。2．能從物質(zhì)類(lèi)別、氮的化合價(jià)變化理解氮及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系。3．能從含氮物質(zhì)的性質(zhì)和轉(zhuǎn)化的視角解釋生產(chǎn)、生活中的相關(guān)現(xiàn)象。考點(diǎn)一硝酸1．物理性質(zhì)：硝酸是無(wú)色、易揮發(fā)、有刺激性氣味的液體。2．化學(xué)性質(zhì)(1)不穩(wěn)定性?；瘜W(xué)方程式：eq\o(□,\s\up1(1))______________________________________。(2)強(qiáng)氧化性。硝酸無(wú)論濃、稀都具有強(qiáng)氧化性，而且濃度越大，氧化性越強(qiáng)。a．與金屬反應(yīng)(填化學(xué)方程式，下同)。稀硝酸與銅反應(yīng)：eq\o(□,\s\up1(2))______________________________。濃硝酸與銅反應(yīng)：eq\o(□,\s\up1(3))____________________________________。b．與非金屬反應(yīng)。濃硝酸與C反應(yīng)：eq\o(□,\s\up1(4))____________________________________。c．與還原性化合物反應(yīng)。硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、FeSO4等還原性物質(zhì)。稀硝酸與FeSO4溶液反應(yīng)的離子方程式：eq\o(□,\s\up1(5))____________________________________________________________________________________________________________________。(3)與有機(jī)化合物反應(yīng)。a．硝化反應(yīng)(與反應(yīng))：＋HNO3eq\o(→,\s\up7(濃硫酸),\s\do5(△))＋H2O。b．顯色反應(yīng)：含有苯環(huán)的蛋白質(zhì)遇到濃硝酸時(shí)變黃色。[答案自填]eq\o(□,\s\up1(1))4HNO3eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5(或光照))2H2O＋4NO2↑＋O2↑eq\o(□,\s\up1(2))3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2Oeq\o(□,\s\up1(3))Cu＋4HNO3(濃)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2Oeq\o(□,\s\up1(4))C＋4HNO3(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋4NO2↑＋2H2Oeq\o(□,\s\up1(5))3Fe2＋＋4H＋＋NOeq\o\al(－,3)=3Fe3＋＋NO↑＋2H2O[易錯(cuò)秒判](1)常溫下，鐵、鋁在濃硝酸中的鈍化為化學(xué)變化()(2)可用稀硝酸與FeS固體反應(yīng)制取H2S()(3)銅、碳分別與濃硝酸反應(yīng)，都體現(xiàn)了濃硝酸的強(qiáng)氧化性和酸性()(4)在酸性條件下，NOeq\o\al(－,3)與I－、Fe2＋、SOeq\o\al(2－,3)等離子均不能大量共存()(5)Cu在KNO3溶液和稀硫酸中均不溶解，但能溶解在二者的混合液中()(6)試管內(nèi)壁上的銀鏡既可用稀硝酸除去，也可用氨水除去()(7)濃硝酸和氯水均用棕色試劑瓶保存，其原理相同()答案：(1)√(2)×(3)×(4)√(5)√(6)×(7)√一、金屬與硝酸反應(yīng)的定性分析1．硝酸是一種無(wú)色液體，一般帶微黃色，常用來(lái)制造火藥、氮肥、染料等。下列關(guān)于硝酸的認(rèn)識(shí)錯(cuò)誤的是()A．因濃硝酸見(jiàn)光或受熱會(huì)分解，所以應(yīng)置于棕色試劑瓶中，并放置于陰涼處B．濃硝酸和稀硝酸都具有較強(qiáng)的氧化性，與Cu反應(yīng)時(shí)二者均體現(xiàn)出氧化性和酸性C.常溫下鐵與濃硝酸不反應(yīng)，因此可用鐵制容器盛放濃硝酸D．銅與濃硝酸發(fā)生劇烈反應(yīng)，溶液變綠，試管中出現(xiàn)紅棕色氣體解析：選C。濃硝酸見(jiàn)光或受熱易分解，所以應(yīng)置于棕色試劑瓶中，并放置于陰涼處，故A正確；銅分別與濃硝酸和稀硝酸反應(yīng)時(shí)，都生成硝酸銅和氮氧化物，硝酸體現(xiàn)氧化性和酸性，故B正確；常溫下鐵與濃硝酸發(fā)生鈍化，表面生成致密氧化膜，可用鐵制容器盛放濃硝酸，故C錯(cuò)誤；銅與濃硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、二氧化氮和水，劇烈反應(yīng)，溶液變綠，試管中出現(xiàn)紅棕色氣體，故D正確。