7.2重要的含氮化工材料——提升训练 （word版 含解析）

7.2重要的含氮化工材料
一、选择题（共16题）
1．某无色溶液能与Al反应放出H2，下列离子一定能在该溶液中大量共存的是
A．H+、NH、NO、Fe2+ B．Na+、SO、K＋、Cl－
C．Ba2+、OH－、AlO、SO D．Al3+、Mg2+、SiO、ClO－
2．氨水的碱性较弱，其原因是
A．它能使酚酞试液变红色
B．氨水极易挥发出氨
C．氨与水结合生成的一水合氨（NH3·H2O）只有小部分电离成NH4+和OH—
D．溶于水的氨大部分以NH3分子形式存在
3．某化学课外活动小组通过下列实验验证Cl2与NH3的反应，下列有关说法错误的是
A．用KMnO4和浓盐酸制备Cl2时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶5
B．A装置制备NH3，E装置制备Cl2
C．反应时，装置C中观察到的现象是黄绿色变浅，有白烟产生，说明生成NH4Cl和N2
D．尾气中的NH3可被F装置吸收
4．图是氮及其化合物的“价—类”二维图，结合二维图及氧化还原反应的基本规律，下列相关分析或预测错误的是
A．硝酸具有较强的氧化性，可用稀硝酸清洗“银镜实验”后的试管
B．NO、NO2和NH3在一定条件下均能反应，可用氨气处理氮氧化物
C．可用加热NH4NO3的方法制取氨气
D．联氨(N2H4)可能被亚硝酸(HNO2)氧化生成氢叠氮酸HN3
5．某强酸性溶液中还可能存在、、、、、、、中的若干种，现取适量溶液进行如下一系列实验，下列有关判断正确的是
A．原试液中可能存在Ba2+
B．不用通过任何实验即可确定原试液中一定没有
C．沉淀为白色固体，在空气中迅速变为灰绿色，最终变为红褐色
D．步骤③中产生沉淀的离子反应方程式为：
6．足量铜与一定量的浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和，NO的混合气体（已换算成标准状况，不考虑与的转化），这些气体与一定体积，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溶液。则恰好完全沉淀：下列说法正确的是
A．此反应过程中转移的电子为
B．混合气体中含（标准状况）
C．参加反应的是
D．消耗氧气的体积为（标准状况）
7．下列由实验现象所得结论正确的是
A．浓硝酸在光照下颜色变黄，说明浓硝酸具有不稳定性
B．向酸性溶液中加入溶液，紫色褪去，证明有还原性
C．某气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，说明该气体一定是
D．向的混合液中加铁粉，充分反应后仍有固体存在，说明铁粉有剩余
8．取三张蓝色石蕊试纸放在玻璃棒上，然后按顺序分别滴加65%的浓HNO3、98.3%的浓H2SO4和新制氯水，三张试纸最后的颜色为
A．红、红、红 B．白、黑、白
C．红、黑、红 D．红、黑、白
9．下列变化属于氮的固定的是
A．工业上用氨气和硝酸合成硝酸铵
B．氯化铵受热分解生成氨气和氯化氢
C．氨气与氯气反应生成氮气
D．氮气和氧气在放电条件下生成NO
10．下列离子在溶液中可以大量共存的一组是
A．HCO、Na+、OH﹣ B．Na+、NO、Cl﹣
C．K+、H+、HCO D．H+、Fe2+、NO
11．在给定的条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是
A．SSO3H2SO4
B．FeFeSH2S
C．N2NH3Na2CO3
D．H2SiO3SiO2SiCl4
12．实验室制备气体的常见装置如下。下列说法正确的是
A．用甲装置制备时，试管中盛放的药品可以是
B．用乙装置可制备，用、浓盐酸和该装置也可制备
C．用丙装置制备时，圆底烧瓶中放铜屑，分液漏斗中盛放稀硝酸
D．用丁装置制备时，圆底烧瓶中可以放铜屑，分液漏斗中盛放浓硫酸
