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高中化学人教版 (2019)必修 第二册第二节 氮及其化合物导学案
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这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第二册第二节 氮及其化合物导学案，共18页。学案主要包含了新知学习，实验探究，知识进阶，问题探究，知识归纳总结，效果检测等内容，欢迎下载使用。
高一化学同步学习高效学讲练（精品学案）
第五章 化工生产中的重要非金属元素
第二节 氮及其化合物
第3课时 硝酸 酸雨及防治
课程学习目标
1.了解硝酸的物理性质和化学性质；了解硝酸的工业制备及重要用途。
2.认识硫、氮的化合物对生态环境的影响；了解酸雨的形成、危害及防治。
学科核心素养
宏观辨识与微观探析：能从物质类别和元素化合价的角度，预测硝酸的性质及转化
科学探究与创新意识：能根据教材中给出的硝酸性质的探究问题，设计简单的实验方案，完成操作，观察现象，对实验现象作出解释
科学态度与社会责任：能主动关心与环境保护有关的酸雨等社会热点问题，形成与环境和谐共处、合理利用自然资源的观念
【新知学习】
一．硝酸
1．物理性质：无色、易挥发、有刺激性气味的液体。
2．化学性质
（1）不稳定性
化学方程式：4HNO3(浓)2H2O＋4NO2↑＋O2↑。
（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 。
【实验探究】
实验
装置
稀硝酸
浓硝酸
实验
现象
反应缓慢，有少量气泡产生， 溶液变蓝 试管口有红棕色气体产生
反应剧烈，有 大量气泡 产生，
溶液变蓝 ，液面上有 红棕色 气体产生
实验结论
铜与稀硝酸常温下缓慢反应生成 NO 气体
铜与浓硝酸常温下剧烈反应生成 NO2 气体
a．与金属反应
稀硝酸与铜反应：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O(填化学方程式，下同)。
浓硝酸与铜反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。
【注意】常温下，铁、铝遇浓HNO3会发生钝化，所以可用铁或铝制容器来盛装浓HNO3。
b．与非金属反应
浓硝酸与C反应：C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。
c．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：3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。
3．硝酸的工业制备
写出下列反应的化学方程式：
(1)氨在催化剂、加热条件下氧化为NO：4NH3＋5O24NO＋6H2O。
(2)NO被空气氧化为NO2：2NO＋O2===2NO2。
(3)NO2溶于水制备HNO3：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。
4．用途硝酸是一种重要的化工原料，可用于制造化肥、农药、炸药、染料、盐类等。
二.二氧化硫和氮氧化物对大气的污染
1.空气中SO2和NO2的主要来源
（1）煤、石油和某些金属矿物中含有硫或含硫化合物；
（2）汽车尾气中除含有氮氧化物外，还含有一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、含铅化合物和颗粒等，
严重污染大气，破坏环境。
2.危害
（1）SO2和NO2是主要的大气污染物，它们能直接危害人体健康，引起呼吸道疾病；
（2）溶于水形成酸雨；
（3）氮氧化物的危害
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，产生了一种有毒的烟雾。
②酸雨：NOx排入大气中，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。
④NO与血红蛋白结合使人中毒。
3.酸雨的危害及防治措施
（1）酸雨是指pH〈5.6的雨、雾等形式的降水，主要由大气污染物中硫、氮的氧化物所致。
（2）形成原理
①硫酸型酸雨
②硝酸型酸雨
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
（3）危害
①直接破坏农作物、草原、森林，使土壤、湖泊酸化；
②加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具及电信电缆的腐蚀。
（4）防治措施
a．调整能源结构，发展清洁能源；
b．研究煤的脱硫技术，改进燃烧装置和燃烧技术，减少二氧化硫和氮氧化物的排放；
c．加强工厂废气的回收处理；
d．改进汽车尾气的处理技术，控制汽车尾气的排放标准。
【知识进阶】
一．硝酸的强氧化性,
【问题探究】
1．少量的Fe与足量稀硝酸反应，Fe被氧化为＋2价还是＋3价？过量的Fe与稀硝酸反应呢？
硝酸的氧化性较强，可将Fe氧化为Fe3＋，故少量的Fe与足量稀硝酸反应，Fe被氧化为＋3价；由于Fe可与Fe3＋生成Fe2＋，故过量的Fe与稀硝酸反应得到＋2价铁。
2．铜投入稀硫酸中不会溶解，再向溶液中投入KNO3固体，铜会不会溶解？为什么？
会溶解。由离子方程式8H＋＋2NO＋3Cu===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O可知，只要溶液中同时有H＋和NO，铜就会发生反应而溶解。
【知识归纳总结】
1．规律
(1)硝酸的浓度越大，反应温度越高，其氧化性越强。
(2)浓硝酸的还原产物是NO2，稀硝酸的还原产物是NO。
(3)还原剂一般被氧化为最高价态。
2．表现
(1)硝酸与金属的反应
①除Au、Pt等少数金属外，硝酸几乎可以氧化所有的金属，如3Ag＋4HNO3(稀)===3AgNO3＋NO↑＋2H2O；
②活泼金属与硝酸反应不生成H2，硝酸的浓度不同，还原产物不同；
NO2N2O、N2、NH4NO3等NO
③常温下浓硝酸能使Fe、Al钝化，加热时反应。
(2)硝酸与非金属的反应
①反应规律：非金属单质＋浓硝酸→最高价氧化物或其含氧酸＋NO2↑＋H2O；
②实例：C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。
(3)硝酸与还原性化合物的反应
硝酸的强氧化性还表现在可以氧化具有还原性的化合物或离子，如HI、HBr、SO2、Fe2＋、FeO、Br－、I－、S2－、SO等均能被HNO3氧化。
【典例1】（2021·广西钦州市·高一期末）下列对硝酸的认识正确的是( )
A．浓硝酸和稀硝酸都具有强氧化性
B．铜与稀硝酸的反应属于置换反应
C．可用铝制或铁制容器盛装稀硝酸
D．在铜与浓硝酸的反应中，硝酸只体现氧化性，没有体现酸性
【答案】A
【详解】
A．硝酸根离子在酸性条件下具有强氧化性，所以浓硝酸和稀硝酸都具有强氧化性，A正确；
B．铜与稀硝酸发生反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，不属于置换反应，B错误；
C．铝或铁在常温下遇到浓硝酸会发生钝化，所以可用铝制或铁制容器盛装浓硝酸，因为稀硝酸会与它们发生反应，因此不能用铝制或铁制容器盛装稀硝酸，C错误；
D．铜与浓硝酸发生反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，其中硝酸部分被还原，体现氧化性，还有一部分未被还原，生成硝酸铜，体现其酸性，D错误；
故选A。
（变式训练1）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( D )
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
【答案】B
【解析】
A对，①中灼热碎玻璃不与浓HNO3反应，仍有红棕色气体NO2生成，说明浓硝酸受热发生了分解反应，生成NO2、O2和H2O；B对，由于浓硝酸受热分解生成NO2，则②中红棕色气体可能来源于浓硝酸的分解，故不能表明②中木炭与浓硝酸发生反应；C对，③中木炭未与浓硝酸接触，生成的红棕色气体只能是挥发出的HNO3与红热木炭发生反应，或挥发出的HNO3受热分解生成NO2，说明浓硝酸具有挥发性，NO2是还原产物；D错，由于空气中含有O2，则红热的木炭可能与O2反应产生了CO2，故不能说明木炭与浓硝酸发生了反应。
二．硝酸与金属反应的有关计算,
【问题探究】
1．铜与足量稀硝酸反应时，表现酸性的HNO3与作氧化剂的HNO3物质的量之比是多少？
Cu与稀硝酸反应：3Cu＋8HNO3===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。当有8 mol HNO3参加反应时，有2 mol HNO3表现氧化性，6 mol HNO3表现酸性，故表现酸性的HNO3与作氧化剂的HNO3物质的量之比为3∶1。
2．m g Cu与足量的一定浓度的硝酸充分反应，生成V L NO、NO2混合气体(标准状况下)，则参加反应的HNO3的物质的量是多少？
被还原的硝酸无论生成NO还是NO2，均有氮原子与被还原，NO和NO2的总物质的量与被还原HNO3的物质的量相等；末被还原(起酸性作用)的硝酸等于Cu(NO3)2物质的量的2倍，故参加反应的硝酸的物质的量为(＋)mol。
【知识归纳总结】
1．硝酸与金属反应的规律
硝酸与金属单质反应时一部分被还原，一部分生成硝酸盐，故硝酸既表现了酸性又表现了氧化性，但硝酸与金属反应一般不生成H2。
(1)硝酸与铜的反应：
在反应中硝酸的作用可用如图表示：
可以看出，随HNO3浓度的降低，还原产物会由NO2变为NO。
①由氮原子守恒可知，无论是NO2还是NO，被还原的硝酸与被还原生成气体的物质的量总是相等的；
②未被还原的NO与Cu2＋构成Cu(NO3)2，NO的物质的量为Cu2＋物质的量的2倍；
③运用电子守恒、原子守恒，便可顺利求解参加反应的Cu、HNO3以及产物NO2、NO之间量的关系。
(2)稀硝酸与铁的反应：
Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O①
3Fe(过量)＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O②
反应物的量与生成物的关系如图所示：
上述反应首先发生反应①，若Fe剩余再发生反应③Fe＋2Fe(NO3)3===3Fe(NO3)2，合并①③即可得反应②。所以，无论反应①还是反应②，被还原的HNO3皆占参与反应的HNO3的。
2．金属与硝酸反应常用的计算方法
(1)原子守恒法：HNO3与金属反应时，反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量等于显酸性的HNO3(以硝酸盐的NO形式存在于溶液中)的物质的量与显氧化性的HNO3(以NOx的形式存在)的物质的量之和。
(2)电子守恒法：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。
(3)电荷守恒：HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH－)有：c(NO)＝c(H＋)＋n×c(Mn＋)(Mn＋代表金属离子)。
【典例2】（2020·苏州市相城区陆慕高级中学高一期中）将3.84g铜粉与一定质量浓硝酸反应，当铜完全溶解时，收集到NO、NO2混合气体2.24L(标准状况下)，则所消耗酸的物质的量是( )
A．0.1mol B．0.11mol C．0.16mol D．0.22mol
【答案】D
【分析】
根据铜和硝酸的反应，可知消耗的硝酸有两个去处，一个是被还原生成氮的氧化物，一个是生成硝酸铜，根据元素守恒可得答案。
【详解】
根据铜和硝酸的反应，3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，Cu+4HNO3(浓)= Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，可知消耗的硝酸有两个去处，一个是被还原生成氮的氧化物，一个是生成硝酸铜，根据元素守恒n(HNO3)= n(NOx)+ 2n(Cu(NO3)2)= ，
故选D。
（变式训练2）（2021·浙江衢州市·高一期末）32.0g Cu 与 100 mL 10.0 mol·L-1的浓硝酸反应，标准状况下测得反应产生的 NO、NO2 混合气体 6.72 L，且充分反应后铜仍有剩余。请计算：
(1)混合气体中 NO 与 NO2的物质的量之比为 ___________；
(2)向反应后的溶液中滴加稀硫酸可使铜完全溶解，若该过程中只有 NO 气体生成，则还能产生 NO 的物质的量为____ 。
【答案】2：1 0.100mol
【分析】
铜和硝酸反应后铜有剩余，说明硝酸完全反应，据方程式进行计算。
【详解】
(1)铜和硝酸反应后铜有剩余，说明硝酸完全反应，反应的方程式为：3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，Cu+4HNO3=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，假设一氧化氮和二氧化氮的物质的量分别为xmol、ymol，根据方程式有(x+y) ×22.4=6.72 4x+2y=10.0×0.1，解x=0.2，y=0.1，则一氧化氮和二氧化氮的物质的量比为0.2:0.1=2:1.
