大单元三 第二单元 非金属及其化合物
第7 讲 硝酸 氮及其化合物的相互转化
【高考考向预测】
硝酸与氮及其化合物转化，重点掌握浓、稀硝酸的强氧化性差异、反应规律与产物判断，
梳理不同价态含氮物质的氧化还原转化链条，兼顾硝酸相关计算、离子反应、实验探究与尾
气处理；近三年在选择、实验、化工题中高频考查，考频极高；预测2027 年侧重结合工业应
用、废气处理情境，强化多步转化分析、混合物定量计算以及实验方案的设计与评价。
【双基自测●明考向】
1．（26-27 高三·全国·一轮复习）利用
根据①稀盐酸，②
Na2SO3
，③
Ba(NO3)2
溶
液，证明SO2与可溶性钡盐均可生成白色沉淀。(_____)
2．（25-26 高三·全国·一轮复习）用稀硝酸溶解少量Cu 粉：
3Cu+8 H
++8 NO3
−=3Cu(NO3)2+2NO↑+ 4 H2O。(_____)
3．（25-26 高三·全国·一轮复习）Fe 与稀HNO3反应不生成H2。(____)
4．（25-26 高三·全国·一轮复习）浓硝酸与Cu 反应生成NO2，稀硝酸与Cu 反应生成NO。
(____)
5．（25-26 高三·全国·一轮复习）铁与稀硝酸(过量)反应生成Fe
3+，过量Fe 与稀HNO3反应生成
Fe
2+。(____)
6．（25-26 高三·全国·一轮复习）常温下，将5.6 g 铁片投入足量浓硝酸中，充分反应后转移
电子数为0.3 N A。（______）
7．（26-27 高三·全国·一轮复习）取一定量Na2SO3样品，溶解后加入BaCl2溶液，产生白色沉
淀。加入浓HNO3，仍有沉淀，则此样品中含有SO4
2−。(_____)
8．（26-27 高三·全国·一轮复习）向BaCl2溶液中先通入适量SO2，无明显现象，再加入稀HNO3，
有白色沉淀生成，故稀HNO3有氧化性。(_____)
9．（26-27 高三·全国·一轮复习）常温下，铝与稀硝酸反应可以制取氢气。(________)
10．（25-26 高三·全国·一轮复习）将足量铜放入稀硝酸中，反应停止后再加稀硫酸，因铜与
稀硫酸不反应，故无现象。(____)
【核心梳理●明考点】
考点一 硝酸的性质
1.物理性质
硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体。
2.化学性质
(1)不稳定性
反应:4HNO3
2H2O+4NO2↑+O2↑。
(2)强氧化性
不论浓硝酸、稀硝酸都具有强氧化性,而且浓度越大,氧化性越强。
①与不活泼金属反应
a.稀硝酸与铜反应的化学方程式:3Cu+8HNO3( 稀
)===3Cu(NO
3)2+2NO↑+4H2O;
b.浓硝酸与铜反应的化学方程式:Cu+4HNO3( 浓
)===Cu(NO
3)2+2NO2↑+2H2O。
②与非金属反应
浓硝酸与木炭反应的化学方程式:C+4HNO3( 浓
)
CO2↑+4NO2↑+2H2O。
③与还原性化合物反应
硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2+等还原性物质。稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方
程式:3Fe
2+ +4H
+ +N
O3
−===3Fe
3+ +NO↑+2H
2O。
【考点突破●明方向】
1.某兴趣小组探究金属与硝酸的还原产物,进行了下列三组实验,下列说法正确的是( )
实验操作(室温)及实验现象
①
将足量的铜粉加入1 mL 10 mol·L-1 HNO3中,溶液呈绿色,产生红棕色气体
②