13．W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，四种元素的核外电子总数满足X+Y=W+Z；化合物XW3与WZ相遇会产生白烟。下列叙述正确的是
A．XW3与WZ均极易溶于水 B．原子半径：Z>Y
C．元素X的含氧酸均为强酸 D．Y的氧化物的水化物为强碱
14．下列有关说法正确的有
向溶液中加入足量铜片并加热，充分反应后，被还原物质的量小于
稀硝酸中可大量含有、、、生产普通水泥的主要原料有石灰石、石英和纯碱
用玻璃棒蘸取浓氨水点到红色石蕊试纸上，试纸变蓝
，上述每步转化都能通过一步反应实现
将氯气和二氧化硫气体分别通入紫色石蕊试液中，均会出现褪色现象
A．2个 B．3个 C．4个 D．5个
15．实验室在 500 °C时隔绝空气加热硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2］至分解完全并确定分解产物成分的装置如图所示（已知分解的固体产物可能有 FeO、Fe2O3和 Fe3O4 ，气体产物可能有 NH3、N2、H2O、SO3和 SO2)。下列说法中正确的是（ ）
A．装置②用于检验分解产物中是否有水蒸气生成， 试剂X 最好选用碱石灰
B．装置③用于检验分解产物中是否有SO3气体生成并除去SO3和NH3
C．取①中固体残留物与稀硫酸反应并滴加 KSCN溶液，溶液变红色，则残留物一定为Fe2O3
D．装置④用于检验分解产物中是否有SO2气体生成，装置⑤用于收集生成的NH3和N2
16．下列离子方程式正确的是
A．浓硝酸中加入过量铁粉并加热：Fe+3+6H+Fe3++3NO2↑+3H2O
B．Ca(HCO3)2溶液与过量NaOH溶液反应+OH-+Ca2+=CaCO3↓+H2O
C．氢氧化铁溶于氢碘酸溶液：Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O
D．等体积等物质的量浓度的氢氧化钡溶液与碳酸氢铵溶液混合：Ba2++2OH-++=BaCO3↓+NH3·H2O+H2O
二、综合题（共6题）
17．氨是重要的氮肥，是产量较大的化工产品之一。德国人哈伯因此获得了1918年诺贝尔化学奖。
(1)合成氨工业中采取的下列措施可用勒夏特列原理解释的是___________。
A．采用较高压强 B．采用500 ℃的高温
C．用铁触媒作催化剂 D．将生成的氨液化并及时从体系中分离出来
(2)常温下氨气极易溶于水，其水溶液显碱性。请用化学用语表示氨水显碱性的原因________。
(3)图1是模拟工业合成氨的简易装置，检验有氨气生成的实验操作：______________________。
(4)实验室还可利用氯化铵固体和氢氧化钙固体反应制取氨气。请补全图2制氨气的发生装置和收集装置。(夹持装置和药品可以省略)________。
(5)依据温度对合成氨反应的影响，在图3坐标系中，画出一定条件下的密闭容器内，从常温下通入原料气开始，随温度不断升高，NH3物质的量变化的曲线示意图。________。
18．I．氮是生命的必需元素，氮氧化物、氨气、氮肥等含氮化合物在生产生活中都有巨大作用。请回答下列问题：
(1)实验室制取氨气的化学方程式：___________。
(2)近几年科学家研究通过一种生物燃料电池实现室温下合成氨，其工作原理如图：
该电池负极是电极___________(填“a”或“b”)，正极的电极反应方程为：___________；对比传统的工业合成氨，生物燃料电池合成氨的优点是___________(任写一条)。
(3)氮的固定对农业生产具有重要意义，与在一定条件下可转为NO，下图表示转化过程中能量变化，则c表示的能量大小为___________。已知：断开、、(NO中的氮氧键)时分别需要吸收945kJ、498kJ、630kJ的能量。
Ⅱ．自然资源是人类社会发展不可或缺的物质基础，从自然资源中获取人类生存和发展所需的物质是化学研究的重要内容。
(4)工业上常用电解法冶炼得到活泼金属，如电解熔融___________(填化学式)即可得到铝。
