氮及其重要化合物（讲义）-2025年高考化学一轮复习（新教材新高考）

第03讲氮及其重要化合物

目录

01考情透视•目标导航........................................................

02知识导图•思维引航........................................................

03考点突破•考法探究........................................................

考点一氮气及氮的氧化物.....................................................

知识点1氮的固定和氮气............................................................

知识点2氮氧化物...................................................................

知识点3氮氧化物对环境的污染及防治...............................................

考向1氮循环........................................................................

考向2氮及其化合物的转化..........................................................

考向3氮氧化物溶于水的问题分析....................................................

考点二氮气较盐..............................................................

知识点1氨的分子结构与性质.......................................................

知识点2氨的实验室制法............................................................

知识点3钱盐及NH：的检验..........................................................

考向1氨气的性质和实验室制法......................................................

考向2喷泉实验.....................................................................

考点三硝酸..................................................................

知识点1硝酸的性质................................................................

知1识点2硝酸工业制法..............................................................

考向1硝酸的性质...................................................................

考向2硝酸与金属的有关计算.......................................................

考向3氮及其化合物的性质与应用....................................................

04真题练习•命题洞见........................................................

04真题练习•命题洞见........................................................

考点要求考题统计考情分析

本讲单独考查含氮化合物的性质的可

氮及其氮所2023湖北卷1题，3分；2022天津卷4题，3分；2022

能性不大，但与其相关的内容会分散

氧化物北京卷12题，4分；2021河北卷2题，3分

在一些题目中进行考查。选择题常从

2023新课标卷12题，6分；2023辽宁卷3题，3分；宏观辨识与微观探析角度考查氮的固

氨气、镂盐2023浙江1月5题，2分；2022天津卷4题，3分；2021定、氮氧化物的回收利用，具有一定

全国甲卷9题，6分；2021浙江1月10题，2分的创新性;非选择题常结合工艺流程、

实验、化学反应原理考查硝酸、氨气、

2024・湖北卷8题，3分；2023山东卷2题，2分；2022

硝酸锻盐等物质的性质，要关注守恒法在

山东卷12题，4分；2021湖北卷2题，3分

化学计算中的应用，具有一定的综合

性；磷及其化合物一般会结合物质结

不同价态氮2023湖南卷1题，3分；2022江苏卷8题，3分；2022构等进行考查，碎及其化合物会以新

的物质相互北京卷12题，3分；2022湖南卷9题，3分；2021河材料、新技术为背景结合工艺流程、

转化北卷10题，3分；2021浙江6月16题，2分物质结构等进行考查，具有一定的应

用性。

复习目标：

1.了解N2、NO、NO2的性质。

2.掌握硝酸的性质和用途，结合金属与HNO3的反应，掌握守恒法的计算技巧。

