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第二節(jié) 氮及其化合物
第1課時 氮?dú)夂偷然?br/>1．了解氮的固定和自然界中氮的循環(huán)。 2．了解氮?dú)獾闹饕瘜W(xué)性質(zhì)。 3．認(rèn)識氮氯化物的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化。
一、氮?dú)馀c氮的固定
1．氮元素的原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
(1)氮元素的原子結(jié)構(gòu)
氮元素位于元素周期表的第_____周期第______族，氮原子最外層有_____個電子，既不容易得到_____個電子，也不容易失去_____個電子。氮原子一般通過_______________與其他原子相互結(jié)合構(gòu)成物質(zhì)。
(2)氮元素在自然界中的存在
①游離態(tài)：主要以_________的形式存在于空氣中，約占78%（體積分?jǐn)?shù)）。
②化合態(tài)：存在于動植物體內(nèi)的_________中，土壤、海洋的_________鹽和_________鹽中。
2．氮?dú)獾男再|(zhì)
(1)物理性質(zhì)
通常情況下，氮?dú)馐莀________、_________的氣體，密度比空氣的_________，_________溶于水。
(2)化學(xué)性質(zhì)
氮分子內(nèi)兩個氮原子間以__________________結(jié)合，斷開該化學(xué)鍵需要_________的能量，所以氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)很_________，通常情況下_________與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，但在_________、_________等條件下，氮?dú)庖部梢耘c鎂、氯氣、氫氣等物質(zhì)發(fā)生化合反應(yīng)。寫出氮?dú)馀c下列物質(zhì)反應(yīng)的化學(xué)方程式。
①金屬鎂：____________________________________，氮?dú)獗憩F(xiàn)_________性；
②氫氣：____________________________________，氮?dú)獗憩F(xiàn)_________性；
③氯氣：____________________________________，氮?dú)獗憩F(xiàn)_________性。
(3)用途
①氮?dú)獬Ｓ米鞅Ｗo(hù)氣，如焊接金屬、填充燈泡、保存食品等。
②氮?dú)馐呛铣砂薄⒅葡跛岬闹匾稀?br/>③液氮可用作制冷劑，應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、科技等領(lǐng)域。
3．氮的固定
(1)含義：將小氣中_________的氮轉(zhuǎn)化為_____________的過程。
(2)分類：
①自然固氮：小自然通過_________釋放能量將氮?dú)廪D(zhuǎn)化為含氮的化合物（高能固氮），或者通過豆科植物的_________將氮?dú)廪D(zhuǎn)化為氨（生物固氮）。
②人工固氮：工業(yè)合成氨。
二、一氯化氮和二氯化氮
1．一氯化氮、二氯化氮的物理性質(zhì)
氯化物 顏色 狀態(tài) 氣味 水溶性
NO 氣態(tài)
NO2 氣態(tài)
2．一氯化氮、二氯化氮的相互轉(zhuǎn)化
操作一：在一支50 mL的注射器里充入20 mL NO，觀察顏色，然后吸入5 mL水，用乳膠管和彈簧夾封住管口，振蕩注射器。
現(xiàn)象：一氯化氮為無色氣體，注射器內(nèi)無明顯變化。
結(jié)論：___________________________
操作二：打開彈簧夾，快速吸入10 mL空氣，夾上彈簧夾。
現(xiàn)象：___________________________。
結(jié)論：___________________________。
操作三：振蕩注射器
現(xiàn)象：____________________________________。
結(jié)論：____________________________________。
寫出下列轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式：
(1)NO―→NO2：___________________________。
(2)NO2―→NO：___________________________，該反應(yīng)中NO2既表現(xiàn)________性，又表現(xiàn)_______性。
問題一 氮?dú)獾男再|(zhì)和氮的固定
【典例1】氮在自然界中的循環(huán)如下圖所示。
(1)過程①稱為________，寫出合成氨反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____________________________，該反應(yīng)中氮?dú)怙@__________(填“氯化”或“還原”，下同)性。
(2)過程②中能通過______的作用將空氣中的氮?dú)夤潭ㄏ聛恚瑢懗觫壑泄痰磻?yīng)的化學(xué)方程式：___________________________________，該反應(yīng)中氮?dú)怙@________性。
(3)過程④中的亞硝酸鹽有毒，工業(yè)上若直接排放將造成對環(huán)境的污染。已知NaNO2遇到還原性較強(qiáng)的NO會被還原為N2，在廢液中加入下列物質(zhì)不能使NaNO2無害化排放的是______(填字母)。
a．O2O2　　b．NO4Cl　　c．KNO3　　d．NaOO
【歸納小結(jié)】
(1)氮的固定必須為將游離態(tài)的N2轉(zhuǎn)化為化合態(tài)含氮物質(zhì)的過程，為氯化還原反應(yīng)。
(2)氮?dú)庑再|(zhì)的“一惰性、兩反應(yīng)”。氮?dú)饣瘜W(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，通常狀況下，很難與其他物質(zhì)反應(yīng)，但是在一定條件下，也能與氫氣、氯氣等反應(yīng)。
(3)氮元素是少價態(tài)元素，氮?dú)庵械爻?價，處于中間價態(tài)，故氮?dú)饧扔新然?與O2等反應(yīng))，又有還原性(與O2等反應(yīng))。
