2021高三化学人教版一轮学案：第四章 第四节　氮及其重要化合物 Word版含解析 49页

www.ks5u.com 第四节　氮及其重要化合物 最新考纲：1.掌握氮元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。2.了解氮元素单质及其重要化合物的制备方法。3.了解氮元素单质及其重要化合物对环境的影响。‎ 核心素养：1.宏观辨识与微观探析：能从不同层次认识含氮化合物的多样性，并对其进行分类。2.科学探究与创新意识：能根据氮单质及化合物的性质提出有探究价值的问题；能从问题和假设出发， 确定探究目的，设计探究方案，进行实验探究。‎ 知识点一　氮气及其氧化物 ‎1．氮气的结构与性质 ‎(1)氮元素的存在与氮的固定 ‎(2)N2的物理性质 无色、无味气体，密度比空气略小，难溶于水。‎ ‎(3)N2的化学性质 ‎2.氮的氧化物 ‎(1)氮有多种价态的氧化物 氧化物的化学式 N2O NO N2O3‎ NO2、N2O4‎ N2O5‎ 氮元素的价态 ‎＋1‎ ‎＋2‎ ‎＋3‎ ‎＋4‎ ‎＋5‎ N2O俗称笑气，有麻醉作用；N2O3是亚硝酸的酸酐；N2O5为硝酸的酸酐。‎ ‎(2)NO与NO2性质的比较 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)‎ ‎1．常温常压下，‎124 g P4中所含P—P键数目为4NA(　×　)‎ 提示：‎124 g P4的物质的量是1 mol，由于白磷是正四面体结构，一分子P4含有6个P—P键，因此1 mol P4所含P—P键数目为6NA。‎ ‎2．1 mol N2与4 mol H2反应生成的NH3分子数为2NA(　×　)‎ 提示：N2与H2的反应为可逆反应。‎ ‎3．用向上排空气法收集铜粉与稀硝酸反应产生的NO(　×　)‎ 提示：NO能与空气中的O2反应生成NO2，收集NO应采用排水法。‎ ‎4．0.3 mol NO2与水充分反应转移的电子数目为0.1NA(　×　)‎ 提示：在NO2与水的反应中，每有0.3 mol NO2参加反应，转移0.2 mol电子。‎ ‎5．制二氧化氮时，用水或NaOH溶液吸收尾气(　×　)‎ 提示：用水吸收NO2还会放出有毒气体NO。‎ ‎6．NO2通入FeSO4溶液中始终无明显现象(　×　)‎ 提示：NO2遇水生成硝酸，能将Fe2＋氧化为Fe3＋，溶液颜色由浅绿色变为黄色。‎ ‎7．豆科植物通过根瘤菌吸收空气中的氮属于氮的固定，是化学变化(　√　)‎ ‎8．食品袋中充氮气可用来防腐(　√　)‎ ‎1．氮的氧化物都有毒，其中NO2与N2O4存在下列平衡：2NO2N2O4，因此实验测得NO2的平均相对分子质量总大于46，也没有纯净NO2和N2O4气体。‎ ‎2．验证某无色气体是NO的方法是让无色气体接触氧气或空气，无色气体变为红棕色。‎ ‎3．NO2、NO可用碱液处理，如NaOH溶液吸收原理为NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O、2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O。‎ ‎4．NO2虽然与水反应生成HNO3，但不是硝酸的酸酐。NO2既有氧化性又有还原性，以氧化性为主。如NO2能使湿润的淀粉－碘化钾试纸变蓝：2NO2＋2KI===2KNO2＋I2。‎ ‎5．鉴别NO2和溴蒸气常用的试剂为：①AgNO3溶液、②H2O、③CCl4。‎ ‎1．下列关于自然界中氮循环(如图)的说法不正确的是(　A　)‎ A．氮元素均被氧化 B．工业合成氨属于人工固氮 C．含氮无机物和含氮有机物可相互转化 D．碳、氢、氧三种元素也参与了氮循环 解析：在雷电作用下N2与O2反应生成NO，氮元素被氧化、工业合成氨属于人工固氮，合成氨过程中氮元素被还原，A项错误，B项正确；由题图可看出含氮无机物和含氮有机物可相互转化，C项正确；合成蛋白质的过程中就有碳、氢、氧元素的参与，D项正确。‎ ‎2．氮及其化合物的变化关系如图：‎ 则下列说法不正确的是(　D　)‎ A．