2019高考化学第4章（非金属及其化合物）第4节氮及其重要化合物考点（3）硝酸讲与练（含解析）.doc

1、1非金属及其化合物李仕才第 四 节 氮 及 其 重 要 化 合 物 考点三 硝酸1硝酸的物理性质(1)纯硝酸为无色、有刺激性气味的液体。(2)硝酸沸点较低，易挥发，在空气中遇水蒸气形成白雾。(3)质量分数在 69%以上的硝酸称为浓硝酸。2硝酸的化学性质(1)不稳定性反应：4HNO 3 2H2O4NO 2O 2。= = = = = 或 光 照市售浓硝酸呈黄色的原因是：硝酸分解生成的 NO2溶解在硝酸里。硝酸保存在棕色试剂瓶中，置于冷暗处，不能用橡胶塞。(2)强氧化性不论浓、稀硝酸都有强氧化性，而且浓度越大氧化性越强。与金属反应。稀硝酸与铜反应的化学方程式：3Cu8HNO 3(稀)= =3Cu(N

2、O3)22NO4H 2O。浓硝酸与铜反应的化学方程式：Cu4HNO 3(浓)= =Cu(NO3)22NO 22H 2O。2与非金属反应。如浓硝酸与 C加热反应的化学方程式：C4HNO 3(浓) CO24NO 22H 2O。= = = = = 与还原性化合物反应。硝酸可氧化 H2S、SO 2、Na 2SO3、HI、Fe 2 等还原性物质。如稀硝酸与 FeSO4溶液反应的离子方程式：3Fe2 4H NO =3Fe3 NO2H 2O。3(3)硝酸的制法与用途判断正误(正确的打“” ，错误的打“”)1实验室里用锌粒与稀 HNO3反应制取 H2( )2铜与浓硝酸生成 NO2，而与稀硝酸反应生成更低价的氧

3、化物 NO，则氧化性：稀硝酸浓硝酸( )3将可调高度的铜丝伸入到稀 HNO3中溶液变蓝，说明 Cu与稀 HNO3发生置换反应( )4常温下，将 Al片放入浓硝酸中无明显现象，原因是 Al与浓硝酸不反应( )5浓硝酸、浓硫酸的浓度大，书写离子方程式时写分子式，不拆写为离子形式( )6硝酸可与 Na2S反应制得 H2S气体( )7在 1.0 mol/L的 KNO3溶液中，H 、Fe 2 、Cl 、SO 可以大量共存( )248磁性氧化铁溶于稀硝酸的离子方程式为 3Fe2 4H NO =3Fe3 NO2H 2O( 33 )9浓、稀硝酸都可使蓝色石蕊试纸最终变为红色。( )1质量分数达 98%以上的浓

4、硝酸称为“发烟硝酸” ， “烟”实为雾(硝酸小液滴)，体现了 HNO3的挥发性。2浓硝酸能使紫色石蕊溶液变红，加热褪色。在这一反应过程中浓硝酸表现出强酸性和强氧化性，可将红色物质氧化成无色物质。3王水(浓硝酸与浓盐酸体积比 13)可溶解金和铂。4NO 在酸性条件下的强氧化性：NO 在酸性条件下具有强氧化性，往往作为隐含3 3条件出现在试题中，在解题中往往被忽视而形成易错点。常见的隐含形式有：(1)在离子共存问题中，NO 在酸性条件下不与具有较强还原性的离子如3S2 、I 、Fe 2 等大量共存。(2)SO 的检验中不能用 HNO3酸化、不能用 Ba(NO3)2作沉淀剂，以防止 SO 的干24

5、23扰。(3)向 Ba(NO3)2溶液中通入还原性气体 SO2可得到 BaSO4沉淀。(4)向 Fe(NO3)2溶液中加入非氧化性酸，如盐酸，Fe 2 能被氧化为 Fe3 。(5)向过量铜与一定量硝酸反应后的混合物中加入非氧化性酸，铜能继续溶解。(6)向含还原性离子的酸性溶液中加入硝酸盐，还原性离子可被氧化。硝酸的性质41下列有关硝酸的化学性质的叙述中，正确的是( )A浓、稀硝酸都能使蓝色石蕊试纸最终变为红色B硝酸能与 FeO反应，只表现氧化性C硝酸可与 Na2S反应制得 H2S气体D浓硝酸因分解放出的 NO2又溶解于硝酸而呈黄色解析：硝酸是一种具有强氧化性的强酸，并且浓度越大，氧化性越强。浓

