5.2.1氮及其氧化物-高一化学讲义习题（人教版2019）

第五章化工生产中的重要非金属元素第二节氮及其化合物第1课时氮及其氧化物1.根据氮及其化合物的化学性质和变化，设计实验进行初步验证，并能分析、解释有关实验现象；2.能分别利用氮及其化合物，试剂制备、分离、检验等简单任务的方案。3.能根据氮及其化合物的性质，分析实验室、生产、生活及环境中的某些常见问题，说明妥善保存、合理使用化学品的常见方法。知识点一氮气与氮的固定知识点二二氧化氮和一氧化氮知识点一氮气与氮的固定1、氮的固定（1）定义：将大气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程叫作氮的固定，简称固氮。（2）分类：2、自然界中氮的循环（1）存在形式：游离态和化合态.（2）循环形式.游离态化合态豆科植物根部的根瘤菌把氮气转变为硝酸盐等含氮的化合物放电条件下。氮气与氧气化合生成氮的氧化物,并随降水进入水体和土壤中合成氨工厂、汽车发动机都可以将一部分氮气转化成化合态的氮化合态游离态硝酸盐在某些细菌的作用下转化成氮气化合态化合态化石燃料的燃烧、森林和农作物的枝叶燃烧所产生的氮氧化物通过大气进入陆地和海洋，进入氮循环系统3、氮气的性质通常情况下，N2的化学性质不活泼，很难与其他物质发生反应，但是，在一定条件下，氮气能与氧气、氢气等物质发生反应。（1）N2与O2反应：在放电条件下，反应方程式为：N2+O22NO（2）N2与H2反应：N2+3H22NH3（3）N2与活泼金属反应：N2+3MgMg3N2.1.下列过程属于氮的固定的是（）A.氮气经加压、降温转变为液态氮B.N2和O2经放电生成NOC．NH3催化氧化生成NO和H2OD．NH3被H2SO4硫酸吸收生成（NH4）2SO4【答案】B【解析】氮气经加压、降温转变为液态氮，是氮气的状态发生变化，不属于氮的固定，A错误；空气在雷电作用下，N2和O2生成NO，属于氮的固定，B正确；NH3催化氧化生成NO和H2O，是氮的化合态之间的转化，不属于氮的固定，C错误；NH3被H2SO4硫酸吸收生成（NH4）2SO4，是氮的化合态之间的转化，不属于氮的固定，D错误。2.（2023—2024福建三明一中高一月考）下列不属于氮的固定过程的是A．工业合成氨B．雷雨天气中，N2与O2在闪电作用下转化为NOC．硝酸见光分解D．豆科植物根瘤菌吸收氮【答案】C【解析】工业合成氨是氮气和氢气在适宜条件下合成氨，氮由游离态转化为化合态，属于氮的固定，A正确；雷雨闪电时，氮气和氢气合成氨气，氮由游离态转化为化合态，属于氮的固定，B正确；硝酸见光分解属于不同化合态的氮之间的转化，C错误；根瘤菌把氮气转化为氨，氮由游离态转化为化合态，属于氮的固定，D正确。3.（2023—2024河北张家口尚义县第一中学校联考）含氮元素的物质的循环转化关系如图。下列说法不正确的是A．b、c、d三个过程的转化可能是由于与同一物质反应B．反应h说明NO2为酸性氧化物C．反应j可能为汽车尾气的处理过程D．有两个反应涉及“氮的固定”【答案】B【解析】b、c、d三个过程的转化都可以与O2反应实现，A正确；NO2溶于水反应产生HNO3和NO，生成物中含有，在该过程中N元素化合价发生了变化，因此不能根据过程h说明NO2为酸性氧化物，B错误；汽车尾气中含有NO，在尾气排放时，在尾气排放管中发生反应：，实现了由NO向N2的转化，故过程j可能为汽车尾气的处理过程，C正确；氮的固定是指将氮气转化为氮的化合物的过程，反应c、k这两步转化都属于单质转变为化合物，D正确。4.（2023—2024湖北武汉二中联考）下图是自然界中的氮循环过程。下列有关叙述错误的是A．反应①、反应②及工业合成氨均属于氮的固定B．反应④中，生成至少需要提供C．反应③的反应方程式为D．过程中参与循环的元素有氮元素，还有氢和氧元素【答案】B【解析】反应①、反应②及工业合成氨均是将游离态氮转化成化合态氮，均属于氮的固定，A正确；反应④中，生成，N化合价升高失去8mol电子，而1mol氧气转移4mol电子，故至少需要提供，B错误；反应③为NO被O2氧化生成硝酸，反应方程式为，C正确；分析此过程中参与循环的元素有氮元素，还有氢和氧元素，D正确。