路线①②③是工业生产硝酸的主要途径 B．路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ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．上述反应中只有③属于氮的固定 解析：工业上生产硝酸的流程是氮气和氢气生成氨气，氨气与氧气反应4NH3＋5O24NO＋6H2O路线①，一氧化氮与氧气反应2NO＋O2===2NO2路线②，二氧化氮被水吸收3NO2＋H2O===2HNO3‎ ‎＋NO路线③，路线①②③是工业生产硝酸的主要途径，A正确；在放电条件下，氮气和氧气发生化合反应：N2＋O22NO路线Ⅰ；NO不稳定，易被氧气氧化为二氧化氮：2NO＋O2===2NO2路线Ⅱ，二氧化氮溶于水生成硝酸：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO路线Ⅲ，B正确；从氮的变化关系图可知：N从N2(0价)→NO(＋2价)→NO2(＋4价)→HNO3(＋5价)，都是氧化还原反应，C正确；上述反应中空气中的氮气转变为含氮化合物，符合氮的固定的定义，属于氮的固定，②③含氮化合物转变为其他物质，是氮的化合物之间的转化，不是氮的固定，D错误。‎ ‎3．(2020·泰州模拟)常温常压下，注射器甲中装有NO2气体，注射器乙中装有相同体积的空气，注射器与U形管连通，固定活塞。如图所示，打开两个止水夹，足够时间后，将会看到U形管中液面(　A　)‎ A．a端上升，b端下降 B．a端下降，b端上升 C．U形管中液面无变化 D．无法判断 解析：打开两个止水夹后，甲中NO2与水反应生成HNO3和NO，U形管中左侧气体压强减小，a端液面上升，b端下降。‎ ‎4．下列说法中错误的是(　D　)‎ A．工业上利用合成氨实现人工固氮涉及氧化还原反应 B．NO2与溴蒸气的鉴别可以用水、AgNO3溶液或CCl4，但不能用湿润的淀粉KI试纸 C．除去NO中的NO2气体的方法是将气体依次通入盛有水和浓H2SO4的洗气瓶中 D．NO2与H2O的反应中氧化剂与还原剂的质量比为2∶1‎ 解析：NO2与H2O的反应中氧化剂与还原剂的质量比为1∶2。‎ ‎5．(2020·辽宁铁岭协作体联考)已知Cu(NO3)2受热分解的化学方程式为2Cu(NO3)22CuO＋4NO2↑＋O2↑，将少量的Cu(NO3)2固体放入试管中加热，然后用带火星的木条放入试管中，木条复燃，则下列说法正确的是(　A　)‎ A．NO2能支持燃烧 B．NO2不能支持燃烧 C．木条复燃是因为硝酸铜分解产生了氧气的缘故 D．木条复燃是因为硝酸铜分解产生的CuO催化作用的结果 解析：氧气具有助燃性，在纯氧气中能使带火星的木条复燃，但空气中由于含有大量不能助燃的N2，而氧气量较少，所以空气不能使带火星的木条复燃，反应2Cu(NO3)22CuO＋4NO2↑＋O2↑中，产物中NO2、O2的体积比与空气中N2、O2体积比近似相同，即为4∶1，带火星的木条放入Cu(NO3)2受热分解得到的混合气体的试管中，木条复燃，说明NO2能支持燃烧，A项正确。‎ ‎6．氮的氧化物(用NOx表示)是大气污染物，必须进行处理。‎ ‎(1)汽车尾气主要含有CO2、CO、SO2、NOx等物质，这种尾气逐渐成为城市空气污染的主要来源之一。‎ ‎①汽车尾气中的CO来自于汽油的不完全燃烧，NO来自于N2与O2在汽车汽缸内的高温环境下的反应。‎ 汽车尾气对环境的危害主要有形成酸雨、导致光化学烟雾、产生温室效应(任写两种即可)(至少填两种)。‎ ‎②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，反应的化学方程式可表示为2xCO＋2NOx2xCO2＋N2。‎ ‎(2)用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。已知：4NH3＋6NO ‎5N2＋6H2O,8NH3＋6NO27N2＋12H2O。同温同压下，‎3.5 L NH3恰好将‎3.0 L NO和NO2的混合气体完全转化为N2，则原混合气体中NO和NO2的体积之比是1∶3。