备考2024届高考化学一轮复习分层练习第四章非金属及其化合物第7讲硝酸

第7讲硝酸1.下列关于硝酸的叙述正确的是（　D　）A.常温下铁在浓硝酸中钝化，不发生反应B.稀硝酸使滴有酚酞试液的NaOH溶液褪色，主要是因为稀硝酸具有强氧化性C.硝酸是氧化性酸，不能用硝酸代替盐酸和碳酸钙反应制备CO2D.浓硝酸放置一段时间后，颜色变黄，说明浓硝酸具有不稳定性解析　常温下，铁在浓硝酸中表面会迅速生成一层致密的氧化膜，使铁钝化，阻止铁与浓硝酸进一步反应，发生了化学反应，A项错误；稀硝酸使滴有酚酞试液的NaOH溶液褪色，主要是因为稀硝酸与氢氧化钠发生中和反应，体现的是稀硝酸的酸性，B项错误；硝酸易挥发且易分解，若用硝酸代替盐酸，会使CO2中混入NO2、NO等杂质，与硝酸是氧化性酸无关，C项错误；浓硝酸见光易分解生成二氧化氮、氧气和水，溶有二氧化氮的浓硝酸显黄色，说明浓硝酸不稳定，D项正确。2.[2023天津和平区考试]在下列反应中，HNO3既表现出氧化性，又表现出酸性的是（　D　）A.H2S＋2HNO3（浓）S↓＋2NO2↑＋2H2OB.CuO＋2HNO3Cu（NO3）2＋H2OC.4HNO3（浓）4NO2↑＋O2↑＋2H2OD.Cu＋4HNO3（浓）Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O解析　HNO3中N的化合价降低，HNO3只表现出氧化性，A项不符合题意；HNO3中N的化合价不变，生成硝酸盐，HNO3只表现出酸性，B项不符合题意；HNO3中N的化合价降低，部分O的化合价升高，HNO3表现出氧化性和还原性，C项不符合题意；HNO3中部分N的化合价降低，部分N的化合价不变，生成硝酸盐，则HNO3既表现出氧化性，又表现出酸性，D项符合题意。3.[2021福建]明代《徐光启手迹》记载了制备硝酸的方法，其主要流程（部分产物已省略）如下：下列说法错误的是（　A　）A.FeSO4的分解产物X为FeOB.本流程涉及复分解反应C.HNO3的沸点比H2SO4的低 D.制备使用的铁锅易损坏解析　FeSO4煅烧时生成SO2，S的化合价降低，则Fe的化合价升高，产物X应为Fe2O3，A项错误；H2SO4和KNO3反应生成HNO3和K2SO4，为复分解反应，B项正确；H2SO4和KNO3反应制备HNO3，利用的原理是高沸点酸制低沸点酸，则HNO3的沸点比H2SO4的低，C项正确；流程中生成的H2SO4能与铁反应，因此制备使用的铁锅易损坏，D项正确。4.[2024安徽名校联考改编]硝酸银是一种见光易分解的可溶性银盐，常用作照相乳剂、制镜工业和电子工业。一种利用废银催化剂（主要含Ag和碳单质）制备无水硝酸银的工艺流程如下：下列有关说法错误的是（　D　）A.“酸溶”过程中发生反应的离子方程式为3Ag＋4H＋＋NO3－3Ag＋＋NO↑＋2H2OB.“蒸发浓缩”时，当观察到溶液中产生晶膜时，即可停止加热C.“系列操作”具体是指过滤、洗涤、干燥D.在实验室中无水AgNO3应保存在无色广口瓶中解析　“酸溶”过程中银和稀硝酸反应的离子方程式为3Ag＋4H＋＋NO3－3Ag＋＋NO↑＋2H2O，A正确；“蒸发浓缩”时，当观察到溶液中产生晶膜时，即可停止加热，B正确；“系列操作”具体是指过滤、洗涤、干燥，C正确；硝酸银见光易分解，在实验室中无水AgNO3应保存在棕色广口瓶中，D错误。5.一定温度下，探究铜与稀HNO3的反应，反应过程如图所示：下列说法错误的是（　B　）A.过程Ⅰ中生成无色气体的离子方程式是3Cu＋2NO3－＋8H＋3Cu2＋＋2NO↑＋4H2OB.过程Ⅲ后得到的溶液中的c（HNO3）比原稀HNO3的大C.过程Ⅱ中气体变为红棕色的反应为2NO＋O22NO2D.当活塞不再移动时，再抽入空气，铜可以继续溶解 解析　过程Ⅰ中生成无色气体的离子方程式为3Cu＋2NO3－＋8H＋3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，A项正确；随着反应的进行，一部分HNO3转化为Cu（NO3）2，根据氮原子守恒，可知过程Ⅲ后得到的溶液中的c（HNO3）应比原稀HNO3的要小，B项错误；过程Ⅱ中气体变为红棕色，发生反应的化学方程式为2NO＋O22NO2，C项正确；当活塞不再移动时，再抽入空气，NO与O2、H2O反应生成HNO3，铜可以继续溶解，D项正确。