(5)工业上从海水中提溴常用“吹出法”(流程如图)，步骤③中与溴蒸气发生反应，氧化剂与还原剂物质的量之比为___________，操作步骤②③④的目的是___________。
19．2022年2月在北京举办了冬季奥运会，冬奥会奖牌是金镶玉材料，而玉的成分是硅酸盐和二氧化硅，回答下面问题：
(1)向硅酸钠溶液中通入少量CO2，生成一种凝胶硅酸，写出反应的离子方程式：___________。此实验可以证明碳元素的非金属性___________(填“大于”或“小于”)硅元素。
(2)碳纳米材料是一种新型无机非金属材料，下面不属于新型无机非金属材料的是___________。
A．碳纳米管 B．石墨烯 C．超导电动陶瓷 D．滑雪刀刃用铬钼钢
(3)举办冬奥会需要低温环境，而氨气是一种很好的制冷剂。
①写出氨气的电子式___________。
②写出实验室制备氨气的化学方程式___________。
(4)北京冬奥会基本实现100%绿电供应和碳中和，利用和在光催化酶作用下可以高效合成甲醇。
①写出甲醇燃烧的化学方程式：___________，该反应是___________(填“吸热”或“放热”)反应。
②氢气燃料电池和甲醇燃料电池在北京冬奥会上得到广泛应用。如图是碱性氢燃料电池的模拟示意图：
a电极是___________极，b电极发生的电极反应式是___________。外电路中有电子流入的是___________(填“a”或“b”)极。
③将上图中的改为甲醇就构成了碱性甲醇燃料电池，其中发生还原反应的电极是___________(填“a”或“b”)极，a电极发生的电极反应式是___________。
20．自然界中的局部氮循环如下图。
（1）上图含氮物质的各步转化中，属于氮的固定的是______（ 填数字序号）。
（2） NH3是氮循环中的重要物质，工业合成氨反应的化学方程式为_____________。
（3）某化工厂出现泄漏，大量氨水进入循环水系统，使循环水中含氯杀菌剂（有效成分为Cl2）的杀菌效果降低、硝化作用增强，导致循环水的pH发生波动，最终造成设备腐蚀。
①下列有关氨对循环水影响的说法中，正确的是_____ （ 填字母序号）。
a.过量氨进入循环水后，水中NO和NO 含量会升高
b.过量氨进入循环水后，不会导致水体富营养化
c.循环水pH的波动中，pH的上升与氨水的碱性有关
d.为减少氨对杀菌剂杀菌效果的影响，可以改用非氧化性杀菌剂
②通过检测循环水中的c（NO）可判断循环水的水质是否恶化，c（NO）检测利用的是酸性条件下I- 被NO 氧化为I2的反应，该反应的历程如下：
I. NO+2H+= NO++H2O
II. ……
III.2ONI= I2+2NO
II的离子方程式为___________。
（4）含NO 的废水可用二硫化亚铁（FeS2）处理，在反硝化细菌的作用下发生以下反应，请将离子方程式补充完整：14NO+ 5FeS2+___H+ 7N2↑+10SO+___________
21．下图是各种不同密度的硝酸与铁反应(相同温度)时主要还原产物的分布图。请认真读图分析，回答有关问题。
(1)下列叙述中正确的是(填序号)_______。
A．图中横坐标是硝酸的密度，硝酸的密度越大，其浓度越大。
B．当还原剂和温度相同时，不同浓度的硝酸被还原的产物不是单一的，只是在某浓度时，以某种产物为主而已。
C．硝酸的浓度越大，还原产物中N元素低化合价产物越多。
D．当硝酸密度大于1.3 g·cm-3时，还原产物主要为NO、NO2
(2) 当硝酸溶液的密度为1.36 g·cm-3时，下列化学方程式中，能较准确表达Fe与过量硝酸反应的是(填序号)_______。
A．2Fe + 10HNO3 =2Fe(NO3)3 + NO↑＋3NO2↑＋5H2O
B．4Fe + 18HNO3 =4Fe(NO3)3 + 3NO↑＋3NO2↑＋9H2O
C．3Fe + 12HNO3 =2Fe(NO3)3 + Fe(NO3)2 + 2NO↑＋2NO2↑＋3H2O
(3) 密度为1.26 g·cm-3，质量分数为50.0 %的硝酸，其物质的量浓度是_______mol·L-1。
