7.1 氮的固定（分层作业）化学苏教版必修第二册

第一单元 氮的固定 分层作业 1．下列化学用语或图示表达正确的是 A．氯离子的结构示意图： B．和互为同位素 C．的电子式： D．氮气的结构式： 【答案】D 【详解】 A．氯离子的核电荷数为17，核外有3个电子层，最外层电子数为8，离子的结构示意图为：，A错误； B．质子数相同，中子数不同的核素互为同位素，和是分子，不可能互为同位素，B错误； C．二氧化碳是只含有共价键的共价化合物，电子式为：，C错误； D．氮气是含有氮氮三键的非金属单质，结构式为：N≡N，D正确； 故选D。 2．下列气体的直接排放不会造成大气污染的是 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】NO2、SO2和Cl2均为有毒气体，会引发酸雨、光化学烟雾等污染问题，而N2是大气中的主要成分，化学性质稳定，不属于污染物，因此只有N2的排放不会造成大气污染，故答案为C。 3．食品包装袋内充入某气体可以避免食物因氧化而变质，该气体可以是 A． B． C．HCl D． 【答案】A 【详解】A．氮气（N2）化学性质稳定，能隔绝氧气，防止食物氧化，A正确； B．氧气（O2）会直接参与氧化反应，加速食物变质，B错误； C．氯化氢（HCl）有毒且腐蚀性，不可用于食品包装，C错误； D．水蒸气（H2O）可能增加湿度，促进变质或微生物滋生，D错误。 故选A。 4．下列关于氮及其化合物的说法不正确的是 A．氮的固定是将N2转化成含氮化合物 B．氮元素在自然界中既有游离态又有化合态 C．氮气化学性质不如磷活泼，故氮元素非金属性弱于磷 D．N2既可作氧化剂又可作还原剂 【答案】C 【详解】A．氮的固定指将游离态氮气（）转化为含氮化合物的过程（如合成氨），故A正确； B．自然界中氮元素以游离态（如大气中的）和化合态（如硝酸盐、蛋白质）存在，故B正确； C．氮气化学性质稳定（因N≡N键能大），但氮元素的非金属性强于磷（二者处于同一主族，氮原子半径更小，得电子能力更强，如酸性强于），故C错误； D．中氮元素为0价，反应中可升高（如与生成NO，作还原剂）或降低（如与Mg生成，作氧化剂），故D正确； 故答案选C。 5．有报道称“氮气能有效减少轮胎的噪音，延长轮胎使用寿命”，关于氮气的性质的说法，错误的是 A．通常情况下，氮气性质很不活泼 B．可在氧气中燃烧，生成一氧化氮 C．在水中溶解度小(通常情况下) D．跟氢气在一定条件下发生反应，氮气是氧化剂 【答案】B 【详解】A．氮气分子中存在牢固的氮氮三键，通常情况下化学性质稳定，不易发生反应，A正确； B．氮气与氧气反应需要高温或放电条件，生成一氧化氮，但氮气本身不会在氧气中“燃烧”，B错误； C．氮气在水中的溶解度极低，属于难溶气体，C正确； D．氮气与氢气合成氨时，氮元素化合价从0降至-3，氮气被还原，故作为氧化剂，D正确； 故选B。 6．雷电交加的天空发生的一个化学反应，其微观过程可用如下模型图表示。下列说法错误的是 A．反应前后元素的化合价都发生了改变 B．参加反应的反应物分子个数比是1：1 C．反应后的物质属于混合物 D．该反应属于化合反应 【答案】C 【详解】A．反应前和中N、O元素化合价均为0，反应后生成NO，N为+2价、O为-2价，两种元素化合价均改变，A正确； B．由微观图及方程式可知，参加反应的和分子个数比为1:1，B正确； C．反应后物质仅含NO一种分子，属于纯净物，而非混合物，C错误； D．该反应由和两种物质生成NO一种物质，属于化合反应，D正确； 故答案选C。 7．氮、氯、硫元素在地球上含量丰富，是重要的基本元素。下列说法正确的是 A．硫和氯气分别与铁反应，产物中铁元素的价态相同 B．“雷雨发庄稼”是因为放电条件下氮气与氧气反应生成的NO被植物吸收 C．将和气体分别通入溶液中，只有后者生成沉淀 D．豆科植物利用根瘤菌将空气中的游离态的氮转化为含氮化合物，实现自然固氮 【答案】D 【详解】A．硫与铁反应生成硫化亚铁，铁元素呈+2价；氯气与铁反应生成氯化铁，铁元素呈+3价，价态不同，A错误； B．“雷雨发庄稼”原理是放电条件下氮气与氧气反应生成NO，但NO需进一步氧化为硝酸盐才能被植物吸收，并非NO直接被吸收，因此B说法不准确，B错误； C．SO2通入Ba(NO3)2溶液中，在酸性条件下具有氧化性，能将SO2氧化为，生成BaSO4沉淀；SO3通入则与水反应生成H2SO4，也生成BaSO4沉淀，因此两者均生成沉淀，C错误； D．