2025年高考化學一輪復習（新高考版）大單元2 第5章　第22講　氮及其氧化物　硝酸

第22講氮及其氧化物硝酸[復習目標]1.了解氮及其氧化物的主要性質(zhì)及應用；了解氮氧化物對環(huán)境的影響。2.掌握硝酸的性質(zhì)及應用?？键c一氮及其氧化物1．氮的固定2．氮氣(1)物理性質(zhì)：無色無味的氣體，密度比空氣略小，難溶于水。(2)化學性質(zhì)(3)下列氮氣的用途敘述中，分別應用了氮氣的什么性質(zhì)？①文物館將貴重文物保存在氮氣中________。②氮氣是合成氨工業(yè)的重要原料________。③雷電是自然界重要的固氮方式________。④醫(yī)療上，液氮是常見的冷凍劑________。答案①N2的穩(wěn)定性②N2的氧化性③N2的還原性④N2的沸點低，液氮易汽化，且汽化吸收熱量3．氮的氧化物(1)氮有多種價態(tài)的氧化物，氮元素從＋1→＋5價都有對應的氧化物，如N2O、NO、N2O3、NO2(或N2O4)、N2O5，其中屬于酸性氧化物的是N2O3、N2O5。(2)NO和NO2的比較性質(zhì)NONO2色、味、態(tài)無色的氣體紅棕色、有刺激性氣味的氣體水溶性不溶于水易溶于水毒性有毒，大氣污染物之一有毒，大氣污染物之一與水反應不反應3NO2＋H2O=2HNO3＋NO與氧氣反應2NO＋O2=2NO2不反應思考已知液溴極易汽化成紅棕色的溴蒸氣，你能設計哪些簡單的實驗鑒別二氧化氮和溴蒸氣。提示方案一將氣體分別溶于盛有少量有機溶劑(如苯、四氯化碳)的試管中，溶液變橙紅色的是溴蒸氣，無變化的是NO2。方案二將氣體分別通入盛有少量水的試管中，溶液變黃的是溴蒸氣，無明顯現(xiàn)象的是NO2。方案三將氣體分別通入盛有少量硝酸銀溶液的試管中，產(chǎn)生淡黃色沉淀的是溴蒸氣，無明顯現(xiàn)象的是NO2。4．氮氧化物對環(huán)境的影響1．固氮反應一定屬于氧化還原反應()2．N2與O2在放電條件下直接化合成NO2()3．可用NO2與水反應制取硝酸，故NO2是酸性氧化物()4．NO2通入FeSO4溶液中始終無明顯現(xiàn)象()5．高溫、高壓、催化劑條件下氮氣與氫氣反應時，氮氣作還原劑()6．NO2溶于水時，NO2是氧化劑，水是還原劑()7．NO易溶于水，所以只能用排空氣法收集()8．將NH3在一定條件下轉(zhuǎn)化為尿素屬于氮的固定()答案1.√2.×3.×4.×5.×6.×7．×8.×一、氮在自然界中循環(huán)圖的理解1．自然界中氮的循環(huán)如圖所示。下列說法不正確的是()A．工業(yè)合成氨屬于人工固氮B．雷電作用下N2與O2發(fā)生了化學反應C．在氮的循環(huán)中不涉及氧化還原反應D．含氮無機物與含氮有機化合物可相互轉(zhuǎn)化答案C解析工業(yè)合成氨是氮氣和氫氣在高溫、高壓和催化劑條件下生成氨氣，屬于人工固氮，故A正確；雷電作用下N2與O2發(fā)生反應生成NO，故B正確；在氮的循環(huán)中，工業(yè)合成氨、雷電作用過程中N元素化合價均改變，涉及氧化還原反應，故C錯誤；含氮無機物與含氮有機化合物可相互轉(zhuǎn)化，如氨氣可合成尿素，故D正確。2．(2023·濟南高三模擬)下列關于自然界中氮循環(huán)(如圖)的說法錯誤的是()A．①和②均屬于氮的固定B．氫、氧元素也參與了自然界中的氮循環(huán)C．④中每生成1molNOeq\o\al(－,3)，消耗2molO2D．③和⑤過程中氮元素分別被還原和氧化答案D解析反應①將N2轉(zhuǎn)化為NO，屬于氮的固定，反應②屬于植物固氮，A正確；由圖示知，氮循環(huán)過程中涉及氫、氧元素，B正確；反應④是O2將NH3氧化為NOeq\o\al(－,3)，N元素化合價由－3價升高到＋5價，即生成1molNOeq\o\al(－,3)失去8mol電子，根據(jù)得失電子守恒可知每生成1molNOeq\o\al(－,3)需要消耗2molO2，C正確；反應③中NO被氧化為NOeq\o\al(－,3)，反應⑤中NOeq\o\al(－,3)被還原為N2，D錯誤。二、氮氧化物溶于水問題分析3．NO、NO2產(chǎn)生酸雨的過程可表示為(1)寫出該循環(huán)中兩步反應的化學方程式：①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________。