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第5章 第22讲 氮及其氧化物 硝酸（含答案） 2025年高考化学大一轮复习全新方案 讲义
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考点一 氮及其氧化物
1．氮的固定
2．氮气
(1)物理性质：____色____味的气体，密度比空气略小，____溶于水。
(2)化学性质
(3)下列氮气的用途叙述中，分别应用了氮气的什么性质？
①文物馆将贵重文物保存在氮气中________。
②氮气是合成氨工业的重要原料___________________________________________________。
③雷电是自然界重要的固氮方式___________________________________________________。
④医疗上，液氮是常见的冷冻剂____________________________________________________。
3．氮的氧化物
(1)氮有多种价态的氧化物，氮元素从＋1→＋5价都有对应的氧化物，如N2O、______、N2O3、NO2(或______)、N2O5，其中属于酸性氧化物的是N2O3、________。
(2)NO和NO2的比较
思考 已知液溴极易汽化成红棕色的溴蒸气，你能设计哪些简单的实验鉴别二氧化氮和溴蒸气。
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
4．氮氧化物对环境的影响
1．固氮反应一定属于氧化还原反应( )
2．N2与O2在放电条件下直接化合成NO2( )
3．可用NO2与水反应制取硝酸，故NO2是酸性氧化物( )
4．NO2通入FeSO4溶液中始终无明显现象( )
5．高温、高压、催化剂条件下氮气与氢气反应时，氮气作还原剂( )
6．NO2溶于水时，NO2是氧化剂，水是还原剂( )
7．NO易溶于水，所以只能用排空气法收集( )
8．将NH3在一定条件下转化为尿素属于氮的固定( )
一、氮在自然界中循环图的理解
1．自然界中氮的循环如图所示。下列说法不正确的是( )
A．工业合成氨属于人工固氮
B．雷电作用下N2与O2发生了化学反应
C．在氮的循环中不涉及氧化还原反应
D．含氮无机物与含氮有机化合物可相互转化
2．(2023·济南高三模拟)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 ml NOeq \\al(－,3)，消耗2 ml O2
D．③和⑤过程中氮元素分别被还原和氧化
二、氮氧化物溶于水问题分析
3．NO、NO2产生酸雨的过程可表示为
(1)写出该循环中两步反应的化学方程式：
①___________________________________________________________________________；
②___________________________________________________________________________。
(2)分别写出NO或NO2与O2、H2O恰好反应完全转化为HNO3的总化学方程式：______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________，
______________________________________________________________________________。
(3)将盛有12 mL NO2和O2的混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反应后，还剩余2 mL无色气体。
①若剩余的气体是________，则NO2、O2的体积分别是________________。
②若剩余的气体是________，则NO2、O2的体积分别是________________。
三、废气中氮氧化物的治理
4．(1)汽车尾气中的CO、NOx在适宜温度下采用催化转化法处理，使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体。写出NO被CO还原的化学方程式：__________________________。
(2)用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。如4NH3＋6NOeq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))5N2＋6H2O，写出氨气转化NO2的化学方程式：________________________________________________________________
________________________，该反应中氧化产物与还原产物的质量之比为__________。
(3)工业尾气中氮氧化物常采用碱液吸收法处理。
①NO2被烧碱溶液吸收时，生成两种钠盐，其物质的量之比为1∶1，写出该反应的化学方程式：________________________________________________________________________。
②NO与NO2按物质的量之比1∶1被足量NaOH溶液完全吸收后只得到一种钠盐，该钠盐的化学式是________________。
③NO2、NO的混合气体能被足量的烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO2)____n(NO)，若不能完全吸收，你认为可以采取哪种最简单的措施确保有害气体被完全吸收：__________________
