7.1 氮的固定（举一反三专项训练，江苏专用）【上好课】化学苏教版必修第二册

第一单元 氮的固定 题型01 氮元素的存在 题型02 氮气的结构与性质 题型03 氮的固定 题型04 一氧化氮的性质 题型05 二氧化氮的性质 题型06 一氧化氮和二氧化氮的相关计算 题型07 自然界中的氮循环 题型01 氮元素的存在 一、氮元素的存在 1．氮的原子结构 （1）氮的原子结构 原子结构示意图： 。氮元素位于周期表第二周期、第VA族。氮原子最外电子层有5个电子，既不容易得到3个电子，也不容易失去5个电子。因此氮原子一般通过共用电子对与其它原子相互结合构成物质。 （2）常见的化合价 氮元素常见有＋1、＋2 、＋3 、＋4 、＋5、－3 价。 2．氮元素的存在 （1）游离态：在自然界里，氮元素主要以氮分子的形式存在于空气中（约占空气总体积的78%）。 （2）化合态：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。 【典例1】（24-25高一下·江苏苏州·期中）氮肥厂、生活污水中的氮元素多以和的形式存在，氨氮废水超标排放是水体富营养化的重要原因。氨氮废水的处理方法有物理化学法、化学法、生物法等。 (1)吹脱法：先向氨氮废水中加溶液调节至11左右，再吹入热空气或水蒸气使氨气挥发并回收利用。 ①写出发生反应的离子方程式： 。 ②吹脱法除了不适用于低浓度氨氮废水的处理外，还存在的不足有 (写2点)。 (2)化学沉淀法：向废水中投入氯化镁和磷酸钠，形成沉淀从而除去铵根离子。 ①写出发生反应的离子方程式： 。 ②该沉淀法不适合处理碱性过强的氨氮废水，其原因是 。 (3)次氯酸钠氧化法：除去氨氮的反应机理如图1所示(其中和略去)，实验测得相同条件下，废水中氨氮去除率与温度关系如图2所示。 ①氧化的总反应的化学方程式为 。 ②当温度高于25℃时，废水中的氨氮去除率随着温度升高而越低，其原因是 。 (4)生物法：先在硝化细菌作用下空气中的氧气将氧化为(硝化过程)，后在反硝化细菌作用下利用有机碳源将转化为氮气而排放(反硝化过程)。 ①硝化过程中经过两步反应转变为，第一步为 (写离子方程式)，第二步为。 ②反硝化过程中常将甲醇作为有机碳源。当反应中有转变为二氧化碳时，转化的的物质的量为 。 【答案】(1) 成本高、脱氮率低；可能造成二次污染 (2) 形成氢氧化镁沉淀，降低除去效率 (3) 温度较高，加快了的分解，造成去除率降低 (4) 【详解】（1）①氮肥厂、生活污水中的氮元素多以和的形式存在，向氨氮废水中加溶液，方程式为：。 ②由于需要向氨氮废水中加溶液，存在的缺点是：成本高、脱氮率低；可能造成二次污染。 （2）①根据向废水中投入氯化镁和磷酸钠，形成沉淀从而除去铵根离子，可知方程式为：。 ②若碱性过强的氨氮废水，加入氯化镁，会形成氢氧化镁沉淀，降低除去效率。 （3）①根据图分析可知，氧化的产物是氮气等无害物质，所以方程式为：。 ②因为次氯酸根不稳定，温度较高，加快了的分解，造成去除率降低。 （4）①在硝化细菌作用下被氧气氧化为，反应的离子方程式为：。 ②反硝化过程中常将甲醇作为有机碳源，甲醇被硝酸根离子氧化为二氧化碳，根据得失电子守恒可知， ，当反应中有转变为二氧化碳时，转化的的物质的量为。 【变式1-1】（24-25高一下·江苏连云港·阶段练习）、和含氮化合物的资源化利用，既能解决环保问题，又能提供化工原料，缓解能源紧张，具有重要的现实意义和广阔的应用前景。 (1)氨氮废水是造成河流及湖泊富营养化的主要因素。 ①某氮肥厂产生的氨氮废水中的氮元素多以和的形式存在，我们可以通过一些化学方法把和转化为。在催化剂的作用会和氧气发生反应，该反应的化学方程式为 。 ②某团队设计处理氨氮废水的流程如下： 过程Ⅲ为反硝化过程，向一定条件下的废水中加入甲醇实现的转化，将完全转化为转移电子的物质的量为 mol。 (2)硫酸生产及煤燃烧过程中产生的废气等会对大气造成污染，可用氨水吸收或采用钙基固硫法。属于 (填“电解质”或“非电解质”)，氨水吸收少量，反应的离子方程式为 。 (3)氮的氧化物(、等)是主要的大气污染物，必须脱除才能排放。研究不同温度下经酸化处理的溶液对脱除率的影响，结果如图所示。在时，脱除率下降的原因是 。 【答案】(1) 4NH3+5O24NO+6H2O 3mol (2) 非电解质 2NH3⋅H2O+SO2=2NH+SO+H2O (3)受热分解，溶液中的浓度减小，氧化的能力下降 【详解】（1）①在催化剂、加热的作用下会和氧气发生反应生成一氧化氮和水，该反应的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O。故答案为：4NH3+5O24NO+6H2O； ②氮元素化合价从+3降至0价，将完全转化为转移电子的物质的量为3mol。故答案为：3mol； （2）本身不能电离，属于非电解质，氨水吸收少量，生成亚硫酸铵，反应的离子方程式为2NH3⋅H2O+SO2=2NH+SO+H2O。故答案为：非电解质；2NH3⋅H2O+SO2=2NH+SO+H2O； （3）在时，脱除率下降的原因是受热分解，溶液中的浓度减小，氧化的能力下降。故答案为：受热分解，溶液中的浓度减小，氧化的能力下降。 【变式1-2】（24-25高一下·江苏无锡·期末）某工厂处理氨氮废水(氮元素主要以和形式存在)的流程如下： NaOH加入量与废水的pH、氨氮流量的关系如图1所示；处理后废水中氨氮浓度与进料温度的关系如图2所示。 过程I：赶氨。调节氨氮废水的起始温度，向氨氮废水中加入烧碱，充分搅拌。 (1)加NaOH发生的离子反应方程式为 。 (2)该过程中，铵根离子浓度降低的原因是 。 过程Ⅱ：硝化。在硝化细菌和氧气的作用下进行硝化：。 (3)上述两步氧化按照先后的顺序，消耗的氧气物质的量之比为 。 (4)硝化过程中需要控制温度在，原因是 。 过程Ⅲ：反硝化。通过反硝化细菌和可将还原成，同时生成。 (5)假定不考虑其他副反应，当反硝化反应生成时，消耗甲醇的质量为 。 【答案】(1) (2)铵根离子转化为氨气逸出，烧碱溶解放热、搅拌，使得氨气逸出 (3)3：1 (4)防止温度过高使硝化细菌失活 (5)80g 【分析】由题干信息可知，赶氨步骤是向废水中加入NaOH固体，使得铵态氮即铵根离子与OH-反应生成NH3赶出，以减小铵根离子的浓度，而硝化步骤中是在硝化细菌作用下将铵根离子被氧气氧化为亚硝酸根，在继续氧化为硝酸根，反硝化步骤中是在饭硝化细菌作用下用甲醇将HNO3还原为N2，根据氧化还原反应配平可得，该反应方程式为：5CH3OH+6HNO33N2↑+5CO2↑+13H2O，据此分析解题。 【详解】（1）废水中含有铵态氮，则加NaOH后将放出NH3来减小溶液中氮的含量，即发生的离子反应方程式为：，故答案为：； （2）由(1)小问分析可知，加入NaOH固体后，铵根离子转化为氨气逸出，且烧碱溶解放热、搅拌，使得氨气逸出，导致该过程中，铵根离子浓度降低，故答案为：铵根离子转化为氨气逸出，烧碱溶解放热、搅拌，使得氨气逸出； （3）上述两步氧化按照先后的顺序，根据电子守恒可知，1mol转化为1mol需失去6mol电子，则消耗1.5molO2，而1mol转化为1mol需失去2mol电子，在消耗0.5molO2，故前后消耗的氧气物质的量之比为1.5mol：0.5mol=3:1，故答案为：3:1； （4）由题干信息可知，硝化过程中需要使用硝化细菌，故控制温度在的原因是防止温度过高使硝化细菌失活，故答案为：防止温度过高使硝化细菌失活； （5）由分析可知，反硝化过程反应方程式为：5CH3OH+6HNO33N2↑+5CO2↑+13H2O，故当反硝化反应生成时，消耗甲醇的质量为：=80g，故答案为：80g。 【变式1-3】（24-25高一下·江苏常州·期中）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： (1)过程①的目的是将转化为，并通过鼓入大量空气将氨气吹出，写出转化为的离子方程式： 。 (2)过程②加入溶液将氨氮物质转化为无毒物质的原理如图所示，写出该图示的总反应的化学方程式： 。 (3)过程③中含余氯废水的主要成分是以及，X可选用以下哪种溶液以达到去除余氯的目的 (填字母)。 a．    b．    c．    d． (4)过程②中向氨氮废水中加入溶液后生成，能够与水中的反应达到去除氨氮的效果。测得不同的溶液对氨氮去除效果的影响如图14-2所示。 ①时氨氮去除率随的增大而增大的原因是 。 ②时氨氮去除率随的增大而减小的原因是 。 【答案】(1) (2) (3)b (4) 随着pH值升高，水中氨氮主要以分子态的形式存在，分子态的比离子态的更容易被次氯酸钠氧化 随着pH值的升高，次氯酸转化为次氯酸根离子，次氯酸浓度降低，氧化性减弱 【分析】氨氮废水中的氮元素多以和的形式存在，先加入氢氧化钠溶液并加热，使转化为放出，向剩余低浓度氨氮废水溶液中加入次氯酸钠溶液，把氧化为氮气，最后加亚硫酸钠溶液把剩余的次氯酸钠还原为氯化钠，据此回答。 