(2)分別寫出NO或NO2與O2、H2O恰好反應完全轉(zhuǎn)化為HNO3的總化學方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________，________________________________________________________________________。(3)將盛有12mLNO2和O2的混合氣體的量筒倒立于水槽中，充分反應后，還剩余2mL無色氣體。①若剩余的氣體是________，則NO2、O2的體積分別是________。②若剩余的氣體是________，則NO2、O2的體積分別是________。答案(1)①2NO＋O2=2NO2②3NO2＋H2O=2HNO3＋NO(2)4NO＋3O2＋2H2O=4HNO34NO2＋O2＋2H2O=4HNO3(3)①O28mL、4mL②NO10.8mL、1.2mL解析(3)依據(jù)NO2與H2O的反應可知，剩余氣體只能是O2或NO。①若剩余O2，則按n(NO2)∶n(O2)＝4∶1恰好反應的氣體為10mL，V(NO2)＝10mL×eq\f(4,5)＝8mL，V(O2)＝12mL－2mL×3＝6mL，V(O2)＝6mL×eq\f(1,5)＝1.2mL，V(NO2)＝12mL－1.2mL＝10.8mL。三、廢氣中氮氧化物的治理4．(1)汽車尾氣中的CO、NOx在適宜溫度下采用催化轉(zhuǎn)化法處理，使它們相互反應生成參與大氣循環(huán)的無毒氣體。寫出NO被CO還原的化學方程式：___________________________。(2)用氨可將氮氧化物轉(zhuǎn)化為無毒氣體。如4NH3＋6NOeq\o(=,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))5N2＋6H2O，寫出氨氣轉(zhuǎn)化NO2的化學方程式：__________________________________________________________________，該反應中氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的質(zhì)量之比為__________。(3)工業(yè)尾氣中氮氧化物常采用堿液吸收法處理。①NO2被燒堿溶液吸收時，生成兩種鈉鹽，其物質(zhì)的量之比為1∶1，寫出該反應的化學方程式：____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②NO與NO2按物質(zhì)的量之比1∶1被足量NaOH溶液完全吸收后只得到一種鈉鹽，該鈉鹽的化學式是________________。③NO2、NO的混合氣體能被足量的燒堿溶液完全吸收的條件是n(NO2)________n(NO)，若不能完全吸收，你認為可以采取哪種最簡單的措施確保有害氣體被完全吸收：___________。答案(1)2CO＋2NOeq\o(=,\s\up7(催化劑))N2＋2CO2(2)8NH3＋6NO2eq\o(=,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))7N2＋12H2O4∶3(3)①2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2O②NaNO2③≥補充適量空氣5．亞硝酸鈣[Ca(NO2)2]是水泥混凝土外加劑的主要原料，可配制成混凝土防凍劑、鋼筋阻銹劑等。利用石灰乳和硝酸工業(yè)的尾氣(含NO、NO2)反應，既能凈化尾氣，又能獲得應用廣泛的Ca(NO2)2，其部分工藝流程如圖：(1)等物質(zhì)的量的NO與NO2被Ca(OH)2吸收，反應的化學方程式為______________________。(2)吸收時，采用氣—液逆流接觸吸收(尾氣從塔底進入，石灰乳從塔頂噴淋)，其目的是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)該工藝需控制NO和NO2的物質(zhì)的量之比接近1∶1，若n(NO)∶n(NO2)<1∶1，則會導致__________；若n(NO)∶n(NO2)>1∶1，則會導致____________________________________。