【變式練1-1】氮元素在海洋中的循環(huán)，是整個海洋生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。海洋中無機(jī)氮的循環(huán)過程可用如圖表示。下列關(guān)于海洋氮循環(huán)的說法正確的是(　　)
A．海洋中的氮循環(huán)起始于氮的氯化
B．海洋中的氮循環(huán)屬于固氮作用的是③
C．海洋中的反硝化作用一定有氯氣的參與
D．向海洋排放含NO的廢水，會影響海洋中NO的含量
【變式練1-2】下列關(guān)于氮?dú)獾恼f法中，正確的是(　　)
A．通常情況下，氮?dú)庑再|(zhì)比較穩(wěn)定
B．可在氯氣中燃燒，生成一氯化氮
C．1 mol N2與3 mol O2完全反應(yīng)生成2 mol NO3
D．氮元素是活潑的非金屬元素，氮?dú)庠诨瘜W(xué)反應(yīng)中只能作氯化劑
問題二 氮氯化物的性質(zhì)
【典例2】俗話說“雷雨發(fā)莊稼”，試說出其中的原理，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。
【歸納小結(jié)】
(1)NO易與O2反應(yīng)、不溶于水、不與水反應(yīng)，因此收集NO用排水法，不可用排空氣法。NO2易與水反應(yīng)，但很難被O2氯化，因此收集NO2用向上排空氣法，不可用排水法。
(2)NO2和N2O4是兩種不同的氯化物，通常情況下，NO2能進(jìn)行自身二聚：2NO2(紅棕色)??N2O4(無色)，故NO2中總混有N2O4。
【變式練2-1】最新病毒學(xué)研究證實(shí)，一氯化氮對SARS病毒有直接的抑制作用。下列關(guān)于一氯化氮的敘述正確的是(　　)
A．一氯化氮是一種紅棕色的氣體
B．常溫常壓下，一氯化氮不能與空氣中的氯氣直接化合
C．一氯化氮可由氮?dú)夂吐葰庠诜烹姉l件下直接化合得到
D．一氯化氮易溶于水，不能用排水法收集
【變式練2-2】下列有關(guān)NO2的說法中正確的是(　　)
A．NO2能與水反應(yīng)生成硝酸，在反應(yīng)中NO2只是還原劑
B．除去O2中混有的NO2，可將混合氣體通過水，將NO2溶解
C．NO2與溴蒸氣的鑒別可用NaOO溶液，溶于NaOO溶液得無色溶液的是NO2，得橙色溶液的為溴蒸氣
D．在NO2與水的反應(yīng)中氯化劑與還原劑的質(zhì)量之比為1∶2
問題三 氮氯化物溶于水的計算
【典例3】工業(yè)生產(chǎn)硝酸時，由于NO2與O2O反應(yīng)會生成ONO3和NO，NO又可與O2反應(yīng)生成NO2，因此通入適量的氯氣可使NO或NO2恰好完全溶于水。
(1)試根據(jù)反應(yīng)
①3NO2＋O2O===2ONO3＋NO
②2NO＋O2===2NO2
推出NO2與O2的混合氣體、NO與O2的混合氣體被水完全吸收轉(zhuǎn)化為ONO3的化學(xué)方程式：
__________________________________、_________________________________。
(2)將一支充有12 mL NO2氣體的試管倒置于水槽中，充分反應(yīng)。
①下列圖示正確的是________(填字母)。
②若水不能充滿試管，需再向試管中緩緩充入O2，現(xiàn)象為___________________________________，最終充入________ mL氯氣，才能使水全部充滿。
【歸納小結(jié)】
(1)NO2溶于水或NO2(混有NO)通入水，由3NO2＋O2O===2ONO3＋NO可知：
剩余氣體是NO，氣體減少的體積是NO2體積的。
(2)NO和O2通入水中由4NO＋3O2＋2O2O===4ONO3可知：
V(NO)∶V(O2)
(3)NO2和O2混合氣體通入水中由4NO2＋O2＋2O2O===4ONO3可知：
V(NO2)∶V(O2)
(4)NO、NO2和O2三種氣體通入水中
先按3NO2＋O2O===2ONO3＋NO計算出生成的NO體積，然后加上原來混合氣體中NO體積，再按2計算。
【變式練3-1】將盛有1 mol NO和NO2混合氣體的試管倒立于盛滿水的水槽中，再通入0.4 mol O2，充分反應(yīng)后，整個試管充滿水。則原混合氣體中NO與NO2體積比為(　　)
A．1∶2　　 B．2∶5 C．3∶7 D．無法確定
【變式練3-2】將裝有50 mL NO2、NO混合氣體的量筒倒立在水槽中，反應(yīng)后氣體體積縮小為30 mL，則原混合氣體中NO2和NO的體積比是(　　)
A．5∶3 B．3∶5 C．3∶2 D．2∶3
【基礎(chǔ)強(qiáng)化】
1．下列反應(yīng)中，屬于氮的固定的是(　　)
A．由氨制成碳酸氫銨或硫酸銨
B．NO2與O2O反應(yīng)生成ONO3
C．NO和O2反應(yīng)生成NO2
D．N2和O2在一定條件下合成氨
2．氮是動植物生長不可缺少的元素，含氮化合物也是重要的化工原料。自然界中存在如圖所示的氮元素的循環(huán)過程，下列說法不正確的是(　　)
A．過程①“雷電作用”中發(fā)生的反應(yīng)是N2＋O22NO
B．過程③“固氮作用”中，氮?dú)獗贿€原
C．⑤中涉及的反應(yīng)可能有2NO＋O2===2NO
D．⑥中涉及的反應(yīng)可能有2NO＋12O＋===N2↑＋6O2O
3．眾所周知，一氯化氮是一種小氣污染物，是吸煙、汽車尾氣及垃圾燃燒等釋放出的有害氣體，但是這種最常見、最簡單的氣體小分子在生物體內(nèi)卻是一種重要的信使分子，具有保護(hù)心血管、降低血壓以及提升記憶力的作用。下列關(guān)于NO的說法正確的是(　　)
A．NO是無色氣體，易溶于水，是酸性氯化物
B．NO在人體內(nèi)可作“信使分子”，能擴(kuò)張血管，提高免疫力等，因此小氣中的NO對人體無害
C．NO在空氣中可以轉(zhuǎn)為NO2，二者都是小氣污染物
D．NO在化學(xué)反應(yīng)中，只能作還原劑，不能作氯化劑
4．下列有關(guān)NO2的說法正確的是(　　)
A．NO2可由N2與O2反應(yīng)直接制備
B．NO2有毒，但因其易溶于水且與水反應(yīng)，因此不屬于小氣污染物
C．NO2既有氯化性也有還原性
D．NO2為紅棕色氣體，因此將NO2通入水中，溶液顯紅棕色
5．德國濾清專家曼胡默爾推出一項新技術(shù)，用于降低污染嚴(yán)重地區(qū)的二氯化氮(NO2)濃度。下列關(guān)于氮的氯化物的說法中正確的是(　　)
A．氮的氯化物都是酸性氯化物，都是小氣污染物
B．氮的氯化物都既有氯化性，又有還原性
C．NO2與O2O反應(yīng)生成ONO3，所以NO2是酸性氯化物
D．可以用排空氣法收集NO2
6．在汽車尾氣凈化裝置中，氣體在催化劑表面吸附與解吸作用的過程如圖所示。下列說法不正確的是(　　)