【详解】（1）和氢氧根离子反应放出氨气，反应的离子方程式为； （2）向剩余低浓度氨氮废水溶液中加入次氯酸钠溶液，把氧化为氮气，如图，总反应的化学方程式； （3）过程③中含余氯废水的主要成分是NaClO以及HClO，NaClO、HClO具有强氧化性，则加入的X应该具有还原性，中具有较强的还原性，故选b； （4）①随着pH值升高，水中氨氮主要以分子态的形式存在，分子态的比离子态的更容易被次氯酸钠氧化，所以时氨氮去除率随pH增大的而增大； ②随着pH值的升高，次氯酸转化为次氯酸根离子，次氯酸浓度降低，氧化性减弱，所以时氨氮去除率随pH增大的而减小。 题型02 氮气的结构与性质 一．氮气 1．物理性质 色态 气味 密度 溶解性 毒性 无色气体 无味 比空气的略小 难溶 无毒 2．N2分子的结构 （1）氮气分子的电子式为，结构式为N≡N。 （2）氮气分子是由两个氮原子通过共用三对电子结合而成，氮气分子存在氮氮三键。 3．化学性质 （1）常温下，N2的化学性质不活泼，可代替稀有气体作保护气体。 原因：氮分子内两个氮原子间以共价三键结合，断开该化学键需要较多的能量，所以氮气的化学性质很稳定，通常难以与其它物质反应。 （2）与氧气反应：在放电条件或高温下氮气跟氧气化合生成一氧化氮，化学方程式为：，体现N2具有还原性。 （3）与活泼金属（如镁）反应：镁在氮气中燃烧：，体现N2具有氧化性。 （4）与非金属（如氢气）反应：人工合成氨：，体现N2具有氧化性。 【典例2】（24-25高一下·江苏淮安·期中）氮气常用作白炽灯泡中钨丝的保护气，这是因为 A．氮气是空气中最多的气体，原料丰富 B．氮气难溶于水 C．氮气是无色无味的气体 D．氮气很不活泼，非常稳定 【答案】D 【分析】保护气的作用需具备化学稳定性，尤其在高温下不与内部材料反应。氮气因分子结构稳定（N≡N键能大），常温及高温下均难与其他物质反应，能有效隔绝氧气，防止钨丝氧化。 【详解】A．氮气是空气中最多的气体，原料丰富，与作保护气的要求无关，A错误； B．氮气难溶于水，与作保护气的要求无关，B错误； C．氮气是无色无味的气体，与作保护气的要求无关，C错误； D．氮气很不活泼，非常稳定，常温及高温下均难与其他物质反应，能有效隔绝氧气，防止钨丝氧化，满足氮气作保护气的要求，D正确； 故选D。 【变式2-1】（24-25高一下·江苏无锡·期中）在给定的条件下，下列选项所示的物质间转化均能一步实现的是 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．硫在氧气中燃烧生成二氧化硫，二氧化硫和氯化钡不反应，转化不能一步实现，A不符合题意； B．FeS2在氧气中煅烧生成二氧化硫，而不是三氧化硫，转化不能一步实现，B不符合题意； C．氮气和氧气放电生成NO ，NO和氧气反应生成NO2，NO2和水反应生成硝酸，转化能一步实现，C符合题意； D．二氧化硅不溶于水，也不与水反应，所以不能实现，D不符合题意； 故选C。 【变式2-2】（24-25高一下·江苏扬州·期末）在给定条件下，下列制备过程涉及的物质转化均可实现的是 A．Fe2O3Fe B．FeFeCl3 C．N2NO2 D．浓HNO3NO 【答案】A 【详解】A．Fe2O3在高温下能被CO还原生成Fe和CO2，反应为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，转化可实现，A正确； B．Fe与盐酸反应生成FeCl2和H2(Fe+2HCl=FeCl2+H2↑)，转化不能实现，B错误； C．N2与O2在放电或高温下生成NO(N2+O22NO)，不能直接生成NO2，C错误； D．浓HNO3与Cu反应的方程式为Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，还原产物为NO2而不是NO，稀HNO3与铜反应才会生成NO，D错误； 故选A。 【变式2-3】（23-24高一下·江苏徐州·期中）反应应用于石油开采。下列说法正确的是 A．NH4Cl中只含有离子键 B．中N元素的化合价为+5 C．N2分子中存在N≡N D．与具有相同的电子层结构 【答案】C 【详解】A．氯化铵是含有离子键、共价键的离子化合物，故A错误； B．亚硝酸根离子中氧元素的化合价为—2价，由化合价代数和为0可知，离子中氮元素的化合价为+3价，故B错误； C．氮气分子是含有氮氮三键的双原子分子，故C正确； D．氯离子核外有3个电子层，钠离子核外有2个电子层，两种离子的电子层结构不同，故D错误； 故选C。 题型03 氮的固定 知识积累 一．氮的固定 1．概念：将大气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程叫做氮的固定。 2．分类： 二、人工固氮 1．原理：。 2．原料：合成氨的原料是氮气和氢气。 3．特点： （1）该反应放出大量的热，工业上用来预热原料气； （2）该反应可逆，合成氨达到平衡时，混合气体中氨的含量为20%左右，分离出氨后，将未反应的氮气和氢气送回合成塔循环使用。 4．意义：合成氨工业的成功，为植物生长提供足够的氮肥，在很大程度上缓解了地球上有限的耕地资源与庞大的粮食需求之间的矛盾，改变了世界粮食生产的历史，使人类免受饥荒之苦。 【温馨提示】①氮的固定必须为将游离态N2转化为化合态含氮物质的过程，为氧化还原反应。 ②氮气性质的“一惰性、两反应”。氮气化学性质很稳定，通常状况下，很难与其他物质反应，但是在一定条件下也能与氢气、氧气等反应。 ②氮元素是多价态元素，氮气中氮元素呈0价，处于中间价态，故氮气既有氧化性(与H2反应)，又有还原性(与O2反应)。 【典例3】（24-25高一下·江苏扬州·期末）“氮的固定”对保障人类生存具有重大意义。一种新型合成氨的原理如图所示：下列说法正确的是 A．理论上过程①中每吸收2.24L氮气转移0.6mol电子 B．图中过程①②均属于氮的固定 C．图中过程①②③发生的反应均属于氧化还原反应 D．图中所示过程的总反应方程式为： 【答案】D 【详解】A．过程①的反应方程式为6Li+N2=2Li3N，由于缺少标准状况这个条件，气体摩尔体积Vm不能用22.4L/mol这个数值来计算N2的物质的量，A错误； B．氮的固定是将游离态的氮气转化为化合态，过程①属于氮的固定，过程②的反应方程式为Li3N+3H2O=NH3↑+3LiOH，不属于氮的固定，B错误； C．过程③的反应方程式为，由上述选项的方程式可知，①③是氧化还原反应，过程②不属于氧化还原反应，C错误； D．过程①的反应方程式为6Li+N2=2Li3N，过程②的反应方程式为Li3N+3H2O=NH3↑+3LiOH，过程③的反应方程式为，所以图中所示过程的总反应方程式为，D正确； 故选D。 【变式3-1】（24-25高一下·江苏南京·期末）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．多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环” B．侯氏制碱法以H2O、NH3 、CO2、NaCl为原料制备NaHCO3和NH4Cl C．工业上通过NH3催化氧化等反应过程生产HNO3 D．自然固氮、人工固氮都是将N2转化为NH3 【答案】D 【详解】A．自然界的氮循环确实涉及不同形态氮的转化，如固氮、氨化、硝化等过程，A正确； B．侯氏制碱法利用H2O、NH3、CO2和NaCl制备NaHCO3和NH4Cl，反应符合实际工艺，B正确； C．工业制硝酸通过NH3催化氧化生成NO，再经氧化和吸收生成HNO3，C正确； D．自然固氮不全是生成NH3，例如闪电固氮生成NO，而人工固氮（如合成氨）生成NH3，D错误； 故选D。 【变式3-2】（24-25高一下·江苏淮安·期中）下列过程中，不属于氮的固定的是 A．用和合成氨 B．闪电将空气中转化为 C．与反应生成 D．豆科植物的根瘤固氮 【答案】C 【详解】A．N2和H2在一定条件下合成氨，是氮气分子被还原成氨气，属于氮的固定，故A不选； B．闪电将空气中转化为，是将N2变为氮的化合物，属于氮的固定，故B不选； C．与反应生成不是游离态的氮变为化合态的氮，不是氮的固定，故C选； D．豆科植物的根瘤固氮，将空气中的氮气通过生物化学过程转化为含氮化合物，属于氮的固定，故D不选； 答案选C。 【变式3-3】（24-25高一下·江苏扬州·期中）下列反应中，属于氮的固定的是 A．空气中的与放电时生成NO B．NO遇空气中的生成 C．和合成 D．催化氧化生成NO 【答案】A 【详解】氮的固定指将游离态氮（N2）转化为化合态氮的过程。 A．N2→NO，游离态→化合态，A正确； B．NO→NO2，均为化合态，不涉及游离态氮，B错误； C．NH3→尿素，化合态氮的再利用，C错误； D．