2．向一定量的濃硝酸中加入過(guò)量的銅片。(1)反應(yīng)開(kāi)始階段產(chǎn)生________色氣體，化學(xué)方程式為_(kāi)______________________________________________________。(2)反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后又產(chǎn)生無(wú)色氣體，此時(shí)的化學(xué)方程式為_(kāi)___________________________________________________。(3)待反應(yīng)停止后，再加入少量的稀硫酸，這時(shí)Cu片上又有氣泡產(chǎn)生，原因是___________________________________________。答案：(1)紅棕Cu＋4HNO3(濃)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O(2)3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O(3)加入稀硫酸后，氫離子與原溶液中的硝酸根離子構(gòu)成強(qiáng)氧化性酸，又能與過(guò)量的銅反應(yīng)二、金屬與硝酸反應(yīng)的定量計(jì)算3．將32.64g銅與140mL一定濃度的硝酸反應(yīng)，銅完全溶解，產(chǎn)生的NO和NO2混合氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2L。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)NO的體積為_(kāi)_________L，NO2的體積為_(kāi)_______L。(2)參加反應(yīng)的HNO3的物質(zhì)的量是_________________________________________________________。(3)待產(chǎn)生的氣體全部釋放后，向溶液中加入VmLamol·L－1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2＋全部轉(zhuǎn)化成沉淀，原硝酸溶液的濃度為_(kāi)_______mol·L－1(用含a、V的式子表示)。(4)欲使銅與硝酸反應(yīng)生成的氣體在NaOH溶液中全部轉(zhuǎn)化為NaNO3，至少需要30%的雙氧水________g。解析：(1)n(Cu)＝eq\f(32.64g,64g·mol－1)＝0.51mol，設(shè)混合氣體中NO的物質(zhì)的量為xmol，NO2的物質(zhì)的量為ymol，氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的總體積為11.2L，其物質(zhì)的量為0.5mol，故有x＋y＝0.5；根據(jù)得失電子守恒有3x＋y＝0.51×2，解得x＝0.26，y＝0.24，V(NO)＝0.26mol×22.4L·mol－1＝5.824L，V(NO2)＝11.2L－5.824L＝5.376L。(2)參加反應(yīng)的HNO3分兩部分：一部分顯酸性，生成Cu(NO3)2；另一部分被還原成NO2和NO，所以參加反應(yīng)的HNO3的物質(zhì)的量為0.51mol×2＋0.5mol＝1.52mol。(3)HNO3在反應(yīng)中一部分變成氣體，一部分以NOeq\o\al(－,3)的形式留在溶液中，變成氣體的HNO3的物質(zhì)的量為0.5mol，加入NaOH溶液至恰好使溶液中的Cu2＋全部轉(zhuǎn)化為沉淀，溶液中只有NaNO3，其物質(zhì)的量為10－3aVmol，即以NOeq\o\al(－,3)形式留在溶液中的HNO3的物質(zhì)的量為10－3aVmol，所以原硝酸溶液的濃度為eq\f(aV×10－3＋0.5,0.14)mol·L－1。(4)由得失電子守恒得2×n(Cu)＝2×n(H2O2)，n(H2O2)＝n(Cu)＝0.51mol，m(H2O2)＝17.34g，故需30%的雙氧水的質(zhì)量為eq\f(17.34g,30%)＝57.8g。答案：(1)5.8245.376(2)1.52mol(3)eq\f(aV×10－3＋0.5,0.14)(4)57.84．向含xmolHNO3和ymolH2SO4的混合稀溶液中緩慢加入鐵粉，氧化產(chǎn)物與所加鐵粉的物質(zhì)的量關(guān)系如下圖所示。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A．x＝0.1，y＝0.4B．a(chǎn)點(diǎn)之前發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為3Fe＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Fe2＋＋2NO↑＋4H2OC．