5.（2023—2024山东聊城期中）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1molNO，消耗1molO2D．③和⑤过程中氮元素分别被氧化和还原【答案】C【解析】氮的固定指将N2转化为氮的化合物，反应①将N2转化为NO，属于氮的固定，反应②属于植物固氮，A正确；由图示知，氮循环过程中涉及氢、氧元素，B正确；反应④是O2将NH3氧化为硝酸根离子，N元素化合价由3价升高到+5价，失去8个电子，即1mol氨气生成1mol硝酸根失去电子8mol，失去的电子被O2得到，根据转移电子关系O2~4e，知得8mol电子需要2molO2，C错误；反应③中NO转化为硝酸根，氮元素化合价由+2升高到+5价，被氧化，反应⑤中硝酸根转化为氮气，氮元素化合价由+5降低到0价，被还原，D正确。知识点二二氧化氮和一氧化氮1、物理性质色、态气味密度溶解性毒性NO无色气体无味比空气小微溶于水有毒NO2红棕色气体刺激性气味比空气大易溶于水有毒2、化学性质（1）常温下，NO不稳定，易与O2结合，化学方程式为2NO＋O2=2NO2。（2）NO2溶于水时与水发生反应化学方程式为：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO。1.（2023—2024四川遂宁射洪中学高一月考）下列说法正确的是A．氮气化学性质不活泼，原因是N的非金属性较弱B．“雷雨发庄稼”所包含的化学变化有N2→NO→NO2→HNO3→硝酸盐C．氮气与氧气直接在汽车内燃机中高温下反应，氧气少量生成NO，过量生成NO2D．植物直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料，实现氮的固定【答案】B【解析】氮气化学性质不活泼，原因是N≡N键能大使得氮气很稳定，A错误；“雷雨发庄稼”所包含的化学变化有：放电时氮气被O2氧化产生NO，NO被O2氧化为NO2，NO2与H2O反应产生HNO3，硝酸进一步转变为硝酸盐，即存在转化关系：N2→NO→NO2→HNO3→硝酸盐，B正确；氮气与氧气在汽车内燃机中高温反应生成NO，NO进一步被氧气氧化生成NO2，C错误；氮的固定是将游离态的氮转化为化合态的氮的过程，植物不能直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料，D错误。2.下列关于氮及其化合物的说法不正确的是A．N2的结构稳定，因而氮气不能支持任何物质的燃烧B．液氨汽化时要吸收大量热，因而液氨可用作制冷剂C．NO、NO2均具有还原性D．为防止粮食、罐头、水果等食品发霉腐烂，常用氮气作保护气【答案】A【解析】虽然氮气的结构较稳定，但镁能在氮气中燃烧生成氮化镁，A项错误；液氨汽化时要吸收大量热，因此液氮可用作制冷剂，B项正确；NO、中氮元素化合价分别为+2、+4价，不处于最高价态，因此具有还原性，C项正确；氮气不能供给呼吸，常用作保护气，D项正确。3.（2023—2024广东湛江统考期中）Mg能在中燃烧，产物为、和。下列有关说法正确的是A．该反应为氮的固定B．是还原产物C．Mg在反应中被还原D．氧化性：【答案】B【解析】由游离态氮到化合态氮为氮的固定，A项错误；中N的化合价为+4价，N2的N为0价，化合价降低被还原生成还原产物，是还原产物，B正确；Mg在反应中失电子，被氧化，C项错误；氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，故氧化性：，D项错误。4.（2023—2024江西南昌南昌十中高一月考）常温常压下，在四支相同的试管中，分别装入等物质的量混合的两种气体。混合气体具体组成如下表，将四支试管迅速同时倒立于水槽中，至液面稳定后，水面上升高度由大到小正确的是试管编号123混合气体组成NO2、O2NO、O2NH3、N2A．1＞2＞3B．2＞1＞3C．3＞1＞2D．2＞3＞1【答案】B【解析】将四支试管迅速同时倒立于水槽中，至液面稳定后，水面上升高度与消耗的气体物质的量成正比。