3.了解氨气、铁盐的性质及用途；掌握氨气的实验室制法。

4.掌握钱根离子的检验。

5.了解氮的化合物对环境的影响。

0

〃知识舄图•鼎侬g\\

放电条件下与氧气反应生成NO

〔一定条件下与氢气反应生成氮气

/_〔氮气）

与Mg反应生成氮化镁

易液化、极易溶于水

与酸反应生成钱盐

'催化氧化生成NQ

氮气还与氧气反应「在氧气中燃烧生

、厚.与氯气反应-------------------------

性［与C11O反应

、与水反应：氮的水溶液是氮水

—

/---------固体，易落于水

严热分解______________________________

氮、钱盐〔与碱反应生成氨气

聋钱根离子的检验：力口强碱，

化〔用淳涌红色出槛试纸，变蓝

翕

，红棕色气体

二氧化氮、与水反应

用Cu与浓硝

［嗫反应前取

十化哈无色气体

［一氧化氮日氧气反应

用C11与稀硝

［酸反应制取

弱酸

亚硝酸

既有氧化，性又有还原，性

硝酸具有酸的逋性

塞温使铁、铝钝化

出肖酸强氧化，住写非金属反应

他琴源釐僵性

看暮霍黛泡瞿瑞鬣螯分解，

X__________

考占至布•考44军交

考点一氮气及氮的氧化物

知识固本

知识点1氮的固定和氮气

i.氮的固定

一图直歪一用（空气中体积分数约为78%）

氮元素|髅一分为自然固氮和人工固氮

一磊卷一存在于动植物体内、土壤和水体中

2.氮气

(1)物理性质：无色无味气体，密度比空气略小，难溶于水。

(2)化学性质

一

氮

N=N的

共价键牢固固

分子稳定定

一

【名师提醒】

1.氮的非金属性很强，但N2非常稳定，其原因是氮氮三键很强。

2,氮的固定是指将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程，可简单表示为N2f含氮化合物。

知识点2氮氧化物

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、NO、N2O3、NO2(或N2O4)、

N2O5,其中属于酸性氧化物的是N2O3、N2O5O

2.NO和NO2的比较

性质

NONO2

颜色、气味、状态无色、无味气体红棕色、有刺激性气味气体

溶解性不溶于水易溶于水

毒性有毒，大气污染物之一有毒，大气污染物之一

不反应

与水反应3NO2+H2O=2HNO3+NO

与氧气反应不反应

2NO+O2=2NO2

NO与血红蛋白结合使人中毒，NO、NO2导致光化学烟雾、

对环境的影响

形成酸雨及破坏臭氧层

【名师提醒】

1.NO2与N2O4存在下列平衡：2NO2=^N2O4,因此涉及NO2的分子数目都要考虑该平衡的存在，

故1molNO2中分子数小于NA。

2.NO只能用排水法收集，不能用排空气法收集；而NO2只能用向上排空气法收集，不能用排水法收

集。

3.验证某无色气体是NO的方法是向无色气体中通入。2(或空气)，无色气体变为红棕色。

4.NO2既有氧化性又有还原性，以氧化性为主。NO2能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝。

知识点3氮氧化物对环境的污染及防治

1.常见的污染类型

(1)光化学烟雾：NO*在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生的一种有毒的烟雾。

(2)酸雨：NQ.排入大气中后，与水反应生成HNCh和HNCh,随南雪降到地面。

(3)破坏臭氧层：N02可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。

(4)N0与血红蛋白结合使人中毒。

2.常见的NQ,尾气处理方法

(1)碱液吸收法

2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNCh+H2O,NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O

Nth、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是〃(NC)2巨"(NO),一般适合工业尾气中NO,

的处理。

(2)催化转化法

在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2),或NO,与CO在一定温度下催化转化为

无毒气体(N2和C02),一般适用于汽车尾气的处理。

考向洞察

考向1氮循环

【例1】自然界的氮循环如图所示。下列说法中，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02发生化学反应

C.在氮循环过程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

【答案】C

【解析】工业合成氨是将N2与H2在一定条件下反应生成NH3,属于人工固氮，A正确；雷电作用下

N2与02发生化学反应生成NO,B正确；N2与。2发生化学反应生成NO的反应是氧化还原反应，所以在氮

循环过程中涉及氧化还原反应，C错误；由氮循环的示意图可知，通过生物体可以将镀盐和蛋白质相互转化,

实现了含氮无机物与含氮有机化合物的相互转化，D正确。

【名师点睛】

根瘤菌生物转化

NO；动植物遗d本燃料

燃

微

植物生

氮烧

吸帔物分

闪电，丽、°；

Im°4NO解

进入水体进入水体NO;

