大单元二　第五章　第22讲　氮及其氧化物　硝酸-2025年高中化学大一轮复习讲义人教版

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N2O、______、N2O3、NO2(或______)、N2O5，其中属于酸性氧化物的是N2O3、________。(2)NO和NO2的比较性质NONO2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3NO2＋H2O=2HNO3＋NO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．N2与O2在放电条件下直接化合成NO2()3．可用NO2与水反应制取硝酸，故NO2是酸性氧化物()4．NO2通入FeSO4溶液中始终无明显现象()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．NO2溶于水时，NO2是氧化剂，水是还原剂()7．NO易溶于水，所以只能用排空气法收集()8．将NH3在一定条件下转化为尿素属于氮的固定()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N2与O2发生了化学反应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1molNOeq\o\al(－,3)，消耗2molO2D．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、NO2产生酸雨的过程可表示为(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NO2与O2、H2O恰好反应完全转化为HNO3的总化学方程式：____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________，______________________________________________________________________________。(3)将盛有12mLNO2和O2的混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反应后，还剩余2mL无色气体。①若剩余的气体是________，则NO2、O2的体积分别是________________。②若剩余的气体是________，则NO2、O2的体积分别是________________。三、废气中氮氧化物的治理4．(1)汽车尾气中的CO、NOx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4NH3＋6NOeq\o(=,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))5N2＋6H2O，写出氨气转化NO2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。①NO2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程式：________________________________________________________________________。②NO与NO2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，该钠盐的化学式是________________。③NO2、NO的混合气体能被足量的烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO2)____n(NO)，若不能完全吸收，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(NO2)2]是水泥混凝土外加剂的主要原料，可配制成混凝土防冻剂、钢筋阻锈剂等。利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO2)反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca(NO2)2，其部分工艺流程如图：(1)等物质的量的NO与NO2被Ca(OH)2吸收，反应的化学方程式为__________________________________________________________________________________________________。(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NO2的物质的量之比接近1∶1，若n(NO)∶n(NO2)<1∶1，则会导致____________；若n(NO)∶n(NO2)>1∶1，则会导致_________________________________。(4)生产中需保持弱碱性，在酸性溶液中Ca(NO2)2会发生分解，产物之一是NO，其反应的离子方程式为__________________________________________________________________________________________________________________________________________________。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N2。(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：__________________________________________。(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HNO3与FeS固体反应制取H2S()3．铜、碳分别与浓HNO3反应，都体现了浓硝酸的强氧化性和酸性()4．在酸性条件下，NOeq\o\al(－,3)与I－、Fe2＋、SOeq\o\al(2－,3)等离子均不能大量共存()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．试管内壁上的银镜可用稀HNO3除去，也可用氨水除去()7．浓HNO3和氯水均用棕色试剂瓶保存，其原理相同()8．浓HNO3溅到皮肤上，皮肤会变黄()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①过量的Fe粉中加入稀HNO3，充分反应后，滴入KSCN溶液溶液呈红色稀HNO3将Fe氧化为Fe3＋②浓HNO3久置或光照变黄色HNO3不稳定易分解③Al箔插入稀HNO3中无现象Al箔表面被HNO3氧化，形成致密的氧化膜④用玻璃棒蘸取浓HNO3点到蓝色石蕊试纸上试纸先变红后褪色浓HNO3具有酸性和强氧化性A.①②B．③④C．②③④D．②④2．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()①②③A.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CO2，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应二、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1.92gCu时，若只得到NO2、NO两种气体共1.12L(标准状况)，计算反应消耗HNO3的物质的量(写出计算过程)：_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(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xmolHNO3和ymolH2SO4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1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)浓HNO3和稀HNO3与Cu反应的还原产物分别为NO2和NO，故