试管1中发生反应：4NO2+O2+2H2O=4HNO3，两种气体的体积之比为1：l，根据方程式知，有的气体发生反应，所以水充满试管的；升高2中发生反应：4NO+3O2+2H2O=4HNO3，两种气体的体积之比为1：1，根据方程式可知：有的气体发生反应，所以水充满试管的；试管3中NH3完全被吸收，N2不溶于水，两种气体的体积之比为1：1，有的气体发生反应，所以水充满试管的，所以水面上升高度由大到小顺序是2＞1＞3，B正确。5.将盛有NO2和N2混合气体的试管倒立于水中，经过足够长的时间后，试管内气体体积缩小为原体积的一半，原混合气体中N2与NO2的体积比为A．1：1B．1：2C．1：3D．3：1【答案】C【解析】设原混合气体中含有xmolN2，ymolNO2，盛有N2和NO2的混合气体的试管倒立于水中发生反应3NO2+H2O=2HNO3+NO，则有，反应后试管内气体物质的量为mol，则有(x+y)=2，解得x：y=1：3，C正确。探究有关氮的氧化物溶于水的计算3NO2＋H2O=2HNO3＋NO①2NO＋O2=2NO2②由方程式①×2＋②得：4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3③由方程式①×2＋②×3得：4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3④氮的氧化物溶于水的计算大致有以下三种类型：1．NO和NO2的混合气体NO、NO2的混合气体溶于水时仅涉及反应①：可利用气体体积变化差值进行计算。V剩=V（NO）原+V（NO2）2．NO2和O2的混合气体NO2和O2的混合气体溶于水时涉及反应③：其计算依据如下：3．NO和O2的混合气体NO、O2的混合气体溶于水时涉及反应④：其计算依据如下：【例】三支体积相等的试管分别充满相同状态下气体：①氨气；②体积比为4：l的NO2和O2气体；③NO2气体；将他们分别倒立于盛有足量水的水槽中，液面恒定后(假设试管内液体不扩散)，则下列结论正确的是A．①和③试管内溶液体积不等，溶质物质的量浓度也不相等B．因为它们都可溶于水，所以液面都上升到试管顶部C．三支试管中，试管②中溶液中溶质的物质的量浓度最小D．试管②和试管③中溶液的溶质的物质的量浓度一定相等【答案】C【解析】三支体积相等的试管分别充满相同状态下气体：①氨气；②体积比为4：l的NO2和O2气体；③NO2气体；将他们分别倒立于盛有足量水的水槽中，液面恒定后，①盛氨气的试管中充满液体，溶液浓度为，②体积比为4：l的NO2和O2气体倒扣在水槽中，发生的总反应为4NO2+O2+2H2O=4HNO3，液体全部充满试管，溶液浓度为；③NO2气体倒扣在水槽中，发生反应：3NO2+H2O=2HNO3+NO，溶液占试管容积的，溶液浓度。三支体积相等的试管分别充满相同状态下气体：①氨气；②体积比为4：l的NO2和O2气体；③NO2气体；将他们分别倒立于盛有足量水的水槽中，液面恒定后，①盛氨气的试管中充满液体，溶液浓度为，②体积比为4：l的NO2和O2气体倒扣在水槽中，发生的总反应为4NO2+O2+2H2O=4HNO3，液体全部充满试管，溶液浓度为；③NO2气体倒扣在水槽中，发生反应：3NO2+H2O=2HNO3+NO，溶液占试管容积的，溶液浓度。①和③试管内溶液体积不等，溶质浓度相同，A错误；①②试管中液面上升到试管顶部，盛二氧化氮气体的试管中液面上升到试管容积的，B错误；依据上述分析计算可知，试管②中溶液的溶质的物质的量浓度最小，C正确；②中体积比为4：l的NO2和O2气体倒扣在水槽中，发生的总反应为4NO2+O2+2H2O=4HNO3，液体全部充满试管，溶液浓度为；③NO2气体倒扣在水槽中液体液面上升到试管容积的，溶液浓度为；试管②和试管③中溶液浓度不同，D错误。1.下列叙述错误的是A．氮元素位于元素周期表的第二周期，第VA族B．氮元素主要以氮分子的形式存在自然界中C．氮元素最外层有5个电子D．