(4) 限用下列仪器、药品验证由铁和过量1.36 g·cm-3硝酸反应产生的气体中含有NO(不考虑N2O4)。设计一个合理而简单的实验方案(仪器可选择使用，N2的用量可自由控制，加热装置和固定装置省略)。
第1步：反应并收集生成的气体：
①实验中气体发生装置应选择________填装置序号)，理由是_______。
②装置的连接顺序是(填各装置接口的序号)：_______ [ ]→[ ] [ ]→[8] [9]→[ ]。
③检查装置气密性后，开始反应。待E中充满红棕色气体，停止实验。
第2步：验证E中有NO。
④ 取下试管E，倒立在F中，轻轻摇动试管。
确认生成的气体中有NO的现象是_______。
22．四个试剂瓶中分别盛装有NaNO3溶液、Na2CO3溶液、Na2SO4溶液和NaCl溶液，请就如何检验出这四种溶液回答下列各题。在四支试管中分别取四种溶液各1mL做下列实验。
（1）在四支试管中分别滴入稀硝酸溶液，有气泡的是_________，发生反应的离子方程式是____。
（2）继续在剩余三支试管中分别滴入硝酸钡溶液，有白色沉淀的是__________________,发生反应的离子方程式是__________。
（3）继续在剩余两支试管中分别滴入硝酸银溶液，有白色沉淀的是_______________，发生反应的离子方程式是______________________。
（4）三次实验中都没有明显现象的是_______________________。
参考答案：
1．B
【详解】
A．溶液含有NO，酸性条件下不能产生氢气，强碱溶液中氢氧根和氢离子、铵根、亚铁离子均能反应，且H+、NO、Fe2+发生氧化还原反应，不能大量共存，故A不符合题意；
B．Na+、SO、K＋、Cl－既不能和氢离子也不能和氢氧根离子反应，能大量共存，故B符合题意；
C．酸性条件下氢氧根、偏铝酸跟、亚硫酸根均不能大量共存，且钡离子和亚硫酸根离子能反应，不能大量共存，故C不符合题意；
D．酸性条件下硅酸根、次氯酸根离子均不能共存，碱性环境下铝离子、镁离子均不能大量共存，故D不符合题意。
答案为B。
2．C
【详解】
氨水的碱性较弱，其原因是氨与水结合生成的一水合氨（NH3·H2O）只有小部分电离成和OH-，选C。
3．B
【详解】
A．高锰酸钾中Mn元素的化合价由+7价降低到+2价，HCl中的Cl元素的化合价由 1价升高到0价，根据得失电子数相等，配平化学方程式为16HCl+2KMnO4=2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑，氧化剂为高锰酸钾，还原剂为氯化氢，16分子中有10分子氯化氢化合价升高作还原剂，氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶5，故A不符合题意；
B．根据C中导气管的位置可知，A中制备的气体密度大于空气，A装置制备Cl2，E装置中制备的气体密度小于空气，且干燥氨气用碱石灰，氯气不能用碱石灰干燥，会吸收氯气，故E装置制备NH3，故B符合题意；
C．装置C中观察到的现象是黄绿色变浅，有白烟产生，说明氯气和氨气反应生成NH4Cl，根据化合价的变化可知，氯气中氯元素的化合价从0价降低到-1价，则氮元素的化合价升高，另一种生成物是N2，故C不符合题意；
D．NH3极易溶于水，难溶于四氯化碳，氨气进入到有机层会上升，到有机物和生成物交界处被稀硫酸吸收，可以防止倒吸，故D不符合题意；
答案选B。
4．C
【详解】
A．HNO3中氮元素为+5价，具有强氧化性，稀硝酸能氧化许多不活泼的金属，如Cu、Ag等，故A正确；
B．由题图可知NO、NO2和NH3在一定条件下均能发生归中反应，产物是氮气和水，氨气可用于处理氮氧化物，故B正确；
C．分析NH4NO3中氮元素价态可知，其可能发生自身的氧化还原反应，所以其受热分解产物不一定有NH3，故不能加热NH4NO3来热制备NH3，故C错误；
D．依据价态分析，N2H4(氮为-2价)和HNO2(氮是+3价)反应可能生成HN3(氮是-价)，故D正确；
故选C。
5．B
【详解】
A．由分析可知，原溶液中一定不含有Ba2＋，A错误；
B．在强酸性溶液中一定不会存在，不用通过任何实验即可确定，B正确；
C．沉淀B为Fe(OH)3，为红褐色固体，C错误；
D．步骤③为少量二氧化碳气体，假设有Al3＋，则反应的离子方程式为，D错误；
故选B。
6．B
【详解】
由上述分析可知，转移电子，A项错误：
B．设生成为x，为y，则有
，则在标准状况下，B项正确。
C．由N原子守恒：参加反应的的物质的量
，C项错误。
D．由得失电子守恒，可知得到的电子与铜失去的电子一定相等，则，标准状况下，D项错误。
答案选B。
7．A
【详解】
A．浓硝酸在光照下生成二氧化氮，颜色变黄，说明浓硝酸具有不稳定性，故A正确；
B．溶液含有Cl-，具有还原性，在酸性溶液也能发生氧化还原反应，紫色褪去，故B错误；
C．气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，气体具有氧化性，则气体可能为氯气或氧气等，故C错误；
D．氧化性为Fe3+＞Cu2+＞Fe2+，含有FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入铁粉，先与铁离子反应无固体存在，充分反应后的固体一定含Cu，可能含Fe，故D错误；
故选：A。
8．B
【详解】
硝酸具有强氧化性，将试纸中的有色物质氧化成无色，最后试纸呈现白色；浓硫酸具有脱水性，试纸和其中的有色物质都是有机物，浓硫酸夺取其中的H、O，只剩下黑色的碳，最后试纸呈黑色；新制氯水具有漂白性，将试纸漂白，最后试纸呈白色；即三张试纸最后呈现的颜色依次为白、黑、白；
答案选B。
9．D
【详解】
氮的固定是将游离态的氮转化为化合态的氮的过程，A、是含-3价N元素的NH3与含+5价N元素的HNO3反应，且反应前后化合价不变，故A错误；B、-3价的N元素在反应前后化合价不变，故B错误；C、是含-3价N元素的NH3与氯气反应生成游离态的氮气，不符合氮的固定，故C错误；D、由游离态的氮气与氧气反应生成+2价的NO，符合氮的固定，则D正确。所以本题正确答案为D。
10．B
【详解】
A．碳酸氢根离子和氢氧根离子发生反应，故不能大量共存，A不符合题意；
B．离子间不发生反应，故能大量共存，故B符合题意；
C．氢离子和碳酸氢根离子发生反应，故不能大量共存，故C不符合题意；
D．亚铁离子和硝酸根在酸性条件下会发生氧化还原反应，故不能大量共存，故D不符合题意；
故选答案B。
11．B
【详解】
A．S与O2在点燃时反应产生SO2，不能产生SO3，因此不能直接实现物质之间的转化关系，A不符合题意；
B．Fe与S混合加热反应产生FeS，由于硫酸的酸性比氢硫酸酸性强，因此稀H2SO4与FeS会发生复分解反应产生H2S，能实现物质之间的转化关系，B符合题意；
C．N2与H2在高温、高压催化剂条件下合成氨气，向饱和NaCl水中先通入NH3，再通入CO2气体，发生反应产生NaHCO3和NH4Cl，不能直接反应产生Na2CO3，因此不能直接实现物质之间的转化关系，C不符合题意；
D．H2SiO3不稳定，受热分解产生SiO2、H2O，SiO2是酸性氧化物，不能与HCl反应产生SiCl4，因此不能直接实现物质之间的转化关系，D不符合题意；
故合理选项是B。
12．D
【详解】
A．用甲装置制备时，试管中不能只盛放氯化铵，因为氯化铵受热分解生成的氨气和氯化氢在试管口会重新化合成氯化铵，不能制得氨气，试管中盛放的药品可以是和Ca(OH)2，A错误；
B．用乙装置可制备，由于用、浓盐酸制备必须加热，启普发生器不能加热，故实验制氯气不能用该装置，B错误；
C．铜与稀硝酸反应得到NO，铜与浓硝酸反应才制得NO2，故用丙装置制备时，圆底烧瓶中放铜屑，分液漏斗中盛放浓硝酸，C错误；
D．Cu与浓硫酸反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O，故用丁装置制备时，圆底烧瓶中可以放铜屑，分液漏斗中盛放浓硫酸，D正确；
故答案为：D。
13．D
【详解】
A．XW3与WZ分别为NH3、HCl，但HCl不是极易溶于水，A不正确；
B．Y、Z分别为Na、Cl，二者为同周期元素，Na在Cl的左边，所以原子半径：Z＜Y，Ｂ不正确；
C．元素X为Ｎ元素，它的含氧酸HNO2为弱酸，C不正确；
D．Y为Na，它的氧化物的水化物为NaOH，属于强碱，D正确；
故选D。
14．A
【详解】
①铜和稀硫酸不反应，向溶液中加入足量铜片并加热，充分反应后，被还原物质的量小于，故①正确；
②能被硝酸氧化为，稀硝酸中不含，故②错误；
③生产普通水泥的主要原料有石灰石、黏土，故③错误；
④氨水呈碱性，用玻璃棒蘸取浓氨水点到红色石蕊试纸上，试纸变蓝，故④正确；
⑤硫和氧气反应生成二氧化硫，二氧化硫和氧气反应生成三氧化硫，至少通过2步反应实现，故⑤错误；
⑥二氧化硫气体通入紫色石蕊试液中，溶液只变红不褪色，故⑥错误；
正确的有2个，故选A。
15．B
【详解】
A．装置②用于检验分解产物中是否有水蒸气生成，则试剂X 最好选用无水CuSO4，固体变蓝则表明产物中含有水蒸气，A不正确；
B．装置③中，BaCl2与SO3、H2O反应生成BaSO4白色沉淀，HCl可吸收NH3，B正确；
C．①中固体残留物与稀硫酸反应的产物中滴加 KSCN溶液，溶液变红色，则残留物中含有Fe2O3、Fe3O4中的一种或两种，C不正确；
D．因为NH3在装置③中已被吸收，所以装置⑤只用于收集N2，D不正确；
故选B。
16．D
【详解】
A． 浓硝酸中加入过量铁粉并加热，得到硝酸亚铁、NO2和H2O：Fe+2+4H+ Fe2++2NO2↑+2H2O，A错误；
B．Ca(HCO3)2溶液与过量NaOH溶液反应，生成碳酸钙、碳酸钠和水：2+2OH-+Ca2+=CaCO3↓+H2O+CO ，B错误；
C． 氢氧化铁溶于氢碘酸溶液，发生氧化还原反应，生成碘化亚铁、碘和水：2Fe(OH)3+6H++2I-=2Fe2++I2+6H2O，C错误；
D． 等体积等物质的量浓度的氢氧化钡溶液与碳酸氢铵溶液混合，生成H2O、BaCO3沉淀和NH3·H2O：Ba2++2OH-++=BaCO3↓+NH3·H2O+H2O，D正确；
答案选D。
17． AD NH3+H2ONH3·H2O+OH－ 用湿润的红色石蕊试纸放在管口处，若试纸变蓝则说明有氨气生成
【详解】
(1)A．合成氨反应是体积减小的放热反应，因此采用较高压强有利于平衡正向移动，可用勒夏特列原理解释，A正确；
B．正方应放热，采用500 ℃的高温不利于平衡正向移动，不能用勒夏特列原理解释，B错误；
C．用铁触媒作催化剂可加快反应速率，但平衡不移动，不能用勒夏特列原理解释，C错误；
D．将生成的氨液化并及时从体系中分离出来，降低生成物浓度，有利于平衡正向移动，可用勒夏特列原理解释，D正确；
答案选AD。
(2)常温下氨气极易溶于水生成一水合氨，一水合氨电离出氢氧根离子，其水溶液显碱性，方程式为NH3+H2ONH3·H2O+OH－。
(3)氨气是碱性气体，溶于水显碱性，检验有氨气生成的实验操作：用湿润的红色石蕊试纸放在管口处，若试纸变蓝则说明有氨气生成。
(4)实验室还可利用氯化铵固体和氢氧化钙固体反应制取氨气，该反应是固体和固体加热制备气体的反应，且氨气密度小于空气，极易溶于水，采用向下排空气法收集，发生装置和收集装置图分别为 。
(5)从常温下通入原料气开始，随温度不断升高，反应开始进行，氨气的物质的量逐渐增加，达到平衡时达到最大值，继续升高温度平衡逆向进行，氨气的物质的量减小，则NH3物质的量变化的曲线示意图为。
18． NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O a MV2++ e-- =MV+ 条件温和（或生成氨的同时释放电能） 183kJ Al2O3 1∶1 富集溴（或提高溴的含量）
【详解】
(1) 实验室通过加热氯化铵与氢氧化钙固体反应生成氯化钙、氨气和水，反应的化学方程式为NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O，故答案为：NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O；
