专题七第三单元 含氮化合物的合理使用(五大题型）-2024-2025学年高一化学同步举一反三系列（苏教版2019必修2）

专题七第三单元 含氮化合物的合理使用 【题型1 铵盐及其性质】 【题型2 N的检验】 【题型3 氨气的实验室制法】 【题型4 化学肥料及施用】 【题型5 氮氧化物的无害化处理】 【题型1 铵盐及其性质】 【例1】下列关于铵盐的叙述错误的是 A．NH4HCO3俗称碳铵，是我国广泛用于农业的化肥 B．可用烧碱处理含高浓度N的废水并回收利用氨 C． （NH4）2SO4受热易分解，因而可用作化肥 D．加热NH4Cl或NH4NO3固体，不能用于实验室制取氨气 【变式1-1】给装有下列少量固体物质的试管加热，试管底部的物质能完全消失的是 A．氯化钠 B．碳酸氢钠 C．氯化铵 D．氯化铵与氢氧化钙 【变式1-2】下列关于铵盐的说法正确的一组是 ①所有铵盐中，氮元素的化合价都是-3价    ②绝大多数铵盐易溶于水 ③铵态氮肥不宜与碱性物质混合施用    ④铵盐是由离子构成的化合物 A．①③④ B．②③④ C．①②③ D．①②④ 【变式1-3】某同学设计实验测定膨松剂中碳酸氢铵的含量。已知：膨松剂中有少量的水分且其他成分受热不分解。下列说法不正确的是 A．装置丁的作用是吸收空气中的水分和二氧化碳 B．充分反应后停止加热，应继续从a端通入氮气一段时间 C．实验前后称量装置丙的质量增加17g，则碳酸氢铵的含量为17% D．上述图中若装置乙、丙对调，也能达到测定碳酸氢铵的含量 【题型2 N的检验】 【例2】氮是主要的非金属元素之一，也是人类较早认识的化学元素。氮元素也是生命元素，在自然界中有重要的循环过程。 （1）氨气的水溶液能使酚酞变红，请结合必要的化学用语解释原因 。 （2）请写出实验室制NH3的化学方程式 。 （3）检验硝酸铵固体中铵根离子的实验方法 （写出步骤、现象、结论）。 （4）化肥氯化铵可以补充土壤中的氮元素，施用氯化铵时需要注意避免烈日曝晒，请结合必要的化学用语解释原因 。 【变式2-1】铵盐和硝酸是重要的化工原料。 （1）铵盐可以作化肥。 ①NH4NO3是含氮量较高的氮肥，可由HNO3和 （填化学式）直接制取。 ②NH4HCO3可作氮肥，其保存和使用的方法合理的是 （填序号）。 A．保存NH4HCO3要注意防雨防晒 B．不能与酸性肥料一起使用 C．与碱性肥料使用效果更佳 ③检验某化肥中含有N：取少量样品于试管中，加少量水溶解，再加入浓NaOH溶液，加热，产生的气体能使 ，说明含有N。 （2）利用硝酸制备硝酸铜。 某工厂利用固体废渣（主要含Cu和CuO，还含有少量Cu2O和SiO2）制取Cu(NO3)2·3H2O的部分工艺流程如图。 已知：①Cu+在酸性溶液中不稳定，会转变成Cu和Cu2+。②SiO2是酸性氧化物，难于水和酸。 ①酸溶过程中铜与稀硝酸反应的离子方程式为 。 ②试剂X应选用 （填序号）。 A．NaOH        B．Cu(OH)2        C．CuO ③若除酸时加入的X恰好完全反应，则过滤后所得废渣的成分为 。 ④将酸溶使用的稀硝酸改为10% H2O2和20%稀硝酸的混合液，其中H2O2作氧化剂，基本无氮氧化物排放，写出固体废渣中Cu与该混合液反应的离子方程式 。 【变式2-2】某未知溶液中只可能大量存在下列离子：、、、、、。为探究其组成，某实验小组进行了以下实验： （1）写出“沉淀2”的化学式 。 （2）“沉淀1”与稀盐酸反应的离子方程式为 。 （3）原溶液中一定大量存在的离子是 ，一定不存在的离子是 ，可能存在的离子是 。 （4）若检验溶液中是否存在铵根离子，可以向溶液中加入 溶液（填化学式），再加热产生可使湿润的红色石蕊试纸变 （“红”或“蓝”）的气体。则证明溶液中存在铵根离子。反应的离子方程式为 。 【变式2-3】（NH4）2SO4是常见的化肥和化工原料，受热易分解。某兴趣小组拟探究其分解产物。 [查阅资料]（NH4）2SO4在260℃和400℃时分解的产物不同。 [实验探究]该小组拟选用如图所示装置进行实验（夹持和加热装置略）。 （1）按图示连接好装置后，检查 ，再按图示加入试剂。 （2）实验起止的操作顺序为___________（填序号）。 A．加热装置A B．停止通入N2 C．通入N2排尽空气 D．停止加热 I．探究（NH4）2SO4在260° C时分解的产物。 已知：装置B中盛有60 mL 0. 5 mol·L-1盐酸，反应一段时间后，观察到装置A中有液体剩余，C中品红溶液不褪色。取下装置B，其中剩余的稀盐酸恰好可与50 mL 0.2 mol·L-1NaOH溶液完全反应，经检验反应后的溶液中无和；另检验出A中剩余的液体为NH4HSO4溶液。 （3）（NH4）2SO4在260 °C 分解得到的另一产物为 （填化学式），参加反应的（NH4）2SO4的质量为 g。 II．探究（NH4）2SO4、在400° C时分解的产物。 当装置A中无残留物时，停止实验。观察到装置A、B之间的导气管内有少量白色固体，C中品红溶液褪色。经检验，该白色固体和装置D内溶液中有、无。进一步研究发现，气体产物中无氮氧化物。 （4）装置A、B之间的导气管内的少量白色固体为 （填化学式）。 （5）检验装置D内溶液中有、无的实验操作和现象为 。 （6）（NH4）2SO4在400 °C分解的产物除NH3、H2O外，还有 （填化学式）。 【题型3 氨气的实验室制法】 【例3】氮是自然界中生物体生命活动不可缺少的元素，其化合物种类丰富。 I．氨是重要的化工原料，实验室可通过图1装置制取。 已知：相同条件下，相对分子质量小的气体，运动速率较快。 （1）写出实验室制取的化学方程式 。 （2）请将图1方框中收集的装置补充完整 。 （3）图2中，玻璃管内可观察到的现象是 （用不超过20字表述）。 （4）图2反应的生成物溶于水得到溶液A。取溶液A少许于试管中， ，则证明溶液A含有。 II．氨的循环和转化对生产、生活有重要价值。某工厂制硝酸的流程如图所示。 （5）写出“氧化炉”中反应的化学方程式： 。 （6）写出吸收塔中合成的化学方程式： 。 （7）“吸收塔”排出的尾气中会含有等氮氧化物，为消除它们对环境的影响，通常用纯碱溶液吸收法。请写出足量纯碱溶液吸收的化学方程式（已知产物之一为）： 。 【变式3-1】实验室制取少量干燥的氨气涉及如图装置，其中正确的是 A．氨气发生装置 B．氨气吸收装置 C．氨气发生装置 D．氨气收集、检验装置 A．