6、硝酸可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色，故 A错误；硝酸是一种强氧化性酸，可氧化许多还原性物质，因此硝酸与 Na2S反应不能生成 H2S，与 FeO反应时表现氧化性和酸性，所以 B、C 错误，D正确。答案：D2下列说法正确的是( )A投入铁片产生 H2的溶液中可大量存在 H 、Mg 2 、SO 、NO24 3B可用稀硝酸除去试管内壁上的银镜C1.0 molL 1 的 KNO3溶液中可大量存在 H 、Fe 2 、Cl 、SO 24D硫化铜溶于硝酸的离子方程式为 CuS2H =H2SCu 2解析：硝酸具有强氧化性，因而含有 NO 的酸性溶液不能与铁反应产生 H2，A 项错；3硝酸可溶解银，B 项正确；F

7、e 2 在稀 HNO3中不能大量存在，C 项错；硝酸与 CuS不能发生复分解反应，而是发生氧化还原反应，D 项错。答案：B3在通风橱中进行下列实验：下列说法不正确的是( )A中气体由无色变红棕色的化学方程式：2NOO 2=2NO25B中的现象说明 Fe表面形成致密的氧化层，阻止 Fe进一步反应C对比、中现象，说明稀 HNO3的氧化性强于浓 HNO3D针对中现象，在 Fe、Cu 之间连接电流计，可判断 Fe是否被氧化解析：A.铁放入稀 HNO3中发生反应 Fe4HNO 3=Fe(NO3)3NO2H 2O，NO 逸出，遇到 O2生成 NO2，气体由无色变为红棕色。B.铁放入浓 HNO3中，在常温下

8、会钝化，即在 Fe表面形成致密的氧化膜，阻止 Fe进一步反应。C.浓 HNO3的氧化性强于稀 HNO3。D.在铁、铜之间加一个电流计，根据电子的流向，可判断铁是否被氧化。若电子由铁移动到铜，则铁被氧化。答案：C4如图所示，向一定量的铁粉中加入一定体积 12 molL1 的硝酸并加热，待反应结束时，下列微粒在体系中一定大量存在的是( )NO Fe 3 H NO NO 23A B C D解析：Fe 与浓硝酸反应时，开始生成的还原产物是 NO2，并且若铁少量浓 HNO3足量时，还原产物只有 NO2；当浓 HNO3不足时，随反应进行浓 HNO3变为稀 HNO3，也会生成 NO；当铁过量时，氧化产物是

9、Fe2 ，当 HNO3过量时，氧化产物是 Fe3 。因产物有硝酸盐，故溶液中一定含有 NO 。3答案：B5将相同质量的铜分别与足量的浓硝酸、稀硝酸反应，下列叙述正确的是( )A硝酸浓度越大消耗的硝酸越少，产生的有毒气体也越少B反应中转移的电子总数稀硝酸少C试管内壁上的铜用浓硝酸除好，因反应速率快D两者用排水法收集的气体的体积相同解析：铜完全反应，在进行相关计算时以铜为标准，等质量的铜在反应中失去的电子数相同，生成的 Cu(NO3)2的量相同，浓硝酸被还原为 NO2，价态由5 降到4，每个氮原子只得 1个电子，稀 HNO3被还原时每个氮原子得到 3个电子，故被还原的浓硝酸多、稀硝酸少，生成 NO

10、2也比 NO多。用排水法收集气体时，3NO 2H 2O=2HNO3NO，故两种情况收6集到的气体一样多。答案：D6下列说法不正确的是( )A在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，再加入 Cu(NO3)2固体，铜粉仍不溶解B某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，该气体的水溶液一定显碱性C铜与稀硝酸反应的离子方程式为 3Cu8H 2NO =3Cu2 2NO4H 2O3DHNO 3 NO NO 2，以上各步变化均能通过一步实现解析：A 项中加入 Cu(NO3)2固体后，Cu 和 H 、NO 发生反应：33Cu8H 2NO =3Cu2 2NO4H 2O，该项不正确。3答案：A7下列有关铜与浓硝酸反应的说法中错误