______________________________________________________________________________。
5．亚硝酸钙[Ca(NO2)2]是水泥混凝土外加剂的主要原料，可配制成混凝土防冻剂、钢筋阻锈剂等。利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO2)反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca(NO2)2，其部分工艺流程如图：
(1)等物质的量的NO与NO2被Ca(OH)2吸收，反应的化学方程式为____________________
______________________________________________________________________________。
(2)吸收时，采用气—液逆流接触吸收(尾气从塔底进入，石灰乳从塔顶喷淋)，其目的是______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(3)该工艺需控制NO和NO2的物质的量之比接近1∶1，若n(NO)∶n(NO2)<1∶1，则会导致____________；若n(NO)∶n(NO2)>1∶1，则会导致_________________________________。
(4)生产中需保持弱碱性，在酸性溶液中Ca(NO2)2会发生分解，产物之一是NO，其反应的离子方程式为____________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
废气中氮氧化物的脱硝方法
(1)汽车尾气一般用催化转化法，在催化剂等条件下，将氮的氧化物转化为N2。
(2)硝酸工业尾气一般采用碱液吸收法，将氮的氧化物转化为化工原料或产品。
考点二 硝酸
1．物理性质
硝酸是____色、____挥发、____________气味的液体。
2．化学性质
(1)不稳定性
反应：________________________________________________________________________。
(2)强氧化性
硝酸无论浓、稀都具有强氧化性，而且浓度越大，氧化性越强。
①与金属反应
稀硝酸与铜反应的化学方程式：__________________________________________________
______________________________________________________________________________；
浓硝酸与铜反应的化学方程式：__________________________________________________
______________________________________________________________________________。
②与非金属反应
浓硝酸与C反应的化学方程式：__________________________________________________
______________________________________________________________________________。
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：__________________________________________。
(3)与有机物反应
①硝化反应(与反应)：________________________________________________________。
②显色反应：含有苯环的蛋白质遇到浓硝酸加热后变____色。
1．常温下，铁、铝在浓硝酸中的钝化为化学变化( )
2．可用稀HNO3与FeS固体反应制取H2S( )
3．铜、碳分别与浓HNO3反应，都体现了浓硝酸的强氧化性和酸性( )
4．在酸性条件下，NOeq \\al(－,3)与I－、Fe2＋、SOeq \\al(2－,3)等离子均不能大量共存( )
5．Cu在KNO3溶液和稀H2SO4中均不溶解，但能溶解在其混合液中( )
6．试管内壁上的银镜可用稀HNO3除去，也可用氨水除去( )
7．浓HNO3和氯水均用棕色试剂瓶保存，其原理相同( )
8．浓HNO3溅到皮肤上，皮肤会变黄( )
一、硝酸性质的实验探究
1．下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是( )
A.①② B．③④ C．②③④ D．②④
2．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
二、硝酸与金属反应问题分析
3．向一定量的浓硝酸中加入过量的铜片。
(1)反应开始阶段产生________色气体，化学方程式为________________________________。
(2)反应进行一段时间后又产生无色气体，此时的化学方程式为________________________。
(3)当溶解1.92 g Cu时，若只得到NO2、NO两种气体共1.12 L(标准状况)，计算反应消耗HNO3的物质的量(写出计算过程)：_____________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(4)等反应停止后，再加入少量的稀硫酸，这时Cu片上又有气泡产生，原因是______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
4．(2023·天津高三期末)向含x ml HNO3和y ml H2SO4的混合稀溶液中缓慢加入铁粉，其氧化产物与所加铁粉的物质的量关系如图所示：
回答下列问题：
(1)Oa段发生反应的离子方程式为_________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(2)dc段表示的是________(填“Fe2＋”或“Fe3＋”)物质的量变化。