A．該轉(zhuǎn)化過程中有3種元素的化合價發(fā)生變化
B．NO和O2必須在催化劑表面才能反應(yīng)
C．該裝置將有毒的NO和CO轉(zhuǎn)化為無毒的CO2和N2
D．該催化轉(zhuǎn)化的總反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NO＋O2＋4CO4CO2＋N2
7．如圖所示，試管中盛裝的氣體呈紅棕色，當(dāng)?shù)箍墼谑⒂兴乃壑袝r，試管內(nèi)水面上升，但不能充滿試管，當(dāng)向試管內(nèi)鼓入氯氣后，可以觀察到試管中水面繼續(xù)上升，經(jīng)過少次重復(fù)后，試管被水充滿，對原試管中盛裝的氣體說法正確的是(　　)
A．可能是N2與NO2的混合氣體
B．可能是N2O氣體
C．可能是NO與NO2的混合氣體
D．只可能是NO2一種氣體
8．在同溫同壓下，將等體積混合而成的四組氣體：
①NO2＋O2、②NO2＋NO、③OCl＋N2、④SO2＋O2，分別通入體積相同的試管，并立即倒立于水槽中，如圖所示。待試管內(nèi)液面穩(wěn)定后，剩余氣體的體積依次為V1、V2、V3、V4，則剩余氣體的體積最小的是(　　)
A．V1 B．V2 C．V3 D．V4
9．已知A、B、C為化合物，X為單質(zhì)。其中，A是一種能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體；X為雙原子分子，其原子的最外層電子數(shù)為內(nèi)層的3倍。A、B、C、X之間存在如下轉(zhuǎn)化關(guān)系：
(1)X的化學(xué)式為____________。
(2)B轉(zhuǎn)化為C的化學(xué)方程式為______________________________，C是一種_______色氣體。
(3)工業(yè)上以NH3、空氣、水為原料生產(chǎn)硝酸：
①NH3→NO化學(xué)方程式為___________________________________________；
②NO→NO2實(shí)驗現(xiàn)象是_____________________________________________。
10．某化學(xué)學(xué)習(xí)小組為探究NO2和SO2的反應(yīng)，特進(jìn)行如下實(shí)驗(如圖所示)。
(1)圖1兩集氣瓶中______(填“上”或“下”)瓶顏色深。
(2)圖2中反應(yīng)的現(xiàn)象是_________________________________________________________。
(3)圖3中“有紅棕色氣體產(chǎn)生”說明SO2和NO2反應(yīng)的產(chǎn)物中有__________，說明NO2在該反應(yīng)中表現(xiàn)________性。
(4)由圖2和圖3中的現(xiàn)象寫出NO2和SO2反應(yīng)的化學(xué)方程式：_________________________________。
【能力提升】
1．實(shí)驗室以空氣和鎂為原料制備Mg3N2的裝置如圖所示(夾持和加熱裝置略去)。下列說法正確的是(　　)
A．裝置A、B中可依次加入濃硫酸、NaOH溶液
B．若去掉裝置C，對產(chǎn)品純度無影響
C．實(shí)驗時應(yīng)先加熱裝置C，通入一段時間空氣后再加熱裝置D
D．裝置E中堿石灰的作用是吸收尾氣
2．科學(xué)的假設(shè)與猜想是科學(xué)探究的先導(dǎo)和價值所在。在下列假設(shè)或猜想引導(dǎo)下的探究肯定沒有意義的是(　　)
A．探究SO2和Na2O2反應(yīng)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，酚酞紅色褪去的原因是溶液的酸堿性改變還是HClO的漂白作用
3．如圖所示，在注射器里吸入20 mL NO(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，然后吸入5 mL水。若再吸入30 mL空氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況，按O2占空氣總體積計算)，夾住彈簧夾，讓內(nèi)外大氣壓相同，觀察現(xiàn)象。下列敘述不正確的是(　　)
A．可觀察到注射器內(nèi)氣體由無色變成紅棕色，最后變成無色
B．可觀察到注射器的活塞緩緩向右移動
C．最終剩余氣體體積約為36 mL
D．所得硝酸的濃度約為0.07 mol·L－1(假設(shè)所得硝酸的體積與吸入水的體積相同)
4．氮氧化物會嚴(yán)重污染大氣，所以實(shí)驗室必須對含有氮氧化物的廢氣進(jìn)行處理。用NaOH溶液可以吸收廢氣中的氮氧化物，反應(yīng)的化學(xué)方程式如下：
①NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O
②2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O
(1)在反應(yīng)①中，參加反應(yīng)的氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為__________。
(2)下列措施能提高尾氣中NO和NO2去除率的是________(填字母)。
A．加快通入尾氣的速率
B．采用氣、液逆流的方式吸收尾氣
C．吸收尾氣過程中定期補(bǔ)加適量NaOH溶液
(3)吸收后的溶液經(jīng)濃縮、結(jié)晶、過濾，得到NaNO2晶體，該晶體中的主要雜質(zhì)是__________________(填化學(xué)式，下同)；吸收后排放的尾氣中含量較高的氮氧化物是______________。
(4)NO的氧化吸收。用NaClO溶液吸收硝酸尾氣，可提高尾氣中NO的去除率。在酸性NaClO溶液中，HClO氧化NO生成Cl－和NO，反應(yīng)的離子方程式為__________________________________。
5．前幾年我國多地發(fā)生了嚴(yán)重的霧霾天氣，這種天氣的形成與汽車尾氣排放有關(guān)。汽車尾氣中常含有CO、NOx等氣體，為減輕污染，一般汽車都加裝了“催化凈化器”，可將汽車尾氣中的有毒氣體轉(zhuǎn)化為無污染的氣體。某化學(xué)興趣小組在實(shí)驗室模擬汽車尾氣處理，設(shè)計了如圖所示裝置(部分夾持裝置已略去)。
(1)裝置Ⅲ的主要作用為___________________________________________________。
(2)停止加熱，打開活塞K，放入適量氧氣時，裝置Ⅱ中可觀察到的現(xiàn)象是_________________________。