NH3→NO，化合态氮的氧化反应，D错误； 故选A。 题型04 一氧化氮的性质 1.原电池设计 (1) 二、氮的氧化物 1．氮的氧化物类型 其氧化物有 N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5 共有六种，其中 N2O5 是HNO3的酸酐，N2O3是HNO2的酸酐（氮的氧化物都有毒）。 2．一氧化氮的性质 性质 NO 色、态、味 无色、无味气体 溶解性 难溶于水 毒性 有毒，大气污染物之一 与水反应 不反应 与氧气反应 NO＋O2=2NO2（一氧化氮是无色气体，遇到氧气会迅速变为红棕色气体，可用此来检验有无NO的存在），不能用排气法收集。 对环境的影响 NO与血红蛋白结合使人中毒； 【典例4】（24-25高一下·江苏扬州·期中）合成氨及其衍生物工业是化工生产的重要门类，请结合图示判断下列说法正确的是 A．气体2是NO，属于酸性氧化物 B．硝酸铵可作为氮肥，与草木灰共用可提高肥效 C．饱和NaCl溶液中先通入过量再通入过量可以得到固体1 D．气体2与在一定条件下可转化为对环境无害的物质，其体积比为4：3 【答案】C 【分析】由图可知，N2和H2在催化剂、400~500℃反应生成NH3，氨气和氧气反应生成气体1，气体1为NO，NO和氧气生成气体2，气体2为NO2，气体2与水生成HNO3，HNO3与NH3反应生成NH4NO3；饱和氨盐水通入二氧化碳生成溶解度较小的碳酸氢钠晶体，故固体1为NaHCO3，NaHCO3受热分解生成的固体2为Na2CO3，据此回答。 【详解】A．由分析知，气体2为NO2，属于不成盐氧化物，A错误； B．硝酸铵与草木灰（含K2CO3，水解显碱性）混用，与反应生成NH3，降低肥效，B错误； C．由于NH3极易溶于水，故饱和NaCl溶液中先通NH3（碱性）再通CO2，可生成NaHCO3（固体1），C正确； D．气体 2（NO2 ）与NH3反应：，体积比为3:4，D错误； 故选C。 【变式4-1】（24-25高一下·江苏扬州·期中）下列气体可用如图所示向上排空气法收集的是 A． B． C． D． 【答案】A 【详解】A．的密度大于空气的密度，可以用向上排空气法收集，A符合题意； B．的密度与空气的密度接近，不可用排空气法收集，B不符合题意； C．的密度与空气的密度接近，且能与O2反应，不可用排空气法收集，C不符合题意； D．的密度小于空气的密度，可以用向下排空气法收集，D不符合题意； 故选A。 【变式4-2】（24-25高一下·江苏无锡·阶段练习）含尾气需要处理后才能排放。 (1)实验室中可使用硫酸酸化的酸性高锰酸钾溶液吸收，化学方程式为 。 (2)湿法氧化法处理含烟气。碱性条件下，用将氧化成并放出热量。 ①写出该反应的离子方程式： 。 ②向溶液中加入，会发生反应：。在相同条件下，分别以溶液和含少量的溶液为吸收剂，测得相同时间内，的氧化率随起始溶液浓度的变化如图所示。已知温度升高不利于正向放热反应的进行。 i．起始溶液浓度相同时，当用无的溶液作吸收剂时，的氧化率明显降低，其原因是 。 ii．以溶液为吸收剂，的氧化率随温度的变化情况如图所示。温度超过后，氧化率下降，试解释其原因： 、 。 (3)有氧条件下，在催化剂作用下可被还原为。 ①在钒基催化剂()作用下的脱硝反应机理如图所示，总反应的化学方程式为 。 ②按上图进行催化脱硝反应。反应一定的时间，和的转化率与温度的关系如图所示。超过200℃后，转化率急剧下降，而仍维持较高的原因是 。 【答案】(1) (2) 与反应生成，与NO反应更快 或与NO反应都是放热反应，温度过高不利于脱硝平衡正向进行 温度过高NO在吸收液中的溶解度降低 (3) 当温度超过后，与反应生成NO 【详解】（1）用硫酸酸化的酸性高锰酸钾溶液吸收，被还原为，而被氧化为，则反应的化学方程式为：。 （2）①在碱性条件下，能将氧化成，则反应的离子方程式为：； ②i．根据题目信息，会将转化为：，具有强氧化性，能与NO发生更快的反应，使单位时间内的氧化率升高，所以无时，的氧化率明显降低； ii．以溶液为吸收剂，的氧化率随温度的变化情况如图，当温度超过后，氧化率下降，根据题目中的已知信息：温度升高不利于正向放热反应的进行，可以得到氧化率随温度升高而下降的原因可能是：或与NO反应都是放热反应，温度过高不利于脱硝平衡正向进行，NO的转化率降低，且温度过高，NO在吸收液中的溶解度也会降低，导致NO的转化率也降低。 （3）①根据在钒基催化剂()作用下可被还原为以及脱硝反应机理图可知，参与反应的物质为、O2和，生成物为和，则转化的总反应化学方程式为：； ②根据反应一定的时间后，和的转化率与温度的关系图，可以看出当温度超过200℃后，转化率急剧下降，而仍维持较高，产生这种变化的原因可能是：当温度超过200℃后，会与反应生成NO，导致NO的量增多，使转化率下降，而继续被消耗，所以转化率仍维持较高。 【变式4-3】（23-24高一下·江苏无锡·期中）下列转化通过一步反应不能直接完成的是 ①    ②    ③    ④    ⑤    ⑥    ⑦    ⑧ A．①④⑧ B．②⑤⑦ C．③④⑥ D．① 【答案】A 【详解】①N2与氧气反应生成NO，再与氧气反应生成NO2，需两步完成； ②NO2与水反应生成硝酸和NO，一步完成； ③NH3与氧气发生催化氧化反应生成NO和水，一步完成； ④S燃烧生成SO2，再与氧气反应生成SO3，需两步完成； ⑤Cu与硝酸反应生成Cu(NO3)2，一步完成； ⑥浓HNO3与铜反应生成NO2，一步完成； ⑦Cu与稀硝酸反应生成NO，一步完成； ⑧二氧化硅先和氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠，硅酸钠和盐酸反应生成硅酸，二步完成； 即①④⑧符合题意。 故选A。 题型05 二氧化氮的性质 1.NO2的性质 性质 NO2 色、态、味 红棕色、有刺激性气味气体 溶解性 能溶于水 毒性 有毒，大气污染物之一 与水反应 3NO2＋H2O=2HNO3＋NO（既体现氧化性，又体现还原性） 与氧气反应 不反应 对环境的影响 NO、NO2导致光化学烟雾、形成酸雨及破坏臭氧层 实验装置 实验操作 在如图注射器里充入20 mL NO，然后吸入5 mL水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器 打开弹簧夹，快速吸入10 mL空气后夹上弹簧夹 振荡注射器 实验现象 无明显现象 无色气体变为红棕色 红棕色气体变浅至消失，有无色气体生成，注射器活塞向内滑动 化学方程式 2NO+O2 = 2NO2、3NO2+H2O = 2HNO3+NO 2.二氧化氮溶于水的实验 【典例5】（24-25高一下·江苏南京·期中）下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是 A．NO2显红棕色，可用于火箭燃料中的氧化剂 B．Na2SO3具有还原性，可用于处理自来水中残留的Cl2 C．SiO2硬度大，可用于制造光导纤维 D．NaHCO3受热易分解，可用于治疗胃酸过多 【答案】B 【详解】A．二氧化氮具有强氧化性，常用于火箭燃料中的氧化剂，与二氧化氮为红棕色无对应关系，性质与用途对应错误，A不选； B．Na2SO3中的硫元素为+4价，具有还原性，可与Cl2（强氧化剂）反应生成Na2SO4和HCl，有效去除残留Cl2，性质与用途对应正确，B选； C．SiO2用于制造光导纤维是因其光导性能，而非硬度大，性质与用途不匹配，C不选； D．NaHCO3治疗胃酸过多是因其能与胃酸（HCl）反应，而非受热分解，用途与性质无关，D不选； 故选B。 【变式5-1】（24-25高一下·江苏无锡·阶段练习）下列有关物质的性质与用途均正确，且具有对应关系的是 A．硅酸钠易溶于水，可用作木材防火剂 B．NO2与水反应生成HNO3，故NO2是酸性氧化物 C．SiO2与C反应生成Si，故非金属性C强于Si D．硅做半导体材料，故“玉兔号”月球车帆板太阳能电池片的材料主要是硅 【答案】D 【详解】A．硅酸钠易溶于水，可用作木材防火剂，两说法均正确，而二者无因果关系，A不合题意； B．NO2与水反应生成HNO3，但NO2不是酸性氧化物，由于其与NaOH发生氧化还原反应生成了两种盐，B不合题意； C．SiO2与C反应生成Si，说明C的还原性比Si强，不能得出非金属性C强于Si，C不合题意； D．硅做半导体材料，故“玉兔号”月球车帆板太阳能电池片的材料主要是硅，二者有因果关系，D符合题意； 故答案为：D。 【变式5-2】（24-25高一下·江苏扬州·阶段练习）下列关于氮氧化物的形成、吸收的说法正确的是 A．汽车尾气中的含氮氧化物，主要来源于汽油的不完全燃烧 B．用石灰乳吸收NO和NO2，加快气体流速可提高氮氧化物的吸收率 C．收集NO2气体时采用排水法，可提高NO2气体的纯度 D．用CO(NH2)2可将NO2转化为N2，是利用了CO(NH2)2的还原性 【答案】D 【详解】A．