向b點(diǎn)所得溶液中加入Cu粉，最多可溶解1.92gD．反應(yīng)至c點(diǎn)，可收集到4.48L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體解析：選C。向混合溶液中加入鐵粉，先發(fā)生反應(yīng)Fe＋4H＋＋NOeq\o\al(－,3)=Fe3＋＋NO↑＋2H2O，當(dāng)NOeq\o\al(－,3)消耗完后，再發(fā)生反應(yīng)Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋、Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑。NOeq\o\al(－,3)在a點(diǎn)完全反應(yīng)轉(zhuǎn)化為NO，由得失電子守恒可知，3n(NO)＝3n(Fe3＋)，結(jié)合題圖可知，n(NO)＝0.1mol，由N元素守恒知，n(HNO3)＝n(NO)＝0.1mol，由Fe3＋反應(yīng)生成Fe2＋的物質(zhì)的量為eq\f(3n（Fe3＋）,2)＝0.15mol，由H＋與Fe反應(yīng)生成Fe2＋的物質(zhì)的量為0.2mol－0.15mol＝0.05mol，對(duì)應(yīng)H＋的物質(zhì)的量為0.1mol，a點(diǎn)之前發(fā)生反應(yīng)：Fe＋4H＋＋NOeq\o\al(－,3)=Fe3＋＋NO↑＋2H2O，該段消耗的H＋的物質(zhì)的量為0.4mol，故溶液中原來(lái)共有H＋的物質(zhì)的量為0.4mol＋0.1mol＝0.5mol，n(H2SO4)＝eq\f(0.5－n（HNO3）,2)＝eq\f(0.5mol－0.1mol,2)＝0.2mol，故x＝0.1，y＝0.2，A、B錯(cuò)誤；b點(diǎn)對(duì)應(yīng)溶液中Fe2＋與Fe3＋的物質(zhì)的量相等，設(shè)參加反應(yīng)的Fe3＋為mmol，由關(guān)系式2Fe3＋～3Fe2＋可知，此時(shí)生成Fe2＋的物質(zhì)的量為1.5mmol，故有1.5m＝0.1－m，解得m＝0.04，故此時(shí)溶液中Fe3＋的物質(zhì)的量為0.1mol－0.04mol＝0.06mol，由反應(yīng)Cu＋2Fe3＋=2Fe2＋＋Cu2＋可知，此時(shí)最多可溶解Cu的物質(zhì)的量為eq\f(n（Fe3＋）,2)＝eq\f(0.06mol,2)＝0.03mol，對(duì)應(yīng)銅的質(zhì)量為0.03mol×64g/mol＝1.92g，C正確；反應(yīng)至a點(diǎn)時(shí)，生成NO氣體的物質(zhì)的量為0.1mol，由上述分析知，由H＋與Fe反應(yīng)生成Fe2＋的物質(zhì)的量為0.05mol，生成H2的物質(zhì)的量n(H2)＝n(Fe2＋)＝0.05mol，故整個(gè)過(guò)程共產(chǎn)生0.15mol氣體，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為0.15mol×22.4L/mol＝3.36L，D錯(cuò)誤。[思維建模]金屬與硝酸反應(yīng)的思維模型考點(diǎn)二氮及其化合物的相互轉(zhuǎn)化1．氮元素的“價(jià)—類(lèi)”二維圖2．含氮元素物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系(1)歧化——同一物質(zhì)中某元素的化合價(jià)在同一反應(yīng)中既升高又降低。如3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2O。(2)歸中——不同物質(zhì)中同一元素的不同化合價(jià)在同一反應(yīng)中只靠攏。如6NO＋4NH3eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5(催化劑))5N2＋6H2O，NO2＋NO＋2NaOH=2NaNO2＋H2O。一、自然界中氮的循環(huán)1．(2024·廣州重點(diǎn)高中高三聯(lián)考)下列關(guān)于自然界中氮循環(huán)(如圖)的說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.①和②均屬于氮的固定B．氫、氧元素也參與了自然界中的氮循環(huán)C．④中每生成1molNOeq\o\al(－,3)，消耗2molO2D．③和⑤過(guò)程中氮元素分別被還原和被氧化解析：選D。