豆科植物通过根瘤菌将空气中的氮气转化为氨等含氮化合物，实现生物固氮，属于自然固氮，D正确； 故答案为D。 8．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。 9．自然界中的氮循环过程如图。下列有关叙述正确的是 A．过程②属于人工固氮过程 B．若足量，则过程②中可以一步转化为 C．过程④中，生成至少需要提供 D．该循环中只有氮元素的化合价发生了变化 【答案】C 【详解】A．过程②涉及豆科植物，属于生物固氮（自然固氮），A错误； B．N2转化为NO2需分步进行：N2→NO（放电）、NO→NO2（氧化），无法一步完成，B错误； C．过程④中，N元素从-3价升至+5价，失8e-；1 mol O2得4 mol e-，所以生成至少需要提供，C正确； D．循环中O2参与反应（如生成NO、），O元素的化合价从0变为-2，并非只有N元素化合价变化，D错误； 答案选C。 10．氮化镁是一种应用广泛的无机化合物，通常条件下为黄色粉末，热稳定性好，在潮湿空气中极易水解。某化学兴趣小组利用如图装置（夹持装置已略去）制备。 下列说法错误的是 A．试剂X为浓硫酸 B．装置C中可观察到红色粉末逐渐变为黑色 C．装置D中反应的化学方程式为 D．装置E的作用为尾气吸收 【答案】D 【分析】将空气依次通过溶液、浓硫酸和加热的粉，依次除去空气中的、和，在装置D中和反应生成，因在潮湿空气中极易水解，所以E的作用是防止外界中的水蒸气进入反应装置中与反应，据此解答。 【详解】A．试剂X的作用是除去空气中的H2O，其化学名称为浓硫酸，故A正确； B．装置C的作用是除去空气中的氧气，红色的铜与氧气反应生成黑色的CuO，则装置C中可观察到的现象为红色粉末逐渐变为黑色，故B正确； C．装置D中和反应生成，反应的化学方程式为：，C正确； D．由分析可知，装置E的作用为防止外界中的水蒸气进入反应装置中与反应，故D错误。 故选D。 氮及其化合物在工农业、医药等领域有着重要用途。下图的氮循环是生态系统物质循环的重要部分。 11．下列变化过程不以为原料的是___________。 A．工业合成氨 B．雷雨发庄稼 C．氨化作用 D．根瘤菌固氮 12．反硝化细菌可以将变成。下列四种物质在自然界中都能天然产生，其产生环境与反硝化细菌工作环境相似的是___________。 A．沼气 B．氧气 C．二氧化碳 D．二氧化硫 【答案】11．C 12．A 【解析】11．A．工业合成氨是氮气与氢气生成氨气，A不符合题意； B．雷雨发庄稼是指氮气在放电时生成NO，NO最终转化成NO，B不符合题意； C．氨化作用是将动物蛋白转化为NH3、NH，而动物蛋白不是N2，C符合题意； D．根瘤菌固氮也是将空气中的氮气转化为含氮化合物，D不符合题意； 故答案为：C。 12．A．沼气是植物秸秆等在缺氧环境中，经微生物发酵产生的一种可燃性气体，与反硝化细菌工作环境相似，A正确； B．氧气是生物生存所必需的物质，在自然界中都能天然产生（如植物光合作用），但与反硝化细菌工作环境不相似，B错误； C．CO2是植物光合作用的原料，在自然界中能天然产生（如呼吸作用、化石燃料燃烧等），但与反硝化细菌工作环境不相似，C错误； D．SO2是火山喷发产生的，在自然界中都能天然产生，但与反硝化细菌工作环境不相似，D错误； 故答案为：A。 13．下列有关N2说法正确的是 A．目前人工固氮主要通过以N2为原料的合成氨工业来实现 B．反应N2＋2O2 2NO2是造成汽车尾气污染的主要原因 C．N2容易液化，常用作低温实验的冷冻剂 D．N2是优质氮肥，可供农作物直接吸收利用 【答案】A 【详解】A．目前人工固氮主要通过以N2为原料的合成氨工业来实现，使用氮气和氢气催化反应生成氨气，实现人工固氮，A正确； B．氮气和氧气高温生成NO，N2＋O2 2NO是造成汽车尾气污染的主要原因，B错误； C．N2不容易液化，液氮的沸点很低，常用作低温实验的冷冻剂，C错误； D．N2很难被一般农作物直接吸收，不是氮肥，其可以用作氮肥的原料，D错误； 故选A。 14．九江三中一年一度科技文化艺术节“跳蚤市场游园”活动异常火爆，各种“烘烤炸煮”美食挑逗味蕾。其中空气炸锅的工作原理是让高温空气吹烤食物，达到煎炸效果。高温空气中含量最多的是 A．氧气 B．氮气 C．稀有气体 D．