内容正文:
专题04 氮及其化合物
内容概览
考向1 氮气与氮的固定
考向2 氨气
考向3 硝酸
考向4 铵盐 常见的氮肥及应用
考向5 氮氧化物的处理
考向1 氮气与氮的固定
1.(23-24高一下·江苏扬州大学附属中学东部分校·期中)下列过程或说法中属于人工固氮的是
A.合成氨 B.火山爆发 C.生物固氮 D.雷雨发庄稼
【答案】A
【详解】A.工业合成氨是N2与H2在一定条件下反应生成NH3,属于人工固氮,故A符合;
B.火山爆发时主要是含硫元素之间的转化,故B不符合;
C.生物固氮是豆科作物根瘤菌将N2转化为含氮化合物,属于生物固氮,故C不符合。
D.雷雨发庄稼是指空气中的N2转化为NO,NO转化为最终转化为硝酸盐等,属于自然固氮,故不符合;
故选:A。
2.(23-24高一下·江苏马坝高级中学·期中)自然界存在多种元素的循环,下图表示的是自然界中的
A.碳循环 B.氮循环 C.氧循环 D.硫循环
【答案】B
【详解】该体系中自然固氮、生物固氮、人工固氮均为N2的相关反应,铵盐、氨亚硝酸盐、硝酸盐中均含有N元素,所以该过程为氮元素的循环;
故选B。
3.(23-24高一下·江苏宿迁青华中学·期中)为提高农作物产量,现代农业生产中需要大量含氮化合物作肥料。
(1)下列固氮方法中,属于人工固氮的是______(填字母)。
A.合成氨 B.闪电固氮
C.根瘤菌固氮 D.用氨气合成尿素
(2)植物的根瘤菌能把空气中的氮气转化为氨,被植物吸收,这种过程被称为氮的固定。此过程可简单地用化学方程式表示为:____N2+____C+____H2O____NH3+____CO2,配平以上化学方程式 ,若转移3 mol电子则会生成 mol NH3。
【答案】(1)A
(2) 1
【详解】(1)合成氨属于人工固氮,闪电固氮属于自然固氮,根瘤菌固氮属于生物固氮,用氨气合成尿素不属于氮的固定,故选A。
(2)
在该反应中,N从0价到-3价,得到电子,C从0价到+4价失去电子,根据电子转移守恒,配平化学方程式,2mol氮气反应共转移12e-:,每转移3 mol电子,则生成1 mol氨气。
考向2 氨气
4.(23-24高一下·江苏盐城阜宁县·期中)氨的喷泉实验体现了氨的下列性质中的
A.还原性 B.极易溶解于水 C.易液化 D.氧化性
【答案】B
【详解】氨的喷泉实验中,设法减少烧瓶内的压强,导致烧瓶内的压强小于大气压强,从而使烧杯内的水压入烧瓶内。减少烧瓶内压强的措施,是先让少量水进入烧瓶内,使氨气溶于水形成负压,则体现了氨的极易溶于水的性质,故选B。
5.(23-24高一下·江苏盐城东台第一中学·期中)下列叙述不正确的是
A.NH3的喷泉实验说明氨气极易溶于水
B.NO和NH3均可用排空气法收集
C.NH3中的N元素只具有还原性
D.NH3遇到挥发性强酸能产生白烟
【答案】B
【详解】A.NH3的喷泉实验说明氨气极易溶于水,A项正确;
B.NO能被氧气氧化生成NO2,所以不能用排空气法收集,NH3可用向下排空气法收集,B项错误;
C.NH3中的氮元素为-3价,为氮元素的最低价,只具有还原性,C项正确;
D.NH3遇到挥发性强酸能产生白烟,如与浓盐酸相遇产生氯化铵而产生白烟,D项正确;
答案选B。
6.(23-24高一下·江苏南京·期中)下列关于氨及铵盐的叙述中不正确的是
A.极易溶于水
B.氨的喷泉实验体现了氨的溶解性和还原性
C.工业上可用氮气和氢气在一定条件下反应制氨气
D.铵盐遇碱易放出氨气
【答案】B
【详解】A.氨气是无色、有刺激性气味的气体,极易溶于水,故A正确;
B.氨的喷泉实验体现了氨的溶解性,极易溶于水,不能体现氨的还原性,故B错误;
C.工业上可用氮气和氢气在高温高压催化剂条件下反应制氨气,故C正确;
D.铵盐与强碱发生复分解反应,易放出氨气,故D正确。
综上所述,答案为B。
7.(23-24高一下·江苏马坝高级中学·期中)下列有关NH3的说法正确的是
A.难溶于水
B.常温常压下密度小于空气
C.能使紫色的石蕊试液变红
D.氮元素的化合价为+3
【答案】B
【详解】A.氨气极易溶于水,1体积水可溶解700体积氨气,A错误;
B.相对分子量为17小于空气的平均相对分子量29,常温常压下密度小于空气,B正确;
C.氨气溶于水生成氨水,显碱性,能使红色的石蕊试液变蓝,C错误;
D.氨气中氮元素的化合价为-3,D错误;
故选B。
8.(23-24高一下·江苏无锡江阴四校联考·期中)实验室制取并探究其还原性,下列实验装置能达到实验目的的是
A.用装置甲制取 B.用装置乙除去中的水蒸气
C.用装置丙验证氨气具有还原性 D.用装置丁吸收尾气中的
【答案】C
【详解】A.NaOH与NH4Cl反应生成NH3∙H2O,不加热的情况下NH3∙H2O难以分解,一般不用于制备氨气,A错误;
B.NH3与浓H2SO4反应,浓硫酸不能干燥NH3,B错误;
C.NH3与CuO反应生成N2、Cu和H2O,黑色的CuO转化为红色的Cu,N元素的化合价升高,说明NH3具有还原性, C正确;
D.苯的密度比水的密度小,在上层,NH3直接通入下层的水,会发生倒吸,D错误;
故选C。
9.(23-24高一下·江苏宿迁青华中学·期中)某市民闻到买来的大虾有一股刺鼻的氨水味,他联想到液氨是制冷剂,认为虾的氨水味肯定是因为冷冻处理时的氨污染。而大学食品系教授指出海虾的消化道里也能分解出氨,至于氨作为制冷剂而导致虾有氨水味,这个原因得到了否定。下列关于氨水的说法不正确的是
A.氨水和液氨不同,氨水是由多种粒子构成的,液氨的组成中只有氨分子
B.氨水中物质的量浓度最大的粒子是NH3·H2O(水除外)
C.氨水显弱碱性,故通常保存在金属容器中
D.将224m L(标准状况)氨气溶于水,配成100 m L溶液,则所得氨水中NH3的物质的量浓度为0.1 mol·L-1
【答案】C
【详解】A.氨水是氨气溶于水所得的溶液,是混合物,溶液中有NH3·H2O、H2O等分子,、OH-等离子,而液氨是纯净物,组成就是氨分子,A正确;
B.当氨溶于水后,大部分氨与水结合,形成NH3·H2O,NH3·H2O是弱碱,只有少部分电离,电离出和OH-,因此在氨水中物质的量浓度最大的是NH3·H2O(除水外),B正确;
C.氨水对许多金属有腐蚀作用,故一般情况下,氨水存放在陶瓷坛、橡皮袋等里面,C错误;
D.将224mL(标准状况,物质的量为0.01mol)氨气溶于水,配成100mL溶液,则所得氨水中NH3的物质的量浓度为0.01mol÷0.1L=0.1 mol·L-1,D正确;
故选C。
考向3 硝酸
10.(23-24高一下·江苏马坝高级中学·期中)下列有关浓HNO3的说法不正确的是
A.具有挥发性 B.见光易分解
C.常温下能与铜反应 D.常温下不能与Fe反应
【答案】D
【详解】A.浓HNO3具有挥发性,A正确;
B.浓HNO3见光易分解,分解为二氧化氮、氧气和水,B正确;
C.浓HNO3常温下能与铜反应,生成硝酸铜、二氧化氮和水,C正确;
D.浓HNO3常温下与Fe发生钝化,钝化属于化学反应,D错误;
故选D。
11.(23-24高一下·江苏镇江实验高级中学·期中)将铜丝插入浓硝酸中进行如图所示的实验,下列说法正确的是
A.装置a中出现红棕色气体,反应中HNO3只体现出酸性
B.一段时间后抽出铜丝,向装置b中U形管内注入水,液体在U形管内在逐渐变成蓝色
C.铜与浓硝酸反应,若产生0.01mol气体则转移0.02mol电子
D.装置c用NaOH吸收尾气,说明NO和NO2均是酸性氧化物
【答案】B
【分析】a装置中,铜丝与浓硝酸反应,生成Cu(NO3)2、NO2气体等;NO2进入b装置后,溶于水生成稀硝酸和一氧化氮,稀硝酸与铜片反应,生成Cu(NO3)2等;c装置用于尾气处理。
【详解】A.装置a中出现红棕色气体,说明反应生成了NO2气体,反应中HNO3体现出强氧化性和酸性,A不正确;
B.一段时间后抽出铜丝,向装置b中U形管内注入水,NO2与H2O反应生成HNO3和NO,此硝酸为稀硝酸,与铜片反应生成Cu(NO3)2等,U形管内液体逐渐变成蓝色,B正确;
C.铜与浓硝酸反应,若产生的0.01mol气体全部为NO2,则转移电子0.01mol,若此气体为NO2、N2O4、NO等混合气,则转移电子大于0.01mol,但无法确定转移电子的物质的量,C不正确;
D.装置c用NaOH吸收尾气,若NO、NO2的体积比不大于1:1,则气体可被NaOH溶液完全吸收,否则将剩余NO,说明NO和NO2均不是酸性氧化物,D不正确;
故选B。
12.(23-24高一下·江苏苏州·期中)某化学兴趣小组进行了有关 Cu、稀硝酸、稀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