气和土壤和土壤NH：氮氧化物

人工合成转化NH；、NO；NH

NH33

【变式训练】自然界中氮循环的部分过程如图所示。下列说法正确的是（）

|----------1--------大气中的氮<-----------盘查--------------

上I动物口制造蛋白质

雷电工业合成氨!It

豆科植物的根瘤排泄物加遗体

]I细菌分解

------►氨或镀盐«-------1—遗体^—植物八

I-----►亚硝酸盐

---------------------------L*硝酸盐--------------

A.雷电是使大气中的氮转化为硝酸盐的最主要方式

B.氨或镂盐转化为亚硝酸盐属于氮的固定

C.多数蛋白质在动物体内被直接吸收

D.研究自然界中的元素循环有利于解决环境和资源问题

【答案】D

【解析】雷电只能使大气中的少量氮转化为硝酸盐，A项错误；氮的固定指氮气转化为含氮化合物的

过程，B项错误；多数蛋白质在动物体内水解成氨基酸后被吸收，C项错误；研究自然界中的元素循环有利

于解决环境和资源问题，D项正确。

考向2氮及其化合物的转化

【例2】（2024•广东省江门市期中）现有氮及其化合物的转化关系如下图，则下列说法不正确的是（）

①

②③

NH-N,fNO->NO7—►HNO,

“III-III

A.上述所有反应都是氧化还原反应

B.“一场雷雨，一场肥”路线I、n、ni是模拟雷电固氮的过程

C.反应①中每生成1molNO,转移4moi电子

D.S元素也能发生类似的转化，最终得到硫酸

【答案】C

【解析】A项，上述所有反应过程中N元素的化合价都发生改变，故都是氧化还原反应，A正确；B

项，N2和。2在雷电作用下生成NO,NO会迅速被O2氧化为NO2,NC>2和H2O反应获得硝酸，即路线I、II、

III是雷电固氮生成硝酸的主要途径，B正确；C项，反应①中N元素的化合价由-3价变成+2价，故每生成

1molNO,转移5moi电子，C错误；D项，H2s被氧化生成S,S与。2反应生成SO2,SO2被O2催化剂

作用下生成SO3,SO3与水反应得到硫酸，D正确；故选C。

【思维建模】

(1)氮气与氧气反应的条件为放电，而一氧化氮与氧气在常温下就可反应，且反应速率较大。

(2)N2()4,、2NC)2的正反应为吸热反应。

(3)二氧化氮气体中存在一定量的四氧化二氮。

【变式训练】氮及其化合物的转化关系如图所示。下列说法簿误的是()

A.路线①②③是工业生产硝酸的主要途径

B.路线I、n、in是雷电固氮生成硝酸的主要途径

c.上述所有反应都是氧化还原反应

D.氮气可在足量的氧气中通过一步反应生成NO2

【答案】D

【解析】氮气和氧气在放电或高温条件下反应生成NO,NO与O2反应生成NO2,所以氮气与足量氧气

不能通过一步反应生成NC)2,D项错误。

考向3氮氧化物溶于水的问题分析

【例3】将充有mmLNO和nmLNO2的量筒倒立于水槽中，然后通入mmLO2,若m<n,则充分反应

后，量筒内剩余的气体体积为()

H—m

A.3(加一〃)mLB.(m+n)mLC.(机—")mLD.-—mL

【答案】D

【解析】发生反应：4NO2+02+2H2O=4HNO3,4NO+3O2+2H2O=4HNO3,故NO与NCh按1：1

混合的总反应为NO+NO2+O2+H2O=2HNO3,充有〃7mLNO和〃mLNO2的量筒倒立于水槽中，然后

通入加mLCh,由于冽<〃，故按总反应进行，NC)2有剩余，剩余NO?的体积为〃mL—冽mL=(〃一MmL,

再发生反应：3NO2+H2O=2HNO3+NO,故生成NO的体积为匚2mL。

3

【思维建模】

无论是单一气体(NO2),还是NO、NO?、O2中的两者的混合气体，反应的实质是3NO2+H2O=2HNO3

+N0,2NO+O2=2NO2,故若有气体剩余只能是NO或O2,不可能是NO?。

(1)若NO和O2通入水中，总反应式为4NO+3O2+2H2O==4HNO3(NO:。2=4:3)。

⑵若NO2和。2通入水中，总反应式为4NO2+O2+2H2O=4HNO3(NO2：02=4：1)。

【变式训练】在标准状况下，将。2和NO2按1：4体积比充满干燥烧瓶，把烧瓶倒置于水中，瓶内液体

逐渐上升，假设烧瓶内溶液不扩散，最终烧瓶内溶液里溶质的物质的量浓度为()

141_1

A.—mol-L1B.-molL1C.—molL1D.—molL1

1452842

【答案】C

【解析】设烧瓶的体积为VL,由4NO+0+2HO=4HNO知N0的体积为-VL.又0和N0的

22232522

体积比为1：4,所以最终液体充满整个烧瓶，溶液的体积为VL,N02的物质的量为4/L+22.4L-mo「i=L/

528

moL所以硝酸的物质的量浓度为工Kmol-KL=-Lmol-L-'o

2828

考点二氨和钱盐

知识点1氨的分子结构与性质

1.氨的分子结构和物理性质

电子式密度颜色、气味水溶性

极易溶于水(1:

HxNi

•X比空气小无色、有强烈刺激性气味

H700)

2.氨的化学性质

氨水(显碱性)

:与水反应

与酸反应—3还原性0+2

NHt-

NH3-------->N2、N0

(1)氨与水的反应：NH3+H2O=----NH3H2ONHT+QHQ

(2)氨与酸的反应：蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，其现象为有白烟生成,将浓盐酸

改为浓硝酸，也会出现相同的现象。化学方程式：

NH3+HCI=NH4CKNH3+HNO3=NH4NO3»