A B．B C．C D．D 【变式3-2】某课外活动小组在实验室制备氨气、验证氨气的某些性质。 I.氨气的制备 （1）图中三套装置中能制备干燥的是 （“甲”、“乙”、“丙”）。 （2）上述方案中制备的化学方程式： 。 Ⅱ.设计了如图所示的实验收置模拟工业生产制备少量硝酸。 （3）实验时先用酒精喷灯预热催化剂，然后通入反应气体，当催化剂红热后撤离酒精喷灯，催化剂始终保持红热，温度可达到以上，由此可知该反应是 （填“吸热”或“放热”）反应，反应的化学方程式为： 。 （4）控制氨气和氧气的比例是制备硝酸的关键。 ①欲使氨气尽可能的都转化为硝酸，理论上的最佳比例为 。 ②B中试剂为 ，NaOH溶液的作用是 ； ③当比例不合适时，A中不仅有红棕色气体产生，还伴有白烟。白烟的化学式是 。 【变式3-3】氨在人类的生产和生活中有着广泛的应用。某化学兴趣小组利用下图装置探究氨气的有关性质。    （1）装置A中烧瓶内试剂可选用 （填序号）。B的作用是 。 a．碱石灰    b．生石灰    c．浓硫酸    d．烧碱溶液 （2）若用下图装置替代装置A，则发生的化学方程式为 。 （3）实验时在C中观察到的现象是 ，D中观察到的现象是 ，发生反应的化学方程式是 。 （4）该实验缺少尾气吸收装置，下图中能用来吸收尾气的装置是 （填装置序号）。       Ⅰ Ⅱ Ⅲ （5）氨气极易溶于水，会形成喷泉实验，实验装置如图所示。下列可以产生类似现象的组合为 。 圆底烧瓶（干燥气体） 烧杯及胶头滴管（液体） A NO 水 B 4 mol/L NaOH溶液 C 饱和NaCl溶液 D 1 mol/L盐酸 【题型4 化学肥料及施用】 【例4】近年来受极端天气多发、贸易保护主义抬头和地缘政治动荡等多重因素叠加世界粮食市场价格波动剧烈，但我国粮食由于供应充足价格平稳。氮肥的使用对于稳定粮食产量至关重要，下列有关氮肥生产使用不正确的是 A．夏天一场雷雨过后草木茂盛，属于自然界的氮肥生产过程 B．铵态氮肥使用时应深施盖土，且不可与草木灰一起使用 C．铵盐热稳定性差，受热时分解均会产生氨气 D．氮肥应保存在阴凉通风处 【变式4-1】长期使用化肥的土壤，容易酸化、板结。下列说法中正确的是 A．出台规定禁止使用化肥 B．向土壤里撒入NaOH固体 C．关闭化肥厂，从根源上阻止使用化肥 D．适量使用草木灰（主要含K2CO3）可以改良酸性土壤 【变式4-2】已知土壤胶体粒子带负电荷，能吸附土壤中的正离子，有利于有些植物对正离子的吸收。土壤中施用含氮量相等的下列化肥，从化学式分析其中肥效最低的是 A．（NH4）2SO4 B．NH4Cl C．（NH4）2CO3 D．NH4NO3 【变式4-3】某学习小组的同学进行了以下实验，检验一种氮肥的成分： ①加热氮肥样品，生成两种气体，其中一种气体能使澄清石灰水变浑浊； ②另取少量该氮肥样品溶于水，并加入少量BaCl2溶液，有白色沉淀生成，再加入适量稀盐酸，沉淀溶解。 该氮肥的主要成分可能是 A．（NH4）2SO4 B．（NH4）2CO3 C．NH4Cl D．NH4NO3 【题型5 氮氧化物的无害化处理】 【例5】I．我国“蓝天保卫战”成果显著，肆虐的雾霾逐渐被遏止。科学家研究发现含氮化合物和含硫化合物在形成雾霾时与大气中的氨有关，转化关系如图所示： 回答下列问题： （1）从物质分类的角度看，图中的物质属于酸性氧化物的有 种。 （2）工业上利用氨气制备一氧化氮，化学方程式为，配平后□中应填 。 （3）下列关于雾霾叙述正确的是___________。 A．雾和霾的分散质相同 B．雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵 C．大气中的氨气在反应过程中被氧化 D．雾霾的形成与过度施用氮肥、燃料燃烧有关 II．化肥工业产生的氨氮废水（主要含），可造成水体富营养化。某研究团队设计处理氨氮废水流程如下： （4）过程①加热条件下生成氨气。请写出该过程的离子方程式 。 （5）过程②中控制溶液为酸性，在微生物作用下实现，请写出该过程的离子方程式 。 （6）过程③：一定条件下向废水中加入，实现，称为反硝化过程。其中的作用为 。 （7）②中可用NaClO替代，此时含氮化合物可被氧化为，将一定量的氨氮废水与不同量的NaClO混合，测得溶液中氨氮去除率、总氮（溶液中所有可溶性的含氮化合物中氮元素的总量）去除率与NaClO投入量（用x表示）的关系如图所示。 当时，水体中总氮去除率下降，可能的原因是 。 【变式5-1】含氮化合物对生态环境和人类健康都有一定的影响，必须采取相应的措施来治理或加以控制。 （1）生物硝化反硝化法可将酸性废水中的氨氮转化为氮气，其原理如图1所示。 ①每处理含1mol NH的酸性废水，理论上消耗CH3OH的物质的量为 。 ②上述生物硝化反硝化法的优点是 。 （2）折点加氯法是将次氯酸钠投入废水中，将废水中的氨氮转化为N2的化学脱氮工艺。设定反应温度为25 ℃，向含NH的酸性废水中投加NaClO时，NH浓度、氯胺（NH2Cl）浓度与投入的NaClO溶液体积的关系如图2所示。 ①在酸性废水中，投入的NaClO在0～0.7 mL过程中发生的反应为NH＋HClO=NH2Cl＋H2O＋H＋。投入量在0.7～1.0 mL的过程中反应的离子方程式为 。 ②实验证明，弱酸性有助于提高废水中氮的脱除率，其原因是 。 （3）腌制食品中亚硝酸盐允许残留量（以NaNO2计）≤30 mg·kg-1。为测定某咸菜中亚硝酸盐的残留量，取0.3 kg咸菜榨汁，经处理得无色溶液，将所得溶液转移至250 mL容量瓶并定容。取出25 mL溶液置于锥形瓶中，加入盐酸调节pH，再滴加KI至过量，待反应完成后用0.0010 mol·L-1 Na2S2O3标准液滴定，共消耗体积为12.00 mL。则该市售咸菜的亚硝酸盐残留量是否符合安全标准 。（写出计算过程） （已知：2NO＋4H＋＋2I-=2NO↑＋I2＋2H2O；I2＋2Na2S2O3=2NaI＋Na2S4O6） 【变式5-2】实验室制备溶液并用于处理含氨氮废水。 I：低温下将通入溶液中制得溶液，装置如图所示。 （1）装置B中盛放的试剂是 。 （2）写出C装置中发生的化学方程式： ，为了防止装置C温度升高生成副产物，可采取的操作为 。 II：溶液处理含氨氮废水（为），氨氮废水中的氮元素多以和的形式存在。某工厂处理氨氮废水的流程如下： 已知：达标废水中氯元素主要以形式存在。 （3）过程I的目的是将转化为，并通过鼓入大显空气将氨气吹出，写出转化为的离子方程式： 。 （4）过程II加入溶液可将废水中的转化为无毒物质，写出反应的离子方程式： 。 （5）含余氯废水的主要成分是以及，X可选用以下哪种物质以达到去除余氯的目的 （填字母）， a．  　　  b．  　　  c．  　　   d． 写出其中一个反应的离子方程式： 。 【变式5-3】研究和采取措施去除氮氧化物尾气和水中硝酸盐造成的氮污染备受关注。 Ⅰ氧化吸收法 酸性条件下，NaClO溶液氧化、NO和等生成和。 （1）其他条件一定，转化为的转化率随水体溶液初始pH的变化如图1所示。 ①、NO和三种气体中，相同条件下最易被NaClO氧化的是 。 ②在酸性水体中，加入NaClO溶液吸收的离子方程式为 。 ③水体溶液初始pH越小，转化率越高。其原因是 。 （2）NaClO吸收液还可以同时脱除烟气中NO和。研究发现NaClO吸收液在不同初始pH条件下，对流动烟气的脱硫效率都接近100％，而对NO的脱除率如图2所示： ①酸性条件下，的脱除率高于NO，其原因除的还原性比NO强外，还可能是 。 ②若用盐酸调节NaClO吸收液pH，不仅不利于NO的吸收，还会在反应过程中生成一种有毒气体，其化学式为 。 Ⅱ催化还原法 （3）在的催化条件下，使用作为还原剂，可将水中的转化为。该反应机理分为三步，如题17图3所示：第一步： （补充完整该步反应机理）；第二步：从Cu表面迁移至W的表面；第三步：在W表面吸附并解离为活性氢原子（W-H），W-H将还原为，同时W-H将CuO还原为Cu，自身转化为W，实现Cu和W的催化循环。 （4）若改用作为还原硝酸盐过程的催化剂，其催化机理与相似。但还原过程中检测到三种含氮化合物微粒，其浓度变化如图4所示，在1.5小时以后，的百分含量不断减少，的百分含量不断增多的可能原因是 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题七第三单元 含氮化合物的合理使用 【题型1 铵盐及其性质】 【题型2 N的检验】 【题型3 氨气的实验室制法】 【题型4 化学肥料及施用】 【题型5 氮氧化物的无害化处理】 【题型1 铵盐及其性质】 【例1】下列关于铵盐的叙述错误的是 A．NH4HCO3俗称碳铵，是我国广泛用于农业的化肥 B．可用烧碱处理含高浓度N的废水并回收利用氨 C． （NH4）2SO4受热易分解，因而可用作化肥 D．加热NH4Cl或NH4NO3固体，不能用于实验室制取氨气 【答案】C 【详解】A．俗称碳铵含有氮元素，是我国广泛用于农业的氮肥，A正确； B．烧碱可与铵根离子反应生成氨气，故可用烧碱处理含高浓度铵根离子的废水并回收利用氨，B正确； C．硫酸铵含有氮元素可以作为氮肥，受热易分解，与作化肥无关，C错误； D．加热生成的氨气和HCl遇冷又化合为氯化铵，加热固体易爆炸，不能用于实验室制取氨气，D正确； 故选C。 【变式1-1】给装有下列少量固体物质的试管加热，试管底部的物质能完全消失的是 A．氯化钠 B．碳酸氢钠 C．氯化铵 D．氯化铵与氢氧化钙 【答案】C 【详解】A．氯化钠受热不分解，有固体残余，A错误； B．碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、CO2和水蒸气，有碳酸钠固体残余，B错误； C．氯化铵受热分解生成氨气和HCl，无固体残余，C正确； D．氯化铵与氢氧化钙受热生成氯化钙，氨气和水，由氯化钙固体残余，D错误； 故选C。 【变式1-2】下列关于铵盐的说法正确的一组是 ①所有铵盐中，氮元素的化合价都是-3价    ②绝大多数铵盐易溶于水 ③铵态氮肥不宜与碱性物质混合施用    ④铵盐是由离子构成的化合物 A．①③④ B．②③④ C．①②③ D．①②④ 【答案】B 【详解】①硝酸铵中，氮元素化合价既有-3价，又有+5价，故①错误； ②绝大多数铵盐易溶于水，故②正确； ③铵盐遇碱生成氨气，降低肥效，铵态氮肥不应跟碱性物质混合使用，故③正确； ④铵盐都是氨根离子与酸根离子通过离子键结合形成的，属于离子化合物，故④正确； ②③④正确； 答案为B。 【变式1-3】某同学设计实验测定膨松剂中碳酸氢铵的含量。已知：膨松剂中有少量的水分且其他成分受热不分解。下列说法不正确的是 A．装置丁的作用是吸收空气中的水分和二氧化碳 B．充分反应后停止加热，应继续从a端通入氮气一段时间 C．实验前后称量装置丙的质量增加17g，则碳酸氢铵的含量为17% D．上述图中若装置乙、丙对调，也能达到测定碳酸氢铵的含量 【答案】C 【分析】装置甲中碳酸氢铵受热分解生成氨气、二氧化碳和水，装置乙中碱石灰吸收二氧化碳和水，装置丙浓硫酸与氨气反应生成硫酸铵，装置丁的作用是吸收空气中的水分和二氧化碳； 【详解】A．装置丁碱石灰的作用是吸收空气中的水分和二氧化碳，防止被装置丙中浓硫酸吸收，影响结果，故A正确； B．充分反应后停止加热，应继续从a端通入氮气一段时间，使氨气全部被浓硫酸吸收，故B正确； C．装置C的浓硫酸作用是与氨气反应生成硫酸铵，通过称量装置C的质量可知氨气的质量为17g，进而测定碳酸氢铵的含量为=79%，故C错误； D．装置乙、丙对调，由于浓硫酸能吸收水分和氨气，还有膨松剂中有少量的水分，碱石灰吸收的只有二氧化碳的质量，也能计算碳酸氢铵的质量，能达到实验目的，故D正确； 故选C。 【题型2 N的检验】 【例2】氮是主要的非金属元素之一，也是人类较早认识的化学元素。氮元素也是生命元素，在自然界中有重要的循环过程。 （1）氨气的水溶液能使酚酞变红，请结合必要的化学用语解释原因 。 （2）请写出实验室制NH3的化学方程式 。 （3）检验硝酸铵固体中铵根离子的实验方法 （写出步骤、现象、结论）。 （4）化肥氯化铵可以补充土壤中的氮元素，施用氯化铵时需要注意避免烈日曝晒，请结合必要的化学用语解释原因 。 【答案】 （1）氨气溶于水发生反应，能电离出OH-使溶液呈碱性，使得酚酞变红 （2） （3）取少量样品于试管中，加适量蒸馏水溶解，加入NaOH溶液，在酒精灯上微热，将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，若红色石蕊试纸变蓝，说明存在铵根离子 （4）氯化铵受热易分解，发生反应 【详解】 （1）氨气溶于水发生反应，能电离出OH-使溶液呈碱性，使得酚酞变红； （2）实验室用氯化铵固体和氢氧化钙固体共热来制，化学方程式为：； （3）检验硝酸铵固体中铵根离子的实验方法：取少量样品于试管中，加适量蒸馏水溶解，加入NaOH溶液，在酒精灯上微热，将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，若红色石蕊试纸变蓝，说明存在铵根离子； （4）氯化铵受热易分解，发生反应，因此施用氯化铵时需要注意避免烈日曝晒。 