(4)生產(chǎn)中需保持弱堿性，在酸性溶液中Ca(NO2)2會發(fā)生分解，產(chǎn)物之一是NO，其反應的離子方程式為_____________________________________________________________________。答案(1)NO＋NO2＋Ca(OH)2=Ca(NO2)2＋H2O(2)使NO、NO2與石灰乳充分接觸，加快吸收速率，提高吸收效率(3)產(chǎn)品中含有Ca(NO3)2NO不能完全吸收，污染空氣(4)3NOeq\o\al(－,2)＋2H＋=NOeq\o\al(－,3)＋2NO↑＋H2O廢氣中氮氧化物的脫硝方法(1)汽車尾氣一般用催化轉(zhuǎn)化法，在催化劑等條件下，將氮的氧化物轉(zhuǎn)化為N2。(2)硝酸工業(yè)尾氣一般采用堿液吸收法，將氮的氧化物轉(zhuǎn)化為化工原料或產(chǎn)品?？键c二硝酸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．化學性質(zhì)(1)不穩(wěn)定性反應：4HNO3eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5(或光照))2H2O＋4NO2↑＋O2↑。(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。①與金屬反應稀硝酸與銅反應的化學方程式：3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O；濃硝酸與銅反應的化學方程式：Cu＋4HNO3(濃)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。②與非金屬反應濃硝酸與C反應的化學方程式：C＋4HNO3(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。③與還原性化合物反應硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2＋等還原性物質(zhì)。稀硝酸與FeSO4溶液反應的離子方程式：3Fe2＋＋4H＋＋NOeq\o\al(－,3)=3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。(3)與有機物反應①硝化反應(與反應)：＋HNO3eq\o(→,\s\up7(濃硫酸),\s\do5(△))＋H2O。②顯色反應：含有苯環(huán)的蛋白質(zhì)遇到濃硝酸加熱后變黃色。1．常溫下，鐵、鋁在濃硝酸中的鈍化為化學變化()2．可用稀HNO3與FeS固體反應制取H2S()3．銅、碳分別與濃HNO3反應，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H2SO4中均不溶解，但能溶解在其混合液中()6．試管內(nèi)壁上的銀鏡可用稀HNO3除去，也可用氨水除去()7．濃HNO3和氯水均用棕色試劑瓶保存，其原理相同()8．濃HNO3濺到皮膚上，皮膚會變黃()答案1.√2.×3.×4.√5.√6.×7.√8.√一、硝酸性質(zhì)的實驗探究1．下列有關實驗操作、現(xiàn)象和解釋或結(jié)論都正確的是()實驗操作現(xiàn)象解釋或結(jié)論①過量的Fe粉中加入稀HNO3，充分反應后，滴入KSCN溶液溶液呈紅色稀HNO3將Fe氧化為Fe3＋②濃HNO3久置或光照變黃色HNO3不穩(wěn)定易分解③Al箔插入稀HNO3中無現(xiàn)象Al箔表面被HNO3氧化，形成致密的氧化膜④用玻璃棒蘸取濃HNO3點到藍色石蕊試紙上試紙先變紅后褪色濃HNO3具有酸性和強氧化性A.①②B．③④C．②③④D．②④答案D解析過量的Fe粉加入稀HNO3生成Fe2＋，加入KSCN溶液時顏色不變，故①錯誤；濃HNO3久置變黃是因為HNO3分解產(chǎn)生的NO2溶于HNO3，故②正確；Al箔遇濃HNO3鈍化，稀HNO3會使Al箔溶解，故③錯誤；濃硝酸具有酸性和強氧化性，可使藍色石蕊試紙先變紅后褪色，故④正確。