氮的固定指將單質(zhì)氮轉(zhuǎn)化為含氮化合物的過(guò)程，①和②均屬于氮的固定，A正確；由題圖可知，氮循環(huán)過(guò)程中涉及氫、氧元素，B正確；④是O2將NH3氧化為NOeq\o\al(－,3)，N元素化合價(jià)由－3價(jià)升高到＋5價(jià)，生成1molNOeq\o\al(－,3)失去8mol電子，失去的電子被O2得到，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子關(guān)系O2～4e－可知，轉(zhuǎn)移8mol電子需要消耗2molO2，C正確；③中NO被氧化為NOeq\o\al(－,3)，⑤中NOeq\o\al(－,3)被還原為N2，D錯(cuò)誤。2．(2024·南粵名校聯(lián)考)物質(zhì)的類(lèi)別和核心元素的化合價(jià)是研究物質(zhì)性質(zhì)的兩個(gè)重要維度。如圖為某元素及其部分化合物的“價(jià)—類(lèi)”二維圖。其中正鹽g與NaOH反應(yīng)可生成f，d的相對(duì)分子質(zhì)量比c的大16。下列說(shuō)法正確的是()A．f可經(jīng)催化氧化生成dB．c為紅棕色，可轉(zhuǎn)化為dC．b的溶液與Cu反應(yīng)可生成d或cD．實(shí)驗(yàn)室將e與H2在一定條件下反應(yīng)制取f解析：選C。由題圖可知，f為氨，正鹽g與NaOH反應(yīng)可生成氨，故g為銨鹽；由題圖可知，b為硝酸、c為一氧化氮、d為二氧化氮、e為氮?dú)?。A.氨經(jīng)催化氧化只能生成一氧化氮和水，A錯(cuò)誤；B.一氧化氮為無(wú)色氣體，B錯(cuò)誤；C.濃硝酸與銅反應(yīng)生成二氧化氮，稀硝酸與銅反應(yīng)生成一氧化氮，C正確；D.實(shí)驗(yàn)室將氯化銨與氫氧化鈣混合加熱制取氨，D錯(cuò)誤。1.(2023·新高考江蘇卷)氮及其化合物的轉(zhuǎn)化具有重要應(yīng)用。下列說(shuō)法不正確的是()A．實(shí)驗(yàn)室探究稀硝酸與銅反應(yīng)的氣態(tài)產(chǎn)物：HNO3(稀)eq\o(→,\s\up7(Cu))NOeq\o(→,\s\up7(O2))NO2B．工業(yè)制硝酸過(guò)程中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化：N2eq\o(→,\s\up7(O2),\s\do5(放電或高溫))NOeq\o(→,\s\up7(H2O))HNO3C．汽車(chē)尾氣催化轉(zhuǎn)化器中發(fā)生的主要反應(yīng)：2NO＋2COeq\o(=,\s\up7(催化劑))N2＋2CO2D．實(shí)驗(yàn)室制備少量NH3的原理：2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up7(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O解析：選B。A.銅與稀硝酸發(fā)生反應(yīng)生成NO，NO與O2發(fā)生反應(yīng)生成NO2，A正確；B.氮?dú)馀c氧氣在放電或高溫條件下生成NO，NO與水不反應(yīng)，B錯(cuò)誤；C.汽車(chē)尾氣催化轉(zhuǎn)化器主要將污染性氣體NO和CO轉(zhuǎn)化為無(wú)污染的氣體，故該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NO＋2COeq\o(=,\s\up7(催化劑))N2＋2CO2，C正確；D.實(shí)驗(yàn)室利用熟石灰和氯化銨制備少量NH3，化學(xué)方程式為2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up7(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O，D正確。2.(2023·新高考北京卷)一種分解氯化銨實(shí)現(xiàn)產(chǎn)物分離的物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系如右圖所示，其中b、d代表MgO或Mg(OH)Cl中的一種。下列說(shuō)法正確的是()A．a(chǎn)、c分別是HCl、NH3B．d既可以是MgO，也可以是Mg(OH)ClC．已知MgCl2為副產(chǎn)物，通入水蒸氣可減少M(fèi)gCl2的產(chǎn)生D．等壓條件下，反應(yīng)①②的反應(yīng)熱之和小于氯化銨直接分解的反應(yīng)熱解析：選C。NH4Cl分解的產(chǎn)物是NH3和HCl，分解得到的HCl與MgO反應(yīng)生成Mg(OH)Cl，Mg(OH)Cl又可以分解得到HCl和MgO，因此a為NH3，b為Mg(OH)Cl，c為HCl，d為MgO，A、B錯(cuò)誤；MgCl2可以水解生成Mg(OH)Cl，通入水蒸氣可以減少M(fèi)gCl2的產(chǎn)生，C正確；反應(yīng)①和反應(yīng)②相加即為氯化銨直接分解的反應(yīng)，根據(jù)蓋斯定律可知，等壓條件下，反應(yīng)①②的反應(yīng)熱之和等于氯化銨直接分解的反應(yīng)熱，D錯(cuò)誤。3．