【变式2-1】铵盐和硝酸是重要的化工原料。 （1）铵盐可以作化肥。 ①NH4NO3是含氮量较高的氮肥，可由HNO3和 （填化学式）直接制取。 ②NH4HCO3可作氮肥，其保存和使用的方法合理的是 （填序号）。 A．保存NH4HCO3要注意防雨防晒 B．不能与酸性肥料一起使用 C．与碱性肥料使用效果更佳 ③检验某化肥中含有N：取少量样品于试管中，加少量水溶解，再加入浓NaOH溶液，加热，产生的气体能使 ，说明含有N。 （2）利用硝酸制备硝酸铜。 某工厂利用固体废渣（主要含Cu和CuO，还含有少量Cu2O和SiO2）制取Cu(NO3)2·3H2O的部分工艺流程如图。 已知：①Cu+在酸性溶液中不稳定，会转变成Cu和Cu2+。②SiO2是酸性氧化物，难于水和酸。 ①酸溶过程中铜与稀硝酸反应的离子方程式为 。 ②试剂X应选用 （填序号）。 A．NaOH        B．        C．CuO ③若除酸时加入的X恰好完全反应，则过滤后所得废渣的成分为 。 ④将酸溶使用的稀硝酸改为10%H2O2和20%稀硝酸的混合液，其中H2O2作氧化剂，基本无氮氧化物排放，写出固体废渣中Cu与该混合液反应的离子方程式 。 【答案】 （1） AB 湿润的红色石蕊试纸变蓝 （2） BC 【详解】 （1）①是含氮量较高的氮肥，可由和发生反应：直接制取； ②A．不稳定、易发生分解反应：，易潮解并且在潮湿条件下分解加快，因此需要密封存放，防雨防晒，避免受潮和高温，A正确； B．碳酸氢铵不能与酸性肥料一起使用，酸会加快分解，降低肥效，同时造成环境污染，B正确； C．是弱酸性盐，与碱性肥料（如）混合，会发生化学反应：，加快分解，导致氨气挥发，使氮肥流失，C错误； 答案选AB。 ③检验某化肥中含有，取少量样品于试管中，加少量水溶解，再加入浓NaOH溶液，加热，发生反应，可使湿润的红色石蕊试纸变蓝，说明含有； （2）固体废渣中加入稀硝酸酸溶，反应后溶液中含有，硝酸被还原生成NO，不与硝酸反应为沉淀。随后加入X中和过量的硝酸，生成硝酸铜和水，过滤后废渣为，滤液为硝酸铜溶液。 ①酸溶过程中，铜被氧化为，稀硝酸被还原为，离子方程式为：； ②由分析可知，X的作用是中和过量的硝酸，为了避免引入杂质离子，试剂X可以选用含铜元素的碱性物质，则答案答案选BC； ③由分析可知，若除酸时加入的X恰好完全反应，则过滤后所得废渣的成分为； ④将酸溶使用的稀硝酸改为10%和20%稀硝酸的混合液，其中作氧化剂，被还原为，基本无氮氧化物排放，说明稀硝酸只体现酸性，铜单质被氧化为，离子方程式为：； 【变式2-2】某未知溶液中只可能大量存在下列离子：、、、、、。为探究其组成，某实验小组进行了以下实验： （1）写出“沉淀2”的化学式 。 （2）“沉淀1”与稀盐酸反应的离子方程式为 。 （3）原溶液中一定大量存在的离子是 ，一定不存在的离子是 ，可能存在的离子是 。 （4）若检验溶液中是否存在铵根离子，可以向溶液中加入 溶液（填化学式），再加热产生可使湿润的红色石蕊试纸变 （“红”或“蓝”）的气体。则证明溶液中存在铵根离子。反应的离子方程式为 。 【答案】 （1）BaSO4 （2）BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O （3） CO、SO、Na+ Ba2+、H+ Cl- （4） NaOH 蓝 +OH-NH3↑+H2O 【分析】溶液中可能存在的离子有Na+、Ba2+、CO、SO、Cl-、H+，结合流程，加入BaCl2溶液有沉淀，则沉淀1为与Ba2+产生沉淀的阴离子，且往沉淀1中加入稀盐酸产生气体和沉淀2可知，气体应为CO2，沉淀2为BaSO4，则沉淀1为BaSO4与BaCO3混合物。 【详解】 （1）由分析可知，“沉淀2”的化学式为BaSO4； （2）根据分析，“沉淀1”与稀盐酸反应为碳酸钡和盐酸的反应，离子方程式为BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O； （3）未知溶液加入过量的BaCl2溶液，产生“沉淀1”，“沉淀1”加入过量稀盐酸沉淀部分溶解，说明“沉淀1”为BaCO3和BaSO4，“沉淀2”为BaSO4，证明未知溶液中存在CO、SO，一定不存在Ba2+、H+﹐根据电荷守恒，溶液中一定存在Na+；“滤液1”中加入硝酸银溶液，产生白色沉淀为AgCl，未知溶液中先加入了BaCl2，引入了Cl-，所以无法确定未知溶液中是否有Cl-；故原溶液中一定大量存在的离子是CO、SO、Na+；一定不存在的离子是Ba2+、H+；可能存在的离子是Cl-； （4）检验铵根可使用OH-，因此可加入NaOH；二者加热反应生成NH3，NH3与水反应生成的NH3·H2O为碱性，可以使湿润的红色石蕊试纸变蓝；反应的离子方程式为+OH-NH3↑+H2O。 【变式2-3】（NH4）2SO4是常见的化肥和化工原料，受热易分解。某兴趣小组拟探究其分解产物。 [查阅资料]（NH4）2SO4在260℃和400℃时分解的产物不同。 [实验探究]该小组拟选用如图所示装置进行实验（夹持和加热装置略）。 （1）按图示连接好装置后，检查 ，再按图示加入试剂。 （2）实验起止的操作顺序为___________（填序号）。 A．加热装置A B．停止通入N2 C．通入N2排尽空气 D．停止加热 I．探究（NH4）2SO4在260° C时分解的产物。 已知：装置B中盛有60 mL 0. 5 mol·L-1盐酸，反应一段时间后，观察到装置A中有液体剩余，C中品红溶液不褪色。取下装置B，其中剩余的稀盐酸恰好可与50 mL 0.2 mol·L-1NaOH溶液完全反应，经检验反应后的溶液中无和；另检验出A中剩余的液体为NH4HSO4溶液。 （3）（NH4）2SO4在260 °C 分解得到的另一产物为 （填化学式），参加反应的（NH4）2SO4的质量为 g。 II．探究（NH4）2SO4、在400° C时分解的产物。 当装置A中无残留物时，停止实验。观察到装置A、B之间的导气管内有少量白色固体，C中品红溶液褪色。