A.实验①中溶液呈蓝色,试管口有红棕色气体产生, 说明HNO3被 Cu 还原为NO2
B.实验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
C.实验③发生反应的离子方程式为:3Cu+8H++2NO= 3Cu2++2NO↑+4H2O
D.由上述实验可得出结论:Cu 在常温下既可以和稀硝酸反应,又可以和稀硫酸反应
【答案】C
【详解】A.铜与稀硝酸反应,HNO3被 Cu 还原为NO,试管口有红棕色气体产生,是因为NO在试管口被氧气氧化为NO2,故A错误;
B.稀硫酸的氧化性比稀硝酸的弱,实验③中滴加稀硫酸,铜片继续溶解,发生反应 ,故B错误;
C.实验③发生反应的离子方程式为:3Cu+8H++2NO= 3Cu2++2NO↑+4H2O,故C正确;
D.常温下,Cu不能和稀硫酸反应,故D错误;
选C。
13.(23-24高一下·江苏徐州铜山区·期中)足量铜与一定量的浓硝酸反应,得到硝酸铜溶液和NO2、NO的混合气体2.24L(标准状况),这些气体与一定体积的O2(标准状况)混合后通入水中,所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入50mL4mol·L-1NaOH溶液,则Cu2+恰好完全沉淀。下列说法正确的是
A.此反应过程中转移的电子为0.3mol
B.混合气体中含NO2(标准状况)1.12L
C.参加反应的HNO3是0.4mol
D.消耗氧气(标准状况)的体积为1.68L
【答案】B
【分析】向所得硝酸铜溶液中加入50mL4mol·L-1NaOH溶液,则Cu2+恰好完全沉淀,可知硝酸铜的物质的量是0.1mol,据此分析解题。
【详解】A.向所得硝酸铜溶液中加入50mL4mol·L-1NaOH溶液,则Cu2+恰好完全沉淀,根据反应可知Cu2+的物质的量是0.1mol,所以此反应过程中转移的电子为0.2mol,故A错误;
B.设NO2、NO的物质的量分别是x、y,根据元素守恒 ,根据电子守恒;解方程可知,NO2、NO的物质的量分别是0.05mol、0.05mol,混合气体中含NO2(标准状况)1.12L,故B正确;
C.参加反应的铜的物质的量是0.1mol,则表现酸性的硝酸0.2mol,混合气体的物质的量是0.1mol,则被还原的硝酸是0.1mol,参加反应的HNO3是0.3mol,故C错误;
D.参加反应的铜的物质的量是0.1mol,根据转移电子守恒,可知2Cu~O2,消耗氧气(标准状况)的体积为0.05mol×22.4L/mol=1.12L,故D错误;
故选B。
考向4 铵盐 常见的氮肥及应用
14.(23-24高一下·江苏常州·期中)实验室制取NH3的实验原理及装置均正确的是
A.制取NH3
B.干燥 NH3
C.收集 NH3
D.吸收尾气中的NH3
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.在实验室中用NH4Cl与Ca(OH)2固体混合物加热制取NH3,为防止反应产生的水蒸气遇冷回流使试管炸裂,应该使试管口向下倾斜,A错误;
B.NH3是碱性气体,不能使用酸性干燥剂浓硫酸进行干燥,应该使用碱性干燥剂碱石灰进行干燥,B错误;
C.NH3的密度比空气小,应该使用向下排空气的方法收集,而不能使用向上排空气的方法收集,C错误;
D.NH3是极易溶于水的气体,为防止其溶于水而导致的压强减小,继而引起倒吸现象,在导气管末端安装一个干燥管或倒扣的漏斗,来扩大其与水的接触面,使氨气被充分吸收,D正确;
故合理选项是D。
15.(23-24高一下·江苏徐州铜山区·期中)下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂,其中错误的是
A.①③ B.②③
C.①④ D.②④
【答案】A
【详解】①氯化铵固体受热分解生成氯化氢和氨气,氯化氢和氨气在试管口遇冷生成氯化铵,则题给装置不能制得氨气,故错误;
②浓氨水与氧化钙反应生成氢氧化钙、氨气和水,则题给装置能制得氨气,故正确;
③氢氧化钙固体与氯化铵固体共热反应生成氯化钙、氨气和水,实验时,为防止生成的水倒流导致试管受热不均炸裂,试管口应略向下倾斜,故错误;
④浓氨水不稳定,受热易分解生成氨气和水,则题给装置能制得氨气,故正确;
①③错误,故选A。
16.(23-24高一下·江苏马坝高级中学·期中)以下有关铵盐的叙述中不正确的是
A.铵盐都易溶于水
B.铵盐受热均可分解生成NH3
C.铵盐都能与碱反应
D.实验室里常用固体氯化铵与氢氧化钙反应制取少量氨气
【答案】B
【详解】A.铵盐都易溶于水,A正确;
B.硝酸铵受热分解不生成NH3,生成氮气,B错误;
C.铵盐中铵根水解显酸性,都能与碱反应,C正确;
D.实验室里常用加热固体氯化铵与氢氧化钙的混合物反应制取少量氨气,D正确;
故选B。
考向5 氮氧化物的处理
17.(23-24高一下·江苏扬州树人中学·期中)工业生产硝酸的尾气中含有氮氧化物NO和NO2的混合物(假设不含N2O4),对生态环境和人类健康带来较大的威胁。工业上常用Na2CO3溶液吸收法处理NOx。
已知:NO不能与Na2CO3溶液反应
NO+NO2+Na2CO3=2NaNO2+CO2 (I)2NO2+Na2CO3=NaNO2+NaNO3+CO2 (II)
将lmolNOx通入Na2CO3溶液中,被完全吸收时,溶液中生成的、两种离子的物质的量随x变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.当NOx被Na2CO3溶液完全吸收时,x的值可能是1.3
B.用足量的Na2CO3溶液完全吸收NOx,每产生22.4L(标准状况)CO2(全部逸出) 时,吸收液质量就增加44g,则NOx中的x值为1.875
C.图中线段a表示离子的物质的量随x值变化的关系
D.若用溶质质量分数为21.2%的Na2CO3溶液吸收,则需要Na2CO3溶液至少150g
【答案】B
【详解】A.当NOx被Na2CO3溶液完全吸收时,则n(NO2)≥n(NO),当n(NO2):n(NO)=1时x值最小,x最小值为=1.5,因为混有NO,所以x最大值<2,故x的取值范围为1.5≤x<2,所以x的值不可能是1.3,故A错误;
B.设由NO2和纯碱反应产生CO2为amol,由NO和NO2与纯碱反应产生的CO2为bmol,
2NO2+Na2CO3=NaNO2+NaNO3+CO2 质量增加
1mol △m=48g
amol 48agNO+NO2+Na2CO3=2NaNO2+CO2 质量增加
1mol △m=32g
bmol 32bg amol+bmol=,48ag+32bg=44g,解得:a=0.75,b=0.25,则n(NO2)=0.75mol×2+0.25mol=1.75mol,n(NO)=0.25mol,x==1.875,故B正确;
C. x=1.5气体应为NO和NO2混合物,物质的量比为1:1,按Ⅰ式反应,没有,线a应该表示,故C错误;
D.反应生成的NaNO3和NaNO2中氮元素与钠元素之比为1:1,所以1mol NOx被完全吸收至少需碳酸钠0.5mol,质量为53g,碳酸钠溶液的质量为=250g,故D错误;
故选B。
18.(23-24高一下·江苏镇江十校联考·期中)工厂烟气(主要污染物NO)直接排放会造成空气污染,需处理后才能排放。“纳米零价铁—”体系可将烟气中难溶的NO氧化为可溶的。
(1)制备纳米零价铁将溶液与碱性溶液混合可生成纳米零价铁、和等。
中电子排布式为 。
(2)NO的氧化:在一定温度下,将溶液和HCl溶液雾化后与烟气按一定比例混合,以一定流速通过装有纳米零价铁的反应装置,可将烟气中的NO氧化。
①X催化分解产生HO·,HO·将NO氧化为的机理如图所示,则Y的化学式为 ,纳米零价铁的作用是 。
②写出酸性条件下,NO与HO·反应的离子方程式 。
③与Y反应可实现X再生,同时产生,写出的电子式 ,此时作为 剂。
④NO脱除率随温度的变化如下图所示。温度高于120℃时,NO脱除率随温度升高呈现下降趋势的主要原因是 。
(3)纳米铁粉也可用于去除废水中的硝态氮(以表示),可大致分为2个过程,反应原理如下图所示。
研究发现,在纳米铁粉总量一定时,水中的溶解氧过少或过多均不利于硝态氮的去除。解释水中溶解氧过多,硝态氮去除率下降的原因 。
【答案】(1)1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d⁶