(2022·新高考江蘇卷)氮及其化合物的轉(zhuǎn)化具有重要應(yīng)用。下列說(shuō)法不正確的是()A．自然固氮、人工固氮都是將N2轉(zhuǎn)化為NH3B．侯氏制堿法以H2O、NH3、CO2、NaCl為原料制備N(xiāo)aHCO3和NH4ClC．工業(yè)上通過(guò)NH3催化氧化等反應(yīng)過(guò)程生產(chǎn)HNO3D．多種形態(tài)的氮及其化合物間的轉(zhuǎn)化形成了自然界的“氮循環(huán)”解析：選A。A.自然固氮、人工固氮都是將N2轉(zhuǎn)化為含氮化合物，但不一定轉(zhuǎn)化為NH3，A錯(cuò)誤；B.侯氏制堿法以H2O、NH3、CO2、NaCl為原料制備N(xiāo)aHCO3和NH4Cl，反應(yīng)的化學(xué)方程式為H2O＋NH3＋CO2＋NaCl=NaHCO3↓＋NH4Cl，B正確；C.工業(yè)上通過(guò)NH3催化氧化等反應(yīng)過(guò)程生產(chǎn)HNO3，相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))4NO＋6H2O、2NO＋O2=2NO2、3NO2＋H2O=2HNO3＋NO、4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3，C正確；D.氮元素在自然界中既有游離態(tài)又有化合態(tài)，多種形態(tài)的氮及其化合物間的轉(zhuǎn)化形成了自然界的“氮循環(huán)”，D正確。課時(shí)跟蹤練[基礎(chǔ)鞏固]1．硝酸被稱(chēng)為“國(guó)防工業(yè)之母”，是因?yàn)樗侵迫≌ㄋ幍闹匾?。下列?shí)驗(yàn)事實(shí)與硝酸性質(zhì)對(duì)應(yīng)不準(zhǔn)確的一組是()A．硝酸能與FeO反應(yīng)——酸性和氧化性B．不能用稀硝酸與鋅反應(yīng)制氫氣——強(qiáng)氧化性C．要用棕色試劑瓶盛裝濃硝酸——不穩(wěn)定性D．能使滴有酚酞的氫氧化鈉溶液紅色褪去——強(qiáng)氧化性解析：選D。能使滴有酚酞的氫氧化鈉溶液紅色褪去的原因可能是硝酸的強(qiáng)氧化性把酚酞氧化而褪色，也可能是硝酸與氫氧化鈉發(fā)生中和反應(yīng)，D項(xiàng)不準(zhǔn)確。2．植物對(duì)氮元素的吸收過(guò)程如下，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()N2eq\o(→,\s\up7(根瘤菌),\s\do5(①))NH3/NHeq\o\al(＋,4)eq\o(→,\s\up7(O2),\s\do5(②))NOeq\o\al(－,2)eq\o(→,\s\up7(),\s\do5(③))NOeq\o\al(－,3)eq\o(→,\s\up7(),\s\do5(④))植物吸收A．過(guò)程①屬于氮的固定B．澆水和松土有利于過(guò)程②C．過(guò)程③中NOeq\o\al(－,2)發(fā)生氧化反應(yīng)D．高溫有利于加快過(guò)程④答案：D3．(2024·中山統(tǒng)考)實(shí)驗(yàn)室通過(guò)反應(yīng)2NO＋Na2O2=2NaNO2制備N(xiāo)aNO2。下列實(shí)驗(yàn)裝置不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?)A．用裝置甲制備N(xiāo)O B．用裝置乙干燥NOC．用裝置丙制備N(xiāo)aNO2 D．用裝置丁處理尾氣解析：選D。A.裝置甲中利用稀硝酸和碳酸鈣反應(yīng)生成的二氧化碳先排盡裝置中的空氣，然后用Cu與稀硝酸反應(yīng)制備N(xiāo)O，故A能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?；B.裝置乙中堿石灰可干燥NO，故B能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?；C.裝置丙中發(fā)生反應(yīng)2NO＋Na2O2=2NaNO2，故C能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模籇.裝置丁中吸收尾氣的導(dǎo)氣管需伸入液面以下，且NO與O2反應(yīng)的用量不好控制，多余的NO可能會(huì)從支管口逸出，不能達(dá)到尾氣處理的目的，故D不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?．下列關(guān)于銅與濃硝酸、稀硝酸反應(yīng)的說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．1mol濃硝酸被還原轉(zhuǎn)移2mol電子B．Cu與濃硝酸反應(yīng)比與稀硝酸反應(yīng)劇烈，故濃硝酸的氧化性強(qiáng)于稀硝酸C．Cu與濃、稀硝酸反應(yīng)都不需要加熱D．生成等量的Cu(NO3)2，消耗濃硝酸的量多解析：選A。