经检验，该白色固体和装置D内溶液中有、无。进一步研究发现，气体产物中无氮氧化物。 （4）装置A、B之间的导气管内的少量白色固体为 （填化学式）。 （5）检验装置D内溶液中有、无的实验操作和现象为 。 （6）（NH4）2SO4在400 °C分解的产物除NH3、H2O外，还有 （填化学式）。 【答案】 （1）装置气密性 （2）CADB （3） NH3 2.64 （4）（NH4）2SO3 （5）取少量装置D内溶液于试管中，先滴加BaCl2溶液，生成白色沉淀，再滴入稀盐酸，白色沉淀完全溶解且产生有刺激性气味的气体 （6）SO2、N2 【分析】实验探究（NH4）2SO4在260℃和400℃时不同的分解产物，实验反应前先通入氮气，排尽装置中的空气，装置A为（NH4）2SO4加热分解，然后分别用装置B、C进行产物检验，最后用氢氧化钠溶液进行尾气处理，防止污染空气，据此解答。 【详解】 （1）连接好装置后，首先需要检查装置气密性，再加入相应试剂；故答案为：装置气密性。 （2）实验操作顺序为：先通入N2排尽空气，然后加热装置A，反应完成后，停止加热，最后停止通入N2；故答案为：CADB。 （3）（NH4）2SO4在260℃时发生分解，装置B中盛有60 mL 0. 5 mol·L-1盐酸，最后剩余的稀盐酸恰好可与50 mL 0.2 mol·L-1NaOH溶液完全反应，则反应消耗的盐酸为：60 mL ×0. 5 mol·L-1-50 mL× 0.2 mol·L-1=0.02mol，且经检验反应后的溶液中无和，则分解得到的产物为NH3和NH4HSO4，其中NH3的物质的量为0.02mol，根据N原子物料守恒可得，发生分解的（NH4）2SO4的物质的量为0.02mol，质量为2.64g；故答案为：NH3；2.64。 （4）（NH4）2SO4、在400℃时分解，C中品红溶液褪色。白色固体和装置D内溶液中有、无，说明分解产物中有SO2，则装置A、B之间的导气管内的少量白色固体为（NH4）2SO3；故答案为：（NH4）2SO3。 （5）检验装置D内溶液中有、无的实验操作和现象为：取少量装置D内溶液于试管中，先滴加BaCl2溶液，生成白色沉淀，再滴入稀盐酸，白色沉淀完全溶解且产生有刺激性气味的气体；故答案为：取少量装置D内溶液于试管中，先滴加BaCl2溶液，生成白色沉淀，再滴入稀盐酸，白色沉淀完全溶解且产生有刺激性气味的气体。 （6）（NH4）2SO4在400℃分解的产物除NH3、H2O外，还有二氧化硫，根据氧化还原规律可得，另一产物为氮气；故答案为：SO2、N2。 【题型3 氨气的实验室制法】 【例3】氮是自然界中生物体生命活动不可缺少的元素，其化合物种类丰富。 I．氨是重要的化工原料，实验室可通过图1装置制取。 已知：相同条件下，相对分子质量小的气体，运动速率较快。 （1）写出实验室制取的化学方程式 。 （2）请将图1方框中收集的装置补充完整 。 （3）图2中，玻璃管内可观察到的现象是 （用不超过20字表述）。 （4）图2反应的生成物溶于水得到溶液A。取溶液A少许于试管中， ，则证明溶液A含有。 II．氨的循环和转化对生产、生活有重要价值。某工厂制硝酸的流程如图所示。 （5）写出“氧化炉”中反应的化学方程式： 。 （6）写出吸收塔中合成的化学方程式： 。 （7）“吸收塔”排出的尾气中会含有等氮氧化物，为消除它们对环境的影响，通常用纯碱溶液吸收法。请写出足量纯碱溶液吸收的化学方程式（已知产物之一为）： 。 【答案】 （1） （2）短进长出（如下图） （3）在靠近浓盐酸棉球的一侧（或靠近B端/右侧）生成白烟 （4）加入浓NaOH溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸置于管口处，试纸变蓝（或将蘸有浓盐酸的玻璃棒于管口处，有白烟生成） （5） （6）（或分步） （7） 【分析】实验室中加热氯化铵和氢氧化钙的混合物制取，用碱石灰干燥氨气，用向下排空气法收集氨气；氨气和氯化氢气体反应生成氯化铵（白烟）。 【详解】（1）实验室中加热氯化铵和氢氧化钙的混合物制取，反应的化学方程式为； （2） 氨气的密度小于空气，用向下排空气法收集氨气，图1收集的装置为； （3）浓氨水易挥发出氨气，浓盐酸易挥发出氯化氢气体，氨气的运动速度大于氯化氢，氨气和氯化氢在玻璃管内相遇结合为氯化铵，玻璃管内可观察到的现象是在靠近浓盐酸棉球的一侧生成白烟。 （4）图2反应的生成物是氯化铵，氯化铵溶于水得到溶液A。铵盐能与碱反应放出氨气，取溶液A少许于试管中，加入浓NaOH溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸置于管口处，试纸变蓝，则证明溶液A含有。 （5）“氧化炉”中氨气发生催化氧化生成一氧化氮和水，反应的化学方程式为； （6）吸收塔中一氧化氮和氧气生成二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，吸收塔中总反应的化学方程式为； （7）足量纯碱溶液吸收生成硝酸钠、亚硝酸钠、碳酸氢钠，反应的化学方程式为。 【变式3-1】实验室制取少量干燥的氨气涉及如图装置，其中正确的是 A．氨气发生装置 B．氨气吸收装置 C．氨气发生装置 D．氨气收集、检验装置 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．固体受热分解生成 NH3和 HCl，而当温度降低时，NH3又重新化合成固体NH4Cl，不能制备氨气，故A错误； B．氨气极易溶于水按照装置图水会发生倒吸，故B错误； C．向NaOH固体中滴加浓氨水，NaOH遇水放出大量热量，且氢氧根离子浓度增大，使浓氨水中的氨气逸出，故C正确； D．装置中试管口处应塞一团棉花，氨气易溶于水防止与空气对流，得不到纯净的氨气，故D错误； 故选：C。 【变式3-2】某课外活动小组在实验室制备氨气、验证氨气的某些性质。 I.氨气的制备 （1）图中三套装置中能制备干燥的是 （“甲”、“乙”、“丙”）。 （2）上述方案中制备的化学方程式： 。 Ⅱ.设计了如图所示的实验收置模拟工业生产制备少量硝酸。 （3）实验时先用酒精喷灯预热催化剂，然后通入反应气体，当催化剂红热后撤离酒精喷灯，催化剂始终保持红热，温度可达到以上，由此可知该反应是 （填“吸热”或“放热”）反应，反应的化学方程式为： 。 （4）控制氨气和氧气的比例是制备硝酸的关键。 ①欲使氨气尽可能的都转化为硝酸，理论上的最佳比例为 。 ②B中试剂为 ，NaOH溶液的作用是 ； ③当比例不合适时，A中不仅有红棕色气体产生，还伴有白烟。白烟的化学式是 。 【答案】 （1）丙 （2）2NH4Cl+Ca（OH）22NH3↑+CaCl2+2H2O （3） 放热 4NH3+5O24NO+6H2O （4） 1:2 水 用于吸收尾气，防止污染空气 NH4NO3 【分析】本实验为通过氯化铵和氢氧化钙共热制取氨气，经过碱石灰干燥氨气，氨气催化氧化生成一氧化氮，一氧化氮转化为二氧化氮，最后生成硝酸，据此分析解题。 【详解】 （1）甲装置不能干燥氨气，乙装置中氨气与浓硫酸反应，丙装置中氨气与碱石灰不反应，能用于干燥氨气，因此应选择装置丙干燥氨气，故答案为：丙； （2）氢氧化钙和氯化铵共热生成氯化钙、氨气和水，反应的化学方程式为：2NH4Cl+Ca（OH）22NH3↑+CaCl2+2H2O，故答案为：2NH4Cl+Ca（OH）22NH3↑+CaCl2+2H2O； （3）酒精灯撤离，催化剂始终保持红热，且温度可达到700℃以上，说明该反应为放热反应；氨气催化氧化生成一氧化氮和水，反应的化学方程式为：4NH3+5O24NO+6H2O，故答案为：放热；4NH3+5O24NO+6H2O； （4）①由4NH3+5O24NO+6H2O，4NO+3O2+2H2O=4HNO3可得：NH3+2O2=HNO3+H2O，则欲使氨气尽可能的都转化为硝酸，理论上原料氨气和氧气物质的量的最佳比例为1：2， 故答案为：1：2； ②若A按最佳比例，则产物只有硝酸和水，A中的现象为出现白雾；氨气催化氧化生成一氧化氮，一氧化氮被氧化为二氧化氮，二氧化氮与水反应生成硝酸，装置B中的试剂为水；一氧化氮、二氧化氮对环境有污染，氢氧化钠溶液用于吸收尾气，防止污染空气， 故答案为：水；用于吸收尾气，防止污染空气； ③当比例不合适时，生成的一氧化氮被氧气氧化为红棕色的二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸，硝酸和氨气反应生成硝酸铵，可看到白烟，因此白烟为NH4NO3，故答案为：NH4NO3。 【变式3-3】氨在人类的生产和生活中有着广泛的应用。某化学兴趣小组利用下图装置探究氨气的有关性质。    （1）装置A中烧瓶内试剂可选用 （填序号）。B的作用是 。 a．碱石灰    b．生石灰    c．浓硫酸    d．烧碱溶液 （2）若用下图装置替代装置A，则发生的化学方程式为 。 （3）实验时在C中观察到的现象是 ，D中观察到的现象是 ，发生反应的化学方程式是 。 （4）该实验缺少尾气吸收装置，下图中能用来吸收尾气的装置是 （填装置序号）。       Ⅰ Ⅱ Ⅲ （5）氨气极易溶于水，会形成喷泉实验，实验装置如图所示。下列可以产生类似现象的组合为 。 圆底烧瓶（干燥气体） 烧杯及胶头滴管（液体） A NO 水 B 4 mol/L NaOH溶液 C 饱和NaCl溶液 D 1 mol/L盐酸 【答案】 （1） ab 吸收水蒸气干燥氨气 （2） （3） 黑色粉末部分逐渐变为红色 白色固体变为蓝色 （4）Ⅱ、Ⅲ （5）BD 【分析】浓氨水在碱石灰或生石灰的作用下生成氨气，在B中用碱石灰干燥，在C中加热条件下与氧化铜发生氧化还原反应生成水、氮气和铜，D可用于检验是否生成水，最后氨气用水吸收，因氨气极易溶于水，注意防止倒吸，据此分析解题。 【详解】 （1）装置A是制备氨气的发生装置，浓氨水滴入固体碱石灰或氧化钙或固体氢氧化钠都可以生成氨气，浓硫酸和氨气发生反应，氨气易溶于烧碱溶液，故不选择浓硫酸、氢氧化钠溶液制备氨气，所以装置A中试剂为：a.碱石灰，b.生石灰；B装置中的碱石灰是吸收水蒸气，起干燥氨气的作用； （2）若采用固固加热型的装置来制备氨气，反应物为氯化铵和氢氧化钙，化学方程式为； （3）实验中观察到C中CuO粉末由黑色变红色证明生成铜，D中无水硫酸铜变蓝证明生成水，依据氧化还原反应分析，氧化铜氧化氨气为氮气，氧化铜被还原为铜，反应的化学方程式为：3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O； （4）氨气极易溶于水，尾气吸收时需要防止倒吸，图中能用来吸收尾气的装置是Ⅱ、Ⅲ，装置Ⅰ易发生倒吸，故答案为：Ⅱ、Ⅲ； （5）若产生喷泉，气体应易溶于溶液，使烧瓶内压强减小， A．NO不溶于水，烧瓶内压强不变，不产生喷泉； B．CO2能与NaOH溶液反应，烧瓶内压强减小，产生喷泉； C．氯气在饱和食盐水中溶解度很小，烧瓶内压强几乎不变，不能产生喷泉； D．NH3易溶于水且能与HCl反应，使烧瓶内压强减小，能形成喷泉； BD符合，故答案为BD。 【题型4 化学肥料及施用】 【例4】近年来受极端天气多发、贸易保护主义抬头和地缘政治动荡等多重因素叠加世界粮食市场价格波动剧烈，但我国粮食由于供应充足价格平稳。氮肥的使用对于稳定粮食产量至关重要，下列有关氮肥生产使用不正确的是 A．夏天一场雷雨过后草木茂盛，属于自然界的氮肥生产过程 B．铵态氮肥使用时应深施盖土，且不可与草木灰一起使用 C．铵盐热稳定性差，受热时分解均会产生氨气 D．氮肥应保存在阴凉通风处 【答案】C 【详解】A．放电条件下氮气与氧气反应生成一氧化氮，一氧化氮经过一系列反应生成植物吸收的氮肥，所以夏天一场雷雨过后草木茂盛，属于自然界的氮肥生产过程，属于自然固氮的过程，故A正确； B．铵态氮肥一般显酸性，不能和碱性物质混用，草木灰显碱性，所以不能和草木灰混用，否则会造成肥料流失，故B正确； C．铵盐不稳定都能加热分解，但不一定有氨气产生，例如硝酸铵等，故C错误； D．氮肥受热易分解，所以氮肥应保存在阴凉通风处，故D正确； 故选C。 【变式4-1】长期使用化肥的土壤，容易酸化、板结。下列说法中正确的是 A．出台规定禁止使用化肥 B．向土壤里撒入NaOH固体 C．关闭化肥厂，从根源上阻止使用化肥 D．适量使用草木灰（主要含K2CO3）可以改良酸性土壤 【答案】D 【详解】A．出台规定禁止使用化肥是不现实的，合理使用氮肥可以增产，A错误； B．氢氧化钠是强碱，腐蚀性强，向土壤里撒入NaOH固体是错误的做法，B错误； C．合理使用氮肥可以增产，因此关闭化肥厂，从根源上阻止使用化肥是不可能的，C错误； D．碳酸钾溶于水，碳酸根水解显碱性，因此适量使用草木灰（主要含K2CO3）可以改良酸性土壤，D正确； 答案选D。 