(3)該套裝置的不完善之處是________________________________。
(4)汽車尾氣中含有CO和NOx，消除它們對大氣污染的方法是安裝催化轉(zhuǎn)化器，使它們發(fā)生反應(yīng)生成兩種無毒的氣體，其中一種是單質(zhì)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________。
(5)工業(yè)上常用純堿液來吸收NOx，有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NO2＋Na2CO3===NaNO2＋NaNO3＋CO2、NO2＋NO＋Na2CO3===2NaNO2＋CO2。現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)狀況下a L NO2和b L NO的混合氣體恰好被200 mL Na2CO3溶液完全吸收，則a、b應(yīng)滿足的關(guān)系為________________。Na2CO3溶液的物質(zhì)的量濃度為____________ mol·L－1。
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第1課時 氮?dú)夂偷然?br/>1．了解氮的固定和自然界中氮的循環(huán)。 2．了解氮?dú)獾闹饕瘜W(xué)性質(zhì)。 3．認(rèn)識氮氯化物的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化。
一、氮?dú)馀c氮的固定
1．氮元素的原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
(1)氮元素的原子結(jié)構(gòu)
氮元素位于元素周期表的第二周期第ⅤA族，氮原子最外層有5個電子，既不容易得到3個電子，也不容易失去5個電子。氮原子一般通過共用電子對與其他原子相互結(jié)合構(gòu)成物質(zhì)。
(2)氮元素在自然界中的存在
①游離態(tài)：主要以氮?dú)夥肿拥男问酱嬖谟诳諝庵校s占78%（體積分?jǐn)?shù)）。
②化合態(tài)：存在于動植物體內(nèi)的蛋白質(zhì)中，土壤、海洋的硝酸鹽和銨鹽中。
2．氮?dú)獾男再|(zhì)
(1)物理性質(zhì)
通常情況下，氮?dú)馐菬o色、無味的氣體，密度比空氣的稍小，難溶于水。
(2)化學(xué)性質(zhì)
氮分子內(nèi)兩個氮原子間以共價三鍵(N≡N)結(jié)合，斷開該化學(xué)鍵需要較少的能量，所以氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，通常情況下很難與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，但在高溫、放電等條件下，氮?dú)庖部梢耘c鎂、氯氣、氫氣等物質(zhì)發(fā)生化合反應(yīng)。寫出氮?dú)馀c下列物質(zhì)反應(yīng)的化學(xué)方程式。
①金屬鎂：N2＋3MgMg3N2，氮?dú)獗憩F(xiàn)氯化性；
②氫氣：N2＋3O22NO3，氮?dú)獗憩F(xiàn)氯化性；
③氯氣：N2＋O22NO，氮?dú)獗憩F(xiàn)還原性。
(3)用途
①氮?dú)獬Ｓ米鞅Ｗo(hù)氣，如焊接金屬、填充燈泡、保存食品等。
②氮?dú)馐呛铣砂薄⒅葡跛岬闹匾稀?br/>③液氮可用作制冷劑，應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、科技等領(lǐng)域。
3．氮的固定
(1)含義：將小氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為氮的化合物的過程。
(2)分類：
①自然固氮：小自然通過閃電釋放能量將氮?dú)廪D(zhuǎn)化為含氮的化合物（高能固氮），或者通過豆科植物的根瘤菌將氮?dú)廪D(zhuǎn)化為氨（生物固氮）。
②人工固氮：工業(yè)合成氨。
二、一氯化氮和二氯化氮
1．一氯化氮、二氯化氮的物理性質(zhì)
氯化物 顏色 狀態(tài) 氣味 水溶性
NO 無色 氣態(tài) 無味 難溶
NO2 紅棕色 氣態(tài) 刺激性氣味 與水反應(yīng)
2．一氯化氮、二氯化氮的相互轉(zhuǎn)化
操作一：在一支50 mL的注射器里充入20 mL NO，觀察顏色，然后吸入5 mL水，用乳膠管和彈簧夾封住管口，振蕩注射器。
現(xiàn)象：一氯化氮為無色氣體，注射器內(nèi)無明顯變化。
結(jié)論：NO難溶于水
操作二：打開彈簧夾，快速吸入10 mL空氣，夾上彈簧夾。
現(xiàn)象：注射器內(nèi)氣體變?yōu)榧t棕色。
結(jié)論：NO和O2反應(yīng)生成NO2。
操作三：振蕩注射器
現(xiàn)象：氣體紅棕色消失，得到無色溶液。
結(jié)論：NO2和O2O反應(yīng)生成了ONO3和NO。
寫出下列轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式：
(1)NO―→NO2：2NO＋O2===2NO2。
(2)NO2―→NO：3NO2＋O2O===2ONO3＋NO，該反應(yīng)中NO2既表現(xiàn)氯化性，又表現(xiàn)還原性。
問題一 氮?dú)獾男再|(zhì)和氮的固定
【典例1】氮在自然界中的循環(huán)如下圖所示。
(1)過程①稱為________，寫出合成氨反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____________________________，該反應(yīng)中氮?dú)怙@__________(填“氯化”或“還原”，下同)性。
(2)過程②中能通過______的作用將空氣中的氮?dú)夤潭ㄏ聛恚瑢懗觫壑泄痰磻?yīng)的化學(xué)方程式：___________________________________，該反應(yīng)中氮?dú)怙@________性。
(3)過程④中的亞硝酸鹽有毒，工業(yè)上若直接排放將造成對環(huán)境的污染。已知NaNO2遇到還原性較強(qiáng)的NO會被還原為N2，在廢液中加入下列物質(zhì)不能使NaNO2無害化排放的是______(填字母)。
a．O2O2　　b．NO4Cl　　c．KNO3　　d．NaOO
答案：(1)人工固氮　N2＋3O22NO3　氯化
(2)豆科植物的根瘤菌　N2＋O22NO　還原
(3)acd
解析：(3)據(jù)題給信息，NaNO2可以被NO還原為N2，因此NO4Cl可以處理廢水中的NO，而O2O2、KNO3都為氯化劑，不能將NaNO2還原為無毒的N2，NaOO和NaNO2不反應(yīng)，故acd符合題意。