(2) FeCl3或Fe3+ 纳米零价铁与HCl溶液反应产生FeCl2 NO+3HO∙=+H2O+H+ 还原 H2O2的分解速率随温度的升高而加快,H2O2的浓度减小,NO脱除率降低
(3)水中溶解氧过多,会将Fe2+氧化成Fe3+,导致Fe2+浓度降低,不利于硝态氮去除
【详解】(1)Fe原子核外有26个电子,基态Fe原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d⁶,则FeSO4中Fe2+电子排布式为1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d⁶。
(2)①在一定温度下,将H2O2溶液和HCl溶液雾化后与烟气按一定比例混合,以一定流速通过装有纳米零价铁的反应装置,纳米零价铁与HCl溶液反应生成FeCl2和H2,由图可知,X与H2O2反应生成Y、HO∙和OH-,该过程中H2O2被还原,则X具有还原性,Y与H2O2反应生成X、H+和HO2∙,H2O2被氧化,Y具有氧化性,则X为FeCl2或Fe2+、Y为FeCl3或Fe3+,纳米零价铁的作用是与HCl溶液反应产生FeCl2。
②酸性条件下,NO与HO∙反应,NO被氧化成、HO∙被还原成H2O,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒,反应的离子方程式为NO+3HO∙=+H2O+H+。
③H2O2将Fe3+还原成Fe2+,自身被氧化成HO2∙,H2O2为还原剂,HO2∙的电子式为。
④温度高于120℃时,NO脱除率随温度升高呈现下降趋势的主要原因是H2O2的分解速率随温度的升高而加快,H2O2的浓度减小,NO脱除率降低。
(3)过程Ⅰ为O2将纳米铁粉氧化成Fe2+,过程Ⅱ为Fe2+将还原为N2,研究发现,在纳米铁粉总量一定时,水中的溶解氧过少或过多均不利于硝态氮的去除,水中溶解氧过多,硝态氮去除率下降的原因是水中溶解氧过多,会将Fe2+氧化成Fe3+,导致Fe2+浓度降低,不利于硝态氮去除。
19.(23-24高一下·江苏宿迁青华中学·期中)工业上处理污水中NO常采用还原法。
I.不同密度的HNO3与Fe反应(相同温度)时还原产物成分分布情况如图示。
(1)硝酸的密度越大,高含量产物中N元素的化合价越 。
(2)已知:硝酸的密度小于1.1g·cm-3时,Fe元素转化生成Fe2+。写出硝酸密度小于1.1g·cm-3时发生的主要反应的离子方程式 。
II.工业上利用铝粉(掺少量炭粉)处理酸性污水中的硝酸盐,脱硝率可达94%,其反应过程原理如图所示。
(3)铝粉脱硝的过程可描述为 。
(4)酸性过强,不利于脱硝的原因是 。
【答案】(1)高
(2)4Fe+10H++NO=4Fe2++NH+3H2O
(3)Al失去电子生成Al3+,NO在酸性条件下得到电子生成N2
(4)酸性过强,Al与H+反应生成H2
【详解】(1)根据图示,随硝酸密度增大,NO2的含量增大,硝酸的密度越大,高含量产物中N元素的化合价越高;
(2)硝酸的密度小于1.1g·cm-3时,Fe元素转化生成Fe2+,硝酸的还原产物主要是,硝酸密度小于1.1g·cm-3时发生的主要反应的离子方程式为4Fe+10H++NO=4Fe2++NH+3H2O;
(3)根据图示,Al失去电子生成Al3+,NO在酸性条件下得到电子生成N2;
(4)酸性过强,Al与H+反应生成H2,不利于脱硝。
20.(23-24高一下·江苏苏州·期中)处理工业废气中的对于环境保护具有重要的意义。
(1)碱液吸收法。
可用溶液吸收,主要反应为:
①下列措施能提高尾气中和去除率的有 (填字母)。
A.加快通入尾气的速率
B.采用气、液逆流的方式吸收尾气
C.吸收尾气过程中定期补加适量溶液
②吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤,得到晶体,该晶体中的主要杂质是 (填化学式);吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是 (填化学式)。
(2)催化还原法。
能在催化剂作用下催化脱除烟气中的,反应为:当该反应有电子转移时,脱除的气体的物质的量为 。
(3)氧化吸收法。
①氧化结合水洗,可产生和,该反应的化学方程式为 。
②催化分解产生,将氧化为,反应机理见下图所示。写出③的离子方程式: ;脱除率随温度升高呈现下降趋势的主要原因是 。
【答案】(1) BC NO
(2)8mol
(3) 3O3+2NO+H2O=2HNO3+3O2 H2O2受热分解
【详解】(1)①A.加快通入尾气的速率,反应时间不足不利于去除率,A错误;
B.采用气、液逆流的方式吸收尾气,尾气从塔底进入,石灰乳从塔顶喷淋有利于尾气中一氧化氮、二氧化氮与石灰乳的充分接触,从而提高吸收效率,有利于提高去除率,B正确;
C.吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液,保证氢氧化钠的浓度,有利于吸收尾气,有利于提高去除率,C正确;
故选BC;
②根据硝酸尾气与NaOH溶液反应方程式,可知吸收后的溶液所含溶质主要为NaNO2和NaNO3,因此吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤,得到NaNO2晶体中含有主要杂质为NaNO3;NO不与NaOH溶液反应,若NO物质的量比NO2多时,吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物为NO;
(2)该反应中,转移12个电子,则根据方程式可知,当该反应有电子转移时,脱除的气体的物质的量为8mol;
(3)①O3氧化NO结合水洗可产生HNO3和O2,结合原子守恒和得失电子守恒写出反应方程式:3O3+2NO+H2O=2HNO3+3O2 ;
②由图可知,③的离子方程式;温度较高时,过氧化氢受热分解,溶液中过氧化氢的浓度减小,导致一氧化氮脱除率随温度升高而下降。
1.(23-24高一下·江苏扬州邗江区·期中)下列气体可用下图所示方法收集的是
A. B. C.NO D.
【答案】B
【详解】A.氮气相对分子质量为28,空气的平均相对分子质量为29,二者十分接近不能用排空气法收集,A错误;
B.甲烷密度小于空气密度,可用向下排空气法收集,B正确;
C.一氧化氮极易与氧气反应生成二氧化氮,因此不能用排空气法,C错误;
D.二氧化氮密度比空气密度大,要用向上排空气法,D错误;
故选B。
2.(23-24高一下·江苏盐城阜宁县(部分校)·期中)根据图中氮元素及其化合物的转化关系,判断下列说法错误的是
A.X是
B.由,从原理上看,可与反应生成
C.工业上以、空气、水为原料生产硝酸中,催化氧化生成
D.不稳定,受热或见光分解为
【答案】C
【详解】A.由图可知,X是氧化物,X中N的化合价为+5价,则X是N2O5,A正确;
B.NH3中N为-3价,具有还原性,而NO2中N为+4价,具有氧化性,理论上二者可发生氧化还原反应生成N2,B正确;
C.工业上生产硝酸时,NH3发生催化氧化反应生成NO,NO被氧化为NO2,再被水吸收生成HNO3,C错误;
D.不稳定,受热或见光分解为,,D正确;
故选C。
3.(23-24高一下·江苏马坝高级中学·期中)实验室制取少量干燥的氨气涉及下列装置,其中正确的是
A.氨气发生装置
B氨气吸收装置
C.氨气干燥装置
D.氨气收集
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.实验室用氯化铵固体和熟石灰共热制备氨气,不能单独用氯化铵分解制备氨气,故A错误;
B.氨气极易溶于水,因此可以用水吸收氨气,同时倒扣漏斗可以防倒吸,故B正确;
C.因氨气会与无水氯化钙反应生成CaCl2·8NH3,不能用无水氯化钙干燥氨气,故C错误;
D.氨气的密度比空气小,应用向下排空气法收集,不能用图示的向上排空气法收集氨气,故D错误;
故选B。
4.(23-24高一下·江苏镇江实验高级中学·期中)下列物质的性质与用途对应关系正确的是
A.氮气难溶于水,可用作焊接保护气
B.碳酸氢铵易分解,可用作氮肥
C.铁与浓硝酸不反应,可用铁槽车贮运浓硝酸
D.液氨汽化时要吸收大量的热,可用来作制冷剂
【答案】D
【详解】A.氮气的性质不活泼,一般条件下不和其它物质反应,因此可以用氮气作保护气,A错误;
B.碳酸氢铵中含氮元素,可用作氮肥,B错误;