A.銅和濃硝酸反應(yīng)：Cu＋4HNO3(濃)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，硝酸中N元素的化合價(jià)從＋5價(jià)降低到＋4價(jià)，1mol硝酸得到1mol電子，故1mol濃硝酸被還原轉(zhuǎn)移1mol電子，A錯(cuò)誤；B.Cu與濃硝酸反應(yīng)比與稀硝酸反應(yīng)劇烈，故濃硝酸的氧化性強(qiáng)于稀硝酸，B正確；C.銅和濃、稀硝酸反應(yīng)都不需要加熱，常溫下即可進(jìn)行，C正確；D.銅和濃硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu＋4HNO3(濃)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，銅和稀硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，生成3mol硝酸銅，消耗12mol濃硝酸，8mol稀硝酸，所以消耗濃硝酸的量多，D正確。5．(2024·廣東六校聯(lián)考)自然界的氮循環(huán)包括以下過(guò)程。下列說(shuō)法不正確的是()A．硝化過(guò)程中，含氮物質(zhì)被氧化B．氨氧化過(guò)程中，亞硝態(tài)氮元素與銨態(tài)氮元素理論物質(zhì)的量之比為3∶4C．N2→NHeq\o\al(＋,4)屬于氮的固定，N2發(fā)生還原反應(yīng)D．土壤中Fe2＋和Fe3＋的存在有利于從與其接觸的水體中除去氮元素解析：選B。A.由題圖可知，硝化過(guò)程為NHeq\o\al(＋,4)轉(zhuǎn)化為NOeq\o\al(－,2)，NOeq\o\al(－,2)再進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為NOeq\o\al(－,3)，該過(guò)程中N元素化合價(jià)都在升高，故含氮物質(zhì)被氧化，A正確；B.由題圖可知，氨氧化過(guò)程中的反應(yīng)為NOeq\o\al(－,2)＋NHeq\o\al(＋,4)=N2↑＋2H2O，故亞硝態(tài)氮元素與銨態(tài)氮元素理論物質(zhì)的量之比為1∶1，B錯(cuò)誤；C.氮的固定是指將游離的氮單質(zhì)轉(zhuǎn)化為含氮化合物的過(guò)程，故N2→NHeq\o\al(＋,4)屬于氮的固定，該過(guò)程中N元素化合價(jià)由0價(jià)降低到－3價(jià)，N2發(fā)生還原反應(yīng)，C正確；D.由題圖可知，F(xiàn)e2＋能與NOeq\o\al(－,3)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為N2，F(xiàn)e3＋能與NHeq\o\al(＋,4)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為N2，故土壤中Fe2＋和Fe3＋的存在有利于從與其接觸的水體中除去氮元素，D正確。6．(2024·佛山順德區(qū)高三質(zhì)檢)氮是組成氨基酸的基本元素之一，在生物體內(nèi)有極大作用。部分含氮物質(zhì)的類(lèi)別及相應(yīng)化合價(jià)關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法不合理的是()A．a(chǎn)→b屬于氮的固定B．d可用作制冷劑C．能與H2O反應(yīng)生成f的物質(zhì)只有cD．f的濃溶液需要保存在棕色試劑瓶中解析：選C。結(jié)合化合價(jià)可知，a為N2，b為NO，c為NO2，d為NH3，f為HNO3。A.由N2→NO，N元素由游離態(tài)轉(zhuǎn)化為化合態(tài)，屬于氮的固定，A說(shuō)法合理；B.NH3易液化，液氨汽化時(shí)吸收大量的熱，常用作制冷劑，B說(shuō)法合理；C.NO2、N2O5均能與水反應(yīng)生成HNO3，C說(shuō)法不合理；D.濃硝酸見(jiàn)光易分解，需要保存在棕色試劑瓶中，D說(shuō)法合理。7．氨是一種重要的化工原料，根據(jù)下圖轉(zhuǎn)化關(guān)系判斷下列有關(guān)表述正確的是()A.濃硝酸見(jiàn)光易分解且易揮發(fā)，應(yīng)用棕色試劑瓶盛放且用膠塞密封B．戊與丁反應(yīng)時(shí)，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶2C．實(shí)驗(yàn)室中可以采取加熱甲物質(zhì)的方法制取氨D．向飽和NaCl溶液中依次通入過(guò)量的CO2和NH3，然后過(guò)濾可制得乙解析：選B。氨發(fā)生催化氧化生成NO和H2O，NO和O2反應(yīng)生成NO2，故丙是NO、丁是H2O，戊是NO2；NO2和水反應(yīng)生成硝酸和NO；氨和氯化氫反應(yīng)生成氯化銨，甲是NH4Cl；氨、氯化鈉、二氧化碳、水反應(yīng)生成碳酸氫鈉，乙是碳酸氫鈉。