(2)反应中消耗的铜的物质的量有1.5x+0.5y=0.5×0.2+0.5×0.1=0.35mol，铜的总物质的量为0.5mol，剩余的铜的物质的量为0.5-0.35=0.15mol，反应后的溶液中加入稀硫酸，相当于铜和稀硝酸反应生成一氧化氮，故0.15mol铜反应生成0.1mol一氧化氮。
【效果检测】
1．（2022·陕西榆林·高一期末）下列有关说法中正确的是
A．氮氧化物的任意排放会引起光化学烟雾
B．浓硫酸应保存在棕色试剂瓶中，置于阴凉处
C．浓硝酸和浓硫酸都易挥发
D．氮氧化物都是酸性氧化物
【答案】A
【详解】
A．氮氧化物会引起光化学烟雾，故A正确；
B．易挥发，易分解的物质保存在棕色试剂瓶中，置于阴凉处，而浓硫酸不具有有挥发性，可以不保存再棕色试剂瓶中，故B错误；
C．浓硝酸易挥发，浓硫酸是高沸点酸，没有挥发性，故C错误；
D．氮氧化物中NO、NO2都不是酸性氧化物，故D错误。
综上所述，答案为A。
2．（浙江·镇海中学高一期末）为减少酸雨的产生可采取的措施有
①用煤作燃料②在已酸化的土壤中加石灰③化石燃料脱硫④把工厂烟囱造高⑤开发新能源
A．①②③ B．②③④⑤ C．③⑤ D．②③⑤
【答案】C
【详解】
①用煤等化石燃料作燃料，将产生SO2形成酸雨，不合题意；②在已酸化的土壤中加石灰是对酸雨降落到土壤中的恢复处理，不合题意；③化石燃料脱硫将减少甚至杜绝燃烧时产生SO2，减少酸雨的形成，符合题意；④把工厂烟囱造高将不能减少尾气中SO2等酸性气体的含量，不能减少酸雨，不合题意；⑤开发新能源，可以减少化石燃料的燃烧，可以减少酸雨的形成，符合题意；综上所述，只有③⑤符合题意，故答案为：C。
3．（浙江·诸暨中学高一期中）硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大，但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注，下列说法正确的是
A．NO2和SO2均为酸性氧化物，是酸雨的主要成因
B．汽车尾气中产生NO的原因是汽车燃料油中含氮，NO是其燃烧产物
C．植物直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料，实现氮的固定
D．工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除
【答案】D
【详解】
A．NO2与碱反应生成硝酸盐、亚硝酸盐和水，发生了氧化还原反应，NO2不属于酸性氧化物，SO2属于酸性氧化物，是酸雨的主要成因，A错误；
B．汽车燃油的成分是烃类，不含N元素，而汽车尾气中产生NO的原因是空气中的N2和O2在高温条件下反应生成了NO，B错误；
C．氮的固定是指将游离态的氮转化为化合态的过程，C错误；
D．工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除，原理为2CaO+2SO2+O22CaSO4，减少SO2的排放，D正确；
故答案为：D。
4．（云南·昆明八中高一期中）化学与环境密切相关，下列有关说法正确的是
A．属于大气污染物
B．酸雨是pH小于7的雨水
C．NO、、都会导致光化学烟雾的形成
D．大气中含量的增加会导致温室效应加剧
【答案】D
【详解】
A．二氧化碳不是大气污染物，但是却可以引起环境问题，比如温室效应，故A错误；
B．正常雨水的pH值为5.6，pH值小于5.6的雨水是酸雨，故B错误；
C．NO2或SO2都会导致酸雨的形成，但不会造成光化学烟雾，故C错误；
D．大气中CO2含量的增加会导致温室效应加剧，故D正确；
故选D。
5．（河南省南阳市2021-2022学年高一上学期期末考试化学试题）中国愿同世界各国、国际组织携手合作，共同推进全球生态环境治理，共同构建人与自然生命共同体。下列说法不正确的是
A．购物时提倡少用塑料袋以减少白色污染
B．排放到空气中的、均会形成酸雨
C．为防止电池中的重金属污染土壤，应积极开发废电池的综合利用
D．使用燃煤脱硫技术主要是为了防治二氧化硫污染
【答案】B
【详解】
A．提倡购物时少用塑料袋，可以减少“白色污染”，故A正确；
B．排放到空气中的NO2、SO2均会形成酸雨，CO2不会形成酸雨，故B错误；
C．废旧电池中含有铅、镉、汞等重金属，为防止污染土壤，应积极开发废电池的综合利用，故C正确；
D．使用燃煤脱硫技术主要是为了防治二氧化硫污染，故D正确；
故选B。
6．下列有关浓硝酸说法不正确的是
A．浓硝酸不稳定，见光易分解，需要避光保存
B．常温下浓硝酸能使金属铝钝化
C．实验室常用浓硝酸与金属锌反应制备氢气
D．浓硝酸易挥发，打开瓶塞，瓶口有白雾产生
【答案】C
【详解】
A．浓硝酸不稳定，见光易分解，需要避光保存，A正确；
B．常温下浓硝酸能使金属铝钝化，B正确；
C．因浓硝酸与金属锌反应生成二氧化氮气体，故实验室不能用浓硝酸与金属锌反应制备氢气，C错误；
D．浓硝酸易挥发，打开瓶塞，瓶口有白雾产生，D正确；
故选C。
7．（辽宁·高一期中）下列各组离子一定能大量共存的是
A．在无色溶液中：、、、
B．在含大量的溶液中：、、、
C．在强酸性溶液中：、、、I-
D．室温下，的溶液中：、、、
【答案】B
【详解】
A． 在无色溶液中：、生成碳酸亚铁沉淀，不能大量共存，故A不符；
B． 在含大量的溶液中：、、、之间不反应，能大量共存，故B符合；
C． 在强酸性溶液中：、I-发生氧化还原反应生成亚铁离子和碘，不能大量共存，故C不符；
D． 室温下，的溶液中：、、发生氧化还原反应生成硝酸铁和NO，不能大量共存，故D不符；
故选B。
8．工业上制硝酸的原理是将氨经过一系列反应得到硝酸，如下图所示：
下列说法错误的是
A．过程①属于氮的固定
B．氮气在足量氧气中也可以通过一步反应生成NO2
C．过程④反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：2
D．常温下可用铁质容器储存浓硝酸
【答案】B
【详解】
A． 过程①是氮气和氢气高温高压催化剂作用下反应生成氨气，属于氮的固定，故A正确；
B． 氮气在足量氧气中可以通过一步反应生成NO，不能生成NO2，故B错误；
C． 过程④3NO2+H2O=2HNO3+NO，反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：2，故C正确；
D． 铁在浓硝酸中发生钝化，金属表面生成一薄层致密氧化物薄膜，阻止内部反应继续进行，常温下可用铁质容器储存浓硝酸，故D正确；
故选B。
9．（河北·张家口市第一中学高一期中）下列关于硝酸的叙述正确的是
A．NO2溶于水生成硝酸，所以NO2是酸性氧化物
B．硝酸可与活泼金属反应生成盐和氢气
C．浓硝酸显黄色是因为含有NO2
D．浓硝酸与木炭的反应既表现出氧化性又表现出酸性
【答案】C
【详解】
A．NO2溶于水生成硝酸，同时还有NO生成，所以NO2不是酸性氧化物，A错误；
B．硝酸为氧化性酸，硝酸可与活泼金属反应生成盐、水和氮氧化物，得不到氢气，B错误；
C．浓硝酸显黄色是因为浓硝酸分解生成的NO2溶解在浓硝酸中，C正确；
D．硝酸与木炭的反应生成二氧化碳、二氧化氮和水，硝酸只表现出氧化性，不表现出酸性，D错误；
答案选C。
10．硝酸与铜反应实验装置如图所示，下列有关叙述不正确的是
A．浓硝酸呈黄色是因溶有其分解产生的
B．用稀硝酸实验时试管上方气体略有红棕色
C．用浓硝酸实验时溶液呈绿色是因溶有
D．反应中浓硝酸较稀硝酸反应更剧烈、氧化性更强
【答案】C
【详解】
A．浓硝酸不稳定，容易分解，分解产生的溶解在浓硝酸中使浓硝酸呈黄色，故A正确；
B．稀硝酸与铜反应生成NO，但试管有空气，生成的NO与空气中的氧气反应生成，使得试管上方气体略有红棕色，故B正确；
C．浓硝酸与铜剧烈反应生成硝酸铜，使溶液呈绿色，故C错误；
D．硝酸的浓度越大，氧化性越强，与铜反应越剧烈，故D正确；
故选C。
11．（湖南师大附中高一期末）下列实验操作和现象所得结论正确的是
选项
实验操作
现象
结论
A
向某无色溶液中滴加稀盐酸
溶液变浑浊
原溶液中一定存在Ag+
B
将铜片投入到KNO3溶液中，然后加入稀硫酸
铜片投投入到KNO3溶液中无明显现象，加入稀硫酸后，铜片溶解
铜能溶于稀硫酸
C
向AlCl3溶液中加入适量的NaOH溶液得到有白色沉淀的悬浊液，将悬浊液分成二份
一份加入盐酸，悬浊液变澄清溶液，另一份继续加入NaOH溶液，悬浊液也变澄清
Al(OH)3具有两性
D
向某溶液中通入Cl2再滴入KSCN溶液
溶液变红
原溶液中一定含有Fe2+
【答案】C
【详解】
A．若溶液中含有AlO或SiO，滴加盐酸，也会生成Al(OH)3或H2SiO3沉淀，故A错误；
B．铜排在金属活动性顺序表氢的后面，铜不溶于稀硫酸。本实验铜片溶解的原因是铜被酸性条件下的NO氧化，发生的反应为：3Cu+8H++2NO=3Cu2++2NO↑+4H2O，故B错误；
C．向AlCl3溶液中加入适量的NaOH溶液得到有白色沉淀的悬浊液，悬浊液中有氢氧化铝，将悬浊液分成二份，一份加入盐酸，悬浊液变澄清溶液，发生的反应为Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O，另一份继续加入NaOH溶液，悬浊液也变澄清，发生的反应为Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O，所以Al(OH)3是两性氢氧化物，故C正确；
D．若溶液中原有Fe3+，则通入氯气再滴入KSCN溶液，溶液也会变红，故D错误；