3+

(3)与盐溶液的反应，如过量氨水与A1C13反应的离子方程式：Al+3NH3-H2O=A1(OH)3；+3NH：„

(4)氨的还原性一氨的催化氧化，化学方程式：4NH3+5O2蹩型4NO+6H20。

【名师点晴】

氨水、液氨和一水合氨的区别

氨水液氨一■水合氨

化学式—

NH3NH3H2。

分类混合物，多成分物，非电解质纯净物，氢化物一元弱碱

成分NH3、NH3H2O,NH］、OH->H+（极少）

NH3NH3H2。

联系氨溶于水形成氨水，氨水中含有NH3和NH3-H2。

知识点2氨的实验室制法

1.原理：2NH4Cl+Ca(OH)2=^=2NH3T+CaCL+2H2O。

2.装置：“固体+固体上一气体”(与用KClCh或KM11O4制O2的装置相同)。

3.收集：只能用向下排空气法。

4.验满方法：A.将湿润的红色石蕊试纸置于试管口,试纸变蓝色；B.将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试

管口，现象是有白烟产生。

5.尾气处理：收集时，一般在管口塞一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球，可减小NIL与空气的对流速度,

收集到纯净的NH3,同时也可避免污染空气。

【名师点晴】

实验室制取氨的其他方法

方法化学方程式(或原理)气体发生装置

加热浓氨水

NH3-H2O-----NH3T+H2O

浓氨水+固体NaOH溶于水放热，促使氨水分解。且

NaOHOIT浓度的增大有利于NR的生成

CaO与水反应，使溶剂（水）减少；反应u

浓氨水+固体

放热，促使氨水分解。化学方程式为

CaOa

NH3H2O+CaO==NH3T+Ca（OH）2

知识点3镂盐及NH】的检验

1.镂盐的物理性质

绝大多数钱盐都是白色固体，都易溶于水。

2.镂盐的化学性质

NH4OA

一*NH4C1--NH3f+HCIt

铉NH<HCO3△

ANH,HC()3-NH3f+CO2

盐eNaOH

►NHt+OH-NHj*+H2O

3.NHl的检验

未知液色一呈碱性^^湿润的红色石蕊试纸变蓝色，则证明含NH九

考向洞察

考向1氨气的性质和实验室制法

【例1】下列装置用于实验室探究NH3的性质，其中能达到实验目的的是（）o

1

登-水

A.制取NH3B.干燥NH3C.验证还原性D.吸收尾气

【答案】C

【解析】固体氯化镂受热分解生成氨气和氯化氢，氨气和氯化氢遇冷又结合生成氯化镂，得不到氨气,

A项错误；浓硫酸会和氨气反应，不能用浓硫酸干燥氨气，B项错误；氨气和氧化铜在加热条件下反应，黑

色的氧化铜转化为红色的铜，说明氨气有还原性，C项正确；漏斗浸入水中过多，起不到防倒吸的作用，D

项错误。

【变式训练】用下列实验装置和方法进行相应实验，能达到实验目的的是（）。

A.用甲装置制备干燥的氨

B.用乙装置收集Cu与浓硝酸反应产生的气体并测量其体积

C.用丙装置除去CO?中含有的少量HC1

D.用丁装置吸收NH3并防止倒吸

【答案】A

【解析】B项，Cu与浓硝酸反应生成N02,N02会与H2O反应，错误；C项，C02也可与Na2c。3溶

液反应，错误；D项，苯的密度小，不能使气体与水分离，应将苯换成CC14,将气体通入CC14中以防止倒

吸，错误。

考向2喷泉实验

【例2】课外活动小组的同学设计的4个喷泉实验方案如图所示，下列有关操作不可熊引发喷泉的是

A.挤压装置①的胶头滴管使CC14全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹

B.挤压装置②的胶头滴管使NaOH溶液全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹

C.用鼓气装置从装置③的a处不断鼓入空气并打开止水夹

D.在装置④的水槽中慢慢加入浓硫酸并打开止水夹

【答案】B

【解析】压难溶于NaOH溶液，不能使烧瓶内外形成较大压强差，故不能引发喷泉。

【思维建模】

喷泉实验的发生装置及操作方法

(W)