(3)x＝________，y＝________。
(4)反应至c点，可收集到标准状况下的气体为________L。
金属与硝酸反应计算的思维流程
1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)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(2021·河北，10D)( )
(2)向浓HNO3中插入红热的炭，产生红棕色气体，证明炭可与浓HNO3反应生成NO2(2021·山东，5C)( )
(3)将铜丝插入浓硝酸中，制备NO(2021·广东，12A)( )
(4)1 ml SO3与1 ml NO2分别通入1 L水中可产生相同浓度的H2SO4和HNO3(2022·重庆，3C)( )
2．(2023·山东，2)实验室中使用盐酸、硫酸和硝酸时，对应关系错误的是( )
A．稀盐酸：配制AlCl3溶液
B．稀硫酸：蔗糖和淀粉的水解
C．稀硝酸：清洗附有银镜的试管
D．浓硫酸和浓硝酸的混合溶液：苯的磺化
3．(2022·江苏，8)氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是( )
A．自然固氮、人工固氮都是将N2转化为NH3
B．侯氏制碱法以H2O、NH3、CO2、NaCl为原料制备NaHCO3和NH4Cl
C．工业上通过NH3催化氧化等反应过程生产HNO3
D．多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”
4．[2019·江苏，16(2)②]NO和NO2的尾气处理。可用NaOH溶液吸收，主要反应：
NO＋NO2＋2OH－===2NOeq \\al(－,2)＋H2O
2OH－＋2NO2===NOeq \\al(－,2)＋NOeq \\al(－,3)＋H2O
吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤，得到NaNO2晶体，该晶体的主要杂质是__________(填化学式，下同)；吸收后排放的尾气含量较高的氮氧化物是__________。
性质
NO
NO2
色、味、态
无色的气体
水溶性
____溶于水
____溶于水
毒性
有毒，大气污染物之一
有毒，大气污染物之一
与水反应
不反应
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
与氧气反应
不反应
实验操作
现象
解释或结论
①
过量的Fe粉中加入稀HNO3，充分反应后，滴入KSCN溶液
溶液呈红色
稀HNO3将Fe氧化为Fe3＋
②
浓HNO3久置或光照
变黄色
HNO3不稳定易分解
③
Al箔插入稀HNO3中
无现象
Al箔表面被HNO3氧化，形成致密的氧化膜
④
用玻璃棒蘸取浓HNO3点到蓝色石蕊试纸上
试纸先变红后褪色
浓HNO3具有酸性和强氧化性
①
②
③
考点一 氮及其氧化物
1．氮的固定
2．氮气
(1)物理性质：____色____味的气体，密度比空气略小，____溶于水。
(2)化学性质
(3)下列氮气的用途叙述中，分别应用了氮气的什么性质？
①文物馆将贵重文物保存在氮气中________。
②氮气是合成氨工业的重要原料___________________________________________________。
③雷电是自然界重要的固氮方式___________________________________________________。
④医疗上，液氮是常见的冷冻剂____________________________________________________。
3．氮的氧化物
(1)氮有多种价态的氧化物，氮元素从＋1→＋5价都有对应的氧化物，如N2O、______、N2O3、NO2(或______)、N2O5，其中属于酸性氧化物的是N2O3、________。
(2)NO和NO2的比较
思考 已知液溴极易汽化成红棕色的溴蒸气，你能设计哪些简单的实验鉴别二氧化氮和溴蒸气。
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
4．氮氧化物对环境的影响
1．固氮反应一定属于氧化还原反应( )
2．N2与O2在放电条件下直接化合成NO2( )
3．可用NO2与水反应制取硝酸，故NO2是酸性氧化物( )
4．NO2通入FeSO4溶液中始终无明显现象( )
5．高温、高压、催化剂条件下氮气与氢气反应时，氮气作还原剂( )
6．NO2溶于水时，NO2是氧化剂，水是还原剂( )
7．NO易溶于水，所以只能用排空气法收集( )
8．将NH3在一定条件下转化为尿素属于氮的固定( )
一、氮在自然界中循环图的理解
1．自然界中氮的循环如图所示。下列说法不正确的是( )
A．工业合成氨属于人工固氮
B．雷电作用下N2与O2发生了化学反应
C．在氮的循环中不涉及氧化还原反应
D．含氮无机物与含氮有机化合物可相互转化
2．(2023·济南高三模拟)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 ml NOeq \\al(－,3)，消耗2 ml O2
D．③和⑤过程中氮元素分别被还原和氧化
二、氮氧化物溶于水问题分析
3．NO、NO2产生酸雨的过程可表示为
(1)写出该循环中两步反应的化学方程式：
①___________________________________________________________________________；
②___________________________________________________________________________。
(2)分别写出NO或NO2与O2、H2O恰好反应完全转化为HNO3的总化学方程式：______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________，
______________________________________________________________________________。
(3)将盛有12 mL NO2和O2的混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反应后，还剩余2 mL无色气体。
①若剩余的气体是________，则NO2、O2的体积分别是________________。
②若剩余的气体是________，则NO2、O2的体积分别是________________。
三、废气中氮氧化物的治理
4．(1)汽车尾气中的CO、NOx在适宜温度下采用催化转化法处理，使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体。写出NO被CO还原的化学方程式：__________________________。
(2)用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。如4NH3＋6NOeq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))5N2＋6H2O，写出氨气转化NO2的化学方程式：________________________________________________________________
________________________，该反应中氧化产物与还原产物的质量之比为__________。
(3)工业尾气中氮氧化物常采用碱液吸收法处理。
①NO2被烧碱溶液吸收时，生成两种钠盐，其物质的量之比为1∶1，写出该反应的化学方程式：________________________________________________________________________。
②NO与NO2按物质的量之比1∶1被足量NaOH溶液完全吸收后只得到一种钠盐，该钠盐的化学式是________________。
③NO2、NO的混合气体能被足量的烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO2)____n(NO)，若不能完全吸收，你认为可以采取哪种最简单的措施确保有害气体被完全吸收：__________________
______________________________________________________________________________。
5．亚硝酸钙[Ca(NO2)2]是水泥混凝土外加剂的主要原料，可配制成混凝土防冻剂、钢筋阻锈剂等。利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO2)反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca(NO2)2，其部分工艺流程如图：
(1)等物质的量的NO与NO2被Ca(OH)2吸收，反应的化学方程式为____________________
______________________________________________________________________________。
(2)吸收时，采用气—液逆流接触吸收(尾气从塔底进入，石灰乳从塔顶喷淋)，其目的是______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(3)该工艺需控制NO和NO2的物质的量之比接近1∶1，若n(NO)∶n(NO2)<1∶1，则会导致____________；若n(NO)∶n(NO2)>1∶1，则会导致_________________________________。
(4)生产中需保持弱碱性，在酸性溶液中Ca(NO2)2会发生分解，产物之一是NO，其反应的离子方程式为____________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
废气中氮氧化物的脱硝方法
(1)汽车尾气一般用催化转化法，在催化剂等条件下，将氮的氧化物转化为N2。
(2)硝酸工业尾气一般采用碱液吸收法，将氮的氧化物转化为化工原料或产品。
考点二 硝酸
1．物理性质
硝酸是____色、____挥发、____________气味的液体。
2．化学性质
(1)不稳定性
反应：________________________________________________________________________。
(2)强氧化性
硝酸无论浓、稀都具有强氧化性，而且浓度越大，氧化性越强。
①与金属反应
稀硝酸与铜反应的化学方程式：__________________________________________________
______________________________________________________________________________；
浓硝酸与铜反应的化学方程式：__________________________________________________
______________________________________________________________________________。
②与非金属反应
浓硝酸与C反应的化学方程式：__________________________________________________
______________________________________________________________________________。
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：__________________________________________。