C.常温下Fe与浓硝酸发生钝化,在表面生成一层致密的氧化物薄膜,对内部金属起保护作用,可用铁槽车贮运浓硝酸,C错误;
D.氨易液化,液氨汽化时会吸收大量的热,使周围温度迅速降低,可用来做制冷剂,D正确;
答案选D。
5.(23-24高一下·江苏连云港开发区高级中学·期中)下列选项所示的物质间转化均能实现的是
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【详解】A.N2和O2不能直接生成NO,转化不能实现,故A不选;
B.NO不能与NaOH溶液反应,转化不能实现,故B不选;
C.NO不能与水反应,转化不能实现,故C不选;
D.NH3与CO2通入饱和食盐水可以生成碳酸氢钠固体,加热分解可以得到碳酸钠,转化可以实现,故D选;
答案选D。
6.(23-24高一下·江苏扬州树人中学·期中)下列有关氮及其化合物的性质与用途具有对应关系的是
A.氨水具有碱性,可用于去除烟气中的是SO2 B.NH3易溶于水,可用作制冷剂
C.浓硝酸具有酸性,可用于钝化铁、铝 D.HNO3具有氧化性,可用于生产氮肥NH4NO3
【答案】A
【详解】A.氨水吸收二氧化硫生成亚硫酸铵(或亚硫酸氢铵),A正确;
B.液氨汽化时吸收大量的热,可用作制冷剂,B错误;
C.浓硝酸具有强氧化性,可用于钝化铁、铝,C错误;
D.硝酸吸收氨气生成硝酸铵,体现了硝酸的酸性,D错误;
故选A。
7.(23-24高一下·江苏盐城响水中学·期中)下列说法正确的是
A.侯氏制碱的原理可表示为饱和NaCl溶液
B.NO在空气中能稳定存在
C.由尿素、NaClO和NaOH溶液制(具有较强还原性)时,为防止被氧化应将NaClO溶液滴加到尿素溶液中
D.浓氨水与浓硫酸靠近时会有白烟生成
【答案】C
【详解】A.因为氨气的溶解度远大于二氧化碳,故饱和溶液,故A错误;
B.NO与空气中的氧气反应产生二氧化氮,故B错误;
C.由于具有还原性,NaClO具有强氧化性,为防止被过量NaClO溶液氧化,制备时必须将次氯酸钠和氢氧化钠混合液缓慢滴加到尿素溶液中,边加边搅拌,故C正确;
D.浓硫酸不挥发,所以浓氨水靠近时不会产生白烟现象,故D错误;
故答案选C。
8.(23-24高一下·江苏淮安淮安区·期中)硝酸与铜反应实验装置如图所示,下列有关叙述不正确的是
A.试管中溶液可能呈绿色
B.浓硝酸通常显黄色是因为溶有少量NO2
C.反应中浓硝酸较稀硝酸反应更剧烈、氧化性更强
D.用稀硝酸实验时试管上方气体不可能出现红棕色
【答案】D
【详解】A.金属铜可以和硝酸反应,生成硝酸铜,铜离子在溶液中的颜色与浓度有关系,因此试管中溶液可能呈绿色,故A正确;
B.浓硝酸不稳定,易分解生成二氧化氮,二氧化氮溶于浓硝酸中使溶液显黄色,故B正确;
C.硝酸浓度越大,氧化性越强,所以反应中浓硝酸较稀硝酸反应更剧烈、氧化性更强,故C正确;
D.用稀硝酸实验时生成一氧化氮,一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮,所以试管上方气体可能出现红棕色,故D错误;
故选D。
9.(23-24高一下·江苏淮安楚州中学、新马中学·期中)唐代炼丹名著《皇帝九鼎神丹经诀》中记载可以利用绿矾制得硫酸,继续反应制得硝酸,其主要流程如图所示。已知“煅烧”后产生三种气态氧化物。下列说法不正确的是
A.煅烧过程发生了氧化还原反应
B.吸收过程中发生反应只有
C.加入硝酸钾制硝酸的原理是利用高沸点酸制取低沸点酸
D.“蒸馏”出硝酸后,继续加热将溶液蒸发至有大量晶体析出后利用余热蒸干即可获得晶体
【答案】B
【分析】绿矾 “煅烧”后产生三种气态氧化物,为SO2、SO3、H2O,烧渣的成分为Fe2O3,反应方程式为:2FeSO4·7H2OFe2O3 +SO2+SO3+7H2O,“吸收”过程中发生反应为2SO2+2H2O+O2=2H2SO4、SO3+H2O=H2SO4,加入硝酸钾制得硝酸和K2SO4,蒸馏得到硝酸,据此解答。
【详解】A.煅烧过程中绿矾煅烧得到氧化铁和二氧化硫气体,Fe元素化合价上升,发生了氧化还原反应,A正确;
B.吸收过程中SO2、O2、H2O反应生成H2SO4,发生反应:2SO2+2H2O+O2=2H2SO4、SO3+H2O=H2SO4,B错误;
C.因硫酸难挥发,硝酸易挥发,则加入硝酸钾制得硝酸是因为硫酸的沸点高于硝酸,C正确;
D.蒸发结晶时,当出现晶膜时停止加热,利用余热蒸干溶液,不能加热将溶液蒸干,D正确;
故选B。
10.(23-24高一下·江苏盐城响水中学·期中)废水中的氨氮(、)采用微生物脱氮法、化学沉淀法均可除去,具体原理如图:
①微生物脱氮法:
②化学沉淀法:向废水中加入含、的溶液,生成沉淀从而去除氨氮
下列有关说法正确的是
A.含氨氮的废水直接大量排放,对水体的影响不大
B.微生物脱氮时可在高温下进行,以加快脱氮的速率
C.步骤a发生反应:
D.化学沉淀法脱氮时,溶液的碱性过强,氨氮的去除率将下降
【答案】D
【详解】A.含氨氮的废水含有氮元素,直接排放会导致水体富营养化,故A错误;
B.微生物在高温下会因变性死亡,不能加快脱氮速率,故B错误;
C.步骤a发生的反应为,故C错误;
D.化学沉淀法脱氮时,若溶液的碱性过强,镁离子转化为Mg(OH)2沉淀,会降低氨氮的去除率,故D正确;
故选D。
【点睛】微生物的主要成分是蛋白质,蛋白质在高温条件下发生变性,失去生理活性,是不可逆过程。
11.(23-24高一下·江苏徐州·期中)氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是
A.实验室探究稀硝酸与铜反应的气态产物:
B.工业制硝酸过程中的物质转化:
C.汽车尾气催化转化器中发生的主要反应:
D.实验室制备少量的原理:
【答案】B
【详解】A.Cu与稀硝酸的反应产物之一为NO,NO与氧气发生反应生成NO2,A正确;
B.氮气与氧气在高温条件下生成NO,但NO无法与水发生化学反应,B错误;
C.汽车尾气催化转化器主要将污染气体NO、CO转化为无污染的气体,故该反应方程式为,C正确;
D.实验室利用熟石灰和氯化铵制备少量,化学方程式为,D正确。
故选B。
12.(23-24高一下·江苏盐城阜宁县·期中)下图是用于干燥、收集并吸收多余气体的装置,下列方案正确的是
选项
X
收集气体
Y
A
碱石灰
氯化氢
水
B
碱石灰
氨气
水
C
氯化钙
二氧化硫
氢氧化钠
D
氯化钙
一氧化氮
氢氧化钠
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A、氯化氢是酸性气体,不能用碱石灰干燥,A不正确;
B、氨气密度小于空气,应该是短口进,长口出,B不正确;
C、二氧化硫是酸性气体,能用氯化钙干燥,且二氧化硫的密度大于空气,用向上排空气法收集,C正确;
D、一氧化氮极易被空气氧化生成二氧化氮,不能用排空气法收集,D不正确;
答案选C。
13.(23-24高一下·江苏宿迁青华中学·期中)足量铜与一定量浓硝酸反应得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO 的混合气体,这些气体与1.68LO2(标准状况)混合后通入水中,所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5mol/LNaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀,则消耗NaOH溶液的体积是
A.60mL B.45mL C.30mL D.15mL
【答案】A
【详解】从题叙述可以看出,铜还原硝酸得到的气体,恰好又与1.68 L O2完全反应,所以可以使用电子得失守恒先求n(Cu),即n(Cu)×2=n(O2)×4,得n(Cu)=2n(O2)=2×=0.15 mol,所以这些铜对应的铜离子恰好沉淀所需n(NaOH)应为0.3 mol,所需V(NaOH)应为60 mL,故选A。
14.(23-24高一下·江苏马坝高级中学·期中)价类二维图是学习和研究物质转化及其性质的有效方法,如图是氮元素的价类二维图。回答下列问题:
(1)写出N2生成A的化学方程式 ,反应中N2体现 (填“氧化性”或“还原性”)
(2)写出NOX的过度排放会引起酸雨,酸雨是指pH< 的雨水
(3)环境污染问题越来越受到人们的关注,造成环境污染的主要原因大多是由于人类生产活动中过度排放有关物质引起的。下列环境问题与NOX的过度排放不相关的是
A.温室效应 B.臭氧层破坏 C. 光化学烟雾
【答案】(1) 还原性
(2)5.6
(3)A