引发操作：

原装置：打开活塞，挤压胶头滴管的胶头，使少量水进入烧瓶。

装置⑴：向导管中通入一定量的H2s和SO2,现象为有淡黄色固体生成，烧瓶内壁附有水珠，NaOH溶

液上喷形成喷泉。

装置(II):打开①处的活塞并向烧瓶中缓慢通入少量的HC1气体后关闭该活塞，等充分反应后再打开②

处的活塞，观察到先有白烟产生，后产生喷泉。

装置(III):挤压胶头滴管，然后打开导管上部的两个活塞，则右边烧瓶出现喷白烟的现象，再打开导管

下部活塞，则可产生双喷泉。

【变式训练】在如图所示的装置中，干燥烧瓶内盛有某种气体，烧杯和胶头滴管内盛放某种液体。挤

压胶头滴管的胶头，下列与实验事实不相管的是()

选项气体液体喷泉颜色

ACl2饱和食盐水黄绿色喷泉

红色喷泉

BNH3含有酚酰的H2O

CHC1AgNO3溶液白色喷泉

含有酚醐的溶液红色喷泉

DCO2NaOH

【答案】A

【解析】A项，CL在饱和食盐水中溶解度较小，不会形成黄绿色喷泉，与事实不相符；B项，氨气易

溶于水，其水溶液呈碱性，能使酚醐变红，可形成红色喷泉，与事实相符；C项，HC1和AgNCh溶液反应

生成AgCl沉淀，反应后烧瓶内压强减小，能形成白色喷泉，与事实相符；D项，含有酚酬的NaOH溶液显

红色，CO2能和NaOH溶液反应，形成红色喷泉，与事实相符。

考点三硝酸

--------------OU-CMH,

知识J

知识点1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

具有酸的通性

苯、甲苯强酸性与金属、非金

硝化反应-JTU强氧化性

有机

"属及还原性

反应----------

显色反应蛋白质

不稳定性化合物反应

NO2

(1)不稳定性

反应：4HNC>3(浓)薪焦2H2O+4NO2T+O2T。

⑵强氧化性

硝酸无论浓、稀都有强氧化性,而且浓度越大，氧化性越强。

①与金属反应：

稀硝酸与铜反应：3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NOT+4H2。；

浓硝酸与铜反应：Cu+4HNO3(»=CU(NO3)2+2NO2T+2H2O。

②与非金属反应：

浓硝酸与C的反应：C+4HNC>3(浓)^^CO2T+4NO2T+2H2。。

③与还原性化合物反应：

硝酸可氧化H?S、SO2、Na2sCh、HLFe?+等还原性物质。

稀硝酸与FeSCU溶液反应的离子方程式：3Fe2++4H++NO,==3Fe3++NOT+2H20。

(3)与有机物反应

NO2

①硝化反应(与Q反应)：。+HN()3(浓)[^J-+H2O.

②显色反应：含有苯基的蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。

【名师提醒】

1.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。消除方法：向变色浓硝酸中通氧气。

2.硝酸保存在棕色试剂瓶中，置于阴凉处，不能用橡胶塞。

3.强氧化性：从氮元素化合价角度看，HN03中N元素显+5价，处于最高价，故HNCh具有很强的氧

化性。硝酸无论浓、稀都有强氧化性，而且浓度越大，其氧化性越强。

知识点2硝酸工业制法

催化剂

1.NH3在催化剂作用下与。2反应生成NO：4NH3+5O2△4NO+6H2。；

2.NO进一步氧化生成NO2：2NO+O2=2NO2；

3.用水吸收NO2生成HNCh：3NO2+H2O2HNO3+NO。

【名师点晴】

NH3.空气

热交换器出典原料气预热

NH吧空气

转化器普查区座*4NH3+5O^差驾N0+6H2°

NO、?、N2

设备反应

热交换器---------.2NO+O2=2NO2

N.、N2

设备反应

吸收塔3NO2+H2O2HNO3+NO

考向洞察

考向1硝酸的性质

【例1】（2024•北京市昌平区二模）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（）

C=3尸

红热木炭

_/灼热碎玻璃/红热木炭b

匕浓HN03

浓HNC）30—浓HN03

①②③

A.①中发生了反应4HNO3A4NO2T+O2T+2H2。

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的气体产物中检测出C02,不能得出木炭与浓硝酸发生反应的结论

【答案】B

【解析】A项，浓硝酸受热易分解，故①中发生的反应为：4HNO3A4NO2T+O2T+2H2O,A错误；B项,

红热木炭会使浓硝酸受热分解生成二氧化氮、氧气和水，则红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了