故选C。
12．（河北衡水·高一期中）2.25g镁铝合金完全溶解于50.0mL6mol/L稀硝酸中，得到NO气体1.568L(标准状况)，向反应后的溶液中加入1.00mol/L的NaOH溶液，使沉淀达到最大值，此时消耗的NaOH溶液的体积为
A．230mL B．270mL C．300mL D．330mL
【答案】A
【详解】
标准状况下生成1.568LNO气体转移的电子物质的量为，设Mg的物质的量为x，Al的为y，由质量守恒、得失电子守恒则24x+27y=2.25、2x+3y=0.21，解x=0.06mol、y=0.003mol，则Mg2+和Al3+沉淀消耗NaOH溶液0.21mol，即0.21L，金属与硝酸反应后有H+，镁、铝共消耗的氢离子物质的量为0.02mol，总共消耗NaOH溶液的体积为0.21+0.02=0.23L=230mL，故选：A。
13．（重庆市铁路中学校高一期中）1.52g铜、镁合金完全溶解于50mL密度为1.40g•mL-1、质量分数为63.0%的浓硝酸中，得到NO2和NO的混合气体896mL(标准状况)，向反应后的溶液中加入1.00mol/LNaOH溶液，当金属离子全部沉淀时，得到2.54g沉淀。下列说法不正确的是
A．原硝酸的浓度为14.0mol/L
B．反应过程中转移的电子数是0.06NA
C．该合金中铜与镁的物质的量之比是2∶1
D．得到2.54g沉淀时，加入NaOH溶液的体积为600mL
【答案】B
【详解】
A．密度为1.40g•mL-1、质量分数为63.0%的浓硝酸，该硝酸的浓度c＝＝14.0 mol·L－1，A正确；
B．NO2和N2O4都来自硝酸，设混合气体中NO2的物质的量为x，根据电子守恒得x＋(0.05 mol－x)×2＝0.06 mol，x＝0.04 mol，反应过程中转移的电子数是0.04NA，B错误；
C．向反应后溶液中加入NaOH，生成Mg(OH)2和Cu(OH)2沉淀，固体质量增加的是OH－的质量，且有n(OH－)＝n(e－)，设合金中镁、铜的物质的量分别为x、y，则有24g/mol ×x +64g/mol ×y=1.52g；2x+2y==(2.54g—1.52g)/17 g/mol，解之得，该合金中铜、镁的物质的量之比为2∶1，C正确；
D．得到2.54 g沉淀后，溶液中的溶质只有NaNO3，故n(NaOH)＝0.7 mol－0.04 mol－0.02 mol＝0.64 mol，则NaOH溶液的体积是：=640 mL，D正确；
答案选B。
14．（湖北·华中师大一附中高一期末）下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论正确的是
A．由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定只有NO2
B．红棕色气体表明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，说明木炭一定与浓硝酸发生了反应
【答案】C
【详解】
A．加热条件下，浓硝酸受热分解生成二氧化氮、氧气和水，则反应产生的气体一定是混合气体，故A错误；
B．红热木炭会使浓硝酸受热分解生成二氧化氮、氧气和水，则红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应，故B错误；
C．③中红棕色气体表明浓硝酸挥发产生的硝酸蒸气与红热木炭反应生成二氧化碳、二氧化氮和水，反应中氮元素的化合价降低被还原，硝酸是氧化剂，二氧化氮是还原产物，故C正确；
D．红热木炭可与空气中氧气反应生成二氧化碳，则③的气体产物中检测出二氧化碳不能说明木炭一定与浓硝酸发生了反应，故D错误；
故选C。
15．（重庆·高一阶段练习）有某硫酸和硝酸的混合溶液，其中含有硫酸的浓度为，含硝酸的浓度为，现向其中加入铜粉，充分反应后假设只生成气体，最多可收集到标况下的气体的体积为
A． B． C． D．
【答案】D
【详解】
，、，发生反应为，根据方程式知，硝酸根离子完全反应需要为、为，所以硝酸根离子不足量，所以硝酸根离子完全被还原生成，根据原子守恒得，则，故选D。
16．（全国·高一期末）汽车尾气(含 CO、SO2 和NO 等)是城市空气污染源之一， 治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转化器”，它能使一氧化碳跟一氧化氮反应生成可参与大气生态循环的无毒气体， 并促进二氧化硫的转化。
(1)汽车尾气中导致酸雨形成的主要物质是___________。
(2)写出在催化剂的作用下CO跟NO反应的化学方程式： ___________。
(3)使用“催化转化器” 的缺点是在一定程度上提高了排放废气的酸度，有可能促进了酸雨的形成， 其原因是___________。
(4)下列各项措施中， 有利于缓解城市空气污染的有___________(填序号)。
A 充分利用太阳能， 减少能源消耗
B 使用电动车辆， 减少汽油消耗
C 植树种草， 绿化环境
D 取缔燃煤炉和木炭烧烤， 改用天然气
【答案】SO2、NO 2CO+2NO N2+2CO2 由于促进了 SO2的转化， 生成的 SO3增多， SO3＋H2O=H2SO4提高了空气酸度 ABC
【详解】
(1)因导致酸雨的气体有二氧化硫和氮的氧化物，汽车尾气中含CO、SO2和NO等，所以导致酸雨形成的主要物质是SO2和NO；故答案为：SO2、NO；
(2)根据题给信息：CO与NO反应，生成可参与大气生态环境循环的无毒气体．这气体是CO2和N2，反应的方程式为2CO＋2NON2＋2CO2；故答案为：2CO+2NO N2+2CO2；
(3)由于“催化转化器”促进了SO2的转化，生成的SO3增多，SO3+H2O=H2SO4，提高了空气的酸度；故答案为：由于促进了 SO2的转化， 生成的 SO3增多， SO3＋H2O=H2SO4提高了空气酸度；
(4)缓解城市空气污染，植树造林能控制CO2量的增加，而对消除汽车尾气中烃类，CO、SO2与NO等物质没有直接的效果，答案选ABC；故答案为：ABC。
17．（湖南师大附中高一期末）非金属单质A经如图所示的过程转化为含氧酸D，已知D为强酸，请回答下列问题：
ABCD
（1）若A在常温下为固体，B是能使品红溶液褪色的有刺激性气味的无色气体。
①D的化学式是___________，检验D的稀溶液中主要阴离子的试剂是___________；
②在工业生产中，B气体的大量排放被雨水吸收后会形成___________而污染环境。
（2）若A在常温下为气体，C是红棕色的气体。
①A的化学式为___________；
②写出C→D转化的化学方程式___________
③D的浓溶液在常温下可与铜反应并生成C气体，请写出该反应的化学方程式___________，该反应中D体现的性质有___________。
【答案】
（1） H2SO4 稀盐酸和BaCl2溶液 酸雨
（2） ①N2 3NO2+H2O=2HNO3+NO Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 强氧化性和酸性
【分析】
非金属单质A能发生连续氧化生成C，C能与水反应得到含氧酸D，且D为强酸，中学中硫和氮元素及其化合物的转化符合转化，据此解答。
（1）若A在常温下为固体，B是能使品红溶液褪色的有刺激性气味的无色气体，则A为S，B为SO2，C为SO3，D为H2SO4。
①由以上分析可知，D的化学式是H2SO4；稀硫酸里的主要阴离子是，检验的方法是向溶液中滴入稀盐酸，无明显现象，再滴入BaCl2溶液，生成白色沉淀，故检验 D的稀溶液中主要阴离子的试剂是稀盐酸和BaCl2溶液。
②在工业生产中，SO2气体的大量排放被雨水吸收后形成了酸雨而污染了环境。
（2）若A在常温下为气体，C是红棕色的气体，则A为N2，B为NO，C为NO2，D为HNO3。
①由以上分析可知，A的化学式是N2。
②C→D是NO2和水反应生成硝酸和NO，反应的化学方程式为：3NO2+H2O=2HNO3+NO。
③浓硝酸与Cu反应生成硝酸铜、NO2与水，反应化学方程式为：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，反应中氮元素化合价降低，体现硝酸的强氧化性，同时还有硝酸铜生成，体现硝酸的酸性。
18．（海南·文昌中学高一阶段练习）已知铜在常温下能被稀硝酸溶解，其反应的化学方程式如下：3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
（1）用双线桥法表示上述反应的电子转移情况。_______。
（2）根据上述反应，填写表格：
氧化剂
还原剂
氧化产物
还原产物
_______
______
_______
______
（3）参加反应的HNO3和作为氧化剂的HNO3的个数比为_______。
（4）若有64 g Cu被氧化，则生成的NO的质量是_______。
（5）Ag与稀硝酸也发生类似反应，写出反应的离子方程式：_______。
【答案】
（1）
（2） HNO3 Cu Cu(NO3)2 NO
（3）4∶1
（4）20g
（5）3Ag+4H++NO=3Ag++NO↑+2H2O
【解析】
（1）反应3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，铜元素化合价由0升高为+2，HNO3中N元素化合价由+5降低为+2，用双线桥法表示上述反应的电子转移情况为；