烃类物质仅含C和H元素，不含N元素，汽车尾气中含氮氧化物，主要来源于空气中的氮气和氧气在气缸中高温条件下化合生成，A错误； B．增加气体流速后，可能会导致石灰乳吸收不充分，不能有效提高氮氧化物的吸收率，B错误； C．NO2和水可发生反应转化为硝酸和NO，不能采用排水法收集NO2，C错误； D．NO2转化为N2，N元素化合价降低，所以CO(NH2)2是还原剂，体现其还原性，D正确； 故选D。 【变式5-3】（24-25高一下·江苏苏州·阶段练习）氮氧化物（）是大气污染物之一，处理工业废气中的对于环境保护具有重要的意义。 (1)氨气可用来处理氮氧化物 氨气与二氧化氮在一定条件下发生反应生成一种可参与大气生态循环的无毒气体。该反应中和的物质的量之比为 。 (2)氢氧化钠溶液或碳酸钠溶液吸收二氧化氮也可以防止氮氧化物对大气的污染。 写出氢氧化钠溶液与二氧化氮反应的方程式： 。该反应为歧化反应（氧化剂和还原剂为同一种物质的反应） (3)储存还原工作原理：的储存和还原在不同时段交替进行，如下图所示。 ①通过和的相互转化实现的储存和还原。储存的物质是 。 ②用模拟尾气中还原性气体研究了的催化还原过程，写出该还原过程的化学方程式： 。 【答案】(1)4∶3 (2) (3) BaO 【详解】（1）氨气和二氧化氮反应生成无污染的物质，则生成氮气与水，反应方程式为：6NO2+8NH37N2+12H2O，则和的物质的量之比为4∶3； （2）结合题意，氢氧化钠溶液与二氧化氮反应生成硝酸钠和亚硝酸钠，方程式为：； （3）①通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx的储存和还原。储存NOx的物质是：BaO； ②根据图可知，H2模还原Ba(NO3)2第一步反应为将氮还原为氮气、氢气被氧化为水，根据质量守恒可知，还生成水，反应为：。 题型06 一氧化氮和二氧化氮的相关计算 知识积累 一、一氧化氮和二氧化氮的相关计算 ①只有NO2溶于水剩余气体为NO：3NO2+H2O = 2HNO3+NO。 ②NO2与O2的混合气体（X为两种气体的体积比或物质的量之比） X=n(NO2)/n(O2) 0<X<4 X=4 X>4 反应情况 O2过量剩余气体为O2 恰好完全反应，无气体剩余 NO2过量，发生3NO2+H2O= 4HNO3+2NO反应，剩余气体为NO。 结论 当n(NO2)/n(O2)=4/1时，发生反应4NO2+O2+2H2O= 4HNO3，NO2可全部转化为HNO3，所以在水充足的情况下，调整氧气的用量抵消一氧化氮。 ③NO与O2混合气体 X=n(NO2)/n(O2) 0<X< X= X> 反应情况 O2过量剩余气体为O2 恰好完全反应，无气体剩余 NO过量，剩余气体为NO 结论 当n(NO)/n(O2)=4/3时，发生反应4NO+3O2+H2O=4HNO3，NO可全部转化为HNO3。 ④NO、NO2和O2三种气体 三种气体通入水中，先按3NO2＋H2O=2HNO3＋NO计算出生成的NO体积，然后加上原来混合气体中NO体积，再按①计算。 【温馨提示】①NO2还可以自身二聚反应：NO2（红棕色） N2O4（无色），现象：红棕色气体颜色变浅）。 ②“雷雨发庄稼”的原理：、2NO + O2 = 2NO2、3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO。 【典例6】（25-26高一上·江苏·月考）在标准状况下，烧瓶内充满气体，将此烧瓶倒扣在盛水的水槽内（已知），充分反应后（NO不与水反应，也不溶于水），此时烧瓶内溶液的物质的量浓度为 A．0.067 mol/L B．0.045 mol/L C．0.030 mol/L D．0.025 mol/L 【答案】B 【详解】设烧瓶体积为 L。标准状况下，物质的量 mol。根据反应，反应后生成物质的量，NO物质的量。NO不溶于水，占据体积 L。溶液体积 L。溶液的物质的量浓度。故答案选B。 【变式6-1】（24-25高一下·江苏南京·期末）汽车尾气净化装置“催化转化器”是防止尾气(含一氧化碳、氮氧化物等气体)污染的有效方法，能使尾气中的一氧化碳和氮氧化物发生反应生成可参与大气生态循环的无毒气体。 (1)汽车尾气中易造成光化学烟雾的物质是 。 a．氮氧化物        b．二氧化碳        c．一氧化碳 (2)下列措施中有利于控制城市空气污染的是 。 a．推广电动汽车        b．加快煤炭开采和使用        c．开发和使用氢能 (3)利用CH4也可除去烟气中的氮氧化物，生成物为可参与大气循环的气体，请写出CH4与NO反应的化学方程式 。 (4)采用NaOH溶液可以吸收废气中的氮氧化物，反应的化学方程式如下：2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O。若反应时消耗10L0.lmol/L的NaOH溶液，则反应中转移电子的物质的量 mol。 (5)ClO2在脱硝过程中也具有重要应用。利用ClO2氧化脱硝过程发生的反应如下：5NO+2ClO2+H2O=5NO2+2HCl，2NO2+H2O=HNO2+HNO3。随着ClO2溶液初始浓度的增加，脱硝时从溶液中逸出的NO2却随之增加。研究表明，溶液中的ClO2不能吸收NO2，且在一定程度上阻碍水对NO2的吸收。 设计实验验证ClO2对水吸收NO2有抑制作用：分别取等体积的蒸馏水和一定浓度ClO2溶液， (NO2的浓度可用“NO2浓度传感器”直接测定)。 【答案】(1)a (2)ac (3)CH4+4NO=CO2+2H2O+2N2 (4)0.5 (5)在相同时间内以相同的流速向两份溶液中通入NO2，在出口处用NO2浓度传感器测定NO2浓度。若通过蒸馏水逸出的NO2浓度较小，则说明ClO2对NO2的吸收有抑制作用 【详解】（1）a．光化学烟雾是氮氧化物与碳氢化合物在光照的作用下，产生的有毒物质，a符合题意； b．二氧化碳是形成温室效应的气体，不会产生光化学烟雾，b不符题意； c．一氧化碳是煤气中毒的主要成分气体，不会产生光化学烟雾，c不符题意； 故选：a； （2）a．推广电动汽车，可以减少汽车尾气的排放，减少空气污染物的排放，有利于控制城市空气污染； b．加快煤炭开采和使用，煤大量燃烧，能产生大量硫的氧化物，不利于控制城市空气污染； c．氢能属于清洁能源，产物无污染，不产生空气污染物，开发和使用氢能有利于控制城市空气污染； 故选：ac； （3）CH4可除去烟气中的氮氧化物，生成物为可参与大气循环的气体，则CH4与NO反应，生成二氧化碳、氮气和水，化学方程式CH4+4NO=CO2+2H2O+2N2，故答案为：CH4+4NO=CO2+2H2O+2N2； （4）NaOH溶液吸收废气中的氮氧化物的化学方程式如下：2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O。若反应时消耗10L0.lmol/L的NaOH溶液，则氢氧化钠的物质的量为1mol，根据化学方程式有2mol氢氧化钠参与反应时，转移1mol电子，则有1mol氢氧化钠反应时转移电子的物质的量0.5mol，故答案为：0.5； （5）分别取等体积的蒸馏水和一定浓度ClO2溶液，在相同时间内以相同的流速向两份溶液中通入NO2，在出口处用NO2浓度传感器测定NO2浓度。若通过蒸馏水逸出的NO2浓度较小，则可通过该实验说明ClO2对NO2的吸收有抑制作用，故答案为：在相同时间内以相同的流速向两份溶液中通入NO2，在出口处用NO2浓度传感器测定NO2浓度。若通过蒸馏水逸出的NO2浓度较小，则说明ClO2对NO2的吸收有抑制作用。 【变式6-2】（24-25高一下·江苏无锡·期中）氮氧化物()是大气污染物之一，处理工业废气中的对于环境保护具有重要的意义。 (1)在一定条件下可将还原。甲同学在实验室对该反应进行了探究。实验设计如图(部分夹持装置省略) ①用装置A制备，其中发生反应的化学方程式为 ；装置B内的试剂是 。 ②装置D中发生反应的离子方程式是 。 ③在装置M中和充分反应，生成两种对环境友好的物质，该反应中和的物质的量之比为 。 (2)用NaOH溶液吸收法处理(仅含NO、)。已知过程中发生的反应有： ； ①用不同浓度的NaOH溶液吸收含量不同的尾气，关系如图： (表示中的含量)：用NaOH溶液吸收氮氧化物的最佳条件为： ； 。 ②若一定体积的被的NaOH溶液恰好完全吸收，溶液质量增加19.8g，则x的值为 。 (3)NO的氧化吸收。用NaClO溶液吸收硝酸尾气，可提高尾气中NO的去除率。其他条件相同，NO转化为的转化率随NaClO溶液初始pH(用稀盐酸调节)的变化如图所示。 ①在酸性中，HClO氧化NO生成和，其离子方程式为 ； ②NaClO溶液的初始pH越小，NO转化率越高。其原因是： 。 