反应，B错误；C项，③中红棕色气体表明浓硝酸挥发产生的硝酸蒸气与红热木炭反应生成二氧化碳、二氧

化氮和水，反应中氮元素的化合价降低被还原，硝酸是氧化剂，二氧化氮是还原产物，C正确；D项，红热

木炭可与空气中氧气反应生成二氧化碳，则③的气体产物中检测出二氧化碳不能说明木炭一定与浓硝酸发

生了反应，D正确；故选B。

【名师点睛】

1.浓、稀硝酸均具有强氧化性，浓度越大，氧化性越强，其还原产物的价态越高。浓硝酸与金属反应

的过程中，浓度逐渐减小，还原产物有可能是N02和NO的混合物。

2.硝酸与具有还原性的弱酸盐（如Na2so3、Nai等）、碱性氧化物、碱以及其他还原剂反应时，优先发

生氧化还原反应。

3.在应用硝酸的氧化性分析离子是否共存时，要注意溶液中H+和NO?的组合，它们相当于HNO3,

能够氧化具有强还原性的离子，而单纯的NO,不能氧化这些离子。

【变式训练】在通风橱中进行下列实验：

现象Fe表面产生大量无色气泡，液面上Fe表面产生少量红棕色气泡后，迅速

方变为红棕色停止

下列说法中不正确的是()

A.I中气体由无色变红棕色的化学方程式为2NO+O2=2NO2

B.II中的现象说明常温下铁在浓硝酸中发生钝化

C.过量铁与稀硝酸反应生成亚铁盐

D.对比I、II中现象，说明稀HN03的氧化性强于浓HN03

【答案】D

【解析】无色NO遇氧气生成红棕色气体NO2,I中气体由无色变红棕色的化学方程式为2NO+O2=2NO2,

A正确；II中现象说明Fe在冷的浓HNO3中钝化，B正确；铁与稀硝酸反应生成硝酸铁，过量铁把硝酸铁

还原为硝酸亚铁，C正确；硝酸的浓度越大，其氧化性越强，浓硝酸氧化性大于稀硝酸，D错误。

考向2硝酸与金属的有关计算

[例2](2024•湖南省名校联考期中)将2.56gCu投入UmLlOmolL1硝酸中，恰好完全反应，向反应后

的溶液中加入40mLamolL-'NaOH溶液，Cu2+恰好完全沉淀，将生成的气体与bmolO2一起通入足量NaOH

溶液中，气体恰好被完全吸收生成cmolNaNCh。下列判断正确的是()

A.生成的气体中只有NOB.a=3

C.b=0.02D.c=0.08

【答案】C

【解析】A项，2.56gCu的物质的量为寻^7=().04mo1,若生成的气体中只含有NO,由方程式

64g/mol

032

3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NOf+4H2O可知，0.04molCu需要消耗-^-molHNCh,而12mLiOmoll/硝酸中

032

n(HNO3)=0.12mol,-^-mol<0.12mol,说明还会发生反应Cu+4HNO3=Cu(NO3)2+2NO2f+2H2O,生成的气体

有NO和NO2，A错误；B项，2.56gCu的物质的量为壬号'R.CHmol,投入12mLi0mol-L」硝酸中，恰

好完全反应，向反应后的溶液中加入40mLamol-L」NaOH溶液，CW恰好完全沉淀，贝！Jn[Cu(OH)2]=0.04mol,

则n(NaOH)=0.08mol,NaOH溶液的浓度为"配M=amol/L=2mol/L,a=2,B错误；C项，将生成的气体与

0.04L

bmolCh一起通入足量NaOH溶液中，气体恰好被完全吸收生成cmolNaNCh,由得失电子守恒可知，。2得

到的电子数和Cu失去的电子数相等，则bmolx4=0.04molx2,贝Ub=0.02,C正确；D项，Cu和HNCh溶液

反应完全后，生成NO、NCh的混合气体，加入NaOH溶液后溶液中存在NaNCh，则NO、NO2的总物质的

量为0.12mol-0.08moi=0.04mol,由N元素守恒可知，气体恰好被完全吸收生成n(NaNC)3尸0.04moLc=0.04,

D错误；故选C。

【思维建模】

1.硝酸与金属反应的计算模型

2.计算技巧

(1)原子守恒法：HNO3与金属反应时，一部分HN03起酸的作用，反应后以N03-的形式存在于溶液中；

一部分作为氧化剂，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HN03的物质的量。

(2)得失电子守恒法：HN03与金属的反应属于氧化还原反应，HNCh中氮元素得到的电子的物质的量等

于金属失去的电子的物质的量。

(3)电荷守恒法:HNO3过量时反应后的溶液(不