二氧化碳 【答案】B 【分析】空气中各成分的体积分数分别是：氮气大约占空气体积的78%、氧气大约占空气体积的21%、稀有气体大约占空气体积的0.94%、二氧化碳大约占空气体积的0.03%、水蒸气和其它气体和杂质大约占0.03%，据此分析。 【详解】高温空气和普通空气中各成分的含量—致。由于空气中各成分的体积分数分别是：氮气大约占空气体积的78%、氧气大约占空气体积的21%、稀有气体大约占空气体积的0.94%、二氧化碳大约占空气体积的0.03%、水蒸气和其它气体和杂质大约占0.03%，所以高温空气中含量最多的是N2，故合理选项是B。 15．下列操作不符合安全要求的是 A．钠着火，用二氧化碳灭火器灭火 B．氢气点燃前，先进行验纯 C．闻氮气时，用手轻轻扇动使少量气体进入鼻孔 D．做钠和水反应实验时，须配戴护目镜 【答案】A 【详解】A．钠着火时用二氧化碳灭火器灭火是不安全的，因为钠能在二氧化碳中燃烧，加剧火势；正确的灭火方法是使用干燥的沙子或专用金属灭火器，A错误； B．氢气点燃前进行验纯是必要的安全操作，可防止氢气与空气混合发生爆炸，B正确； C．闻氮气时用手轻轻扇动使少量气体进入鼻孔是安全的操作，因为氮气无毒且惰性，扇动法避免吸入大量气体，C正确； D．做钠和水反应实验时配戴护目镜是必要的安全措施，以防止反应溅出物伤害眼睛，D正确； 故选A。 16．下列方程式与所给事实相符的是 A．氮气与氧气反应： B．放在空气中会变暗： C．铁与水蒸气可发生反应： D．向溶液中滴入少量澄清石灰水，变浑浊： 【答案】D 【详解】A．氮气与氧气在放电条件下反应生成一氧化氮（），而非二氧化氮（），正确方程为，A错误； B．钠在空气中变暗是由于形成氧化钠（），过氧化钠（）通常在加热或燃烧条件下形成，正确方程为，B错误； C．铁与水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁（）和氢气，而非氧化铁（），正确方程为，C错误； D．向碳酸氢钠溶液中滴入少量澄清石灰水，则氢氧化钙不足，碳酸氢钠过量，碳酸氢根离子（）与氢氧根离子（）反应生成碳酸根离子（），钙离子（）与碳酸根离子结合形成碳酸钙沉淀，D正确； 故答案为D。 17．氮气是大气中含量最多的气体，下列有关氮气的说法正确的是 ①氮元素的非金属性较强，所以氮气是一种活泼的非金属单质 ②常温下，既能与反应，又能与反应 ③通过灼热的镁粉除去中的 ④“雷雨发庄稼”是指雷雨时可增加土壤中氮肥的含量，此变化属于氮的固定 ⑤3 mol 与1 mol混合反应生成，转移电子的数目小于6×6.02×1023 A．①②③④⑤ B．②③④⑤ C．②④⑤ D．④⑤ 【答案】D 【详解】①氮气因结构稳定，常温不活泼，①错误； ②常温下不与或反应，②错误； ③灼热的镁粉会同时与和反应，③错误； ④“雷雨发庄稼”属于自然固氮，④正确； ⑤因反应可逆，转移电子数小于理论值，⑤正确； 故答案选D。 18．氮元素在大自然中的循环如图所示，下列说法错误的是 A．豆科类植物的根瘤可直接固氮 B．“雷雨发庄稼”与历程③有关 C．历程②涉及方程式： D．循环图的转化说明含氮有机物和含氮无机物可以相互转化 【答案】B 【详解】A．豆科植物的根瘤菌能将大气中的氮气直接转化为含氮化合物，属于生物固氮，故A正确； B．“雷雨发庄稼”原理是雷电作用下N2与O2转化为NO，因此与历程①有关，故B错误； C．若历程②为NO转化为，总反应为4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3，故C正确； D．含氮有机物可被微生物分解为，无机物可被植物吸收转化为有机氮，说明含氮有机物和无机物可相互转化，故D正确； 选B。 19．氮化镁()是一种应用广泛的半导体材料，通常条件下为黄色粉末，热稳定性好，在潮湿空气中极易水解。某化学兴趣小组利用如图装置(夹持装置已略去)制备。 回答下列问题： (1)试剂X的化学名称为 。 (2)装置C中可观察到的现象为 。 (3)装置D中发生反应的化学方程式为 ；装置E的作用为 。 (4)若工业生产中需要监测最佳反应时间和最佳反应气气体流量，则保护气应选用 (填“”“空气”或“Ar”)。 (5)经查阅资料得知，采用镁单质与氨气反应，也能制得高纯度的，同时还生成一种可燃性气体。则镁单质在氨气中燃烧制得的化学方程式为 。 (6)取1.6g粗产品(设杂质不与水反应)于试管中，加适量蒸馏水，发现试管底部有白色不溶物，同时有刺激性气味的气体X产生，再向试管中滴入2滴无色酚酞试液，溶液颜色变为浅红色。