6.[机理图分析＋化学平衡等][2023济南测试]某MOFs多孔材料孔径大小和形状恰好将N2O4“固定”，能高选择性吸附NO2。废气中的NO2被吸附后，经处理能全部转化为HNO3。原理示意图如下。已知：2NO2（g）⇌N2O4（g）　ΔH＜0下列说法不正确的是（　D　）A.温度升高时不利于NO2吸附B.多孔材料“固定”N2O4，促进2NO2⇌N2O4平衡正向移动C.转化为HNO3的反应是2N2O4＋O2＋2H2O4HNO3D.每获得0.4molHNO3时，转移电子数为6.02×1022解析　2NO2（g）⇌N2O4（g）为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，不利于NO2吸附，A项正确；N2O4被“固定”后，N2O4的浓度减小，2NO2（g）⇌N2O4（g）平衡向正反应方向移动，B项正确；被“固定”后的N2O4与O2、H2O反应生成硝酸，C项正确；2NO2N2O4无电子转移，12N2O4HNO3失e－，则每制备0.4mol硝酸，转移电子数为0.4×6.02×1023＝2.408×1023，D项错误。7.[2024辽宁沈阳考试]向200mL稀硫酸和稀硝酸的混合溶液中缓慢加入铁粉，产生气体的体积随铁粉质量的变化如图所示（已知硝酸只被还原为NO气体）。下列说法正确的是（　C　）A.OA段反应的离子方程式为Fe＋2H＋Fe2＋＋H2↑B.A点溶液中的溶质为Fe2（SO4）3C.原混合溶液中NO3－的物质的量为0.2mol D.原混合溶液中H2SO4的物质的量浓度为1mol·L－1解析　由图像可知，由于铁过量，OA段发生的反应为Fe＋NO3－＋4H＋Fe3＋＋NO↑＋2H2O，AB段发生的反应为Fe＋2Fe3＋3Fe2＋，BC段发生的反应为Fe＋2H＋Fe2＋＋H2↑，A错误；A点时，NO3－被Fe全部还原为NO，因此溶液中不再含有NO3－，此时溶质为Fe2（SO4）3和H2SO4，B错误；OA段消耗11.2gFe，即0.2molFe，根据离子方程式Fe＋NO3－＋4H＋Fe3＋＋NO↑＋2H2O可知消耗的HNO3的物质的量为0.2mol，因此原混合酸中NO3－的物质的量为0.2mol，C正确；最终消耗22.4gFe，即0.4molFe，最后溶液中溶质为FeSO4，根据Fe元素守恒可得n（FeSO4）＝0.4mol，则n（H2SO4）＝0.4mol，原混合酸中H2SO4的物质的量浓度为0.4mol÷0.2L＝2mol·L－1，D错误。8.[2024河北石家庄测试]某化学兴趣小组用如图所示装置检验Pb（NO3）2受热分解的产物（图中夹持和加热装置略去）。在试管中放入研碎的Pb（NO3）2晶体后，加热；实验结束后，试管中得到黄色粉末（PbO），U形管下部有少量液体X，集气瓶中收集到无色气体Y。下列说法不正确的是（　C　）A.液体X可能是液化的NO2或N2O4B.在装置中用锡纸将胶塞、胶管与产生的气体隔开，主要是为了防止其被生成的气体腐蚀C.气体Y可能是O2，也可能是NO2与水反应后生成的NOD.停止反应，应注意先把导气管移出水面，然后停止加热解析　根据氧化还原反应规律，Pb（NO3）2分解的方程式为2Pb（NO3）2△2PbO＋4NO2↑＋O2↑，液体X可能是液化的NO2或N2O4，故A正确；NO2具有氧化性，能腐蚀橡胶，在装置中用锡纸将胶塞、胶管与产生的气体隔开，主要是为了防止橡胶被NO2气体腐蚀，故B正确；Pb（NO3）2分解放出氧气，气体Y可能是O2，不可能是NO2与水反应后生成的NO，故C错误；为防止倒吸，反应结束后，应先把导气管移出水面，然后停止加热，故D正确。9.