氮分子中的两个氮原子通过离子键结合【答案】D【解析】氮原子核外电子数为7，核外K、L层依次排有2、5个电子，氮元素位于元素周期表的第二周期、第VA族，A项正确；在自然界里，氮元素主要以氮分子的形式存在于空气中，部分氮元素存在于动植物体内的蛋白质中，还有部分氮元素存在于土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中，B项正确；氮原子核外电子数为7，核外K、L层依次排有2、5个电子，即最外层有5个电子，C项正确；氮分子中两个氮原子间以共价三键(N≡N)结合，D项错误。2.（2023—2024重庆渝北重庆市两江中学高一月考）下列关于氮气的说法中正确的是A．通常情况下氮气性质很稳定，所以氮气可以在电焊时作保护气B．N2+3H22NH3，该反应用于工业合成氨C．氮气在空气中约占质量比的D．在反应3Mg+N2Mg3N2中，氮气作还原剂【答案】A【解析】通常情况下氮气性质很稳定，所以氮气可以在电焊时作保护气，防止金属氧化，A正确；工业合成氨的反应方程式为N2+3H22NH3，B错误；氮气在空气中体积分数约为，C错误；在反应3Mg+N2Mg3N2中，氮元素化合价降低，氮气作氧化剂，D错误。3.（2023—2024黑龙江齐齐哈尔恒昌中学高一月考）下列关于氮元素说法中，不正确的是A．工业上氢气和氮气合成氨属于人工固氮B．非金属单质氮气在化学反应中只能作氧化剂C．氮元素在自然界有游离态和化合态D．闪电时，大气中氮的氧化物的生成属于氮的固定【答案】B【解析】氮的固定是指游离态氮转化为化合态氮的过程，工业上氢气和氮气合成氨属于人工固氮，选项A正确；非金属单质氮气在化学反应中能作氧化剂，也能作还原剂，如氮气与氧气反应中，氮气作还原剂，B错误；氮元素在自然界有游离态(氮气)和化合态(铵态氮和硝态氮等)，C正确；闪电时，大气中氮气转化为氮的氧化物属于氮的固定，D正确。4.有一倒置于水槽且装满水的容器，向其中依次通入一定体积的NO2、NO和O2，充分反应后，若容器中仍充满溶液，则通入的NO2、NO和O2的体积比可能是A．1∶1∶2B．4∶3∶2C．4∶16∶13D．4∶3∶4【答案】C【解析】反应后容器中仍充满溶液，说明没有气体剩余，根据反应：4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3、4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3进行判断。若NO2为1体积，NO为1体积，则消耗=1体积O2，故NO2、NO和O2的体积比为1∶1∶1，A项不符合题意；若NO2为4体积，NO为3体积，则消耗体积O2，故NO2、NO和O2的体积比为4∶3∶，B项不符合题意；若NO2为4体积，NO为16体积，则消耗=13体积O2，故NO2、NO和O2的体积比为4∶16∶13，C项符合题意；若NO2为4体积，NO为3体积，则消耗=体积O2，故NO2、NO和O2的体积比为4∶3∶，D项不符合题意。5.（2023—2024四川泸州省泸县第四中学高一月考）下列反应必须加入氧化剂且一步反应就能完成的是①②③④⑤A．①②③④B．②③④C．④D．③④【答案】C【解析】，N2在一定条件下与氧气反应生成NO，NO与氧气反应生成NO2，所以不能通过一次反应直接实现，①错误，NH3和O2在一定条件下能生成NO，NO与氧气再生成NO2，NH3不能直接生成NO2，②错误；，NO2与水反应即可实现，反应中N元素的化合价既升高又降低，水不是氧化剂，③错误；，反应中N化合价升高，需要加入氧化剂O2，在放电条件下可以一步完成，④正确；，反应中N化合价降低，需要加入还原剂氢气，⑤错误。6.氨是重要的化工原料，广泛用于生产铵盐、硝酸、纯碱、医药等，氮和磷都是植物生长的营养元素，氮及其化合物的转化具有重要应用，下列说法正确的是A．栽种豆科植物作“绿肥”属于人工固氮B．尿素[CO(NH2)2]属于含氮量较高的固态氮肥C．NO和NO2的混合物一定可以被NaOH溶液完全吸收D．