（2）反应3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，Cu失电子发生氧化反应生成Cu(NO3)2，Cu是还原剂、Cu(NO3)2是氧化产物；HNO3中N元素得电子发生还原反应生成NO，HNO3是氧化剂、NO是还原产物；
（3）根据方程式，参加反应的8个HNO3中有2个N原子化合价降低，参加反应的HNO3和作为氧化剂的HNO3的个数比为4:1；
（4）64 g Cu的物质的量是1mol，根据方程式，若有1mol Cu被氧化，则生成的NO的物质的量是，质量是20g；
（5）Ag和稀硝酸反应生成硝酸银、一氧化氮、水，反应的离子方程式为3Ag+4H++NO=3Ag++NO↑+2H2O。
19．（江苏·海安市南莫中学高一期中）标准状况下12.8g铜与适量浓硝酸恰好完全反应，得到NO2和NO混合气体共4480mL。
(1)写出铜与浓硝酸反应的化学方程式___。写出铜与稀硝酸反应的化学方程式___。
(2)计算Cu的物质的量___。
(3)计算所得混合气体总物质的量___。
(4)计算所得混合气体中NO2的物质的量___。
(5)浓硝酸的体积为40mL，计算浓硝酸的物质的量浓度___。
【答案】Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 0.2mol 0.2mol 0.1mol 15mol/L
【详解】
(1)铜与浓硝酸反应生成二氧化氮，化学方程式为；铜与稀硝酸反应生成一氧化氮，化学方程式为；
(2)=0.2mol ；
(3)；
(4)假设混合气体中NO2的物质的量是xmol，NO的物质的量是ymol，则x+y=0.2mol，根据得失电子守恒知x+3y=，联立两式，解得x=y=0.1mol，所以混合气体中NO2的物质的量是0.1mol；
(5)反应后的含氮元素产物为Cu(NO3)2、NO2、NO，根据元素守恒，铜元素有0.2mol，硝酸铜中的N元素是0.4mol，NO和NO2中N元素总量为0.2mol，所以反应前氮元素总量是0.6mol，即硝酸的物质的量是0.6mol，其浓度为。
20．（福建福州·高一期末）亚硝酸盐是一种重要化工原料，也广泛存在于自然环境中，如蔬菜、肉类、豆类等都可以测出一定量的亚硝酸盐。
某研究性学习小组模拟工业利用烧碱溶液处理氮氧化物尾气的反应，进行亚硝酸钠的制备：实验装置如图所示，用烧碱溶液充分吸收所得中和液经相关分离操作，可将亚硝酸钠与硝酸钠分离，即制得亚硝酸钠成品。
(1)仪器a的名称为___________。
(2)写出B装置中发生反应的化学方程式：___________。
(3)C装置除了混合NO与NO2的作用，还具有的两个作用，写出其中一个作用___________
(4)已知溶解度数据：10℃亚硝酸钠75.1g，硝酸钠80g；80℃亚硝酸钠113g，硝酸钠150g．可通过蒸发结晶，___________(操作名称)将两者分离，得到亚硝酸钠粗品。
(5)NaNO2有像食盐一样的咸味，但能引起中毒。已知亚硝酸钠能发生如下反应：2NaNO2+4HI=2NO+I2+2NaI+2H2O，根据上述反应，可以用试剂和生活中常见的物质进行实验，以鉴别亚硝酸钠和食盐。进行实验时，必须选用的物质有___________。
A．自来水 B．碘化钾淀粉试液 C．淀粉 D．白糖 E．食醋 F．白酒
(6)充分反应后，某同学设计实验对C中NaNO2的含量进行检测。称取C中固体2g，完全溶解配制成溶液100mL，取出25mL溶液与0.100mol/L酸性KMnO4溶液进行反应(已知酸性条件下：NO+MnO+H+—NO+Mn2++H2O(未配平)，杂质不与KMnO4反应)，达到终点消耗KMnO4溶液20mL，求样品中亚硝酸钠的质量分数(只列式，不用化简，不用计算，已知：NaNO2摩尔质量69g/mol)___________。
【答案】蒸馏烧瓶 3NO2+H2O=2HNO3+NO 观察气泡，便于调节K1和K2以控制流速或长玻璃管可以调节内外气压平衡 趁热过滤 BE
【分析】
装置A中Cu与浓硝酸反应生成NO2，NO2气体通过K2的导管进入C中，NO2与NaOH溶液反应生成NaNO3、NaNO2和H2O，而NO2进入B中会与水发生反应生成NO，NO与NaOH溶液不反应，但NO与NO2混合气体能与NaOH溶液反应生成NaNO2和H2O，可通过控制气体流速提高C中NaNO2的产率。
【详解】
(1)由图可知，仪器a的名称为蒸馏烧瓶。
(2)装置B中NO2与H2O反应生成HNO3和NO，反应化学方程式为3NO2+H2O=2HNO3+NO。
(3)NO与NO2混合气体能与NaOH溶液反应，反应方程式为NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O，由反应方程式可知，当NO与NO2的物质的量之比为1：1时，NaNO2含量最高，若NO2通入过量，NO2直接与NaOH溶液反应生成NaNO3、NaNO2，NaNO2含量将降低，若NO过量，NO不与NaOH溶液反应，会将溶液压入长玻璃管中，因此装置C的作用：使NO与NO2混合气体与NaOH溶液反应制备NaNO2；观察气泡，便于调节K1和K2以控制流速；长玻璃管可以调节内外气压平衡。
(4)由题可知，相同温度下NaNO3的溶解度均大于NaNO2，且随温度升高，二者的溶解度差异增大，因此可通过蒸发浓缩、趁热过滤将NaNO3、NaNO2分离。
(5)食盐中主要成分为NaCl，NaCl和NaNO2均易溶于水，NaNO2能与I-在酸性条件下发生氧化还原反应生成I2，I2能使淀粉溶液变蓝，因此鉴别NaCl和NaNO2的食盐中必须选用的物质为碘化钾淀粉试液、淀粉，故答案为：BE。
(6)滴定过程中消耗高锰酸钾的物质的量是0.1mol/L×0.02L=0.002mol，由NO+MnO+H+—NO+Mn2++H2O可知，则根据化合价升降守恒可知关系式：，则原样品中NaNO2的质量为0.002mol×××69g/mol，因此样品中NaNO2的质量分数为。
高一化学同步学习高效学讲练（精品学案）
第五章 化工生产中的重要非金属元素
第二节 氮及其化合物
第3课时 硝酸 酸雨及防治
课程学习目标
1.了解硝酸的物理性质和化学性质；了解硝酸的工业制备及重要用途。
2.认识硫、氮的化合物对生态环境的影响；了解酸雨的形成、危害及防治。
学科核心素养
宏观辨识与微观探析：能从物质类别和元素化合价的角度，预测硝酸的性质及转化
科学探究与创新意识：能根据教材中给出的硝酸性质的探究问题，设计简单的实验方案，完成操作，观察现象，对实验现象作出解释
科学态度与社会责任：能主动关心与环境保护有关的酸雨等社会热点问题，形成与环境和谐共处、合理利用自然资源的观念
【新知学习】
一．硝酸
1．物理性质：无色、易挥发、有刺激性气味的液体。
2．化学性质
（1）不稳定性
化学方程式：4HNO3(浓)2H2O＋4NO2↑＋O2↑。
（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 。
【实验探究】
实验
装置
稀硝酸
浓硝酸
实验
现象
反应缓慢，有少量气泡产生， 溶液变蓝 试管口有红棕色气体产生
反应剧烈，有 大量气泡 产生，
溶液变蓝 ，液面上有 红棕色 气体产生
实验结论
铜与稀硝酸常温下缓慢反应生成 NO 气体
铜与浓硝酸常温下剧烈反应生成 NO2 气体
a．与金属反应
稀硝酸与铜反应：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O(填化学方程式，下同)。
浓硝酸与铜反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。
【注意】常温下，铁、铝遇浓HNO3会发生钝化，所以可用铁或铝制容器来盛装浓HNO3。
b．与非金属反应
浓硝酸与C反应：C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。
c．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：3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。
3．硝酸的工业制备
写出下列反应的化学方程式：
(1)氨在催化剂、加热条件下氧化为NO：4NH3＋5O24NO＋6H2O。
(2)NO被空气氧化为NO2：2NO＋O2===2NO2。
(3)NO2溶于水制备HNO3：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。
4．用途硝酸是一种重要的化工原料，可用于制造化肥、农药、炸药、染料、盐类等。
二.二氧化硫和氮氧化物对大气的污染
1.空气中SO2和NO2的主要来源
（1）煤、石油和某些金属矿物中含有硫或含硫化合物；
（2）汽车尾气中除含有氮氧化物外，还含有一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、含铅化合物和颗粒等，
严重污染大气，破坏环境。
2.危害
（1）SO2和NO2是主要的大气污染物，它们能直接危害人体健康，引起呼吸道疾病；
（2）溶于水形成酸雨；
（3）氮氧化物的危害
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，产生了一种有毒的烟雾。
②酸雨：NOx排入大气中，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。
④NO与血红蛋白结合使人中毒。
3.酸雨的危害及防治措施