经过精确测定，产生的气体X的质量为0.408g，则该粗产品的纯度为 %。 【答案】(1)浓硫酸 (2)红色粉末逐渐变为黑色 (3) 防止外界中的水蒸气进入反应装置中与反应 (4)Ar (5) (6)75 【分析】将空气依次通过NaOH溶液、浓硫酸和加热的Cu粉，依次除去空气中的CO2、H2O和O2，在装置D中Mg和N2反应生成Mg3N2，因Mg3N2在潮湿空气中极易水解，所以E的作用是防止外界中的水蒸气进入反应装置中与反应，据此解答。 【详解】（1）试剂X的作用是除去空气中的H2O，其化学名称为浓硫酸； （2）装置C的作用是除去空气中的氧气，红色的铜与氧气反应生成黑色的CuO，则装置C中可观察到的现象为红色粉末逐渐变为黑色； （3）装置D中Mg和N2反应生成Mg3N2，反应的化学方程式为：；由分析可知，装置E的作用为防止外界中的水蒸气进入反应装置中与反应； （4）若工业生产中需要监测最佳反应时间和最佳反应气气体流量，则保护气应选用Ar； （5）采用镁单质与氨气反应，也能制得高纯度的，同时还生成一种可燃性气体，Mg的化合价升高，则H元素化合价降低，即可燃性气体为氢气，所以镁单质在氨气中燃烧制得的化学方程式为：； （6）取1.6g粗产品(设杂质不与水反应)于试管中，加适量蒸馏水，发现试管底部有白色不溶物，同时有刺激性气味的气体X产生，再向试管中滴入2滴无色酚酞试液，溶液颜色变为浅红色，则该刺激性气味的气体X为氨气，同时产生的白色不溶物为氢氧化镁，反应的化学方程式为，经过精确测定，氨气的质量为0.408g，其物质的量为，则1.6g粗产品中含的质量为，所以该粗产品的纯度为=75%。 20．亚硝酸钠()在生产、生活中有广泛应用。现用下图所示仪器(夹持装置已省略)及试剂，验证亚硝酸钠与硫酸反应的气体产物。 已知：① ②气体的沸点：为，为 (1)A中盛有硫酸的仪器名称为 。 (2)为了检验装置中生成的气体产物，仪器的连接顺序(按左→右连接)为 → → 。 (3)反应前应打开弹簧夹，先通入一段时间氮气，目的是 。 (4)再关闭弹簧夹、打开分液漏斗活塞、滴入70%硫酸后，A中产生红棕色气体。 ①装置E的作用是 。 ②确认A中产生的气体含有NO，依据的现象是 。 (5)如果向中通入过量较多，则装置中发生反应的化学方程式为 ；如果没有装置C，对实验结论造成的影响是 。 【答案】(1)分液漏斗 (2) E D B (3)排尽装置内的空气，防止对NO的检验产生干扰 (4) 冷凝，使完全液化 D中通入后，气体由无色变为红棕色 (5) 水会与反应生成NO，影响后面NO的检验 【分析】此实验的目的是验证亚硝酸钠与硫酸反应的气体产物，A是反应装置，B是尾气处理装置，C吸收水蒸气，D检验NO，E冷凝，仪器的连接顺序为。 【详解】（1）由图可知，A中盛有硫酸的仪器名称为分液漏斗。 （2）由分析可知，为了检验装置中生成的气体产物，仪器的连接顺序(按左→右连接)为。 （3）NO易被空气中的氧气氧化为，故反应前应打开弹簧夹，先通入一段时间氮气，目的是排尽装置内的空气，防止对NO的检验产生干扰。 （4）①液化的温度是，故装置E的作用是冷凝，使完全液化； ②NO为无色气体，与反应生成红棕色气体，故D中通入后，气体由无色变为红棕色，可确认A中产生的气体含有NO。 （5） 向中通入过量较多，NO全部被氧化为，装置中发生反应的化学方程式为；如果没有装置C，水会与反应生成NO，影响后面NO的检验。 21．氮气的用途十分广泛，例如充氮包装保鲜水果。此用途体现了氮气 A．还原性 B．氧化性 C．惰性 D．易和其他物质反应 【答案】C 【详解】氮气的用途十分广泛，例如充氮包装保鲜水果，起保护气的作用，此用途体现了氮气的惰性，因为分子中氮氮三键键能大，性质不活泼。 答案选C。 22．化学反应千变万化，实验现象千姿百态。下列叙述错误的是 A．密封在无色试剂瓶中的新制氯水，久置后瓶内气压增大 B．集满的试管倒置在水中，水柱充满试管 C．在中受热，反应后的固体为淡黄色 D．在空气中久置的水玻璃逐渐变浑浊 【答案】B 【详解】A．氯水久置后，HClO分解为HCl和O2，O2溶解度低，导致气压增大，A正确； B．3体积NO2和水反应生成1体积NO和硝酸，水面仅上升至试管2/3处，剩余NO气体，NO不溶于水，水柱无法充满试管，B错误； C．Na2O在O2中加热生成淡黄色Na2O2，C正确； D．