【分析】由价类二维图可知,A为NO,B为NH3,C为硝酸盐,D为铵盐,据此回答。
【详解】(1)N2生成NO的化学方程式为;在此反应中,N的化合价升高,被氧化,体现出还原性;
(2)NOX的过度排放会引起酸雨,酸雨是指pH<5.6的雨水;
(3)A.温室效应,主要是因为二氧化碳和烃类物质的排放导致的,A错误;
B.臭氧层破坏,主要是因为氯氟烃类化学和NOX的过度排放引起的,B正确;
C.光化学烟雾,主要是因为NOX的过度排放引起的,C正确。
15.(23-24高一下·江苏盐城东台第一中学·期中)氮及其化合物的转化关系如图所示:
(1)①~④各步转化中,属于氮的固定的是 (填序号);氨气分子的结构式:
(2)写出工业上制备氨气的化学方程式:
(3)工业制硝酸时尾气中含有NO、NO2,常用氢氧化钠溶液吸收处理
①氢氧化钠溶液吸收尾气时发生的反应有:, (填化学式,不需要配平方程式)
②用不同浓度的氢氧化钠溶液吸收NO2含量不同的尾气,氮氧化物吸收率随氢氧化钠溶液浓度变化如图(表示尾气里NO、NO2里NO2的含量)。当小于50%时,加入能提高氮氧化物的吸收率,原因是
③不用水吸收处理NO2的原因是
【答案】(1) ①
(2)
(3) NaNO3 根据图中信息和反应的化学方程式可知,≥50%时,氮氧化物可被 NaOH溶液充分吸收,<50%时,过量的NO不能被 NaOH 溶液反应吸收,加入H2O2后,H2O2将NO氧化成NO2,NO2的含量增大,使得氮氧化物的吸收率增大 NO2与水反应还会生成有毒的NO气体,氮氧化物没有吸收除尽
【分析】氮气和氢气高温高压催化剂反应生成氨气,氨气催化氧化生成一氧化氮,一氧化氮再氧化为二氧化氮,二氧化氮溶于水生成硝酸和一氧化氮。
【详解】(1)氮的固定的是氮气转化为化合态的氮,①~④各步转化中,属于氮的固定的是①;氨气分子的结构式为:;
故答案为:①;。
(2)工业上制备氨气的化学方程式为:;
故答案为:。
(3)①NO2中的N为+4 价,生成的NaNO2中的N为+3 价,由歧化反应原理知,另一产物中 N 的化合价比+4价大,只能为+5 价,则产物为NaNO3;
②反应中,n(NO)=n(NO2)时,气体刚好能被充分吸收,当n(NO2)>n(NO)时,NO2可以被 NaOH 吸收,即≥50%时,氮氧化物可被 NaOH 溶液充分吸收。当n(NO2)<n(NO)时,即<50%时,NO不能被 NaOH 吸收,当加入H2O2,时,可以氧化NO 生成NO2,从而被NaOH 吸收,提高了氮氧化物的吸收率。③NO2与H2O反应生成HNO3和 NO,,用水不能将NO2完全吸收,且NO 还会污染空气;
故答案为:NaNO3;根据图中信息和反应的化学方程式可知,≥50%时,氮氧化物可被 NaOH溶液充分吸收,<50%时,过量的NO不能被 NaOH 溶液反应吸收,加入H2O2后,H2O2将NO氧化成NO2,NO2的含量增大,使得氮氧化物的吸收率增大;NO2与水反应还会生成有毒的NO气体,氮氧化物没有吸收除尽。
16.(23-24高一下·江苏连云港开发区高级中学·期中)某化学兴趣小组在实验室利用如下装置制取氨气并探究氨的催化氧化。已知:实验室可用饱和亚硝酸钠()溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取。
(1)从下图中选择制取气体的合适装置:氮气选 、氢气选 (填字母)。
(2)氮气和氢气通过下图中的甲装置,甲装置的作用除了将气体混合外,还可以 、 。
(3)图中甲装置的原料气进入氨合成器,氨合成器出来经冷却的气体连续通入乙装置的水中吸收氨, (“会”或“不会”)发生倒吸,原因是: 。
(4)用乙装置吸收一段时间氨后,再通入空气,同时将经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内,能使铂丝保持红热的原因是 ,锥形瓶中还可观察到的现象是 。
(5)反应结束后锥形瓶内的溶液中含有、、 、 离子(填离子符号)。
【答案】(1) a b
(2) 干燥气体 控制氮气和氢气的流速
(3) 不会 因为混合气体中含大量氮气和氢气,氮气和氢气不溶于水
(4) 反应放热 有红棕色气体生成
(5) NO
【分析】该实验的目的是制取氨气并探究氨的催化氧化;首先需要制得氮气和氢气并将两者干燥混合,可根据制取气体的药品状态和条件选择合适的制取仪器;混合气经过合成氨的反应装置后进入乙,因为有NO生成,通入空气后会生成NO2,进一步生成硝酸,硝酸与剩余氨气生成硝酸铵,故乙溶液中有硝酸铵;
【详解】(1)根据制取气体的药品状态和条件选择合适的制取仪器;实验室可用饱和亚硝酸钠(NaNO2)溶液与饱和氯化铵溶液经加热反应制取氮气,反应生成氮气、氯化钠和水,可以选择a;实验室里用金属锌粒和稀硫酸反应制取氢气,可以选择装置b;
(2)氮气和氢气通过甲装置,甲装置的作用除了将气体混合外,还有干燥气体,控制氮气和氢气的流速;
(3)合成氨的反应是可逆的,工业合成氨中,20MPa,约500℃的反应条件下,流出气体中含14%~18%(体积分数)的NH3,即有大量的氮气和氢气未能转化为氨还会有一些氮气、氢气存在,这样会缓解氨气极易溶于水导致的气压差,不会倒吸;
(4)氨的催化氧化反应是一个放热反应,将经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内,能使铂丝保持红热,反应生成的NO遇到空气中的氧气发生反应生成红棕色气体二氧化氮;
(5)氨的催化氧化反应产物是一氧化氮和水,一氧化氮极易与空气中的氧气变为二氧化氮,二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮,所以硝酸的存在会和氨水反应生成硝酸铵,溶液中会存在H+、OH-、、NO。
17.(23-24高一下·江苏南京·期中)Ⅰ.氮元素形成的化合物种类十分丰富。请根据以下工业制硝酸的原理示意图回答含氮化合物相关的问题:
(1)在氨合成塔中发生的氧化还原反应中,是 (填“氧化剂”或“还原剂”)。
(2)写出氧化炉中反应的化学方程式 。
(3)用溶液吸收硝酸尾气,可提高尾气中的去除率。其它条件相同,转化为的转化率随溶液初始(用稀盐酸调节)的变化如图所示。
①在酸性溶液中,氧化生成和,其离子方程式为 。
②溶液的初始越小,转化率越高,其原因是 。
Ⅱ.氨氧燃料电池具有很大的发展潜力,其工作原理如图所示。
(4)a电极的电极反应式是 ;
(5)一段时间后,需向装置中补充,请依据反应原理解释原因是 。
【答案】(1)氧化剂
(2)
(3) 溶液pH越小,溶液中HClO的浓度越大,氧化NO的能力越强
(4)
(5)氨气和氧气发生反应,反应有水生成,溶液变稀,为了保持碱溶液的浓度不变,所以要补充KOH
【分析】在氨合成塔中氮气和氢气生成氨气,在氧化炉中NH3被氧化转变成NO和H2O,在吸收塔中,NO、空气中的氧气和水反应得到硝酸;
【详解】(1)在氨合成塔中发生的反应是氮气和氢气生成氨气,氮元素的化合价从0价降低到-3价,所以N2是氧化剂。
(2)氧化炉中NH3与O2在加热和催化剂的作用下可以转变成NO和H2O,化学方程式为。
(3)①在酸性溶液中,氧化生成和,其离子方程式为:。
②溶液的初始越小, 转化率越高,其原因是:NaClO溶液的初始pH越小,即H+浓度越大,,HClO的浓度越大,氧化NO的能力越强。
(4)a电极是通入氨气的电极,失去电子,发生氧化反应,所以该电极作负极,电极反应式是;
(5)正极氧气得到电子被还原生成氢氧根离子,电池总反应为氨气和氧气发生反应,生成的水会稀释KOH的浓度,则一段时间后,需向装置中补充的原因是:氨气和氧气发生反应,反应有水生成,溶液变稀,为了保持碱溶液的浓度不变,所以要补充KOH。
18.(23-24高一下·江苏徐州铜山区·期中)含氮废水氨氮(以、的形式存在)和硝态氮(以、的形式存在)会引起水体富营养化,需经处理后才能排放。
I.某工厂处理氨氮废水的流程如下:
(1)过程①的目的是将转化为,并通过鼓入大量热空气将氨气吹出,写出转化为发生反应的离子方程式: 。
(2)过程②加入溶液可将废水中残留的转化为无污染气体,该反应的化学方程式为 。
(3)将一定量的氨氮废水与不同量的混合,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)去除率与投入量(用表示)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 。
(4)图中含余氯废水中含有,则可选用 (填序号)溶液达到去除余氯的目的。
a. b. c.
