2025屆高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí)學(xué)生用書第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)化考點一硝酸

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)類別、氮的化合價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。考點一硝酸1．物理性質(zhì)：硝酸是無色、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)強氧化性。硝酸無論濃、稀都具有強氧化性，而且濃度越大，氧化性越強。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．硝酸是一種無色液體，一般帶微黃色，常用來制造火藥、氮肥、染料等。下列關(guān)于硝酸的認(rèn)識錯誤的是()A．因濃硝酸見光或受熱會分解，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的氧化性，與Cu反應(yīng)時二者均體現(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，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量的銅片。(1)反應(yīng)開始階段產(chǎn)生________色氣體，化學(xué)方程式為_______________________________________________________。(2)反應(yīng)進行一段時間后又產(chǎn)生無色氣體，此時的化學(xué)方程式為____________________________________________________。(3)待反應(yīng)停止后，再加入少量的稀硫酸，這時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)成強氧化性酸，又能與過量的銅反應(yīng)二、金屬與硝酸反應(yīng)的定量計算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。請回答下列問題：(1)NO的體積為__________L，NO2的體積為________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________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)說法正確的是()A．x＝0.1，y＝0.4B．a(chǎn)點之前發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為3Fe＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Fe2＋＋2NO↑＋4H2OC．向b點所得溶液中加入Cu粉，最多可溶解1.92gD．反應(yīng)至c點，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，對應(yīng)H＋的物質(zhì)的量為0.1mol，a點之前發(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錯誤；b點對應(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，此時最多可溶解Cu的物質(zhì)的量為eq\f(n（Fe3＋）,2)＝eq\f(0.06mol,2)＝0.