11、的是( )AHNO 3是氧化剂，NO 2是还原产物B若 2 mol HNO3被还原，则反应中一定生成 22.4 L NO2气体C参加反应的硝酸中，被还原和未被还原的硝酸的物质的量之比是 11D硝酸在反应中既表现了强氧化性，又表现了酸性解析：没有指明温度和压强，无法确定气体摩尔体积，也就无法确定气体体积。答案：B8如图是用浓硝酸、铜片、水等试剂探究浓、稀硝酸的强氧化性并观察还原产物的实验装置。.浓硝酸的强氧化性实验将铜片置于具支试管的底部，在分液漏斗中加入约 5 mL浓硝酸，往具支试管中放入约2 mL浓硝酸，用排水法收集产生的气体。(1)写出具支试管中发生反应的化学方程式：_。(2)实验中观察到

12、能证明浓硝酸有强氧化性的现象是_。7.稀硝酸的强氧化性实验(3)上述反应完成后，欲进一步证明稀硝酸也具有强氧化性，紧接的简便、合理的实验操作是_。(4)能证明稀硝酸与铜反应产生 NO的实验现象是_(填写序号)。Ac 中收集到无色气体Bc 中收集到的无色气体接触空气后变为红棕色Cb 中产生的无色气体接触空气后变为红棕色.实验反思(5)利用该装置先进行铜与浓硝酸的反应，再进行铜与稀硝酸反应的实验，其好处是_。解析：.铜与浓硝酸反应的化学方程式为 Cu4HNO3(浓)= =Cu(NO3)22NO 22H 2O，实验中具支试管中溶液变蓝，且有红棕色气体产生。.向分液漏斗中加水将浓硝酸稀释后，可以继续进

13、行铜与稀硝酸反应的实验，这样可以利用 Cu与浓硝酸反应产生的 NO2排出具支试管中的空气，有利于观察铜与稀硝酸的反应产物。答案：(1)Cu4HNO 3(浓)= =Cu(NO3)22NO 22H 2O(2)铜片逐渐溶解，溶液变蓝，放出红棕色气体(3)往分液漏斗中加水稀释浓硝酸，打开活塞，放入稀硝酸(4)C(5)利用 Cu与浓硝酸反应生成的 NO2排出具支试管中的空气，有利于观察 Cu与稀硝酸的反应产物金属与硝酸反应的规律和计算81 HNO3与金属的反应规律(1)金属与 HNO3反应，不生成 H2，浓 HNO3一般被还原为 NO2，稀 HNO3一般被还原为NO，极稀的 HNO3与 Mg、Al、Fe

14、、Zn 等反应时，可被还原生成 NH4NO3，即 HNO3越稀，还原产物的价态越低。(2)硝酸与金属反应的一般通式：金属浓 HNO3 金属硝酸盐NO 2H 2O金属稀 HNO3 金属硝酸盐NOH 2O参加反应的 HNO3起酸性的 HNO3被还原的 HNO3，足量 Cu与 HNO3反应后溶液中含 NO，向其中加酸 Cu继续被氧化。3(3)足量的金属与一定量浓 HNO3反应时，随 HNO3浓度的降低，产物也发生改变。如：Cu 与浓 HNO3反应，若 Cu过量，开始 HNO3的还原产物为 NO2，但随着反应的进行，浓 HNO3变稀，稀 HNO3的还原产物为 NO，最终得到 NO2和 NO的混合气体。

15、(4)常温下，浓 HNO3可使 Fe、Al“钝化” ， “钝化”并非不反应，是因发生氧化还原反应在金属的表面生成一层致密的氧化膜阻止了反应的进一步发生。(5)铁与稀 HNO3反应，先生成 Fe(NO3)3，若 Fe过量，Fe(NO 3)3再与 Fe反应生成Fe(NO3)2。2 HNO3与金属反应的计算(1)思维模型(2)计算中守恒思想的应用原子守恒法HNO3与金属反应时，一部分 HNO3起酸的作用，以 NO 的形式存在于溶液中；一部分3作为氧化剂，转化为还原产物。这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的 HNO3中氮原子的物质的量。9得失电子守恒法HNO3与金属的反应属于氧化还原反应，HNO

16、 3中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量。电荷守恒法HNO3过量时反应后溶液中(不考虑 OH )则有：c(NO )c(H )nc(M n )(Mn 代表金属离子)。3离子方程式计算法金属与 H2SO4、HNO 3的混合酸反应时，由于硝酸盐中 NO 在 H2SO4提供 H 的条件下能3继续与金属反应，因此此类题目应用离子方程式来计算，先作过量判断，然后根据完全反应的金属或 H 或 NO 进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒。3138.4 g 铜跟适量的浓硝酸反应，铜全部作用后，共收集到气体 22.4 L(标准状况)，反应消耗的硝酸可能是( )A1.0 mol B1.6 molC2.2

17、 mol D2.4 mol解析：浓硝酸适量，在反应过程中变稀，实际上发生了两个反应：Cu4HNO 3(浓)=Cu(NO3)22NO 22H 2O,3Cu8HNO 3(稀)= =3Cu(NO3)22NO4H 2O，反应消耗的 HNO3包括起酸性作用和起氧化性作用的两部分，前者反应后以 Cu(NO3)2形式存在，后者被还原后生成 NO2、NO 气体，从两个方程式看出：Cu2HNO 3(酸)Cu(NO 3)2，HNO 3(氧化剂)NO 2(或 NO)，所以反应消耗的 HNO3的物质的量为：2 1.2 mol1 mol2.2 mol。38.4 g64 gmol 1 22.4 L22.4 Lmol 1答

18、案：C2将 Mg、Cu 组成的 m g混合物投入适量稀 HNO3中恰好完全反应，固体完全溶解时收集到的还原产物 NO气体为 0.896 L(标准状况)，向反应后的溶液中加入 2 mol/L NaOH溶液 60 mL时金属离子恰好沉淀完全，则形成沉淀的质量为( )A(m2.28) g B(m2.04) gC(m3.32) g D(m4.34) g解析：利用守恒法解答当金属离子恰好沉淀时，m(沉淀)m(金属)m(OH )，守恒的巧妙之处在于，n(OH )n(金属失去的电子)n(NO 得到的电子)30.896 L/22.4 Lmol1 0.12 mol，m(沉淀)m(金属)m(OH )m g0.12

19、 mol17 gmol1 (m2.04) g，B 正确。10答案：B3某稀溶液中含有 4 mol KNO3和 2.5 moL H2SO4，向其中加入 1.5 mol Fe，充分反应(已知 NO 被还原为 NO)。下列说法正确的是( )3A反应后生成 NO的体积为 28 LB所得溶液中 c(Fe2 )c(Fe 3 )11C所得溶液中 c(NO )2.75 molL 13D所得溶液中的溶质只有 FeSO4解析：A 项，未指明标准状况，无法计算 NO的体积；C 项，未指明溶液的体积，无法计算浓度；D 项，K 不会参与反应，因而溶质必定有 K2SO4；B 项，首先考虑酸性条件 Fe被氧化为 Fe3 ，

20、进行过程计算，H 不足，按 H 完全反应计算消耗 Fe和 NO 的物质的量：3Fe NO 4H =Fe3 NO2H 2O31.25 mol 1.25 mol 5 mol 1.25 mol剩余的 Fe再被 Fe3 氧化Fe 2Fe 3 =3Fe20.25 mol 0.5 mol 0.75 mol则剩余 n(Fe3 )1.25 mol0.5 mol0.75 mol则反应后溶液中 n(Fe2 )n(Fe 3 )0.75 mol，故 B正确。答案：B4取铜镁合金完全溶于浓硝酸中，反应过程中硝酸被还原只产生 0.896 L NO2气体和0.672 L N2O4气体(气体体积都已折算到标准状况)，在反应后