(2)根据装置中物质的转化过程，电极b上MV2+转化为MV+，过程中得到电子，则电子从电极a流向电极b，电极a为负极，电极b为正极；正极的电极反应式为MV2++ e-- =MV+；该电化学装置运行过程中，利用生物燃料电池在室温下合成氨，既不需要高温加热，同时还能将化学能转化为电能，因此较之于传统的合成氨工业，该方法的优点有：条件温和、生成氨的同时释放电能，故答案为：a；MV2++ e-- =MV+；条件温和、生成氨的同时释放电能；
(3)根据图象，c表示的能量为1mol氮气和氧气反应生成NO吸收的热量，c=945kJ+498kJ-630kJ×2=183kJ，故答案为：183kJ；
(4)工业上常用电解熔融的氧化铝冶炼铝，故答案为：Al2O3；
(5)工业上从海水中提溴常用“吹出法”，步骤③中与溴蒸气发生反应的化学方程式为Br2 + SO2 + 2H2O=H2SO4+2HBr，其中氧化剂为Br2，还原剂为SO2，氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶1；海水中溴的含量降低，经过操作步骤②③④得到的溴水中溴的含量增大，属于富集的过程，故答案为：1∶1；富集溴（或提高溴的含量）。
19．(1) SiO+CO2+H2O=H2SiO3↓+CO 大于
(2)D
(3) 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O
(4) 2CH3OH+3O22CO2+4H2O 放热 负 O2+2H2O+4e-=4OH- b b CH3OH+8OH--6e-=CO+6H2O
【解析】
(1)
由于酸性：H2CO3＞H2SiO3，所以向Na2SiO3溶液中通入CO2气体，会发生复分解反应产生Na2CO3和H2SiO3，该反应的离子方程式为：SiO+CO2+H2O=H2SiO3↓+CO；
元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的酸性就越强，所以可根据酸性：H2CO3＞H2SiO3，判断出元素的非金属性：C＞Si；
(2)
A．碳纳米管属于无机非金属材料，A不符合题意；
B．石墨烯属于无机非金属材料，B不符合题意；
C．超导电动陶瓷属于新型无机非金属材料，C不符合题意；
D．滑雪刀刃用铬钼钢为合金，属于金属材料，而不属于新型无机非金属材料，D符合题意；
故合理选项是D；
(3)
①NH3中N原子最外层上有5个电子，其中3个成单电子分别与3个H原子形成3对共用电子对，从而使分子中各个原子都达到最外层8个或2个电子的稳定结构，故其电子式为：；
②在实验室中一般是用铵盐与碱共热制取氨气，该反应的化学方程式为：2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O；
(4)
①在甲醇燃料电池中，甲醇燃烧反应产生CO2、H2O，反应的化学方程式为：2CH3OH+3O22CO2+4H2O；物质燃烧放出大量热，因此该反应为放热反应；
②在氢氧燃料电池中，通入燃料H2的电极a为负极，H2失去电子产生H+，H+与溶液中的OH-结合形成H2O，通入O2的b电极为正极，正极上O2得到电子发生还原反应，与溶液中的H2O结合形成OH-，故b电极的反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-；
在外电路中电子由负极a流向正极b，因此外电路中有电子流入的是b电极；
③若将上图中的H2改为甲醇，就构成了甲醇燃料电池，其中通入O2的正极b发生还原反应，在负极a电极上甲醇失去电子被氧化，在碱性环境中变为CO，故正极的电极反应为：CH3OH+8OH--6e-=CO+6H2O。
20． ①② acd 4
【详解】
（1）氮的固定是将空气中游离的氮转变成氮的化合物的过程，有自然固氮和人工固氮之分，即将N2转化为其他含N化合物，从图上看，①②分别属于自然固氮和人工固氮，故答案为：①②；
（2）工业上用氮气和氢气在高温高压催化剂条件下合成氨气化学方程式为：，故答案为：；
（3）①a.过量氨进入循环水后，会与水系统中的硝化细菌和氧气等发生硝化作用，生成NO和NO，故NO和NO含量会升高，故a正确；
b.水体富营养化是指含N、P的营养盐含量过多而引起的水质污染现象，故过量氨进入循环水后，会导致水体富营养化，故b错误；
c.循环水pH的波动中，pH的上升与氨水的碱性有关，故c正确；
d.氨对杀菌剂杀菌效果的有很大的影响，为保证杀菌效果，可以改用非氧化性杀菌剂，故d正确；故答案为：acd；
②酸性条件下I- 被NO 氧化为I2则总反应为，反应I×2+II+III可得，则II的离子方程式为，故答案为：；
（4）由离子方程式可知NO中N由+5价变为0价，化合价下降，FeS2中S由-1价升高到+6，化合价升高，此时化合价升降已经相等，则Fe元素化合价不变，反应生成5Fe2+，再根据电荷守恒可得，故答案为：4；。
21． ABD B 10 B 利用N2排除装置中的空气，以防NO被氧化 3、6、7、5 试管中液面高度低于试管容积的1/2(或余气大于试管容积1/2或余气体积等于2/3或液面高度等于1/3)
产物；硝酸的密度越大、浓度越大，其还原产物中氮元素化合价越高；
【详解】
(1)A.由图象可以看出，硝酸的浓度越大时，生成物的化合价越高，对应的硝酸的密度也越大，故A正确；
B.由图象可以看出，在相同温度和浓度时，硝酸的还原产物不止一种，故B正确；
C.由图象可以看出，还原产物中NH4+的物质的量分数随硝酸密度减少而增大，铵根离子中氮元素化合价最低是-3价，故C错误；
D.当硝酸溶液的密度为1.36 g·cm-3时，由图象可看出，生成的NO和NO2物质的量相等，且硝酸密度大于1.3 g·cm-3时，还原产物主要为NO、NO2，故D正确；
综上所述，本题正确选项ABD；
(2)当硝酸溶液的密度为1.36 g·cm-3时，由图象可看出，生成的NO和NO2物质的量相等，且硝酸过量时，得到的含铁化合物是硝酸铁，不含硝酸亚铁，反应的化学方程式应为
4Fe+18HNO3=4Fe(NO3)3+3NO+3NO2+9H20；
综上所述，本题正确答案为：B；
(3)密度为1.26 g·cm-3，质量分数为50.0%的硝酸，其物质的量浓度是c=1000ρω/M=1000×1.26×50%/63=10mol/L；
综上所述，本题正确答案为：10；
(4)①因NO易被氧化，若装置中存在氧气则不能说明NO的存在，所以反应前先通入N2目的是排尽装置中的空气，防止NO被氧化；
综上所述，本题正确答案为：B；N2排除装置中的空气，以防NO被氧化；
②A中铁与浓硝酸反应NO2进入C浓硫酸干燥，然后进入F冰水混合物冷却使二氧化氮液化分离，剩余的NO进入D与氧气反应，最后连接尾气处理装置，所以仪器连接顺序为：3-6-7-8-9-5；
综上所述，本题正确答案为：3、6、7、5；
④二氧化氮和水之间反应生成硝酸和一氧化氮，即3NO2+H2O=2HNO3+NO，如果生成气体中含有一氧化氮，则试管中液面高度低于试管容积的1/2或余气大于试管容积1/2或余气体积等于2/3或液面高度等于1/3)；
综上所述，本题正确答案为：试管中液面高度低于试管容积的1/2或余气大于试管容积1/2或余气体积等于2/3或液面高度等于1/3)。
22． Na2CO3溶液 CO32-+2H+=H2O+CO2↑ Na2SO4溶液 SO42-+ Ba2+=BaSO4↓ NaCl溶液 Cl-+Ag+=AgCl↓ NaNO3溶液
【详解】
（1）加稀硝酸检验碳酸钠，即出现气泡的为Na2CO3溶液，发生的离子反应为CO32-+2H+=H2O+CO2↑；（2）剩余三支试管中分别滴入硝酸钡溶液，出现白色沉淀的是Na2SO4溶液，发生的离子反应为B SO42-+ Ba2+=BaSO4↓；（3）剩余两支试管中分别滴入AgNO3溶液，出现白色沉淀的是NaCl溶液，发生的离子反应为Cl-+Ag+=AgCl↓；（4）三次实验中都没有明显现象的是NaNO3溶液。