【答案】(1) 碱石灰 4：3 (2) 50% 1.25mol/L 1.6 (3) NaClO溶液的初始pH越小，则氢离子浓度越大，使得次氯酸根离子和氢离子转化为氧化性强的HClO，导致NO转化率越高 【分析】据实验装置分析可知，装置A中用Ca(OH)2和NH4Cl制备氨气，方程式为，B中盛放碱石灰干燥氨气，D中Cu与浓硝酸制备NO2，方程式为4HNO3(浓)+Cu=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，用无水CaCl2干燥NO2，生成的两种气体进入M中发生反应，8NH3+6NO27N2+12H2O，上方的气球用于收集尾气气体； 【详解】（1）①用装置A制备，反应为氯化铵和氢氧化钙加热生成氯化钙、水和氨气，；装置B的作用是干燥氨气，U型管内的试剂是碱石灰； ②装置D中铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮与水，装置D中发生反应的离子方程式是； ③在装置M中和充分反应，生成两种对环境友好的物质，结合质量守恒，反应生成氮气和水：8NH3+6NO27N2+12H2O，该反应中和的物质的量之比为4：3； （2）①根据图象分析可知，50%、1.25mol/L时，氮氧化物的吸收率最高，因此用溶液吸收氮氧化物的最佳条件为：50%、1.25mol/L； ②若一定体积的被的NaOH溶液（含0.25L×2mol/L=0.5molNaOH）恰好完全吸收，溶液质量增加19.8g，结合质量守恒，则质量为19.8g、，结合方程式可知，，则物质的量为0.5mol，则，x的值为1.6； （3）①在酸性中，HClO氧化NO生成和，反应中氯化合价由+1变-1、氮化合价由+2变为+5，结合电子守恒，其离子方程式为； ②NaClO溶液的初始pH越小，则氢离子浓度越大，使得次氯酸根离子和氢离子转化为氧化性强的HClO，导致NO转化率越高。 【变式6-3】（24-25高一下·江苏无锡·期中）亚硝酸钙是水泥混凝土外加剂的主要原料，某学习小组设计实验制备，实验装置如图所示(夹持装置略去)： 已知：； 请回答下列问题： (1)请写出装置A中发生的化学反应方程式 。 (2)装置D中盛装无水氯化钙的仪器名称是 。 (3)装置B中盛装试剂可能是 (填序号) a．    b．NaOH溶液    c．酸性溶液 (4)加入稀硝酸之前，应向装置中通入一段时间的，原因是 。 (5)利用上述装置制备亚硝酸钙，会导致产率降低，改进的方法是 。 (6)工业上可用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、)反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的，反应原理为。其部分工艺流程如图所示： 该工艺需控制NO和的物质的量之比接近。 ①若，则会导致 ； ②若，则会导致 。 【答案】(1) (2)U型管 (3)ab (4)排除装置中的空气，防止其将生成的NO氧化为 (5)在E、F之间加装盛浓硫酸的洗气瓶(或“盛装无水的干燥管”)(“位置”和“装置”缺一不可) (6) 排放气体中NO含量升高，污染环境 产品中杂质含量升高 【分析】在装置A中Cu与稀硝酸反应产生NO，为使NO氧化产生NO2再转化为NO，使用盛有水(或NaOH溶液)的装置B，发生反应：3NO2+H2O=2HNO3+NO，经装置C的无水CaCl2的干燥作用，得到纯净NO气体，在装置D中NO与CaO2发生反应：CaO2+2NO=Ca(NO2)2，装置E中盛有K2Cr2O7，作用是氧化除去氮氧化合物，使其转化为，消除污染。 【详解】（1）在装置A中Cu与稀硝酸反应产生Cu(NO3)2、NO、H2O，该反应的方程式为：； （2）由图可知，装置D中盛装无水氯化钙的仪器名称是：U型管； （3）Cu与稀HNO3反应产生的NO可能会被装置中的空气氧化产生NO2，可以利用装置B中的水发生反应：3NO2+H2O=2HNO3+NO，使除去NO中的杂质NO2，也能吸收挥发的硝酸蒸汽，另外氢氧化钠也可以和二氧化氮反应生成硝酸钠和亚硝酸钠，故装置B所加试剂是水或者NaOH溶液，故选ab； （4）一氧化氮可以和氧气反应，则通入N2的作用是排尽空气， 防止生成的被氧化，故答案为：排除装置中的空气，防止其将生成的NO氧化为； （5）F中的水蒸气进入E中会与过氧化钙反应，从而导致亚硝酸钙产率降低，故答案为：在E、F之间加装盛浓硫酸的洗气瓶(或“盛装无水的干燥管”)(“位置”和“装置”缺一不可)； （6）控制NO和NO2的物质的量之比接近1：l，与石灰乳发生反应：Ca(OH)2+NO+NO2=Ca(NO2)2+H2O。 ①若n(NO)：n(NO2)＞1：1，混合气体发生上述反应后，NO有剩余且不能被石灰乳吸收，导致排放的气体中NO含量升高； ②若n(NO)：n(NO2)＜1：1，混合气体发生上述反应后，NO2有剩余，可与Ca(OH)2发生反应生成Ca(NO3)2，导致产品中Ca(NO3)2含量升高； 题型07 自然界中的氮循环 一、自然界中氮的循环 二、自然界中氮的循环原理 大自然通过闪电、火山爆发等释放的能量将氮气转化为含氮的化合物，或通过豆科植物的根瘤菌将氮气转化成氨，从而实现自然固氮。 【典例7】（24-25高一下·江苏连云港·期中）阅读下列材料，完成下面小题。 氮是参与生命活动的重要元素。自工业革命以来，人类活动大大加剧了含氮化合物在大气圈和水圈中的总流量，如化石燃料燃烧时产生的高温可使氮气转变为氮氧化物，从而对生态平衡产生了严重影响。从化学的视角深刻理解氮循环，是化学学科的重要研究内容和责任。 1．煤燃烧时，烟气中NO含量随温度和氧气含量的变化如图所示。下列说法不正确的是 A．燃煤过程中发生了氮的固定 B．燃煤温度越高污染越重 C．煤燃烧不影响自然界氮循环 D．含氧量越高越容易生成NO 2．下列有关氮的化合物的说法错误的是 A．可用排水法收集 B．铵盐与强碱反应放出，可利用这一性质检验的存在 C．浓硝酸可保存在棕色试剂瓶中，并放置在阴凉处 D．的喷泉实验说明极易溶于水 3．氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法错误的是 A．工业制硝酸过程中的物质转化： B．用烧碱溶液吸收硝酸工业尾气： C．氮气、铵盐、亚硝酸盐、硝酸盐之间的转化构成了自然界“氮循环”的一部分 D．常温下可以用铁制容器来盛装浓硝酸 【答案】1．C 2．A 3．A 【解析】1．A．化石燃料燃烧时产生的高温可使氮气转变为氮氧化物，发生了N2到NO的反应，为氮的固定，故A正确； B．由图可知，温度越高，烟气中NO浓度越高，污染越重，故B正确； C．煤燃烧时使得N2生成NO的反应，污染环境，影响了氮循环，故C错误； D．由图可知，含氧量越高，烟气中NO浓度越高，越容易生成NO，故D正确； 故选C。 2．A．会和水反应，不可用排水法收集，错误； B．铵盐与强碱反应放出，氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色，可利用这一性质检验的存在，正确； C．浓硝酸见光受热容易分解，故可保存在棕色试剂瓶中，并放置在阴凉处，正确； D．的喷泉实验说明极易溶于水，导致装置中压强减小，形成喷泉，正确； 故选A； 3．A．工业制硝酸过程中氨气和氧气催化氧化生成NO，NO和氧气生成二氧化氮，二氧化氮和水生成硝酸，错误； B．用烧碱溶液吸收硝酸工业尾气氮氧化合物生成亚硝酸钠，正确； C．氮气、铵盐、亚硝酸盐、硝酸盐都含氮元素，它们之间的转化构成了自然界“氮循环”的一部分，正确； D．常温下铁和浓硝酸发生钝化反应，阻碍了反应的进行，故常温下可以用铁制容器来盛装浓硝酸，正确； 故选A。 【变式7-1】（24-25高二上·江苏盐城·期中）如下图所示的循环，下列说法正确的是 A．该循环为碳循环 B．该循环为氮循环 C．转化成属于氮的固定 D．图中氮的化合价仅有0、+3、+5 【答案】B 【详解】A．该循环为氮循环，故A错误； B．该循环为氮循环，故B正确； C．氮的固定是指氮元素由游离态变为化合态，转化成不属于氮的固定，故C错误； D．图中氮的化合价除了0、+3、+5，还存在中的-3价，故D错误； 故选B。 【变式7-2】（24-25高一下·江苏·期中）化学与生活、生产密切相关，下列说法不正确的是 A．低碳生活就是节能减排，使用太阳能等代替化石燃料，可减少温室气体的排放 B．二氧化硅广泛用于制作光导纤维 C．由于自然界存在氮循环，所以硝酸厂的尾气可以任意排放到大气中去 D．“奋斗者”号潜水器外壳材料为钛合金，钛合金耐腐蚀，耐高压 【答案】C 【详解】A．低碳生活通过使用太阳能等清洁能源替代化石燃料，减少CO2排放，正确； B．二氧化硅是光导纤维的主要材料，应用广泛，正确； C．氮循环虽存在，但硝酸厂尾气含氮氧化物（如NO、NO2），会污染环境，不可任意排放，错误； D．钛合金具有耐腐蚀、耐高压的特性，适合用于潜水器外壳，正确； 故选C。 