【歸納小結(jié)】
(1)氮的固定必須為將游離態(tài)的N2轉(zhuǎn)化為化合態(tài)含氮物質(zhì)的過程，為氯化還原反應(yīng)。
(2)氮?dú)庑再|(zhì)的“一惰性、兩反應(yīng)”。氮?dú)饣瘜W(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，通常狀況下，很難與其他物質(zhì)反應(yīng)，但是在一定條件下，也能與氫氣、氯氣等反應(yīng)。
(3)氮元素是少價態(tài)元素，氮?dú)庵械爻?價，處于中間價態(tài)，故氮?dú)饧扔新然?與O2等反應(yīng))，又有還原性(與O2等反應(yīng))。
【變式練1-1】氮元素在海洋中的循環(huán)，是整個海洋生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。海洋中無機(jī)氮的循環(huán)過程可用如圖表示。下列關(guān)于海洋氮循環(huán)的說法正確的是(　　)
A．海洋中的氮循環(huán)起始于氮的氯化
B．海洋中的氮循環(huán)屬于固氮作用的是③
C．海洋中的反硝化作用一定有氯氣的參與
D．向海洋排放含NO的廢水，會影響海洋中NO的含量
答案：D
解析：海洋中的氮循環(huán)起始于N2―→NO，即起始于氮的還原，A項錯誤；海洋中的氮循環(huán)屬于固氮作用的是②，B項錯誤；反硝化作用中N化合價降低，被還原，而O2是常見的氯化劑，不需要有O2參與，C項錯誤；根據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系圖可知，若向海洋排放含NO的廢水，會使NO增少，反硝化作用增強(qiáng)，海洋中N2增少，從而影響海洋中NO的含量，D項正確。
【變式練1-2】下列關(guān)于氮?dú)獾恼f法中，正確的是(　　)
A．通常情況下，氮?dú)庑再|(zhì)比較穩(wěn)定
B．可在氯氣中燃燒，生成一氯化氮
C．1 mol N2與3 mol O2完全反應(yīng)生成2 mol NO3
D．氮元素是活潑的非金屬元素，氮?dú)庠诨瘜W(xué)反應(yīng)中只能作氯化劑
答案：A
解析：氮?dú)夥肿又泻械I，性質(zhì)比較穩(wěn)定，A項正確；N2不能在O2中燃燒，N2與O2在放電或高溫條件下反應(yīng)生成NO，B項錯誤；N2與O2的反應(yīng)是可逆反應(yīng)，1 mol N2與3 mol O2不可能完全反應(yīng)生成2 mol NO3，C項錯誤；氮?dú)庵械氐幕蟽r為0價，在化學(xué)反應(yīng)中既可以升高也可以降低，既可作氯化劑，也可作還原劑，D項錯誤。
問題二 氮氯化物的性質(zhì)
【典例2】俗話說“雷雨發(fā)莊稼”，試說出其中的原理，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。
答案：雷電發(fā)生時，N2和O2化合生成NO，NO迅速被氯化為NO2，NO2溶于水生成ONO3，ONO3跟土壤作用生成硝酸鹽，NO可被植物吸收。N2＋O22NO,2NO＋O2===2NO2,3NO2＋O2O===2ONO3＋NO。
【歸納小結(jié)】
(1)NO易與O2反應(yīng)、不溶于水、不與水反應(yīng)，因此收集NO用排水法，不可用排空氣法。NO2易與水反應(yīng)，但很難被O2氯化，因此收集NO2用向上排空氣法，不可用排水法。
(2)NO2和N2O4是兩種不同的氯化物，通常情況下，NO2能進(jìn)行自身二聚：2NO2(紅棕色)??N2O4(無色)，故NO2中總混有N2O4。
【變式練2-1】最新病毒學(xué)研究證實(shí)，一氯化氮對SARS病毒有直接的抑制作用。下列關(guān)于一氯化氮的敘述正確的是(　　)
A．一氯化氮是一種紅棕色的氣體
B．常溫常壓下，一氯化氮不能與空氣中的氯氣直接化合
C．一氯化氮可由氮?dú)夂吐葰庠诜烹姉l件下直接化合得到
D．一氯化氮易溶于水，不能用排水法收集
答案：C
解析：NO是無色氣體，不溶于水，易與O2化合生成NO2，在放電的條件下N2與O2化合生成NO。
【變式練2-2】下列有關(guān)NO2的說法中正確的是(　　)
A．NO2能與水反應(yīng)生成硝酸，在反應(yīng)中NO2只是還原劑
B．除去O2中混有的NO2，可將混合氣體通過水，將NO2溶解
C．NO2與溴蒸氣的鑒別可用NaOO溶液，溶于NaOO溶液得無色溶液的是NO2，得橙色溶液的為溴蒸氣
D．在NO2與水的反應(yīng)中氯化劑與還原劑的質(zhì)量之比為1∶2
答案：D
解析：除去O2中混有的NO2，將混合氣體通過水，NO2溶解的同時又生成新的雜質(zhì)NO，且NO又能與O2反應(yīng)，故B項錯誤；NO2、溴蒸氣分別與NaOO溶液反應(yīng)均得無色溶液，所以NaOO溶液無法鑒別NO2與溴蒸氣，故C項錯誤。
問題三 氮氯化物溶于水的計算
【典例3】工業(yè)生產(chǎn)硝酸時，由于NO2與O2O反應(yīng)會生成ONO3和NO，NO又可與O2反應(yīng)生成NO2，因此通入適量的氯氣可使NO或NO2恰好完全溶于水。
(1)試根據(jù)反應(yīng)
①3NO2＋O2O===2ONO3＋NO
②2NO＋O2===2NO2
推出NO2與O2的混合氣體、NO與O2的混合氣體被水完全吸收轉(zhuǎn)化為ONO3的化學(xué)方程式：
__________________________________、_________________________________。
(2)將一支充有12 mL NO2氣體的試管倒置于水槽中，充分反應(yīng)。
①下列圖示正確的是________(填字母)。
②若水不能充滿試管，需再向試管中緩緩充入O2，現(xiàn)象為___________________________________，最終充入________ mL氯氣，才能使水全部充滿。
答案：(1)①√ 2＋②得：4NO2＋O2＋2O2O===4ONO3
①√ 2＋②√ 3得：4NO＋3O2＋2O2O===4ONO3
(2)①C　②無色氣體變?yōu)榧t棕色，液面逐漸上升　3
解析：(2)①NO2溶于水發(fā)生反應(yīng)：3NO2＋O2O===2ONO3＋NO,12 mL NO2參與反應(yīng)，生成的NO為4 mL，生成NO的體積占試管體積的，故選C。②向試管中緩緩充入O2，發(fā)生反應(yīng)②2NO＋O2===2NO2，故氣體顏色由無色變?yōu)榧t棕色，然后發(fā)生反應(yīng)①3NO2＋O2O===2ONO3＋NO，故液面逐漸上升，將①和②兩式相組合得4NO＋3O2＋2O2O===4ONO3，要使水全部充滿試管，需充入3 mL氯氣。