2．下述實驗中均有紅棕色氣體產(chǎn)生，對比分析所得結(jié)論不正確的是()①②③A.由①中的紅棕色氣體，推斷產(chǎn)生的氣體一定是混合氣體B．紅棕色氣體不能表明②中木炭與濃硝酸產(chǎn)生了反應C．由③說明濃硝酸具有揮發(fā)性，生成的紅棕色氣體為還原產(chǎn)物D．③的氣體產(chǎn)物中檢測出CO2，由此說明木炭一定與濃硝酸發(fā)生了反應答案D解析①中濃HNO3受熱分解，發(fā)生反應4HNO3(濃)eq\o(=,\s\up7(△))4NO2↑＋O2↑＋2H2O，產(chǎn)生的氣體為混合氣體，故A正確；由①可知，濃硝酸受熱分解可生成紅棕色氣體NO2，所以“產(chǎn)生紅棕色氣體”不能說明②中木炭能與濃硝酸發(fā)生反應，故B正確；根據(jù)①和②，濃硝酸分解產(chǎn)生紅棕色NO2時需要加熱，所以濃硝酸具有揮發(fā)性才可與上方紅熱木炭接觸，同時，N元素化合價降低，所以生成的NO2為還原產(chǎn)物，故C正確；紅熱的木炭可與空氣中的O2反應生成CO2，故D錯誤。二、硝酸與金屬反應問題分析3．向一定量的濃硝酸中加入過量的銅片。(1)反應開始階段產(chǎn)生________色氣體，化學方程式為_________________________________。(2)反應進行一段時間后又產(chǎn)生無色氣體，此時的化學方程式為_________________________。(3)當溶解1.92gCu時，若只得到NO2、NO兩種氣體共1.12L(標準狀況)，計算反應消耗HNO3的物質(zhì)的量(寫出計算過程)：______________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)等反應停止后，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)被還原的n(HNO3)＝eq\f(1.12L,22.4L·mol－1)＝0.05mol；＝0.11mol(4)加入稀硫酸后，氫離子與原溶液中的硝酸根離子構(gòu)成HNO3，又能與過量的銅反應4．(2023·天津高三期末)向含xmolHNO3和ymolH2SO4的混合稀溶液中緩慢加入鐵粉，其氧化產(chǎn)物與所加鐵粉的物質(zhì)的量關系如圖所示：回答下列問題：(1)Oa段發(fā)生反應的離子方程式為_________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)dc段表示的是________(填“Fe2＋”或“Fe3＋”)物質(zhì)的量變化。(3)x＝________，y＝________。(4)反應至c點，可收集到標準狀況下的氣體為________L。答案(1)Fe＋NOeq\o\al(－,3)＋4H＋=Fe3＋＋NO↑＋2H2O(2)Fe2＋(3)0.10.2(4)3.36解析(3)在Oa段NOeq\o\al(－,3)完全轉(zhuǎn)化為NO，由離子方程式可得，n(NO)＝n(Fe3＋)＝0.1mol，即x＝0.1；c點溶質(zhì)為FeSO4，溶液中Fe2＋為0.2mol，即n(FeSO4)＝0.2mol，根據(jù)硫酸根離子守恒得，n(H2SO4)＝n(FeSO4)＝0.2mol，即y＝0.2。(4)Fe＋NOeq\o\al(－,3)＋4H＋=Fe3＋＋NO↑＋2H2O0.1mol0.1molFe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑0.1mol0.05mol所以V＝(0.1mol＋0.05mol)×22.4L·mol－1＝3.36L。金屬與硝酸反應計算的思維流程1．正誤判斷，正確的打“√”，錯誤的打“×”。(1)濃HNO3和稀HNO3與Cu反應的還原產(chǎn)物分別為NO2和NO，故稀HNO3氧化性更強(2021·河北，10D)()(2)向濃HNO3中插入紅熱的炭，產(chǎn)生紅棕色氣體，證明炭可與濃HNO3反應生成NO2(2021·山東，5C)()(3)將銅絲插入濃硝酸中，制備NO(2021·廣東，12A)()(4)1molSO3與1molNO2分別通入1L水中可產(chǎn)生相同濃度的H2SO4和HNO3(2022·重慶，3C)()答案(1)×(2)×(3)×(4)×2．