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第 22 讲 氮及其氧化物 硝酸
[复习目标] 1.了解氮及其氧化物的主要性质及应用；了解氮氧化物对环境的影响。2.掌握
硝酸的性质及应用。
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NO、______、
2
NO、NO (或______)、NO，其中属于酸性氧化物的是NO、________。
2 3 2 2 5 2 3
(2)NO和NO 的比较
2
性质 NO NO
2
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 3NO ＋HO===2HNO＋NO
2 2 3
与氧气反应 不反应
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．N 与O 在放电条件下直接化合成NO ( )
2 2 2
3．可用NO 与水反应制取硝酸，故NO 是酸性氧化物( )
2 2
4．NO 通入FeSO 溶液中始终无明显现象( )
2 4
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．NO 溶于水时，NO 是氧化剂，水是还原剂( )
2 2
7．NO易溶于水，所以只能用排空气法收集( )
8．将NH 在一定条件下转化为尿素属于氮的固定( )
3
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N 与O 发生了化学反应
2 2
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 mol NO，消耗2 mol O
2
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、NO 产生酸雨的过程可表示为
2
(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 NO 与 O 、HO 恰好反应完全转化为 HNO 的总化学方程式：
2 2 2 3
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________，
______________________________________________________________________________。
(3)将盛有12 mL NO 和O 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
2 2气体。
①若剩余的气体是________，则NO 、O 的体积分别是________________。
2 2
②若剩余的气体是________，则NO 、O 的体积分别是________________。
2 2
三、废气中氮氧化物的治理
4．(1)汽车尾气中的CO、NO 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
x
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4NH ＋6NO=====5N ＋6HO，写出氨气转化NO
3 2 2 2
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。
①NO 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
2
程式：________________________________________________________________________。
②NO与NO 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
2
的化学式是________________。
③NO 、NO的混合气体能被足量的烧碱溶液完全吸收的条件是 n(NO )____n(NO)，若不能
2 2
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(NO )]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
2 2
剂等。利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO )反应，既能净化尾气，又能获得应用广
2
泛的Ca(NO )，其部分工艺流程如图：
2 2
(1)等物质的量的NO与NO 被Ca(OH) 吸收，反应的化学方程式为____________________
2 2
______________________________________________________________________________。
(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NO 的物质的量之比接近1∶1，若n(NO)∶n(NO )<1∶1，则会导致
2 2
____________；若n(NO)∶n(NO )>1∶1，则会导致_________________________________。
2
(4)生产中需保持弱碱性，在酸性溶液中Ca(NO ) 会发生分解，产物之一是NO，其反应的离
2 2
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N。
2
(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HS、SO 、NaSO 、HI、Fe2＋等还原性物质。
2 2 2 3
稀硝酸与FeSO 溶液反应的离子方程式：__________________________________________。
4
(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HNO 与FeS固体反应制取HS( )
3 2
3．铜、碳分别与浓HNO 反应，都体现了浓硝酸的强氧化性和酸性( )
3
4．在酸性条件下，NO与I－、Fe2＋、SO等离子均不能大量共存( )
5．Cu在KNO 溶液和稀HSO 中均不溶解，但能溶解在其混合液中( )
3 2 4
6．试管内壁上的银镜可用稀HNO 除去，也可用氨水除去( )
3
7．浓HNO 和氯水均用棕色试剂瓶保存，其原理相同( )
3
8．浓HNO 溅到皮肤上，皮肤会变黄( )
3
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( )
实验操作 现象 解释或结论
过量的Fe粉中加入稀HNO，充分
3
① 溶液呈红色 稀HNO 将Fe氧化为Fe3＋
3
反应后，滴入KSCN溶液
② 浓HNO 久置或光照 变黄色 HNO 不稳定易分解
3 3
Al箔表面被HNO 氧化，形
3
③ Al箔插入稀HNO 中 无现象
3
成致密的氧化膜
用玻璃棒蘸取浓HNO 点到蓝色石 试纸先变红
3
④ 浓HNO 具有酸性和强氧化性
3
蕊试纸上 后褪色
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( )
① ② ③
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CO，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应
2
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NO 、NO两种气体共1.12 L(标准状况)，计算反应消耗
2
HNO 的 物 质 的 量 ( 写 出 计 算 过 程 ) ：
3
_____________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(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 mol HNO 和y mol HSO 的混合稀溶液中缓慢加入铁粉，其
3 2 4
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HNO 和稀HNO 与Cu反应的还原产物分别为 NO 和NO，故稀 HNO 氧化性更强
3 3 2 3(2021·河北，10D)( )
(2)向浓HNO 中插入红热的炭，产生红棕色气体，证明炭可与浓 HNO 反应生成NO (2021·
3 3 2
山东，5C)( )
(3)将铜丝插入浓硝酸中，制备NO(2021·广东，12A)( )
(4)1 mol SO 与1 mol NO 分别通入1 L水中可产生相同浓度的HSO 和HNO(2022·重庆，
3 2 2 4 3
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AlCl 溶液
3
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N 转化为NH
2 3
B．侯氏制碱法以HO、NH 、CO、NaCl为原料制备NaHCO 和NH Cl
2 3 2 3 4
C．工业上通过NH 催化氧化等反应过程生产HNO
3 3
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NO 的尾气处理。可用NaOH溶液吸收，主要反应：
2
NO＋NO ＋2OH－===2NO＋HO
2 2
2OH－＋2NO ===NO＋NO＋HO
2 2
吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤，得到NaNO 晶体，该晶体的主要杂质是__________(填
2
化学式，下同)；吸收后排放的尾气含量较高的氮氧化物是__________。