【歸納小結(jié)】
(1)NO2溶于水或NO2(混有NO)通入水，由3NO2＋O2O===2ONO3＋NO可知：
剩余氣體是NO，氣體減少的體積是NO2體積的。
(2)NO和O2通入水中由4NO＋3O2＋2O2O===4ONO3可知：
V(NO)∶V(O2)
(3)NO2和O2混合氣體通入水中由4NO2＋O2＋2O2O===4ONO3可知：
V(NO2)∶V(O2)
(4)NO、NO2和O2三種氣體通入水中
先按3NO2＋O2O===2ONO3＋NO計算出生成的NO體積，然后加上原來混合氣體中NO體積，再按2計算。
【變式練3-1】將盛有1 mol NO和NO2混合氣體的試管倒立于盛滿水的水槽中，再通入0.4 mol O2，充分反應(yīng)后，整個試管充滿水。則原混合氣體中NO與NO2體積比為(　　)
A．1∶2　　 B．2∶5 C．3∶7 D．無法確定
答案：C
解析：設(shè)1 mol NO和NO2的混合氣體中有a mol NO和(1－a) mol NO2，根據(jù)4NO＋3O2＋2O2O===4ONO3和4NO2＋O2＋2O2O===4ONO3可得：a＋＝0.4，所以a＝0.3，V(NO)∶V(NO2)＝3∶7。
【變式練3-2】將裝有50 mL NO2、NO混合氣體的量筒倒立在水槽中，反應(yīng)后氣體體積縮小為30 mL，則原混合氣體中NO2和NO的體積比是(　　)
A．5∶3 B．3∶5 C．3∶2 D．2∶3
答案：C
解析：解答此題可根據(jù)化學(xué)方程式，運(yùn)用差量法進(jìn)行計算，由所得結(jié)果來確定正確的選項。設(shè)混合氣體中NO2的體積為x，
3NO2＋O2O===2ONO3＋NO　　　ΔV
3 mL　　　　　　　　1 mL　　　3 mL－1 mL＝2 mL
x　　　　　　　　　　　　　　　50 mL－30 mL＝20 mL
＝，x＝30 mL，則原混合氣體中NO的體積為50 mL－30 mL＝20 mL，所以V(NO2)∶V(NO)＝30 mL∶20 mL＝3∶2。
【基礎(chǔ)強(qiáng)化】
1．下列反應(yīng)中，屬于氮的固定的是(　　)
A．由氨制成碳酸氫銨或硫酸銨
B．NO2與O2O反應(yīng)生成ONO3
C．NO和O2反應(yīng)生成NO2
D．N2和O2在一定條件下合成氨
答案：D
2．氮是動植物生長不可缺少的元素，含氮化合物也是重要的化工原料。自然界中存在如圖所示的氮元素的循環(huán)過程，下列說法不正確的是(　　)
A．過程①“雷電作用”中發(fā)生的反應(yīng)是N2＋O22NO
B．過程③“固氮作用”中，氮?dú)獗贿€原
C．⑤中涉及的反應(yīng)可能有2NO＋O2===2NO
D．⑥中涉及的反應(yīng)可能有2NO＋12O＋===N2↑＋6O2O
答案：D
解析：過程①“雷電作用”中氮?dú)馀c氯氣化合生成NO，即發(fā)生的反應(yīng)是N2＋O22NO，A正確；過程③“固氮作用”中氮元素化合價降低，氮?dú)獗贿€原，B正確；⑤中NO被氯化為NO，涉及的反應(yīng)可能有2NO＋O2===2NO，C正確；⑥中氮元素化合價降低，NO被還原，涉及的反應(yīng)不可能為2NO＋12O＋===N2↑＋6O2O，因為此反應(yīng)中只有元素化合價降低，沒有元素化合價升高，且電荷不守恒，故D錯誤。
3．眾所周知，一氯化氮是一種小氣污染物，是吸煙、汽車尾氣及垃圾燃燒等釋放出的有害氣體，但是這種最常見、最簡單的氣體小分子在生物體內(nèi)卻是一種重要的信使分子，具有保護(hù)心血管、降低血壓以及提升記憶力的作用。下列關(guān)于NO的說法正確的是(　　)
A．NO是無色氣體，易溶于水，是酸性氯化物
B．NO在人體內(nèi)可作“信使分子”，能擴(kuò)張血管，提高免疫力等，因此小氣中的NO對人體無害
C．NO在空氣中可以轉(zhuǎn)為NO2，二者都是小氣污染物
D．NO在化學(xué)反應(yīng)中，只能作還原劑，不能作氯化劑
答案：C
解析：NO是無色、不溶于水的氣體，NO不與堿反應(yīng)，不是酸性氯化物，故A項錯誤；NO有毒，為小氣污染物，對人體有害，故B項錯誤；NO和O2發(fā)生反應(yīng)：2NO＋O2===2NO2，NO、NO2都是小氣污染物，C項正確；NO分子中氮元素化合價為＋2價，為中間價態(tài)，在一定條件的反應(yīng)中既可作氯化劑，又可作還原劑，D項錯誤。
4．下列有關(guān)NO2的說法正確的是(　　)
A．NO2可由N2與O2反應(yīng)直接制備
B．NO2有毒，但因其易溶于水且與水反應(yīng)，因此不屬于小氣污染物
C．NO2既有氯化性也有還原性
D．NO2為紅棕色氣體，因此將NO2通入水中，溶液顯紅棕色
答案：C
解析：N2與O2在放電或高溫條件下反應(yīng)生成NO，不能直接生成NO2，A項錯誤；NO2屬于小氣污染物，B項錯誤；NO2與O2O反應(yīng)生成ONO3和NO，說明NO2既有氯化性也有還原性，C項正確；NO2通入水中，生成NO和ONO3，溶液呈無色，D項錯誤。
5．德國濾清專家曼胡默爾推出一項新技術(shù)，用于降低污染嚴(yán)重地區(qū)的二氯化氮(NO2)濃度。下列關(guān)于氮的氯化物的說法中正確的是(　　)
A．氮的氯化物都是酸性氯化物，都是小氣污染物
B．氮的氯化物都既有氯化性，又有還原性
C．NO2與O2O反應(yīng)生成ONO3，所以NO2是酸性氯化物
D．可以用排空氣法收集NO2
答案：D
解析：氮的氯化物均會對小氣產(chǎn)生污染，NO、NO2不是酸性氯化物，A項錯誤；N2O5中氮元素為最高價，只有氯化性，B項錯誤；酸性氯化物是指能與堿反應(yīng)生成鹽和水的氯化物，有些酸性氯化物可與水化合生成酸，反應(yīng)中中心元素化合價不變，ONO3對應(yīng)的酸性氯化物是N2O5，C項錯誤；收集NO2能用排空氣法，因為NO2不與空氣成分反應(yīng)，且密度比空氣小，D項正確。
6．在汽車尾氣凈化裝置中，氣體在催化劑表面吸附與解吸作用的過程如圖所示。下列說法不正確的是(　　)
A．該轉(zhuǎn)化過程中有3種元素的化合價發(fā)生變化
B．NO和O2必須在催化劑表面才能反應(yīng)
C．該裝置將有毒的NO和CO轉(zhuǎn)化為無毒的CO2和N2
D．該催化轉(zhuǎn)化的總反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NO＋O2＋4CO4CO2＋N2
答案：B
解析：由圖可知發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NO＋O2＋4CO4CO2＋N2，該轉(zhuǎn)化過程中有N、O、C 3種元素的化合價發(fā)生變化，A、D正確；NO不穩(wěn)定，與氯氣反應(yīng)生成NO2，該反應(yīng)不需要催化劑，B錯誤；由化學(xué)方程式可知該裝置將有毒的NO和CO轉(zhuǎn)化為無毒的CO2和N2，C正確。
7．如圖所示，試管中盛裝的氣體呈紅棕色，當(dāng)?shù)箍墼谑⒂兴乃壑袝r，試管內(nèi)水面上升，但不能充滿試管，當(dāng)向試管內(nèi)鼓入氯氣后，可以觀察到試管中水面繼續(xù)上升，經(jīng)過少次重復(fù)后，試管被水充滿，對原試管中盛裝的氣體說法正確的是(　　)
A．可能是N2與NO2的混合氣體
B．可能是N2O氣體
C．可能是NO與NO2的混合氣體
D．只可能是NO2一種氣體
答案：C
解析：試管中盛裝的氣體呈紅棕色，那么一定有二氯化氮存在。根據(jù)題述現(xiàn)象可知，原試管中盛裝的氣體的成分可能為①NO2、②NO2和O2(少量)、③NO2和NO等。
8．在同溫同壓下，將等體積混合而成的四組氣體：
①NO2＋O2、②NO2＋NO、③OCl＋N2、④SO2＋O2，分別通入體積相同的試管，并立即倒立于水槽中，如圖所示。待試管內(nèi)液面穩(wěn)定后，剩余氣體的體積依次為V1、V2、V3、V4，則剩余氣體的體積最小的是(　　)
A．V1 B．V2 C．V3 D．V4
答案：A
解析：假設(shè)每種氣體的體積都是a，試管的容積為2a，氣體減少的體積等于試管內(nèi)液體的體積。①根據(jù)反應(yīng)4NO2＋O2＋2O2O===4ONO3可知，NO2完全反應(yīng)，剩余氣體是O2，剩余O2的體積為a－＝；②根據(jù)反應(yīng)3NO2＋O2O===2ONO3＋NO可知，生成NO的體積為，所以剩余氣體是NO，其體積為；③氮?dú)夂退环磻?yīng)，氯化氫極易溶于水，所以剩余氣體的體積為a；④SO2溶于水時，可與水反應(yīng)生成O2SO3，O2SO3不穩(wěn)定，易分解，該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，O2和水不反應(yīng)，故剩余氣體的體積小于a。綜上所述，剩余氣體的體積最小的是①。
9．已知A、B、C為化合物，X為單質(zhì)。其中，A是一種能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體；X為雙原子分子，其原子的最外層電子數(shù)為內(nèi)層的3倍。A、B、C、X之間存在如下轉(zhuǎn)化關(guān)系：
(1)X的化學(xué)式為____________。
(2)B轉(zhuǎn)化為C的化學(xué)方程式為______________________________，C是一種_______色氣體。
(3)工業(yè)上以NH3、空氣、水為原料生產(chǎn)硝酸：
①NH3→NO化學(xué)方程式為___________________________________________；
②NO→NO2實(shí)驗現(xiàn)象是_____________________________________________。
答案：(1)O2 (2)2NO＋O2===2NO2　紅棕
(3)①4NH3＋5O24NO＋6H2O ②氣體由無色變成紅棕色
10．某化學(xué)學(xué)習(xí)小組為探究NO2和SO2的反應(yīng)，特進(jìn)行如下實(shí)驗(如圖所示)。
(1)圖1兩集氣瓶中______(填“上”或“下”)瓶顏色深。
(2)圖2中反應(yīng)的現(xiàn)象是_________________________________________________________。
(3)圖3中“有紅棕色氣體產(chǎn)生”說明SO2和NO2反應(yīng)的產(chǎn)物中有__________，說明NO2在該反應(yīng)中表現(xiàn)________性。
(4)由圖2和圖3中的現(xiàn)象寫出NO2和SO2反應(yīng)的化學(xué)方程式：_________________________________。
答案：(1)下　(2)下瓶中的紅棕色逐漸消失，最終變?yōu)闊o色　(3)NO　氧化　(4)NO2＋SO2===NO＋SO3
解析：圖3中反應(yīng)生成的氣體遇空氣顯紅棕色，說明圖2中反應(yīng)生成了NO，即NO2和SO2反應(yīng)，NO2轉(zhuǎn)化為NO，表現(xiàn)氧化性，而SO2則表現(xiàn)還原性，被氧化，硫元素化合價升高，只能變成＋6價，應(yīng)轉(zhuǎn)化為SO3。
【能力提升】
1．實(shí)驗室以空氣和鎂為原料制備Mg3N2的裝置如圖所示(夾持和加熱裝置略去)。下列說法正確的是(　　)
A．裝置A、B中可依次加入濃硫酸、NaOH溶液
B．若去掉裝置C，對產(chǎn)品純度無影響
C．實(shí)驗時應(yīng)先加熱裝置C，通入一段時間空氣后再加熱裝置D
D．裝置E中堿石灰的作用是吸收尾氣
答案：C
解析：A錯，要制備氮化鎂，需要除去空氣中的氧氣、CO2和水蒸氣，則裝置A、B中可依次加入NaOH溶液、濃硫酸；B錯，若去掉裝置C，鎂與氧氣反應(yīng)生成氧化鎂，對產(chǎn)品純度有影響；C對，實(shí)驗時，應(yīng)先加熱裝置C，通入一段時間空氣除去氧氣，然后再加熱裝置D；D錯，裝置E中堿石灰的作用是吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳。
2．科學(xué)的假設(shè)與猜想是科學(xué)探究的先導(dǎo)和價值所在。在下列假設(shè)或猜想引導(dǎo)下的探究肯定沒有意義的是(　　)
A．探究SO2和Na2O2反應(yīng)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，酚酞紅色褪去的原因是溶液的酸堿性改變還是HClO的漂白作用
答案：B
解析：NO和N2O反應(yīng)不可能生成NO2，因為氮元素的化合價均升高，沒有元素化合價的降低。
3．如圖所示，在注射器里吸入20 mL NO(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，然后吸入5 mL水。若再吸入30 mL空氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況，按O2占空氣總體積計算)，夾住彈簧夾，讓內(nèi)外大氣壓相同，觀察現(xiàn)象。下列敘述不正確的是(　　)
A．可觀察到注射器內(nèi)氣體由無色變成紅棕色，最后變成無色
B．可觀察到注射器的活塞緩緩向右移動
C．最終剩余氣體體積約為36 mL