‎ ‎(3)工业尾气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理，若NO与NO2按物质的量之比1∶1被足量NaOH溶液完全吸收后得到一种钠盐，该钠盐的化学式是NaNO2。‎ 解析：(1)①汽车汽缸内不断进行着汽油的燃烧反应，当空气不足时，汽油不完全燃烧，会产生CO；当空气过量时，N2和O2在放电或高温条件下反应生成NO。汽车尾气对环境的危害很大，可以形成硝酸型酸雨，导致光化学烟雾，产生温室效应。②CO、NOx反应后生成的无毒气体为CO2和N2。(2)V(NO)＋V(NO2)＝‎3.0 L，V(NO)＋V(NO2)＝‎3.5 L，则V(NO)＝‎0.75 L，V(NO2)＝‎2.25 L，V(NO)∶V(NO2)＝1∶3。(3)NO中氮的化合价为＋2价，NO2中氮的化合价为＋4价，二者1∶1混合时与NaOH反应生成盐的化合价必然为＋3价，即为NaNO2。‎ 素养一　氮氧化物被水吸收相关计算 ‎1．关系式法 ‎(1)NO和O2的混合气体通入水中 由2NO＋O2===2NO2和3NO2＋H2O===2HNO3＋NO得总反应为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3。‎ ‎ ‎ ‎(2)NO2和O2的混合气体通入水中 由3NO2＋H2O===2HNO3＋NO和2NO＋O2===2NO2得总反应为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3。‎ ‎ ‎ ‎(3)NO、NO2和O2三种混合气体通入水中 先按3NO2＋H2O===2HNO3＋NO计算出生成NO的体积，再加上原来混合气体中NO体积，再按(1)计算。‎ ‎2．电子守恒法 NOx转化为硝酸时失去电子，如果是NOx与O2的混合气体，则反应中O2得到的电子数与NOx失去的电子数相等。4NO2＋O2和4NO＋3O2从组成上均相当于2N2O5，都与N2O5＋H2O===2HNO3等效；当NO、NO2、O2的混合气体溶于水时利用混合气体中N、O原子个数比进行分析判断。‎ ‎1．如图所示，相同条件下，两个容积相同的试管分别装满NO2和NO气体，分别倒置于水槽中，然后通过导管缓慢通入氧气，边通边慢慢摇动试管，直到两个试管内充满液体。假设试管内的溶质不向水槽中扩散，则两个试管内溶液物质的量浓度之比为(　A　)‎ A．1∶1 B．5∶7‎ C．7∶5 D．4∶3‎ 解析：NO2、NO装满试管，则体积相同，根据阿伏加德罗定律：n(NO2)＝n(NO)，根据氮原子守恒所得硝酸的物质的量相同，溶液的体积相同，所以两个试管中溶液物质的量浓度之比为1∶1。‎ ‎2．(2020·贵阳模拟)同温同压下，在3支相同体积的试管中分别充有等体积混合的2种气体，它们是①NO和NO2，②NO2和O2，③NH3和N2。将3支试管均倒置于盛水的水槽中，充分反应后，试管中剩余气体的体积分别为V1、V2、V3，则下列的关系正确的是(　B　)‎ A．V1>V2>V3 B．V1>V3>V2‎ C．V2>V3>V1 D．V3>V1>V2‎ 解析：设各种气体的体积都为1体积。①根据3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，即剩余NO的体积V1＝(1＋)体积。②根据4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，即剩余O2的体积V2＝(1－)体积。③剩余N2的体积V3＝1体积。即B项符合题意。‎ ‎3．将充有m mL NO和n mL NO2的量筒倒立于水槽中，然后通入m mL O2，若m浓硝酸(　×　)‎ 提示：物质的氧化性强弱与得电子多少无关，而与得电子难易程度有关。‎ ‎3．1 mol Fe溶于过量硝酸，电子转移数为2NA(　×　)‎ 提示：1 mol Fe生成硝酸铁，转移电子数为3NA。‎ ‎4．为除去Cu粉中混有的CuO，可加入稀硝酸溶解，过滤、洗涤、干燥(　×　)‎ 提示：稀硝酸具有强酸性和强氧化性，能与CuO和Cu同时反应，应用稀硫酸或盐酸除去Cu粉中混有的CuO。