II.有氧条件下,催化还原是主要的烟气脱硝技术。在以为主的催化剂上可能发生的反应过程如图。
(5)写出总反应的化学方程式: 。
III.铝系金属复合材料能有效还原去除水体中的硝酸盐污染。铝粉表面复合金属的组分和含量,会影响硝酸盐的去除效果。在相同实验条件下,分别使用纯铝粉和负载量为3%、4%、5%的Al/Cu二元金属复合材料对硝酸盐的去除效果进行实验。
(6)实验结果发现,用二元金属复合材料去除水体中硝酸盐的效果明显优于铝粉,可能的原因是 。
(7)实验结果发现,二元金属复合材料中负载量过高不利于硝酸盐的去除,可能的原因是 。
【答案】(1)
(2)
(3)有部分氨氮被氧化为等可溶性离子留在废水中
(4)b
(5)
(6)能催化铝粉去除硝酸盐的反应(或形成原电池,增大铝粉去除硝酸盐的反应速率)
(7)过多的原子覆盖于二元金属表面,减少了表面原子数,从而减少与水体中硝酸盐的接触机会,使硝酸盐去除效果减弱
【分析】I:含铵根离子的氨水中加氢氧化钠溶液并加热,产生氨气,得到低浓度的氨氮废水,再加NaClO溶液将氨气转化为无毒气体氮气,得到含余氯废水,处理后得到达标废水。
【详解】(1)过程①的离子方程式:;
(2)过程②NaClO将氨气转化无毒物质氮气,化学方程式为:;
(3)当时,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;
(4)含余氯废水的主要成分是NaClO以及HClO,具有强氧化性,将余氯转化为无毒物质,则X应具有还原性,从四个选项中可以看出,只有Na2SO3具有还原性,故可选b;
(5)从图中可以看出,有氧、催化剂作用下,NH3、NO转化为N2等,总反应的化学方程式:;
(6)用二元金属复合材料去除水体中硝酸盐的效果明显优于铝粉,可能的原因是:能催化铝粉去除硝酸盐的反应(或形成原电池,增大铝粉去除硝酸盐的反应速率);
(7)实验结果发现,二元金属复合材料中负载量过高不利于硝酸盐的去除,可能的原因:过多的原子覆盖于二元金属表面,减少了表面原子数,从而减少与水体中硝酸盐的接触机会,使硝酸盐去除效果减弱。
19.(23-24高一下·江苏常州·期中)阅读下列材料并回答问题。
(1)常见的大气污染分为一次污染和二次污染。二次污染指的是排入环境中的一次污染物在物理、化学因素或生物作用下发生变化,或与环境中的其他物质发生反应生成新的污染物,如,二氧化氮就是二次污染物。
①无色的气体遇到空气,可观察到的现象是 。
②在、、、四种物质中,不会导致二次污染的是 。
(2)汽车尾气(含一氧化碳、二氧化硫和氮氧化物等)是城市空气的污染源之一,治理方法之一是在汽车的排气管上安装“催化转化器”。
①汽车尾气中易造成光化学烟雾的物质是 。
②汽车尾气中的一氧化碳和氮氧化物在“催化转化器”的作用下发生反应,生成可参与大气生态循环的无毒气体。该无毒气体为 (填化学式)。
③请提出有利于控制城市空气污染源的具体措施: 。
(3)氨气亦可用来处理氮氧化物。例如,氨气与二氧化氮发生如下反应:。
①实验室常用湿润的 (填“红色”或“蓝色”)石蕊试纸来检验氨气。
②上述反应中每生成7,共有 mol电子发生转移。
③写出用处理时发生反应的化学方程式: 。
【答案】(1) 气体颜色变为红棕色 CO
(2) NO等氮氧化物 N2和CO2 开发新能源、使用电动车、植树造林等
(3) 红色 24
【详解】(1)①无色的气体遇到空气,NO被氧气氧化为NO2,则现象为气体颜色变为红棕色;
②SO2转化为三氧化硫,与水反应生成硫酸,会加重酸雨的形成,导致二次污染物;NO能够和氧气反应生成新的污染物二氧化氮,导致二次污染物;NO2与水反应生成硝酸和NO,硝酸会造成酸雨,所以NO2会导致二次污染物;CO虽然能够转化为CO2,但CO2不是污染物,所以CO不会导致二次污染,综上所述不会导致二次污染的是CO;
(2)①光化学烟雾是由氮的氧化物排放引起,汽车尾气含有大量NO等氮氧化物,能引起光化学烟雾;
②根据题意可知一氧化碳与一氧化氮生成参与大气生态循环的N2和CO2,
③有利于控制城市空气污染源的具体措施有:开发新能源、使用电动车、植树造林等;
(3)①为了观察更明显的现象,实验室常用湿润的红色石蕊试纸来检验氨气;
②反应中氨气中的N的化合价由-3价升高到0价,二氧化氮中的N化合价由+4价降低到0价,故每生成7molN2转移24mol电子;
③用处理时发生反应的化学方程式为。
20.(23-24高一下·江苏徐州·期中)工业或机动车尾气中的会造成环境问题,可用多种方法脱除。
(1)碱液吸收:NaOH溶液可吸收硝酸工业尾气(含NO、NO2),获得副产品NaNO2。
①等物质的量NO与NO2被NaOH溶液吸收,产物中只有一种盐,反应的化学方程式为 。
②若吸收时NO与NO2比例控制不当,则吸收液经浓缩结晶、过滤得到NaNO2晶体中最有可能混有的杂质是 (填化学式),则经吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是 (填化学式)。
③下列措施能提高NO和NO2去除率的有 (填字母)。
a.采用气、液逆流的方式吸收尾气
b.吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液
c.加快通入尾气的速率
(2)还原法:在催化剂作用下,用NH3将NO还原,进行无害化处理,可实现“脱硝”,反应方程式为 。
(3)实验室用铜与硝酸反应也可产生,使用浓硝酸进行实验时,所得溶液呈绿色,某同学推测呈绿色的原因是NO2在溶液中达到饱和,NO2的饱和溶液呈黄色,硝酸铜溶液呈蓝色,两者混合后呈绿色,他取少量该绿色溶液,向其中加入少量水后,溶液变为蓝色,可能的原因是 。
【答案】(1) NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O NaNO3 NO ab
(2)4NH3+6NO5N2+6H2O
(3)二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮导致溶液中二氧化氮浓度减小
【详解】(1)①由题意可知,等物质的量的一氧化氮、二氧化氮与氢氧化钠溶液反应生成亚硝酸钠和水,反应的化学方程式为NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O,故答案为:NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O;
②二氧化氮与氢氧化钠溶液反应生成硝酸钠、亚硝酸钠和水,一氧化氮与氢氧化钠溶液不反应,所以若吸收时一氧化氮与二氧化氮与比例控制不当时,吸收液经浓缩结晶、过滤得到亚硝酸钠晶体中最有可能混有的杂质是硝酸钠,排放的尾气中含量较高的氮氧化物是一氧化氮,故答案为:NaNO3;NO;
③a.采用气、液逆流的方式吸收尾气可以使反应物充分接触,有利于反应充分进行,提高氮的氧化物去除率,故正确;
b.吸收尾气过程中定期补加适量氢氧化钠溶液可以增大溶液中的氢氧根离子浓度,有利于提高氮的氧化物去除率,故正确;
c.加快通入尾气的速率不利于反应物充分反应,不利于提高氮的氧化物去除率,故错误;
故选ab;
(2)由题意可知,脱硝的反应为催化剂作用下氨气和一氧化氮反应生成氮气和水,反应的化学方程式为4NH3+6NO5N2+6H2O,故答案为:4NH3+6NO5N2+6H2O;
(3)由题意可知,反应所得溶液呈绿色是因为二氧化氮溶于硝酸铜溶液所致,则加入少量水后,溶液变为蓝色是因为二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮导致溶液中二氧化氮浓度减小,故答案为:二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮导致溶液中二氧化氮浓度减小。
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专题04 氮及其化合物
内容概览
考向1 氮气与氮的固定
考向2 氨气
考向3 硝酸
考向4 铵盐 常见的氮肥及应用
考向5 氮氧化物的处理
考向1 氮气与氮的固定
1.(23-24高一下·江苏扬州大学附属中学东部分校·期中)下列过程或说法中属于人工固氮的是
A.合成氨 B.火山爆发 C.生物固氮 D.雷雨发庄稼
2.(23-24高一下·江苏马坝高级中学·期中)自然界存在多种元素的循环,下图表示的是自然界中的
A.碳循环 B.氮循环 C.氧循环 D.硫循环
3.(23-24高一下·江苏宿迁青华中学·期中)为提高农作物产量,现代农业生产中需要大量含氮化合物作肥料。
(1)下列固氮方法中,属于人工固氮的是______(填字母)。
A.合成氨 B.闪电固氮
C.根瘤菌固氮 D.用氨气合成尿素
(2)植物的根瘤菌能把空气中的氮气转化为氨,被植物吸收,这种过程被称为氮的固定。此过程可简单地用化学方程式表示为:____N2+____C+____H2O____NH3+____CO2,配平以上化学方程式 ,若转移3 mol电子则会生成 mol NH3。
考向2 氨气
4.(23-24高一下·江苏盐城阜宁县·期中)氨的喷泉实验体现了氨的下列性质中的
A.还原性 B.极易溶解于水 C.易液化 D.氧化性
5.(23-24高一下·江苏盐城东台第一中学·期中)下列叙述不正确的是
A.NH3的喷泉实验说明氨气极易溶于水
B.NO和NH3均可用排空气法收集
C.NH3中的N元素只具有还原性
D.NH3遇到挥发性强酸能产生白烟
6.(23-24高一下·江苏南京·期中)下列关于氨及铵盐的叙述中不正确的是
A.极易溶于水
B.氨的喷泉实验体现了氨的溶解性和还原性
C.工业上可用氮气和氢气在一定条件下反应制氨气
D.铵盐遇碱易放出氨气
7.(23-24高一下·江苏马坝高级中学·期中)下列有关NH3的说法正确的是
A.难溶于水
B.常温常压下密度小于空气
C.能使紫色的石蕊试液变红
D.氮元素的化合价为+3
8.(23-24高一下·江苏无锡江阴四校联考·期中)实验室制取并探究其还原性,下列实验装置能达到实验目的的是
A.用装置甲制取 B.用装置乙除去中的水蒸气
C.用装置丙验证氨气具有还原性 D.用装置丁吸收尾气中的
9.(23-24高一下·江苏宿迁青华中学·期中)某市民闻到买来的大虾有一股刺鼻的氨水味,他联想到液氨是制冷剂,认为虾的氨水味肯定是因为冷冻处理时的氨污染。而大学食品系教授指出海虾的消化道里也能分解出氨,至于氨作为制冷剂而导致虾有氨水味,这个原因得到了否定。下列关于氨水的说法不正确的是
A.氨水和液氨不同,氨水是由多种粒子构成的,液氨的组成中只有氨分子
B.氨水中物质的量浓度最大的粒子是NH3·H2O(水除外)
C.氨水显弱碱性,故通常保存在金属容器中
D.将224m L(标准状况)氨气溶于水,配成100 m L溶液,则所得氨水中NH3的物质的量浓度为0.1 mol·L-1
考向3 硝酸
10.(23-24高一下·江苏马坝高级中学·期中)下列有关浓HNO3的说法不正确的是
A.具有挥发性 B.见光易分解
C.常温下能与铜反应 D.常温下不能与Fe反应
11.(23-24高一下·江苏镇江实验高级中学·期中)将铜丝插入浓硝酸中进行如图所示的实验,下列说法正确的是
A.装置a中出现红棕色气体,反应中HNO3只体现出酸性
B.一段时间后抽出铜丝,向装置b中U形管内注入水,液体在U形管内在逐渐变成蓝色
C.铜与浓硝酸反应,若产生0.01mol气体则转移0.02mol电子
D.装置c用NaOH吸收尾气,说明NO和NO2均是酸性氧化物
12.(23-24高一下·江苏苏州·期中)某化学兴趣小组进行了有关 Cu、稀硝酸、稀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
A.实验①中溶液呈蓝色,试管口有红棕色气体产生, 说明HNO3被 Cu 还原为NO2
B.实验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
C.实验③发生反应的离子方程式为:3Cu+8H++2NO= 3Cu2++2NO↑+4H2O
D.由上述实验可得出结论:Cu 在常温下既可以和稀硝酸反应,又可以和稀硫酸反应
13.(23-24高一下·江苏徐州铜山区·期中)足量铜与一定量的浓硝酸反应,得到硝酸铜溶液和NO2、NO的混合气体2.24L(标准状况),这些气体与一定体积的O2(标准状况)混合后通入水中,所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入50mL4mol·L-1NaOH溶液,则Cu2+恰好完全沉淀。下列说法正确的是
A.此反应过程中转移的电子为0.3mol
B.混合气体中含NO2(标准状况)1.12L
C.参加反应的HNO3是0.4mol
D.消耗氧气(标准状况)的体积为1.68L
考向4 铵盐 常见的氮肥及应用
14.(23-24高一下·江苏常州·期中)实验室制取NH3的实验原理及装置均正确的是
A.制取NH3
B.干燥 NH3
C.收集 NH3
D.吸收尾气中的NH3
A.A B.B C.C D.D
15.(23-24高一下·江苏徐州铜山区·期中)下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂,其中错误的是
A.①③ B.②③
C.①④ D.②④
16.(23-24高一下·江苏马坝高级中学·期中)以下有关铵盐的叙述中不正确的是
A.铵盐都易溶于水
B.铵盐受热均可分解生成NH3
C.铵盐都能与碱反应
D.实验室里常用固体氯化铵与氢氧化钙反应制取少量氨气
考向5 氮氧化物的处理
17.(23-24高一下·江苏扬州树人中学·期中)工业生产硝酸的尾气中含有氮氧化物NO和NO2的混合物(假设不含N2O4),对生态环境和人类健康带来较大的威胁。工业上常用Na2CO3溶液吸收法处理NOx。
已知:NO不能与Na2CO3溶液反应
NO+NO2+Na2CO3=2NaNO2+CO2 (I)2NO2+Na2CO3=NaNO2+NaNO3+CO2 (II)
将lmolNOx通入Na2CO3溶液中,被完全吸收时,溶液中生成的、两种离子的物质的量随x变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.当NOx被Na2CO3溶液完全吸收时,x的值可能是1.3
B.用足量的Na2CO3溶液完全吸收NOx,每产生22.4L(标准状况)CO2(全部逸出) 时,吸收液质量就增加44g,则NOx中的x值为1.875
C.图中线段a表示离子的物质的量随x值变化的关系
D.若用溶质质量分数为21.2%的Na2CO3溶液吸收,则需要Na2CO3溶液至少150g
18.(23-24高一下·江苏镇江十校联考·期中)工厂烟气(主要污染物NO)直接排放会造成空气污染,需处理后才能排放。“纳米零价铁—”体系可将烟气中难溶的NO氧化为可溶的。
(1)制备纳米零价铁将溶液与碱性溶液混合可生成纳米零价铁、和等。
中电子排布式为 。
(2)NO的氧化:在一定温度下,将溶液和HCl溶液雾化后与烟气按一定比例混合,以一定流速通过装有纳米零价铁的反应装置,可将烟气中的NO氧化。
①X催化分解产生HO·,HO·将NO氧化为的机理如图所示,则Y的化学式为 ,纳米零价铁的作用是 。
②写出酸性条件下,NO与HO·反应的离子方程式 。
③与Y反应可实现X再生,同时产生,写出的电子式 ,此时作为 剂。
④NO脱除率随温度的变化如下图所示。温度高于120℃时,NO脱除率随温度升高呈现下降趋势的主要原因是 。
(3)纳米铁粉也可用于去除废水中的硝态氮(以表示),可大致分为2个过程,反应原理如下图所示。
研究发现,在纳米铁粉总量一定时,水中的溶解氧过少或过多均不利于硝态氮的去除。解释水中溶解氧过多,硝态氮去除率下降的原因 。
19.(23-24高一下·江苏宿迁青华中学·期中)工业上处理污水中NO常采用还原法。
I.不同密度的HNO3与Fe反应(相同温度)时还原产物成分分布情况如图示。
(1)硝酸的密度越大,高含量产物中N元素的化合价越 。
(2)已知:硝酸的密度小于1.1g·cm-3时,Fe元素转化生成Fe2+。写出硝酸密度小于1.1g·cm-3时发生的主要反应的离子方程式 。
II.工业上利用铝粉(掺少量炭粉)处理酸性污水中的硝酸盐,脱硝率可达94%,其反应过程原理如图所示。
(3)铝粉脱硝的过程可描述为 。
(4)酸性过强,不利于脱硝的原因是 。
20.(23-24高一下·江苏苏州·期中)处理工业废气中的对于环境保护具有重要的意义。
(1)碱液吸收法。
可用溶液吸收,主要反应为:
①下列措施能提高尾气中和去除率的有 (填字母)。
A.加快通入尾气的速率
B.采用气、液逆流的方式吸收尾气
C.吸收尾气过程中定期补加适量溶液
②吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤,得到晶体,该晶体中的主要杂质是 (填化学式);吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是 (填化学式)。
(2)催化还原法。
能在催化剂作用下催化脱除烟气中的,反应为:当该反应有电子转移时,脱除的气体的物质的量为 。
(3)氧化吸收法。
①氧化结合水洗,可产生和,该反应的化学方程式为 。
②催化分解产生,将氧化为,反应机理见下图所示。写出③的离子方程式: ;脱除率随温度升高呈现下降趋势的主要原因是 。
1.(23-24高一下·江苏扬州邗江区·期中)下列气体可用下图所示方法收集的是
A. B. C.NO D.
2.(23-24高一下·江苏盐城阜宁县(部分校)·期中)根据图中氮元素及其化合物的转化关系,判断下列说法错误的是
A.X是
B.由,从原理上看,可与反应生成
C.工业上以、空气、水为原料生产硝酸中,催化氧化生成
D.不稳定,受热或见光分解为
3.(23-24高一下·江苏马坝高级中学·期中)实验室制取少量干燥的氨气涉及下列装置,其中正确的是
A.氨气发生装置
B氨气吸收装置
C.氨气干燥装置
D.氨气收集
A.A B.B C.C D.D
4.(23-24高一下·江苏镇江实验高级中学·期中)下列物质的性质与用途对应关系正确的是
A.氮气难溶于水,可用作焊接保护气
B.碳酸氢铵易分解,可用作氮肥
C.铁与浓硝酸不反应,可用铁槽车贮运浓硝酸
D.液氨汽化时要吸收大量的热,可用来作制冷剂
5.(23-24高一下·江苏连云港开发区高级中学·期中)下列选项所示的物质间转化均能实现的是
A.
B.
C.
D.