[2023广东六校联考]室温下，某同学用图中装置在通风橱中进行如下实验：实验现象试管Ⅰ中开始无明显现象，后逐渐有微小气泡生成，反应越来越剧烈，试管口上方出现红棕色气体，溶液呈蓝色试管Ⅱ 中剧烈反应，迅速生成大量红棕色气体，溶液呈绿色；之后向溶液中持续通入N2，溶液又变为蓝色下列说法正确的是（　C　）A.试管Ⅰ中红棕色气体为NO2，由铜还原硝酸生成B.等质量的Cu完全溶解时，Ⅰ中消耗的HNO3更多C.试管Ⅱ中反应后溶液颜色与试管Ⅰ中的不同，可能是因为试管Ⅱ中溶有NO2D.若换成Fe重复实验，依然是试管Ⅱ中反应更剧烈解析　Cu与稀硝酸反应生成NO，NO与氧气反应生成红棕色气体NO2，A项错误；根据化学方程式3Cu＋8HNO3（稀）3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O、Cu＋4HNO3（浓）Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O可知，等质量的Cu完全溶解时，消耗的稀硝酸更少，B项错误；反应后试管Ⅰ和Ⅱ中的溶液均为Cu（NO3）2溶液，向试管Ⅱ的溶液中持续通入N2，溶液又变成蓝色，说明试管Ⅱ的溶液中溶有NO2，故试管Ⅱ中反应后溶液颜色与试管Ⅰ中的不同，C项正确；若换成Fe重复实验，Fe遇浓硝酸发生钝化，试管Ⅱ无明显变化，D项错误。10.[2023西安模拟]某同学为探究Al和NO3－的反应情况，做如下实验：实验现象溶液无色，试管上方呈浅红棕色产生大量气泡，能使湿润红色石蕊试纸变蓝有白色沉淀生成，产生气泡，能使湿润红色石蕊试纸变蓝下列说法不正确的是（　B　）A.实验Ⅰ的离子反应：Al＋NO3－＋4H＋Al3＋＋NO↑＋2H2OB.实验Ⅱ、Ⅲ说明NO3－中N只有在碱性或中性时才被还原为最低价C.实验Ⅲ中白色沉淀为Al（OH）3D.实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ说明NO3－在酸、碱及中性溶液中都能被还原解析　实验Ⅰ反应后溶液无色，试管上方呈浅红棕色，说明Al与稀硝酸反应生成了NO气体，NO遇O2反应生成红棕色NO2气体，A项正确；实验Ⅱ为碱性条件，实验Ⅲ为中性条件，由实验现象知，两实验均生成了能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，则该气体为NH3，实验Ⅱ、Ⅲ说明在碱性或中性时NO3－中N被还原为最低价，但不能说明只有在碱性或中性时才被还原为最低价，B项错误；由实验Ⅲ的现象可知，实验Ⅲ发生的反应为8Al＋3NO3－＋18H2O3NH3↑＋8Al（OH）3＋3OH－，白色沉淀为Al（OH）3，C项正确；实验Ⅰ，NO3－在酸性条件下被还原为NO，实验Ⅱ，NO3－在碱性条件下被还原为NH3，实验 Ⅲ，NO3－在中性条件下被还原为NH3，实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ说明NO3－在酸、碱及中性溶液中都能被还原，D项正确。11.[2024黑龙江大庆考试改编]亚硝酸钠被称为工业盐，在漂白、电镀等方面应用广泛。以木炭、浓硝酸、水和铜为原料生成的一氧化氮与过氧化钠反应制备亚硝酸钠的装置如图所示（部分夹持装置略）。已知：室温下，①2NO＋Na2O22NaNO2；②3NaNO2＋3HCl3NaCl＋HNO3＋2NO↑＋H2O；③酸性条件下，NO或NO2－都能与MnO4－反应生成NO3－和Mn2＋。回答下列问题：（1）检查完该装置的气密性，装入药品后，通入一段时间N2的目的是　排尽装置中的空气，防止NO被空气中的氧气氧化　。（2）写出浓硝酸与木炭反应的化学方程式：　C＋4HNO3（浓）△CO2↑＋4NO2↑＋2H2O　。（3）装置B中观察到的主要现象是　有无色气泡产生，铜逐渐溶解，溶液变为蓝色　，装置D的作用是　吸收未反应的NO　。（4）检验装置C产物中有亚硝酸钠的方法是　取少量样品于试管中，加入稀盐酸，产生无色气体，遇到空气变为红棕色　。（5）经检验装置C产物中除亚硝酸钠外还含有副产物碳酸钠和　氢氧化钠　，为避免产生这些副产物，应在装置B、C之间增加一种常用的仪器E，其名称为　干燥管　，盛装的试剂为　碱石灰　。（6）写出检验装置C产物中是否含有碳酸钠的方法：　取少量装置C中的产物于试管中，加入稀盐酸，若产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，则产物中有碳酸钠（合理即可）　。解析 （4）根据已知信息②知，亚硝酸钠可与盐酸反应生成一氧化氮，则检验装置C产物中有亚硝酸钠的方法是取少量样品于试管中，加入稀盐酸，产生无色气体，遇到空气变为红棕色。（5）由上述分析可知，NO中含有杂质CO2和H2O，则装置C产物中除亚硝酸钠外还含有副产物碳酸钠和氢氧化钠，为避免产生这些副产物，应在装置B、C之间增加盛装碱石灰的干燥管除去二氧化碳和水蒸气。（6）检验碳酸钠的方法可以为取少量装置C中的产物于试管中，加入稀盐酸，若产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，则产物中有碳酸钠。12.[双纵轴图像][2023沈阳检测]向xg铁粉和铜粉的混合物中加入稀HNO3（还原产物只有NO），充分反应，生成标准状况下NO的体积[V（NO）]、剩余固体质量（m）随加入稀HNO3的体积变化如图所示。下列说法错误的是（　C　）A.x＝20.6B.稀HNO3的浓度为4.0mol·L－1C.a点对应的溶液中含有Fe2＋、Fe3＋、Cu2＋D.b点对应消耗稀HNO3的体积约为308mL解析　向铁粉和铜粉的混合物中加入稀HNO3，铁粉先反应，被氧化为Fe2＋，反应方程式为3Fe＋8H＋＋2NO3－2NO↑＋3Fe2＋＋4H2O，随着稀HNO3的逐渐加入，铜粉被氧化为Cu2＋，反应方程式为3Cu＋8H＋＋2NO3－2NO↑＋3Cu2＋＋4H2O，最后Fe2＋被氧化为Fe3＋，反应方程式为3Fe2＋＋4H＋＋NO3－NO↑＋3Fe3＋＋2H2O，N元素从＋5价降到＋2价，金属失去的电子总数与HNO3生成NO所得到的电子总数相等。该混合物质量为xg，加入100mL稀HNO3时从曲线变化趋势可看出反应的固体全部是铁粉，根据得失电子守恒有（x－12.256×2）mol＝（2.2422.4×3）mol，解得x＝20.6。设该混合物中铁粉质量为yg，铜粉质量为z g，根据图中加入200mL稀HNO3时的数据可得（y56×2＋z－3.264×2）mol＝（4.4822.4×3）mol，又y＋z＝20.6，解得y＝12.6，z＝8.0。根据上述分析可知x＝20.6，A项正确；以a点数据计算，结合氮元素守恒知，生成的硝酸盐的物质的量的2倍与NO的物质的量之和等于所加入的HNO3的物质的量，即（12.656×2）mol＋（8.0－3.264×2）mol＋4.4822.4mol＝0.2L×c（HNO3），解得c（HNO3）＝4.0mol·L－1，B项正确；据分析可知，a点时铜粉还有剩余，Fe2＋还未被氧化，对应的溶液中只含有Fe2＋、Cu2＋，C项错误；b点时Fe2＋恰好完全被氧化为Fe3＋，根据Fe～4HNO3、3Cu～8HNO3，可知对应消耗稀HNO3的物质的量为（12.656×4＋8.064×83）mol，体积为（12.656×4+8.064×83)mol4.0mol·L－1＝3.712L≈308mL，D项正确。13.[硝酸盐的热重曲线][2024福建漳州开学考]某小组同学针对Cu（NO3）2的热稳定性进行探究。在如图1所示的实验装置A中，用酒精灯对Cu（NO3）2固体加热，产生红棕色气体，在装置C中收集到无色气体，经验证为O2。当反应结束以后，试管中残留固体为红色。（1）从实验安全角度考虑，需要在装置A、B间增加一个　防倒吸　装置。（2）图2为Cu（NO3）2样品高温过程的热重曲线（样品质量分数w随温度的变化曲线）。Cu（NO3）2加热到200℃的化学方程式为　2Cu（NO3）2△2CuO＋4NO2↑＋O2↑　，继续高温至1000℃生成　Cu2O　（填化学式）固体。解析　（1）固体加热产生气体通入溶液中，从实验安全角度考虑，应该在装置A、B间增加一个防倒吸装置。（2）