‎ ‎5．浓硝酸、浓硫酸的浓度大，书写离子方程式时写分子式，不拆写为离子形式(　×　)‎ 提示：浓硝酸中的硝酸是完全电离的。‎ ‎6．将铜丝插入稀硝酸中：Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O(　×　)‎ 提示：Cu与稀硝酸反应生成NO，离子方程式为3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。‎ ‎7．在1.0 mol·L－1的KNO3溶液中，H＋、Fe2＋、Cl－、SO可以大量共存(　×　)‎ 提示：“H＋＋NO”具有强氧化性，与Fe2＋不共存。‎ ‎8．磁性氧化铁溶于稀硝酸的离子方程式为3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O(　×　)‎ 提示：氧化物Fe3O4不能拆。‎ ‎1．质量分数达98%以上的浓硝酸称为“发烟硝酸”，“烟”实为雾(硝酸小液滴)，体现了HNO3的挥发性。‎ ‎2．浓硝酸能使紫色石蕊溶液变红，加热褪色。在这一反应过程中浓硝酸表现出强酸性和强氧化性，可将红色物质氧化成无色物质。‎ ‎3．王水(浓硝酸与浓盐酸体积比1∶3)可溶解金和铂。‎ ‎4．NO在酸性条件下的强氧化性：NO 在酸性条件下具有强氧化性，往往作为隐含条件出现在试题中，在解题中往往被忽视而形成易错点。常见的隐含形式有：‎ ‎(1)在离子共存问题中，NO在酸性条件下不与具有较强还原性的离子如S2－、I－、Fe2＋等大量共存。‎ ‎(2)SO的检验中不能用HNO3酸化、不能用Ba(NO3)2作沉淀剂，以防止SO的干扰。‎ ‎(3)向Ba(NO3)2溶液中通入还原性气体SO2可得到BaSO4沉淀。‎ ‎(4)向Fe(NO3)2溶液中加入非氧化性酸，如盐酸，Fe2＋能被氧化为Fe3＋。‎ ‎(5)向过量铜与一定量硝酸反应后的混合物中加入非氧化性酸，铜能继续溶解。‎ ‎(6)向含还原性离子的酸性溶液中加入硝酸盐，还原性离子可被氧化。‎ ‎1．(2020·北京门头沟一模)依据下图中氮元素及其化合物的转化关系，判断下列说法中不正确的是(　B　)‎ A．X是N2O5‎ B．可用排空气法收集NO气体 ‎ C．工业上以NH3、空气、水为原料生产硝酸 D．从原理上看，NH3可与NO2反应实现NH3→N2的转化 解析：NO遇空气中的氧气被氧化为NO2，不可用排空气法收集NO气体，故B错误。‎ ‎2．某化学兴趣小组进行了有关Cu、硝酸、硫酸化学性质的实验，实验过程如图所示。下列有关说法正确的是(　B　)‎ A．①中溶液呈蓝色，试管口有红棕色气体产生，稀硝酸被还原为NO2‎ B．③中反应的化学方程式为3Cu＋Cu(NO3)2＋4H2SO4=== 4CuSO4＋2NO↑＋4H2O C．③中滴加稀硫酸，铜片继续溶解，说明稀硫酸的氧化性比稀硝酸的强 D．由上述实验可知，Cu在常温下既可与稀硝酸反应，又可与稀硫酸反应 解析：Cu与稀硝酸发生反应3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，稀硝酸被还原为NO，NO遇空气中的O2生成NO2，故试管口有红棕色气体产生，A错误；③中溶液含有NO，滴加稀硫酸后，Cu、NO、H＋继续反应生成NO，B正确；③中铜片继续溶解，是因为稀硫酸提供H＋，与NO形成HNO3，HNO3继续与Cu反应，C错误；Cu是不活泼金属，在常温下，可与稀硝酸反应，但不能与稀硫酸反应，D错误。‎ ‎3．在通风橱中进行下列实验：‎ 步 骤 现 象 Fe表面产生大量无色气泡，液面上方变为红棕色 Fe表面产生少量红棕色气泡后，迅速停止 Fe、Cu接触后，其表面均产生红棕色气泡 下列说法不正确的是(　C　)‎ A．Ⅰ中气体由无色变红棕色的化学方程式：‎ ‎2NO＋O2===2NO2‎ B．Ⅱ 中的现象说明Fe表面形成致密的氧化层，阻止Fe进一步反应 C．对比Ⅰ、Ⅱ中现象，说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3‎ D．