工业上利用反应2NaCl+2NH3+CO2+11H2O=Na2CO3·10H2O↓+2NH4Cl生产纯碱【答案】B【解析】豆科植物等根部的根瘤菌吸收空气中的氮气转变为含氮化合物，属于自然固氮，A错误；尿素含氮量为100%≈46.7%，属于含氮量较高的固态氮肥，B正确；NO和NO2与氢氧化钠发生反应NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O，2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O，故NO过量不能被NaOH溶液吸收，C错误；工业上利用反应NaCl(饱和)+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl、2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O来生产纯碱，D错误。7.（2023—2024辽宁沈阳实验中学期中）在标准状况下，将NO2、NO、O2混合气体充满一圆底烧瓶，倒置水中，进行喷泉实验，最后无气体剩余，若所得产物不扩散，则所得溶液的物质的量浓度的数值大小范围为A．B．C．D．【答案】C【解析】利用极限法计算，若只有NO2与O2，最后无气体剩余，则二者按照4：1的体积比混合；若只有NO与O2，最后无气体剩余，则二者按照4:3的体积比混合。设烧瓶的体积为VL，则V(NO2)=VL，n(HNO3)=n(NO2)=，最后所得HNO3的物质的量浓度c(HNO3)==mol/L。假设原混合气体为NO与O2，则会发生反应4NO+3O2+2H2O=4HNO3，NO与O2应按4:3混合，设烧瓶的体积为VL，则V(NO)=VL，n(HNO3)=n(NO)=mol，最后所得HNO3的物质的量浓度c(HNO3)==mol/L，由于气体为NO2、NO和O2三者的混合物，因此所得溶液的物质的量浓度的数值大小范围为，C正确。8.（2023—2024江西上饶市第一中学期中）固氮是将游离态的氮转变为氮的化合物，一种新型人工固氮的原理如图所示。下列叙述正确的是A．参与反应的物质均只含离子键B．转化过程中所涉及的元素均呈现了不同价态C．反应①②③均为氧化还原反应D．假设每一步均完全转化，每生成，同时生成【答案】D【解析】根据反应转化关系可知：反应过程中参与反应的物质含有离子键、共价键，A错误；根据转化关系可知：在转化过程中始终呈价，B错误；反应②为，该反应过程中元素化合价不变，因此反应属于非氧化还原反应，C错误；假设每一步均完全转化，生成转移电子，每生成转移了电子，则当生成时转移电子，则反应生成的物质的量为，D正确。9.（2023—2024河南濮阳高一统考期末）在一支的注射器里充入，然后吸入水。若使注射器活塞最终停在的位置，则注射器需要再吸入的体积是(整个过程水的体积及实验条件不变)A．B．C．D．【答案】B【解析】根据题意，注射器活塞最终停在的位置，则剩余气体的体积为，分两种情况讨论：若剩余气体为NO，则，，解得；若剩余气体为O2，则，，解得，B符合题意。10.（2023—2024重庆沙坪坝重庆南开中学高一期中）将盛有和的混合气体的试管倒立于装有足量水的水槽中，充分反应后(假设试管中溶质没有扩散到水槽中)，试管内剩余10mL气体，则下列说法正确的是(已知：气体体积已折算为标况下体积)A．原混合气体中的与的体积比可能为3∶1B．当剩余气体为NO时，试管中所得溶液的物质的量浓度更大C．若将水换为氢氧化钠溶液，试管中剩余气体体积依然为10mLD．继续向试管中通入相同状况下7.5mL氧气，则试管中剩余气体体积可能为4.5mL【答案】B【解析】将盛有和的混合气体的试管倒立于装有足量水的水槽中，充分反应后(假设试管中溶质没有扩散到水槽中)，试管内剩余10mL气体，可能剩余氧气，也可能剩余NO气体。