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第五章 化工生产中的重要非金属元素
第2节 氮及其化合物
（第3课时 硝酸、酸雨及防治 ）
一、选择题
1．氮元素被氧化的反应是
A．工业合成氨 B．实验室检验
C．常温下浓硝酸使铁钝化 D．闪电时空气中产生NO
【答案】D
【详解】
A．工业上是用N 与H 在高温、高压、催化剂条件下合成氨，在该反应过程中N元素化合
2 2
价降低，得到电子被还原，A不符合题意；
B．实验室检验 的方法是将铵盐与碱共热发生复分解反应产生NH ，根据NH 能够使
3 3
湿润的红色石蕊试纸变为蓝色检验，在这个过程中元素化合价不变，因此没有发生氧化还
原反应，B不符合题意；
C．常温下浓硝酸使铁钝化，是浓硝酸将铁氧化为Fe O，浓硝酸中的N得到电子被还原为
3 4
NO 气体，氮元素发生的是还原反应，C不符合题意；
2
D．闪电时空气中N 与O 在电火花作用下产生NO，N元素化合价升高，失去电子被氧化，
2 2
D符合题意；
故合理选项是D。
2．氨能被氧气氧化，经一系列反应得到硝酸。分析如图实验所得结论错误的是（ ）
A．浓氨水具有挥发性
B．浓氨水中含有NH •HO
3 2C．若Pt丝始终保持红热，则该反应放热
D．锥形瓶口有少量红棕色气体出现，图中反应为：4NH +7O 4NO +6H O
3 2 2 2
【答案】D
【解析】
A．浓氨水具有挥发性，挥发产生的氨气能不断与铂丝接触被催化氧化，A项正确；
B．浓氨水中的主要成分为 ，B项正确；
C．若铂丝始终保持红热，证明该反应放热，放出的热量保持铂丝红热，C项正确；
D．氨的催化氧化直接得到的是 而不是 ，D项错误；
答案为D
3．实验室模拟氨催化氧化法制硝酸的装置如图所示（无水CaCl 可用于吸收氨气），下列
2
说法错误的是
A．装置①、②、⑤依次盛装碱石灰、无水CaCl 、NaOH溶液
2
B．装置③中气体呈红棕色
C．装置④中溶液可使紫色石蕊溶液变红，说明有HNO 生成
3
D．通空气的主要作用是鼓出氨气，空气可用N 代替
2
【答案】D
【解析】
空气通入浓氨水后，氨气和氧气的混合气体经过干燥后进入装有催化剂的硬质玻璃管，发
生催化氧化，4NH + 5O 4NO + 6H O，生成的气体经过无水CaCl ，除去氨气和
3 2 2 2
水蒸气，在装置③中NO与空气中的氧气反应生成NO ，并收集，④中的水可以吸收排出
2
的二氧化氮，尾气中的NO在⑤中被吸收，防止污染，因此⑤中可以选用氢氧化钠溶液，
据此分析解答。A．根据上述分析，装置①、②、⑤依次盛装碱石灰、无水CaCl 、NaOH溶液，故A正确；
2
B．装置③NO被氧化生成NO ，气体呈红棕色，故B正确；
2
C．装置④中发生3NO + H O =2HNO + NO，溶液显酸性，可使紫色石蕊溶液变红，故C
2 2 3
正确；
D．通空气的主要作用是鼓出氨气并提供氧气，空气不能用N 代替，故D错误；
2
故选D。
4．硝酸被称为“国防工业之母”是因为它是制取炸药的重要原料。下列实验事实与硝酸性质
不相对应的一组是（ ）
A．浓硝酸使紫色石蕊试液先变红后褪色——酸性和强氧化性
B．不能用稀硝酸与锌反应制氢气——强氧化性
C．要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性
D．能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去——强氧化性