针对Ⅲ中现象，在Fe、Cu之间连接电流计，可判断Fe是否被氧化 解析：A.铁放入稀HNO3中发生反应Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，NO逸出，遇到O2生成NO2，气体由无色变为红棕色；B.铁放入浓HNO3中，在常温下会钝化，即在Fe表面形成致密的氧化膜，阻止Fe进一步反应；C.浓HNO3的氧化性强于稀HNO3；D.在铁、铜之间加一个电流计，根据电子的流向，可判断铁是否被氧化，若电子由铁移动到铜，则铁被氧化。‎ ‎4．(2017·北京卷)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(　D　)‎ ‎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CO2，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应 解析：①中浓HNO3受热分解，发生反应4HNO3(浓)4NO2↑＋O2↑＋2H2O，产生的气体为混合气体，故选项A正确；由①可知，浓硝酸受热分解可生成红棕色气体NO2，所以“产生红棕色气体”不能说明②中木炭能与浓硝酸发生反应，故选项B正确；根据①和②，浓硝酸反应产生红棕色NO2时需要加热，所以浓硝酸具有挥发性才可与上方红热木炭接触，同时，N元素化合价降低，所以生成的NO2为还原产物，故选项C正确；红热的木炭可与空气中的O2反应生成CO2，故选项D错误。‎ ‎5．一定质量的铁和足量的稀硝酸或浓硝酸完全反应，在相同条件下，用排水集气法收集产生的气体。下列叙述一定正确的是(　B　)‎ ‎①硝酸浓度越大，消耗的硝酸越少 ‎②硝酸浓度不同，生成的Fe(NO3)3的物质的量相同 ‎③硝酸浓度越大，产生的气体越少 ‎④用排水集气法收集到的气体在相同状况下体积相同 A．只有② B．②④‎ C．③④ D．①②③‎ 解析：依据Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O及Fe＋6HNO3(浓)===Fe(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O可知，硝酸浓度越大，消耗的硝酸越多，①错；根据铁元素守恒，最后生成的Fe(NO3)3的物质的量相同，②正确；③硝酸浓度越大，产生的气体越多，③错；因3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，故用排水法收集到的气体均为NO，且在相同状况下体积相同，④正确。‎ ‎6．某化学学习小组采用下列装置，对浓硝酸与木炭的反应进行探究(已知：4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O)。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)检查装置气密性后，将燃烧匙中的木炭在酒精灯上加热至红热状态，立即伸入三颈瓶中，并塞紧瓶塞，滴加浓硝酸，可观察到三颈瓶中气体的颜色为红棕色，产生该气体的化学反应方程式是C＋4HNO3(浓)4NO2↑＋CO2↑＋2H2O。‎ ‎(2)装置C中盛有足量Ba(OH)2溶液，反应一段时间后可观察到C中出现白色沉淀，该白色沉淀为BaCO3(写化学式)。其中的Ba(OH)2溶液不能(填“能”或“不能”)用Ca(OH)2溶液代替，理由是Ca(OH)2溶液中Ca(OH)2浓度较低，NO2、CO2‎ 过量，最终溶液显酸性，不能形成CaCO3沉淀。‎ ‎(3)装置B的作用是防倒吸。‎ ‎(4)装置D中收集到了无色气体，部分同学认为是NO，还有部分同学认为是O2。‎ ‎①下列对该气体的检验方法合适的是AC(填字母)。‎ A．敞口观察集气瓶内气体的颜色变化 B．将润湿的蓝色石蕊试纸伸入集气瓶内，观察试纸是否变红 C．将带火星的木条伸入集气瓶中，观察木条是否复燃 ‎②如果集气瓶中收集到的无色气体是氧气，则氧气的来源是浓硝酸的分解。‎ ‎(5)若将木炭改为铜片，再用等质量的铜片分别与等体积的浓硝酸、稀硝酸(硝酸均过量)反应时，发现反应后所得溶液前者呈绿色，后者呈蓝色。针对此现象，同学们进行讨论，提出两种意见：①认为两溶液所显颜色不同是由Cu2＋浓度的差异引起的。‎ ‎②认为前者溶液呈绿色，是因为生成的红棕色NO2溶解于溶液中引起的。‎ 你认为上述意见②(填“①”或“②”)合理。向显蓝色的Cu(NO3)2溶液中通入NO2(或其他合理答案)‎ 解析：(1)装置A中发生的是浓硝酸与木炭的反应，生成NO2、CO2、H2O，由于NO2为红棕色气体，故三颈瓶中的气体为红棕色。‎ ‎(2)将NO2、CO2通入Ba(OH)2溶液中分别生成Ba(NO3)2和BaCO3，由于Ba(OH)2溶液足量，故溶液为碱性环境，BaCO3不溶解以沉淀形式析出。Ba(OH)2溶液不能用Ca(OH)2溶液代替，因为Ca(OH)2微溶于水，溶液中Ca(OH)2含量太少，浓度太低，不足以完全吸收生成的酸性气体，导致溶液呈酸性，从而不能生成CaCO3沉淀。‎ ‎(3)装置B可以防止装置C中酸性气体因溶解速率太快而出现倒吸。‎ ‎(4)①NO与足量O2反应生成红棕色的NO2，A正确；NO和O2均不具有酸性，B错误；O2‎ 能使带火星的木条复燃，而NO不能，C正确。②装置A中除发生木炭与浓硝酸的反应外，还发生浓硝酸的分解反应。‎ ‎(5)因Cu的质量相等，且浓、稀HNO3均过量，Cu完全反应生成的Cu(NO3)2的浓度相等，溶液中的c(Cu2＋)是一样的，①不合理，②合理。既然②是由红棕色NO2溶于溶液中引起的，只要将NO2除去或者在Cu与稀HNO3反应后的反应器中通入NO2即可验证。‎ 素养　金属与硝酸反应规律与计算 ‎1．金属与硝酸反应的规律 ‎(1)HNO3与金属反应不能产生H2。‎ ‎(2)还原产物一般为HNO3(浓)→NO2，HNO3(稀)→NO；很稀的硝酸还原产物也可能为N2O、N2或NH4NO3。‎ 与Cu反应 由铜与硝酸反应的化学方程式知，浓硝酸被还原为NO2，氮元素的化合价变化为＋5→＋4；稀硝酸被还原为NO，氮元素的化合价变化为＋5→＋2。一般情况下，硝酸的浓度越小，其还原产物的价态越低 与Zn反应 锌与硝酸可发生如下反应 ‎4Zn＋10HNO3(稀)===4Zn(NO3)2＋N2O↑＋5H2O，‎ ‎4Zn＋10HNO3(极稀)===4Zn(NO3)2＋NH4NO3＋3H2O ‎(3)硝酸与金属反应时既表现氧化性又表现酸性。‎ ‎2．金属与硝酸反应计算的思维流程 ‎(1)思维流程 ‎(2)计算中守恒思想的应用 ‎①原子守恒法 HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用，以NO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HNO3中氮原子的物质的量。‎ ‎②得失电子守恒法 HNO3与金属的反应属于氧化还原反应，HNO3中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量。‎ ‎③电荷守恒法 HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH－)则有：‎ c(NO)＝c(H＋)＋nc(Mn＋)(Mn＋代表金属离子)。‎ ‎④离子方程式计算法 金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO在H2SO4提供H＋的条件下能继续与金属反应，因此此类题目应用离子方程式来计算，先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H＋或NO进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒。‎ ‎1．(2020·广西南宁第二中学模拟)某实验小组发现在相同温度下，铁与不同密度的硝酸反应时，还原产物有所不同，该小组的实验结果如图所示。下列叙述中正确的是(　D　)‎ A．硝酸的密度越大，其还原产物越多 B．