(3)与有机物反应
①硝化反应(与反应)：________________________________________________________。
②显色反应：含有苯环的蛋白质遇到浓硝酸加热后变____色。
1．常温下，铁、铝在浓硝酸中的钝化为化学变化( )
2．可用稀HNO3与FeS固体反应制取H2S( )
3．铜、碳分别与浓HNO3反应，都体现了浓硝酸的强氧化性和酸性( )
4．在酸性条件下，NOeq \\al(－,3)与I－、Fe2＋、SOeq \\al(2－,3)等离子均不能大量共存( )
5．Cu在KNO3溶液和稀H2SO4中均不溶解，但能溶解在其混合液中( )
6．试管内壁上的银镜可用稀HNO3除去，也可用氨水除去( )
7．浓HNO3和氯水均用棕色试剂瓶保存，其原理相同( )
8．浓HNO3溅到皮肤上，皮肤会变黄( )
一、硝酸性质的实验探究
1．下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是( )
A.①② B．③④ C．②③④ D．②④
2．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
二、硝酸与金属反应问题分析
3．向一定量的浓硝酸中加入过量的铜片。
(1)反应开始阶段产生________色气体，化学方程式为________________________________。
(2)反应进行一段时间后又产生无色气体，此时的化学方程式为________________________。
(3)当溶解1.92 g Cu时，若只得到NO2、NO两种气体共1.12 L(标准状况)，计算反应消耗HNO3的物质的量(写出计算过程)：_____________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(4)等反应停止后，再加入少量的稀硫酸，这时Cu片上又有气泡产生，原因是______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
4．(2023·天津高三期末)向含x ml HNO3和y ml H2SO4的混合稀溶液中缓慢加入铁粉，其氧化产物与所加铁粉的物质的量关系如图所示：
回答下列问题：
(1)Oa段发生反应的离子方程式为_________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(2)dc段表示的是________(填“Fe2＋”或“Fe3＋”)物质的量变化。
(3)x＝________，y＝________。
(4)反应至c点，可收集到标准状况下的气体为________L。
金属与硝酸反应计算的思维流程
1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)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(2021·河北，10D)( )
(2)向浓HNO3中插入红热的炭，产生红棕色气体，证明炭可与浓HNO3反应生成NO2(2021·山东，5C)( )
(3)将铜丝插入浓硝酸中，制备NO(2021·广东，12A)( )
(4)1 ml SO3与1 ml NO2分别通入1 L水中可产生相同浓度的H2SO4和HNO3(2022·重庆，3C)( )
2．(2023·山东，2)实验室中使用盐酸、硫酸和硝酸时，对应关系错误的是( )
A．稀盐酸：配制AlCl3溶液
B．稀硫酸：蔗糖和淀粉的水解
C．稀硝酸：清洗附有银镜的试管
D．浓硫酸和浓硝酸的混合溶液：苯的磺化
3．(2022·江苏，8)氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是( )
A．自然固氮、人工固氮都是将N2转化为NH3
B．侯氏制碱法以H2O、NH3、CO2、NaCl为原料制备NaHCO3和NH4Cl
C．工业上通过NH3催化氧化等反应过程生产HNO3
D．多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”
4．[2019·江苏，16(2)②]NO和NO2的尾气处理。可用NaOH溶液吸收，主要反应：
NO＋NO2＋2OH－===2NOeq \\al(－,2)＋H2O
2OH－＋2NO2===NOeq \\al(－,2)＋NOeq \\al(－,3)＋H2O
吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤，得到NaNO2晶体，该晶体的主要杂质是__________(填化学式，下同)；吸收后排放的尾气含量较高的氮氧化物是__________。
性质
NO
NO2
色、味、态
无色的气体
水溶性
____溶于水
____溶于水
毒性
有毒，大气污染物之一
有毒，大气污染物之一
与水反应
不反应
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
与氧气反应
不反应
实验操作
现象
解释或结论
①
过量的Fe粉中加入稀HNO3，充分反应后，滴入KSCN溶液
溶液呈红色
稀HNO3将Fe氧化为Fe3＋
②
浓HNO3久置或光照
变黄色
HNO3不稳定易分解
③
Al箔插入稀HNO3中
无现象
Al箔表面被HNO3氧化，形成致密的氧化膜
④
用玻璃棒蘸取浓HNO3点到蓝色石蕊试纸上
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浓HNO3具有酸性和强氧化性
①
②
③
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