（1）酸雨是指pH〈5.6的雨、雾等形式的降水，主要由大气污染物中硫、氮的氧化物所致。
（2）形成原理
①硫酸型酸雨
②硝酸型酸雨
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
（3）危害
①直接破坏农作物、草原、森林，使土壤、湖泊酸化；
②加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具及电信电缆的腐蚀。
（4）防治措施
a．调整能源结构，发展清洁能源；
b．研究煤的脱硫技术，改进燃烧装置和燃烧技术，减少二氧化硫和氮氧化物的排放；
c．加强工厂废气的回收处理；
d．改进汽车尾气的处理技术，控制汽车尾气的排放标准。
【知识进阶】
一．硝酸的强氧化性,
【问题探究】
1．少量的Fe与足量稀硝酸反应，Fe被氧化为＋2价还是＋3价？过量的Fe与稀硝酸反应呢？
硝酸的氧化性较强，可将Fe氧化为Fe3＋，故少量的Fe与足量稀硝酸反应，Fe被氧化为＋3价；由于Fe可与Fe3＋生成Fe2＋，故过量的Fe与稀硝酸反应得到＋2价铁。
2．铜投入稀硫酸中不会溶解，再向溶液中投入KNO3固体，铜会不会溶解？为什么？
会溶解。由离子方程式8H＋＋2NO＋3Cu===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O可知，只要溶液中同时有H＋和NO，铜就会发生反应而溶解。
【知识归纳总结】
1．规律
(1)硝酸的浓度越大，反应温度越高，其氧化性越强。
(2)浓硝酸的还原产物是NO2，稀硝酸的还原产物是NO。
(3)还原剂一般被氧化为最高价态。
2．表现
(1)硝酸与金属的反应
①除Au、Pt等少数金属外，硝酸几乎可以氧化所有的金属，如3Ag＋4HNO3(稀)===3AgNO3＋NO↑＋2H2O；
②活泼金属与硝酸反应不生成H2，硝酸的浓度不同，还原产物不同；
NO2N2O、N2、NH4NO3等NO
③常温下浓硝酸能使Fe、Al钝化，加热时反应。
(2)硝酸与非金属的反应
①反应规律：非金属单质＋浓硝酸→最高价氧化物或其含氧酸＋NO2↑＋H2O；
②实例：C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。
(3)硝酸与还原性化合物的反应
硝酸的强氧化性还表现在可以氧化具有还原性的化合物或离子，如HI、HBr、SO2、Fe2＋、FeO、Br－、I－、S2－、SO等均能被HNO3氧化。
【典例1】（2021·广西钦州市·高一期末）下列对硝酸的认识正确的是( )
A．浓硝酸和稀硝酸都具有强氧化性
B．铜与稀硝酸的反应属于置换反应
C．可用铝制或铁制容器盛装稀硝酸
D．在铜与浓硝酸的反应中，硝酸只体现氧化性，没有体现酸性
【答案】A
【详解】
A．硝酸根离子在酸性条件下具有强氧化性，所以浓硝酸和稀硝酸都具有强氧化性，A正确；
B．铜与稀硝酸发生反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，不属于置换反应，B错误；
C．铝或铁在常温下遇到浓硝酸会发生钝化，所以可用铝制或铁制容器盛装浓硝酸，因为稀硝酸会与它们发生反应，因此不能用铝制或铁制容器盛装稀硝酸，C错误；
D．铜与浓硝酸发生反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，其中硝酸部分被还原，体现氧化性，还有一部分未被还原，生成硝酸铜，体现其酸性，D错误；
故选A。
（变式训练1）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( D )
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
【答案】B
【解析】
A对，①中灼热碎玻璃不与浓HNO3反应，仍有红棕色气体NO2生成，说明浓硝酸受热发生了分解反应，生成NO2、O2和H2O；B对，由于浓硝酸受热分解生成NO2，则②中红棕色气体可能来源于浓硝酸的分解，故不能表明②中木炭与浓硝酸发生反应；C对，③中木炭未与浓硝酸接触，生成的红棕色气体只能是挥发出的HNO3与红热木炭发生反应，或挥发出的HNO3受热分解生成NO2，说明浓硝酸具有挥发性，NO2是还原产物；D错，由于空气中含有O2，则红热的木炭可能与O2反应产生了CO2，故不能说明木炭与浓硝酸发生了反应。
二．硝酸与金属反应的有关计算,
【问题探究】
1．铜与足量稀硝酸反应时，表现酸性的HNO3与作氧化剂的HNO3物质的量之比是多少？
Cu与稀硝酸反应：3Cu＋8HNO3===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。当有8 mol HNO3参加反应时，有2 mol HNO3表现氧化性，6 mol HNO3表现酸性，故表现酸性的HNO3与作氧化剂的HNO3物质的量之比为3∶1。
2．m g Cu与足量的一定浓度的硝酸充分反应，生成V L NO、NO2混合气体(标准状况下)，则参加反应的HNO3的物质的量是多少？
被还原的硝酸无论生成NO还是NO2，均有氮原子与被还原，NO和NO2的总物质的量与被还原HNO3的物质的量相等；末被还原(起酸性作用)的硝酸等于Cu(NO3)2物质的量的2倍，故参加反应的硝酸的物质的量为(＋)mol。
【知识归纳总结】
1．硝酸与金属反应的规律
硝酸与金属单质反应时一部分被还原，一部分生成硝酸盐，故硝酸既表现了酸性又表现了氧化性，但硝酸与金属反应一般不生成H2。
(1)硝酸与铜的反应：
在反应中硝酸的作用可用如图表示：
可以看出，随HNO3浓度的降低，还原产物会由NO2变为NO。
①由氮原子守恒可知，无论是NO2还是NO，被还原的硝酸与被还原生成气体的物质的量总是相等的；
②未被还原的NO与Cu2＋构成Cu(NO3)2，NO的物质的量为Cu2＋物质的量的2倍；
③运用电子守恒、原子守恒，便可顺利求解参加反应的Cu、HNO3以及产物NO2、NO之间量的关系。
(2)稀硝酸与铁的反应：
Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O①
3Fe(过量)＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O②
反应物的量与生成物的关系如图所示：
上述反应首先发生反应①，若Fe剩余再发生反应③Fe＋2Fe(NO3)3===3Fe(NO3)2，合并①③即可得反应②。所以，无论反应①还是反应②，被还原的HNO3皆占参与反应的HNO3的。
2．金属与硝酸反应常用的计算方法
(1)原子守恒法：HNO3与金属反应时，反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量等于显酸性的HNO3(以硝酸盐的NO形式存在于溶液中)的物质的量与显氧化性的HNO3(以NOx的形式存在)的物质的量之和。
(2)电子守恒法：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。
(3)电荷守恒：HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH－)有：c(NO)＝c(H＋)＋n×c(Mn＋)(Mn＋代表金属离子)。
【典例2】（2020·苏州市相城区陆慕高级中学高一期中）将3.84g铜粉与一定质量浓硝酸反应，当铜完全溶解时，收集到NO、NO2混合气体2.24L(标准状况下)，则所消耗酸的物质的量是( )
A．0.1mol B．0.11mol C．0.16mol D．0.22mol
【答案】D
【分析】
根据铜和硝酸的反应，可知消耗的硝酸有两个去处，一个是被还原生成氮的氧化物，一个是生成硝酸铜，根据元素守恒可得答案。
【详解】
根据铜和硝酸的反应，3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，Cu+4HNO3(浓)= Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，可知消耗的硝酸有两个去处，一个是被还原生成氮的氧化物，一个是生成硝酸铜，根据元素守恒n(HNO3)= n(NOx)+ 2n(Cu(NO3)2)= ，
故选D。
（变式训练2）（2021·浙江衢州市·高一期末）32.0g Cu 与 100 mL 10.0 mol·L-1的浓硝酸反应，标准状况下测得反应产生的 NO、NO2 混合气体 6.72 L，且充分反应后铜仍有剩余。请计算：
(1)混合气体中 NO 与 NO2的物质的量之比为 ___________；
(2)向反应后的溶液中滴加稀硫酸可使铜完全溶解，若该过程中只有 NO 气体生成，则还能产生 NO 的物质的量为____ 。
【答案】2：1 0.100mol
【分析】
铜和硝酸反应后铜有剩余，说明硝酸完全反应，据方程式进行计算。
【详解】
(1)铜和硝酸反应后铜有剩余，说明硝酸完全反应，反应的方程式为：3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，Cu+4HNO3=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，假设一氧化氮和二氧化氮的物质的量分别为xmol、ymol，根据方程式有(x+y) ×22.4=6.72 4x+2y=10.0×0.1，解x=0.2，y=0.1，则一氧化氮和二氧化氮的物质的量比为0.2:0.1=2:1.
(2)反应中消耗的铜的物质的量有1.5x+0.5y=0.5×0.2+0.5×0.1=0.35mol，铜的总物质的量为0.5mol，剩余的铜的物质的量为0.5-0.35=0.15mol，反应后的溶液中加入稀硫酸，相当于铜和稀硝酸反应生成一氧化氮，故0.15mol铜反应生成0.1mol一氧化氮。
【效果检测】
1．（2022·陕西榆林·高一期末）下列有关说法中正确的是
A．氮氧化物的任意排放会引起光化学烟雾
B．浓硫酸应保存在棕色试剂瓶中，置于阴凉处
C．浓硝酸和浓硫酸都易挥发
D．氮氧化物都是酸性氧化物
【答案】A
【详解】
A．氮氧化物会引起光化学烟雾，故A正确；
B．易挥发，易分解的物质保存在棕色试剂瓶中，置于阴凉处，而浓硫酸不具有有挥发性，可以不保存再棕色试剂瓶中，故B错误；
C．浓硝酸易挥发，浓硫酸是高沸点酸，没有挥发性，故C错误；
D．氮氧化物中NO、NO2都不是酸性氧化物，故D错误。
综上所述，答案为A。
2．（浙江·镇海中学高一期末）为减少酸雨的产生可采取的措施有
①用煤作燃料②在已酸化的土壤中加石灰③化石燃料脱硫④把工厂烟囱造高⑤开发新能源
A．①②③ B．②③④⑤ C．③⑤ D．②③⑤
【答案】C
【详解】
①用煤等化石燃料作燃料，将产生SO2形成酸雨，不合题意；②在已酸化的土壤中加石灰是对酸雨降落到土壤中的恢复处理，不合题意；③化石燃料脱硫将减少甚至杜绝燃烧时产生SO2，减少酸雨的形成，符合题意；④把工厂烟囱造高将不能减少尾气中SO2等酸性气体的含量，不能减少酸雨，不合题意；⑤开发新能源，可以减少化石燃料的燃烧，可以减少酸雨的形成，符合题意；综上所述，只有③⑤符合题意，故答案为：C。
3．（浙江·诸暨中学高一期中）硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大，但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注，下列说法正确的是
A．NO2和SO2均为酸性氧化物，是酸雨的主要成因
B．汽车尾气中产生NO的原因是汽车燃料油中含氮，NO是其燃烧产物
C．植物直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料，实现氮的固定
D．工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除
【答案】D
【详解】
A．NO2与碱反应生成硝酸盐、亚硝酸盐和水，发生了氧化还原反应，NO2不属于酸性氧化物，SO2属于酸性氧化物，是酸雨的主要成因，A错误；
B．汽车燃油的成分是烃类，不含N元素，而汽车尾气中产生NO的原因是空气中的N2和O2在高温条件下反应生成了NO，B错误；
C．氮的固定是指将游离态的氮转化为化合态的过程，C错误；
D．工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除，原理为2CaO+2SO2+O22CaSO4，减少SO2的排放，D正确；
故答案为：D。
4．（云南·昆明八中高一期中）化学与环境密切相关，下列有关说法正确的是
A．属于大气污染物
B．酸雨是pH小于7的雨水
C．NO、、都会导致光化学烟雾的形成
D．大气中含量的增加会导致温室效应加剧
【答案】D
【详解】
A．二氧化碳不是大气污染物，但是却可以引起环境问题，比如温室效应，故A错误；
B．正常雨水的pH值为5.6，pH值小于5.6的雨水是酸雨，故B错误；
C．NO2或SO2都会导致酸雨的形成，但不会造成光化学烟雾，故C错误；
D．大气中CO2含量的增加会导致温室效应加剧，故D正确；
故选D。
5．（河南省南阳市2021-2022学年高一上学期期末考试化学试题）中国愿同世界各国、国际组织携手合作，共同推进全球生态环境治理，共同构建人与自然生命共同体。下列说法不正确的是
A．购物时提倡少用塑料袋以减少白色污染
B．排放到空气中的、均会形成酸雨
C．为防止电池中的重金属污染土壤，应积极开发废电池的综合利用
D．使用燃煤脱硫技术主要是为了防治二氧化硫污染
【答案】B
【详解】
A．提倡购物时少用塑料袋，可以减少“白色污染”，故A正确；
B．排放到空气中的NO2、SO2均会形成酸雨，CO2不会形成酸雨，故B错误；
C．废旧电池中含有铅、镉、汞等重金属，为防止污染土壤，应积极开发废电池的综合利用，故C正确；
D．使用燃煤脱硫技术主要是为了防治二氧化硫污染，故D正确；
故选B。
6．下列有关浓硝酸说法不正确的是
A．浓硝酸不稳定，见光易分解，需要避光保存
B．常温下浓硝酸能使金属铝钝化
C．实验室常用浓硝酸与金属锌反应制备氢气
D．浓硝酸易挥发，打开瓶塞，瓶口有白雾产生
【答案】C
【详解】
A．浓硝酸不稳定，见光易分解，需要避光保存，A正确；
B．常温下浓硝酸能使金属铝钝化，B正确；
C．因浓硝酸与金属锌反应生成二氧化氮气体，故实验室不能用浓硝酸与金属锌反应制备氢气，C错误；
D．浓硝酸易挥发，打开瓶塞，瓶口有白雾产生，D正确；
故选C。
7．（辽宁·高一期中）下列各组离子一定能大量共存的是
A．在无色溶液中：、、、
B．在含大量的溶液中：、、、
C．在强酸性溶液中：、、、I-
D．室温下，的溶液中：、、、
【答案】B
【详解】
A． 在无色溶液中：、生成碳酸亚铁沉淀，不能大量共存，故A不符；
B． 在含大量的溶液中：、、、之间不反应，能大量共存，故B符合；
C． 在强酸性溶液中：、I-发生氧化还原反应生成亚铁离子和碘，不能大量共存，故C不符；
D． 室温下，的溶液中：、、发生氧化还原反应生成硝酸铁和NO，不能大量共存，故D不符；
故选B。
8．工业上制硝酸的原理是将氨经过一系列反应得到硝酸，如下图所示：
下列说法错误的是
A．过程①属于氮的固定
B．氮气在足量氧气中也可以通过一步反应生成NO2
C．过程④反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：2
D．常温下可用铁质容器储存浓硝酸
【答案】B
【详解】
A． 过程①是氮气和氢气高温高压催化剂作用下反应生成氨气，属于氮的固定，故A正确；
B． 氮气在足量氧气中可以通过一步反应生成NO，不能生成NO2，故B错误；
C． 过程④3NO2+H2O=2HNO3+NO，反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：2，故C正确；
D． 铁在浓硝酸中发生钝化，金属表面生成一薄层致密氧化物薄膜，阻止内部反应继续进行，常温下可用铁质容器储存浓硝酸，故D正确；
故选B。
9．（河北·张家口市第一中学高一期中）下列关于硝酸的叙述正确的是
A．NO2溶于水生成硝酸，所以NO2是酸性氧化物
B．硝酸可与活泼金属反应生成盐和氢气
C．浓硝酸显黄色是因为含有NO2
D．浓硝酸与木炭的反应既表现出氧化性又表现出酸性
【答案】C
【详解】
A．NO2溶于水生成硝酸，同时还有NO生成，所以NO2不是酸性氧化物，A错误；
B．硝酸为氧化性酸，硝酸可与活泼金属反应生成盐、水和氮氧化物，得不到氢气，B错误；
C．浓硝酸显黄色是因为浓硝酸分解生成的NO2溶解在浓硝酸中，C正确；
D．硝酸与木炭的反应生成二氧化碳、二氧化氮和水，硝酸只表现出氧化性，不表现出酸性，D错误；
答案选C。
10．硝酸与铜反应实验装置如图所示，下列有关叙述不正确的是
A．浓硝酸呈黄色是因溶有其分解产生的
B．用稀硝酸实验时试管上方气体略有红棕色
C．用浓硝酸实验时溶液呈绿色是因溶有
D．反应中浓硝酸较稀硝酸反应更剧烈、氧化性更强
【答案】C
【详解】
A．浓硝酸不稳定，容易分解，分解产生的溶解在浓硝酸中使浓硝酸呈黄色，故A正确；
B．稀硝酸与铜反应生成NO，但试管有空气，生成的NO与空气中的氧气反应生成，使得试管上方气体略有红棕色，故B正确；
C．浓硝酸与铜剧烈反应生成硝酸铜，使溶液呈绿色，故C错误；
D．硝酸的浓度越大，氧化性越强，与铜反应越剧烈，故D正确；
故选C。
11．（湖南师大附中高一期末）下列实验操作和现象所得结论正确的是
选项
实验操作
现象
结论
A
向某无色溶液中滴加稀盐酸
溶液变浑浊
原溶液中一定存在Ag+
B
将铜片投入到KNO3溶液中，然后加入稀硫酸
铜片投投入到KNO3溶液中无明显现象，加入稀硫酸后，铜片溶解
铜能溶于稀硫酸
C
向AlCl3溶液中加入适量的NaOH溶液得到有白色沉淀的悬浊液，将悬浊液分成二份