当硝酸溶液的密度小于d g·mL－1时，还原产物始终以NO为主 C．还原产物中NO的质量分数随硝酸密度的增大而增大 D．若足量的铁与硝酸发生如下反应：2Fe＋6HNO3===2Fe(NO3)2＋NO↑＋NO2↑＋3H2O，根据图像可推知此时硝酸的密度为d g·mL－1‎ 解析：由图可知，硝酸的密度越大，其还原产物越少，A错误；根据图像可知当硝酸溶液的密度小于d g·mL－1时，还原产物有多种情况，并不是始终以NO为主，B错误；由图像可以看出，还原产物中NO的质量分数随硝酸密度的增大先增大后减小，C错误；若足量的铁与硝酸发生如下反应：2Fe＋6HNO3===2Fe(NO3)2＋NO↑＋NO2↑＋3H2O，生成的NO和NO2的物质的量相等，根据图像可推知此时硝酸的密度为d g·mL－1，D正确。‎ ‎2．(2020·山东淄博实验中学一诊)‎1.52 g铜镁合金完全溶解于50 mL密度为‎1.40 g·mL－1、质量分数为63%的浓硝酸中，得到NO2和N2O4的混合气体1 120 mL(标准状况)，向反应后的溶液中加入1.0 mol·L－1 NaOH溶液，当金属离子全部沉淀时，得到‎2.54 g沉淀。下列说法不正确的是(　D　)‎ A．该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是14.0 mol·L－1‎ B．该合金中铜与镁的物质的量之比是2∶1‎ C．NO2和N2O4的混合气体中，NO2的体积分数是80%‎ D．得到‎2.54 g沉淀时，加入NaOH溶液的体积是600 mL 解析：向反应后溶液中加入NaOH溶液，生成Mg(OH)2和Cu(OH)2沉淀，固体质量增加的是OH－的质量，且有n(OH－)＝n(e－‎ ‎)，设合金中镁、铜的物质的量分别为x、y，则有‎24 g·mol－1×x＋‎64 g·mol－1×y＝‎1.52 g；2x＋2y＝(‎2.54 g－‎1.52 g)÷‎17 g·mol－1，解之得x＝0.01 mol，y＝0.02 mol。A项根据质量分数和密度可计算出该硝酸的浓度为14.0 mol·L－1；B项该合金中铜、镁的物质的量之比为2∶1；C项NO2和N2O4都来自硝酸，设混合气体中NO2的物质的量为x，根据电子守恒得x＋(0.05 mol－x)×2＝0.06 mol，x＝0.04 mol，NO2的体积分数为80%；D项得到‎2.54 g沉淀后，溶液中的溶质只有NaNO3，故n(NaOH)＝0.7 mol－0.04 mol－0.02 mol＝0.64 mol，则NaOH溶液的体积是640 mL。‎ ‎3．Cu与浓硝酸反应生成氮的氧化物，这些氧化物恰好溶解在NaOH溶液中得到NaNO3和NaNO2的混合溶液，反应过程及有关数据如图所示。‎ 下列有关判断正确的是(　A　)‎ A．若铜片为‎51.2 g，则生成0.2 mol NaNO3‎ B．常温下，Cu遇浓硝酸发生钝化，不可能发生上述反应 C．标准状况下收集的氮氧化物为‎20.16 L D．反应过程中生成的Cu(NO3)2既是氧化产物，又是还原产物 解析：分析整个反应过程可知仅有两种元素的化合价发生变化，即Cu→Cu2＋，HNO3→NaNO2,‎51.2 g Cu的物质的量为0.8 mol，共失去电子0.8 mol×2＝1.6 mol，由得失电子守恒可知HNO3→NaNO2得到1.6 mol电子，故产物中NaNO2的物质的量为0.8 mol，由Na原子守恒可得另一种产物NaNO3的物质的量为0.2 mol，A正确；常温下，Cu能与浓硝酸反应，B错误；部分NO2会转化为N2O4，而NO2、N2O4在标准状况下都不是气体，C错误；反应过程中生成的Cu(NO3)2是氧化产物，不是还原产物，D错误。‎ ‎4.向200 mL 2 mol·L－1 HNO3溶液中，逐渐加入铁粉至过量(假设生成的气体只有一种)，在此过程中，n(Fe2＋)随n(Fe)变化如图所示。下列有关说法正确的是(　D　)‎ A．该过程中产生标准状况下的氢气‎4.48 L B．向c点处的反应液中加入稀盐酸后无明显现象 C．图中a＝1.5、b＝1.5‎ D．当加入铁粉n mol时(0.1