3.3 氮的循环 同步练习（含解析）2023-2024学年高一上学期化学鲁科版（2019）必修第一册

3.3 氮的循环 同步练习
一、单选题
1．我国清代《本草纲目拾遗》中记叙无机药物335种，其中“强水”条目下写道∶“性最烈，能蚀五金其水甚强，五金八石皆能穿滴，惟玻璃可盛。”这里的“强水”是指 （　　）
A．氨水 B．硝酸 C．醋 D．卤水
2．下列反应中，硝酸既表现酸性，又表现氧化性的是（　　）
A．Fe与浓硝酸反应 B．Cu跟稀硝酸反应
C．C与浓硝酸反应 D．NaOH跟稀硝酸反应
3．从高温热浪到暴雨洪水，近年来全球多地频频遭遇罕见极端天气，造成重大损失。加强气候适应、应对气象灾害成为人类社会需要共同研究的重要课题。下列有关说法正确的是（　　）
A．氮氧化物、硫氧化物的排放会导致酸雨(即pH＜7的雨水)的形成
B．燃煤中加入石灰石，可以减少SO2、CO2等污染环境的气体排放
C．汽车使用的燃油质量越高，排放的汽车尾气中NO、NO2的含量越少
D．大力发展太阳能、风能、核能等，有助于改善空气质量
4．下列反应属于氮的固定的是
A．NO遇O2转化为NO2
B．N2和H2在一定条件下反应生成NH3
C．硝酸工厂用NH3氧化制NO
D．用NH3制碳酸氢铵和硫酸铵
5．重金属离子具有毒性。实验室中有甲、乙两种重金属离子的废液，甲废液经化验呈碱性，主要的有毒离子为Ba2＋，如将甲、乙两废液按一定比例混合，毒性明显降低。则乙废液中可能含有的离子是（　　）
A．Cu2＋和SO B．Cu2＋和Cl- C．K＋和SO D．Ag＋和NO
6．氮元素的“价-类”二维关系如图所示。下列说法正确的是
A．基态氮原子核外电子空间运动状态有7种
B．图中a→b→c→d是工业制硝酸的转化路线
C．图中化合价所对应的氮的含氧酸均为强酸
D．离子中的化学键形成方式不同，但成键后的化学键相同
7．已知：①Na3N+3H2O=3NaOH+NH3↑，②NaH+H2O=NaOH+H2↑。下列叙述正确的是（　　）
A．反应①中NH3是还原产物
B．反应①和②都是氧化还原反应
C．反应②中每生成1 mol H2，转移的电子数为NA
D．Na3N和NaH与盐酸反应都只生成一种盐
8．将一定量的铁粉加入到一定浓度的稀硝酸中，金属恰好完全溶解，反应后溶液中存在：c(Fe2＋)∶c(Fe3＋)＝3∶2，则参加反应的Fe和HNO3的物质的量之比为（　　）
A．1∶1 B．5∶16 C．2∶3 D．3∶2
9．下列反应属于氮的固定作用的是（　　）
A．与氯化氢反应 B．硝酸工厂用氧化制取
C．由制碳酸氢铵和硫酸铵 D．雷雨时空气中的转化为
10．下列选项所示的物质间转化均能实现的是（　　）
A．
B．
C．
D．
11．下列有关氨和铵盐的叙述正确的是（　　）
A．NH3易液化，常用作制冷剂
B．NH4Cl中含有少量的I2可通过加热的方法除去
C．将蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒相互靠近，有白烟产生
D．某气体通入紫色石蕊试液后．溶液变红，据此可推断该气体为NH3
12． 与浓硝酸反应生成氮氧化物，这些氮氧化物溶解在 溶液中生成 和 的混合溶液，反应过程及有关数据如图所示：
下列有关判断正确的是（　　）
A．若 片为 ，则生成
B． 遇浓硝酸发生钝化，不可能发生上述反应
C．标准状况下收集的氮氧化物为
D． 既是氧化产物，也是还原产物
13．实验室制备并收集氨气，下列装置不能达到实验目的的是
A． B．
C． D．
14．NH3是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质（见图）。下列说法正确的是（　　）
A．NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥
B．NH4Cl、HNO3和Na2CO3受热时都易分解
C．NH3和NO2在一定条件下可发生氧化还原反应
D．图中所涉及的盐类物质均可发生水解
15．用体积相同的15mol·L-1HNO3、4mol·L-1HNO3分别将两份等质量的铜片完全溶解，发生如下反应：
①4HNO3(浓)+Cu=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，所得溶液为绿色
②8HNO3(稀)+3Cu=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，所得溶液为蓝色
用注射器分别取①、②中的少量溶液，夹上弹簧夹，完成如下实验：
I 向外拉动注射器活塞 ①中液面上方呈红棕色，……
II ②中无明显变化
下列分析正确的是（　　）
A．①中产生NO2，②中产生NO，说明氧化性：稀HNO3>浓HNO3
B．溶解等量的Cu，消耗HNO3(浓)的物质的量多于HNO3(稀)
C．I中溶液上方呈红棕色是因为发生反应2NO+O2=2NO2
D．向外拉动注射器活塞时，①中溶液颜色不会发生变化
16．将32.0g的Cu片投入到150mL某浓度的HNO3溶液中，恰好完全反应，共收集到11.2L(标准状况下)NO2和NO的混合气体，则该HNO3的物质的量浓度为（　　）
A．10.0moL/L B．6.70mol/L C．13.3mol/L D．8.60mol/L
二、综合题
17．现实生活中，氨气多用作致冷剂及农用化肥，其实它还是一种清洁能源，在纯氧中可以完全燃烧，只生成水和氮气．最近，科学家用一种含钼的化合物作催化剂，在常温下就能完成氨的合成，从而大大降低了生产成本，使得液氨有望取代液氢成为新一代绿色能源．
（1）N2+3H2═2NH3该反应属于基本反应类型中的　 　反应．
（2）请你根据下表信息分析用NH3取代H2的优点：
性质名称 颜色、气味 熔点（℃） 沸点（℃） 25℃水中溶解度（g/L） 标况下密度 （g/L）
NH3 无色、刺激性 ﹣77.7 ﹣33 456 0.6942
H2 无色、无味 ﹣259.2 ﹣253 0.0015 0.0899
①由于NH3比H2沸点高，所以更易　 　，便于储存和运输．
②NH3泄漏时易发现是因为　 　，同时它易溶于水，便于处理．
18．
（1）I.食醋是烹饪美食的调味品，有效成分主要为醋酸。
配制250mL0.1mol/L的醋酸溶液，需5mol/L醋酸溶液的体积为　 　mL(保留到小数点后一位)
（2）下列关于某容积的容量瓶的操作，正确的是　 　。
（3）II.人工固氮合成氨，并通过氨氧化法制取硝酸的流程如图所示。
“合成塔”内发生的化学反应中作氧化剂的是　 　(填化学式)，金属镁在该氧化剂中燃烧的化学方程式为　 　，其产物遇水生成的有刺激性气味气体的电子式为　 　，分子构型为　 　；“氧化炉”中氨气发生反应的化学方程式为　 　。
（4）常温下，工业上选择铁或铝作盛装浓硝酸的罐体材料的主要原因是　 　
（5）为了避免生成硝酸的过程中氮的氧化物污染环境，可用氨气处理尾气，将其转化为大气中含有的无害气体，以处理为例，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为　 　。
19．工业上制取硝酸铵的流程图如图，请回答下列问题：
（1）在工业制硝酸的生产中，B中发生反应的化学方程式为：　 　。
（2）在合成硝酸的吸收塔中通入空气的目的是：　 　。
（3）生产硝酸的过程中常会产生一些氮的氧化物，可用如下两种方法处理：
碱液吸收法：NO+NO2+2NaOH2NaNO2+H2O
NH3还原法： NH3+ NO2 N2+ H2O
①配平NH3还原法的化学方程式。
②以上两种方法中，符合绿色化学的是　 　。
③某化肥厂用NH3制备NH4NO3。已知：由NH3制NO的产率是96%、NO制HNO3的产率是92%，则制HNO3所用去的NH3的质量占总耗NH3质量(不考虑其它损耗)的百分比含量为　 　(计算结果精确到0.1)。
20．某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的是NO气体，设计了如图所示装置进行实验．
（1）设计装置A的目的是　 　，为达到此目的应进行的操作是　 　；
A中发生反应的化学方程式是　 　．
（2）在（1）中的操作后将装置B中的铜丝插入稀硝酸中，并微热，观察到装置B中的现象是　 　；离子方程式　 　．
（3）装置E和F的作用是　 　；
（4）装置D的作用是　 　．
21．Na3N是科学家制备的新化合物，它可以和水反应生成两种碱性物质，其中一种A可以发生下列转化关系，（A、B、C、D为中学常见物质且均含有同一种元素，反应条件及其他物质已经略去）：
A B C D
（1）Na3N中N的化合价为　 　；
（2）写出Na3N和水反应的化学方程式：　 　；
（3）写出C→D的离子方程式：　 　．
答案解析部分
1．【答案】B
【解析】【解答】根据题目所给的四种物质可知该强水是硝酸，因为硝酸有强氧化性，能溶解大多数金属，答案选B。
【分析】要注意硝酸具有强氧化性，可以腐蚀大部分金属，同时不会和玻璃反应。
2．【答案】B
【解析】【解答】A、Fe在冷的浓硝酸中钝化，表现浓硝酸的强氧化性，故不选A；
B、铜与浓硝酸反应时，部分硝酸被还原为NO2，部分硝酸形成了硝酸铜，硝酸既表现酸性，又表现氧化性，
C、C与浓硝酸反应，C被硝酸氧化为二氧化碳，硝酸全部被还原为NO2，硝酸只表现氧化性，故不选C；
D、NaOH跟稀硝酸反应无化合价的改变，属于非氧化还原反应，硝酸只表现酸性，故不选D。
故答案为：B；
【分析】本题考查硝酸的性质，题目难度不大；若酸中元素的化合价降低，则酸表现氧化性，若有相应的盐生成，则表现酸性；注意根据反应产物判断酸在反应中表现的性质。
3．【答案】D
【解析】【解答】A．氮氧化物、硫氧化物的排放会导致酸雨的形成，酸雨是 pH＜5.6的酸性降水，A不符合题意；
B．燃煤中加入石灰石，当煤燃烧时产生的SO2气体与高温CaCO3分解产生的CaO及空气中O2反应产生固体CaSO4留在炉渣中，从而避免了酸雨的形成，但CO2是空气的成分，而不属于大气污染物，B不符合题意；
C．汽车排放的尾气中NO、NO2是在气缸内空气的N2、O2在高温下反应产生NO，NO进一步被氧气氧化产生NO2，这与燃油质量的无关，C不符合题意；
D．大力发展太阳能、风能、核能等，可以减少化石能源的使用，减少有害气体及固体粉尘的产生与排放，因此有助于改善空气质量，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】酸雨的形成是由于二氧化硫和含氮氧化物排放过量，形成的，通常正常雨水pH约为5.6，酸雨pH小于5.6
4．【答案】B
【解析】【解答】A．NO为化合物，氮元素不呈游离态，不属于氮的固定，A不符合题意；
B．N2和H2在一定条件下反应生成NH3，氮元素由游离态转化为化合态，符合氮的固定的定义，B符合题意；
C．NH3氧化制NO，氮元素由化合态转化为化合态，不属于氮的固定，C不符合题意；
D．用NH3制碳酸氢铵和硫酸铵，氮元素由化合态转化为化合态，不属于氮的固定，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】氮的固定即将氮气转化为化合物。
5．【答案】A
【解析】【解答】 甲废液经化验呈碱性，则溶液中含有OH-，主要为有毒离子为Ba2+，
将甲、乙两废液按一定比例混合，毒性明显降低，则甲乙发生反应使重金属离子生成沉淀，
则乙中应含有SO42─，发生反应Ba2++SO42-=BaSO4↓，
乙中的重金属离子与甲中的OH-反应生成沉淀，根据选项中离子的性质可知，只有A符合，
发生反应为2OH-+Cu2+=Cu（OH）2↓，
答案：A
【分析】 本题考查离子共存问题，为高频考点，题目难度不大，注意离子的性质以及题目的要求，题目中的信息为解答该题的关键．
6．【答案】D
【解析】【解答】A．基态氮原子核外电子空间运动状态有5种，A不符合题意；
B．工业制硝酸的转化路线，图中a不是，而是N显示0价的，B不符合题意；
C．图中化合价所对应的氮的含氧酸有和，其中为弱酸，C不符合题意；
D．离子为，4个键中，有一个是一方提供空轨道，一方提供孤对电子的配位键形成方式，其余三个为成键双方各提供一个单电子的成键方式，故化学键形成方式不同，但成键后的化学键相同，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A．空间运动状态数等于电子占据轨道数；
B．工业制硝酸利用氨的催化氧化法；
C．为弱酸；
D．依据铵根离子的化学键和空间结构分析。
7．【答案】C
【解析】【解答】A. 反应①中元素化合价没有变化，不属于氧化还原反应，故A不符合题意；
B. 反应①是水解反应，化合价没有变化，不属于氧化还原反应，反应②NaH中氢与水中的氢的化合价发生变化，属于氧化还原反应，故B不符合题意；
C. 反应②中，NaH中-1价H化合价升高到0，H2O中+1价H化合价降低到0，则每生成1 mol H2，转移的电子数为NA，故C符合题意；
D. Na3N和盐酸反应生成两种盐，氯化钠和氯化铵，而NaH与盐酸反应只生成氯化钠，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】氧化还原反应的判断依据是有没有出现元素化合价的变化。有元素降价的反应物为氧化剂，其发生还原反应，有元素升价的反应物为还原剂，其发生氧化反应；被氧化得到的物质为氧化产物，被还原得到的物质为还原产物，在氧化还原反应中电子的得失是相等的。
8．【答案】B
【解析】【解答】同一溶液中，离子的浓度之比等于其物质的量之比，c（Fe2+）：c（Fe3+）=3：2，所以该溶液中n（Fe2+）：n（Fe3+）=3：2，设亚铁离子的物质的量为3xmol，则铁离子的物质的量为2xmol，根据化学式Fe（NO3）2、Fe（NO3）3知，起酸作用的硝酸的物质的量=3xmol×2+2xmol×3=12xmol；氧化还原反应中得失电子数相等，即铁失去的电子数等于硝酸根离子得到的电子数，设作氧化剂的硝酸根离子的物质的量为ymol，所以3xmol×2+2xmol×3=3ymol，y=4x，所以参加反应的硝酸的物质的量=12xmol+4xmol=16xmol，根据铁元素守恒知，参加反应的铁的物质的量=3xmol+2xmol，所以参加反应的Fe和HNO3的物质的量之比为5xmol：16xmol=5：16，
故答案为：B。
【分析】根据铁与浓稀硝酸的反应，利用铁离子和亚铁离子的物质的量浓度之比、以及氧化还原反应中的电子守恒计算参加反应的铁和硝酸的物质的量之比即可。
9．【答案】D
【解析】【解答】A．氮的固定是指氮元素由游离态转化为化合态， 与氯化氢反应生成NH4Cl，不属于氮的固定，A不符合题意；
B．硝酸工厂用 氧化制取 ，不属于氮的固定，B不符合题意；
C．由 制碳酸氢铵和硫酸铵，不属于氮的固定，C不符合题意；
D．雷雨时空气中的 转化为 ，属于氮的固定，D符合题意；
故答案为：D
【分析】A．氮的固定是指氮元素由游离态转化为化合态， 与氯化氢反应生成NH4Cl，是化合态变成化合态；
B．硝酸工厂用氧化制取，是化合态变成化合态；
C．由 制碳酸氢铵和硫酸铵，是化合态变成化合态；
D．雷雨时空气中的 转化为 ，是氮的固定。
10．【答案】B
【解析】【解答】A．一氧化氮和水不能反应，不能生成硝酸，故A不符合题意；
B．氮气和氢气可生成氨气，氨气能被硝酸吸收生成硝酸铵，都能实现转化，故B符合题意；
C．氨气和二氧化碳，氯化钠溶液反应生成碳酸氢钠和氯化铵，不能生成碳酸钠，故C不符合题意；
D．氨气和氧气发生催化氧化才能生成一氧化氮，氨气点燃生成氮气，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A. NO与水不反应；
B.氮气与氢气反应生成氨气，氨气和硝酸反应生成硝酸铵；
C. NaCl溶液、氨气和二氧化碳反应生成碳酸氢钠；
D.氨气与氧气点燃不反应。
11．【答案】A
【解析】【解答】A.氨气易液化，液化吸收热量，常用作制冷剂，故正确；
B. NH4Cl 受热易分解，所以不能用加热的方式除杂，会损失NH4Cl ，故错误；
C.浓硫酸难挥发， 所以将蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒相互靠近，不会有白烟产生，故错误；
D. 气体通入紫色石蕊试液后．溶液变红 ，说明该气体溶于水后显酸性， 可推断该气体不为NH3。
故答案为：A.
【分析】A.氨气易液化，常用作制冷剂；
B.铵盐受热易分解；
C.蘸有浓盐酸或者浓硝酸和蘸有浓氨水的玻璃棒相互靠近，才有白烟产生；
D.NH3通入紫色石蕊试液后．溶液变蓝。
12．【答案】A
【解析】【解答】A． n（Cu）= 0.8mol，n（NaOH）=0.5L×2mol/L=1mol，由电子守恒可知，51.2gCu失去的电子等于HNO3→NaNO2得到的电子，则0.8mol×（2-0）=n（NaNO2）×（5-3），解得n（NaNO2）=0.8mol，由Na原子守恒可知n（NaOH）= n（NaNO2）+ n（NaNO3），则n（NaNO3）=1mol-0.8mol=0.2mol，故A符合题意；
B．常温下，Cu遇浓硝酸不能钝化，故B不符合题意；
C．标准状况下得到的0.9mol氮氧化物的体积是0.9mol×22.4L/mol=20.16L，因为NO2和N2O4之间存在转化平衡，且标准状况下NO2和N2O4不是气体，所以体积小于20.16，故C不符合题意；
D．反应过程中Cu→Cu（NO3）2，只有铜元素化合价升高，Cu（NO3）2是氧化产物，不是还原产物，故D不符合题意。
【分析】A.写出物质之间的转换关系，找出电子之间的转换关系，根据元素守恒列出等式进行计算
B.浓硝酸可以与铜反应，铁和铝与浓硝酸钝化
C.根据V=nVm进行计算，但气体之间存在一定的转化，体积减小
D.根据元素的化合价的变化，只是铜元素的化合价变化，只是氧化产物
13．【答案】D
【解析】【解答】A．在实验室中用铵盐与碱共热产生NH3，可以使用该装置制取NH3，A不符合题意；
B．NH3是碱性气体，可以使用碱性干燥剂碱石灰干燥，B不符合题意；
C．NH3的密度比空气小，可以使用向下排空气方法收集，导气管短进长出，C不符合题意；
D．NH3极易溶于水，溶解在水中使导气管中气体压强减小，水容易沿导气管进入前边装置，引起倒吸，故为防止倒吸现象，应该在导气管末端安装一个倒扣漏斗，使漏斗边缘紧贴水面，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A．在实验室中用铵盐与碱共热产生NH3；
B．NH3是碱性气体；
C．NH3的密度比空气小；
D．NH3极易溶于水，溶解在水中使导气管中气体压强减小，水容易沿导气管进入前边装置，引起倒吸。
14．【答案】C
【解析】【解答】A.NH4Cl是常用的氮肥，但NaHCO3不是，常见化肥是氮、磷、钾，A不符合题意。
B.Na2CO3受热时不易分解，B不符合题意。
C.NH3和NO2中氮的化合价分别为－3价和＋4价，所以可发生氧化还原反应生成氮气，C符合题意。
D.食盐属于强酸强碱盐，不水解。
故答案为：C。
【分析】A．NaHCO3不是化肥；
B．Na2CO3受热时不易分解；
C．根据化合价分析；
D．NaCl不能水解；
15．【答案】B
【解析】【解答】A．①中产生NO2，②中产生NO，说明浓硝酸的得电子能力强，氧化性：稀HNO3<浓HNO3，故A不符合题意；
B．由反应可知，消耗1molCu消耗的浓硝酸为4mol，消耗的稀硝酸为mol，由此可知溶解等量的铜消耗的浓硝酸更多，故B符合题意；
C．I中溶液溶有二氧化氮，当抽动针筒时压强减小，二氧化氮从溶液中逸出，从而出现红棕色，而不是NO与氧气反应的结果，故C不符合题意；
D．向外拉动注射器活塞时，①中溶液中溶解的二氧化氮逸出，会使溶液的颜色发生变化，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.氧化性强弱与获得电子数目多少无关；
B.依据方程式计算；
C. I中溶液中生成二氧化氮，二氧化氮为红棕色；
D.二氧化氮与四氧化二氮存在2NO2=N2O4。
16．【答案】A
【解析】【解答】铜和浓硝酸反应，共收集到11.2L(标准状况下)NO2和NO的混合气体，混合气体的物质的量为，则被还原的硝酸的物质的量为0.5mol，32.0g Cu的物质的量为，则生成Cu(NO3)2的物质的量为0.5mol，则表现出酸性的硝酸的物质的量为1mol，参与反应的硝酸的总物质的量为1.5mol，则该HNO3的物质的量浓度为；
故答案为：A。
【分析】根据题干信息，铜与HNO3反应生成Cu(NO3)2、NO、NO2和H2O，其中HNO3既有氧化性又有酸性，根据还原产物NO和NO2的体积可求出被还原的n(HNO3)，根据原子个数守恒可求出表现酸性的n(HNO3)，结合n=cV进行分析。
17．【答案】（1）化合
（2）液化；有刺激性气味
【解析】【解答】解：（1）反应物有两种，生成物是一种，所以为化合反应，故答案为：化合；（2）①沸点高易液化容易储存并且便于运输，故答案为：液化；
②由于氨气具有刺激性气味，所以泄漏后容易觉察到，故答案为：有刺激性气味．
【分析】（1）根据化合反应的特点：由多种物质变为一种物质的反应；（2）①沸点高易液化容易储存；②根据氨气的物理性质考虑．
18．【答案】（1）5.0mL
（2）C
（3）N2；N2+3Mg Mg3N2；；三角锥形；
（4）常温下铁、铝遇到浓硝酸会钝化
（5）3∶4
【解析】【解答】（1）由稀释定律可知：，故，V2=5.0mL；
（2）A．容量瓶使用过程中，不能用手等触碰瓶口，以免污染试剂，故A不正确；
B．定容时，视线应与溶液凹液面和刻度线“三线相切"，不能仰视或俯视，故B不正确；
C．向容量瓶中转移液体，需用玻璃棒引流，玻璃棒下端位于刻度线以下，同时玻璃棒不能接触容量瓶口，故C正确；
D．定容完成后，盖上瓶塞，将容量瓶来回颠倒，将溶液摇匀，颠倒过程中，左手食指抵住瓶塞，防止瓶塞脱落，右手扶住容量瓶底部，防止容量瓶从左手掉落，故D不正确；
故答案为：C。
（3）“合成塔’内N2、H2在合成塔中反应产生NH3，发生反应化学反应为： ，在该反应中，N2作氧化剂，H2作还原剂；金属Mg与N2在点燃时反应产生Mg3N2，该反应的化学方程式为： N2+3Mg Mg3N2；Mg3N2与H2O发生反应： Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3↑，在制取得到的NH3中，N原子最外层有5个电子，其中3个成单电子与3个H形成3个共价键，电子式为；N原子与H形成3个共价键，1对孤电子对，价层电子对为4，分子构型为三角锥形；在氧化炉中NH3与O2在催化剂存在时，在加热条件下反应产生NO、H2O， 根据电子守恒、原子守恒，可得该反应的化学方程式为；
（4）浓硝酸具有强氧化性，在常温下铁、铝遇到浓硝酸会在金属表面氧化产生一层致密的氧化物保护膜，阻止金属进一步氧化，即使金属会发生钝化现象而不能进一步反应，因此可以选择使用选择铁或铝作盛装浓硝酸的罐体材料；
（5）为了避免生成硝酸的过程中氮的氧化物污染环境，可用氨气处理尾气，将其转化为大气中含有的无害气体，以处理NO2为例，NH3与NO2发生氧化还原反应产生N2、H2O， 反应方程式为8NH3+6NO2=7N2+12H2O，该反应中氧化剂是NO2还原剂是NH3，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶4。
【分析】（1）利用稀释定律计算；
（2）A．不能用手等触碰容量瓶口；
B．定容时，视线应与溶液凹液面和刻度线“三线相切"；
C．向容量瓶中转移液体，需用玻璃棒引流，玻璃棒下端位于刻度线以下，同时玻璃棒不能接触容量瓶口、；
D．定容完成后，盖上瓶塞，将容量瓶来回颠倒，将溶液摇匀，颠倒过程中，左手食指抵住瓶塞，防止瓶塞脱落，右手扶住容量瓶底部，防止容量瓶从左手掉落、。
（3）氧化剂元素化合价降低，还原剂元素化合价升高；金属Mg与N2在点燃时反应产生Mg3N2；依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数，由价层电子对数确定VSEPR模型，再确定空间立体构型；根据反应物和产物的化学式，利用电子得失守恒、原子守恒书写；
（4）浓硝酸具有强氧化性，在常温下铁、铝遇到浓硝酸会在金属表面氧化产生一层致密的氧化物保护膜，阻止金属进一步氧化；
（5）氧化剂元素化合价降低，还原剂元素化合价升高；利用化合价升降总数相等计算。
19．【答案】（1）4NH3+5O24NO+6H2O
（2）可使NO循环利用，全部转化成HNO3
（3）8NH3+6NO27N2+12H2O；NH3还原法
【解析】【解答】(1) B中发生的反应为在催化剂作用下，氨气与氧气共热发生氧化还原反应生成一氧化氮和水，反应的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O，故答案为：4NH3+5O24NO+6H2O；
(2)在合成硝酸的吸收塔中通入空气，空气中的氧气与一氧化氮反应生成二氧化氮，二氧化氮与加入的水反应生成硝酸和一氧化氮，反应生成的一氧化氮又与氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮再与水反应，循环往复有利于促使一氧化氮循环利用，全部转化成硝酸，故答案为：可使NO循环利用，全部转化成HNO3；
(3) ①由未配平的化学方程式可知，在催化剂作用下，氨气和二氧化氮共热反应生成氮气和水，反应中转移电子个数为24，反应的化学方程式为8NH3+6NO27N2+12H2O，故答案为：8NH3+6NO27N2+12H2O；
②由反应的化学方程式可知，碱液吸收法消耗大量的氢氧化钠生成的亚硝酸盐毒，NH3还原法产物无污染，得到合成氨的原料气，故符合绿色化学的是氨气还原法，故答案为：氨气还原法；
③由氮原子个数守恒可得如下关系：NH3～NO～HNO3，由NH3制NO的产率是96%、NO制HNO3的产率是92%可知，1mol氨气可得到硝酸1mol×96%×92%=0.8832mol，硝酸与氨气反应生成硝酸铵的反应为HNO3+NH3═NH4NO3，由方程式可知，反应中消耗的氨气的物质的量为0.8832mol，则制HNO3所用去的NH3的质量占总耗NH3质量的百分数为×100%=53.1%，故答案为：53.1%。
【分析】N2和H2在A中反应生成NH3，NH3和O2在B中反应生成NO和H2O，NO和O2、H2O在吸收塔中反应生成HNO3，NH3和HNO3在D中反应生成NH4NO3。
20．【答案】（1）利用生成的二氧化碳赶尽整个装置内的空气，避免对NO的检验造成干扰；打开K，当装置C中产生白色沉淀时，关闭K；CaCO3+2HNO3═Ca（NO3）2+CO2↑+H2O
（2）气泡冒出和溶液变为蓝色；3Cu+8H++2NO3﹣=3Cu2++2NO↑+4H2O
（3）验证NO的生成；将F中的空气推入E中
（4）吸收多余的氮氧化物，防止污染空气
【解析】【解答】解：（1）因烧瓶中有空气，则生成的NO能与氧气反应生成二氧化氮，利用A装置反应生成的二氧化碳气体赶净装置中 的空气避免对一氧化氮气体检验的干扰；为达到此目的，应进行的操作是观察到C中变浑浊，关闭K，移动铜丝与硝酸接触，A中发生反应的化学方程式是CaCO3+2HNO3═Ca（NO3）2+CO2↑+H2O，故答案为：利用生成的二氧化碳赶尽整个装置内的空气，避免对NO的检验造成干扰；打开K，当装置C中产生白色沉淀时，关闭K；CaCO3+2HNO3═Ca（NO3）2+CO2↑+H2O；（2）因铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、NO和水，其离子反应为3Cu+2NO3﹣+8H+═3Cu2++2NO↑+4H2O，观察到气泡冒出和溶液变为蓝色，故答案为：气泡冒出和溶液变为蓝色；3Cu+2NO3﹣+8H+═3Cu2++2NO↑+4H2O； （3）将F中的空气推入E中，发生2NO+O2=2NO2，E中无色气体变为红棕色，证明NO存在，则装置E和F的作用是验证NO的生成，故答案为：验证NO的生成；将F中的空气推入E中；（4）NO、NO2都有毒，能污染环境，氮的氧化物能被NaOH溶液吸收，则装置D的作用为吸收多余的氮氧化物，防止污染空气，
故答案为：吸收多余的氮氧化物，防止污染空气．
【分析】由实验装置及流程可知，A中发生硝酸与碳酸钙的反应生成二氧化碳，因烧瓶中有空气，则生成的NO能与氧气反应生成二氧化氮，利用A装置反应生成的二氧化碳气体赶净装置中的空气避免对一氧化氮气体检验的干扰；B中发生Cu与硝酸的反应生成NO、硝酸铜，E中收集到无色气体NO，利用F充入空气，可检验NO的生成；C装置可检验二氧化碳充满B、E装置；D装置为尾气处理装置，吸收氮的氧化物，防止污染空气，以此来解答．
21．【答案】（1）﹣3
（2）Na3N+3H2O=3NaOH+NH3↑
（3）3NO2+H2O═2H++2NO3﹣+NO或SO3+H2O═2H++SO42﹣
【解析】【解答】解：（1）氮化钠的化学式为Na3N，在化合物中正负化合价的代数和为0，钠元素的化合价为+1价，则氮元素的化合价为﹣3，
故答案为：﹣3；（2）Na3N与水反应，反应生成两种碱性物质，不是氧化还原反应，为水解反应，生成氢氧化钠和氨气，反应为：Na3N+3H2O=3NaOH+NH3↑，
故答案为：Na3N+3H2O=3NaOH+NH3↑；（3）A、B、C、D为中学常见物质且均含有同一种元素，根据题中各物质转化关系，A能经过两步氧化得C，C与水反应生成D，A为H2S，B为SO2，C为SO3，D为H2SO4，也可以为A是NH3，B为一氧化氮，C是NO2、D是HNO3，若含的同一元素为氮元素，则C→D的离子方程式为：3NO2+H2O═2H++2NO3﹣+NO，若含的同一元素为硫元素，则C→D的离子方程式为：SO3+H2O═2H++SO42﹣，
故答案为：3NO2+H2O═2H++2NO3﹣+NO或SO3+H2O═2H++SO42﹣．
【分析】（1）在化合物中正负化合价的代数和为0；（2）氮化钠和水反应生成氢氧化钠和氨气；（3）A、B、C、D为中学常见物质且均含有同一种元素，根据题中各物质转化关系，A能经过两步氧化得C，C与水反应生成D，A可以是H2S、NH3，氨气被氧化生成NO，B为一氧化氮，NO被氧气氧化生成NO2，所以C是NO2、D是HNO3，C→D为二氧化氮与水的反应；硫化氢被氧化生成二氧化硫，B为二氧化硫，二氧化硫被氧气氧化生成SO3，所以C是SO3、D是H2SO4，C→D为三氧化硫与水的反应．