硅酸钠与CO2反应生成不溶于水的硅酸，溶液变浑浊，D正确； 故选B。 23．在空气中能大量存在的根本原因是 A．的密度比空气小 B．难溶于水 C．分子含有共价三键 D．是无色无味气体 【答案】C 【详解】A．的密度比空气小不是其能在空气中大量存在的根本原因，故A不选； B．难溶于水不是其能在空气中大量存在的根本原因，故B不选； C．分子含有共价三键，故化学性质很稳定，是能在空气中大量存在的根本原因，故C选； D．是无色无味气体不是其能在空气中大量存在的根本原因，故D不选； 答案选C。 24．已知(含同一种元素)之间的转化关系为，且X能与W发生反应生成一种易溶于水的盐，则X可能是 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】X、Y、Z、W(含同一种元素)，其中X能经过两步氧化得到Z ， Z再与水反应生成W，则X可能含C、N、S、Na等元素， X能与W发生反应生成一种易溶于水的盐，符合此条件的X只能为NH3，NH3能与氧气反应生成NO，NO再与氧气反应生成NO2，NO2与水反应生成HNO3，HNO3与NH3反应生成NH4NO3，NH4NO3是一种易溶于水的盐，根据上面的分析可知，应选C。 25．用石英砂和原料气(含N2和少量O2)制备Si3N4的操作流程如下(粗硅中含有少量Fe2O3和单质Cu)： 下列叙述正确的是 A．“还原”过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 2：1 B．“操作 X”是将原料气通过灼热的铜粉 C．“高温氮化”反应中N2是还原剂 D．“稀酸 Y”选用稀硫酸除去产物中的杂质 【答案】B 【分析】用石英砂（粗硅中含少量Fe、Cu的单质及化合物）和原料气（含N2和少量O2）制备Si3N4的操作流程，石英砂为SiO2，SiO2与焦炭在高温下发生反应，粗硅与氮气反应生成Si3N4，再用稀酸Y进行酸洗，除去铁、铜，得到纯净的产物，据此分析。 【详解】A．“还原” 过程发生反应，SiO2是氧化剂，C是还原剂，氧化剂与还原剂物质的量之比为1：2，A错误； B．原料气含N2和少量O2，“操作X” 是将原料气通过灼热铜粉，O2与Cu反应生成CuO，从而除去O2，防止Si被O2氧化，B正确； C．“高温氮化” 反应为，N元素化合价从0价降低到-3价，N2是氧化剂，C错误； D．粗硅含少量Fe2O3和单质Cu，“高温氮化” 后，Fe2O3可能转化为Fe3N等， Cu不与N2反应，稀硫酸不与Cu反应，应选用稀硝酸除去杂质，稀硝酸可与Cu等反应，D错误； 故选B。 26．“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．常温下，过程①中每吸收2.24 L氮气转移0.6 mol电子 B．过程②中每生成1 mol氨气，就有1 mol Li3N被氧化 C．过程③中每消耗2 mol LiOH，就有1 mol O2生成 D．总反应为 【答案】D 【详解】A．未说明标准状况，不能用标准状况下的气体摩尔体积进行相关计算，A错误； B．过程②发生的反应为，该反应中各元素的化合价均保持不变，该反应为非氧化还原反应，B错误； C．过程③发生的反应为，每消耗2 mol LiOH，就有0.5 mol O2生成，C错误； D．根据反应原理可推出总反应为，D正确； 故选D。 27．I．二氧化硫、氮氧化物能引发酸雨、雾霾等。目前工业上烟气脱硫脱硝的工艺流程如下： 已知：烟气中含尘、、。 (1)“催化氧化”的目的是 。 (2)图中产品中含硫成分为 (填化学式)。 II．为探究某种催化剂在有氧条件下还原的最佳温度，将一定比例的、和混合，以一定的流速通过催化还原反应器[如图(a)]，反应相同时间后测得的去除率随反应温度的变化曲线如图(b)所示。 (3)配平化学方程式： 。(注：和按物质的量混合) (4)当反应温度高于380℃时，的去除率迅速下降的原因可能是 。 III． (5)将通入盛有的NaOH溶液中，反应后溶液增重4.8g，则溶液中发生总反应的化学方程式为 。 IV．实验制备并测定纳米级的组成 步骤i：以为载体，用和水蒸气反应得到，再控制温度生成纳米级。 步骤ii：将4.54g纳米级：样品溶于稀硫酸得到溶液，再加入锌粉将全部还原成，过滤除锌粉，将滤液稀释至500mL。 步骤iii：取待测液25.00mL，用(标准溶液滴定，将氧化为，三次滴定消耗标准溶液的平均体积为25.00mL。 (6)计算得该样品的组成为 (填化学式)。 【答案】(1)将NO氧化为 (2) (3) (4)与反应产生了NO，或催化剂活性降低 (5) (6) 【分析】烟气经催化氧化将一氧化氮部分转化为二氧化氮后，再经除尘、除氮氧化物得到二氧化硫，二氧化硫用过量氨水吸收得到亚硫酸铵溶液，溶液结晶分离得到亚硫酸铵。 【详解】（1）根据分析知，“催化氧化”的目的是将NO氧化为； （2）根据分析知，图中产品中含硫成分为； （3）因为和按物质的量混合，则把二者系数都定为1，根据得失电子守恒、原子守恒可得：； （4）当反应温度高于380℃时，的去除率迅速下降的原因可能是：与反应产生了NO，或催化剂活性降低； （5）溶液增重4.8g，即二氧化硫是4.8g，即0.075，NaOH是，则NaOH与物质的量之比是4∶3，则根据原子守恒可得：； （6）三次滴定消耗标准溶液的平均体积为25.00mL，则平均消耗的，将氧化为而自身被还原为，根据得失电子守恒，和的计量关系为，则待测液中有，根据Ti元素守恒，4.54g样品中，的质量为，则剩余的0.54g为的质量，，则，即该样品的组成为。 28．设计实验探究NO的氧化性。 实验Ⅰ：用排水法收集一瓶NO，将其倒扣在盛有碱性溶液的水槽中，振荡，观察到集气瓶中液面上升。 资料：ⅰ.NO与碱性溶液会发生氧化还原反应，被还原为。 ⅱ.与反应生成黄色沉淀。 某同学认为，需通过进一步实验验证NO的氧化性，补充以下实验： 实验Ⅱ：取饱和溶液，加入少量冰醋酸，再滴加5滴的溶液，无明显变化。 实验Ⅲ： (1)取少量实验Ⅰ反应后集气瓶中的溶液，加入少量冰醋酸，再滴加5滴的溶液， (填实验现象)。 上述实验证明NO有氧化性。 (2)实验Ⅱ的目的是 (3)写出NO与碱性溶液反应的离子方程式 (4)一个氧化还原反应可以看成“氧化”和“还原”两个半反应，试用此角度分析NO与碱性溶液的反应。若还原反应为：，则氧化反应为： 。 (5)某同学结合所学知识设计处理工业废气中和NO的实验方案，达到消除污染，保护环境的目的。 ①先用饱和纯碱溶液吸收废气中的，生成，写出该反应的离子方程式 ②再向生成的溶液中加入一定量 ，以此溶液来吸收NO气体。 【答案】(1)出现黄色沉淀 (2)排除对检验的干扰 (3) (4) (5) NaOH 【分析】某小组通过实验探究NO的某些性质，用排水法收集一瓶NO，将其倒扣在盛有碱性溶液的水槽中，振荡，观察到集气瓶中液面上升，的氧化产物为硫酸根离子， 被还原为，检验反应产物时，要排除硫酸根离子等的干扰，以此解答。 【详解】（1）取少量实验Ⅰ反应后集气瓶中的溶液，加入少量冰醋酸，再滴加5滴的溶液，根据信息：与反应生成黄色沉淀、结合分析可知，实验现象为：出现黄色沉淀。 （2）银离子能与硫酸根离子产生沉淀，再利用信息：Ag+与反应生成黄色沉淀，则实验Ⅱ的目的是：排除对检验的干扰。 （3）据分析，NO与碱性溶液反应生成、和H2O，反应中，氮元素从+2价升高到+1价、硫元素从+4价升高到+6价，则按得失电子数守恒、电荷守恒、元素质量守恒得离子方程式。 （4）氧化反应为：的氧化产物为硫酸根离子，硫元素化合价升高，结合守恒可知相应的离子方程式为。 （5）某同学结合所学知识设计处理工业废气中和NO的实验方案，达到消除污染，保护环境的目的。 ①先用饱和纯碱溶液吸收废气中的，生成，则同时生成亚硫酸钠，该反应的离子方程式：。 ②根据资料ⅰ可知：应再向生成的溶液中加入一定量NaOH，以此溶液来吸收NO气体。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第一单元 氮的固定 分层作业 1．下列化学用语或图示表达正确的是 A．氯离子的结构示意图： B．和互为同位素 C．的电子式： D．氮气的结构式： 2．下列气体的直接排放不会造成大气污染的是 A． B． C． D． 3．食品包装袋内充入某气体可以避免食物因氧化而变质，该气体可以是 A． B． C．HCl D． 4．下列关于氮及其化合物的说法不正确的是 A．氮的固定是将N2转化成含氮化合物 B．氮元素在自然界中既有游离态又有化合态 C．氮气化学性质不如磷活泼，故氮元素非金属性弱于磷 D．N2既可作氧化剂又可作还原剂 5．有报道称“氮气能有效减少轮胎的噪音，延长轮胎使用寿命”，关于氮气的性质的说法，错误的是 A．通常情况下，氮气性质很不活泼 B．可在氧气中燃烧，生成一氧化氮 C．在水中溶解度小(通常情况下) D．跟氢气在一定条件下发生反应，氮气是氧化剂 6．雷电交加的天空发生的一个化学反应，其微观过程可用如下模型图表示。下列说法错误的是 A．反应前后元素的化合价都发生了改变 B．参加反应的反应物分子个数比是1：1 C．反应后的物质属于混合物 D．该反应属于化合反应 7．氮、氯、硫元素在地球上含量丰富，是重要的基本元素。下列说法正确的是 A．硫和氯气分别与铁反应，产物中铁元素的价态相同 B．“雷雨发庄稼”是因为放电条件下氮气与氧气反应生成的NO被植物吸收 C．将和气体分别通入溶液中，只有后者生成沉淀 D．豆科植物利用根瘤菌将空气中的游离态的氮转化为含氮化合物，实现自然固氮 8．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 9．自然界中的氮循环过程如图。下列有关叙述正确的是 A．过程②属于人工固氮过程 B．若足量，则过程②中可以一步转化为 C．过程④中，生成至少需要提供 D．该循环中只有氮元素的化合价发生了变化 10．氮化镁是一种应用广泛的无机化合物，通常条件下为黄色粉末，热稳定性好，在潮湿空气中极易水解。某化学兴趣小组利用如图装置（夹持装置已略去）制备。 下列说法错误的是 A．试剂X为浓硫酸 B．装置C中可观察到红色粉末逐渐变为黑色 C．装置D中反应的化学方程式为 D．装置E的作用为尾气吸收 氮及其化合物在工农业、医药等领域有着重要用途。下图的氮循环是生态系统物质循环的重要部分。 11．下列变化过程不以为原料的是___________。 A．工业合成氨 B．雷雨发庄稼 C．氨化作用 D．根瘤菌固氮 12．反硝化细菌可以将变成。下列四种物质在自然界中都能天然产生，其产生环境与反硝化细菌工作环境相似的是___________。 A．沼气 B．氧气 C．二氧化碳 D．二氧化硫 13．下列有关N2说法正确的是 A．目前人工固氮主要通过以N2为原料的合成氨工业来实现 B．反应N2＋2O2 2NO2是造成汽车尾气污染的主要原因 C．N2容易液化，常用作低温实验的冷冻剂 D．N2是优质氮肥，可供农作物直接吸收利用 14．九江三中一年一度科技文化艺术节“跳蚤市场游园”活动异常火爆，各种“烘烤炸煮”美食挑逗味蕾。其中空气炸锅的工作原理是让高温空气吹烤食物，达到煎炸效果。高温空气中含量最多的是 A．氧气 B．氮气 C．稀有气体 D．二氧化碳 15．下列操作不符合安全要求的是 A．钠着火，用二氧化碳灭火器灭火 B．氢气点燃前，先进行验纯 C．闻氮气时，用手轻轻扇动使少量气体进入鼻孔 D．做钠和水反应实验时，须配戴护目镜 16．下列方程式与所给事实相符的是 A．氮气与氧气反应： B．放在空气中会变暗： C．铁与水蒸气可发生反应： D．向溶液中滴入少量澄清石灰水，变浑浊： 17．氮气是大气中含量最多的气体，下列有关氮气的说法正确的是 ①氮元素的非金属性较强，所以氮气是一种活泼的非金属单质 ②常温下，既能与反应，又能与反应 ③通过灼热的镁粉除去中的 ④“雷雨发庄稼”是指雷雨时可增加土壤中氮肥的含量，此变化属于氮的固定 ⑤3 mol 与1 mol混合反应生成，转移电子的数目小于6×6.02×1023 A．①②③④⑤ B．②③④⑤ C．②④⑤ D．④⑤ 18．氮元素在大自然中的循环如图所示，下列说法错误的是 A．豆科类植物的根瘤可直接固氮 B．“雷雨发庄稼”与历程③有关 C．历程②涉及方程式： D．循环图的转化说明含氮有机物和含氮无机物可以相互转化 19．氮化镁()是一种应用广泛的半导体材料，通常条件下为黄色粉末，热稳定性好，在潮湿空气中极易水解。某化学兴趣小组利用如图装置(夹持装置已略去)制备。 回答下列问题： (1)试剂X的化学名称为 。 (2)装置C中可观察到的现象为 。 (3)装置D中发生反应的化学方程式为 ；装置E的作用为 。 (4)若工业生产中需要监测最佳反应时间和最佳反应气气体流量，则保护气应选用 (填“”“空气”或“Ar”)。 (5)经查阅资料得知，采用镁单质与氨气反应，也能制得高纯度的，同时还生成一种可燃性气体。则镁单质在氨气中燃烧制得的化学方程式为 。 (6)取1.6g粗产品(设杂质不与水反应)于试管中，加适量蒸馏水，发现试管底部有白色不溶物，同时有刺激性气味的气体X产生，再向试管中滴入2滴无色酚酞试液，溶液颜色变为浅红色。经过精确测定，产生的气体X的质量为0.408g，则该粗产品的纯度为 %。 20．亚硝酸钠()在生产、生活中有广泛应用。