将足量的铜粉加入100 mL 0.1 mol·L-1 HNO3中,溶液呈蓝色,产生无色气体
③
将足量的铁粉加入1 mL 0.1 mol·L-1 HNO3中,溶液呈浅绿色,无气体产生
A.实验①②反应后溶液颜色不同,说明氧化产物不同
B.实验②中产生的气体可用向上排空气法收集
C.实验③中铁发生了钝化
D.以上实验说明硝酸的还原产物与硝酸的浓度及金属的活泼性有关
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.①中发生了反应4HNO3
4NO2↑+O2↑+2H2O
B.由②中产生红棕色气体可推测木炭与浓硝酸发生了反应
C.由③中有红棕色可推测出浓硝酸可能具有挥发性
D.③中气体产物中检测出CO2,不能得出木炭与浓硝酸发生反应的结论
3.某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL,平均分成两份。向其中一份中逐渐加入铜粉,最多能溶
解9.6 g Cu。向另一份中逐渐加入铁粉,产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图所示(已知硝
酸只被还原为NO 气体)。下列分析或结果错误的是( )
A.原混合酸中NO3
−的物质的量为0.1 mol
B.OA 段产生的是NO,AB 段的反应为Fe+2Fe3+===3Fe2+,BC 段产生的是氢气
C.第二份溶液中的最终溶质为FeSO4
D.稀硫酸浓度为2.5 mol·L-1
4.向含x mol HNO3和y mol H2SO4的混合稀溶液中缓慢加入铁粉,其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
考点二 氮及其化合物的转化
1.含氮元素物质之间的转化关系
2.完成图中序号对应的化学方程式(合理即可)
①N2+O2
2NO;
②4NH3+5O2
4NO+6H2O;
③3Mg+N2
Mg3N2;
④3Cu+8HNO3( 稀
)===3Cu(NO
3)2+2NO↑+4H2O;
⑤Cu+4HNO3( 浓
)===Cu(NO
3)2+2NO2↑+2H2O;
⑥NH3+HCl===NH4Cl;
⑦2NH4Cl+Ca(OH)2
CaCl2+2NH3↑+2H2O。
【考点突破●明方向】
1.“价—类”二维图是学习元素化合物的工具,图中a~g 分别表示不同价态的氮元素所对应的物
质,下列说法正确的是( )
A.液态a 可用作制冷剂
B.a 与c 不能发生化学反应
C.常温下,稀的e 溶液可以用铁罐车运输
D.f 属于强电解质
2.(2025·八省联考陕西卷)下列物质在一定条件下的转化关系如图所示。E、G、Q、R 均为气
体,其中R 为红棕色。下列说法正确的是( )
A.E、G、Q、R、T 所含同种元素化合价依次升高
B.E 的水溶液能导电,所以E 是电解质
C.Q 和E 可用排水法收集
D.铜与不同浓度的T 溶液反应均可生成Q
3.常见无机物A、B、C、D 存在如图转化关系:
(1)若A 是一种碱性气体,常用作制冷剂,B 是汽车尾气之一,遇空气会变色,则反应①的化学方程
式为 。
(2)若A 为常见挥发性强酸,D 是生产生活中用量最大、用途最广的金属单质,则B 的化学式是
。
(3)若A、C、D 都是常见气体,C 是形成酸雨的主要气体,则A 的电子式是 。
(4)若A、B、C 的水溶液均显碱性,焰色试验均为黄色,D 为CO2,举出C 的一种用途:
。
4.工业上在一定条件下可用NH3将NO2还原,减少二氧化氮的污染。某同学在实验室对该反应
应进行了模拟,实验设计如图所示(部分夹持装置省略):
回答下列问题:
(1)用装置A 制备NH3,实验室通常选用的化学试剂是 (填名称)。
(2)装置B 内的干燥剂可以是 (填字母,下同)。
a.五氧化二磷
b.氢氧化钠固体
c.生石灰
d.碱石灰
(3)实验室检验NH3选用的试纸可以是 。
a.湿润的淀粉碘化钾试纸
b.湿润的蓝色石蕊试纸
c.湿润的酚酞试纸
d.湿润的品红试纸
(4)装置D 中发生反应的离子方程式为
。
铜丝设计为可抽动的目的是 。
(5)M 装置可将NH3 与NO2 转化为环境友好的气体——氮气。若有NH3和NO2的混合气体1
mol,充分反应后所得到产物中(反应物可能有剩余),经氧化得到的N2比经还原得到的N2多1.4
g,则该1 mol 混合气体中NH3与NO2的体积比是 。
a.2∶3
b.4∶3
c.5∶3
d.7∶3
【限时训练】
（60 分钟）
一、单选题
1．（2026·浙江·高考真题）下列反应方程式错误的是
A．浓硝酸见光分解：4HNO3
光照
¿4NO↑+3O2↑+2H2O
¿
B．红热的铁在水蒸气中反应：3Fe+4H2O(g)
高温
¿Fe3O4+4H2
¿
C．向硫代硫酸钠滴加稀硫酸：S2O3
2-+2H
+=S↓+SO2↑+H2O
D．向硫酸铜加入过量的氨水：Cu
2++4NH3⋅H2O=[Cu(NH3)4)
2++4H2O
2．（2025·广西·高考真题）为探究不同浓度HNO3被Fe还原的产物，进行如下实验。下列说法
错误的是
装置
实验
HNO3溶液的浓
度
步骤与现象
①
12mol⋅L
−1
铁丝表面
有气泡产
生，溶液
变为黄
色；取出
铁丝
液面上方出现红棕色气
体
②
4 mol⋅L
−1
试管口出现红棕色气体
③
0.5 mol⋅L
−1
无明显红棕色气体；取
少量上层溶液，加入足
量NaOH溶液，加热，产
生能使湿润红色石蕊试
纸变蓝的气体
A．①中溶液变为黄色，可能是NO2溶于溶液
B．“试管口出现红棕色气体”说明②中的HNO3被Fe还原为NO2
C．③中无明显红棕色气体，可能是生成了N2
D．“石蕊试纸变蓝”说明③中有HNO3被Fe还原为NH4
+
3．（2024·湖南·高考真题）某学生按图示方法进行实验，观察到以下实验现象：
①铜丝表面缓慢放出气泡，锥形瓶内气体呈红棕色；
②铜丝表面气泡释放速度逐渐加快，气体颜色逐渐变深；
③一段时间后气体颜色逐渐变浅，至几乎无色；
④锥形瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升，最终铜丝与液面脱离接触，反应停止。
下列说法正确的是
A．开始阶段铜丝表面气泡释放速度缓慢，原因是铜丝在稀HNO3中表面钝化
B．锥形瓶内出现了红棕色气体，表明铜和稀HNO3反应生成了NO2
C．红棕色逐渐变浅的主要原因是3NO2+H2O=2HNO3+NO
D．铜丝与液面脱离接触，反应停止，原因是硝酸消耗完全
4．（2026·辽宁沈阳·三模）K2[HgI4)的KOH 溶液称为奈斯勒试剂，其制备流程及特色反应如
图所示。下列说法错误的是
A．反应①中，稀硝酸表现氧化性和酸性
B．由反应②可知，用KI 溶液可除去AgNO3中的Hg(NO3)2
C．反应③中消耗的NH4
+和OH-的物质的量之比为1:4
D．可用奈斯勒试剂检验NaHCO3中微量的NH4 HCO3
5．（2026·福建龙岩·模拟预测）从脱氯渣(主要成分为Ag、Pb、SiO2)中获取高纯银的流程如图
所示。下列说法正确的是
已知：①流程中不产生氮氧化物；②Pb
2++ 4 Cl
−⇌[PbCl4)
2−；
③Ag
++ NH3⋅H2O⇌[Ag(NH3))
++ H2O K 1=10
3.2；
Ag
++2NH3⋅H2O⇌[Ag(NH3)2)