若剩余氧气10mL，则50mL和的混合气体通入到水中变为硝酸，，则这50mL气体中体积为，则氧气体积为20mL，混合气体中的与的体积比为2:1，若剩余气体是10mLNO，根据，则有30mL转变为NO，还有30mL和的混合气体通入到水中变为硝酸，，则这30mL气体中体积为，则原混合气体中的与的体积比可能为(30＋24)∶6=9∶1，A错误；根据前面分析混合气体可能是40mL、20mL，可能是54mL、6mL，根据氮元素守恒，则转变为硝酸用掉的体积分别为40mL、44mL，则当剩余气体为NO时，则消耗掉的试管中所得溶液的物质的量浓度更大，B正确；若将水换为氢氧化钠溶液，则只有混合气体是40mL、20mL这种情况时，试管内剩余气体依然为10mL，而混合气体是54mL、6mL这种情况时，没有气体剩余，主要是二氧化氮和氢氧化钠反应生成硝酸钠、亚硝酸钠和水，C错误；继续向试管中通入相同状况下7.5mL氧气，当剩余是10mLNO气体时，发生，则10mLNO消耗7.5mL氧气，最终试管中剩余气体体积为0，D错误。11.（2023—2024辽宁抚顺一中高一期末）硝酸工业尾气中的NO、进入大气后会破坏臭氧层。可用氢氧化钠溶液对含氮氧化物的废气进行处理，反应的化学方程式如下：，。将一定量NO和的混合气体通入300mL5mol•LNaOH溶液中，恰好被完全吸收，则下列有关判断正确的是A．原混合气体中NO在标准状况下的体积可能为10LB．原混合气体中NO与的体积之比可能为3∶2C．所得溶液中溶质一定有2种D．所得溶液中和的物质的量之比可能为2∶1【答案】A【解析】若只发生NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O反应，据二者反应的关系：NO2NaOH，n(NaOH)=0.3×5=1.5mol，n(NO)=0.75mol，V(NO)=22.4×0.75=16.8L，结合反应可知NO的物质的量小于NO2时，气体即可被完全吸收，因此NO的体积≤16.8L即可满足题意；A正确；由反应可知当NO的物质的量小于NO2时，即：V(NO)：V(NO2)≤1时气体才能被完全吸收，则NO与的体积之比不可能为3∶2，B错误；不确定NO、NO2的量，可能发生NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O、2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O两个反应，所以溶液中溶质可能只有NaNO2也可能是NaNO3和NaNO2的混合物，B错误；若只发生NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O反应，则溶质只有NaNO2，又因在反应中NaNO3和NaNO2按照1：1生成，则两个反应发生时和的物质的量之比一定小于1，不可能为2：1，D错误。12.（2023—2024安徽六安六安二中高一期中）为了探究三种气态氧化物的性质，某同学设计了一组实验：用三只集气瓶收集满二氧化硫或二氧化氮气体，然后将其倒置在水槽中。分别缓慢通入适量或，如图D、E、F所示。一段时间后，D、E装置的集气瓶中充满溶液，F装置的集气瓶中还有气体剩余。(假设瓶内液体不扩散)：（1）通入氧气前D烧杯中发生反应的化学方程式：_____________________。（2）写出通入后装置E中反应的离子方程式：_____________________。（3）在F的水槽里滴加几滴紫色石蕊试液，将收集满二氧化硫的集气瓶倒置在水槽中，观察到的现象是_____________________，写出通入后装置F中反应的化学方程式_____________________。（4）假设该实验条件为标况，则装置D的集气瓶中最终所得溶液溶质的物质的量浓度为_____________________。【答案】（1）3NO2+H2O=2HNO3+NO（2）（3）集气瓶内液面上升、溶液变红（4）【解析】（1）通入氧气前D烧杯中NO2和水反应生成硝酸和NO，发生反应的化学方程式为3NO2+H2O=2HNO3+NO；（2）通入后装置E中二氧化硫、氯气反应生成硫酸和盐酸，反应的离子方程式为；（3）在F的水槽里滴加几滴紫色石蕊试液，将收集满二氧化硫的集气瓶倒置在水槽中，二氧化硫和水反应生成亚硫酸，反应方程式为，观察到的现象是集气瓶内液面上升、溶液变红，通入后装置F中亚硫酸被氧化为硫酸，反应的化学方程式。