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2025版高考化学一轮总复习第4章非金属及其化合物第14讲硝酸含氮化合物的转化关系提能训练
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这是一份2025版高考化学一轮总复习第4章非金属及其化合物第14讲硝酸含氮化合物的转化关系提能训练，共9页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1．(2024·河北衡水高三检测)某同学进行有关铜、硝酸、硫酸化学性质的实验，实验过程如图所示：
下列说法正确的是( D )
A．①中溶液呈蓝色，试管口有红棕色气体产生，稀硝酸被还原为NO2
B．②中溶液存在：c(Cu2＋)＋c(H＋)＝c(NOeq \\al(－,3))＋c(OH－)
C．由上述实验得出结论：常温下，Cu既可与稀硝酸反应，也可与稀硫酸反应
D．③中反应的化学方程式：3Cu＋Cu(NO3)2＋4H2SO4===4CuSO4＋2NO↑＋4H2O
[解析] ①中发生3Cu＋8HNO3===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，生成的硝酸铜溶液为蓝色，试管口NO被氧化生成红棕色的NO2，但稀硝酸被还原生成NO，A错误；②中溶液存在电荷守恒，为2c(Cu2＋)＋c(H＋)＝c(NOeq \\al(－,3))＋c(OH－)，B错误；硫酸提供了氢离子，硝酸根离子在酸性环境下具有强氧化性，与铜继续反应，由题述实验可得出的结论是常温下，Cu只与稀硝酸反应，不与稀硫酸反应，C错误。
2．下列实验事实与硝酸性质不相对应的一组是( D )
A．稀硝酸使紫色石蕊溶液变红——酸性
B．铁与稀硝酸反应不能放出氢气——强氧化性
C．要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性
D．氢氧化亚铁固体与稀硝酸混合——仅强酸性
[解析] 稀硝酸使紫色石蕊溶液变红体现硝酸的酸性，A正确；稀硝酸具有氧化性，与Fe反应，产生硝酸盐、NO和水，不能产生氢气，这是它的强氧化性，B正确；浓硝酸不稳定，见光易分解产生NO2、O2和水，所以浓硝酸要放在棕色试剂瓶中避光保存，C正确；稀硝酸具有酸性，能与氢氧化亚铁发生中和反应，但它同时具有强氧化性，会把反应产生的Fe2＋氧化为Fe3＋，不仅仅表现酸性，D错误。
3．工业上用洗净的废铜屑作原料制取硝酸铜。为节约原料和防止环境污染，宜采取的方法是( C )
A．Cu＋HNO3(浓)―→Cu(NO3)2
B．Cu＋HNO3(稀)―→Cu(NO3)2
C．Cueq \(――→,\s\up9(空气),\s\d8(△))CuOeq \(――→,\s\up9(硝酸))Cu(NO3)2
D．Cueq \(――→,\s\up9(浓硫酸),\s\d8(△))Cu(SO4)2eq \(――――→,\s\up9(BaNO32))Cu(NO3)2
[解析] A中产生NO2，B中产生NO，D中产生SO2，都产生污染性气体。
4．等质量的下列物质与足量稀硝酸反应，放出NO物质的量最多的是( A )
A．FeO B.Fe2O3
C.FeSO4 D.Fe3O4
[解析] 假设质量都为m g：FeO与硝酸反应被氧化生成Fe3＋，则失电子物质的量为eq \f(m,72) ml；Fe2O3与硝酸不发生氧化还原反应，失电子为0；FeSO4与硝酸反应被氧化生成Fe3＋，则失电子物质的量为eq \f(m,152) ml；Fe3O4中Fe元素的化合价有＋2、＋3价，与硝酸反应被氧化生成Fe3＋，则失电子物质的量为eq \f(m,232) ml，由以上分析可知，失电子最多的是FeO，则放出NO物质的量最多的是FeO。
5．(2024·葫芦岛模拟)氨既是一种重要的化工产品，又是一种重要的化工原料。下图为合成氨以及氨催化制硝酸的流程示意图。下列说法不正确的是( B )
A．可以利用NH3易液化的性质分离出NH3
B．合成氨以及氨催化制硝酸的流程中氮元素均被氧化
C．可以用NH3进行氮氧化物的尾气处理
D．吸收塔中通入A是为了提高原料的利用率
[解析] 利用NH3易液化的性质分离出NH3，促进平衡正向移动，A项正确；合成氨中氮气中氮元素化合价降低做氧化剂，被还原发生还原反应，氨催化制硝酸的流程中氮元素化合价由－3价升高到＋2价，被氧化，B项错误；氨气具有还原性，氮氧化物具有氧化性，二者反应生成无毒气体氮气，可以用NH3进行氮氧化物的尾气处理，C项正确；一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮、氧气和水反应生成硝酸，A为O2，吸收塔中通入A是为了提高原料的利用率，D项正确。
6．工业上利用银块制取硝酸银的过程及硝酸银的有关性质如图所示。下列说法错误的是( A )
A．反应器中增大硝酸浓度，生成NOx的总量将减少
B．操作②为减压蒸发、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
C．硝酸银固体应保存在棕色瓶中
D．X是氧气
[解析] 根据反应Ag＋2HNO3(浓)===AgNO3＋NO2↑＋H2O和3Ag＋4HNO3(稀)===3AgNO3＋NO↑＋2H2O可知，反应器中增大硝酸的浓度，生成NOx的总量将增大，A错误；AgNO3受热易分解，故操作②为减压蒸发、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，B正确；AgNO3见光易分解，则硝酸银固体应保存在棕色瓶中避光保存，C正确；根据反应2AgNO3eq \(=====,\s\up9(光照))2Ag＋2NO2↑＋O2↑可知，X是氧气，D正确。
7．(2024·河北五校联盟联考改编)用体积相同的15 ml·L－1 HNO3溶液、4 ml·L－1 HNO3溶液分别将两份等质量的铜片完全溶解，发生如下反应：
①4HNO3(浓)＋Cu===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，所得溶液为绿色
②8HNO3(稀)＋3Cu===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，所得溶液为蓝色
用注射器分别取①、②中的少量溶液，夹上弹簧夹，完成如下实验：
下列分析正确的是( C )
A．反应①中产生NO2，反应②中产生NO，说明氧化性：稀硝酸>浓硝酸
B．溶解等量的Cu，消耗HNO3(浓)的物质的量小于HNO3(稀)
C．①中溶液上方呈红棕色，其原因是压强减小，NO2从溶液中逸出
D．向外拉动注射器活塞时，①中溶液颜色不会发生变化
[解析] 浓硝酸得电子能力强，氧化性：稀硝酸<浓硝酸，A错误；分别消耗1 ml Cu时，消耗的HNO3(浓)为4 ml，消耗的HNO3(稀)为eq \f(8,3) ml，由此可知溶解等量的铜消耗的HNO3(浓)更多，B错误；①中溶液溶有二氧化氮，当向外拉动注射器活塞时压强减小，二氧化氮从溶液中逸出，从而出现红棕色，C正确；向外拉动注射器活塞时，①中溶液中溶解的二氧化氮逸出，会使溶液的颜色发生变化，D错误。
8．(2024·山东济南月考)将一定体积稀硝酸溶液平均分为两份，一份与足量的铜粉反应收集到气体的体积为V1，另一份先加入与其等体积的稀硫酸，再投入足量的铜粉收集到气体的体积为V2(V1和V2都在同一条件下测定)。下列观点不正确的是( C )
A．V2一定大于V1
B．若3V1＝V2，则反应后的溶液中均有NOeq \\al(－,3)剩余
C．若4V1＝V2，则稀硝酸和稀硫酸的物质的量浓度之比为1∶3
D．V2不可能等于5倍的V1
[解析] 铜与稀硝酸发生反应：3Cu＋8H＋＋2NOeq \\al(－,3)===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，生成气体的物质的量等于被还原的NOeq \\al(－,3)的物质的量，在稀硝酸中加入稀硫酸后，稀硫酸提供H＋，被还原的NOeq \\al(－,3)的物质的量增多，产生气体的体积增大，故V2一定大于V1，A正确；铜与稀硝酸反应时，从离子方程式可以看出，只有部分NOeq \\al(－,3)被还原，则NOeq \\al(－,3)有剩余，当3V1＝V2时，混合酸中被还原的NOeq \\al(－,3)的物质的量为NOeq \\al(－,3)总物质的量的eq \f(3,4)，NOeq \\al(－,3)均有剩余，B正确；若4V1＝V2且酸恰好反应完全，则混合酸中NOeq \\al(－,3)被全部还原为NO，设生成气体体积为V1时消耗H＋的物质的量为x ml，则生成气体体积为4V1时消耗H＋的物质的量为4x ml，即硫酸提供的H＋的物质的量为3x ml，加入的稀硫酸和稀硝酸体积相等，则稀硝酸和稀硫酸的物质的量浓度之比为x∶eq \f(3x,2)＝2∶3，C错误；生成气体的物质的量等于被还原的NOeq \\al(－,3)的物质的量，而NOeq \\al(－,3)被全部还原为NO时，4V1＝V2，则V2不可能等于5倍的V1，D正确。
9．(2024·河北邯郸十校联考改编)某兴趣小组设计实验制取NO，并利用铁粉将NO还原为N2(同时生成FeO)，下列说法正确的是( C )
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)→c→b→d
B．装置戊中发生反应的化学方程式为2NO＋2Feeq \(=====,\s\up9(△))Fe2O3＋N2
C．装置丁的作用是除去挥发出来的硝酸和产生的NO2
D．装置乙的作用是干燥，防止水蒸气进入戊中干扰反应
[解析] 根据实验原理，NO被灼热的铁粉还原为N2，同时铁被氧化生成FeO，首先应制备纯净、干燥的NO。利用铜与稀硝酸反应生成NO，由于硝酸具有挥发性，制得的NO中会混有硝酸和水蒸气，同时装置中的O2也能与NO反应生成NO2，则先通过装置丁除去挥发出的HNO3及产生NO2，然后通过装置己进行干燥，得到纯净、干燥的NO进入装置戊中与铁粉反应，最后处理多余的NO。又因为NaOH溶液不与NO反应，而浓硝酸可氧化NO生成NO2，因此先通过装置乙氧化NO，再通过丙吸收生成的NO2，故装置接口的连接顺序为a→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d，A错误；装置戊中NO被灼热的铁粉还原为N2，同时铁粉被氧化生成FeO，反应的化学方程式为2NO＋2Feeq \(=====,\s\up9(△))2FeO＋N2，B错误；装置丁盛有水，其作用是除去挥发出的HNO3及产生的NO2，C正确；装置乙盛有浓硝酸，可以氧化NO生成NO2，便于NaOH溶液吸收，D错误。
10．(2024·北京石景山区高三月考)某实验小组发现在相同温度下，铁与不同密度的硝酸反应时，还原产物有所不同，该小组的实验结果如图所示。下列叙述正确的是( D )
A．硝酸的密度越大，其还原产物的种类越多
B．当硝酸的密度小于d g·mL－1时，还原产物始终以NO为主
C．还原产物中NO的分布分数随硝酸密度的增大而增大
D．硝酸的密度为d g·mL－1时，足量的铁与硝酸发生的主要反应为2Fe＋6HNO3===2Fe(NO3)2＋NO↑＋NO2↑＋3H2O
[解析] 硝酸的密度越大，其浓度越大。由题图可知，随着硝酸的密度逐渐增大，还原产物的种类逐渐减少，A错误；由题图可知，硝酸的密度在a～d g·mL－1之间时，还原产物以NO为主，当硝酸的密度小于a g·mL－1时，还原产物以NHeq \\al(＋,4)为主，B、C均错误；由题图可知，硝酸的密度为d g·mL－1时，还原产物NO和NO2的分布分数相等，即二者的物质的量之比为1∶1，足量铁与HNO3反应生成Fe(NO3)2、NO、NO2和H2O，结合得失电子守恒和原子守恒写出化学方程式：2Fe＋6HNO3===2Fe(NO3)2＋NO↑＋NO2↑＋3H2O，D正确。
二、非选择题：本题共3小题。
11．(2023·天津一模)某化学小组设计了如下有关氮的化合物的实验。请按要求回答下列问题。
(1)氨气的喷泉实验：如图1装置所示，干燥的圆底烧瓶里充满NH3，欲观察到烧瓶中产生喷泉，需进行的操作是 打开止水夹，挤压胶头滴管，使水进入烧瓶 。
(2)硝酸的制备实验：如图2所示a～f装置。
①装置a的最佳选择为 图4 (填“图3”或“图4”)。
②装置b中Na2O2的作用是 与水蒸气反应生成氧气 。
(3)硝酸的性质实验：
①常温下，同学甲在图2实验结束后，用pH计测装置e中溶液的pH＝1.00。
ⅰ.这说明e中发生的反应可能为(写化学方程式)： 2NO＋O2===2NO2和3NO2＋H2O===NO＋2HNO3或4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3或4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3(合理即可) 。
ⅱ.同学乙做同样实验，测得e中溶液的pH＝6.00，可能原因是 过量的氨中和了生成的硝酸生成了硝酸铵(合理即可) 。
②用如图5所示装置进行硝酸与铜的反应实验。
ⅰ.请在h方框中补全该实验所需装置图并标注所需试剂。
ⅱ.硝酸一般盛放在棕色试剂瓶中，请用化学方程式说明其原因： 4HNO3eq \(=====,\s\up9(光))4NO2↑＋O2↑＋2H2O 。
[解析] (1)干燥的圆底烧瓶里充满NH3，欲观察到烧瓶中产生喷泉，需进行的操作是打开止水夹，挤压胶头滴管，使水进入烧瓶。
(2)①将浓氨水滴入NaOH固体制氨气不需加热，操作简单，则装置a的最佳选择为图4。②装置b中Na2O2的作用是与水蒸气反应生成氧气，提供氨催化氧化的原料，同时也能为后续反应生成HNO3提供氧气。
(3)①常温下，同学甲在实验结束后，用pH计测装置e中溶液的pH＝1.00，说明e中产生了硝酸。同学乙做同样的实验，测得e中溶液的pH＝6.00，可能原因是过量的氨中和了生成的硝酸生成了硝酸铵(合理即可)。②铜与硝酸反应生成的氮氧化物可用NaOH溶液吸收，防止污染环境。HNO3见光易分解，因此硝酸要盛放在棕色试剂瓶中。
12．(2024·广东六校协作体联考)某校研究性小组甲、乙两同学用如图所示装置进行实验，探究硝酸与铁反应的产物。
[查阅资料]①在浓硝酸和活泼金属反应的过程中，随着硝酸浓度的降低，其生成的产物有＋4价、＋2价、－3价等氮的化合物。
②FeSO4＋NOFe(NO)SO4(棕色)(ΔH<0)。
③NO2和NO都能被KMnO4氧化吸收。
[实验操作]实验操作和现象记录如下表：
请回答下列问题：
(1)滴入浓硝酸加热前没有明显现象的原因是 常温时，铁遇浓硝酸发生钝化，阻止反应进一步发生 。
(2)检验是否生成－3价氮的化合物，应进行的实验操作是 取少量反应后A中溶液置于试管中，向其中加入足量浓NaOH溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸接近试管口，若试纸变蓝，则A中生成－3价氮的化合物(含NHeq \\al(＋,4)) 。
(3)甲取出少量B中溶液，加热，实验现象是 棕色溶液颜色变浅(或变浅绿色)，有无色气体逸出，且在空气中变为红棕色 。
请用平衡移动原理解释原因： FeSO4＋NOFe(NO)SO4(棕色)的正反应为放热反应，加热后，平衡向逆反应方向移动 。甲依据该现象得出的结论是A中有NO生成。
(4)乙认为甲得出A中有NO生成的证据不足。为获取充足的证据，乙仍采用该装置和操作进行对照实验，乙作出的改变是 浓硝酸换成稀硝酸 ，证明有NO生成的实验现象是 A中没有红棕色气体生成，B中溶液变为棕色 。
[解析] (2)在题给条件下，－3价氮的化合物是NH3或铵盐，而此反应的环境呈酸性，故－3价氮的化合物应是硝酸铵，可利用NHeq \\al(＋,4)与OH－共热产生NH3的性质检验NHeq \\al(＋,4)。
(3)B中发生反应FeSO4＋NOFe(NO)SO4(棕色)(正反应放热)，加热后平衡逆向移动，无色气体NO逸出，在空气中变为红棕色，而溶液颜色变浅或变成浅绿色。
(4)由于NO2与水反应生成NO，故可把浓硝酸换成稀硝酸，若A中无红棕色气体生成，但B中溶液变为棕色，可证明A中有NO生成。
13．研究硝酸工业尾气的处理对环境保护和资源的开发利用有重要意义。一种利用硝酸尾气初步处理后获得的高浓度NOx(NO、NO2)气体制备NaNO2、NaNO3的工艺流程如下：
已知：NaNO2在酸性条件下能发生歧化反应。
回答下列问题：
(1)“碱吸收”过程中发生反应的离子方程式为 COeq \\al(2－,3)＋NO＋NO2===2NOeq \\al(－,2)＋CO2 。
(2)蒸发Ⅰ产生的蒸气中含有少量的NaNO2等有毒物质，不能直接排放，将其冷凝后用于流程中的 溶碱 (填操作名称)最合理。
(3)“转化”时加入稀硝酸发生反应的化学方程式为 2HNO3＋3NaNO2===3NaNO3＋2NO↑＋H2O 。
(4)若将NaNO2、NaNO3两种产品的物质的量之比设为2∶1，则生产2.76 t NaNO2时，Na2CO3的理论用量为 3.18 t(假定Na2CO3恰好完全反应)。
(5)工业制硝酸尾气中的NOx(NO、NO2)常用NaOH溶液吸收，反应的化学方程式为NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O、2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O。硝酸尾气中的NOx通入足量NaOH溶液中充分反应后气体没有剩余，则：
①NOx的x的取值范围为 1.5≤x<2 。
②反应后溶液中n(NOeq \\al(－,2))∶n(NOeq \\al(－,3))＝ (5－2x)∶(2x－3) (用含x的代数式表示)。
[解析] 由题给流程可知，将碳酸钠溶于水配成溶液，碳酸钠溶液吸收烟气中的一氧化氮和二氧化氮得到含有亚硝酸钠的中和液，中和液经蒸发、结晶、过滤得到亚硝酸钠固体和母液Ⅰ；向母液Ⅰ中加入稀硝酸，亚硝酸钠发生歧化反应转化为硝酸钠和一氧化氮，得到含有硝酸钠的转化液，转化液经蒸发、结晶、过滤得到硝酸钠固体和母液Ⅱ，再将母液Ⅱ回收。
(1)“碱吸收”过程中发生的反应为碳酸钠溶液与烟气中的一氧化氮和二氧化氮反应生成亚硝酸钠和二氧化碳，反应的离子方程式为COeq \\al(2－,3)＋NO＋NO2===2NOeq \\al(－,2)＋CO2。
(2)由亚硝酸钠在酸性条件下能发生歧化反应可知，蒸发I产生的蒸气冷凝后用于流程中的“溶碱”步骤，既可以防止亚硝酸钠发生歧化反应，也可以使亚硝酸钠循环利用，提高产率。
(3)由分析可知，“转化”时加入稀硝酸发生的反应为亚硝酸钠与稀硝酸反应生成硝酸钠、一氧化氮和水，反应的化学方程式为2HNO3＋3NaNO2===3NaNO3＋2NO↑＋H2O。
(4)2.76 t亚硝酸钠的物质的量为eq \f(2.76×106 g,69 g·ml－1)＝4×104 ml，由两种产品的物质的量之比为n(NaNO3)∶n(NaNO2)＝1∶2可知，硝酸钠的物质的量为4×104 ml×eq \f(1,2)＝2×104 ml，由钠原子守恒可知，反应消耗的碳酸钠的质量为(4×104 ml＋2×104 ml)×eq \f(1,2)×106 g·ml－1＝3.18×106 g＝3.18 t。
(5)①由化学方程式可知，二氧化氮能与氢氧化钠反应生成硝酸钠和亚硝酸钠，则NOx中x<2；一氧化氮和二氧化氮的物质的量之比小于等于1∶1时，NOx能被氢氧化钠溶液吸收，则x≥eq \f(1×1＋1×2,2)＝1.5，所以NOx通入足量氢氧化钠溶液中充分反应后气体没有剩余时，NOx的x的取值范围为1.5≤x<2。②由得失电子守恒和原子守恒可知，硝酸尾气中的NOx通入足量氢氧化钠溶液中充分反应后气体没有剩余的反应的方程式为2NOx＋2NaOH===(2x－3)NaNO3＋(5－2x)NaNO2＋H2O，则溶液中n(NOeq \\al(－,2))∶n(NOeq \\al(－,3))＝(5－2x)∶(2x－3)。①
向外拉动
注射器活塞
液面上方呈红棕色，……
②
无明显变化
实验操作
实验现象
打开弹簧夹，通入一段时间CO2，关闭弹簧夹
—
打开分液漏斗活塞，将浓硝酸缓慢滴入烧瓶中，关闭活塞
无明显现象
加热烧瓶，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；B中溶液变棕色；C中溶液紫色变浅
②反应停止后，A中无固体剩余
1．(2024·河北衡水高三检测)某同学进行有关铜、硝酸、硫酸化学性质的实验，实验过程如图所示：
下列说法正确的是( D )
A．①中溶液呈蓝色，试管口有红棕色气体产生，稀硝酸被还原为NO2
B．②中溶液存在：c(Cu2＋)＋c(H＋)＝c(NOeq \\al(－,3))＋c(OH－)
C．由上述实验得出结论：常温下，Cu既可与稀硝酸反应，也可与稀硫酸反应
D．③中反应的化学方程式：3Cu＋Cu(NO3)2＋4H2SO4===4CuSO4＋2NO↑＋4H2O
[解析] ①中发生3Cu＋8HNO3===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，生成的硝酸铜溶液为蓝色，试管口NO被氧化生成红棕色的NO2，但稀硝酸被还原生成NO，A错误；②中溶液存在电荷守恒，为2c(Cu2＋)＋c(H＋)＝c(NOeq \\al(－,3))＋c(OH－)，B错误；硫酸提供了氢离子，硝酸根离子在酸性环境下具有强氧化性，与铜继续反应，由题述实验可得出的结论是常温下，Cu只与稀硝酸反应，不与稀硫酸反应，C错误。
2．下列实验事实与硝酸性质不相对应的一组是( D )
A．稀硝酸使紫色石蕊溶液变红——酸性
B．铁与稀硝酸反应不能放出氢气——强氧化性
C．要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性
D．氢氧化亚铁固体与稀硝酸混合——仅强酸性
[解析] 稀硝酸使紫色石蕊溶液变红体现硝酸的酸性，A正确；稀硝酸具有氧化性，与Fe反应，产生硝酸盐、NO和水，不能产生氢气，这是它的强氧化性，B正确；浓硝酸不稳定，见光易分解产生NO2、O2和水，所以浓硝酸要放在棕色试剂瓶中避光保存，C正确；稀硝酸具有酸性，能与氢氧化亚铁发生中和反应，但它同时具有强氧化性，会把反应产生的Fe2＋氧化为Fe3＋，不仅仅表现酸性，D错误。
3．工业上用洗净的废铜屑作原料制取硝酸铜。为节约原料和防止环境污染，宜采取的方法是( C )
A．Cu＋HNO3(浓)―→Cu(NO3)2
B．Cu＋HNO3(稀)―→Cu(NO3)2
C．Cueq \(――→,\s\up9(空气),\s\d8(△))CuOeq \(――→,\s\up9(硝酸))Cu(NO3)2
D．Cueq \(――→,\s\up9(浓硫酸),\s\d8(△))Cu(SO4)2eq \(――――→,\s\up9(BaNO32))Cu(NO3)2
[解析] A中产生NO2，B中产生NO，D中产生SO2，都产生污染性气体。
4．等质量的下列物质与足量稀硝酸反应，放出NO物质的量最多的是( A )
A．FeO B.Fe2O3
C.FeSO4 D.Fe3O4
[解析] 假设质量都为m g：FeO与硝酸反应被氧化生成Fe3＋，则失电子物质的量为eq \f(m,72) ml；Fe2O3与硝酸不发生氧化还原反应，失电子为0；FeSO4与硝酸反应被氧化生成Fe3＋，则失电子物质的量为eq \f(m,152) ml；Fe3O4中Fe元素的化合价有＋2、＋3价，与硝酸反应被氧化生成Fe3＋，则失电子物质的量为eq \f(m,232) ml，由以上分析可知，失电子最多的是FeO，则放出NO物质的量最多的是FeO。
5．(2024·葫芦岛模拟)氨既是一种重要的化工产品，又是一种重要的化工原料。下图为合成氨以及氨催化制硝酸的流程示意图。下列说法不正确的是( B )
A．可以利用NH3易液化的性质分离出NH3
B．合成氨以及氨催化制硝酸的流程中氮元素均被氧化
C．可以用NH3进行氮氧化物的尾气处理
D．吸收塔中通入A是为了提高原料的利用率
[解析] 利用NH3易液化的性质分离出NH3，促进平衡正向移动，A项正确；合成氨中氮气中氮元素化合价降低做氧化剂，被还原发生还原反应，氨催化制硝酸的流程中氮元素化合价由－3价升高到＋2价，被氧化，B项错误；氨气具有还原性，氮氧化物具有氧化性，二者反应生成无毒气体氮气，可以用NH3进行氮氧化物的尾气处理，C项正确；一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮、氧气和水反应生成硝酸，A为O2，吸收塔中通入A是为了提高原料的利用率，D项正确。
6．工业上利用银块制取硝酸银的过程及硝酸银的有关性质如图所示。下列说法错误的是( A )
A．反应器中增大硝酸浓度，生成NOx的总量将减少
B．操作②为减压蒸发、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
C．硝酸银固体应保存在棕色瓶中
D．X是氧气
[解析] 根据反应Ag＋2HNO3(浓)===AgNO3＋NO2↑＋H2O和3Ag＋4HNO3(稀)===3AgNO3＋NO↑＋2H2O可知，反应器中增大硝酸的浓度，生成NOx的总量将增大，A错误；AgNO3受热易分解，故操作②为减压蒸发、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，B正确；AgNO3见光易分解，则硝酸银固体应保存在棕色瓶中避光保存，C正确；根据反应2AgNO3eq \(=====,\s\up9(光照))2Ag＋2NO2↑＋O2↑可知，X是氧气，D正确。
7．(2024·河北五校联盟联考改编)用体积相同的15 ml·L－1 HNO3溶液、4 ml·L－1 HNO3溶液分别将两份等质量的铜片完全溶解，发生如下反应：
①4HNO3(浓)＋Cu===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，所得溶液为绿色
②8HNO3(稀)＋3Cu===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，所得溶液为蓝色
用注射器分别取①、②中的少量溶液，夹上弹簧夹，完成如下实验：
下列分析正确的是( C )
A．反应①中产生NO2，反应②中产生NO，说明氧化性：稀硝酸>浓硝酸
B．溶解等量的Cu，消耗HNO3(浓)的物质的量小于HNO3(稀)
C．①中溶液上方呈红棕色，其原因是压强减小，NO2从溶液中逸出
D．向外拉动注射器活塞时，①中溶液颜色不会发生变化
[解析] 浓硝酸得电子能力强，氧化性：稀硝酸<浓硝酸，A错误；分别消耗1 ml Cu时，消耗的HNO3(浓)为4 ml，消耗的HNO3(稀)为eq \f(8,3) ml，由此可知溶解等量的铜消耗的HNO3(浓)更多，B错误；①中溶液溶有二氧化氮，当向外拉动注射器活塞时压强减小，二氧化氮从溶液中逸出，从而出现红棕色，C正确；向外拉动注射器活塞时，①中溶液中溶解的二氧化氮逸出，会使溶液的颜色发生变化，D错误。
8．(2024·山东济南月考)将一定体积稀硝酸溶液平均分为两份，一份与足量的铜粉反应收集到气体的体积为V1，另一份先加入与其等体积的稀硫酸，再投入足量的铜粉收集到气体的体积为V2(V1和V2都在同一条件下测定)。下列观点不正确的是( C )
A．V2一定大于V1
B．若3V1＝V2，则反应后的溶液中均有NOeq \\al(－,3)剩余
C．若4V1＝V2，则稀硝酸和稀硫酸的物质的量浓度之比为1∶3
D．V2不可能等于5倍的V1
[解析] 铜与稀硝酸发生反应：3Cu＋8H＋＋2NOeq \\al(－,3)===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，生成气体的物质的量等于被还原的NOeq \\al(－,3)的物质的量，在稀硝酸中加入稀硫酸后，稀硫酸提供H＋，被还原的NOeq \\al(－,3)的物质的量增多，产生气体的体积增大，故V2一定大于V1，A正确；铜与稀硝酸反应时，从离子方程式可以看出，只有部分NOeq \\al(－,3)被还原，则NOeq \\al(－,3)有剩余，当3V1＝V2时，混合酸中被还原的NOeq \\al(－,3)的物质的量为NOeq \\al(－,3)总物质的量的eq \f(3,4)，NOeq \\al(－,3)均有剩余，B正确；若4V1＝V2且酸恰好反应完全，则混合酸中NOeq \\al(－,3)被全部还原为NO，设生成气体体积为V1时消耗H＋的物质的量为x ml，则生成气体体积为4V1时消耗H＋的物质的量为4x ml，即硫酸提供的H＋的物质的量为3x ml，加入的稀硫酸和稀硝酸体积相等，则稀硝酸和稀硫酸的物质的量浓度之比为x∶eq \f(3x,2)＝2∶3，C错误；生成气体的物质的量等于被还原的NOeq \\al(－,3)的物质的量，而NOeq \\al(－,3)被全部还原为NO时，4V1＝V2，则V2不可能等于5倍的V1，D正确。
9．(2024·河北邯郸十校联考改编)某兴趣小组设计实验制取NO，并利用铁粉将NO还原为N2(同时生成FeO)，下列说法正确的是( C )
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)→c→b→d
B．装置戊中发生反应的化学方程式为2NO＋2Feeq \(=====,\s\up9(△))Fe2O3＋N2
C．装置丁的作用是除去挥发出来的硝酸和产生的NO2
D．装置乙的作用是干燥，防止水蒸气进入戊中干扰反应
[解析] 根据实验原理，NO被灼热的铁粉还原为N2，同时铁被氧化生成FeO，首先应制备纯净、干燥的NO。利用铜与稀硝酸反应生成NO，由于硝酸具有挥发性，制得的NO中会混有硝酸和水蒸气，同时装置中的O2也能与NO反应生成NO2，则先通过装置丁除去挥发出的HNO3及产生NO2，然后通过装置己进行干燥，得到纯净、干燥的NO进入装置戊中与铁粉反应，最后处理多余的NO。又因为NaOH溶液不与NO反应，而浓硝酸可氧化NO生成NO2，因此先通过装置乙氧化NO，再通过丙吸收生成的NO2，故装置接口的连接顺序为a→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d，A错误；装置戊中NO被灼热的铁粉还原为N2，同时铁粉被氧化生成FeO，反应的化学方程式为2NO＋2Feeq \(=====,\s\up9(△))2FeO＋N2，B错误；装置丁盛有水，其作用是除去挥发出的HNO3及产生的NO2，C正确；装置乙盛有浓硝酸，可以氧化NO生成NO2，便于NaOH溶液吸收，D错误。
10．(2024·北京石景山区高三月考)某实验小组发现在相同温度下，铁与不同密度的硝酸反应时，还原产物有所不同，该小组的实验结果如图所示。下列叙述正确的是( D )
A．硝酸的密度越大，其还原产物的种类越多
B．当硝酸的密度小于d g·mL－1时，还原产物始终以NO为主
C．还原产物中NO的分布分数随硝酸密度的增大而增大
D．硝酸的密度为d g·mL－1时，足量的铁与硝酸发生的主要反应为2Fe＋6HNO3===2Fe(NO3)2＋NO↑＋NO2↑＋3H2O
[解析] 硝酸的密度越大，其浓度越大。由题图可知，随着硝酸的密度逐渐增大，还原产物的种类逐渐减少，A错误；由题图可知，硝酸的密度在a～d g·mL－1之间时，还原产物以NO为主，当硝酸的密度小于a g·mL－1时，还原产物以NHeq \\al(＋,4)为主，B、C均错误；由题图可知，硝酸的密度为d g·mL－1时，还原产物NO和NO2的分布分数相等，即二者的物质的量之比为1∶1，足量铁与HNO3反应生成Fe(NO3)2、NO、NO2和H2O，结合得失电子守恒和原子守恒写出化学方程式：2Fe＋6HNO3===2Fe(NO3)2＋NO↑＋NO2↑＋3H2O，D正确。
二、非选择题：本题共3小题。
11．(2023·天津一模)某化学小组设计了如下有关氮的化合物的实验。请按要求回答下列问题。
(1)氨气的喷泉实验：如图1装置所示，干燥的圆底烧瓶里充满NH3，欲观察到烧瓶中产生喷泉，需进行的操作是 打开止水夹，挤压胶头滴管，使水进入烧瓶 。
(2)硝酸的制备实验：如图2所示a～f装置。
①装置a的最佳选择为 图4 (填“图3”或“图4”)。
②装置b中Na2O2的作用是 与水蒸气反应生成氧气 。
(3)硝酸的性质实验：
①常温下，同学甲在图2实验结束后，用pH计测装置e中溶液的pH＝1.00。
ⅰ.这说明e中发生的反应可能为(写化学方程式)： 2NO＋O2===2NO2和3NO2＋H2O===NO＋2HNO3或4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3或4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3(合理即可) 。
ⅱ.同学乙做同样实验，测得e中溶液的pH＝6.00，可能原因是 过量的氨中和了生成的硝酸生成了硝酸铵(合理即可) 。
②用如图5所示装置进行硝酸与铜的反应实验。
ⅰ.请在h方框中补全该实验所需装置图并标注所需试剂。
ⅱ.硝酸一般盛放在棕色试剂瓶中，请用化学方程式说明其原因： 4HNO3eq \(=====,\s\up9(光))4NO2↑＋O2↑＋2H2O 。
[解析] (1)干燥的圆底烧瓶里充满NH3，欲观察到烧瓶中产生喷泉，需进行的操作是打开止水夹，挤压胶头滴管，使水进入烧瓶。
(2)①将浓氨水滴入NaOH固体制氨气不需加热，操作简单，则装置a的最佳选择为图4。②装置b中Na2O2的作用是与水蒸气反应生成氧气，提供氨催化氧化的原料，同时也能为后续反应生成HNO3提供氧气。
(3)①常温下，同学甲在实验结束后，用pH计测装置e中溶液的pH＝1.00，说明e中产生了硝酸。同学乙做同样的实验，测得e中溶液的pH＝6.00，可能原因是过量的氨中和了生成的硝酸生成了硝酸铵(合理即可)。②铜与硝酸反应生成的氮氧化物可用NaOH溶液吸收，防止污染环境。HNO3见光易分解，因此硝酸要盛放在棕色试剂瓶中。
12．(2024·广东六校协作体联考)某校研究性小组甲、乙两同学用如图所示装置进行实验，探究硝酸与铁反应的产物。
[查阅资料]①在浓硝酸和活泼金属反应的过程中，随着硝酸浓度的降低，其生成的产物有＋4价、＋2价、－3价等氮的化合物。
②FeSO4＋NOFe(NO)SO4(棕色)(ΔH<0)。
③NO2和NO都能被KMnO4氧化吸收。
[实验操作]实验操作和现象记录如下表：
请回答下列问题：
(1)滴入浓硝酸加热前没有明显现象的原因是 常温时，铁遇浓硝酸发生钝化，阻止反应进一步发生 。
(2)检验是否生成－3价氮的化合物，应进行的实验操作是 取少量反应后A中溶液置于试管中，向其中加入足量浓NaOH溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸接近试管口，若试纸变蓝，则A中生成－3价氮的化合物(含NHeq \\al(＋,4)) 。
(3)甲取出少量B中溶液，加热，实验现象是 棕色溶液颜色变浅(或变浅绿色)，有无色气体逸出，且在空气中变为红棕色 。
请用平衡移动原理解释原因： FeSO4＋NOFe(NO)SO4(棕色)的正反应为放热反应，加热后，平衡向逆反应方向移动 。甲依据该现象得出的结论是A中有NO生成。
(4)乙认为甲得出A中有NO生成的证据不足。为获取充足的证据，乙仍采用该装置和操作进行对照实验，乙作出的改变是 浓硝酸换成稀硝酸 ，证明有NO生成的实验现象是 A中没有红棕色气体生成，B中溶液变为棕色 。
[解析] (2)在题给条件下，－3价氮的化合物是NH3或铵盐，而此反应的环境呈酸性，故－3价氮的化合物应是硝酸铵，可利用NHeq \\al(＋,4)与OH－共热产生NH3的性质检验NHeq \\al(＋,4)。
(3)B中发生反应FeSO4＋NOFe(NO)SO4(棕色)(正反应放热)，加热后平衡逆向移动，无色气体NO逸出，在空气中变为红棕色，而溶液颜色变浅或变成浅绿色。
(4)由于NO2与水反应生成NO，故可把浓硝酸换成稀硝酸，若A中无红棕色气体生成，但B中溶液变为棕色，可证明A中有NO生成。
13．研究硝酸工业尾气的处理对环境保护和资源的开发利用有重要意义。一种利用硝酸尾气初步处理后获得的高浓度NOx(NO、NO2)气体制备NaNO2、NaNO3的工艺流程如下：
已知：NaNO2在酸性条件下能发生歧化反应。
回答下列问题：
(1)“碱吸收”过程中发生反应的离子方程式为 COeq \\al(2－,3)＋NO＋NO2===2NOeq \\al(－,2)＋CO2 。
(2)蒸发Ⅰ产生的蒸气中含有少量的NaNO2等有毒物质，不能直接排放，将其冷凝后用于流程中的 溶碱 (填操作名称)最合理。
(3)“转化”时加入稀硝酸发生反应的化学方程式为 2HNO3＋3NaNO2===3NaNO3＋2NO↑＋H2O 。
(4)若将NaNO2、NaNO3两种产品的物质的量之比设为2∶1，则生产2.76 t NaNO2时，Na2CO3的理论用量为 3.18 t(假定Na2CO3恰好完全反应)。
(5)工业制硝酸尾气中的NOx(NO、NO2)常用NaOH溶液吸收，反应的化学方程式为NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O、2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O。硝酸尾气中的NOx通入足量NaOH溶液中充分反应后气体没有剩余，则：
①NOx的x的取值范围为 1.5≤x<2 。
②反应后溶液中n(NOeq \\al(－,2))∶n(NOeq \\al(－,3))＝ (5－2x)∶(2x－3) (用含x的代数式表示)。
[解析] 由题给流程可知，将碳酸钠溶于水配成溶液，碳酸钠溶液吸收烟气中的一氧化氮和二氧化氮得到含有亚硝酸钠的中和液，中和液经蒸发、结晶、过滤得到亚硝酸钠固体和母液Ⅰ；向母液Ⅰ中加入稀硝酸，亚硝酸钠发生歧化反应转化为硝酸钠和一氧化氮，得到含有硝酸钠的转化液，转化液经蒸发、结晶、过滤得到硝酸钠固体和母液Ⅱ，再将母液Ⅱ回收。
(1)“碱吸收”过程中发生的反应为碳酸钠溶液与烟气中的一氧化氮和二氧化氮反应生成亚硝酸钠和二氧化碳，反应的离子方程式为COeq \\al(2－,3)＋NO＋NO2===2NOeq \\al(－,2)＋CO2。
(2)由亚硝酸钠在酸性条件下能发生歧化反应可知，蒸发I产生的蒸气冷凝后用于流程中的“溶碱”步骤，既可以防止亚硝酸钠发生歧化反应，也可以使亚硝酸钠循环利用，提高产率。
(3)由分析可知，“转化”时加入稀硝酸发生的反应为亚硝酸钠与稀硝酸反应生成硝酸钠、一氧化氮和水，反应的化学方程式为2HNO3＋3NaNO2===3NaNO3＋2NO↑＋H2O。
(4)2.76 t亚硝酸钠的物质的量为eq \f(2.76×106 g,69 g·ml－1)＝4×104 ml，由两种产品的物质的量之比为n(NaNO3)∶n(NaNO2)＝1∶2可知，硝酸钠的物质的量为4×104 ml×eq \f(1,2)＝2×104 ml，由钠原子守恒可知，反应消耗的碳酸钠的质量为(4×104 ml＋2×104 ml)×eq \f(1,2)×106 g·ml－1＝3.18×106 g＝3.18 t。
(5)①由化学方程式可知，二氧化氮能与氢氧化钠反应生成硝酸钠和亚硝酸钠，则NOx中x<2；一氧化氮和二氧化氮的物质的量之比小于等于1∶1时，NOx能被氢氧化钠溶液吸收，则x≥eq \f(1×1＋1×2,2)＝1.5，所以NOx通入足量氢氧化钠溶液中充分反应后气体没有剩余时，NOx的x的取值范围为1.5≤x<2。②由得失电子守恒和原子守恒可知，硝酸尾气中的NOx通入足量氢氧化钠溶液中充分反应后气体没有剩余的反应的方程式为2NOx＋2NaOH===(2x－3)NaNO3＋(5－2x)NaNO2＋H2O，则溶液中n(NOeq \\al(－,2))∶n(NOeq \\al(－,3))＝(5－2x)∶(2x－3)。①
向外拉动
注射器活塞
液面上方呈红棕色，……
②
无明显变化
实验操作
实验现象
打开弹簧夹，通入一段时间CO2，关闭弹簧夹
—
打开分液漏斗活塞，将浓硝酸缓慢滴入烧瓶中，关闭活塞
无明显现象
加热烧瓶，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；B中溶液变棕色；C中溶液紫色变浅
②反应停止后，A中无固体剩余
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