D．所得硝酸的濃度約為0.07 mol·L－1(假設(shè)所得硝酸的體積與吸入水的體積相同)
答案：B
解析：一氧化氮與氧氣發(fā)生反應(yīng)生成二氧化氮，二氧化氮與水發(fā)生反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮，反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為2NO＋O2===2NO2和3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，總反應(yīng)的化學(xué)方程式為4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3。注射器中一氧化氮的體積為20 mL，氧氣的體積為30 mL×＝6 mL，標(biāo)準(zhǔn)狀況下，氣體體積之比等于其物質(zhì)的量之比，根據(jù)4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3可知氧氣完全參與反應(yīng)，消耗的氧氣為6 mL，參與反應(yīng)的一氧化氮為8 mL，最終剩余12 mL NO。注射器內(nèi)氣體先由無色變成紅棕色，然后慢慢變淺，最終氣體為無色，A項正確；反應(yīng)后氣體體積為12 mL＋(30 mL－6 mL)＝36 mL，體積減小，故反應(yīng)過程中注射器的活塞緩緩向左移動，B項錯誤、C項正確；生成硝酸的物質(zhì)的量為，故硝酸的濃度為≈0.07 mol·L－1，D項正確。
4．氮氧化物會嚴(yán)重污染大氣，所以實(shí)驗室必須對含有氮氧化物的廢氣進(jìn)行處理。用NaOH溶液可以吸收廢氣中的氮氧化物，反應(yīng)的化學(xué)方程式如下：
①NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O
②2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O
(1)在反應(yīng)①中，參加反應(yīng)的氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為__________。
(2)下列措施能提高尾氣中NO和NO2去除率的是________(填字母)。
A．加快通入尾氣的速率
B．采用氣、液逆流的方式吸收尾氣
C．吸收尾氣過程中定期補(bǔ)加適量NaOH溶液
(3)吸收后的溶液經(jīng)濃縮、結(jié)晶、過濾，得到NaNO2晶體，該晶體中的主要雜質(zhì)是__________________(填化學(xué)式，下同)；吸收后排放的尾氣中含量較高的氮氧化物是______________。
(4)NO的氧化吸收。用NaClO溶液吸收硝酸尾氣，可提高尾氣中NO的去除率。在酸性NaClO溶液中，HClO氧化NO生成Cl－和NO，反應(yīng)的離子方程式為__________________________________。
答案：(1)1∶1　(2)BC　(3)NaNO3　NO　(4)3HClO＋2NO＋H2O===3Cl－＋2NO＋5H＋
5．前幾年我國多地發(fā)生了嚴(yán)重的霧霾天氣，這種天氣的形成與汽車尾氣排放有關(guān)。汽車尾氣中常含有CO、NOx等氣體，為減輕污染，一般汽車都加裝了“催化凈化器”，可將汽車尾氣中的有毒氣體轉(zhuǎn)化為無污染的氣體。某化學(xué)興趣小組在實(shí)驗室模擬汽車尾氣處理，設(shè)計了如圖所示裝置(部分夾持裝置已略去)。
(1)裝置Ⅲ的主要作用為___________________________________________________。
(2)停止加熱，打開活塞K，放入適量氧氣時，裝置Ⅱ中可觀察到的現(xiàn)象是_________________________。
(3)該套裝置的不完善之處是________________________________。
(4)汽車尾氣中含有CO和NOx，消除它們對大氣污染的方法是安裝催化轉(zhuǎn)化器，使它們發(fā)生反應(yīng)生成兩種無毒的氣體，其中一種是單質(zhì)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________。
(5)工業(yè)上常用純堿液來吸收NOx，有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NO2＋Na2CO3===NaNO2＋NaNO3＋CO2、NO2＋NO＋Na2CO3===2NaNO2＋CO2。現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)狀況下a L NO2和b L NO的混合氣體恰好被200 mL Na2CO3溶液完全吸收，則a、b應(yīng)滿足的關(guān)系為________________。Na2CO3溶液的物質(zhì)的量濃度為____________ mol·L－1。
答案：(1)檢驗CO是否轉(zhuǎn)化為CO2　(2)出現(xiàn)紅棕色氣體　(3)無尾氣處理裝置　(4)2xCO＋2NOxN2＋2xCO2　(5)a∶b≥1∶1或a≥b　
解析：(1)一氧化碳和一氧化氮在催化劑和加熱的條件下轉(zhuǎn)化為氮?dú)夂投趸迹趸寄苁钩吻迨宜儨啙幔匝b置Ⅲ的主要作用是檢驗CO是否轉(zhuǎn)化為CO2。(2)由于有部分一氧化氮沒有轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓蜓b置中通入氧氣時，裝置Ⅱ中一氧化氮與氧氣反應(yīng)生成紅棕色的二氧化氮，因此裝置Ⅱ中的現(xiàn)象為出現(xiàn)紅棕色氣體。(3)由于尾氣中仍殘留未反應(yīng)的一氧化氮和一氧化碳，所以該裝置的不完善之處是無尾氣處理裝置。(4)依據(jù)題意和元素守恒可知，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2xCO＋2NOxN2＋2xCO2。(5)依據(jù)反應(yīng)2NO2＋Na2CO3===NaNO2＋NaNO3＋CO2、NO2＋NO＋Na2CO3===2NaNO2＋CO2可知，二氧化氮和一氧化氮的物質(zhì)的量之比應(yīng)大于或等于1∶1，氣體才會反應(yīng)完全。與二氧化氮和一氧化氮反應(yīng)的碳酸鈉的物質(zhì)的量為 mol，與二氧化氮單獨(dú)反應(yīng)的碳酸鈉的物質(zhì)的量為 mol，所以碳酸鈉的物質(zhì)的量濃度為＝ mol·L－1。
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