適用于新高考新教材備戰(zhàn)2025屆高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí)第4章非金屬及其化合物第19講氮及其氧化物硝酸

第19講氮及其氧化物硝酸

層次1基礎(chǔ)性1.(2023·廣東廣州期末)氮及其化合物的轉(zhuǎn)化具有重要應(yīng)用。下列說法錯誤的是()A.工業(yè)上通過NH3催化氧化等系列反應(yīng)生產(chǎn)HNO3B.自然固氮、人工固氮都是將N2轉(zhuǎn)化為NH3C.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.侯氏制堿法以H2O、NH3、CO2、NaCl為原料制備NaHCO3和NH4Cl2.在一定條件下,將NO2和O2的混合氣體12mL通入足量水中,充分反應(yīng)后剩余2mL氣體(同溫同壓下),則原混合氣體中氧氣的體積為()①1.2mL②2.4mL③3mL④4mLA.①② B.②③C.③④ D.①④3.(2023·廣東江門期中)某無色混合氣體甲可能含NO、CO2、NO2、NH3、N2中的幾種,將100mL甲氣體依次經(jīng)過如圖系列實驗處理,最終得到酸性溶液,且?guī)缀鯚o氣體剩余,則甲中一定含有()A.NH3、NO、CO2B.NO、NH3、NO2C.NH3、NO、CO2、N2D.NO、N2、CO24.(2023·廣東廣州檢測)實驗室常利用難揮發(fā)性酸制備易揮發(fā)性酸的原理,用濃硫酸與硝石(NaNO3)反應(yīng)制備HNO3反應(yīng)裝置如圖,下列說法不正確的是()A.曲頸甑是原始的一種蒸餾燒瓶B.反應(yīng)溫度如果過高,制得HNO3可能會呈現(xiàn)黃色C.反應(yīng)方程式為NaNO3+H2SO4(濃)NaHSO4+HNO3↑D.可從實驗室中選用無色透明潔凈的試劑瓶盛裝制得的硝酸5.4.6g銅和鎂的合金完全溶于濃硝酸,若反應(yīng)中硝酸被還原只產(chǎn)生4480mL的NO2氣體和336mL的N2O4氣體(都已折算到標(biāo)準(zhǔn)狀況),在反應(yīng)后的溶液中,加入足量NaOH溶液,生成沉淀的質(zhì)量為()A.9.02g B.8.51gC.8.26g D.7.04g6.某校課外活動小組為了探究銅與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體主要是NO而設(shè)計了下列實驗,裝置如圖所示(加熱裝置和固定裝置均已略去)。圖中K為止水夾(處于關(guān)閉狀態(tài)),F是一半空的注射器。請回答有關(guān)問題:(1)設(shè)計裝置A的目的是

