7.1 氮的固定
课后分层练
1 ． 自然界的氮循环如图所示，下列说法不正确的是( )
A . ①中 N2 与 O2 反应生成 NO
B . ②中合成氨属于人工固氮
C . ③中氮元素被氧化
D ．氧元素参与了氮循环
2 ．下列各项属于自然固氮的是( )
A ．植物从土壤中吸收含氮肥料
B ．合成氨制取氮肥
C ．豆科植物的根瘤菌将氮气转变成硝酸盐等含氮的化合物
D ．仿生固氮
3 ．下列气体为红棕色气体的是( )
A ．NO B ．NO2
C ．N2 D ．NH3
4 ．如图所示，弹簧夹 K 开始处于关闭状态，将液体 A 滴入试管②与气体 B 充分反应，打
开 K，发现试管①内的水立刻沸腾了。则液体 A 和气体 B 的组合不可能是下列的( )
A ．亚硫酸钠溶液、氯气 B ．水、二氧化氮
C ．水、 一氧化氮 D ．氢氧化钠溶液、二氧化碳
5 ．把少量 NO2 气体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
6．下列气体①N2、②O2、③NO2、④NO、⑤CO2、⑥CO 中， 属于大气污染物的是 ( )
A . ③④⑥ B . ①②③④
C . ③④⑤⑥ D ．全部
7 ．诺贝尔化学奖曾授予德国化学家 Gerhard Ertl，以表彰他对固体表面化学研究过程中的重 大发现。使 CO 、NOx 等在铂表面发生化学反应转变成无毒气体，以减少汽车尾气中有毒气
体的排放，正是此项研究的重要应用之一。下列有关说法不正确的是( )
A ．CO 在铂表面被氧化生成 CO2 ，铂起催化作用
B ．汽车尾气中的 NOx 在铂表面发生反应的产物是 N2
C ．CO 在铂表面可能和 O2 、NOx 反应
D ．NOx 、CO 、CO2 均能与人体中的血红蛋白结合
8 ．在二氧化氮被水吸收的反应中，发生还原反应和氧化反应的物质的量之比是( )
A ．3 ∶ 1 B ．1 ∶3
C ．1 ∶2 D ．2 ∶ 1
9 ．一定条件下， 将等体积的 NO 和 O2 的混合气体置于试管中， 并将试管倒立于水槽中， 充
分反应后剩余气体的体积为原总体积的( )
A. B. C. D.
10．氮是动植物生长不可缺少的元素， 含氮化合物也是重要的化工原料。自然界中存在如图
所示的氮元素的循环过程，下列说法不正确的是( )
A ．过程①“雷电作用” 中发生的反应是 N2＋O2 2NO
B ．过程③“ 固氮作用” 中，氮气被还原
C . ⑤中涉及的反应可能有 2NO2 (－)＋O2===2NO3 (－)
D . ⑥中涉及的反应可能有 2NO3 (－)＋12H＋===N2 ↑+6H2O
11 ．对 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 反应的下列说法正确的是( )
A ．氧化剂与还原剂的质量比为 1∶2
B ．氧化产物与还原产物的物质的量之比为 1∶2
C ．NO2 是氧化剂， H2O 是还原剂
D ．在反应中若有 6 mol NO2 参与反应时，有 3 mol 电子发生转移
12 ．无色的混合气体甲可能含 NO 、CO2 、NO2 、N2 中的几种，将一定量的甲气体经过如图
实验的处理，结果得到酸性溶液，而几乎无气体剩余，则甲气体的组成为( )
A ．NO2 、N2 B ．NO 、CO2
C ．NO2 、CO2 D ．NO 、CO2 、N2
13 ．NO 与 NO2 中氮元素的价态均处于中间价态，则 NO 与 NO2 均既有氧化性又有还原性。
(1)NO 极易与氧气反应表现 性，化学方程式为 ；
在一定条件下与氨气发生归中反应生成 N2 ，其化学方程式为 。
(2)NO2 可发生自身歧化反应，NO2 与 H2O 的化学方程式为 ，氧化剂和还原剂 的物质的量之比为 ，NO2 与 NaOH 溶液反应可生成两种盐，其中一种是 NaNO3，
化学方程式为 。
14 ．某化学学习小组为探究 NO2 和 SO2 的反应，特进行如下实验(如图所示)。
图 1 图 2 图 3
(1)图 1 两集气瓶中 (填“上”或“ 下”)瓶颜色深。
(2)图 2 中反应的现象是 。
(3)图 3 中“有红棕色气体产生”说明 SO2 和 NO2 反应的产物中有 ，说明 NO2 在该反
应中显 性。
(4) 由 图 2 和 图 3 中 的 现 象 写 出 NO2 和 SO2 反 应 的 化 学 方 程 式 ：
。
_______________________________________________________________
15．为了有效实现 NO 和 NO2 的相互转化， 设计如下实验：按图所示组装好实验装置， 并检
验装置气密性，实验前用排水法收集半瓶 NO 气体。
(1)打开止水夹，推动针筒活塞，使 O2 进入烧瓶。关上止水夹，首先观察到烧瓶中的现象：
;
_______________________________________________________________
产生此现象的化学方程式为 。
(2)轻轻摇动烧瓶，观察到烧瓶中的现象为
① ; ② 。
产生此现象的化学方程式为 。
1 ．下列关于氮气的说法中错误的是( )
A ．通常情况下 N2 性质很稳定，所以 N2 可以在电焊时作保护气
B ．N2＋O2 2NO，该反应是汽车尾气造成污染的主要因素之一
C ．N2 在空气中约占的质量比为
D ．在反应 3Mg＋N2 Mg3N2 中， N2 作氧化剂
2 ．实验室以空气和镁为原料制备 Mg3N2 的装置如图所示(夹持和加热装置略去)：
下列说法正确的是( )
A ．装置 A 、B 中可依次加入浓硫酸、 NaOH 溶液
B ．若去掉装置 C，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 ．装置 E 中碱石灰的作用是吸收尾气
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 ，红色褪去的原因是溶液的酸碱性改变还
是 HClO 的漂白作用
4.如图所示，试管中盛装的气体呈红棕色，当倒扣在盛有水的水槽中时，试管内水面上升， 但不能充满试管， 当向试管内鼓入氧气后， 可以观察到试管中水面继续上升， 经过多次重复
后，试管被水充满，对原试管中盛装的气体说法正确的是( )
A ．可能是 N2 与 NO2 的混合气体
B ．可能是 N2O 气体
C ．可能是 NO 与 NO2 的混合气体
D ．只可能是 NO2 一种气体
5 ．氮元素在海洋中的循环是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中无机氮的循环过程可
用下图表示。其中反应④的离子方程式为 4NH4 (＋)＋5O2===2NO2 (－)＋6H＋＋N2O＋5H2O。下列
说法正确的是( )
A . ①②均属于固氮反应
B ．海洋中的反硝化作用一定有氧气参加
C ．反应④中每生成 1 mol H2O 共转移 2 mol 电子
D ．向海洋排放含 NO 3 (—)的废水可能影响海洋中氮的循环
6 ．实验室可用如图装置制取少量氮气。下列说法不正确的是( )
A ．反应过程中， ③中硬质玻璃管中固体由黑变红
B . ②中盛放的固体可能是碱石灰
C ．实验开始时先点燃③中的酒精灯，再点燃①中的酒精灯
D ．实验结束时，先将导管从水槽中拿出，再熄灭①③中的酒精灯
7 ．同温同压下，在 3 支相同体积的试管中分别充有等体积混合的两种气体，它们是①NO 和 NO2 ，②NO2 和 O2 ，③NO 和 N2。现将 3 支试管均倒置于水槽中，充分反应后，试管中
剩余气体的体积分别为 V1 、V2 、V3 ，则下列关系正确的是( )
A ．V1>V2>V3 B ．V1>V3>V2
C ．V2>V3>V1 D ．V3>V1>V2
8 ．氮的氧化物和硫的氧化物是导致酸雨的主要物质。
(1)形成酸雨的原理之一可简单表示如下：
回答下列问题：
①酸雨的 pH (填“ ＞ < 或“ ＝”) 5.6。
②D 物质的化学式为 。
③反应②的化学方程式为 。
(2)在一定条件下氨气亦可用来将氮氧化物转化为无污染的物质。氨气和二氧化氮在一定条件
下反应的化学方程式为 6NO2＋8NH3一=件7N2＋12H2O，则反应
中氧化剂是 ，还原剂是 。
(3)用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物，反应的化学方程式如下：
NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O
2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O
现有 VL NaOH 溶液能完全吸收 n mol NO2 和 m mol NO 组成的大气污染物。
①所用烧碱溶液的物质的量浓度至少为 mol·L－1。
②若所得溶液中 c(NO3 (－))：c(NO2 (－)) ＝1：9，则原混合气体中 NO2 和 NO 的物质的量之比 n：m =
。
________
③ 用含 n 和 m 的代 数 式表示所得 溶 液 中 NO3 (－)和 NO2 (－)浓度 的 比值 c(NO3 (－))：c(NO2 (－)) =
。
________
9．实验小组为验证 NO2 与水反应的产物， 用如图所示装置进行实验(夹持装置已略去， 气密
性已检验)。
【实验过程】
实验步骤 实验现象
Ⅰ . 打开 K1 、K3 、K5 ，关闭 K2 、K4 ，通入一 段时间 N2 ，关闭 K1 ________________
Ⅱ . 打开 K2 ，放入足量浓 HNO3 ，同时打开 pH 传感器和 NO3 (－)传感器，记录数据 圆底烧瓶中反应剧烈，铜片逐渐溶解，溶液 变为蓝绿色， ；片刻后，
三颈瓶内的导管口有气泡冒出
Ⅲ . 5 min 后， 打开 K4，用注射器将少量空气 注入三颈瓶，关闭 K4 三颈瓶内的气体从无色变为浅红棕色
步骤Ⅱ中，传感器记录数据如图所示：
图 1
【解释及结论】
图 2
(1)NO2 与水反应的离子方程式为 。
(2)步骤Ⅰ中，通入 N2 的目的是 。 (3)将步骤Ⅱ中圆底烧瓶内的实验现象补充完整： 。
(4)该实验验证 NO2 与水反应产物的实验证据包括 (填序号)。
A ．圆底烧瓶中溶液变为蓝绿色
B ．三颈瓶内的气体从无色变为浅红棕色
C ．pH 传感器记录所得数据
D ．NO 3 (－)传感器记录所得数据
(5)有同学认为该实验不严谨， 因为 也可能导致 pH 传感器所记录的数据结果
。
________
10 ．(1)某化学学习小组为探究 NO2 和 SO2 的反应，进行如下实验(如图所示)。
①图甲两集气瓶中 (填“上”或“ 下”)瓶颜色深。
②图乙中反应的现象是 。
③图丙中“有红棕色气体产生”说明 SO2 和 NO2 反应的产物中有 ，说明 NO2 在该反
应中显 性。
④由图乙和图丙中的现象写出 NO2 和 SO2 反应的化学方程式： 。
(2)某课外活动小组探究镁与 NO2 的反应。已知镁与 CO2 反应如下：2Mg＋CO2 2MgO+
C。
①该小组采用类比 Mg 与 CO2 反应的思路对 Mg 与 NO2 的反应进行预测，写出 Mg 与 NO2
反应的化学方程式： 。
②设计实验验证猜测(用于连接玻璃管的乳胶管均内衬锡纸)。
资料信息： 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O。
a ．装置 A 中的试剂是 。
b．干燥管和装置B 的作用分别是 、 。
c ．实验开始时正确的操作步骤顺序是 (填字母)。
a ．通入 NO2
b ．打开弹簧夹
c ．点燃酒精灯
d ．当硬质玻璃管充满红棕色气体后，关闭弹簧夹7.1 氮的固定
课后分层练
1 ． 自然界的氮循环如图所示，下列说法不正确的是( )
A . ①中 N2 与 O2 反应生成 NO
B . ②中合成氨属于人工固氮
C . ③中氮元素被氧化
D ．氧元素参与了氮循环
[答案] C
[解析]A 对， 氮气在足量的氧气中， 打雷闪电时涉及的一个反应为 N2＋O2 2NO，一氧
化氮与氧气反应： 2NO＋O2===2NO2 ；B 对，工业合成氨是将 N2 与 H2 在一定条件下反应生 成 NH3 ，属于人工固氮； C 错， ③中细菌还原硝酸根中+5 价的氮， 生成无污染的 0 价的氮 气，所以③中氮元素被还原，而不是被氧化； D 对，N2 在放电条件下与 O2 直接化合生成 无色且不溶于水的一氧化氮气体，，氧元素参与反应，二氧化氮易与水反应生成硝酸和一氧
化氮，化学方程式为 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，氧元素参加了氮循环。
2 ．下列各项属于自然固氮的是( )
A ．植物从土壤中吸收含氮肥料
B ．合成氨制取氮肥
C ．豆科植物的根瘤菌将氮气转变成硝酸盐等含氮的化合物
D ．仿生固氮
[答案] C
[解析]A、B 两项是化合态氮之间的转化， 不属于氮的固定； D 属于人工固氮； C 属于自然固
氮。
3 ．下列气体为红棕色气体的是( )
A ．NO B ．NO2
C ．N2 D ．NH3
[答案] B
[解析]NO2 为红棕色气体， NO 、N2 、NH3 为无色气体。
4 ．如图所示，弹簧夹 K 开始处于关闭状态，将液体 A 滴入试管②与气体 B 充分反应，打
开 K，发现试管①内的水立刻沸腾了。则液体 A 和气体 B 的组合不可能是下列的( )
A ．亚硫酸钠溶液、氯气 B ．水、二氧化氮
C ．水、 一氧化氮 D ．氢氧化钠溶液、二氧化碳
[答案] C
[解析]①中水沸腾说明①中气体压强减小， 在 C 项中水与 NO 不反应，不能使气体压强减小。
5 ．把少量 NO2 气体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
[答案] C
[解析]少量 NO2 气体通入过量小苏打溶液中，逸出的气体为 NO 、CO2 ，二者物质的量之比 为 1∶2，同时还有少量水蒸气逸出，再使逸出的气体通过装有足量的过氧化钠颗粒的干燥管， CO2 与过氧化钠反应生成的 O2 与 NO 反应生成 NO2 ，O2 有剩余，同时逸出的少量水蒸气与
过氧化钠反应生成 O2 ，所以最后收集到的气体是 NO2 和 O2。
6．下列气体①N2、②O2、③NO2、④NO、⑤CO2、⑥CO 中， 属于大气污染物的是 ( )
A . ③④⑥ B . ①②③④
C . ③④⑤⑥ D ．全部
[答案] A
[解析]氮的氧化物、硫的氧化物及 CO 是常见的大气污染物。
7 ．诺贝尔化学奖曾授予德国化学家 Gerhard Ertl，以表彰他对固体表面化学研究过程中的重 大发现。使 CO 、NOx 等在铂表面发生化学反应转变成无毒气体，以减少汽车尾气中有毒气
体的排放，正是此项研究的重要应用之一。下列有关说法不正确的是( )
A ．CO 在铂表面被氧化生成 CO2 ，铂起催化作用
B ．汽车尾气中的 NOx 在铂表面发生反应的产物是 N2
C ．CO 在铂表面可能和 O2 、NOx 反应
D ．NOx 、CO 、CO2 均能与人体中的血红蛋白结合
[答案] D
[解析]CO、NOx 在铂表面发生的反应为 CO＋NOx―→CO2＋N2(未配平)，也可能是 CO 与 O2
反应，此过程中铂作催化剂； CO2 不能与人体中的血红蛋白结合。
8 ．在二氧化氮被水吸收的反应中，发生还原反应和氧化反应的物质的量之比是( )
A ．3 ∶ 1 B ．1 ∶3
C ．1 ∶2 D ．2 ∶ 1
[答案] C
[解析]二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮，氧化剂和还原剂都是二氧化氮，发生还原反
应和氧化反应的物质的量之比为 1∶2。
9 ．一定条件下， 将等体积的 NO 和 O2 的混合气体置于试管中， 并将试管倒立于水槽中， 充
分反应后剩余气体的体积为原总体积的( )
A. B. C. D.
[答案] C
[解析]该反应为 NO 、O2 、H2O 之间的反应，先判断是否过量，若过量，找出剩余的气体，
计算其体积是多少，最后算出剩余气体的体积占原总体积的分数。由方程式 4NO＋3O2 +
2H2O===4HNO3 计算， NO 和 O2 等体积混合，剩余 O2 体积，是原混合气体的。
10．氮是动植物生长不可缺少的元素， 含氮化合物也是重要的化工原料。自然界中存在如图
所示的氮元素的循环过程，下列说法不正确的是( )
A ．过程①“雷电作用” 中发生的反应是 N2＋O2 2NO
B ．过程③“ 固氮作用” 中，氮气被还原
C . ⑤中涉及的反应可能有 2NO2 (－)＋O2===2NO3 (－)
D . ⑥中涉及的反应可能有 2NO3 (－)＋12H＋===N2 ↑+6H2O
[答案] D
[解析]过程①“ 雷电作用” 中氮气与氧气化合生成 NO，即发生的反应是 N2＋O2 2NO，
A 正确；过程③“ 固氮作用” 中氮元素化合价降低，氮气被还原，B 正确；⑤中 NO2 (－)被氧化
为 NO3 (－)，涉及的反应可能有 2NO2 (－)＋O2===2NO3 (－) ，C 正确；⑥中氮元素化合价降低，NO 3 (－)
被还原，涉及的反应不可能为 2NO3 (－)＋12H＋===N2 ↑+6H2O，因为此反应中只有元素化合价
降低，没有元素化合价升高，故 D 错误。
11 ．对 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 反应的下列说法正确的是( )
A ．氧化剂与还原剂的质量比为 1∶2
B ．氧化产物与还原产物的物质的量之比为 1∶2
C ．NO2 是氧化剂， H2O 是还原剂
D ．在反应中若有 6 mol NO2 参与反应时，有 3 mol 电子发生转移
[答案] A
[解析]该反应中 NO2 既是氧化剂又是还原剂， 硝酸为氧化产物， NO 为还原产物。硝酸与 NO 的物质的量之比为 2∶ 1，还原剂(NO2)与氧化剂(NO2)的物质的量之比为 2∶ 1。若有 6 mol NO2
参与反应，则转移电子 4 mol。
12 ．无色的混合气体甲可能含 NO 、CO2 、NO2 、N2 中的几种，将一定量的甲气体经过如图
实验的处理，结果得到酸性溶液，而几乎无气体剩余，则甲气体的组成为( )
A ．NO2 、N2 B ．NO 、CO2
C ．NO2 、CO2 D ．NO 、CO2 、N2
[答案] B
[解析]混合气体无色，气体中不含 NO2 ，气体通过 Na2O2 后显红棕色，说明原混合气体中含 有 NO，且有与 Na2O2 反应生成 O2 的气体 CO2，通入水中， 溶液呈酸性， 且几乎无气体剩余，
说明原气体中不含 N2。
13 ．NO 与 NO2 中氮元素的价态均处于中间价态，则 NO 与 NO2 均既有氧化性又有还原性。
(1)NO 极易与氧气反应表现 性，化学方程式为 ；
在一定条件下与氨气发生归中反应生成 N2 ，其化学方程式为 。
(2)NO2 可发生自身歧化反应，NO2 与 H2O 的化学方程式为 ，氧化剂和还原剂 的物质的量之比为 ，NO2 与 NaOH 溶液反应可生成两种盐，其中一种是 NaNO3，
化学方程式为 。
[答案] (1)还原 2NO＋O2===2NO2 4NH3＋6NO一=件5N2＋6H2O
(2)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 1 ∶2 2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O
14 ．某化学学习小组为探究 NO2 和 SO2 的反应，特进行如下实验(如图所示)。
图 1 图 2 图 3
(1)图 1 两集气瓶中 (填“上”或“ 下”)瓶颜色深。
(2)图 2 中反应的现象是 。
(3)图 3 中“有红棕色气体产生”说明 SO2 和 NO2 反应的产物中有 ，说明 NO2 在该反
应中显 性。
(4) 由 图 2 和 图 3 中 的 现 象 写 出 NO2 和 SO2 反 应 的 化 学 方 程 式 ：
。
_______________________________________________________________
[答案] (1)下 (2)两气体混合后，颜色消失 (3)NO 氧化 (4)NO2＋SO2===NO＋SO3
[解析] 图 3 中反应生成的气体遇空气显红棕色， 说明图 2 中反应生成了 NO，即 NO2 和 SO2 反应，NO2 转化为 NO，表现氧化性，而 SO2 则表现还原性，被氧化，S 元素化合价升高，
只能变成＋6 价，应转化为 SO3。
15．为了有效实现 NO 和 NO2 的相互转化， 设计如下实验：按图所示组装好实验装置， 并检
验装置气密性，实验前用排水法收集半瓶 NO 气体。
(1)打开止水夹，推动针筒活塞，使 O2 进入烧瓶。关上止水夹，首先观察到烧瓶中的现象：
;
_______________________________________________________________
产生此现象的化学方程式为 。
(2)轻轻摇动烧瓶，观察到烧瓶中的现象为
① ; ② 。
产生此现象的化学方程式为 。
[答案] (1)烧瓶中气体由无色变为红棕色 2NO＋O2===2NO2 (2)①烧瓶中红棕色气体又
变为无色 ②烧杯中水倒吸到烧瓶中(或烧瓶中液面上升) 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
1 ．下列关于氮气的说法中错误的是( )
A ．通常情况下 N2 性质很稳定，所以 N2 可以在电焊时作保护气
B ．N2＋O2 2NO，该反应是汽车尾气造成污染的主要因素之一
C ．N2 在空气中约占的质量比为
D ．在反应 3Mg＋N2 Mg3N2 中， N2 作氧化剂
[答案] C
[解析]N2 很稳定， 常用作保护气； 但在高温下 N2 与 O2 产生的 NO 易被氧化为 NO2 ，故汽车
尾气会造成环境污染； N2 在空气中的体积含量约为 4/5；N2 与金属、 H2 反应时作氧化剂。
2 ．实验室以空气和镁为原料制备 Mg3N2 的装置如图所示(夹持和加热装置略去)：
下列说法正确的是( )
A ．装置 A 、B 中可依次加入浓硫酸、 NaOH 溶液
B ．若去掉装置 C，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 ．装置 E 中碱石灰的作用是吸收尾气
[答案] C
[解析]要制备氮化镁，需要除去空气中的氧气、CO2 和水蒸气， 则装置 A 、B 中可依次加入 NaOH 溶液、浓硫酸， A 错误；若去掉装置 C，镁与氧气反应生成氧化镁，对产品纯度有 影响，B 错误；实验时应先加热 C，通入一段时间空气除去氧气，然后再加热 D ，C 正确；
装置 E 中碱石灰的作用是吸收空气中的水蒸气和二氧化碳， D 错误。
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 ，红色褪去的原因是溶液的酸碱性改变还
是 HClO 的漂白作用
[答案] B
[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，没有元素化合价的降
低。
4.如图所示，试管中盛装的气体呈红棕色，当倒扣在盛有水的水槽中时，试管内水面上升， 但不能充满试管， 当向试管内鼓入氧气后， 可以观察到试管中水面继续上升， 经过多次重复
后，试管被水充满，对原试管中盛装的气体说法正确的是( )
A ．可能是 N2 与 NO2 的混合气体
B ．可能是 N2O 气体
C ．可能是 NO 与 NO2 的混合气体
D ．只可能是 NO2 一种气体
[答案] C
[解析]试管中盛装的气体呈红棕色，那么一定有二氧化氮存在。根据题述现象可知，原试管
中盛装的气体的成分可能为①NO2 、②NO2 和 O2(少量) 、③NO2 和 NO 等。
5 ．氮元素在海洋中的循环是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中无机氮的循环过程可
用下图表示。其中反应④的离子方程式为 4NH4 (＋)＋5O2===2NO2 (－)＋6H＋＋N2O＋5H2O。下列
说法正确的是( )
A . ①②均属于固氮反应
B ．海洋中的反硝化作用一定有氧气参加
C ．反应④中每生成 1 mol H2O 共转移 2 mol 电子
D ．向海洋排放含 NO 3 (—)的废水可能影响海洋中氮的循环
[答案] D
[解析]氮的固定是指游离态的氮变成化合态的氮，即由 N2 生成含氮化合物，故②是氮的固
定， ①不是，A 错误； 反硝化作用是反硝化细菌在缺氧条件下， 还原硝酸盐或亚硝酸盐， 释
放出 N2 或 N2O 的过程， 不一定有氧参加， B 错误； 反应④中反应为 4NH4 (＋)＋5O2===2NO2 (—)+
6H＋＋N2O＋5H2O，生成 1 mol H2O 时消耗 1 mol O2 ，则转移 4 mol 电子，C 错误；向海洋
排放含 NO 3 (—)的废水，会增强 NO 3 (—)的反硝化作用，可能影响海洋中氮的循环， D 正确。
6 ．实验室可用如图装置制取少量氮气。下列说法不正确的是( )
A ．反应过程中， ③中硬质玻璃管中固体由黑变红
B . ②中盛放的固体可能是碱石灰
C ．实验开始时先点燃③中的酒精灯，再点燃①中的酒精灯
D ．实验结束时，先将导管从水槽中拿出，再熄灭①③中的酒精灯
[答案] C
[解析]加热条件下， 氨气与 CuO 反应生成氮气、Cu 和水，反应的方程式为 2NH3＋3CuO N2 ↑+3Cu＋3H2O，所以反应过程中， ③中硬质玻璃管中固体由黑变红， A 正确； 干燥氨气
应该用碱性干燥剂， 所以②中盛放的可能是碱石灰， B 正确； 先用①中产生的氨气排尽装
置中的空气， 所以实验开始时先点燃①的酒精灯， 再点燃③的酒精灯， C 错误； 结束实验
时，先把水槽中的导管取出，然后熄灭酒精灯，否则水槽中的导管会产生倒吸， D 正确。
7 ．同温同压下，在 3 支相同体积的试管中分别充有等体积混合的两种气体，它们是①NO 和 NO2 ，②NO2 和 O2 ，③NO 和 N2。现将 3 支试管均倒置于水槽中，充分反应后，试管中
剩余气体的体积分别为 V1 、V2 、V3 ，则下列关系正确的是( )
A ．V1>V2>V3 B ．V1>V3>V2
C ．V2>V3>V1 D ．V3>V1>V2
[答案] D
[解析]可假设试管体积均为 2V，每种气体的体积均为 V；当倒置于水槽中时：①中有反应：
3NO2 ＋H2O===2HNO3 ＋NO ，则剩余气体 的体积 V1 ＝ V ； ② 中有反应 ：4NO2 ＋O2 +
2H2O===4HNO3，则剩余 O2 的体积 V2 ＝V；③中气体与水不反应， 故试管中气体体积 V3 =
2V。综上所述， V3>V1>V2。
8 ．氮的氧化物和硫的氧化物是导致酸雨的主要物质。
(1)形成酸雨的原理之一可简单表示如下：
回答下列问题：
①酸雨的 pH (填“ ＞ < 或“ ＝”) 5.6。
②D 物质的化学式为 。
③反应②的化学方程式为 。
(2)在一定条件下氨气亦可用来将氮氧化物转化为无污染的物质。氨气和二氧化氮在一定条件
下反应的化学方程式为 6NO2＋8NH3一=件7N2＋12H2O，则反应
中氧化剂是 ，还原剂是 。
(3)用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物，反应的化学方程式如下：
NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O
2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O
现有 VL NaOH 溶液能完全吸收 n mol NO2 和 m mol NO 组成的大气污染物。
①所用烧碱溶液的物质的量浓度至少为 mol·L－1。
②若所得溶液中 c(NO3 (－))：c(NO2 (－))＝1：9，则原混合气体中 NO2 和 NO 的物质的量之比 n：m =
。
________
③ 用含 n 和 m 的代 数 式表示所得 溶 液 中 NO3 (－)和 NO2 (－)浓度 的 比值 c(NO3 (－))：c(NO2 (－)) =
。
________
[答案] (1)① < ②H2SO3 ③2SO2 ＋O2 2SO3 (2)NO2 NH3 (3)①
②3：2 ③
[解析] (1)酸雨的 pH＜5.6，正常雨水的 pH＝5.6。由图示转化可知：A 为 SO2 ，B 为 SO3，
D 为 H2SO3。(3)①因产物 NaNO3、NaNO2 中 n(Na＋)＝n(N)，故 n(NaOH)＝n(NO)＋n(NO2)=
(m ＋n) mol，c(NaOH)＝ mol·L－1 。②NO2 和 NO 的混合气体与 NaOH 溶液反应可以认
为先后发生如下反应：
NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O
m m 2m
2NO2＋2NaOH===NaNO2＋ NaNO3＋H2O
n －m
(n －m)
(n －m)
当 V(NO2)≥V(NO)时能吸收完全，所以 c(NO3 (－))：c(NO2 (－))＝2m口n (－)m (口)口＝，即 n：m ＝3：2。
③c(NO3 (－))：c(NO2 (－))＝(n －m)：[2m＋口n－m口]＝。
9．实验小组为验证 NO2 与水反应的产物， 用如图所示装置进行实验(夹持装置已略去， 气密
性已检验)。
【实验过程】
实验步骤 实验现象
Ⅰ . 打开 K1 、K3 、K5 ，关闭 K2 、K4 ，通入一 段时间 N2 ，关闭 K1 ________________
Ⅱ . 打开 K2 ，放入足量浓 HNO3 ，同时打开 pH 传感器和 NO3 (－)传感器，记录数据 圆底烧瓶中反应剧烈，铜片逐渐溶解，溶液 变为蓝绿色， ；片刻后， 三颈瓶内的导管口有气泡冒出
Ⅲ . 5 min 后， 打开 K4，用注射器将少量空气 注入三颈瓶，关闭 K4 三颈瓶内的气体从无色变为浅红棕色
步骤Ⅱ中，传感器记录数据如图所示：
图 1
【解释及结论】
图 2
(1)NO2 与水反应的离子方程式为 。
(2)步骤Ⅰ中，通入 N2 的目的是 。 (3)将步骤Ⅱ中圆底烧瓶内的实验现象补充完整： 。
(4)该实验验证 NO2 与水反应产物的实验证据包括 (填序号)。
A ．圆底烧瓶中溶液变为蓝绿色
B ．三颈瓶内的气体从无色变为浅红棕色
C ．pH 传感器记录所得数据
D ．NO 3 (－)传感器记录所得数据
(5)有同学认为该实验不严谨， 因为 也可能导致 pH 传感器所记录的数据结果
。
[答案] (1)3NO2＋H2O===2H＋＋2NO3 (－)＋NO (2)排出装置中的氧气(空气) (3)有红棕色气
体生成 (4)BCD (5)圆底烧瓶中浓硝酸的挥发 偏小
[解析] 打开 K1 、K3 、K5 ，关闭 K2 、K4 ，通入一段时间 N2 ，排出装置中的氧气(空气)；打 开 K2 ，放入足量浓 HNO3 ，打开 pH 传感器和 NO3 (－)传感器，铜与浓硝酸发生反应生成硝酸 铜、二氧化氮和水；打开 K4 ，用注射器将少量空气注入三颈瓶，三颈瓶内的气体从无色变 为浅红棕色的现象可知， 二氧化氮与水反应生成一氧化氮和硝酸， 生成的一氧化氮被氧气氧 化又生成了二氧化氮。pH 传感器是用来检测被测物中氢离子浓度并转换成相应的可用输出 信号的传感器， 随着反应的进行， pH 传感器记录所得数据表示， pH 减小， 酸性增强， 能验
证 NO2 与水反应生成的产物。
10 ．(1)某化学学习小组为探究 NO2 和 SO2 的反应，进行如下实验(如图所示)。
①图甲两集气瓶中 (填“上”或“ 下”)瓶颜色深。
②图乙中反应的现象是 。
③图丙中“有红棕色气体产生”说明 SO2 和 NO2 反应的产物中有 ，说明 NO2 在该反
应中显 性。
④由图乙和图丙中的现象写出 NO2 和 SO2 反应的化学方程式： 。
(2)某课外活动小组探究镁与 NO2 的反应。已知镁与 CO2 反应如下： 2Mg＋CO2 2MgO
+C。
①该小组采用类比 Mg 与 CO2 反应的思路对 Mg 与 NO2 的反应进行预测，写出 Mg 与 NO2
反应的化学方程式： 。
②设计实验验证猜测(用于连接玻璃管的乳胶管均内衬锡纸)。
资料信息： 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O。
a ．装置 A 中的试剂是 。
b．干燥管和装置B 的作用分别是 、 。
c ．实验开始时正确的操作步骤顺序是 (填字母)。
a ．通入 NO2
b ．打开弹簧夹
c ．点燃酒精灯
d ．当硬质玻璃管充满红棕色气体后，关闭弹簧夹
[答案] (1)①下 ②两气体混合后，颜色由红棕色变为无色 ③NO 氧化 ④NO2 +
SO2===NO＋SO3
(2)①4Mg＋2NO2 4MgO＋N2
②a.NaOH 溶液 b ．吸收 NO2 ，避免污染环境 收集 N2 c ．badc
[解析](1)①NO2 呈红棕色， SO2 为无色， 故下瓶颜色深。②NO2 有强氧化性， 能被 SO2 还原 成 NO，故现象为两气体混合后， 颜色由红棕色变为无色。③NO 遇空气被氧化成 NO2：2NO +O2===2NO2 ，“有红棕色气体产生”说明 SO2 和 NO2 反应的产物中有 NO，体现了 NO2 的氧
化性。 ④由题给现象可知， NO2 和 SO2 反应的化学方程式为 NO2＋SO2===NO＋SO3。
(2)①由题意可知，Mg 与 NO2 发生置换反应的化学方程式为 4Mg＋2NO2 4MgO＋N2。 ②由资料信息：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O 可知，装置 A 中的试剂是 NaOH 溶液， 作用是除去未反应的 NO2。干燥管是尾气处理装置， 作用是吸收 NO2，避免污染环境。 装置 B 的作用是利用排水法收集 N2。实验开始时正确的操作步骤：b(打开弹簧夹)→a(通入 NO2，排尽反应装置中的空气)→d(当硬质玻璃管充满红棕色气体后， 关闭弹簧夹)→c(点燃酒
精灯，确认充满 NO2 后才开始加热)。