一份加入盐酸，悬浊液变澄清溶液，另一份继续加入NaOH溶液，悬浊液也变澄清
Al(OH)3具有两性
D
向某溶液中通入Cl2再滴入KSCN溶液
溶液变红
原溶液中一定含有Fe2+
【答案】C
【详解】
A．若溶液中含有AlO或SiO，滴加盐酸，也会生成Al(OH)3或H2SiO3沉淀，故A错误；
B．铜排在金属活动性顺序表氢的后面，铜不溶于稀硫酸。本实验铜片溶解的原因是铜被酸性条件下的NO氧化，发生的反应为：3Cu+8H++2NO=3Cu2++2NO↑+4H2O，故B错误；
C．向AlCl3溶液中加入适量的NaOH溶液得到有白色沉淀的悬浊液，悬浊液中有氢氧化铝，将悬浊液分成二份，一份加入盐酸，悬浊液变澄清溶液，发生的反应为Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O，另一份继续加入NaOH溶液，悬浊液也变澄清，发生的反应为Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O，所以Al(OH)3是两性氢氧化物，故C正确；
D．若溶液中原有Fe3+，则通入氯气再滴入KSCN溶液，溶液也会变红，故D错误；
故选C。
12．（河北衡水·高一期中）2.25g镁铝合金完全溶解于50.0mL6mol/L稀硝酸中，得到NO气体1.568L(标准状况)，向反应后的溶液中加入1.00mol/L的NaOH溶液，使沉淀达到最大值，此时消耗的NaOH溶液的体积为
A．230mL B．270mL C．300mL D．330mL
【答案】A
【详解】
标准状况下生成1.568LNO气体转移的电子物质的量为，设Mg的物质的量为x，Al的为y，由质量守恒、得失电子守恒则24x+27y=2.25、2x+3y=0.21，解x=0.06mol、y=0.003mol，则Mg2+和Al3+沉淀消耗NaOH溶液0.21mol，即0.21L，金属与硝酸反应后有H+，镁、铝共消耗的氢离子物质的量为0.02mol，总共消耗NaOH溶液的体积为0.21+0.02=0.23L=230mL，故选：A。
13．（重庆市铁路中学校高一期中）1.52g铜、镁合金完全溶解于50mL密度为1.40g•mL-1、质量分数为63.0%的浓硝酸中，得到NO2和NO的混合气体896mL(标准状况)，向反应后的溶液中加入1.00mol/LNaOH溶液，当金属离子全部沉淀时，得到2.54g沉淀。下列说法不正确的是
A．原硝酸的浓度为14.0mol/L
B．反应过程中转移的电子数是0.06NA
C．该合金中铜与镁的物质的量之比是2∶1
D．得到2.54g沉淀时，加入NaOH溶液的体积为600mL
【答案】B
【详解】
A．密度为1.40g•mL-1、质量分数为63.0%的浓硝酸，该硝酸的浓度c＝＝14.0 mol·L－1，A正确；
B．NO2和N2O4都来自硝酸，设混合气体中NO2的物质的量为x，根据电子守恒得x＋(0.05 mol－x)×2＝0.06 mol，x＝0.04 mol，反应过程中转移的电子数是0.04NA，B错误；
C．向反应后溶液中加入NaOH，生成Mg(OH)2和Cu(OH)2沉淀，固体质量增加的是OH－的质量，且有n(OH－)＝n(e－)，设合金中镁、铜的物质的量分别为x、y，则有24g/mol ×x +64g/mol ×y=1.52g；2x+2y==(2.54g—1.52g)/17 g/mol，解之得，该合金中铜、镁的物质的量之比为2∶1，C正确；
D．得到2.54 g沉淀后，溶液中的溶质只有NaNO3，故n(NaOH)＝0.7 mol－0.04 mol－0.02 mol＝0.64 mol，则NaOH溶液的体积是：=640 mL，D正确；
答案选B。
14．（湖北·华中师大一附中高一期末）下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论正确的是
A．由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定只有NO2
B．红棕色气体表明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，说明木炭一定与浓硝酸发生了反应
【答案】C
【详解】
A．加热条件下，浓硝酸受热分解生成二氧化氮、氧气和水，则反应产生的气体一定是混合气体，故A错误；
B．红热木炭会使浓硝酸受热分解生成二氧化氮、氧气和水，则红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应，故B错误；
C．③中红棕色气体表明浓硝酸挥发产生的硝酸蒸气与红热木炭反应生成二氧化碳、二氧化氮和水，反应中氮元素的化合价降低被还原，硝酸是氧化剂，二氧化氮是还原产物，故C正确；
D．红热木炭可与空气中氧气反应生成二氧化碳，则③的气体产物中检测出二氧化碳不能说明木炭一定与浓硝酸发生了反应，故D错误；
故选C。
15．（重庆·高一阶段练习）有某硫酸和硝酸的混合溶液，其中含有硫酸的浓度为，含硝酸的浓度为，现向其中加入铜粉，充分反应后假设只生成气体，最多可收集到标况下的气体的体积为
A． B． C． D．
【答案】D
【详解】
，、，发生反应为，根据方程式知，硝酸根离子完全反应需要为、为，所以硝酸根离子不足量，所以硝酸根离子完全被还原生成，根据原子守恒得，则，故选D。
16．（全国·高一期末）汽车尾气(含 CO、SO2 和NO 等)是城市空气污染源之一， 治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转化器”，它能使一氧化碳跟一氧化氮反应生成可参与大气生态循环的无毒气体， 并促进二氧化硫的转化。
(1)汽车尾气中导致酸雨形成的主要物质是___________。
(2)写出在催化剂的作用下CO跟NO反应的化学方程式： ___________。
(3)使用“催化转化器” 的缺点是在一定程度上提高了排放废气的酸度，有可能促进了酸雨的形成， 其原因是___________。
(4)下列各项措施中， 有利于缓解城市空气污染的有___________(填序号)。
A 充分利用太阳能， 减少能源消耗
B 使用电动车辆， 减少汽油消耗
C 植树种草， 绿化环境
D 取缔燃煤炉和木炭烧烤， 改用天然气
【答案】SO2、NO 2CO+2NO N2+2CO2 由于促进了 SO2的转化， 生成的 SO3增多， SO3＋H2O=H2SO4提高了空气酸度 ABC
【详解】
(1)因导致酸雨的气体有二氧化硫和氮的氧化物，汽车尾气中含CO、SO2和NO等，所以导致酸雨形成的主要物质是SO2和NO；故答案为：SO2、NO；
(2)根据题给信息：CO与NO反应，生成可参与大气生态环境循环的无毒气体．这气体是CO2和N2，反应的方程式为2CO＋2NON2＋2CO2；故答案为：2CO+2NO N2+2CO2；
(3)由于“催化转化器”促进了SO2的转化，生成的SO3增多，SO3+H2O=H2SO4，提高了空气的酸度；故答案为：由于促进了 SO2的转化， 生成的 SO3增多， SO3＋H2O=H2SO4提高了空气酸度；
(4)缓解城市空气污染，植树造林能控制CO2量的增加，而对消除汽车尾气中烃类，CO、SO2与NO等物质没有直接的效果，答案选ABC；故答案为：ABC。
17．（湖南师大附中高一期末）非金属单质A经如图所示的过程转化为含氧酸D，已知D为强酸，请回答下列问题：
ABCD
（1）若A在常温下为固体，B是能使品红溶液褪色的有刺激性气味的无色气体。
①D的化学式是___________，检验D的稀溶液中主要阴离子的试剂是___________；
②在工业生产中，B气体的大量排放被雨水吸收后会形成___________而污染环境。
（2）若A在常温下为气体，C是红棕色的气体。
①A的化学式为___________；
②写出C→D转化的化学方程式___________
③D的浓溶液在常温下可与铜反应并生成C气体，请写出该反应的化学方程式___________，该反应中D体现的性质有___________。
【答案】
（1） H2SO4 稀盐酸和BaCl2溶液 酸雨
（2） ①N2 3NO2+H2O=2HNO3+NO Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 强氧化性和酸性
【分析】
非金属单质A能发生连续氧化生成C，C能与水反应得到含氧酸D，且D为强酸，中学中硫和氮元素及其化合物的转化符合转化，据此解答。
