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课后达标 素养提升
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1．海洋生物参与氮循环的过程如下图所示。下列说法正确的是(　　)
A．反应①中发生了电子转移
B．反应③⑤属于氮的固定
C．反应③可能有氧气参与
D．生物死亡后，氮不再参与海洋中的氮循环
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2．(2024·大连高一期末)某混合气体中可能含有Cl2、O2、SO2、NO、NO2中的两种或多种。现将此无色的混合气体通过品红溶液后，品红溶液褪色，把剩余气体排入空气中，很快变为红棕色。下列关于原混合气体成分的判断正确的是(　　)
A．肯定有SO2和NO2
B．肯定只有NO
C．可能有Cl2和O2
D．肯定没有Cl2、O2和NO2
解析：由于混合气体呈无色，因此其中一定没有Cl2、NO2；将混合气体通过品红溶液，品红溶液褪色，说明混合气体中含有SO2；将剩余气体排入空气中呈红棕色，说明混合气体中含有NO，故混合气体中没有O2。
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3．科学的假设与猜想是科学探究的先导和价值所在。在下列假设或猜想引导下的探究肯定没有意义的是　(　　)
A．探究SO2和Na2O2反应可能有Na2SO4生成
B．探究NO和N2O可能化合生成NO2
C．探究NO2可能被NaOH溶液完全吸收生成NaNO2和NaNO3
D．探究向滴有酚酞溶液的NaOH溶液中通入Cl2，酚酞红色褪去的原因是溶液的酸碱性改变还是HClO的漂白作用
解析：NO和N2O反应不可能生成NO2，因为氮元素的化合价均升高，没有元素化合价降低。
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4．把少量NO2通入过量小苏打溶液中，再使逸出的气体通过装有足量的过氧化钠颗粒的干燥管，最后收集到的气体是(　　)
A．氧气 B．二氧化氮
C．二氧化氮和氧气 D．二氧化氮和一氧化氮
解析：假设3 mol二氧化氮和水反应生成2 mol硝酸和1 mol一氧化氮，2 mol硝酸和小苏打反应生成2 mol二氧化碳，2 mol二氧化碳和过氧化钠反应生成1 mol氧气，1 mol一氧化氮和0.5 mol氧气反应生成1 mol二氧化氮，所以最后收集到的气体是二氧化氮和氧气。
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6．在同温同压下，将等体积混合而成的四组气体：①NO2＋O2、②NO2＋NO、③HCl＋N2、④SO2＋O2，分别通入容积相同的试管，并立即倒立于水槽中，如右图所示。待试管内液面稳定后，剩余气体的体积依次为V1、V2、V3、V4，剩余气体的体积最大的是(　　)
A．V1 B．V2
C．V3 D．V4
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7．现有12 mL NO2、O2的混合气体，通入足量水中，充分反应后剩余2 mL气体(同温同压下)，原混合气体中氧气的体积可能是(　　)
A．1.2 mL B．2.4 mL
C．3 mL D．4.2 mL
8．汽车尾气中常含有CO、NOx等气体，为减轻污染，一般汽车都加装了“催化净化器”，可将汽车尾气中的有毒气体转化为无污染的气体。某化学兴趣小组在实验室模拟汽车尾气处理，设计了如下图所示的装置(部分夹持装置已略去)。

(1)装置Ⅲ的主要作用为_______________________。
解析：一氧化碳和一氧化氮在催化剂、加热条件下转化为氮气和二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，所以装置Ⅲ的主要作用是检验CO是否转化为CO2。
检验CO是否转化为CO2
(2)停止加热，打开活塞K，放入适量氧气时，装置Ⅱ中可观察到的现象是
_______________。
解析：由于有部分一氧化氮没有转化为氮气，故向装置Ⅱ中通入氧气时，一氧化氮与氧气反应生成红棕色的二氧化氮，因此装置Ⅱ中可观察到的现象为出现红棕色气体。
(3)该套装置的不完善之处是___________________。
解析：由于尾气中仍残留未反应的一氧化氮和一氧化碳，因此该装置的不完善之处是无尾气处理装置。
出现红棕色气体
无尾气处理装置
(4)汽车尾气中含有CO和NOx，消除它们对大气污染的方法是安装催化转化器，使它们发生反应生成两种无毒的气体，其中一种是单质，该反应的化学方程式为___________________________________。
(5)工业上常用纯碱液来吸收NOx，有关反应的化学方程式为2NO2＋Na2CO3===NaNO2＋NaNO3＋CO2、NO2＋NO＋Na2CO3===2NaNO2＋CO2。现有标准状况下a L NO2和b L NO的混合气体恰好被200 mL Na2CO3溶液完全吸收，a、b应满足的关系为____________________。Na2CO3溶液中溶质的物质的量浓度为________mol·L－1。　
a∶b≥1∶1(或a≥b)
9．氮和氮的化合物与人类有密切关系。回答下列问题：
(1)下列属于氮的固定的是________(填序号)。
①工业上N2和H2合成NH3
②N2和O2在放电条件下生成NO
③NH3催化氧化生成NO
解析：氮的固定是指将游离态的氮转化为化合态的氮的过程，N2和H2合成NH3、N2和O2在放电条件下生成NO，均属于氮的固定。
①②
(2)NSR(NOx储存还原)工作原理：NOx的储存和还原在不同时段交替进行，如下图所示。

通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx的储存和还原，写出NO、O2、BaO反应生成Ba(NO3)2的化学方程式：
_______________________________。
解析：氧化钡、一氧化氮和氧气反应生成Ba(NO3)2的化学方程式是2BaO＋4NO＋3O2===2Ba(NO3)2。
2BaO＋4NO＋3O2===2Ba(NO3)2
(3)CO与NO在Rh催化剂上的氧化还原反应是控制汽车尾气对空气污染的关键反应，用Rh作为催化剂时该反应的过程示意图如下：

该反应中氧化产物为________，当生成1 mol N2时，转移电子的物质的量为________mol。
CO2
4
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反应后气体体积为12 mL＋(30 mL－6 mL)＝36 mL，气体体积减小，故反应过程中注射器的活塞缓缓向左移动，B项错误、C项正确；
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11．实验室以空气和镁为原料制备 Mg3N2 的装置如下图所示(夹持和加热装置略去)：

下列说法正确的是(　　)
A．A、B 中可依次加入浓硫酸、NaOH溶液
B．若去掉C，则对产品纯度无影响
C．实验时应先加热C，通入一段时间空气后再加热D
D．E 中碱石灰的作用是吸收尾气
解析：A．要制备氮化镁，需要除去空气中的氧气、CO2和水蒸气，A、B中可依次加入NaOH溶液、浓硫酸，选项A错误；
B．若去掉C，则镁与氧气反应生成氧化镁，对产品纯度有影响，选项B错误；
C．实验时，应先加热C，通入一段时间空气除去氧气，再加热D，选项C正确；
D．E中碱石灰的作用是吸收空气中的水蒸气和二氧化碳，避免进入D中干扰实验，选项D错误。
12．(2024·常州高一调研)某兴趣小组设计用铁粉将NO还原为N2(同时生成FeO)，下列说法不正确的是(　　)
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解析：本实验验证NO与铁粉反应生成N2和FeO，装置甲用于制备NO气体，NO能与装置中氧气反应生成NO2，制备的NO气体中混有水蒸气、硝酸蒸气和NO2，水蒸气能与铁反应，干扰实验，需要除去，使NO2先与水反应生成硝酸和NO，干燥后再与铁反应，NO有毒，需要尾气处理。根据已知信息可知，尾气处理时应先通过浓硝酸，最后通过NaOH溶液，故装置的连接顺序是a→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d，故A正确；
根据分析可知，装置丁的作用是除去挥发出来的硝酸和产生的NO2，故C正确；
由题给已知信息可知，浓硝酸的作用是将NO氧化成NO2，便于NaOH溶液吸收，防止污染环境，故D错误。
√
13．(2024·潍坊高一测试)用石灰乳吸收硝酸工业的尾气(含NO、NO2)可获得Ca(NO2)2，部分工艺流程如下图所示：

下列说法不正确的是(　　)
A．“吸收”时主要反应的化学方程式为NO＋NO2＋Ca(OH)2===Ca(NO2)2＋H2O
B．若将石灰乳改为澄清石灰水，则吸收效率将会增大
C．采用气液逆流接触有利于尾气中NO、NO2的充分吸收
D．若尾气中n(NO2)∶n(NO)＜1∶1，则吸收后排放的气体中NO含量升高
解析：该工艺的反应物是NO、NO2和Ca(OH)2，生成物是Ca(NO2)2和H2O，根据得失电子守恒和质量守恒，可得化学方程式为NO＋NO2＋Ca(OH)2===Ca(NO2)2＋H2O，A选项正确；
Ca(OH)2微溶于水，所以澄清石灰水中Ca(OH)2浓度很小，若将石灰乳改为澄清石灰水，则吸收NO、NO2的效率将会减小，B选项错误；
采用气液逆流接触，增大了气体和液体的接触面积，有利于尾气中NO、NO2的充分吸收，C选项正确；
根据NO＋NO2＋Ca(OH)2===Ca(NO2)2＋H2O可知，当尾气中n(NO2)∶n(NO)＜1∶1时，NO过量，NO不能被石灰乳完全吸收，排放的气体中NO含量升高，D选项正确。
(1)反应前应打开弹簧夹，先通入一段时间氮气，排除装置中的空气，目的是______________________________________。
解析：空气中的氧气能氧化NO，所以必须先排尽空气，防止可能生成的NO被氧化成NO2，造成对装置A中反应气体产物检验不完全。
(2)该实验装置的明显缺陷是________________。
解析：该实验装置的明显缺陷是无尾气吸收装置，会导致氮氧化物直接排放到空气中造成污染。
防止可能生成的NO被空气中氧气氧化
无尾气吸收装置
(3)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确认A中产生的气体含有NO，依据的现象是________________________。
②装置B的作用是____________________。
解析：①已知气体液化的温度：NO2为21 ℃，NO为－152 ℃，若装置A中产生的气体含有NO，则经过装置B的冷却后，进入装置C中的气体能和氧气反应生成红棕色气体，即现象是装置C中出现红棕色气体。
②NO2气体液化的温度为21 ℃，故装置B的作用是冷凝使NO2完全液化。
装置C中出现红棕色气体
冷凝使NO2完全液化
(4)通过上述实验探究过程，可得出装置A中反应的化学方程式：
___________________________________________________________。
解析：通过上述实验探究可知，装置A中亚硝酸钠与硫酸反应生成硫酸钠、二氧化氮、一氧化氮和水，反应的化学方程式是2NaNO2＋H2SO4===Na2SO4＋NO2↑＋NO↑＋H2O。
2NaNO2＋H2SO4===Na2SO4＋NO2↑＋NO↑＋H2O
(5)①水合肼(N2H4·H2O)是一种重要的化工原料，在医药、农业及燃料上都有着广泛的应用。目前，我国生产水合肼均采用尿素法，即利用NaClO溶液、NaOH溶液与尿素[CO(NH2)2](尿素中的C元素化合价为＋4价，N元素化合价为－3价)反应制得粗肼(N2H4)，则NaClO与尿素的物质的量之比为________。
②火箭发射时可用肼(N2H4)为燃料，二氧化氮为氧化剂，生成无毒无害的物质，写出反应的化学方程式：_______________________________。
1∶1
2N2H4＋2NO2===3N2＋4H2O
解析：①NaClO具有氧化性，NaClO溶液、NaOH溶液与尿素[CO(NH2)2]反应制得粗肼(N2H4)，反应中氮元素化合价升高，则次氯酸钠为氧化剂，氯元素化合价降低得到氯化钠，结合质量守恒可知，同时生成碳酸钠，故生成粗肼反应的化学方程式为NaClO＋CO(NH2)2＋2NaOH===N2H4·H2O＋Na2CO3＋NaCl，NaClO与尿素的物质的量之比为1∶1。
②火箭发射时可用肼(N2H4)为燃料，二氧化氮为氧化剂，生成无毒无害的物质氮气和水，反应的化学方程式为2N2H4＋2NO2===3N2＋4H2O。

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