6.(23-24高一下·江苏扬州树人中学·期中)下列有关氮及其化合物的性质与用途具有对应关系的是
A.氨水具有碱性,可用于去除烟气中的是SO2 B.NH3易溶于水,可用作制冷剂
C.浓硝酸具有酸性,可用于钝化铁、铝 D.HNO3具有氧化性,可用于生产氮肥NH4NO3
7.(23-24高一下·江苏盐城响水中学·期中)下列说法正确的是
A.侯氏制碱的原理可表示为饱和NaCl溶液
B.NO在空气中能稳定存在
C.由尿素、NaClO和NaOH溶液制(具有较强还原性)时,为防止被氧化应将NaClO溶液滴加到尿素溶液中
D.浓氨水与浓硫酸靠近时会有白烟生成
8.(23-24高一下·江苏淮安淮安区·期中)硝酸与铜反应实验装置如图所示,下列有关叙述不正确的是
A.试管中溶液可能呈绿色
B.浓硝酸通常显黄色是因为溶有少量NO2
C.反应中浓硝酸较稀硝酸反应更剧烈、氧化性更强
D.用稀硝酸实验时试管上方气体不可能出现红棕色
9.(23-24高一下·江苏淮安楚州中学、新马中学·期中)唐代炼丹名著《皇帝九鼎神丹经诀》中记载可以利用绿矾制得硫酸,继续反应制得硝酸,其主要流程如图所示。已知“煅烧”后产生三种气态氧化物。下列说法不正确的是
A.煅烧过程发生了氧化还原反应
B.吸收过程中发生反应只有
C.加入硝酸钾制硝酸的原理是利用高沸点酸制取低沸点酸
D.“蒸馏”出硝酸后,继续加热将溶液蒸发至有大量晶体析出后利用余热蒸干即可获得晶体
10.(23-24高一下·江苏盐城响水中学·期中)废水中的氨氮(、)采用微生物脱氮法、化学沉淀法均可除去,具体原理如图:
①微生物脱氮法:
②化学沉淀法:向废水中加入含、的溶液,生成沉淀从而去除氨氮
下列有关说法正确的是
A.含氨氮的废水直接大量排放,对水体的影响不大
B.微生物脱氮时可在高温下进行,以加快脱氮的速率
C.步骤a发生反应:
D.化学沉淀法脱氮时,溶液的碱性过强,氨氮的去除率将下降
11.(23-24高一下·江苏徐州·期中)氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是
A.实验室探究稀硝酸与铜反应的气态产物:
B.工业制硝酸过程中的物质转化:
C.汽车尾气催化转化器中发生的主要反应:
D.实验室制备少量的原理:
12.(23-24高一下·江苏盐城阜宁县·期中)下图是用于干燥、收集并吸收多余气体的装置,下列方案正确的是
选项
X
收集气体
Y
A
碱石灰
氯化氢
水
B
碱石灰
氨气
水
C
氯化钙
二氧化硫
氢氧化钠
D
氯化钙
一氧化氮
氢氧化钠
A.A B.B C.C D.D
13.(23-24高一下·江苏宿迁青华中学·期中)足量铜与一定量浓硝酸反应得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO 的混合气体,这些气体与1.68LO2(标准状况)混合后通入水中,所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5mol/LNaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀,则消耗NaOH溶液的体积是
A.60mL B.45mL C.30mL D.15mL
14.(23-24高一下·江苏马坝高级中学·期中)价类二维图是学习和研究物质转化及其性质的有效方法,如图是氮元素的价类二维图。回答下列问题:
(1)写出N2生成A的化学方程式 ,反应中N2体现 (填“氧化性”或“还原性”)
(2)写出NOX的过度排放会引起酸雨,酸雨是指pH< 的雨水
(3)环境污染问题越来越受到人们的关注,造成环境污染的主要原因大多是由于人类生产活动中过度排放有关物质引起的。下列环境问题与NOX的过度排放不相关的是
A.温室效应 B.臭氧层破坏 C. 光化学烟雾
15.(23-24高一下·江苏盐城东台第一中学·期中)氮及其化合物的转化关系如图所示:
(1)①~④各步转化中,属于氮的固定的是 (填序号);氨气分子的结构式:
(2)写出工业上制备氨气的化学方程式:
(3)工业制硝酸时尾气中含有NO、NO2,常用氢氧化钠溶液吸收处理
①氢氧化钠溶液吸收尾气时发生的反应有:, (填化学式,不需要配平方程式)
②用不同浓度的氢氧化钠溶液吸收NO2含量不同的尾气,氮氧化物吸收率随氢氧化钠溶液浓度变化如图(表示尾气里NO、NO2里NO2的含量)。当小于50%时,加入能提高氮氧化物的吸收率,原因是
③不用水吸收处理NO2的原因是
16.(23-24高一下·江苏连云港开发区高级中学·期中)某化学兴趣小组在实验室利用如下装置制取氨气并探究氨的催化氧化。已知:实验室可用饱和亚硝酸钠()溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取。
(1)从下图中选择制取气体的合适装置:氮气选 、氢气选 (填字母)。
(2)氮气和氢气通过下图中的甲装置,甲装置的作用除了将气体混合外,还可以 、 。
(3)图中甲装置的原料气进入氨合成器,氨合成器出来经冷却的气体连续通入乙装置的水中吸收氨, (“会”或“不会”)发生倒吸,原因是: 。
(4)用乙装置吸收一段时间氨后,再通入空气,同时将经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内,能使铂丝保持红热的原因是 ,锥形瓶中还可观察到的现象是 。
(5)反应结束后锥形瓶内的溶液中含有、、 、 离子(填离子符号)。
17.(23-24高一下·江苏南京·期中)Ⅰ.氮元素形成的化合物种类十分丰富。请根据以下工业制硝酸的原理示意图回答含氮化合物相关的问题:
(1)在氨合成塔中发生的氧化还原反应中,是 (填“氧化剂”或“还原剂”)。
(2)写出氧化炉中反应的化学方程式 。
(3)用溶液吸收硝酸尾气,可提高尾气中的去除率。其它条件相同,转化为的转化率随溶液初始(用稀盐酸调节)的变化如图所示。
①在酸性溶液中,氧化生成和,其离子方程式为 。
②溶液的初始越小,转化率越高,其原因是 。
Ⅱ.氨氧燃料电池具有很大的发展潜力,其工作原理如图所示。
(4)a电极的电极反应式是 ;
(5)一段时间后,需向装置中补充,请依据反应原理解释原因是 。
18.(23-24高一下·江苏徐州铜山区·期中)含氮废水氨氮(以、的形式存在)和硝态氮(以、的形式存在)会引起水体富营养化,需经处理后才能排放。
I.某工厂处理氨氮废水的流程如下:
(1)过程①的目的是将转化为,并通过鼓入大量热空气将氨气吹出,写出转化为发生反应的离子方程式: 。
(2)过程②加入溶液可将废水中残留的转化为无污染气体,该反应的化学方程式为 。
(3)将一定量的氨氮废水与不同量的混合,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)去除率与投入量(用表示)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 。
(4)图中含余氯废水中含有,则可选用 (填序号)溶液达到去除余氯的目的。
a. b. c.
II.有氧条件下,催化还原是主要的烟气脱硝技术。在以为主的催化剂上可能发生的反应过程如图。
(5)写出总反应的化学方程式: 。
III.铝系金属复合材料能有效还原去除水体中的硝酸盐污染。铝粉表面复合金属的组分和含量,会影响硝酸盐的去除效果。在相同实验条件下,分别使用纯铝粉和负载量为3%、4%、5%的Al/Cu二元金属复合材料对硝酸盐的去除效果进行实验。
(6)实验结果发现,用二元金属复合材料去除水体中硝酸盐的效果明显优于铝粉,可能的原因是 。
(7)实验结果发现,二元金属复合材料中负载量过高不利于硝酸盐的去除,可能的原因是 。
19.(23-24高一下·江苏常州·期中)阅读下列材料并回答问题。
(1)常见的大气污染分为一次污染和二次污染。二次污染指的是排入环境中的一次污染物在物理、化学因素或生物作用下发生变化,或与环境中的其他物质发生反应生成新的污染物,如,二氧化氮就是二次污染物。
①无色的气体遇到空气,可观察到的现象是 。
②在、、、四种物质中,不会导致二次污染的是 。
(2)汽车尾气(含一氧化碳、二氧化硫和氮氧化物等)是城市空气的污染源之一,治理方法之一是在汽车的排气管上安装“催化转化器”。
①汽车尾气中易造成光化学烟雾的物质是 。
②汽车尾气中的一氧化碳和氮氧化物在“催化转化器”的作用下发生反应,生成可参与大气生态循环的无毒气体。该无毒气体为 (填化学式)。
③请提出有利于控制城市空气污染源的具体措施: 。
(3)氨气亦可用来处理氮氧化物。例如,氨气与二氧化氮发生如下反应:。
①实验室常用湿润的 (填“红色”或“蓝色”)石蕊试纸来检验氨气。
②上述反应中每生成7,共有 mol电子发生转移。
③写出用处理时发生反应的化学方程式: 。
20.(23-24高一下·江苏徐州·期中)工业或机动车尾气中的会造成环境问题,可用多种方法脱除。
(1)碱液吸收:NaOH溶液可吸收硝酸工业尾气(含NO、NO2),获得副产品NaNO2。
①等物质的量NO与NO2被NaOH溶液吸收,产物中只有一种盐,反应的化学方程式为 。
②若吸收时NO与NO2比例控制不当,则吸收液经浓缩结晶、过滤得到NaNO2晶体中最有可能混有的杂质是 (填化学式),则经吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是 (填化学式)。
③下列措施能提高NO和NO2去除率的有 (填字母)。
a.采用气、液逆流的方式吸收尾气
b.吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液
c.加快通入尾气的速率
(2)还原法:在催化剂作用下,用NH3将NO还原,进行无害化处理,可实现“脱硝”,反应方程式为 。
(3)实验室用铜与硝酸反应也可产生,使用浓硝酸进行实验时,所得溶液呈绿色,某同学推测呈绿色的原因是NO2在溶液中达到饱和,NO2的饱和溶液呈黄色,硝酸铜溶液呈蓝色,两者混合后呈绿色,他取少量该绿色溶液,向其中加入少量水后,溶液变为蓝色,可能的原因是 。
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