（1）若A在常温下为固体，B是能使品红溶液褪色的有刺激性气味的无色气体，则A为S，B为SO2，C为SO3，D为H2SO4。
①由以上分析可知，D的化学式是H2SO4；稀硫酸里的主要阴离子是，检验的方法是向溶液中滴入稀盐酸，无明显现象，再滴入BaCl2溶液，生成白色沉淀，故检验 D的稀溶液中主要阴离子的试剂是稀盐酸和BaCl2溶液。
②在工业生产中，SO2气体的大量排放被雨水吸收后形成了酸雨而污染了环境。
（2）若A在常温下为气体，C是红棕色的气体，则A为N2，B为NO，C为NO2，D为HNO3。
①由以上分析可知，A的化学式是N2。
②C→D是NO2和水反应生成硝酸和NO，反应的化学方程式为：3NO2+H2O=2HNO3+NO。
③浓硝酸与Cu反应生成硝酸铜、NO2与水，反应化学方程式为：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，反应中氮元素化合价降低，体现硝酸的强氧化性，同时还有硝酸铜生成，体现硝酸的酸性。
18．（海南·文昌中学高一阶段练习）已知铜在常温下能被稀硝酸溶解，其反应的化学方程式如下：3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
（1）用双线桥法表示上述反应的电子转移情况。_______。
（2）根据上述反应，填写表格：
氧化剂
还原剂
氧化产物
还原产物
_______
______
_______
______
（3）参加反应的HNO3和作为氧化剂的HNO3的个数比为_______。
（4）若有64 g Cu被氧化，则生成的NO的质量是_______。
（5）Ag与稀硝酸也发生类似反应，写出反应的离子方程式：_______。
【答案】
（1）
（2） HNO3 Cu Cu(NO3)2 NO
（3）4∶1
（4）20g
（5）3Ag+4H++NO=3Ag++NO↑+2H2O
【解析】
（1）反应3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，铜元素化合价由0升高为+2，HNO3中N元素化合价由+5降低为+2，用双线桥法表示上述反应的电子转移情况为；
（2）反应3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，Cu失电子发生氧化反应生成Cu(NO3)2，Cu是还原剂、Cu(NO3)2是氧化产物；HNO3中N元素得电子发生还原反应生成NO，HNO3是氧化剂、NO是还原产物；
（3）根据方程式，参加反应的8个HNO3中有2个N原子化合价降低，参加反应的HNO3和作为氧化剂的HNO3的个数比为4:1；
（4）64 g Cu的物质的量是1mol，根据方程式，若有1mol Cu被氧化，则生成的NO的物质的量是，质量是20g；
（5）Ag和稀硝酸反应生成硝酸银、一氧化氮、水，反应的离子方程式为3Ag+4H++NO=3Ag++NO↑+2H2O。
19．（江苏·海安市南莫中学高一期中）标准状况下12.8g铜与适量浓硝酸恰好完全反应，得到NO2和NO混合气体共4480mL。
(1)写出铜与浓硝酸反应的化学方程式___。写出铜与稀硝酸反应的化学方程式___。
(2)计算Cu的物质的量___。
(3)计算所得混合气体总物质的量___。
(4)计算所得混合气体中NO2的物质的量___。
(5)浓硝酸的体积为40mL，计算浓硝酸的物质的量浓度___。
【答案】Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 0.2mol 0.2mol 0.1mol 15mol/L
【详解】
(1)铜与浓硝酸反应生成二氧化氮，化学方程式为；铜与稀硝酸反应生成一氧化氮，化学方程式为；
(2)=0.2mol ；
(3)；
(4)假设混合气体中NO2的物质的量是xmol，NO的物质的量是ymol，则x+y=0.2mol，根据得失电子守恒知x+3y=，联立两式，解得x=y=0.1mol，所以混合气体中NO2的物质的量是0.1mol；
(5)反应后的含氮元素产物为Cu(NO3)2、NO2、NO，根据元素守恒，铜元素有0.2mol，硝酸铜中的N元素是0.4mol，NO和NO2中N元素总量为0.2mol，所以反应前氮元素总量是0.6mol，即硝酸的物质的量是0.6mol，其浓度为。
20．（福建福州·高一期末）亚硝酸盐是一种重要化工原料，也广泛存在于自然环境中，如蔬菜、肉类、豆类等都可以测出一定量的亚硝酸盐。
某研究性学习小组模拟工业利用烧碱溶液处理氮氧化物尾气的反应，进行亚硝酸钠的制备：实验装置如图所示，用烧碱溶液充分吸收所得中和液经相关分离操作，可将亚硝酸钠与硝酸钠分离，即制得亚硝酸钠成品。
(1)仪器a的名称为___________。
(2)写出B装置中发生反应的化学方程式：___________。
(3)C装置除了混合NO与NO2的作用，还具有的两个作用，写出其中一个作用___________
(4)已知溶解度数据：10℃亚硝酸钠75.1g，硝酸钠80g；80℃亚硝酸钠113g，硝酸钠150g．可通过蒸发结晶，___________(操作名称)将两者分离，得到亚硝酸钠粗品。
(5)NaNO2有像食盐一样的咸味，但能引起中毒。已知亚硝酸钠能发生如下反应：2NaNO2+4HI=2NO+I2+2NaI+2H2O，根据上述反应，可以用试剂和生活中常见的物质进行实验，以鉴别亚硝酸钠和食盐。进行实验时，必须选用的物质有___________。
A．自来水 B．碘化钾淀粉试液 C．淀粉 D．白糖 E．食醋 F．白酒
(6)充分反应后，某同学设计实验对C中NaNO2的含量进行检测。称取C中固体2g，完全溶解配制成溶液100mL，取出25mL溶液与0.100mol/L酸性KMnO4溶液进行反应(已知酸性条件下：NO+MnO+H+—NO+Mn2++H2O(未配平)，杂质不与KMnO4反应)，达到终点消耗KMnO4溶液20mL，求样品中亚硝酸钠的质量分数(只列式，不用化简，不用计算，已知：NaNO2摩尔质量69g/mol)___________。
【答案】蒸馏烧瓶 3NO2+H2O=2HNO3+NO 观察气泡，便于调节K1和K2以控制流速或长玻璃管可以调节内外气压平衡 趁热过滤 BE
【分析】
装置A中Cu与浓硝酸反应生成NO2，NO2气体通过K2的导管进入C中，NO2与NaOH溶液反应生成NaNO3、NaNO2和H2O，而NO2进入B中会与水发生反应生成NO，NO与NaOH溶液不反应，但NO与NO2混合气体能与NaOH溶液反应生成NaNO2和H2O，可通过控制气体流速提高C中NaNO2的产率。
【详解】
(1)由图可知，仪器a的名称为蒸馏烧瓶。
(2)装置B中NO2与H2O反应生成HNO3和NO，反应化学方程式为3NO2+H2O=2HNO3+NO。
(3)NO与NO2混合气体能与NaOH溶液反应，反应方程式为NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O，由反应方程式可知，当NO与NO2的物质的量之比为1：1时，NaNO2含量最高，若NO2通入过量，NO2直接与NaOH溶液反应生成NaNO3、NaNO2，NaNO2含量将降低，若NO过量，NO不与NaOH溶液反应，会将溶液压入长玻璃管中，因此装置C的作用：使NO与NO2混合气体与NaOH溶液反应制备NaNO2；观察气泡，便于调节K1和K2以控制流速；长玻璃管可以调节内外气压平衡。
(4)由题可知，相同温度下NaNO3的溶解度均大于NaNO2，且随温度升高，二者的溶解度差异增大，因此可通过蒸发浓缩、趁热过滤将NaNO3、NaNO2分离。
(5)食盐中主要成分为NaCl，NaCl和NaNO2均易溶于水，NaNO2能与I-在酸性条件下发生氧化还原反应生成I2，I2能使淀粉溶液变蓝，因此鉴别NaCl和NaNO2的食盐中必须选用的物质为碘化钾淀粉试液、淀粉，故答案为：BE。
(6)滴定过程中消耗高锰酸钾的物质的量是0.1mol/L×0.02L=0.002mol，由NO+MnO+H+—NO+Mn2++H2O可知，则根据化合价升降守恒可知关系式：，则原样品中NaNO2的质量为0.002mol×××69g/mol，因此样品中NaNO2的质量分数为。
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