21、的溶液中加足量的氢氧化钠溶液，生成沉淀质量为 3.7 g。则合金中铜与镁的物质的量之比等于( )A11 B21C23 D32解析：生成 NO2和 N2O4转移电子的物质的量为 n(e )n(NO 2)n(N 2O4)20.1 mol。则有 n(Cu)n(Mg)0.05 mol,64 g/moln(Cu)24 g/moln(Mg)3.7 g1.7 g，解得：n(Cu)0.02 mol、n(Mg)0.03 mol，故 n(Cu)n(Mg)23，C 项正确。答案：C5铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和 NO2、N 2O4、NO 的混合气体，这些气体与 5.6 L O2(标准状况)混合后通入水中，

22、所有气体完全被水吸收生成硝酸。则消耗铜的质量为( )A16 g B32 gC64 g D无法计算解析：该题氮元素变化为硝酸 氮的氧化物 硝酸，所以题目中的反应可以看成11是铜与氧气的反应，其中硝酸为“催化剂” ，所以铜的物质的量为2 0.5 mol，即 32 g。5.6 L22.4 Lmol 1答案：B6有一稀硫酸和稀硝酸的混合酸，其中 H2SO4和 HNO3的物质的量浓度分别是 4 mol/L和 2 mol/L，取 10 mL此混合酸，向其中加入过量的铁粉，待反应结束后，可产生标准状况下气体的体积为(设反应中 HNO3被还原成 NO)( )A0.448 L B0.672 L C0.896 L

23、 D0.224 L解析：硫酸是二元强酸，硝酸是一元强酸，因此根据酸的浓度可知，10 mL 混合酸中含有氢离子的物质的量0.01 L24 mol/L0.01 L2 mol/L0.1 mol，硝酸根离子的物质的量0.01 L2 mol/L0.02 mol。反应中铁过量，则反应的离子方程式为3Fe2NO 8H =3Fe2 2NO4H 2O，如果氢离子过量则继续发生反应3Fe2H =Fe2 H 2。3Fe2NO 8H =3Fe2 2NO4H 2O30.02 mol 0.08 mol 0.02 mol因此反应后剩余氢离子的物质的量0.1 mol0.08 mol0.02 mol。所以继续发生下面的反应：F

24、e2H =Fe2 H 20.02 mol 0.01 mol则最终生成的气体的物质的量为 n(NO)n(H 2)0.02 mol0.01 mol0.03 mol，在标准状况下的体积为 V(NO)V(H 2)0.03 mol22.4 L/mol0.672 L。答案：B75.6 g Fe 全部溶于一定浓度、200 mL 的 HNO3溶液中，得到标准状况下的气体 2.24 L，测得反应后溶液中 NO 的浓度为 1.25 molL1 。若反应前后溶液体积变化忽略不计，3则下列有关判断错误的是( )A反应后溶液中铁元素以 Fe3 、Fe 2 形式存在B反应后的溶液最多还能溶解 2.8 g FeC2.24

25、L 气体可能是 NO、NO 2的混合气体D原 HNO3溶液的浓度为 1.75 molL1解析：n(Fe) 0.1 mol，n(NO )0.2 L1.25 molL 1 0.25 5.6 g56 gmol 1 3mol，所以 n(Fex )n(NO )12.5，则溶液中的 Fe以 Fe3 和 Fe2 的形式存在，A 正确；3设溶液中含 Fe(NO3)3 x mol，则有 3x(0.1x)20.25，解得 x0.05，结合122Fe3 Fe= =3Fe2 ，则还能溶解 Fe：56 gmol 1 0.05 mol 1.4 g，B 错误；Fe 与12HNO3反应时失去电子：0.05 mol3(0.10.05) mol20.25 mol，结合电子得失守恒和生成 n(NOx)2.24 L22.4 Lmol 10.1 mol，则 2.24 L气体为 NO和 NO2组成的混合气体，C 正确；n(HNO 3)0.25 mol0.1 mol0.35 mol，所以 c(HNO3) 1.75 molL 1 ，D 正确。0.35 mol0.2 L答案：B