++2H2O K 2=10
7.0
A．“酸浸”中硝酸的作用是氧化Ag、Pb
B．“滤液”的含阴离子为[PbCl4)
2−、Cl
−、OH
−
C．“浸银”中c(NH3⋅H2O)=0.1mol·L
−1，c([Ag(NH3))
+)/c([Ag(NH3)2)
+)=10
2.8
D．“还原”中生成四面体构型的微粒与Ag的个数相等
6．（2026·北京海淀·二模）下列方程式与所给事实不相符的是
A．Na2O2用于呼吸面具：2Na2O2+2H2O= 4 NaOH+O2↑；2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
B．FeS 用于除去废水中的Hg
2+：FeS(s)+ Hg
2+ (aq)= Fe
2+ (aq)+ HgS(s)
C．浓HNO3用于清洗试管中的银镜：Ag+2HNO3(浓)= AgNO3+ NO2↑+ H2O
D．实验室制氨气：NH4Cl
Δ
¿ NH3↑+ HCl↑
¿
7．（2026·河南驻马店·模拟预测）下列实验能达到实验目的的是
A．验证镁、铝的活泼性
B．煤的干馏
C．验证浓硝酸热分解能产生
NO2
D．制取乙二酸
A．A
B．B
C．C
D．D
8．（2026·重庆·三模）绽放化学魅力，探索科学之美。下列反应的离子方程式书写正确的是
A．实验室制Cl2：MnO2+ 4 HCl(浓)
Δ
¿ Mn
2++2Cl
−+2H2O+Cl2↑
¿
B．铁粉与过量稀硝酸反应：Fe+ 4 H
++ NO3
−= NO↑+ Fe
3++2H2O
C．将CO2通入BaCl2溶液中：CO2+ H2O+ Ba
2+= BaCO3↓+2H
+
D．向H2
❑18O中投入Na2O2固体：2H2
❑18O+2Na2O2= 4 Na
++ 4 OH
−+
18O2↑
9．（2026·江西景德镇·三模）从废旧CPU 中回收Au、Ag、Cu 的部分流程如下：
已知：HAuCl4= H
++ AuCl4
−。下列说法不正确的是
A．酸溶时，溶解相同的原料，使用浓硝酸产生的氮氧化物比使用稀硝酸产生的多
B．向过滤所得滤液中加入过量浓氨水，可以分离Cu2+、Ag+
C．用浓盐酸和NaNO3也可以溶解金
D．向1 mol HAuCl4中加入过量Zn 充分反应，最多消耗2mol Zn
10．（2026·甘肃白银·模拟预测）按图示组装装置并进行实验：将铜丝插入溶液中，当Ⅲ中溶
液由浅绿色变为深棕色时，将铜丝拉出液面。下列叙述错误的是
已知：Fe
2+ (aq)+NO (g)=[Fe(NO))
2+(aq，深棕色)。
A．Ⅰ中溶液变蓝，产生红棕色气体
B．Ⅱ中溶液变浑浊，说明发生了复分解反应
C．进入Ⅲ中的气体有NO
D．若用浓硫酸代替浓硝酸，则Ⅱ中溶液不会变浑浊
二、解答题
11．（2026·北京丰台·二模）HNO3是一种重要的工业原料，其合成工艺的发展体现了化学科
学与技术的不断进步。
(1)方法一：工业上主要采用氨氧化法制备HNO3，其设备与流程如下图所示。
①转化器中氨氧化的化学方程式为________。
②已知与转化器中相同温度、压强下两个反应的焓变
反应ⅰ：N2(g)+O2(g)⇌2NO (g) Δ H 1
反应ⅱ：N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) Δ H 2
要计算转化器中氨氧化反应的焓变，还需要另一个反应________的焓变ΔH3。
③NO 和O2进入热交换器后，NO 转化率显著提高的原因是________。
④从资源和能源利用的角度说明该工艺的优点：________。
(2)方法二：中国科学家在室温下用电解法将空气转化为硝酸，其原理示意图如下。
①阴极石墨棒上O2转化为·OH 的电极总反应为________。
②H2N2O2是·OH 与N 2反应生成HNO3的中间产物，其结构式为________。
③若将阳极产生的O2通入阴极参与反应，则该电解工艺生成1 molHNO3最终消耗O2的物质的量
为________。
12．（2026·河南开封·模拟预测）废钼催化剂中钼、钴、镍等有价金属作为二次资源可加以回
收利用。一种从废钼催化剂(主要成分为MoO3、MoS2，含少量CoO、CoS、NiO、Fe2O3等)中回收
有价金属的工艺流程如下：
已知：①K sp(NiC2O4)= 4.5×10
−7，K sp[Fe(OH)3)=2.16×10
−39，K sp[Ni(OH)2)=2.0×10
−15，
K sp[Co(OH)2)=6.0×10
−15。
②当溶液中剩余金属离子的浓度≤1×10
−5 mol⋅L
−1时，视为已沉淀完全。
③lg2=0.3，lg3=0.5。
回答下列问题：
(1)“焙烧”时生成的气体A 的主要成分为___________(写化学式)。
(2)“焙烧”时MoS2转化为MoO3。“碱浸”时，MoO3参与反应的离子方程式为___________。
(3)已知Co
2+和Ni
2+不易被稀硝酸氧化，但“酸浸”过程中仍不能用稀硝酸替换稀盐酸，可能的
原因是___________。
(4)“除铁”时，若溶液中c(Ni
2+)=0.5 mol⋅L
−1、c(Co
2+)=0.5 mol⋅L
−1、c(Fe
3+)=0.2mol⋅L
−1，加
入适量NaOH 溶液调节pH(溶液体积变化忽略不计)，可以使Fe
3+沉淀完全，则调节pH 的范围
为___________。
(5)若除铁后所得滤液中c(Ni
2+)=0.5 mol⋅L
−1，“沉镍”后所得滤液中
c(C2O4
2−)=1.0×10
−4 mol⋅L
−1，则沉镍率=___________[沉镍率= 因沉淀减少的c(Ni
2+)
初始c(Ni
2+)
×100 %，
计算过程中不考虑溶液体积变化]。
13．（25-26 高三下·河北邯郸·阶段检测）AgNO3在无机工业、电子工业、感光工业、电镀工业
和临床医学上都有着重要应用。某实验小组设计实验探究AgNO3受热分解的产物，回答下列问
题：
已知：①Ag2O可溶于氨水；
②向AgNO2溶液中滴加NaCl 溶液，产生白色沉淀。
(1)仪器D 的名称是________，装置B 的作用是________。
(2)实验装置连接完成后，需要进行的操作是________。
(3)实验完毕后，取出少量装置C 中的溶液于试管中，向试管中加入下列试剂，不能证明生成
了硝酸的是________（填标号）。
a．铜屑 b．紫色石蕊溶液 c．钠块 d．NaHCO3粉末
(4)________（填实验操作和现象），证明硝酸银分解生成了O2。
(5)为了探究AgNO3分解的固体产物，实验完毕后，将试管中残留固体分成三份，添加足量试剂，
实验现象记录如下：
实验 操作 现象
① 加入蒸馏水，滴加盐酸 没有白色沉淀
② 加入氨水 固体不溶解
③ 加入稀硝酸，微热 固体溶解，并产生气泡
ⅰ．实验①证明残留固体________（填“含”或“不含”）AgNO2。
ⅱ．实验②证明残留固体________（填“含”或“不含”）Ag2O。
ⅲ．实验③中产生的气泡是________（填化学式）。
ⅳ．若装置A 中的气体产物只有NO2和O2，则装置A 中加热时发生反应的化学方程式为
________。
(6)实验室在滴定Cl
−时，选择________（填“无色”或“棕色”）滴定瓶装AgNO3溶液，原因
是________。