【变式7-3】（24-25高一下·江苏苏州·阶段练习）下列各题均来自教材，请按照要求回答问题。 Ⅰ．下图所示的氮循环是生态系统物质循环的重要组成部分。 (1)下列说法中错误的是___________(填字母)。 A．图中①和②的转化过程属于氮的固定 B．③和④的转化说明含氮有机物和含氮无机物可以相互转化 C．发生⑤转化的过程中，氮元素被还原 D．⑥是在反硝化细菌作用下的反硝化过程，该过程有助于弥补人工固氮对氮循环造成的影响 (2)氮循环过程中发生的反应之一可表示为，该反应中每生成转移的电子数目是 。 Ⅱ．从铝土矿中提取铝的工艺流程见下图。 (3)请写出铝土矿中的与溶液发生反应的化学方程式： ； (4)请写气体通入溶液发生反应的化学方程式： ； (5)电解的时候添加冰晶石的作用是： 。 Ⅲ．已知氨可以与灼热的氧化铜反应生成氮气和金属铜，用下面示意图中的装置可以实现该反应。 A中装有的和混合物在加热条件下，可以发生反应生成、和。试回答下列问题： (6)B中加入的物质是碱石灰(和)的混合物，其作用是 。 (7)实验时在C中(装有)观察到的现象是 ，发生反应的化学方程式是 。 (8)实验时在D中观察到的现象是 ，收集到的物质是 。 【答案】(1)C (2)8NA (3) (4) (5)助熔剂 (6)除去氨气中混有的水蒸气 (7) 固体由黑色变为红色 (8) 有无色液体生成 氨水 【分析】Ⅱ．铝土矿加入氢氧化钠溶解得到四羟基合铝酸钠溶液，加入过量二氧化碳得到氢氧化铝沉淀，灼烧得到氧化铝，加入助溶剂冰晶石电解得到铝； Ⅲ．利用氨与灼热的氧化铜反应生成氮气和金属铜时，装置A中装有的NH4Cl和Ca(OH)2混合物加热，生成CaCl2、NH3和H2O；装置B中的碱石灰用于干燥氨气；装置C用于发生氨气还原CuO的反应；装置D用于收集未反应的NH3，装置E用于收集N2。 【详解】（1）A．图中①和②的转化过程都是将N2转化为氮的化合物，属于氮的固定，A正确； B．③是将含氮有机物转化为含氮无机物，④是将含氮无机物转化为含氮有机物，则③和④的转化说明含氮有机物和含氮无机物可以相互转化，B正确； C．发生⑤转化的过程中，氮元素由-3价转化为+3、+5价，氮元素被氧化，C错误； D．⑥是在反硝化细菌作用下的反硝化过程，将氮的化合物转化为氮气，该过程有助于弥补人工固氮对氮循环造成的影响，D正确； 故选C。 （2）由反应，氮化合价由-3变为+5，可建立关系式：，则该反应中每生成转移的电子数目是8NA。 （3）与溶液反应生成四羟基合铝酸钠：； （4）足量气体通入溶液反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠：； （5）氧化铝的熔点高，耗能大，冰晶石可降低氧化铝的熔化温度，则电解的时候添加冰晶石的作用是：助熔剂； （6）A中制得的氨气中混有水蒸气，B中加入的物质是碱石灰(CaO和NaOH)的混合物，其作用是：除去氨气中混有的水蒸气。 （7）NH3在加热条件下能还原氧化铜生成Cu和氮气、水，则实验时在C中(装有CuO)观察到的现象是：固体由黑色变为红色，发生反应的化学方程式是； （8）实验时未反应的氨气和生成的水蒸气在D中混合转化为氨水，观察到的现象是：有无色液体生成，收集到的物质是氨水。 34 / 34 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第一单元 氮的固定 题型01 氮元素的存在 题型02 氮气的结构与性质 题型03 氮的固定 题型04 一氧化氮的性质 题型05 二氧化氮的性质 题型06 一氧化氮和二氧化氮的相关计算 题型07 自然界中的氮循环 题型01 氮元素的存在 一、氮元素的存在 1．氮的原子结构 （1）氮的原子结构 原子结构示意图： 。氮元素位于周期表第二周期、第VA族。氮原子最外电子层有5个电子，既不容易得到3个电子，也不容易失去5个电子。因此氮原子一般通过共用电子对与其它原子相互结合构成物质。 （2）常见的化合价 氮元素常见有＋1、＋2 、＋3 、＋4 、＋5、－3 价。 2．氮元素的存在 （1）游离态：在自然界里，氮元素主要以氮分子的形式存在于空气中（约占空气总体积的78%）。 （2）化合态：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。 【典例1】（24-25高一下·江苏苏州·期中）氮肥厂、生活污水中的氮元素多以和的形式存在，氨氮废水超标排放是水体富营养化的重要原因。氨氮废水的处理方法有物理化学法、化学法、生物法等。 (1)吹脱法：先向氨氮废水中加溶液调节至11左右，再吹入热空气或水蒸气使氨气挥发并回收利用。 ①写出发生反应的离子方程式： 。 ②吹脱法除了不适用于低浓度氨氮废水的处理外，还存在的不足有 (写2点)。 (2)化学沉淀法：向废水中投入氯化镁和磷酸钠，形成沉淀从而除去铵根离子。 ①写出发生反应的离子方程式： 。 ②该沉淀法不适合处理碱性过强的氨氮废水，其原因是 。 (3)次氯酸钠氧化法：除去氨氮的反应机理如图1所示(其中和略去)，实验测得相同条件下，废水中氨氮去除率与温度关系如图2所示。 ①氧化的总反应的化学方程式为 。 ②当温度高于25℃时，废水中的氨氮去除率随着温度升高而越低，其原因是 。 (4)生物法：先在硝化细菌作用下空气中的氧气将氧化为(硝化过程)，后在反硝化细菌作用下利用有机碳源将转化为氮气而排放(反硝化过程)。 ①硝化过程中经过两步反应转变为，第一步为 (写离子方程式)，第二步为。 ②反硝化过程中常将甲醇作为有机碳源。当反应中有转变为二氧化碳时，转化的的物质的量为 。 ②反硝化过程中常将甲醇作为有机碳源，甲醇被硝酸根离子氧化为二氧化碳，根据得失电子守恒可知， ，当反应中有转变为二氧化碳时，转化的的物质的量为。 【变式1-1】（24-25高一下·江苏连云港·阶段练习）、和含氮化合物的资源化利用，既能解决环保问题，又能提供化工原料，缓解能源紧张，具有重要的现实意义和广阔的应用前景。 (1)氨氮废水是造成河流及湖泊富营养化的主要因素。 ①某氮肥厂产生的氨氮废水中的氮元素多以和的形式存在，我们可以通过一些化学方法把和转化为。在催化剂的作用会和氧气发生反应，该反应的化学方程式为 。 ②某团队设计处理氨氮废水的流程如下： 过程Ⅲ为反硝化过程，向一定条件下的废水中加入甲醇实现的转化，将完全转化为转移电子的物质的量为 mol。 (2)硫酸生产及煤燃烧过程中产生的废气等会对大气造成污染，可用氨水吸收或采用钙基固硫法。属于 (填“电解质”或“非电解质”)，氨水吸收少量，反应的离子方程式为 。 (3)氮的氧化物(、等)是主要的大气污染物，必须脱除才能排放。研究不同温度下经酸化处理的溶液对脱除率的影响，结果如图所示。在时，脱除率下降的原因是 。 【变式1-2】（24-25高一下·江苏无锡·期末）某工厂处理氨氮废水(氮元素主要以和形式存在)的流程如下： NaOH加入量与废水的pH、氨氮流量的关系如图1所示；处理后废水中氨氮浓度与进料温度的关系如图2所示。 过程I：赶氨。调节氨氮废水的起始温度，向氨氮废水中加入烧碱，充分搅拌。 (1)加NaOH发生的离子反应方程式为 。 (2)该过程中，铵根离子浓度降低的原因是 。 过程Ⅱ：硝化。在硝化细菌和氧气的作用下进行硝化：。 (3)上述两步氧化按照先后的顺序，消耗的氧气物质的量之比为 。 (4)硝化过程中需要控制温度在，原因是 。 过程Ⅲ：反硝化。通过反硝化细菌和可将还原成，同时生成。 (5)假定不考虑其他副反应，当反硝化反应生成时，消耗甲醇的质量为 。 【变式1-3】（24-25高一下·江苏常州·期中）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： (1)过程①的目的是将转化为，并通过鼓入大量空气将氨气吹出，写出转化为的离子方程式： 。 (2)过程②加入溶液将氨氮物质转化为无毒物质的原理如图所示，写出该图示的总反应的化学方程式： 。 (3)过程③中含余氯废水的主要成分是以及，X可选用以下哪种溶液以达到去除余氯的目的 (填字母)。 a．    b．    c．    d． (4)过程②中向氨氮废水中加入溶液后生成，能够与水中的反应达到去除氨氮的效果。测得不同的溶液对氨氮去除效果的影响如图14-2所示。 ①时氨氮去除率随的增大而增大的原因是 。 ②时氨氮去除率随的增大而减小的原因是 。 题型02 氮气的结构与性质 一．氮气 1．物理性质 色态 气味 密度 溶解性 毒性 无色气体 无味 比空气的略小 难溶 无毒 2．N2分子的结构 （1）氮气分子的电子式为，结构式为N≡N。 （2）氮气分子是由两个氮原子通过共用三对电子结合而成，氮气分子存在氮氮三键。 3．化学性质 （1）常温下，N2的化学性质不活泼，可代替稀有气体作保护气体。 原因：氮分子内两个氮原子间以共价三键结合，断开该化学键需要较多的能量，所以氮气的化学性质很稳定，通常难以与其它物质反应。 （2）与氧气反应：在放电条件或高温下氮气跟氧气化合生成一氧化氮，化学方程式为：，体现N2具有还原性。 （3）与活泼金属（如镁）反应：镁在氮气中燃烧：，体现N2具有氧化性。 （4）与非金属（如氢气）反应：人工合成氨：，体现N2具有氧化性。 【典例2】（24-25高一下·江苏淮安·期中）氮气常用作白炽灯泡中钨丝的保护气，这是因为 A．氮气是空气中最多的气体，原料丰富 B．氮气难溶于水 C．氮气是无色无味的气体 D．氮气很不活泼，非常稳定 【变式2-1】（24-25高一下·江苏无锡·期中）在给定的条件下，下列选项所示的物质间转化均能一步实现的是 A． B． C． D． 【变式2-2】（24-25高一下·江苏扬州·期末）在给定条件下，下列制备过程涉及的物质转化均可实现的是 A．Fe2O3Fe B．FeFeCl3 C．N2NO2 D．浓HNO3NO 【变式2-3】（23-24高一下·江苏徐州·期中）反应应用于石油开采。下列说法正确的是 A．NH4Cl中只含有离子键 B．中N元素的化合价为+5 C．N2分子中存在N≡N D．与具有相同的电子层结构 题型03 氮的固定 知识积累 一．氮的固定 1．概念：将大气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程叫做氮的固定。 2．分类： 二、人工固氮 1．原理：。 2．原料：合成氨的原料是氮气和氢气。 3．特点： （1）该反应放出大量的热，工业上用来预热原料气； （2）该反应可逆，合成氨达到平衡时，混合气体中氨的含量为20%左右，分离出氨后，将未反应的氮气和氢气送回合成塔循环使用。 4．意义：合成氨工业的成功，为植物生长提供足够的氮肥，在很大程度上缓解了地球上有限的耕地资源与庞大的粮食需求之间的矛盾，改变了世界粮食生产的历史，使人类免受饥荒之苦。 【温馨提示】①氮的固定必须为将游离态N2转化为化合态含氮物质的过程，为氧化还原反应。 ②氮气性质的“一惰性、两反应”。氮气化学性质很稳定，通常状况下，很难与其他物质反应，但是在一定条件下也能与氢气、氧气等反应。 ②氮元素是多价态元素，氮气中氮元素呈0价，处于中间价态，故氮气既有氧化性(与H2反应)，又有还原性(与O2反应)。 【典例3】（24-25高一下·江苏扬州·期末）“氮的固定”对保障人类生存具有重大意义。一种新型合成氨的原理如图所示：下列说法正确的是 A．理论上过程①中每吸收2.24L氮气转移0.6mol电子 B．图中过程①②均属于氮的固定 C．图中过程①②③发生的反应均属于氧化还原反应 D．图中所示过程的总反应方程式为： 故选D。 【变式3-1】（24-25高一下·江苏南京·期末）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．多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环” B．侯氏制碱法以H2O、NH3 、CO2、NaCl为原料制备NaHCO3和NH4Cl C．工业上通过NH3催化氧化等反应过程生产HNO3 D．自然固氮、人工固氮都是将N2转化为NH3 故选D。 【变式3-2】（24-25高一下·江苏淮安·期中）下列过程中，不属于氮的固定的是 A．用和合成氨 B．闪电将空气中转化为 C．与反应生成 D．豆科植物的根瘤固氮 【变式3-3】（24-25高一下·江苏扬州·期中）下列反应中，属于氮的固定的是 A．空气中的与放电时生成NO B．NO遇空气中的生成 C．和合成 D．催化氧化生成NO 题型04 一氧化氮的性质 1.原电池设计 (1) 二、氮的氧化物 1．氮的氧化物类型 其氧化物有 N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5 共有六种，其中 N2O5 是HNO3的酸酐，N2O3是HNO2的酸酐（氮的氧化物都有毒）。 2．一氧化氮的性质 性质 NO 色、态、味 无色、无味气体 溶解性 难溶于水 毒性 有毒，大气污染物之一 与水反应 不反应 与氧气反应 NO＋O2=2NO2（一氧化氮是无色气体，遇到氧气会迅速变为红棕色气体，可用此来检验有无NO的存在），不能用排气法收集。 对环境的影响 NO与血红蛋白结合使人中毒； 【典例4】（24-25高一下·江苏扬州·期中）合成氨及其衍生物工业是化工生产的重要门类，请结合图示判断下列说法正确的是 A．气体2是NO，属于酸性氧化物 B．硝酸铵可作为氮肥，与草木灰共用可提高肥效 C．饱和NaCl溶液中先通入过量再通入过量可以得到固体1 D．气体2与在一定条件下可转化为对环境无害的物质，其体积比为4：3 故选C。 【变式4-1】（24-25高一下·江苏扬州·期中）下列气体可用如图所示向上排空气法收集的是 A． B． C． D． 【变式4-2】（24-25高一下·江苏无锡·阶段练习）含尾气需要处理后才能排放。 (1)实验室中可使用硫酸酸化的酸性高锰酸钾溶液吸收，化学方程式为 。 (2)湿法氧化法处理含烟气。碱性条件下，用将氧化成并放出热量。 ①写出该反应的离子方程式： 。 ②向溶液中加入，会发生反应：。在相同条件下，分别以溶液和含少量的溶液为吸收剂，测得相同时间内，的氧化率随起始溶液浓度的变化如图所示。已知温度升高不利于正向放热反应的进行。 i．起始溶液浓度相同时，当用无的溶液作吸收剂时，的氧化率明显降低，其原因是 。 ii．以溶液为吸收剂，的氧化率随温度的变化情况如图所示。温度超过后，氧化率下降，试解释其原因： 、 。 (3)有氧条件下，在催化剂作用下可被还原为。 ①在钒基催化剂()作用下的脱硝反应机理如图所示，总反应的化学方程式为 。 ②按上图进行催化脱硝反应。反应一定的时间，和的转化率与温度的关系如图所示。超过200℃后，转化率急剧下降，而仍维持较高的原因是 。 【变式4-3】（23-24高一下·江苏无锡·期中）下列转化通过一步反应不能直接完成的是 ①    ②    ③    ④    ⑤    ⑥    ⑦    ⑧ A．①④⑧ B．②⑤⑦ C．③④⑥ D．① 题型05 二氧化氮的性质 1.NO2的性质 性质 NO2 色、态、味 红棕色、有刺激性气味气体 溶解性 能溶于水 毒性 有毒，大气污染物之一 与水反应 3NO2＋H2O=2HNO3＋NO（既体现氧化性，又体现还原性） 与氧气反应 不反应 对环境的影响 NO、NO2导致光化学烟雾、形成酸雨及破坏臭氧层 实验装置 实验操作 在如图注射器里充入20 mL NO，然后吸入5 mL水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器 打开弹簧夹，快速吸入10 mL空气后夹上弹簧夹 振荡注射器 实验现象 无明显现象 无色气体变为红棕色 红棕色气体变浅至消失，有无色气体生成，注射器活塞向内滑动 化学方程式 2NO+O2 = 2NO2、3NO2+H2O = 2HNO3+NO 2.二氧化氮溶于水的实验 【典例5】（24-25高一下·江苏南京·期中）下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是 A．NO2显红棕色，可用于火箭燃料中的氧化剂 B．Na2SO3具有还原性，可用于处理自来水中残留的Cl2 C．SiO2硬度大，可用于制造光导纤维 D．NaHCO3受热易分解，可用于治疗胃酸过多 【变式5-1】（24-25高一下·江苏无锡·阶段练习）下列有关物质的性质与用途均正确，且具有对应关系的是 A．硅酸钠易溶于水，可用作木材防火剂 B．NO2与水反应生成HNO3，故NO2是酸性氧化物 C．SiO2与C反应生成Si，故非金属性C强于Si D．硅做半导体材料，故“玉兔号”月球车帆板太阳能电池片的材料主要是硅 【变式5-2】（24-25高一下·江苏扬州·阶段练习）下列关于氮氧化物的形成、吸收的说法正确的是 A．汽车尾气中的含氮氧化物，主要来源于汽油的不完全燃烧 B．用石灰乳吸收NO和NO2，加快气体流速可提高氮氧化物的吸收率 C．收集NO2气体时采用排水法，可提高NO2气体的纯度 D．用CO(NH2)2可将NO2转化为N2，是利用了CO(NH2)2的还原性 【变式5-3】（24-25高一下·江苏苏州·阶段练习）氮氧化物（）是大气污染物之一，处理工业废气中的对于环境保护具有重要的意义。 (1)氨气可用来处理氮氧化物 氨气与二氧化氮在一定条件下发生反应生成一种可参与大气生态循环的无毒气体。该反应中和的物质的量之比为 。 (2)氢氧化钠溶液或碳酸钠溶液吸收二氧化氮也可以防止氮氧化物对大气的污染。 写出氢氧化钠溶液与二氧化氮反应的方程式： 。该反应为歧化反应（氧化剂和还原剂为同一种物质的反应） (3)储存还原工作原理：的储存和还原在不同时段交替进行，如下图所示。 ①通过和的相互转化实现的储存和还原。储存的物质是 。 ②用模拟尾气中还原性气体研究了的催化还原过程，写出该还原过程的化学方程式： 。 