【变式4-2】已知土壤胶体粒子带负电荷，能吸附土壤中的正离子，有利于有些植物对正离子的吸收。土壤中施用含氮量相等的下列化肥，从化学式分析其中肥效最低的是 A．（NH4）2SO4 B．NH4Cl C．（NH4）2CO3 D．NH4NO3 【答案】D 【详解】由化学式可知，四种铵盐中硝酸铵的含氮量最大，则含氮量相等的四种铵盐中硝酸铵的铵根离子物质的量最小，由土壤胶体粒子带负电荷，能吸附土壤中的正离子，有利于有些植物对正离子的吸收可知，肥效最低的是硝酸铵，故选D。 【变式4-3】某学习小组的同学进行了以下实验，检验一种氮肥的成分： ①加热氮肥样品，生成两种气体，其中一种气体能使澄清石灰水变浑浊； ②另取少量该氮肥样品溶于水，并加入少量BaCl2溶液，有白色沉淀生成，再加入适量稀盐酸，沉淀溶解。 该氮肥的主要成分可能是 A．（NH4）2SO4 B．（NH4）2CO3 C．NH4Cl D．NH4NO3 【答案】B 【详解】某铵盐加热生成两种气体，其中一种能使澄清石灰水变浑浊，说明含或；另取少量该氮肥样品溶于水，并加入少量BaCl2溶液，有白色沉淀生成，再加入适量稀盐酸沉淀溶解，综合说明该氮肥为（NH4）2CO3； 故选B。 【题型5 氮氧化物的无害化处理】 【例5】I．我国“蓝天保卫战”成果显著，肆虐的雾霾逐渐被遏止。科学家研究发现含氮化合物和含硫化合物在形成雾霾时与大气中的氨有关，转化关系如图所示： 回答下列问题： （1）从物质分类的角度看，图中的物质属于酸性氧化物的有 种。 （2）工业上利用氨气制备一氧化氮，化学方程式为，配平后□中应填 。 （3）下列关于雾霾叙述正确的是___________。 A．雾和霾的分散质相同 B．雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵 C．大气中的氨气在反应过程中被氧化 D．雾霾的形成与过度施用氮肥、燃料燃烧有关 II．化肥工业产生的氨氮废水（主要含），可造成水体富营养化。某研究团队设计处理氨氮废水流程如下： （4）过程①加热条件下生成氨气。请写出该过程的离子方程式 。 （5）过程②中控制溶液为酸性，在微生物作用下实现，请写出该过程的离子方程式 。 （6）过程③：一定条件下向废水中加入，实现，称为反硝化过程。其中的作用为 。 （7）②中可用NaClO替代，此时含氮化合物可被氧化为，将一定量的氨氮废水与不同量的NaClO混合，测得溶液中氨氮去除率、总氮（溶液中所有可溶性的含氮化合物中氮元素的总量）去除率与NaClO投入量（用x表示）的关系如图所示。 当时，水体中总氮去除率下降，可能的原因是 。 【答案】 （1）3 （2）H2O （3）BD （4） （5） （6）起还原性 （7）有部分氨氮被氧化为等可溶性离子留在废水中 【详解】（1）酸性氧化物是能与碱反应只生成盐和水的氧化物，图中：N2O5、SO2、SO3属于酸性氧化物，共计3种，故答案为：3； （2）根据原子守恒可知，工业上利用氨气制备一氧化氮，化学方程式为，配平后□中应填H2O； （3）A．雾的分散质是小液滴，霾的分散质含有固体小颗粒，故A错误： B．由图示信息可知雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵，故B正确； C．NH3是形成无机颗粒物的反应物，做碱性气体，其N和H元素化合价未发生变化，所以没有被氧化，故C错误； D．过度施用氮肥或燃料燃烧会增加空气中氮氧化物的排放，促使雾霾的形成，故D正确； 故答案为：BD； （4）铵根离子与氢氧根离子在加热条件下会生成氨气和水，其离子方程式为：； （5）在酸性条件下铵根离子被氧气氧化成硝酸根离子的反应离子方程式为； （6）转化中N的化合价降低，所以实现此转化需要加入还原剂，则加入甲醇的作用为：起还原性； （7）当x（NaClO）>x1时，水体中总氮去除率下降，可能的原因是有部分氨氮被氧化为等可溶性离子留在废水中。 【变式5-1】含氮化合物对生态环境和人类健康都有一定的影响，必须采取相应的措施来治理或加以控制。 （1）生物硝化反硝化法可将酸性废水中的氨氮转化为氮气，其原理如图1所示。 ①每处理含1mol NH的酸性废水，理论上消耗CH3OH的物质的量为 。 ②上述生物硝化反硝化法的优点是 。 （2）折点加氯法是将次氯酸钠投入废水中，将废水中的氨氮转化为N2的化学脱氮工艺。设定反应温度为25 ℃，向含NH的酸性废水中投加NaClO时，NH浓度、氯胺（NH2Cl）浓度与投入的NaClO溶液体积的关系如图2所示。 ①在酸性废水中，投入的NaClO在0～0.7 mL过程中发生的反应为NH＋HClO=NH2Cl＋H2O＋H＋。投入量在0.7～1.0 mL的过程中反应的离子方程式为 。 ②实验证明，弱酸性有助于提高废水中氮的脱除率，其原因是 。 （3）腌制食品中亚硝酸盐允许残留量（以NaNO2计）≤30 mg·kg-1。为测定某咸菜中亚硝酸盐的残留量，取0.3 kg咸菜榨汁，经处理得无色溶液，将所得溶液转移至250 mL容量瓶并定容。取出25 mL溶液置于锥形瓶中，加入盐酸调节pH，再滴加KI至过量，待反应完成后用0.0010 mol·L-1 Na2S2O3标准液滴定，共消耗体积为12.00 mL。则该市售咸菜的亚硝酸盐残留量是否符合安全标准 。（写出计算过程） （已知：2NO＋4H＋＋2I-=2NO↑＋I2＋2H2O；I2＋2Na2S2O3=2NaI＋Na2S4O6） 【答案】 （1） 0.83mol（或mol） 不产生二次污染 （2） 2NH2Cl＋HClO=N2↑＋3Cl-＋3H＋＋H2O或2NH2Cl＋ClO-=N2↑＋3Cl-＋2H＋＋H2O 酸性条件下，ClO-可转化为HClO，氧化性增强 （3）关系式：2NO～I2～2Na2S2O3，n（Na2S2O3）=0.0010 mol·L-1×12.00×10-3L=1.2×10-5 mol，n（NaNO2）=n（NO）=n（Na2S2O3）=1.2×10-5 mol×=1.2×10-4 mol，亚硝酸盐残留量==27.6 mg·kg-1，27.6mg·kg-1<30mg·kg-1，符合安全标准 【详解】（1）①根据氮守恒，1mol NH转化成1mol NO，1mol NO转化成N2得到5 mol电子，1mol CH3OH转化为二氧化碳失去6 mol电子，故每处理1mol NH需要消耗mol CH3OH； ②观察题图1可知，最终产物为氮气和二氧化碳，不会产生二次污染； （2）①折点加氯法是将次氯酸钠投入废水中，将废水中的氨氮转化为N2的化学脱氮工艺，说明终产物为氮气，投入量在0.7～1.0 mL的过程中NH2Cl减少，故第二步反应为2NH2Cl＋HClO=N2↑＋3Cl-＋3H＋＋H2O； ②实验证明，弱酸性有助于提高废水中氮的脱除率，其原因是酸性条件下，ClO-可转化为HClO，氧化性增强； （3）设NO的物质的量为n，根据题意可知： n（NaNO2）=n（NO）=n（Na2S2O3）=1.2×10-5 mol×=1.2×10-4 mol 亚硝酸盐残留量==27.6 mg·kg-1，27.6 mg·kg-1<30 mg·kg-1，故符合安全标准。 