(2023·山東，2)實驗室中使用鹽酸、硫酸和硝酸時，對應關系錯誤的是()A．稀鹽酸：配制AlCl3溶液B．稀硫酸：蔗糖和淀粉的水解C．稀硝酸：清洗附有銀鏡的試管D．濃硫酸和濃硝酸的混合溶液：苯的磺化答案D解析實驗室配制AlCl3溶液時向其中加入少量的稀鹽酸以抑制Al3＋水解，A不符合題意；蔗糖和淀粉水解時常采用稀硫酸作催化劑，B不符合題意；清洗附有銀鏡的試管用稀硝酸，反應原理為3Ag＋4HNO3(稀)=3AgNO3＋NO↑＋2H2O，C不符合題意；苯的磺化是苯和濃硫酸共熱生成苯磺酸的反應，故不需要用到濃硫酸和濃硝酸的混合溶液，D符合題意。3．(2022·江蘇，8)氮及其化合物的轉(zhuǎn)化具有重要應用。下列說法不正確的是()A．自然固氮、人工固氮都是將N2轉(zhuǎn)化為NH3B．侯氏制堿法以H2O、NH3、CO2、NaCl為原料制備NaHCO3和NH4ClC．工業(yè)上通過NH3催化氧化等反應過程生產(chǎn)HNO3D．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)”答案A解析自然固氮是將N2轉(zhuǎn)化為含氮化合物，不一定是轉(zhuǎn)化為NH3，比如大氣固氮是將N2轉(zhuǎn)化為NO，A錯誤；侯氏制堿法發(fā)生反應的化學方程式為H2O＋NH3＋CO2＋NaCl=NaHCO3↓＋NH4Cl，B正確；氮元素在自然界中既有游離態(tài)又有化合態(tài)，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正確。4．[2019·江蘇，16(2)②]NO和NO2的尾氣處理?？捎肗aOH溶液吸收，主要反應：NO＋NO2＋2OH－=2NOeq\o\al(－,2)＋H2O2OH－＋2NO2=NOeq\o\al(－,2)＋NOeq\o\al(－,3)＋H2O吸收后的溶液經(jīng)濃縮、結(jié)晶、過濾，得到NaNO2晶體，該晶體的主要雜質(zhì)是__________(填化學式，下同)；吸收后排放的尾氣含量較高的氮氧化物是__________。答案NaNO3NO課時精練1．二十四節(jié)氣是中國歷法的獨特創(chuàng)造。四月農(nóng)諺：“雷雨肥田”“雨生百谷”描述的都是節(jié)氣谷雨。下列元素在自然界中的轉(zhuǎn)化與“雷雨肥田”有關的是()A．KB．NC．PD．C答案B2．據(jù)研究，NO廣泛分布于生物體內(nèi)各組織中，可將積存在血管壁上的脂肪、膽固醇帶走，被稱為“血管清道夫”。下列說法中錯誤的是()A．NO極易與氧氣反應生成一種紅棕色氣體B．實驗室中，可利用銅與稀硝酸的反應制取NOC．人體吸入大量NO氣體，可以預防心血管疾病D．雷雨天氣，氮氣和氧氣能生成NO答案C3．硝酸被稱為“國防工業(yè)之母”，是因為它是制取炸藥的重要原料。下列實驗事實與硝酸性質(zhì)對應不準確的一組是()A．硝酸能與FeO反應——酸性和氧化性B．不能用稀硝酸與鋅反應制氫氣——強氧化性C．要用棕色試劑瓶盛裝濃硝酸——不穩(wěn)定性D．能使滴有酚酞的氫氧化鈉溶液紅色褪去——強氧化性答案D解析D項中“滴有酚酞的氫氧化鈉溶液紅色褪去”，其褪色的原因可能是硝酸的強氧化性把酚酞氧化而褪色，但也有可能是硝酸與氫氧化鈉發(fā)生中和反應，究竟是哪個原因，還需要實驗驗證，D項不準確。4．(2023·海口高三聯(lián)考)下列關于氮及其化合物的探究，結(jié)論和解釋正確的是()操作和現(xiàn)象結(jié)論和解釋A銅絲溶解于稀HNO3，生成無色氣體金屬能與強酸反應置換出氫氣BNH3能使熱的氧化銅產(chǎn)生紅色物質(zhì)NH3有還原性CN2與H2混合加熱不反應N的非金屬性弱DNO2被NaOH溶液吸收NO2是酸性氧化物答案B解析銅絲溶解于稀HNO3，生成硝酸銅、NO和水，無色氣體為NO，不會生成氫氣，故A錯誤；NH3能使熱的氧化銅產(chǎn)生紅色物質(zhì)，原理是3CuO＋2NH3eq\o(=,\s\up7(△))N2＋3Cu＋3H2O，說明氨氣具有還原性，故B正確；N2與H2混合，在催化劑、高溫、高壓的條件下反應生成氨氣，沒有催化劑時加熱反應速率慢，生成物的含量少，但不能說明N的非金屬性弱，故C錯誤；NO2被NaOH溶液吸收，生成硝酸鈉、亞硝酸鈉和水，發(fā)生歧化反應，體現(xiàn)NO2的氧化性和還原性，沒有體現(xiàn)酸性，故D錯誤。