【答案】D
【解析】
A. 浓硝酸使紫色石蕊试液先变红，表现出酸性；后褪色，表现出强氧化性，正确。
B. 不能用稀硝酸与锌反应制氢气，因为硝酸具有强氧化性，被锌还原生成氮氧化物等，而
不生成氢气，正确。
C. 要用棕色瓶盛装浓硝酸，因为浓硝酸具有光的不稳定性，正确。
D. 能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去，可能是硝酸表现出强氧化性，将酚酞氧化而褪
色；也可能是硝酸表现出酸性，中和了氢氧化钠的碱性，酚酞在中性溶液中呈无色，错误。
故选D。
5．对于硫酸和硝酸的比较中，下列叙述不正确的是（ ）
A．冷的浓硫酸和浓硝酸都可以用铝、铁的容器盛装 B．稀硫酸和稀硝酸都具有氧化性
C．浓硫酸和浓硝酸都具有很强的腐蚀性、脱水性 D．硫酸和硝酸都是重要的化工原料
【答案】C
【解析】
A. 铝、铁与冷的浓硫酸和浓硝酸发生的钝化，因此冷的浓硫酸和浓硝酸都可以用铝、铁的
容器盛装，故A正确；
B. 稀硫酸和稀硝酸都具有氧化性，稀硫酸和金属反应生成氢气，表现氧化性，稀硝酸和金
属反应生成硝酸盐和一氧化氮表现氧化性，故B正确；
C. 浓硫酸和浓硝酸都具有很强的腐蚀性，浓硫酸具有脱水性，浓硝酸不具有，故C错误；D. 化工生产中用硝酸、硫酸生产化肥、农药、炸药、燃料，金属加工前的酸洗等，故D
正确。
综上所述，答案为C。
6．化学反应中，有时存在“一种物质过量，另一种物质仍不能完全反应”的特殊情况。下列
反应中不属于这种情况的是
A．过量的稀硝酸和铁反应 B．常温下过量的浓硝酸与铝块
C．加热下过量的二氧化锰与浓盐酸 D．加热条件下过量的铜与浓硫酸
【答案】A
【解析】
A．过量稀硝酸与铁反应生成硝酸铁和NO，所以不存在稀硝酸过量，铁不完全反应的情况，
故A选；
B．常温下，Al和浓硝酸发生钝化现象而导致铝、浓硝酸都不完全反应，所以存一种物质
过量，另一种物质仍不能完全反应的情况，故B不选；
C．MnO 与浓盐酸在加热条件下反应生成氯气，MnO 和稀盐酸不反应，所以存在一种物
2 2
质过量，另一种物质仍不能完全反应的情况，故C不选；
D．加热条件下，Cu和浓硫酸反应，Cu和稀硫酸不反应，所以存在一种物质过量，另一种
物质仍不能完全反应的情况，故D不选；
故选A。
7．（2021·重庆复旦中学高一期中）相同质量的四份铜片，分别置于足量的下列酸中，在
一定条件下反应，所得到的气体的物质的量最多的是( )
A．浓硫酸 B．稀硫酸 C．浓硝酸 D．稀硝酸
【答案】C
【解析】
设金属Cu均为1mol，则
A．Cu+2H SO (浓) CuSO +SO↑+2H O，1molCu完全反应，生成1mol气体；
2 4 4 2 2
B．由铜在金属活动性顺序表中的位置可知，铜不可以和非氧化性酸反应产生H，即铜和
2
稀硫酸不反应；
C．由Cu+4HNO (浓)=Cu(NO)+2NO↑+2H O，1molCu完全反应，生成2mol气体；
3 3 2 2 2
D．由3Cu+8HNO (稀)=3Cu(NO)+2NO↑+4HO，1molCu完全反应生成气体 mol；
3 3 2 2
故相同质量的四份铜片与足量的酸反应，所得到的气体的物质的量最多的是浓HNO；
3答案选C。
8．在100mL混合液中，HNO 和HSO 物质的量浓度分别是0.4mol/L和0.1mol/L，向该
3 2 4
混合液中加入1.92gCu粉，加热充分反应后，所得溶液中Cu2+的物质的量浓度是（ ）
A．0.15 mol/L B．0.3 mol/L C．0.1 mol/L D．0.225 mol/L
【答案】D
【解析】
溶液中的氢离子包括硝酸电离和硫酸电离的，因为硝酸和硫酸都是强酸，所以溶液中的氢
离子的物质的量为：0.4mol/L×0.1L+0.1mol/L×0.1L×2=0.06mol，硝酸根离子的物质的量为：
0.4mol/L×0.1L=0.04mol，1.92gCu的物质的量为： ，则3Cu+8H++NO-
3
=2NO↑+3Cu2++4H O，结合氢离子、铜、硝酸根离子的物质的量和铜与稀硝酸反应的离子
2
方程式可知，氢离子的物质的量不足，根据氢离子的物质的量计算，反应中有0.06mol氢
离子参加反应，则参加反应的铜的物质的量为：0.06：n(Cu) = 8：3，n(Cu) =0.0225mol，
则反应生成Cu2+的物质的量为0.0225mol，故所得溶液中Cu2+的物质的量浓度是
，D符合题意；
答案选D。
9．用如图中装置进行实验，实验一段时间后，现象与预测不一致的是
①中物质 ②中物质 实验预测
A 浓氨水 酚酞试液 ②中溶液变为红色
B 浓硝酸 淀粉KI溶液 ②中溶液变为蓝色
C 浓盐酸 浓氨水 大烧杯中有白烟
D 饱和的亚硫酸溶液 稀溴水 ②中无明显变化
A．A B．B C．C D．D【答案】D
【解析】
A．浓氨水具有挥发性，氨气溶于水形成氨水，氨水显示碱性，使得酚酞溶液变为红色，
现象与预测一致，故A不选；
B．浓硝酸具有挥发性和强氧化性，能将碘离子氧化为碘单质，淀粉遇到单质碘显示蓝色，
现象与预测一致，故B不选；
C．浓盐酸具有挥发性和酸性，能和氨气之间发生反应，产生氯化铵固体，大烧杯中有白
烟，现象与预测一致，故C不选；
D．饱和亚硫酸不稳定分解产生二氧化硫，二氧化硫能和溴水发生氧化还原反应生成硫酸
和氢溴酸，所以溴水的颜色会褪去，现象与预测不一致，故D选；
答案选D。
10．下列说法错误的是
A．空气中的SO 溶于水，最终形成酸雨
2
B．汽车排放的尾气、硝酸厂和化肥厂的废气都含有氮氧化物
C．工业废水任意排放是造成酸雨的主要原因
D．为了减少酸雨的形成，可对燃料进行脱硫处理
【答案】C
【解析】
A．SO 与水反应生成亚硫酸，亚硫酸能被氧化为硫酸，形成酸雨，故A正确；
2
B．汽车排放的尾气、硝酸厂和化肥厂的废气都含有氮元素，含有氮氧化物，故B正确；
C．工业废水任意排放引起江河湖泊污染，与酸雨无关，故C错误；
D．燃料脱硫可减少二氧化硫的排放，为了减少酸雨的形成，可对燃料进行脱硫处理，故
D正确；
答案选C。
12．下列关于浓硝酸的说法正确的是（ ）
A．难挥发 B．常温下不能氧化铜
C．应保存在无色细口瓶中 D．常温下能使铝片钝化
【答案】D
【解析】
A．硝酸是挥发性酸，浓硝酸易挥发，故A错误；
B．常温下浓硝酸能和铜反应生成硝酸铜、二氧化氮、水，常温下能氧化铜单质，故B错误；
C．浓硝酸见光易分解，应保存在棕色细口瓶中，故C错误；
D．浓硝酸具有强氧化性，常温下能使铁、铝钝化，故D正确；
答案选D。
二、非选择题
13．铜与稀硝酸反应 ，氧化剂是_______，氧化
产物是_______，3个Cu参加反应转移_______个电子，HNO 在该反应中体现_______性质。
3
(填“氧化性”、“还原性”、“酸性”)
【答案】HNO Cu(NO ) 6 氧化性、酸性
3 3 2
【解析】