。

(2)在完成(1)中的“操作”后,將裝置B中銅絲插入稀硝酸并微熱,觀察到裝置B中的現(xiàn)象是;B中反應(yīng)的離子方程式為。

(3)裝置E和F的作用是;為實現(xiàn)此作用,其操作方法是

。

(4)裝置D的作用是吸收多余的氮氧化物,防止污染空氣,兼有的功能。

層次2綜合性7.(2023·廣東廣州期中)如圖所示,在注射器里吸入20mLNO,然后吸入5mL水。若再吸入30mL空氣(按O2體積占15計算),夾住彈簧夾,觀察現(xiàn)象(不考慮摩擦力)。已知常溫常壓下,氣體摩爾體積為24.5L·mol-1,則下列敘述正確的是(A.最終剩余氣體體積約為18mLB.可觀察到注射器的活塞緩緩向右移動C.可觀察到注射器內(nèi)的氣體最終由無色變成紅棕色D.若反應(yīng)前后液體體積不變,所得硝酸溶液的濃度約為0.065mol·L-18.(2023·廣東汕尾期末)光催化固氮被認(rèn)為是一種極具前景的人工固氮技術(shù),光照條件下,在催化劑表面進(jìn)行固氮反應(yīng)的兩種途徑如圖所示。下列說法不正確的是()A.將大氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為氮的化合物的過程叫氮的固定B.途徑②中,N2發(fā)生氧化反應(yīng)C.途徑①和途徑②發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式相同D.NO是含有極性共價鍵的共價化合物9.對比分析下列實驗所得結(jié)論正確的是()A.由①中收集的氣體能使帶火星木條復(fù)燃可推斷NO2能助燃B.②中產(chǎn)生紅棕色氣體可以證明濃硝酸有不穩(wěn)定性C.③中氣體產(chǎn)物中有CO2能證明C能將硝酸還原D.①、②、③中產(chǎn)生的氣體通入足量水中后都無污染性氣體產(chǎn)生10.(2024·北京第四中學(xué)開學(xué)考)某興趣小組設(shè)計用鐵粉將NO還原為N2(同時生成FeO),下列說法不正確的是()已知:①濃硝酸可氧化NO;②NaOH溶液能吸收NO2,不吸收NO。A.裝置的連接順序為a→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→dB.裝置E中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NO+2Fe2FeO+N2C.裝置D的作用是吸收揮發(fā)出來的硝酸和產(chǎn)生的NO2D.裝置B的作用是干燥,防止水蒸氣進(jìn)入E中干擾反應(yīng)11.用體積相同的15mol·L-1HNO3溶液、4mol·L-1HNO3溶液分別將兩份等質(zhì)量的銅片完全溶解,發(fā)生如下反應(yīng):①4HNO3(濃)+CuCu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,所得溶液為綠色②8HNO3(稀)+3Cu3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,所得溶液為藍(lán)色用注射器分別?、佟ⅱ谥械纳倭咳芤?夾上彈簧夾,完成如下實驗:Ⅰ向外拉動注射器活塞①中液面上方呈紅棕色……Ⅱ②中無明顯變化下列分析正確的是()A.①中產(chǎn)生NO2,②中產(chǎn)生NO,說明氧化性:稀硝酸>濃硝酸B.溶解等量的Cu,消耗HNO3(濃)的物質(zhì)的量比HNO3(稀)少C.Ⅰ中溶液上方呈紅棕色,其原因是壓強減小,NO2從溶液中逸出D.向外拉動注射器活塞時,①中溶液顏色不會發(fā)生變化層次3創(chuàng)新性12.(2023·廣東江門檢測)某化學(xué)學(xué)習(xí)小組采用下列裝置對濃硝酸與木炭的反應(yīng)進(jìn)行探究。請回答下列問題:(1)檢查裝置氣密性后,將燃燒匙中的木炭在酒精燈上加熱至紅熱狀態(tài),立即伸入三頸燒瓶中,并塞緊瓶塞,滴加濃硝酸,可觀察到三頸燒瓶中氣體的顏色為,產(chǎn)生該氣體的化學(xué)方程式是。

(2)裝置C中盛有足量淀粉KI溶液,反應(yīng)一段時間后可觀察到C中的現(xiàn)象為。

(3)裝置B的作用是。

(4)裝置D中收集到了無色氣體,部分同學(xué)認(rèn)為該氣體是NO,還有部分同學(xué)認(rèn)為是O2。下列對該氣體進(jìn)行檢驗的方法合適的是(填字母)。

A.敞口觀察集氣瓶內(nèi)氣體的顏色變化B.將濕潤的藍(lán)色石蕊試紙伸入集氣瓶內(nèi),觀察試紙是否變紅C.將帶火星的木條伸入集氣瓶中,觀察木條是否復(fù)燃(5)用氫氧化鈉溶液可以吸收氮氧化物,反應(yīng)的化學(xué)方程式如下:2NO2+2NO+4NaOH4NaNO2+2H2O①2NO2+2NaOHNaNO2+NaNO3+H2O②在反應(yīng)①中,氧化劑是,還原劑是。在反應(yīng)②中,氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為。

第19講氮及其氧化物硝酸1.B解析工業(yè)上生產(chǎn)硝酸的反應(yīng)為在催化劑作用下氨氣與氧氣發(fā)生催化氧化反應(yīng)生成一氧化氮和水、一氧化氮與氧氣反應(yīng)生成二氧化氮、二氧化氮與水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮,A正確;氮氣在放電條件下與氧氣反應(yīng)生成一氧化氮的反應(yīng)是游離態(tài)氮元素轉(zhuǎn)化為化合態(tài)氮元素的過程,屬于自然固氮,固氮過程中沒有氨氣生成,B錯誤;自然界的氮循環(huán)過程為多種形態(tài)的氮及其化合物間的轉(zhuǎn)化過程,C正確;侯氏制堿法發(fā)生的反應(yīng)為二氧化碳與氨氣、飽和氯化鈉溶液反應(yīng)生成碳酸氫鈉沉淀和氯化銨,D正確。2.D解析根據(jù)反應(yīng)4NO2+O2+2H2O4HNO3分析,若剩余的氣體是O2,則V(NO2)=45×(12-2)mL=8mL,V(O2)=12mL-8mL=4mL。若剩余的氣體是NO(2mL)?6mLNO2,則有V(O2)=15×(12-6)mL=1.2mL3.A解析NO2是紅棕色氣體,某無色混合氣體甲一定不含NO2,通過足量稀硫酸,氣體減少20mL,說明一定含有NH3,氨氣能被硫酸吸收;氣體通過足量過氧化鈉,氣體顏色變?yōu)榧t棕色,說明原混合氣體中含有NO、CO2,二氧化碳和過氧化鈉生成氧氣,氧氣和一氧化氮轉(zhuǎn)化為二氧化氮;用水吸收,最終得到酸性溶液,且?guī)缀鯚o氣體剩余,說明一定不含氮氣,氮氣不溶于水,所以甲中一定含有NH3、NO、CO2,故選A。4.D解析曲頸甑是原始的一種蒸餾燒瓶,它是一長彎頸、圓球體的蒸餾燒瓶,A正確;濃硝酸受熱易分解,分解生成二氧化氮溶解在硝酸中呈現(xiàn)黃色,B正確;硝酸鈉和濃硫酸反應(yīng)可以生成硝酸和硫酸氫鈉,反應(yīng)方程式為NaNO3+H2SO4(濃)NaHSO4+HNO3↑,C正確;硝酸見光易分解,所以應(yīng)避光保存,放在棕色試劑瓶,D錯誤。5.B解析最終生成的沉淀為Mg(OH)2和Cu(OH)2,則沉淀的質(zhì)量等于合金質(zhì)量加上與Mg2+、Cu2+結(jié)合的OH-的質(zhì)量。由于與金屬陽離子結(jié)合的OH-的物質(zhì)的量,就是金屬失去電子的物質(zhì)的量,根據(jù)得失電子守恒可知,金屬失去電子的物質(zhì)的量為4.48L22.4L·mol-1+0.336L22.4L·mol-1×2=0.6.答案(1)產(chǎn)生CO2,趕走裝置中的空氣,防止因NO與O2反應(yīng)生成NO2而產(chǎn)生干擾(2)Cu絲表面產(chǎn)生氣泡,稀硝酸液面上方仍為無色,溶液變藍(lán)3Cu+8H++2NO3-3Cu2++2NO↑+4H2(3)驗證NO的生成將注射器中的空氣推入E中,若氣體變?yōu)榧t棕色則說明生成了NO(4)防止倒吸7.D解析根據(jù)反應(yīng)4NO+3O2+2H2O4HNO3,消耗的氧氣為30mL×15=6mL,參與反應(yīng)的一氧化氮為8mL,最終剩余體積約為20mL+30mL-6mL-8mL=36mL,A項錯誤;在注射器中發(fā)生的反應(yīng)為2NO+O22NO2和3NO2+H2O2HNO3+NO,可以看出反應(yīng)均為氣體分子數(shù)減小,則活塞緩緩向左移動,B項錯誤;一氧化氮與氧氣發(fā)生反應(yīng)生成二氧化氮,二氧化氮與水發(fā)生反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮,可觀察到注射器內(nèi)氣體由無色變成紅棕色,最后變成無色,C項錯誤;據(jù)4NO+3O2+2H2O4HNO3,反應(yīng)的NO為8mL,可知c(HNO3)=n(NO)V=8mL×10-3L8.C解析將大氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為氮的化合物的過程叫氮的固定,A正確;途徑②中,N2轉(zhuǎn)化為NO,發(fā)生氧化反應(yīng),B正確;途徑①的反應(yīng)物是O2和N2,途徑②的反應(yīng)物是H2O和N2,反應(yīng)物不同,反應(yīng)的化學(xué)方程式不同,C錯誤;NO分子中含有極性共價鍵,是共價化合物,D正確。9.A解析①中發(fā)生反應(yīng)4HNO3(濃)4NO2↑+O2↑+2H2O,收集的氣體中O2的百分含量為20%,與空氣中O2的百分含量(約21%)接近,而空氣不能使帶火星的木條復(fù)燃,由此可推斷NO2能助燃,A正確;濃硝酸能與紅熱的木炭反應(yīng)生成NO2,不能證明濃硝酸具有不穩(wěn)定性,B錯誤;紅熱的木炭與試管中的氧氣反應(yīng)也能生成二氧化碳,C錯誤;②、③中生成的NO2溶于水后生成HNO3和NO,NO屬于污染性氣體,D錯誤。10.D解析利用銅與稀硝酸反應(yīng)生成NO,由于硝酸具有揮發(fā)性,制得的NO中會混有硝酸蒸氣和產(chǎn)生的NO2,故先通過裝置D除去揮發(fā)出的HNO3等酸性氣體,再通過F干燥,得到純凈干燥的NO,然后進(jìn)入E中與鐵粉反應(yīng),最后處理多余的NO,由于NaOH溶液不與NO反應(yīng),而濃硝酸可氧化NO生成NO2,先通過B氧化NO,再通過C吸收,故上述裝置的連接順序為a→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d,A正確;裝置E中NO被灼熱的鐵粉還原為N2,同時生成FeO,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NO+2Fe2FeO+N2,B正確;裝置D盛放的是水,其作用是除去揮發(fā)出的HNO3等酸性氣體,C正確;裝置B盛放的是濃硝酸,可以將NO氧化為NO2,便于氫氧化鈉溶液充分吸收,D錯誤。11.C解析①中產(chǎn)生NO2,②中產(chǎn)生NO,說明濃硝酸的得電子能力強,氧化性:稀硝酸<濃硝酸,A錯誤;1molCu消耗的濃硝酸中HNO3的物質(zhì)的量為4mol,消耗的稀硝酸中HNO3的物質(zhì)的量為83mol,由此可知溶解等量的銅消耗的濃硝酸更多,B錯誤;Ⅰ中溶液溶有二氧化氮,當(dāng)抽動針筒時壓強減小,二氧化氮從溶液中逸出,從而出現(xiàn)紅棕色,C正確;向外拉動注射器活塞時,①中溶液中溶解的二氧化氮逸出,會使溶液的顏色發(fā)生變化,D12.答案(1)紅棕色C+4HNO3(濃)4NO2↑+CO2↑+2H2O(2)溶液變?yōu)樗{(lán)色(3)防倒吸(4)AC(5)NO2NO1∶1解析碳與濃硝酸在加熱的條件下反應(yīng)生成二氧化碳和紅棕色的二氧化氮;裝置B可作安全瓶,可以防止液體倒吸;裝置C中二氧化氮與水反應(yīng)生成硝酸具有氧化性,能將碘離子氧化為碘單質(zhì);裝置D是集氣裝置,用于處理尾氣。(1)C和濃硝酸加熱反應(yīng)生成二氧化碳和二氧化氮,二氧化氮為紅棕色氣體,則可觀察到三頸燒瓶中氣體的顏色為紅棕色,產(chǎn)生該氣體的化學(xué)方程式是C+4HNO3(濃)4NO2↑+CO2↑+2H2O。(2)二氧化氮與水反應(yīng)生成硝酸具有氧化性,能將碘離子氧化為碘單質(zhì),淀粉溶液遇碘單質(zhì)變藍(lán),則反應(yīng)一段時間后可觀察到C中的現(xiàn)象為溶液變?yōu)樗{(lán)色。(3)裝置B的兩個導(dǎo)管都是短管,作為安全裝置,作用是防倒