A.濃硝酸見(jiàn)光易分解且易揮發(fā)，應(yīng)用棕色試劑瓶盛放，濃硝酸具有強(qiáng)氧化性，能腐蝕橡膠塞，不能用膠塞密封，故A錯(cuò)誤；B.NO2和水反應(yīng)生成硝酸和NO，氮元素化合價(jià)部分由＋4價(jià)升高為＋5價(jià)、部分由＋4價(jià)降低為＋2價(jià)，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶2，故B正確；C.NH4Cl受熱分解生成的氨和氯化氫遇冷會(huì)重新化合生成氯化銨，不能采取加熱NH4Cl的方法制取氨，故C錯(cuò)誤；D.氨極易溶于水，二氧化碳在堿性溶液中溶解度增大，向飽和NaCl溶液中先通入過(guò)量的NH3，再通入CO2生成碳酸氫鈉晶體，故D錯(cuò)誤。8．以Cl2、NaOH、(NH2)2CO(尿素)和SO2為原料可制備N(xiāo)2H4·H2O(水合肼)和無(wú)水Na2SO3，主要實(shí)驗(yàn)流程如圖1：已知：①Cl2＋2OH－=ClO－＋Cl－＋H2O是放熱反應(yīng)。②N2H4·H2O的沸點(diǎn)約為118℃，具有強(qiáng)還原性，能與NaClO劇烈反應(yīng)生成N2。(1)步驟Ⅰ制備N(xiāo)aClO溶液時(shí)，若溫度超過(guò)40℃，Cl2與NaOH溶液反應(yīng)生成NaClO3和NaCl，反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)___________________________________________________;實(shí)驗(yàn)中控制溫度除用冰水浴外，還可緩慢通入Cl2，理由是_____________________________________________________。(2)步驟Ⅱ合成N2H4·H2O的裝置如圖2所示。NaClO堿性溶液與尿素水溶液在40℃以下反應(yīng)一段時(shí)間后，再迅速升溫至110℃繼續(xù)反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)中通過(guò)滴液漏斗逐漸滴加NaClO堿性溶液的目的是____________________________，合成N2H4·H2O反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_____________________________________________________;使用冷凝管的目的是_______________________________。答案：(1)3Cl2＋6OH－eq\o(=,\s\up7(△))ClOeq\o\al(－,3)＋5Cl－＋3H2O避免反應(yīng)過(guò)于劇烈，放出大量的熱而導(dǎo)致溫度升高(2)避免N2H4·H2O與NaClO劇烈反應(yīng)生成N2CO(NH2)2＋ClO－＋2OH－=N2H4·H2O＋Cl－＋COeq\o\al(2－,3)減少水合肼?lián)]發(fā)[素養(yǎng)提升]9．(2024·惠州高三調(diào)研)某學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究NO與銅粉的反應(yīng)并檢驗(yàn)NO，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示(夾持裝置略)。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，向裝置中通入一段時(shí)間的N2，排盡裝置內(nèi)的空氣。已知：在溶液中存在反應(yīng)FeSO4＋NO=[Fe(NO)]SO4(棕色)，該反應(yīng)可用于檢驗(yàn)NO。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2OB．裝置D中紅色銅粉變?yōu)楹谏?，NO發(fā)生的是氧化反應(yīng)C．裝置E中盛放的是FeSO4溶液D．裝置F收集的氣體主要為N2解析：選B。稀硝酸與銅反應(yīng)生成的NO能被O2氧化，因此實(shí)驗(yàn)前需要通入N2，排盡裝置中的空氣，硝酸具有揮發(fā)性，生成的NO中混有少量硝酸蒸氣，可先通過(guò)水吸收后干燥，再探究干燥的NO在加熱時(shí)與銅的反應(yīng)，未反應(yīng)的NO可以用FeSO4溶液檢驗(yàn)。A.裝置A中稀硝酸與銅反應(yīng)生成NO，反應(yīng)的離子方程式為3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，A正確；B.裝置D中NO與銅單質(zhì)在加熱條件下發(fā)生反應(yīng)生成氧化銅，紅色銅粉變?yōu)楹谏摲磻?yīng)中NO轉(zhuǎn)化為氮?dú)?