【变式5-2】实验室制备溶液并用于处理含氨氮废水。 I：低温下将通入溶液中制得溶液，装置如图所示。 （1）装置B中盛放的试剂是 。 （2）写出C装置中发生的化学方程式： ，为了防止装置C温度升高生成副产物，可采取的操作为 。 II：溶液处理含氨氮废水（为），氨氮废水中的氮元素多以和的形式存在。某工厂处理氨氮废水的流程如下： 已知：达标废水中氯元素主要以形式存在。 （3）过程I的目的是将转化为，并通过鼓入大显空气将氨气吹出，写出转化为的离子方程式： 。 （4）过程II加入溶液可将废水中的转化为无毒物质，写出反应的离子方程式： 。 （5）含余氯废水的主要成分是以及，X可选用以下哪种物质以达到去除余氯的目的 （填字母）， a．  　　  b．  　　  c．  　　   d． 写出其中一个反应的离子方程式： 。 【答案】 （1）饱和食盐水 （2） 2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O 装置C使用冰水浴冷却、向装置A中缓慢滴加浓盐酸 （3）NH+OH-NH3↑+H2O （4） （5） b SO+ClO-=SO+Cl-（或SO+HClO=SO+Cl-+H+） 【分析】I．装置A中盛放浓盐酸与酸性高锰酸钾发生反应生成Cl2，B中盛放饱和食盐水，用于除去Cl2中的HCl，C和D中离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O，C用于制备目标产物、D装置用来吸收尾气； II．铵根转化为NH3的反应为升温使铵根和氢氧根离子结合生成氨气和水；鼓入热的空气能够降低NH3的溶解度，使氨气逸出，NaClO溶液将氨氮废水转化为无毒物质，含有余氯的废水用还原剂还原为Cl-； 【详解】 （1）由分析可知，B中放饱和食盐水，用于除去Cl2中的HCl； （2）C装置中发生的化学方程式为2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O，C中温度低时可有效避免副反应，则为了防止装置C温度升高生成副产物NaClO3可采取的操作为：装置C使用冰水浴冷却、向装置A中缓慢滴加浓盐酸； （3）向含铵根的溶液中加入NaOH溶液，发生复分解反应产生NH3，该反应的离子方程式为：NH+OH-NH3↑+H2O； （4）过程 ②加入NaClO溶液可将氨氮废水转化为无毒物质，所以反应后含氮元素、氯元素的物质的化学式分别为N2、NaCl，离子方程式为：； （5）aClO以及HClO均具有强氧化性，需要加入还原性物质将其除去，故Na2SO3具有还原性，符合题意，答案为b；反应的离子方程式为：SO+ClO-=SO+Cl-，或SO+HClO=SO+Cl-+H+。 【变式5-3】研究和采取措施去除氮氧化物尾气和水中硝酸盐造成的氮污染备受关注。 Ⅰ氧化吸收法 酸性条件下，NaClO溶液氧化、NO和等生成和。 （1）其他条件一定，转化为的转化率随水体溶液初始pH的变化如图1所示。 ①、NO和三种气体中，相同条件下最易被NaClO氧化的是 。 ②在酸性水体中，加入NaClO溶液吸收的离子方程式为 。 ③水体溶液初始pH越小，转化率越高。其原因是 。 （2）NaClO吸收液还可以同时脱除烟气中NO和。研究发现NaClO吸收液在不同初始pH条件下，对流动烟气的脱硫效率都接近100％，而对NO的脱除率如图2所示： ①酸性条件下，的脱除率高于NO，其原因除的还原性比NO强外，还可能是 。 ②若用盐酸调节NaClO吸收液pH，不仅不利于NO的吸收，还会在反应过程中生成一种有毒气体，其化学式为 。 Ⅱ催化还原法 （3）在的催化条件下，使用作为还原剂，可将水中的转化为。该反应机理分为三步，如题17图3所示：第一步： （补充完整该步反应机理）；第二步：从Cu表面迁移至W的表面；第三步：在W表面吸附并解离为活性氢原子（W-H），W-H将还原为，同时W-H将CuO还原为Cu，自身转化为W，实现Cu和W的催化循环。 （4）若改用作为还原硝酸盐过程的催化剂，其催化机理与相似。但还原过程中检测到三种含氮化合物微粒，其浓度变化如图4所示，在1.5小时以后，的百分含量不断减少，的百分含量不断增多的可能原因是 。 【答案】 （1） 酸性增强，次氯酸根离子氧化性增强 （2） SO2易溶于水，与溶液中ClO-接触充分，而NO难溶于水，与溶液中ClO-接触不够充分，不易脱除 Cl2 （3）在表面被还原为，Cu被氧化为 （4）在催化剂催化作用下亚硝酸根离子与氢原子反应转化为铵根离子。 【详解】 （1）①同种元素，其化合价越低，则其还原性越强，故相同条件下最易被NaClO氧化的是； ②溶液可以氧化生成和；在酸性水体中，加入溶液吸收的离子方程式为； ③发生转化的过程，就是其被氧化的过程，水体溶液初始越小，转化率越高，其原因是酸性增强，次氯酸根离子氧化性增强； （2）①物质反应前，需要相互接触，对于气体来说，与溶液反应前，应先溶解在溶液中，则酸性条件下，SO2的脱除率高于NO，其原因除SO2的还原性比NO强外，还可能是：SO2易溶于水，与溶液中ClO-接触充分，而NO难溶于水，与溶液中ClO-接触不够充分，不易脱除； ②若用盐酸调节NaClO吸收液的pH，Cl-可能与ClO-发生归中反应，并生成氯气，则反应过程中生成的一种有毒气体，其化学式为Cl2； （3）由图可知第一步：在表面被还原为，Cu被氧化为； （4）结合图示可知，在1.5小时以后，的百分含量不断减少，的百分含量不断增多的可能原因是：在催化剂催化作用下亚硝酸根离子与氢原子反应转化为铵根离子。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$