（4）设集气瓶的体积为VL，假设该实验条件为标况，NO2的物质的量为，根据N元素守恒，生成硝酸的物质的量为，则装置D的集气瓶中最终所得溶液溶质的物质的量浓度为。13.生物地球氮化学循环模式图的一部分如图，请根据所学知识回答问题。已知：硝化作用是在有氧的条件下，氨或铵根经亚硝酸细菌和硝酸细菌的作用转化为硝酸的过程。铵根浓度或pH过大，都会使硝化作用减弱。（1）属于氮的固定的是_____________________(填标号)。（2）利用如图装置可以制备、检验和收集NO。①实验前先打开开关K通入一段时间，其目的是_____________________。采用抽拉铜丝与稀硝酸反应的优点为_____________________。②检验生成的气体为NO的操作是_____________________。③装置D的作用是_____________________。（3）NO与反应生成的离子方程式为_____________________，该反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为_____________________。（4）写出铵根经硝化作用直接转化为硝酸根的离子方程式：_____________________，铵根浓度或pH过大，都会使硝化作用减弱的可能原因为_____________________。【答案】（1）Ⅰ（2）排尽装置内的空气，以防干扰后续实验(或其他合理答案)便于控制反应的发生与停止插入铜丝一段时间后，将注射器内的空气推入圆底烧瓶，装置E中出现红棕色，证明该气体为NO(或其他合理答案)尾气处理(或其他合理答案)（3）4∶1（4）细菌的活性降低(或其他合理答案)【解析】（1）氮的固定是将游离态的氮气转化为化合态的氮的化合物，图中属于氮的固定的是Ⅰ。（2）①实验前先打开开关K通入CO2一段时间，目的是排尽装置内的空气，防止生成的NO被氧气氧化。采用抽拉铜丝与稀硝酸反应，可控制反应的发生与停止。②检验生成的气体为NO的操作为插入铜丝一段时间后，将注射器内的空气推入圆底烧瓶，装置E中出现红棕色，证明该气体为NO。③装置D中为NaOH溶液，作用为尾气处理装置。（3）NO与铵根离子反应生成N2H4、H2O和氢离子，离子方程式为，该反应中NO得电子为氧化剂生成的1个N2H4为还原产物，失电子为还原剂，生成的4个N2H4为氧化产物，则氧化产物与还原产物的物质的量之比为4：1。（4）铵根离子经过亚硝酸细菌或硝酸细菌的作用与氧气反应转化为硝酸，离子方程式为，铵根浓度或pH过大，可能导致细菌的活性降低，从而使硝化作用减弱。14.氮和氮的化合物与人类有密切关系。回答下列问题：（1）下列属于氮的固定的是________(填序号)。①工业上N2和H2合成NH3②N2和O2放电条件下生成NO③NH3催化氧化生成NO写出反应③的化学方程式________________________。（2）①治理NO污染通常是在氧化剂作用下，将NO氧化成溶解度高的NO2，然后用水或碱液吸收脱氮。下列物质可以用于氧化NO的是(填序号)。A．NaCl溶液B．K2Cr2O7溶液C．Na2CO3溶液D．KMnO4溶液②NO也可用NaClO碱性溶液氧化并将其转化为硝酸盐化肥，写出该反应的离子方程式：________________。③目前处理柴油车尾气中NOx和PM2.5等的方法之一，是用车用尿素[CO(NH2)2]溶液在选择性催化还原系统中将NOx无害化处理，写出该系统无害化处理NO的化学方程式：________。（3）CO与NO在Rh催化剂上的氧化还原反应是控制汽车尾气对空气污染的关键反应，用Rh做催化剂时该反应的过程示意图如下：过程I为________过程(填“吸热”或“放热”)。该反应中氧化产物为_________，当生成1molN2时，转移电子________mol。【答案】（1）①②（2）BD2NO+3ClO+2OH=2+3Cl+H2O2CO(NH2)2+6NO=5N2+2CO2+4H2O（3）吸热CO24【解析】（1）固氮是指将游离态的氮元素转化为化合态的氮元素，N2和H2合成NH3，N2和O2放电条件下生成NO，符合固氮的