在该反应中N元素化合价由反应前HNO 中的+5价变为反应后NO中的+2，化合价降低，
3
得到电子被还原，所以HNO 作氧化剂；Cu元素化合价由反应前Cu单质的0价变为反应
3
后Cu(NO ) 中的+2价，化合价升高，失去电子被氧化，所以Cu为还原剂，Cu(NO ) 是氧
3 2 3 2
化产物；在反应中Cu由单质0价变为Cu(NO ) 中的+2价，化合价升高2价，每1个Cu发
3 2
生反应转移2个电子，则3个Cu参加反应转移6个电子，在该反应中HNO 作氧化剂，表
3
现氧化性；同时有部分HNO 反应后仍以+5价的 形式存在，与Cu2+结合形成
3
Cu(NO )，又表现酸性，故该反应中HNO 的作用体现氧化性、酸性。
3 2 3
14．工业上可以废铜屑为原料制备硝酸铜，下列4种方法中，适宜采用的是哪一种
________？请从节约原料和环境保护的角度说明原因_________。
①
②
③
④
【答案】③ ③先将铜单质氧化得到氧化铜，再与稀硝酸反应得到硝酸铜和水，没有浪
费原料，也没有生成其它有害物质；①、②和④铜单质与浓稀硝酸或浓硫酸反应都会生成
氮氧化物或硫氧化物气体，浪费了原料，还需后续处理，不然会污染环境。【详解】
工业上可以废铜屑为原料制备硝酸铜，方法①和方法②铜单质与浓稀硝酸反应都会生成氮
氧化物气体，浪费了原料，还需后续处理，不然会污染环境；方法④用到浓硫酸，与铜单
质反应生成了二氧化硫气体，浪费原料，污染环境；最优方案是方法③，先将铜单质氧化
得到氧化铜，再与稀硝酸反应得到硝酸铜和水，没有浪费原料，也没有生成其它有害物质。
15．利用下图所示装置进行铜与硝酸反应的实验。
（1）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：___________。
（2）使用稀硝酸进行实验：反应开始后，铜丝逐渐变细，有气泡产生，溶液变蓝。
①铜与稀硝酸反应的离子方程式为___________。
②实验中观察到试管中的气体略有红棕色，其原因是___________(用化学方程式表示)。
（3）使用浓硝酸进行实验：反应剧烈进行，铜丝逐渐变细，溶液变绿，试管上方出现红棕
色气体。
①铜与浓硝酸反应的化学方程式为___________。
②某同学推测反应后溶液呈绿色的原因是 在溶液中达到饱和， 的饱和溶液呈黄色，
硝酸铜溶液呈蓝色，两者混合后呈绿色。他取少量该绿色溶液，向其中加入适量水后溶液
变为蓝色，可能的原因是___________(用化学方程式表示)。
【答案】
（1）
（2）
（3）
【分析】
（1）硝酸见光易分解，一般盛放在棕色试剂瓶中。（2）使用稀硝酸进行实验，铜丝被氧化逐渐变细，生成一氧化氮气体，有气泡产生，得到
硝酸铜溶液显蓝色。
（3）使用浓硝酸进行实验，铜丝被氧化逐渐变细，试管上方出现红棕色气体是 ，说
明溶液是 的饱和溶液，因 的饱和溶液呈黄色，硝酸铜溶液呈蓝色，两者混合后溶
液变绿色。
（1）
硝酸一般盛放在棕色试剂瓶中，因为硝酸见光易分解，化学方程式：
。
（2）
①铜与稀硝酸反应生成一氧化氮，离子方程式为： ；
②实验中观察到试管中的气体略有红棕色，因为反应生成的无色NO气体与试管内氧气中
反应生成红棕色的NO ，化学方程式： 。
2
（3）
①铜与浓硝酸反应生成二氧化氮，化学方程式为： ；
②加入适量水后饱和溶液中的 与水发生反应生成了硝酸和一氧化氮，原溶液中 饱
和溶液的黄色褪去，显现出硝酸铜溶液的蓝色，化学方程式：