5．某集氣瓶內(nèi)裝有紅棕色氣體，加入足量蒸餾水后蓋上玻璃片振蕩，得橙黃色溶液，氣體顏色消失；再打開玻璃片后，瓶中氣體又變?yōu)榧t棕色，則該氣體可能是()A．N2、NO2、Br2(g) B．NO2、NO、N2C．NO2、NO、O2 D．N2、O2、Br2(g)答案A解析溴蒸氣和二氧化氮氣體均呈紅棕色，所以至少含有溴蒸氣和二氧化氮氣體中的一種；溴水為橙黃色，所以含有溴蒸氣；再打開玻璃片后，瓶中氣體又變?yōu)榧t棕色，說明有一氧化氮存在，二氧化氮在水溶液中發(fā)生氧化還原反應生成硝酸和一氧化氮無色氣體，再打開玻璃片后，一氧化氮遇到氧氣迅速變?yōu)槎趸?，所以至少還存在二氧化氮或NO氣體中的一種。6．(2022·北京，12)某MOFs的多孔材料剛好可將N2O4“固定”，高能選擇性吸附NO2。廢氣中的NO2被吸附后，經(jīng)處理能全部轉(zhuǎn)化為HNO3。原理示意圖如下。已知：2NO2(g)N2O4(g)ΔH＜0下列說法不正確的是()A．溫度升高時不利于NO2吸附B．多孔材料“固定”N2O4，促進2NO2(g)N2O4(g)平衡正向移動C．制備HNO3的原理為：2N2O4＋O2＋2H2O=4HNO3D．每制備0.4molHNO3，轉(zhuǎn)移電子數(shù)約為6.02×1022答案D解析二氧化氮轉(zhuǎn)化為四氧化二氮的反應為放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，不利于NO2的吸附，故A正確；四氧化二氮被固定后，四氧化二氮的濃度減小，二氧化氮轉(zhuǎn)化為四氧化二氮的平衡向正反應方向移動，故B正確；由題意可知，被固定后的四氧化二氮與氧氣和水反應生成硝酸，反應的化學方程式為2N2O4＋O2＋2H2O=4HNO3，故C正確；四氧化二氮轉(zhuǎn)化為硝酸時，生成1mol硝酸，反應轉(zhuǎn)移1mol電子，則每制備0.4mol硝酸，轉(zhuǎn)移電子數(shù)約為0.4NA，即2.408×1023，故D錯誤。7．(2022·湖南，9)科學家發(fā)現(xiàn)某些生物酶體系可以促進H＋和e－的轉(zhuǎn)移(如a、b和c)，能將海洋中的NOeq\o\al(－,2)轉(zhuǎn)化為N2進入大氣層，反應過程如圖所示。下列說法正確的是()A．過程Ⅰ中NOeq\o\al(－,2)發(fā)生氧化反應B．a(chǎn)和b中轉(zhuǎn)移的e－數(shù)目相等C．過程Ⅱ中參與反應的n(NO)∶n(NHeq\o\al(＋,4))＝1∶4D．過程Ⅰ→Ⅲ的總反應為NOeq\o\al(－,2)＋NHeq\o\al(＋,4)=N2↑＋2H2O答案D解析過程Ⅰ中NOeq\o\al(－,2)轉(zhuǎn)化為NO，氮元素化合價由＋3價降低到＋2價，NOeq\o\al(－,2)得電子，發(fā)生還原反應，A錯誤；過程Ⅰ為NOeq\o\al(－,2)在酶1的作用下轉(zhuǎn)化為NO和H2O，反應的離子方程式為NOeq\o\al(－,2)＋2H＋＋e－eq\o(=,\s\up7(酶1))NO↑＋H2O，過程Ⅱ為NO和NHeq\o\al(＋,4)在酶2的作用下發(fā)生氧化還原反應生成H2O和N2H4，反應的離子方程式為NO＋NHeq\o\al(＋,4)＋3e－＋2H＋eq\o(=,\s\up7(酶2))H2O＋N2H4，兩過程轉(zhuǎn)移電子數(shù)目不相等，B錯誤；由過程Ⅱ的反應方程式可知n(NO)∶n(NHeq\o\al(＋,4))＝1∶1，C錯誤；過程Ⅲ為N2H4轉(zhuǎn)化為N2和4H＋、4e－，反應的離子方程式為N2H4=N2↑＋4H＋＋4e－，所以過程Ⅰ→Ⅲ的總反應為NOeq\o\al(－,2)＋NHeq\o\al(＋,4)=N2↑＋2H2O，D正確。8．下列裝置或操作不能達到相應實驗目的的是()ABCD生成NO2收集NO2吸收NO2尾氣使NO2充分轉(zhuǎn)化為HNO3答案B解析濃硝酸和銅反應生成硝酸銅、水和NO2，A正確；NO2的密度比空氣大，應用向上排空氣法收集，即導氣管應長進短出，B錯誤；NO2可以和NaOH溶液反應得到可溶性鹽，所以可以用NaOH溶液處理尾氣，C正確；試管中發(fā)生反應：4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3，可以使NO2充分轉(zhuǎn)化為HNO3，D正確。9．(2023·湖北宜昌模擬)由N2制備HNO3的工藝流程如圖所示(反應條件及部分反應物已略去)，下列說法正確的是()N2eq\o(→,\s\up7(),\s\do5(①))NH3eq\o(→,\s\up7(),\s\do5(②))NOeq\o(→,\s\up7(),\s\do5(③))NO2eq\o(→,\s\up7(),\s\do5(④))HNO3A．①中N2發(fā)生氧化反應B．②需要加入還原劑才能實現(xiàn)C．46gNO2與足量水反應，轉(zhuǎn)移eq\f(2,3)mole－D．常溫下，Al在稀HNO3中鈍化答案C解析由轉(zhuǎn)化關系可知，①中氮元素化合價降低被還原，發(fā)生還原反應，A錯誤；②中氮元素化合價升高被氧化，需要加入氧化劑才能實現(xiàn)，B錯誤；④中發(fā)生的反應為3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，則46g二氧化氮與足量水反應，轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量為eq\f(46g,46g·mol－1)×eq\f(2,3)＝eq\f(2,3)mol，C正確；常溫下，Al在濃硝酸中發(fā)生鈍化，D錯誤。10．一定溫度下，探究銅與稀HNO3反應過程如下：下列說法不正確的是()A．過程Ⅰ中生成無色氣體的離子方程式是3Cu＋2NOeq\o\al(－,3)＋8H＋=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2OB．步驟Ⅲ反應速率比Ⅰ快的原因是NO2溶于水，使c(HNO3)增大C．由實驗可知，NO2對該反應具有催化作用D．當活塞不再移動時，再抽入空氣，銅可以繼續(xù)溶解答案B解析B項，步驟Ⅲ中硝酸的濃度沒有Ⅰ中大，因為部分硝酸轉(zhuǎn)化成了一氧化氮，因此反應速率比Ⅰ快的原因不可能是c(HNO3)增大，錯誤；C項，由實驗可知，步驟Ⅲ反應速率比Ⅰ快，說明NO2對該反應具有催化作用，正確；D項，當活塞不再移動時，再抽入空氣，一氧化氮與氧氣反應生成二氧化氮，二氧化氮溶于水生成硝酸，能夠與銅繼續(xù)反應，正確。11．某同學做“FeSO4被HNO3氧化”的實驗，發(fā)現(xiàn)溶液變?yōu)樯钭厣２孪肟赡苁巧傻腘O2或NO與Fe2＋或Fe3＋反應，使溶液變?yōu)樯钭厣?，設計下列裝置探究。下列說法錯誤的是()A．先檢查裝置氣密性，加入藥品后，關閉c，打開a和b，再通入一段時間N2B．關閉a、c，打開b及分液漏斗活塞，反應后丙中溶液變?yōu)樯钭厣?，丁中溶液無明顯變化，證明NO與Fe2＋反應C．甲中反應一段時間后，更新丙、丁中試劑，關閉a和b，打開c，反應后丙中溶液變?yōu)樯钭厣?，丁中溶液無明顯變化，證明NO2也可與Fe2＋反應D．該實驗的缺陷是缺少尾氣處理裝置答案C解析先檢查裝置氣密性，加入藥品后，為防止裝置中的氧氣影響實驗結(jié)果，需關閉c，打開a和b，通入一段時間氮氣，將裝置內(nèi)的空氣排盡，故A正確；關閉a、c，打開b及分液漏斗活塞，濃硝酸與Cu反應生成NO2，NO2通入水中與水反應生成NO，NO進入丙和丁后，丙中含亞鐵離子的溶液變?yōu)樯钭厣?，而丁中無明顯變化，說明NO與Fe2＋反應，故B正確；反應，故C錯誤；實驗中未反應的NO2和NO會污染空氣，需要尾氣處理裝置，故D正確。12.某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL，平均分成兩份。向其中一份中逐漸加入銅粉，最多能溶解9.6gCu。向另一份中逐漸加入鐵粉，產(chǎn)生氣體的量隨鐵粉質(zhì)量增加的變化如圖所示(已知硝酸只被還原為NO氣體)。下列分析錯誤的是()A．原混合酸中NOeq\o\al(－,3)的物質(zhì)的量為0.1molB．OA段產(chǎn)生的是NO，AB段的反應為Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，BC段產(chǎn)生的是氫氣C．第二份溶液中的最終溶質(zhì)是FeSO4D．稀硫酸濃度為2.5mol·L－1答案A解析鐵粉既能與硝酸反應，也能與硫酸反應，從題圖看出OA段產(chǎn)生的是NO，發(fā)生反應為Fe＋4H＋＋NOeq\o\al(－,3)=Fe3＋＋NO↑＋2H2O，AB段的反應為Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，BC段產(chǎn)生的是氫氣，反應為Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑，可知OA段NOeq\o\al(－,3)完全反應，第二份溶液中n(NOeq\o\al(－,3))＝n(Fe)＝eq\f(5.6g,56g·mol－1)＝0.1mol，溶液中最終溶質(zhì)為FeSO4，此時反應的鐵的質(zhì)量是14.0g(即0.25mol)，故原混合酸中H2SO4濃度為eq\f(0.25mol,0.1L)＝2.5mol·L－1，NOeq\o\al(－,3)物質(zhì)的量為0.2mol。13．科學家研究發(fā)現(xiàn)含氮化合物和含硫化合物在形成霧霾時與大氣中氨有關，轉(zhuǎn)化關系如圖所示：回答下列問題：(1)從物質(zhì)分類的角度看，圖中的物質(zhì)屬于酸性氧化物的有__________(寫化學式)。(2)寫出SO2轉(zhuǎn)化為SO3的化學方程式：______________________________________________________________________________________________________________________________。(3)工業(yè)上合成氨的化學方程式為__________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)實驗室長期保存濃硝酸需使用棕色試劑瓶，并放置在陰涼處，其原因為________________________________________________________________________________(用化學方程式表示)。(5)氨與一氧化氮(NO)在一定條件下反應可生成對空氣無污染的物質(zhì)，該反應的化學方程式為_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)SO2、SO3、N2O5(2)2SO2＋O2eq\o(,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))2SO3(3)N2＋3H2eq\o(,\s\up7(高溫、高壓),\s\do5(催化劑))2NH3(4)4HNO3eq\o(=,\s\up7(光照))4NO2↑＋O2↑＋2H2O(5)6NO＋4NH3eq\o(=,\s\up7(一定條件))5N2＋6H2O解析(1)酸性氧化物是能與堿反應得到鹽和水的氧化物，符合要求的有SO2、SO3和N2O5。(5)氨氣中的氮為－3價，一氧化氮中的氮為＋2價，因此二者可以在一定條件下發(fā)生歸中反應得到氮氣：6NO＋4NH3eq\o(=,\s\up7(一定條件))5N2＋6H2O。14．某學習小組為探究濃、稀硝酸氧化性的相對強弱，按如圖所示裝置進行實驗(夾持儀器已略去)。實驗表明濃硝酸能將NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO，由此得出的結(jié)論是濃硝酸的氧化性強于稀硝酸?？蛇x藥品：濃硝酸、3mol·L－1稀硝酸、蒸餾水、濃硫酸、氫氧化鈉溶液及二氧化碳。已知：氫氧化鈉溶液不與NO反應，能與NO2反應：2NO2＋2NaOH=NaNO3