，為氧化劑，發(fā)生還原反應(yīng)，B錯(cuò)誤；C.裝置E中盛放的是FeSO4溶液，用于檢驗(yàn)未反應(yīng)的NO，C正確；D.裝置F收集的氣體主要為裝置D中生成的N2，D正確。10．下述實(shí)驗(yàn)中均有紅棕色氣體產(chǎn)生，對(duì)比分析所得結(jié)論正確的是()①②③A.由①中的紅棕色氣體，推斷產(chǎn)生的氣體一定都是氮氧化物B．②中產(chǎn)生紅棕色氣體，說(shuō)明②中木炭與濃硝酸發(fā)生了反應(yīng)C．③說(shuō)明濃硝酸具有揮發(fā)性，生成的紅棕色氣體為還原產(chǎn)物D．③的氣體產(chǎn)物中檢測(cè)出CO2，由此說(shuō)明木炭一定與濃硝酸發(fā)生了反應(yīng)解析：選C。濃硝酸不穩(wěn)定受熱分解生成二氧化氮、氧氣和水，所以①中還有氧氣產(chǎn)生，故A錯(cuò)誤；C與濃硝酸反應(yīng)生成二氧化氮或濃硝酸受熱分解生成二氧化氮，所以通過(guò)產(chǎn)生紅棕色氣體不能說(shuō)明木炭與濃硝酸發(fā)生了反應(yīng)，故B錯(cuò)誤；由濃硝酸得到二氧化氮，氮元素化合價(jià)降低，發(fā)生還原反應(yīng)，故C正確；木炭加熱至紅熱，可與空氣中的氧氣反應(yīng)生成二氧化碳，不一定是與濃硝酸發(fā)生了反應(yīng)，所以不能說(shuō)明木炭一定與濃硝酸發(fā)生了反應(yīng)，故D錯(cuò)誤。11．某稀溶液中含有3.5molKNO3和2.2molH2SO4，向其中加入1.2molFe，充分反應(yīng)(已知NOeq\o\al(－,3)被還原為NO)。下列說(shuō)法正確的是()A．反應(yīng)過(guò)程中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為3NA(NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)B．反應(yīng)后生成NO的體積為24.64LC．所得溶液中c(Fe2＋)∶c(Fe3＋)＝1∶3D．所得溶液中c(NOeq\o\al(－,3))＝2.4mol/L解析：選C。某稀溶液中含有3.5molKNO3和2.2molH2SO4，n(H＋)＝4.4mol，n(NOeq\o\al(－,3))＝3.5mol。向其中加入1.2molFe，充分反應(yīng)(已知NOeq\o\al(－,3)被還原為NO)，首先發(fā)生的反應(yīng)是Fe＋NOeq\o\al(－,3)＋4H＋=Fe3＋＋NO↑＋2H2O，若1.2molFe完全反應(yīng)，消耗1.2molNOeq\o\al(－,3)、4.8molH＋，而H＋只有4.4mol，可見(jiàn)H＋消耗完，鐵過(guò)量，故反應(yīng)消耗1.1molFe、1.1molNOeq\o\al(－,3)，生成1.1molFe3＋、1.1molNO氣體，鐵還剩余0.1mol，過(guò)量Fe和反應(yīng)產(chǎn)生的Fe3＋發(fā)生反應(yīng)：Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，因此0.1mol鐵消耗0.2molFe3＋，生成0.3molFe2＋。1.1molNOeq\o\al(－,3)參與反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為3.3NA，0.1molFe發(fā)生反應(yīng)Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.2NA，故反應(yīng)過(guò)程中轉(zhuǎn)移電子總數(shù)目為3.5NA，A錯(cuò)誤；沒(méi)有給出氣體所處狀態(tài)，無(wú)法計(jì)算反應(yīng)生成的NO的體積，B錯(cuò)誤；根據(jù)上述分析可知，所得溶液中c(Fe2＋)∶c(Fe3＋)＝0.3mol∶(1.1－0.2)mol＝1∶3，C正確；所得溶液中剩余n(NOeq\o\al(－,3))＝3.5mol－1.1mol＝2.4mol，溶液體積未知，無(wú)法計(jì)算反應(yīng)后溶液中硝酸根離子的濃度，D錯(cuò)誤。12．含氮化合物的處理對(duì)環(huán)境保護(hù)意義重大。(1)用H2或CO催化還原NO均能達(dá)到消除污染的目的，反應(yīng)的氧化產(chǎn)物為_(kāi)_______________。(2)實(shí)驗(yàn)室常用NaOH溶液吸收NOx(NO和NO2的混合氣體)，反應(yīng)的化學(xué)方程式如下：(已知NO不能與NaOH溶液反應(yīng)，不考慮NO2與N2O4的轉(zhuǎn)化)NO＋NO2＋2NaOH=2NaNO2＋H2O2NO2＋2NaOH=NaNO2＋NaNO3＋H2O①若NOx能被NaOH溶液完全吸收，則x的取值范圍為_(kāi)_______。②若nmolNaOH恰好完全反應(yīng)，則被吸收的NOx的體積為_(kāi)______