题型06 一氧化氮和二氧化氮的相关计算 知识积累 一、一氧化氮和二氧化氮的相关计算 ①只有NO2溶于水剩余气体为NO：3NO2+H2O = 2HNO3+NO。 ②NO2与O2的混合气体（X为两种气体的体积比或物质的量之比） X=n(NO2)/n(O2) 0<X<4 X=4 X>4 反应情况 O2过量剩余气体为O2 恰好完全反应，无气体剩余 NO2过量，发生3NO2+H2O= 4HNO3+2NO反应，剩余气体为NO。 结论 当n(NO2)/n(O2)=4/1时，发生反应4NO2+O2+2H2O= 4HNO3，NO2可全部转化为HNO3，所以在水充足的情况下，调整氧气的用量抵消一氧化氮。 ③NO与O2混合气体 X=n(NO2)/n(O2) 0<X< X= X> 反应情况 O2过量剩余气体为O2 恰好完全反应，无气体剩余 NO过量，剩余气体为NO 结论 当n(NO)/n(O2)=4/3时，发生反应4NO+3O2+H2O=4HNO3，NO可全部转化为HNO3。 ④NO、NO2和O2三种气体 三种气体通入水中，先按3NO2＋H2O=2HNO3＋NO计算出生成的NO体积，然后加上原来混合气体中NO体积，再按①计算。 【温馨提示】①NO2还可以自身二聚反应：NO2（红棕色） N2O4（无色），现象：红棕色气体颜色变浅）。 ②“雷雨发庄稼”的原理：、2NO + O2 = 2NO2、3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO。 【典例6】（25-26高一上·江苏·月考）在标准状况下，烧瓶内充满气体，将此烧瓶倒扣在盛水的水槽内（已知），充分反应后（NO不与水反应，也不溶于水），此时烧瓶内溶液的物质的量浓度为 A．0.067 mol/L B．0.045 mol/L C．0.030 mol/L D．0.025 mol/L 【变式6-1】（24-25高一下·江苏南京·期末）汽车尾气净化装置“催化转化器”是防止尾气(含一氧化碳、氮氧化物等气体)污染的有效方法，能使尾气中的一氧化碳和氮氧化物发生反应生成可参与大气生态循环的无毒气体。 (1)汽车尾气中易造成光化学烟雾的物质是 。 a．氮氧化物        b．二氧化碳        c．一氧化碳 (2)下列措施中有利于控制城市空气污染的是 。 a．推广电动汽车        b．加快煤炭开采和使用        c．开发和使用氢能 (3)利用CH4也可除去烟气中的氮氧化物，生成物为可参与大气循环的气体，请写出CH4与NO反应的化学方程式 。 (4)采用NaOH溶液可以吸收废气中的氮氧化物，反应的化学方程式如下：2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O。若反应时消耗10L0.lmol/L的NaOH溶液，则反应中转移电子的物质的量 mol。 (5)ClO2在脱硝过程中也具有重要应用。利用ClO2氧化脱硝过程发生的反应如下：5NO+2ClO2+H2O=5NO2+2HCl，2NO2+H2O=HNO2+HNO3。随着ClO2溶液初始浓度的增加，脱硝时从溶液中逸出的NO2却随之增加。研究表明，溶液中的ClO2不能吸收NO2，且在一定程度上阻碍水对NO2的吸收。 设计实验验证ClO2对水吸收NO2有抑制作用：分别取等体积的蒸馏水和一定浓度ClO2溶液， (NO2的浓度可用“NO2浓度传感器”直接测定)。 【变式6-2】（24-25高一下·江苏无锡·期中）氮氧化物()是大气污染物之一，处理工业废气中的对于环境保护具有重要的意义。 (1)在一定条件下可将还原。甲同学在实验室对该反应进行了探究。实验设计如图(部分夹持装置省略) ①用装置A制备，其中发生反应的化学方程式为 ；装置B内的试剂是 。 ②装置D中发生反应的离子方程式是 。 ③在装置M中和充分反应，生成两种对环境友好的物质，该反应中和的物质的量之比为 。 (2)用NaOH溶液吸收法处理(仅含NO、)。已知过程中发生的反应有： ； ①用不同浓度的NaOH溶液吸收含量不同的尾气，关系如图： (表示中的含量)：用NaOH溶液吸收氮氧化物的最佳条件为： ； 。 ②若一定体积的被的NaOH溶液恰好完全吸收，溶液质量增加19.8g，则x的值为 。 (3)NO的氧化吸收。用NaClO溶液吸收硝酸尾气，可提高尾气中NO的去除率。其他条件相同，NO转化为的转化率随NaClO溶液初始pH(用稀盐酸调节)的变化如图所示。 ①在酸性中，HClO氧化NO生成和，其离子方程式为 ； ②NaClO溶液的初始pH越小，NO转化率越高。其原因是： 。 【变式6-3】（24-25高一下·江苏无锡·期中）亚硝酸钙是水泥混凝土外加剂的主要原料，某学习小组设计实验制备，实验装置如图所示(夹持装置略去)： 已知：； 请回答下列问题： (1)请写出装置A中发生的化学反应方程式 。 (2)装置D中盛装无水氯化钙的仪器名称是 。 (3)装置B中盛装试剂可能是 (填序号) a．    b．NaOH溶液    c．酸性溶液 (4)加入稀硝酸之前，应向装置中通入一段时间的，原因是 。 (5)利用上述装置制备亚硝酸钙，会导致产率降低，改进的方法是 。 (6)工业上可用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、)反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的，反应原理为。其部分工艺流程如图所示： 该工艺需控制NO和的物质的量之比接近。 ①若，则会导致 ； ②若，则会导致 。 题型07 自然界中的氮循环 一、自然界中氮的循环 二、自然界中氮的循环原理 大自然通过闪电、火山爆发等释放的能量将氮气转化为含氮的化合物，或通过豆科植物的根瘤菌将氮气转化成氨，从而实现自然固氮。 【典例7】（24-25高一下·江苏连云港·期中）阅读下列材料，完成下面小题。 氮是参与生命活动的重要元素。自工业革命以来，人类活动大大加剧了含氮化合物在大气圈和水圈中的总流量，如化石燃料燃烧时产生的高温可使氮气转变为氮氧化物，从而对生态平衡产生了严重影响。从化学的视角深刻理解氮循环，是化学学科的重要研究内容和责任。 1．煤燃烧时，烟气中NO含量随温度和氧气含量的变化如图所示。下列说法不正确的是 A．燃煤过程中发生了氮的固定 B．燃煤温度越高污染越重 C．煤燃烧不影响自然界氮循环 D．含氧量越高越容易生成NO 2．下列有关氮的化合物的说法错误的是 A．可用排水法收集 B．铵盐与强碱反应放出，可利用这一性质检验的存在 C．浓硝酸可保存在棕色试剂瓶中，并放置在阴凉处 D．的喷泉实验说明极易溶于水 3．氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法错误的是 A．工业制硝酸过程中的物质转化： B．用烧碱溶液吸收硝酸工业尾气： C．氮气、铵盐、亚硝酸盐、硝酸盐之间的转化构成了自然界“氮循环”的一部分 D．常温下可以用铁制容器来盛装浓硝酸 【变式7-1】（24-25高二上·江苏盐城·期中）如下图所示的循环，下列说法正确的是 A．该循环为碳循环 B．该循环为氮循环 C．转化成属于氮的固定 D．图中氮的化合价仅有0、+3、+5 故选B。 【变式7-2】（24-25高一下·江苏·期中）化学与生活、生产密切相关，下列说法不正确的是 A．低碳生活就是节能减排，使用太阳能等代替化石燃料，可减少温室气体的排放 B．二氧化硅广泛用于制作光导纤维 C．由于自然界存在氮循环，所以硝酸厂的尾气可以任意排放到大气中去 D．“奋斗者”号潜水器外壳材料为钛合金，钛合金耐腐蚀，耐高压 【变式7-3】（24-25高一下·江苏苏州·阶段练习）下列各题均来自教材，请按照要求回答问题。 Ⅰ．下图所示的氮循环是生态系统物质循环的重要组成部分。 (1)下列说法中错误的是___________(填字母)。 A．图中①和②的转化过程属于氮的固定 B．③和④的转化说明含氮有机物和含氮无机物可以相互转化 C．发生⑤转化的过程中，氮元素被还原 D．⑥是在反硝化细菌作用下的反硝化过程，该过程有助于弥补人工固氮对氮循环造成的影响 (2)氮循环过程中发生的反应之一可表示为，该反应中每生成转移的电子数目是 。 Ⅱ．从铝土矿中提取铝的工艺流程见下图。 (3)请写出铝土矿中的与溶液发生反应的化学方程式： ； (4)请写气体通入溶液发生反应的化学方程式： ； (5)电解的时候添加冰晶石的作用是： 。 Ⅲ．已知氨可以与灼热的氧化铜反应生成氮气和金属铜，用下面示意图中的装置可以实现该反应。 A中装有的和混合物在加热条件下，可以发生反应生成、和。试回答下列问题： (6)B中加入的物质是碱石灰(和)的混合物，其作用是 。 (7)实验时在C中(装有)观察到的现象是 ，发生反应的化学方程式是 。 (8)实验时在D中观察到的现象是 ，收集到的物质是 。 34 / 34 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $