专题七 氮与社会可持续发展
（满分：100 分 时间：75 分）
一、选择题(本题共 13 小题，每小题 3 分，共 39 分。每小题只有一个选项符合题意)
1.湿地中氮循环的主要路径如图,下列说法正确的是( )
A. 固氮作用是将气态含氮物质转化为固态含氮物质的过程
B.反硝化作用过程中,NO3 (-)发生了氧化反应
C.NH4 (+)通过硝化作用生成的NO2 (-)属于还原产物
D. 向湿地中排放含NO3 (-)的废水易造成水体富营养化
2 ．NH3 是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图)。下列有关表述正确的是( )
A ．NH4Cl 和 NaHCO3 都是常用的化肥
B ．Na2CO3 受热易分解
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的水溶液都是中性
3.某实验小组利用如图装置制备 NH3 并探究其性质。下列说法正确的是( )
A.①中固体可换成 NH4Cl
B.②中药品可为无水 CaCl2
C.反应一段时间后,可取③中的固体溶于稀硝酸中确认反应是否完全
D.反应一段时间后,④中锥形瓶收集到的液体呈碱性
4 ．已知某物质 X 能发生如下转化：
O2 O2 H2O
X ― →Y ― →Z ― →A
下列有关上述转化关系中物质及其反应的叙述错误的是( )
A ．若 X 为 N2 或 NH3 ，则 A 为硝酸
B ．若 X 为 S 或 H2S，则 A 为硫酸
C ．若 X 为非金属单质或非金属氢化物，则 A 不一定能与金属铜反应生成 Y
D ．反应①和②一定为氧化还原反应，反应③一定为非氧化还原反应
5.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( )
甲 乙 丙 丁 戊 己
已知:①浓硝酸可氧化 NO 。②NaOH 溶液能吸收 NO2,不能吸收 NO。
A.装置的连接顺序为 a→f→e→j→i→h→g(或 g→h)→b→c→d
B.装置戊中发生反应的化学方程式:2NO+2Fe 2FeO+N 2
C.装置丁的作用是除去挥发出来的硝酸和产生的 NO2
D.装置乙的作用是干燥, 防止水蒸气进入戊中干扰反应
6.工业上常用 NOx＋NH3→N2＋H2O，使 NOx 转化为无毒的 N2，现有 NO、NO2 的混合气体 3.0 L，可与 3.5 L 相同状况的 NH3 恰好完全反应， 全部转化为 N2 ，则在原混合气体中 NO 和 NO2
的物质的量之比是( )
A.1 ∶3 B.2 ∶1 C.3∶ 1 D.1 ∶ 1
7.中国科学院科研团队研究发现，在常温常压和可见光下，基于 LDH（一种固体催化剂）合
成 NH3 的原理示意图如图所示。下列说法不正确的是( )
A.该反应属于置换反应
B.该过程中只涉及极性键的断裂与生成
C.基于 LDH 合成 NH3 的过程属于氮的固定
D.该过程中每生成 2.24 L（标准状况） O2 则转移 0.4 mol 电子
8 ．如图表示铁与不同密度硝酸反应时，还原产物百分比与硝酸密度的关系，下列说法不正确
的是( )
A ．一般来说，不同密度硝酸与铁反应的还原产物不是单一的
B ．用一定量的铁粉与足量 HNO3 溶液反应得到标准状况下气体 2.24 L，则参加反应的硝酸的
物质的量为 0.1 mol
C ．硝酸的密度越大，其还原产物中高价态的成分所占比例越多
D．当硝酸密度为 1.36 g·mL－1 时，反应的化学方程式为： 4Fe＋18HNO3===4Fe(NO3)3＋3NO↑+
3NO2 ↑+9H2O
9.“封管实验”具有简易、方便、节约、绿色等优点，下列关于三个“封管实验”（夹持装置未画
出）的说法错误的是( )
A.加热时， ①中白色固体从下部转移到上部
B.加热时， ②中溶液从红色变浅至几乎无色，冷却后又恢复红色
C.加热时， ③中溶液变红，冷却后溶液红色褪去
D.三个“封管实验” 中所发生的化学反应都是可逆反应
10.在有机碳源和微生物作用下，大气中氮可以实现平衡循环，过程如图所示。下列说法正确
的是( )
A. 图示所有含氮微粒中 N 的化合价只有 0、＋3、＋5
B.循环转化过程中 NO3 (－)被甲醇氧化为 N2
C.温度越高， N2 转化成 NH4 (＋)的速率越快
D.NH4 (＋)与 NO2 (－)反应的离子方程式为 NH4 (＋)＋NO2 (－) N21＋2H2O
11.某化学兴趣小组设计了如图所示的浓 HNO3 与 Cu 反应的微型实验。下列说法中错误的是
( )
A.挤压塑料瓶使浓 HNO3 进入干燥管就可引发反应
B.将装置口向上提起就可停止反应
C.蘸碱液的棉花可起到吸收 NO2 的作用
D.该装置适用于木炭与浓硝酸或浓硫酸反应的实验
12.＋1 将 25.6 g 的铜完全溶于适量的浓硝酸中，收集到氮的氧化物（NO2 、N2O4 、NO）的混 合气，这些混合气恰好能被 250 mL 2 mol·L－1 NaOH 溶液完全吸收，生成 NaNO2 和 NaNO3 的
盐溶液，则其中 NaNO3 的物质的量为( )
A.0.1 mol B.0.2 molC.0.3 mol D.0.4 mol
13.取 7.2 g 某铁铝合金溶于足量的稀硝酸中,金属无剩余。测得产生的气体体积为 V1 L(标准状 况)。向所得溶液中加过量的 NaOH 溶液出现红褐色沉淀, 随后沉淀部分溶解,过滤得滤液Ⅰ。收
集沉淀,洗涤、干燥、称重得 m1 g,再加热至恒重,得固体质量为 7.2 g。下列说法错误的是( )
A.合金中 Fe 与 Al 的物质的量之比为 7∶3
B.m1=9.63
C.如果产生的气体只有 NO,则 V1=3.808
D.滤液Ⅰ主要成分为 NaOH 、NaNO3 、Na[Al(OH)4]
二、非选择题(本题共 4 小题，共 61 分)
14 ．（12 分）如图是氮元素的各种价态与物质类别的对应关系：
(1)根据 A 对应的化合价和物质类别，A 的摩尔质量是 ，从氮元素的化合价能否发生 变化的角度判断， 图中既有氧化性又有还原性的化合物有 。写出一个表现 NO 还原性
的化学反应方程式： 。
(2)实验室依据复分解反应原理制取 NH3 的化学方程式是 。
(3)浓、稀硝酸的性质既相似又有差别，若要除去铁制品表面的铜镀层应使用 。
(4)汽车尾气中含有 CO 和 NOx 等多种有害气体，若在汽车的排气管上安装一种催化转化装置，
可使 CO 与 NOx 反应，生成两种无毒气体，则该反应的化学方程式为
。
15.（16 分）氮的氧化物（NOx）是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下用 NH3
将 NOx 还原生成 N2 。某同学在实验室中对 NH3 与 NOx 的反应进行了探究。回答下列问题：
（1）氨气的制备
① 氨 气 的 发 生 装 置 可 以 选 择 上 图 中 的 ， 反 应 的 化 学 方 程 式 为 。
②欲收集一瓶干燥的氨气， 选择上图中的装置， 其连接顺序为发生装置→ （按 气流方向，用小写字母表示）。
（2）氨气与二氧化氮的反应
将上述收集到的 NH3 充入注射器 X 中， 硬质玻璃管 Y 中加入少量催化剂， 充入 NO2 （两端用
夹子 K1 、K2 夹好）。在一定温度下按图示装置进行实验。
操作步骤 实验现象 解释原因
打开 K1 ，推动注射器活塞， ①Y 管 中 ②反应的化学方程式为
使 X 中的气体缓慢通入 Y 管中
将注射器活塞退回原处并 固定，待装置恢复到室温 Y 管壁上有少量水 珠 生成的气态水凝集
打开 K2 ③ ④
16.（16 分）氮元素在地球上含量丰富，是构成生命体的基本元素之一。回答下列问题：
（1）N 元素在元素周期表中的位置为 。
（2）制备下列物质属于固氮的是 （填字母）。
A.用氮气和氢气合成氨
B.分离液态空气获得氮气
C.用 NH4Cl 和熟石灰制备氨气
D.NO2 溶于水得到 HNO3
（3）受到阳光照射浓硝酸会变黄的原因是 （用化学方程式表示）。
（4）近几年来关于氮污染的治理倍受关注，根据氮的性质回答以下问题：
①氮氧化物是空气的主要污染物，下列环境问题与氮氧化物排放有关的是 （填字 母）。
A.酸雨 B.光化学烟雾 C. 白色污染 D.水土流失
②向酸性工业废水中加入次氯酸钠溶液， 可将其中的 NH4 (＋)完全转化为 N2，而次氯酸钠被还原
为 NaCl。写出上述反应的离子方程式： 。
（5）潜艇中使用的液氨—液氧燃料电池工作原理如图所示：
①电极 a 是 （填“正极”或“ 负极”）。
②电解质溶液中 OH－ 向 （填“ 电极 a”或“ 电极 b”）移动。
③电极 b 的电极反应式为 。
17 ．（15 分）甲同学利用下图所示装置进行硝酸、氮氧化物的相关实验：
实验Ⅰ：将铜片放入烧杯 A 后，立即用烧杯 B 盖住
(1)烧杯 A 液体上方出现大量红棕色气体，该反应的化学方程式为 。 (2)一段时间后，红棕色气体消失，烧杯 C 中的液体变成蓝色，甲同学分析出现蓝色的原因，
认为其中涉及到两个反应：
①红棕色气体消失，该化学方程式为 。
②配平溶液出现蓝色的离子方程式， 并用单线桥法标出电子转移的方向和数目： I- +
NO3 (－)＋ H＋=== I2 ＋ NO↑ + H2O。
(3) 打 开 烧 杯 B ， A 中 液 体 上 方 又 出 现 淡 红 棕 色 ， 该 反 应 的 化 学 方 程 式 为
。
实验Ⅱ：因为有其他同学对淀粉-KI 溶液变蓝的原因提出异议，甲同学将铜片换成铁片放入烧
杯 A 后，立即用烧杯 B 盖住。
(4)实验前甲同学认为换为铁片后不应出现红棕色气体， 淀粉-KI 溶液不会变为蓝色， 其理由是
。
(5)实验开始后，发现确实无红棕色气体生成，但过一段时间后，淀粉-KI 溶液仍然变为蓝色，
请你帮忙分析其中的原因 。专题七 氮与社会可持续发展
（满分：100 分 时间：75 分）
一、选择题(本题共 13 小题，每小题 3 分，共 39 分。每小题只有一个选项符合题意)
1.湿地中氮循环的主要路径如图,下列说法正确的是( )
A. 固氮作用是将气态含氮物质转化为固态含氮物质的过程
B.反硝化作用过程中,NO发生了氧化反应
C.NH通过硝化作用生成的NO属于还原产物
D. 向湿地中排放含NO的废水易造成水体富营养化
【答案】D
【解析】固氮作用是将游离态的氮转化为氮的化合物的过程,A 错误;反硝化作用过程中NO转
化为 N2,NO中氮元素化合价降低发生了还原反应,B 错误;NHNO,NH中氮元素化合价
升高,生成的NO是氧化产物,C 错误;向湿地中排放含NO的废水,使水体中氮元素含量增大, 易
造成水体富营养化,D 正确。
2 ．NH3 是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图)。下列有关表述正确的是( )
A ．NH4Cl 和 NaHCO3 都是常用的化肥
B ．Na2CO3 受热易分解
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的水溶液都是中性
【答案】C
【解析】NaHCO3 不是化肥， A 错误； Na2CO3 受热不易分解， B 错误； NH3 和 NO2 在一定条
件下可发生氧化还原反应， C 正确； Na2CO3 在水中 CO －水解使溶液呈碱性， D 错误。
3.某实验小组利用如图装置制备 NH3 并探究其性质。下列说法正确的是( )
A.①中固体可换成 NH4Cl
B.②中药品可为无水 CaCl2
C.反应一段时间后,可取③中的固体溶于稀硝酸中确认反应是否完全
D.反应一段时间后,④中锥形瓶收集到的液体呈碱性
【答案】D
【解析】NH4Cl 分解生成的 NH3 和 HCl 会重新反应生成 NH4Cl,A 项错误;氨气会和氯化钙反应
生成 CaCl2·8NH3,不能用无水 CaCl2 来干燥 NH3,B 项错误;③中发生的反应为 2NH3+3CuO
N2+3Cu+3H2O,Cu 和CuO 均可和稀硝酸反应,不能判断反应是否完全,C 项错误;④中锥形瓶中收
集到的液体是氨水,呈碱性,D 项正确。
4 ．已知某物质 X 能发生如下转化：
O2 O2 H2O
X ― →Y ― →Z ― →A
下列有关上述转化关系中物质及其反应的叙述错误的是( )
A ．若 X 为 N2 或 NH3 ，则 A 为硝酸
B ．若 X 为 S 或 H2S，则 A 为硫酸
C ．若 X 为非金属单质或非金属氢化物，则 A 不一定能与金属铜反应生成 Y
D ．反应①和②一定为氧化还原反应，反应③一定为非氧化还原反应
【答案】D
【解析】A 项， 若 X 为 N2 或 NH3 ，Y 为 NO ，Z 为 NO2 ，则 A 为硝酸， 正确； B 项， 若 X 为 S 或 H2S ，Y 为 SO2 ，Z 为 SO3 ，则 A 为硫酸，正确； C 项，若 X 为非金属单质或非金属氢化 物， A 为硝酸或硫酸时， 稀硝酸与 Cu 反应生成 Y，浓硝酸和 Cu 反应不生成 Y，且 Cu 与稀硫 酸不反应，则 A 不一定能与金属铜反应生成 Y，正确； D 项，反应①和②一定为氧化还原反
应，反应③若为二氧化氮和水的反应也为氧化还原反应，错误。
5.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( )
甲 乙 丙 丁 戊 己
已知:①浓硝酸可氧化 NO 。②NaOH 溶液能吸收 NO2,不能吸收 NO。
A.装置的连接顺序为 a→f→e→j→i→h→g(或 g→h)→b→c→d
B.装置戊中发生反应的化学方程式:2NO+2Fe 2FeO+N 2
C.装置丁的作用是除去挥发出来的硝酸和产生的 NO2
D.装置乙的作用是干燥, 防止水蒸气进入戊中干扰反应
【答案】D
【解析】装置甲用于制备 NO 气体,NO 能与空气中的氧气反应生成 NO2, 因此制备出的 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,需利用装置己除去;NO2 与水反 应生成硝酸和 NO,硝酸蒸气可被水吸收,NO 有毒,需要有尾气处理装置,结合题中已知可知,应先 将反应后剩余的 NO 通过浓硝酸进行氧化,再通过 NaOH 溶液进行吸收, 因此装置的连接顺序是
a→f→e→j→i→h→g(或 g→h)→b→c→d,A 正确;NO 与铁粉反应生成N2 和FeO,其反应的化学方
程式为2NO+2Fe 2FeO+N 2,B 正确;装置丁的作用是除去挥发出来的硝酸和产生的NO2,C 正
确;根据上述分析可知,浓硝酸的作用是将 NO 氧化成 NO2,D 错误。
6.工业上常用 NOx＋NH3→N2＋H2O，使 NOx 转化为无毒的 N2，现有 NO、NO2 的混合气体 3.0 L，可与 3.5 L 相同状况的 NH3 恰好完全反应， 全部转化为 N2 ，则在原混合气体中 NO 和 NO2
的物质的量之比是( )
A.1：3 B.2：1 C.3：1 D.1：1
【答案】A
【解析】根据反应可知，氨气被氧化为氮气，NO 、NO2 被还原为氮气，设一氧化氮体积为 V， 二氧化氮体积为 3.0 L－V，氨气的体积为 3.5 L，根据电子守恒可知： 3.5 L×3 ＝2V＋4×（3.0 L -V），解得 V＝0.75 L，即一氧化氮体积为 0.75 L，二氧化氮体积为 2.25 L，则混合气体中 NO
和 NO2 的体积之比等于物质的量之比＝0.75 L：2.25 L ＝1：3。
7.中国科学院科研团队研究发现，在常温常压和可见光下，基于 LDH（一种固体催化剂）合
成 NH3 的原理示意图如图所示。下列说法不正确的是( )
A.该反应属于置换反应
B.该过程中只涉及极性键的断裂与生成
C.基于 LDH 合成 NH3 的过程属于氮的固定
D.该过程中每生成 2.24 L（标准状况） O2 则转移 0.4 mol 电子
【答案】B
【解析】根据图示可知，该反应的化学方程式为 2N2＋6H2O 4NH3＋3O2 ，属于置换反应， A 正确； 该过程中， 既有极性键（O—H、N—H）的断裂与生成， 也有非极性键（N≡N、O
O）的断裂与生成， B 错误；基于 LDH 合成 NH3 的过程是将氮气转化为氨气的过程，属于氮
的固定， C 正确； 标准状况下 2.24 L O2 的物质的量为 0.1 mol，O 元素的化合价由－2 价升至 0
价， 0.1 mol O2 转移 0.4 mol 电子， D 正确。
8 ．如图表示铁与不同密度硝酸反应时，还原产物百分比与硝酸密度的关系，下列说法不正确
的是( )
A ．一般来说，不同密度硝酸与铁反应的还原产物不是单一的
B ．用一定量的铁粉与足量 HNO3 溶液反应得到标准状况下气体 2.24 L，则参加反应的硝酸的
物质的量为 0.1 mol
C ．硝酸的密度越大，其还原产物中高价态的成分所占比例越多
D．当硝酸密度为 1.36 g·mL－1 时，反应的化学方程式为： 4Fe＋18HNO3===4Fe(NO3)3＋3NO↑+
3NO2 ↑+9H2O
【答案】B
【解析】根据图像可知，硝酸的密度不同，被还原产物的百分比不同，硝酸和 Fe 反应有多种
含氮微粒生成，不同密度硝酸与铁反应的还原产物都不是单一的， A 正确；用一定量的铁粉
与足量 HNO3 溶液反应，得到标准状况下的气体 2.24 L，物质的量为 0.1 mol，铁变化为硝酸铁， 反应生成的铁离子为0.1 mol，显酸性的硝酸为0.3 mol，所以参加反应的硝酸为0.3 mol＋作氧化 剂的硝酸＞0.3 mol, B 错误； 还原产物中 NH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，随着硝酸的密度增大，产物中的主要成分逐渐变为 NO、
NO2 ，在浓硝酸密度为 1.4 g·mL－1 中， 主要产物为 NO2 ，因此硝酸的密度越大， 其还原产物中 高价态的成分所占比例越多， C 正确；当硝酸溶液的密度为 1.36 g·mL－1 时，由图像可看出，
生成的 NO 和 NO2 百分比相等，反应的化学方程式为 4Fe＋18HNO3===4Fe(NO3)3＋3NO↑+
3NO2 ↑+9H2O, D 正确。
9.“封管实验”具有简易、方便、节约、绿色等优点，下列关于三个“封管实验”（夹持装置未画
出）的说法错误的是( )
A.加热时， ①中白色固体从下部转移到上部
B.加热时， ②中溶液从红色变浅至几乎无色，冷却后又恢复红色
C.加热时， ③中溶液变红，冷却后溶液红色褪去
D.三个“封管实验” 中所发生的化学反应都是可逆反应
【答案】D
【解析】加热氯化铵分解生成 NH3 和 HCl ，NH3 和 HCl 遇冷化合生成氯化铵，则加热时， ① 中白色固体从下部转移到上部， 故 A 正确； 加热时 NH3·H2O 分解生成 NH3 和 H2O，则加热② 时，溶液红色变浅至几乎无色，冷却后氨气溶解又恢复红色，故 B 正确；二氧化硫与品红化 合生成不稳定的无色物质，不稳定的无色物质加热分解，则加热③时，溶液变为红色，冷却 后二氧化硫溶解又褪色，故 C 正确；可逆反应的反应条件相同，氯化铵的分解和化合不是可
逆反应，故 D 错误。
10.在有机碳源和微生物作用下，大气中氮可以实现平衡循环，过程如图所示。下列说法正确
的是( )
A. 图示所有含氮微粒中 N 的化合价只有 0、＋3、＋5
B.循环转化过程中 NO被甲醇氧化为 N2
C.温度越高， N2 转化成 NH的速率越快
D.NH与 NO反应的离子方程式为 NH＋NO N2 ↑+2H2O
【答案】D
【解析】图中氮元素的化合价除有 0、＋3、＋5 外，还有－3 价， A 错误；转化过程中 NO
中氮元素化合价降低，被甲醇还原为 N2 ，B 错误；该反应有微生物参与，温度过高微生物失
去活性，反应速率减慢， C 错误。
11.某化学兴趣小组设计了如图所示的浓 HNO3 与 Cu 反应的微型实验。下列说法中错误的是
( )
A.挤压塑料瓶使浓 HNO3 进入干燥管就可引发反应
B.将装置口向上提起就可停止反应
C.蘸碱液的棉花可起到吸收 NO2 的作用
D.该装置适用于木炭与浓硝酸或浓硫酸反应的实验
【答案】D
【解析】挤压塑料瓶使浓 HNO3 进入干燥管与铜接触， 可以引发反应， A 正确； 将装置口向上 提起使铜与浓 HNO3 分离， 可使反应停止， B 正确；NO2 可被碱液吸收， C 正确； 木炭与浓硝
酸或浓硫酸的反应需要加热才能够进行，而该装置是在常温下进行的反应装置， D 错误。
12.＋1 将 25.6 g 的铜完全溶于适量的浓硝酸中，收集到氮的氧化物（NO2 、N2O4 、NO）的混 合气，这些混合气恰好能被 250 mL 2 mol·L－1 NaOH 溶液完全吸收，生成 NaNO2 和 NaNO3 的
盐溶液，则其中 NaNO3 的物质的量为( )
A.0.1 mol B.0.2 molC.0.3 mol D.0.4 mol
【答案】A
【解析】铜失去电子给氮元素， 氮的氧化物发生氧化还原反应生成亚硝酸钠和硝酸钠， 可以认
为铜失的电子给了氮原子， 氮原子生成亚硝酸钠， 所以 25.6 g 铜失去 0.8 mol 电子，生成 0.4 mol 亚硝酸钠， 则硝酸钠的物质的量＝氢氧化钠的物质的量－亚硝酸钠的物质的量＝2×0.25 mol-
0.4 mol ＝0.1 mol。
13.取 7.2 g 某铁铝合金溶于足量的稀硝酸中,金属无剩余。测得产生的气体体积为 V1 L(标准状 况)。向所得溶液中加过量的 NaOH 溶液出现红褐色沉淀, 随后沉淀部分溶解,过滤得滤液Ⅰ。收
集沉淀,洗涤、干燥、称重得 m1 g,再加热至恒重,得固体质量为 7.2 g。下列说法错误的是( )
A.合金中 Fe 与 Al 的物质的量之比为 7∶3
B.m1=9.63
C.如果产生的气体只有 NO,则 V1=3.808
D.滤液Ⅰ主要成分为 NaOH 、NaNO3 、Na[Al(OH)4]
【答案】A
【解析】由题意可知铁铝合金质量与最终所得固体(Fe2O3)质量相等,其流程中 Fe 元素无损失, 即
合金中铝的质量等于 Fe2O3 中氧元素的质量,则 m(Fe)∶m(Al)=(2×56)∶(3×16)=7∶3,而 n(Fe)∶n(Al)=
2 6 ∶3 6=9∶8,A 项错误;合金中 n(Fe)=16/×2=0.09 mol,即所得 m[Fe(OH)3]=0.09 mol×107
g/mol=9.63 g,B 项正确;根据得失电子守恒,Fe、Al 失去电子共 3×(0.09+0.08) mol=3×0.17 mol,则 3×n(NO)=3×0.17 mol,解得 n(NO)=0.17 mol,故 V1=3.808,C 项正确;依据题意可知滤液Ⅰ主要成分
为 Na[Al(OH)4] 、NaNO3 和 NaOH,Fe3+ 已全部转化为 Fe(OH)3 沉淀,D 项正确。
二、非选择题(本题共 4 小题，共 61 分)
14 ．（12 分）如图是氮元素的各种价态与物质类别的对应关系：
(1)根据 A 对应的化合价和物质类别，A 的摩尔质量是 ，从氮元素的化合价能否发生 变化的角度判断， 图中既有氧化性又有还原性的化合物有 。写出一个表现 NO 还原性
的化学反应方程式： 。
(2)实验室依据复分解反应原理制取 NH3 的化学方程式是 。
(3)浓、稀硝酸的性质既相似又有差别，若要除去铁制品表面的铜镀层应使用 。
(4)汽车尾气中含有 CO 和 NOx 等多种有害气体，若在汽车的排气管上安装一种催化转化装置，
可使 CO 与 NOx 反应，生成两种无毒气体，则该反应的化学方程式为
。
____________________________________________________________________
[答案] (1)108 g·mol－1 NO 、NO2 2NO＋O2===2NO2
(2)Ca(OH)2＋2NH4Cl CaCl2＋2NH3 ↑+2H2O (3)浓硝酸 (4)2xCO＋2NOx===N2＋2xCO2
[解析] (1)据图可知 A 为＋5 价氮元素的化合物，故 A 为 N2O5 ，摩尔质量为 108 g·mol－1。氮 元素处于中间价态的化合物既有氧化性又有还原性， 图中 NO、NO2 符合条件； 在反应 2NO+
O2===2NO2 中 NO 表现还原性。(2)实验室制取 NH3 的化学方程式为 Ca(OH)2＋2NH4Cl CaCl2
+2NH3 ↑+2H2O 。(3)除去铁制品表面的铜镀层应用浓硝酸，铜与浓硝酸能发生化学反应，而 常温下浓硝酸使铁钝化，对铁制品无损害；若使用稀硝酸会使铁制品也发生反应。(4)由条件
可知 CO 与 NOx 反应的产物为 CO2 和 N2 ，化学反应方程式为 2xCO＋2NOx===N2＋2xCO2。
15.（16 分）氮的氧化物（NOx）是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下用 NH3
将 NOx 还原生成 N2 。某同学在实验室中对 NH3 与 NOx 的反应进行了探究。回答下列问题：
（1）氨气的制备
① 氨 气 的 发 生 装 置 可 以 选 择 上 图 中 的 ， 反 应 的 化 学 方 程 式 为 。
②欲收集一瓶干燥的氨气， 选择上图中的装置， 其连接顺序为发生装置→ （按 气流方向，用小写字母表示）。
（2）氨气与二氧化氮的反应
将上述收集到的 NH3 充入注射器 X 中， 硬质玻璃管 Y 中加入少量催化剂， 充入 NO2 （两端用
夹子 K1 、K2 夹好）。在一定温度下按图示装置进行实验。
操作步骤 实验现象 解释原因
打开 K1 ，推动注射器活塞， 使 X 中的气体缓慢通入 Y ①Y 管 中 ②反应的化学方程式为
管中
将注射器活塞退回原处并 固定，待装置恢复到室温 Y 管壁上有少量水 珠 生成的气态水凝集
打开 K2 ③ ④
【答案】（1）①A 2NH4Cl＋Ca（OH）2 △ 2NH3 ↑+CaCl2＋2H2O（或 B NH3·H2O △ NH3 ↑ +H2O） ②d→c→f→e→i （2）①红棕色气体慢慢变浅 ②8NH3＋6NO27N2＋12H2O
③Z 中 NaOH 溶液产生倒吸现象 ④反应后气体分子数减少， Y 管中压强小于外界压强
【解析】（1）①实验室可以用加热固体氯化铵和氢氧化钙的方法制备氨气，反应物状态为固 体， 反应条件为加热， 所以选择 A 为发生装置， 反应的化学方程式为 Ca（OH）2＋2NH4Cl △ CaCl2＋2NH3 ↑+2H2O，也可以选择装置 B，用加热浓氨水的方法制备氨气，反应的化学方程 式为 NH3·H2O △ NH3 ↑+H2O。②实验室制备的氨气中含有水蒸气， 氨气为碱性气体， 应选择 盛有碱石灰的干燥管干燥气体， 氨气极易溶于水， 其密度小于空气的密度， 所以应选择向下排 空气法收集气体， 氨气极易溶于水， 尾气可以用水吸收， 注意防倒吸， 所以正确的连接顺序为 发生装置→d→c→f→e→i。（2）打开 K1 ，推动注射器活塞，使 X 中的气体缓慢充入 Y 管中， 则氨气与二氧化氮发生归中反应生成无色的氮气，所以看到现象为红棕色气体颜色慢慢变浅； 根据反应 8NH3＋6NO2 催化剂 7N2＋12H2O 及装置恢复至室温后气态水凝聚可判断， 反应后气 体分子数减少， Y 装置内压强降低，所以打开 K2 ，在大气压的作用下 Z 中 NaOH 溶液发生倒
吸。
16.（16 分）氮元素在地球上含量丰富，是构成生命体的基本元素之一。回答下列问题：
（1）N 元素在元素周期表中的位置为 。
（2）制备下列物质属于固氮的是 （填字母）。
A.用氮气和氢气合成氨
B.分离液态空气获得氮气
C.用 NH4Cl 和熟石灰制备氨气
D.NO2 溶于水得到 HNO3
（3）受到阳光照射浓硝酸会变黄的原因是 （用化学方程式表示）。
（4）近几年来关于氮污染的治理倍受关注，根据氮的性质回答以下问题：
①氮氧化物是空气的主要污染物，下列环境问题与氮氧化物排放有关的是 （填字 母）。
A.酸雨 B.光化学烟雾 C. 白色污染 D.水土流失
②向酸性工业废水中加入次氯酸钠溶液， 可将其中的 NH完全转化为 N2，而次氯酸钠被还原
为 NaCl。写出上述反应的离子方程式： 。
（5）潜艇中使用的液氨—液氧燃料电池工作原理如图所示：
①电极 a 是 （填“正极”或“ 负极”）。
②电解质溶液中 OH－ 向 （填“ 电极 a”或“ 电极 b”）移动。
③电极 b 的电极反应式为 。
【答案】答案： （1）第二周期ⅤA 族 （2）A
（3）4HNO34NO2 ↑+O2 ↑+2H2O
（4）①AB ②2NH ＋3ClO－ N2 ↑+3Cl－＋2H＋＋3H2O （5）①负极 ②电极 a
③O2＋4e－＋2H2O 4OH-
【解析】（1）氮元素是 7 号元素， 原子核外有 2 个电子层， 最外层电子数为 5，处于周期表中 第二周期ⅤA 族。（2）氮的固定是指氮由游离态转化为化合态的过程； A 符合题意， B 、C、D 均不符合题意。（3）硝酸见光会分解生成二氧化氮， 硝酸常因溶有少量二氧化氮而变黄， 该过
程的化学方程式为 4HNO34NO2 ↑+O2 ↑+2H2O。（4）①氮氧化物可以引起酸雨、光化学烟
雾，白色污染由塑料大量丢弃导致， 水土流失与植被被破坏等有关。②次氯酸钠溶液可将 NH
完全转化为 N2，而次氯酸钠被还原为 NaCl，该反应的离子方程式为 2NH＋3ClO－ N2 ↑+
3Cl－＋2H＋＋3H2O。（5）①电极 a 上 NH3→N2 ，发生氧化反应，则电极 a 为负极，电极 b 为 正极。②原电池中阴离子向负极移动，则电解质溶液中 OH－ 向电极 a 移动。③电极 b 为正极，
碱性条件下氧气得电子发生还原反应生成氢氧根离子， 电极反应式为 O2＋4e－＋2H2O 4OH
-
。
17 ．（15 分）甲同学利用下图所示装置进行硝酸、氮氧化物的相关实验：
实验Ⅰ：将铜片放入烧杯 A 后，立即用烧杯 B 盖住
(1)烧杯 A 液体上方出现大量红棕色气体，该反应的化学方程式为 。
(2)一段时间后，红棕色气体消失，烧杯 C 中的液体变成蓝色，甲同学分析出现蓝色的原因，
认为其中涉及到两个反应：
①红棕色气体消失，该化学方程式为 。
②配平溶液出现蓝色的离子方程式， 并用单线桥法标出电子转移的方向和数目： I- +
NO＋ H＋=== I2 ＋ NO↑ + H2O。
(3) 打 开 烧 杯 B ， A 中 液 体 上 方 又 出 现 淡 红 棕 色 ， 该 反 应 的 化 学 方 程 式 为
。
实验Ⅱ：因为有其他同学对淀粉-KI 溶液变蓝的原因提出异议，甲同学将铜片换成铁片放入烧
杯 A 后，立即用烧杯 B 盖住。
(4)实验前甲同学认为换为铁片后不应出现红棕色气体， 淀粉-KI 溶液不会变为蓝色， 其理由是
。
(5)实验开始后，发现确实无红棕色气体生成，但过一段时间后，淀粉-KI 溶液仍然变为蓝色，
请你帮忙分析其中的原因 。
【答案】(1)Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2 ↑+2H2O
(2)①3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
②
(3)2NO＋O2===2NO2
(4)常温时铁在浓硝酸中钝化(或生成氧化膜，合理即可)
(5)硝酸挥发到淀粉-KI 溶液中，将 KI 氧化为 I2
【解析】 (1)烧杯 A 液体上方出现大量红棕色气体，是由于浓硝酸被铜还原生成二氧化氮，
Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2 ↑+2H2O 。(2)①二氧化氮溶于水生成硝酸和 NO，因此红 棕色气体消失，该化学方程式为 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 。②反应中碘元素化合价从－1 价升高到 0 价，失去 1 个电子，氮元素化合价从＋5 价降低到＋2 价，得到 3 个电子，根据电
子得失守恒、原子守恒以及电荷守恒可知配平后的离子方程式为 6I－＋2NO＋8H＋===3I2 +
2NO↑+4H2O 。(3)打开烧杯 B，NO 与空气中的氧气反应生成二氧化氮， 故 A 中液体上方又出 现淡红棕色。 (4)由于常温时铁在浓硝酸中钝化，不会产生二氧化氮，因此换为铁片后不应出 现红棕色气体，淀粉-KI 溶液不会变为蓝色。(5)由于硝酸易挥发，硝酸挥发到淀粉-KI 溶液中，
将 KI 氧化为 I2 ，因此仍然变为蓝色。