现用下图所示仪器(夹持装置已省略)及试剂，验证亚硝酸钠与硫酸反应的气体产物。 已知：① ②气体的沸点：为，为 (1)A中盛有硫酸的仪器名称为 。 (2)为了检验装置中生成的气体产物，仪器的连接顺序(按左→右连接)为 → → 。 (3)反应前应打开弹簧夹，先通入一段时间氮气，目的是 。 (4)再关闭弹簧夹、打开分液漏斗活塞、滴入70%硫酸后，A中产生红棕色气体。 ①装置E的作用是 。 ②确认A中产生的气体含有NO，依据的现象是 。 (5)如果向中通入过量较多，则装置中发生反应的化学方程式为 ；如果没有装置C，对实验结论造成的影响是 。 21．氮气的用途十分广泛，例如充氮包装保鲜水果。此用途体现了氮气 A．还原性 B．氧化性 C．惰性 D．易和其他物质反应 22．化学反应千变万化，实验现象千姿百态。下列叙述错误的是 A．密封在无色试剂瓶中的新制氯水，久置后瓶内气压增大 B．集满的试管倒置在水中，水柱充满试管 C．在中受热，反应后的固体为淡黄色 D．在空气中久置的水玻璃逐渐变浑浊 23．在空气中能大量存在的根本原因是 A．的密度比空气小 B．难溶于水 C．分子含有共价三键 D．是无色无味气体 24．已知(含同一种元素)之间的转化关系为，且X能与W发生反应生成一种易溶于水的盐，则X可能是 A． B． C． D． 25．用石英砂和原料气(含N2和少量O2)制备Si3N4的操作流程如下(粗硅中含有少量Fe2O3和单质Cu)： 下列叙述正确的是 A．“还原”过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 2：1 B．“操作 X”是将原料气通过灼热的铜粉 C．“高温氮化”反应中N2是还原剂 D．“稀酸 Y”选用稀硫酸除去产物中的杂质 26．“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．常温下，过程①中每吸收2.24 L氮气转移0.6 mol电子 B．过程②中每生成1 mol氨气，就有1 mol Li3N被氧化 C．过程③中每消耗2 mol LiOH，就有1 mol O2生成 D．总反应为 27．I．二氧化硫、氮氧化物能引发酸雨、雾霾等。目前工业上烟气脱硫脱硝的工艺流程如下： 已知：烟气中含尘、、。 (1)“催化氧化”的目的是 。 (2)图中产品中含硫成分为 (填化学式)。 II．为探究某种催化剂在有氧条件下还原的最佳温度，将一定比例的、和混合，以一定的流速通过催化还原反应器[如图(a)]，反应相同时间后测得的去除率随反应温度的变化曲线如图(b)所示。 (3)配平化学方程式： 。(注：和按物质的量混合) (4)当反应温度高于380℃时，的去除率迅速下降的原因可能是 。 III． (5)将通入盛有的NaOH溶液中，反应后溶液增重4.8g，则溶液中发生总反应的化学方程式为 。 IV．实验制备并测定纳米级的组成 步骤i：以为载体，用和水蒸气反应得到，再控制温度生成纳米级。 步骤ii：将4.54g纳米级：样品溶于稀硫酸得到溶液，再加入锌粉将全部还原成，过滤除锌粉，将滤液稀释至500mL。 步骤iii：取待测液25.00mL，用(标准溶液滴定，将氧化为，三次滴定消耗标准溶液的平均体积为25.00mL。 (6)计算得该样品的组成为 (填化学式)。 28．设计实验探究NO的氧化性。 实验Ⅰ：用排水法收集一瓶NO，将其倒扣在盛有碱性溶液的水槽中，振荡，观察到集气瓶中液面上升。 资料：ⅰ.NO与碱性溶液会发生氧化还原反应，被还原为。 ⅱ.与反应生成黄色沉淀。 某同学认为，需通过进一步实验验证NO的氧化性，补充以下实验： 实验Ⅱ：取饱和溶液，加入少量冰醋酸，再滴加5滴的溶液，无明显变化。 实验Ⅲ： (1)取少量实验Ⅰ反应后集气瓶中的溶液，加入少量冰醋酸，再滴加5滴的溶液， (填实验现象)。 上述实验证明NO有氧化性。 (2)实验Ⅱ的目的是 (3)写出NO与碱性溶液反应的离子方程式 (4)一个氧化还原反应可以看成“氧化”和“还原”两个半反应，试用此角度分析NO与碱性溶液的反应。若还原反应为：，则氧化反应为： 。 (5)某同学结合所学知识设计处理工业废气中和NO的实验方案，达到消除污染，保护环境的目的。 ①先用饱和纯碱溶液吸收废气中的，生成，写出该反应的离子方程式 ②再向生成的溶液中加入一定量 ，以此溶液来吸收NO气体。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $