資源簡介

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期末核心考點 氮及其化合物
一．選擇題（共15小題）
1．（2024春 姑蘇區校級期末）氮及其化合物的轉化具有重要應用。下列說法不正確的是（　　）
A．實驗室探究稀硝酸與銅反應的氣態產物：HNO3（稀）
B．工業制硝酸過程中的物質轉化：
C．洗車尾氣催化轉化器中發生的主要反應：
D．工業上用尿素、NaClO及NaOH溶液制備N2H4的離子反應方程式：
2．氮的常見氫化物有氨（NH3）和肼（N2H4）。氨用于生產硝酸、銨鹽、純堿等。肼具有強還原性，是一種常用的還原劑。Mg3N2與水反應可生成NH3，液氨發生微弱電離產生，液氨能與堿金屬（如Na、K）反應產生氫氣。NH3中一個H被—NH2取代，可得N2H4。尿素[CO（NH2）2]、NaClO和NaOH溶液一起反應可制得N2H4。閱讀以上材料，完成下列問題。
實驗室利用下列裝置制取收集氨氣，能夠達到實驗目的的是（　　）
A B C D
制取氨氣 干燥氨氣 收集氨氣 尾氣吸收
A．A B．B C．C D．D
3．（2021春 淮安期末）某實驗過程如圖所示：則圖③的試管中的現象是（　　）
A．無明顯現象，因稀H2SO4不與銅反應
B．銅片溶解，產生無色氣體，該氣體遇到空氣不變色
C．銅片溶解，放出紅棕色有刺激性氣味的氣體
D．銅片溶解，產生無色氣體，該氣體在試管口變為紅棕色
4．（2024秋 宿遷期末）氮及其化合物的轉化具有重要應用。下列說法不正確的是（　　）
A．實驗室探究稀硝酸與銅反應的氣態產物：
B．工業制硝酸過程中的物質轉化：
C．汽車尾氣催化轉化器中發生的主要反應：
D．實驗室制備少量NH3的原理：
5．（2024春 徐州期末）部分含氮物質的分類與相應化合價關系如圖所示。下列推斷不合理的是（　　）
A．將足量銅絲插入d的濃溶液產生氣體中含有b
B．a只能被氧化，不能被還原
C．c溶于水能同時生成b和d
D．自然界中可存在a→b→c→d→e的轉化
6．（2024春 江蘇校級期末）實驗室采用下列裝置制取氨氣，正確的是（　　）
A．裝置甲生成NH3 B．裝置乙干燥NH3
C．裝置丙收集NH3并驗滿 D．裝置丁吸收多余NH3
7．（2024春 江蘇校級期末）海洋生物參與氮循環的過程如圖所示。下列說法正確的是（　　）
A．反應①中發生了電子轉移
B．反應③、⑤屬于氮的固定
C．反應③可能有氧氣參與
D．生物死亡后，氮不再參與海洋中的氮循環
8．（2024春 常州期末）氨既是一種重要的化工產品，又是一種重要的化工原料。如圖為合成氨以及氨氧化制硝酸的流程示意圖。
則下列說法錯誤的是（　　）
A．氧化爐中發生反應的化學方程式：4NH3+5O24NO+6H2O
B．圖中M為空氣，其在吸收塔中的作用是使NO充分轉化為HNO3
C．為避免硝酸工業尾氣中的氮氧化物污染環境，可用NaOH溶液吸收
D．工業上選擇鋁罐盛裝大量濃硝酸是因為鋁和濃硝酸不反應
9．（2024 淮安校級三模）下列有關氨氣的制備及性質的實驗原理和操作正確的是（　　）
A．制備氨氣 B．干燥氨氣
C．收集氨氣 D．制備銀氨溶液
A．A B．B C．C D．D
10．（2024春 蘇州期末）NH3既是一種重要的化工產品，又是一種重要的化工原料。合成氨和氨氧化制硝酸的流程示意圖如圖。下列說法不正確的是（　　）
A．利用NH3易液化的性質，在氨分離器中液化分離出NH3
B．氧化爐中NH3被氧化成NO2NO2進入吸收塔與水反應生成HNO3
C．物質W可以是空氣，也可以是O2
D．可以將尾氣通入NaOH溶液或Na2CO3溶液來處理
11．（2024春 海州區期末）現用傳感技術測定噴泉實驗中的壓強變化來認識噴泉實驗的原理。下列說法正確的是（　　）
A．三頸燒瓶中會產生紅色噴泉
B．圖2中B點時噴泉最劇烈
C．實驗后，可用稀硫酸處理多余的氨氣
D．若X固體為MnO2用H2O2替代濃氨水，三頸燒瓶中也可產生噴泉現象
12．（2024春 贛榆區期末）將空氣中游離態的氮轉化成含氮化合物叫作氮的固定。下列反應中屬于氮的固定的是（　　）
A．雷電時空氣中的N2與O2反應生成NO
B．由NH3與HCl制NH4Cl
C．由氨基酸合成人體所需的蛋白質
D．硝酸鹽在細菌作用下生成氮氣
13．（2024秋 泰州期末）合成氨對人類生存和發展有著重要意義，1909年哈伯在實驗室中首次利用氮氣與氫氣反應合成氨，實現了人工固氮，其合成原理為：N2（g）+3H2（g） 2NH3（g） ΔH＜0。下列說法不符合工業合成氨生產實際的是（　　）
A．增大壓強，可增加單位體積內的活化分子數目，則速率增大
B．實際生產溫度主要由催化劑決定
C．在實際生產中溫度越高，化學反應速率一定越快
D．NH3液化分離有利于合成氨
14．（2024 江蘇二模）用如圖所示裝置制備氨氣并驗證氨氣的還原性，其中不能達到實驗目的的是（　　）
A．用裝置甲生成氨氣
B．用裝置乙干燥氨氣
C．用裝置丙驗證氨氣的還原性
D．用裝置丁和戊分別收集氨氣和氮氣
15．（2024春 常州月考）海洋氮循環是海洋生物多樣性和穩定性的重要保證，海洋中無機氮的循環過程如圖所示。下列關于海洋氮循環的說法正確的是（　　）
A．過程④中可能有氧氣參與
B．海洋中不存在游離態的氮
C．海洋中的“反硝化作用”過程中氮被氧化
D．向海洋排放含的廢水不會影響海洋中的含量
二．解答題（共5小題）
16．（2024春 常州期末）煤燃燒產生的煙氣含有SO2和NOx石油化工生產過程中產生H2S需采用有效措施進行脫硫、脫硝，減少對大氣的污染。
Ⅰ.脫H2S
（1）一種脫除H2S并回收硫工藝的主要反應分別如下：
第一階段：2H2S（g）+3O2（g）＝2SO2（g）+2H2O（g）
第二階段：4H2S（g）+2SO2（g））＝3S2（g）+4H2O（g）
該工藝需控制第一階段與第二階段參加反應的H2S的物質的量之比約為 　 　 ，若該比值 　 　 （填“增大或減小”），會導致SO2不能完全轉化而污染大氣。
（2）Fe2（SO4）3溶液脫除空氣中H2S的原理如圖所示。該轉化過程的總反應方程式：　 　 ，其中Fe2（SO4）3的作用是 　 　 。
Ⅱ.采用NaClO2溶液作為吸收劑可同時對煙氣進行脫硫、脫硝。
（3）298K時，向pH＝12的NaClO2溶液中通入含有SO2和NO的煙氣，反應一段時間后，測得溶液中。濃度明顯增大。
①堿性溶液中NaClO2脫除NO主要反應的離子方程式為 　 　 。
②由實驗結果可知，脫硫反應速率大于脫硝反應速率，原因是除了SO2和NO在煙氣中的初始濃度不同外，還可能的原因是 　 　 。
（4）活性炭﹣臭氧可處理氨氮廢水。氧化氨氮的機理如圖所示。*表示吸附在活性炭表面的物種， OH為羥基自由基，其氧化性比O3更強。
①活性炭﹣臭氧氧化氨氮的機理可描述為 　 　 。
②其它條件不變，調節pH，廢水中氨氮去除率隨pH的變化如圖所示。pH＜11時，隨pH增大氨氮去除率明顯增大的原因是 　 　 。
17．（2024春 蘇州期末）氮肥廠、生活污水中的氮元素多以NH和NH3 H2O的形式存在，氨氮廢水超標排放是水體富營養化的重要原因。氨氮廢水的處理方法有物理化學法、化學法、生物法等。
（1）吹脫法：先向氨氮廢水中加NaOH溶液調節pH至11左右，再吹入熱空氣或水蒸氣使氨氣揮發并回收利用。
①寫出發生反應的離子方程式：　 　 。
②吹脫法除了不適用于低濃度氨氮廢水的處理外，還存在的不足有 　 　 （寫2點）。
（2）化學沉淀法：向廢水中投入氯化鎂和磷酸鈉，形成NH4MgPO4沉淀從而除去銨根離子。
①寫出發生反應的離子方程式：　 　 。
②該沉淀法不適合處理堿性過強的氨氮廢水，其原因是 　 　 。
（3）次氯酸鈉氧化法：NaClO除去氨氮的反應機理如圖﹣1所示（其中H2O和NaCl略去），實驗測得相同條件下，廢水中氨氮去除率與溫度關系如圖﹣2所示。
①NaClO氧化NH3的總反應的化學方程式為 　 　 。
②當溫度高于25℃時，廢水中的氨氮去除率隨著溫度升高而越低，其原因是 　 　 。
（4）生物法：先在硝化細菌作用下空氣中的氧氣將氧化為（硝化過程），后在反硝化細菌作用下利用有機碳源將轉化為氮氣而排放（反硝化過程）。
①硝化過程中經過兩步反應轉變為，第一步為 　 　 （寫離子方程式），第二步為2O2═2。
②反硝化過程中常將甲醇（CH3OH）作為有機碳源。當反應中有16gCH3OH轉變為二氧化碳時，轉化的的物質的量為 　 　 。
18．（2024秋 江蘇校級期末）Ⅰ．工業廢水和廢渣中會產生含硫（—Ⅱ）等污染物，需經處理后才能排放。
（1）廢水中的硫化物通常用氧化劑將其氧化為單質S進行回收。已知：H2S溶液中含硫微粒的物質的量分數隨pH變化情況如圖1所示。
①向含硫廢水中加入稀H2SO4調節溶液的pH為6，廢水中c（S2﹣）：c（H2S） 　 　 。
②控制廢水pH約為8，廢水中單質硫回收率如圖2所示。H2O2溶液的加入量大于12mg L﹣1時，廢水中單質硫的回收率下降的原因是 　 　 。
（2）含硫廢渣（硫元素的主要存在形式為FeS2），可以回收處理并加以利用。沉積物﹣微生物酸性燃料電池工作原理如圖3所示。
碳棒b處S生成的電極反應式為 　 　 。
Ⅱ．氨氮廢水中含有氨和銨鹽，直接排放會造成環境污染。可用以下方法處理：
（3）沉淀法
①“氧化”時在微生物的催化作用下，NH3被氧化為N2。該反應的化學方程式為 　 　 。
②“沉淀”中將“氧化”步驟后剩余的NH3 H2O轉化為NH4MgPO4 6H2O沉淀，若調節pH過大，會降低氨氮去除率，其原因為 　 　 。
（4）生物硝化反硝化法
生物硝化反硝化法可將酸性廢水中的氨氮轉化為氮氣，其原理如圖4所示。
①硝化過程中溶液的pH 　 　 。（填“升高”或“降低”）。
②每處理含的酸性廢水，理論上消耗CH3OH的物質的量為 　 　 。
19．（2024春 海州區期末）含氮廢水氨氮（以NH3、的形式存在）和硝態氮（以、的形式存在）會引起水體富營養化，需經處理后才能排放。
Ⅰ.某工廠處理氨氮廢水的流程如圖：
（1）過程①的目的是將轉化為NH3，并通過鼓入大量熱空氣將氨氣吹出，寫出轉化為NH3發生反應的離子方程式：　 　 。
（2）過程②加入NaClO溶液可將廢水中殘留的NH3轉化為無污染氣體，該反應的化學方程式為 　 　 。將一定量的氨氮廢水與不同量的NaClO混合，測得溶液中氨氮去除率、總氮（溶液中所有可溶性的含氮化合物中氮元素的總量）去除率與NaClO投入量（用x表示）的關系如圖所示。當x（NaClO）＞x1時，水體中總氮去除率下降，可能的原因是 　 　 。
（3）圖中含余氯廢水中含有NaClO，則X可選用 　 　 （填序號）溶液達到去除余氯的目的。
a.KOH
b.Na2SO3
c.KMnO4
Ⅱ.有氧條件下，NH3催化還原NO是主要的煙氣脫硝技術。在以Fe2O3為主的催化劑上可能發生的反應過程如圖。寫出總反應的化學方程式：　 　 。
Ⅲ.鋁系金屬復合材料能有效還原去除水體中的硝酸鹽污染。鋁粉表面復合金屬的組分和含量，會影響硝酸鹽的去除效果。在相同實驗條件下，分別使用純鋁粉和Cu負載量為3%、4%、5%的Al/Cu二元金屬復合材料對硝酸鹽的去除效果進行實驗。
①實驗結果發現，用Al/Cu二元金屬復合材料去除水體中硝酸鹽的效果明顯優于鋁粉，可能的原因是 　 　 。
②實驗結果發現，Al/Cu二元金屬復合材料中Cu負載量過高不利于硝酸鹽的去除，可能的原因是 　 　 。
20．（2024春 徐州期末）氨的合成和氨氮治理對人類生存和發展具有重要意義。
（1）氨的合成
①工業合成氨的化學方程式為 　 　 。
②化學鏈合成氨可實現物質循環。方法如圖所示，已知反應Ⅱ的方程式為，則反應Ⅰ的化學方程式為 　 　
③以稀有金屬為催化劑（鑭、釘和鋯）合成氨的機理如圖所示，由N2和H2合成1 mol氨氣，轉移電子的物質的量為 　 　 。
（2）氨的利用
①氨的催化氧化是工業制備硝酸的重要反應之一，寫出其化學方程式 　 　 。
②濕法芒硝（Na2SO4）制堿工藝采用NH3、CO2和芒硝為原料制備重堿（NaHCO3），重堿經過煅燒得到純堿，得到重堿的化學方程式為 　 　 。
（3）FeAg金屬復合材料可將酸性水體中的轉化為和N2，其反應歷程如圖所示（吸附在金屬復合材料表面的物種用*標注），圖中的去除機理可描述為 　 　 。
期末核心考點 氮及其化合物
參考答案與試題解析
一．選擇題（共15小題）
1．（2024春 姑蘇區校級期末）氮及其化合物的轉化具有重要應用。下列說法不正確的是（　　）
A．實驗室探究稀硝酸與銅反應的氣態產物：HNO3（稀）
B．工業制硝酸過程中的物質轉化：
C．洗車尾氣催化轉化器中發生的主要反應：
D．工業上用尿素、NaClO及NaOH溶液制備N2H4的離子反應方程式：
【專題】氮族元素；理解與辨析能力．
【分析】A．稀硝酸與銅反應生成NO，NO能與空氣中的O2反應生成NO2；
B．工業制硝酸過程中，NH3催化氧化生成NO，NO被O2氧化生成NO2，NO2被水吸收生成HNO3等；
C．汽車尾氣催化轉化器中，NO和CO在催化劑作用下反應生成N2和CO2；
D．工業上用尿素CO（NH2）2、NaClO及NaOH溶液制備N2H4，CO（NH2）2中N元素化合價升高，NaClO中Cl元素化合價降低。
【解答】解：A．稀硝酸與銅反應生成NO，化學方程式為3Cu+8HNO3（稀）＝3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O，NO能與空氣中的O2反應生成NO2，化學方程式為2NO+O2＝2NO2，故A正確；
B．工業制硝酸過程中，NH3催化氧化生成NO，NO被O2氧化生成NO2，NO2被水吸收生成HNO3等，故B錯誤；
C．NO和CO在催化劑作用下反應生成N2和CO2，化學方程式為，故C正確；
D．工業上用尿素CO（NH2）2、NaClO及NaOH溶液制備N2H4，CO（NH2）2中N元素化合價升高，NaClO中Cl元素化合價降低，離子方程式為，故D正確；
故選：B。
【點評】本題考查元素化合物，側重考查學生邯鄲物質性質的掌握情況，試題難度中等。
2．氮的常見氫化物有氨（NH3）和肼（N2H4）。氨用于生產硝酸、銨鹽、純堿等。肼具有強還原性，是一種常用的還原劑。Mg3N2與水反應可生成NH3，液氨發生微弱電離產生，液氨能與堿金屬（如Na、K）反應產生氫氣。NH3中一個H被—NH2取代，可得N2H4。尿素[CO（NH2）2]、NaClO和NaOH溶液一起反應可制得N2H4。閱讀以上材料，完成下列問題。
實驗室利用下列裝置制取收集氨氣，能夠達到實驗目的的是（　　）
A B C D
制取氨氣 干燥氨氣 收集氨氣 尾氣吸收
A．A B．B C．C D．D
【專題】無機實驗綜合；分析與推測能力．
【分析】A．根據制取氨氣應該加熱氯化銨和氫氧化鈣的混合物進行分析；
B．根據氨氣與硫酸反應生成硫酸銨進行分析；
C．根據氨氣密度比空氣小進行分析；
D．根據氨氣極易溶于水，氨氣溶于水易發生倒吸進行分析。
【解答】解：A．制取NH3應該加熱氯化銨和氫氧化鈣的混合物，故A錯誤；
B．NH3與硫酸反應生成硫酸銨，不能用濃硫酸干燥氨氣，故B錯誤；
C．NH3密度比空氣小，用向下排空氣法收集氨氣，故C正確；
D．NH3極易溶于水，氨氣溶于水易發生倒吸，氨氣溶于水應該使用防倒吸裝置，故D錯誤；
故選：C。
【點評】本題主要考查氨的實驗室制法等，注意完成此題，可以從題干中抽取有用的信息，結合已有的知識進行解題。
3．（2021春 淮安期末）某實驗過程如圖所示：則圖③的試管中的現象是（　　）
A．無明顯現象，因稀H2SO4不與銅反應
B．銅片溶解，產生無色氣體，該氣體遇到空氣不變色
C．銅片溶解，放出紅棕色有刺激性氣味的氣體
D．銅片溶解，產生無色氣體，該氣體在試管口變為紅棕色
【專題】元素及其化合物．
【分析】試管①中銅和稀硝酸反應方程式為3Cu+8HNO3＝3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O，根據圖知，Cu有剩余，硝酸不足量，向③中加入稀硫酸，酸性條件下，硝酸根離子具有強氧化性，相當于又有稀硝酸，則硝酸和銅又發生反應3Cu+8HNO3＝3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O．
【解答】解：管①中銅和稀硝酸反應方程式為3Cu+8HNO3＝3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O，根據圖知，Cu有剩余，硝酸不足量，向③中加入稀硫酸，酸性條件下，硝酸根離子具有強氧化性，相當于又有稀硝酸，則硝酸和銅又發生反應3Cu+8HNO3＝3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O，生成的無色氣體NO不穩定，被氧氣氧化生成紅棕色氣體NO2，同時Cu片溶解
所以看到的現象是銅片溶解，且有無色氣體生成，該氣體在試管口變為紅棕色，故選D。
【點評】本題考查了硝酸和銅的反應，明確“酸性條件下，硝酸根離子具有強氧化性”是解本題關鍵，向含有硝酸根離子的溶液中加入稀硫酸，相當于溶液中含有硝酸，為易錯題．
4．（2024秋 宿遷期末）氮及其化合物的轉化具有重要應用。下列說法不正確的是（　　）
A．實驗室探究稀硝酸與銅反應的氣態產物：
B．工業制硝酸過程中的物質轉化：
C．汽車尾氣催化轉化器中發生的主要反應：
D．實驗室制備少量NH3的原理：
【專題】氮族元素；理解與辨析能力．
【分析】A．根據Cu與稀硝酸的反應產物之一為NO，進行分析；
B．根據氮氣與氧氣在高溫或放電的條件下生成NO，進行分析；
C．根據汽車尾氣催化轉化器主要將污染氣體NO、CO轉化為無污染的氣體，進行分析；
D．根據實驗室利用熟石灰和氯化銨制備少量NH3，進行分析。
【解答】解：A．Cu與稀硝酸的反應產物之一為NO，NO與氧氣發生反應生成NO2，故轉化可以實現，故A正確；
B．氮氣與氧氣在高溫條件下生成NO，但NO無法與水發生化學反應，故B錯誤；
C．汽車尾氣催化轉化器主要將污染氣體NO、CO轉化為無污染的氣體，故該反應方程式為，故C正確；
D．實驗室利用熟石灰和氯化銨制備少量NH3，化學方程式為，故D正確；
故選：B。
【點評】本題主要考查化學方程式的書寫等，注意完成此題，可以從題干中抽取有用的信息，結合已有的知識進行解題。
5．（2024春 徐州期末）部分含氮物質的分類與相應化合價關系如圖所示。下列推斷不合理的是（　　）
A．將足量銅絲插入d的濃溶液產生氣體中含有b
B．a只能被氧化，不能被還原
C．c溶于水能同時生成b和d
D．自然界中可存在a→b→c→d→e的轉化
【專題】氮族元素；理解與辨析能力．
【分析】根據圖示，a為0價且為單質，則a為N2，b為+2價、c為+4價且都為氧化物，則b為NO、c為NO2（或N2O4），d為+5價且為酸，則d為HNO3，e為+5價且為鹽，則e為硝酸鹽，據此分析解答。
【解答】解：A．足量銅絲插入d的濃溶液，先發生Cu+4HNO3（濃）＝Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O，得到氣體c：NO2，隨著反應進行，c（HNO3）逐漸降低，發生反應3Cu+8HNO3＝3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O，得到的氣體變為b：NO，產生氣體中含有b，故A正確；
B．a為N2，氮氣與氧氣放電生成一氧化氮，氮氣與氫氣高溫、高壓、催化劑反應生成氨氣，則氮氣既可被氧化，也可被還原，故B錯誤；
C．c溶于水與水反應：3NO2+H2O＝2HNO3+NO，結合分析，故C正確；
D．氮氣在放電條件下與氧氣反應生成一氧化氮，一氧化氮與氧氣反應生成二氧化氮，二氧化氮與水反應生成硝酸，硝酸與礦物質反應生成硝酸鹽，則在自然界可存在a→b→c→d→e的轉化，故D正確；
故選：B。
【點評】本題考查元素化合物，側重考查學生含氮物質性質的掌握情況，題目難度中等。
6．（2024春 江蘇校級期末）實驗室采用下列裝置制取氨氣，正確的是（　　）
A．裝置甲生成NH3
B．裝置乙干燥NH3
C．裝置丙收集NH3并驗滿
D．裝置丁吸收多余NH3
【專題】氮族元素；理解與辨析能力．
【分析】A．NH4Cl受熱分解產生NH3、HCl，二者在試管口遇冷又重新化合形成NH4Cl；
B．NH3是堿性氣體，與濃硫酸會發生反應，因此不能使用濃硫酸干燥氨氣；
C．NH3的密度比空氣小，采用向下排空氣的方法收集NH3；
D．NH3是大氣污染物，由于NH3極易溶于水，為防止氨氣被水吸收時引起倒吸現象。
【解答】解：A．應該用加熱NH4Cl與Ca（OH）2混合物的方法制取NH3，NH4Cl受熱分解產生NH3、HCl，二者在試管口遇冷又重新化合形成NH4Cl，因此不能用于實驗室制取NH3，故A錯誤；
B．NH3是堿性氣體，與濃硫酸會發生反應，因此不能使用濃硫酸干燥氨氣，應該使用堿石灰干燥，故B錯誤；
C．NH3的密度比空氣小，采用向下排空氣的方法收集NH3時，導氣管應該伸入到試管底部，故C錯誤；
D．NH3是大氣污染物，由于NH3極易溶于水，為防止氨氣被水吸收時引起倒吸現象，通常在導氣管末端安裝一個倒扣漏斗或一個干燥管，故D正確；
故選：D。
【點評】本題考查元素化合物，側重考查學生含氮物質性質的掌握情況，試題難度中等。
7．（2024春 江蘇校級期末）海洋生物參與氮循環的過程如圖所示。下列說法正確的是（　　）
A．反應①中發生了電子轉移
B．反應③、⑤屬于氮的固定
C．反應③可能有氧氣參與
D．生物死亡后，氮不再參與海洋中的氮循環
【專題】氮族元素；理解與辨析能力．
【分析】A．根據反應①中化合價未發生變化進行分析；
B．根據氮的固定是游離態的氮變為化合態的氮，進行分析；
C．根據反應③N2H4中N化合價升高，失去電子，作還原劑，進行分析；
D．根據氮參與海洋中的氮循環進行分析。
【解答】解：A．反應①中化合價未發生變化，則沒有發生電子轉移，故A錯誤；
B．③、⑤過程是化合態的氮元素變為游離態，故不屬于氮的固定，故B錯誤；
C．反應③N2H4中N化合價升高，失去電子，作還原劑，需要氧化劑參與反應，因此可能有氧氣參與，故C正確；
D．根據圖中信息得到生物死亡后，氮也參與海洋中的氮循環，故D錯誤；
故選：C。
【點評】本題主要考查氮的固定等，注意完成此題，可以從題干中抽取有用的信息，結合已有的知識進行解題。
8．（2024春 常州期末）氨既是一種重要的化工產品，又是一種重要的化工原料。如圖為合成氨以及氨氧化制硝酸的流程示意圖。
則下列說法錯誤的是（　　）
A．氧化爐中發生反應的化學方程式：4NH3+5O24NO+6H2O
B．圖中M為空氣，其在吸收塔中的作用是使NO充分轉化為HNO3
C．為避免硝酸工業尾氣中的氮氧化物污染環境，可用NaOH溶液吸收
D．工業上選擇鋁罐盛裝大量濃硝酸是因為鋁和濃硝酸不反應
【分析】本題要注意：常溫下，鋁、鐵遇到濃硫酸或濃硝酸會鈍化，鈍化是化學變化，而不是不反應。
【解答】解：A．氨氣在氧化爐中催化氧化生成NO，氧化爐中發生反應的化學方程式：4NH3+5O24NO+6H2O，故A正確；
B．根據流程分析可知M為空氣，氨氣的催化氧化需要O2，NO和水反應生成HNO3需要O2；吸收塔發生反應：2NO+O2＝2NO2，3NO2+H2O＝HNO3+NO，O2與NO反應生成NO2，NO2被吸收生成HNO3，所以空氣的作用是：將使NO充分轉化為HNO3，故B正確；
C．生產硝酸工業的尾氣中含有NO、NO2氣體，可根據反應：2NO2+2NaOH＝NaNO2+NaNO3+H2O，NO2+NO+2NaOH＝NaNO2+H2O，故可以使用廢NaOH溶液作吸收劑，故C正確；
D．常溫下濃硝酸使鋁鈍化，鈍化是一種化學變化，在鋁表面形成一層致密的氧化物薄膜，阻止內部的鋁進一步與濃硝酸反應反應，而非鋁和濃硝酸不反應，故D錯誤；
故選：D。
【點評】考查了氨的還原性、人工固氮﹣合成氨、二氧化氮的化學反應，是常考考點，難度不大。
9．（2024 淮安校級三模）下列有關氨氣的制備及性質的實驗原理和操作正確的是（　　）
A．制備氨氣 B．干燥氨氣
C．收集氨氣 D．制備銀氨溶液
A．A B．B C．C D．D
【專題】化學實驗基本操作；理解與辨析能力．
【分析】A．“固+固”加熱裝置的試管口應略向下傾斜；
B．無水氯化鈣會與氨氣反應生成CaCl2 8NH3；
C．氨氣密度比空氣小；
D．向硝酸銀溶液中逐滴加入NH3 H2O，直至最初產生的沉淀恰好溶解，可制得銀氨溶液。
【解答】解；A．“固+固”加熱裝置的試管口應略向下傾斜，防止冷凝水倒流使試管炸裂，故A錯誤；
B．無水氯化鈣會與氨氣反應生成CaCl2 8NH3，故CaCl2不能用于干燥氨氣，應該使用堿石灰干燥，故B錯誤；
C．氨氣密度比空氣小，導氣管應短進長出，故C錯誤；
D．向硝酸銀溶液中逐滴加入NH3 H2O，直至最初產生的沉淀恰好溶解，可制得銀氨溶液，故D正確；
故選：D。
【點評】本題考查氨氣的制備，側重考查學生基礎知識的掌握情況，試題難度中等。
10．（2024春 蘇州期末）NH3既是一種重要的化工產品，又是一種重要的化工原料。合成氨和氨氧化制硝酸的流程示意圖如圖。下列說法不正確的是（　　）
A．利用NH3易液化的性質，在氨分離器中液化分離出NH3
B．氧化爐中NH3被氧化成NO2NO2進入吸收塔與水反應生成HNO3
C．物質W可以是空氣，也可以是O2
D．可以將尾氣通入NaOH溶液或Na2CO3溶液來處理
【專題】氮族元素；理解與辨析能力．
【分析】合成塔內氮氣和氫氣反應生成氨氣反應為N2+3H22NH3，經過氨氣分離器分離出氨氣，使氨氣進入氧化爐，向氧化爐內通入氧氣，進行催化氧化生成NO，反應為4NH3+5O24NO+6H2O，吸收塔中NO、O2和H2O反應生成硝酸，最后再進行尾氣處理，據此分析解答。
【解答】解：A．利用NH3易液化的性質，在氨分離器中液化分離出NH3，差衡正向進行，故A正確；
B．氧化爐中NH3被氧化成NO，NO進入吸收塔與水反應生成HNO3，故B錯誤；
C．物質W可以是空氣，也可以是O2，反應為4NH3+5O24NO+6H2O，故C正確；
D．尾氣成分主要是NO、NO2等，可以將尾氣通入NaOH溶液或Na2CO3溶液來處理，故D正確；
故選：B。
【點評】本題考查了氮及其化合物性質、工業制備硝酸的過程分析判斷，注意知識的熟練掌握，題目難度不大。
11．（2024春 海州區期末）現用傳感技術測定噴泉實驗中的壓強變化來認識噴泉實驗的原理。下列說法正確的是（　　）
A．三頸燒瓶中會產生紅色噴泉
B．圖2中B點時噴泉最劇烈
C．實驗后，可用稀硫酸處理多余的氨氣
D．若X固體為MnO2用H2O2替代濃氨水，三頸燒瓶中也可產生噴泉現象
【分析】A.氨氣溶于水形成氨水，氨水顯堿性，滴有紫色石蕊試液的水遇到氨水會變藍；
B.噴泉實驗原理是燒瓶內外形成壓強差，壓強差越大，噴泉越劇烈。圖2 中 C 點壓強最小，噴泉最劇烈；
C.氨氣是堿性氣體，能與稀硫酸發生反應：2NH3+H2SO4＝（NH4）2SO4，所以實驗后可用稀硫酸處理多余的氨氣；
D.MnO2催化H2O2分解產生氧氣，會使三頸燒瓶內壓強增大，無法形成壓強差。
【解答】解：A.氨氣溶于水形成氨水，氨水顯堿性，滴有紫色石蕊試液的水遇到氨水會變藍，所以三頸燒瓶中應產生藍色噴泉，而非紅色噴泉，故A錯誤；
B.噴泉實驗原理是燒瓶內外形成壓強差，壓強差越大，噴泉越劇烈。圖2 中 C 點壓強最小，此時三頸燒瓶內壓強與外界大氣壓的差值最大，噴泉最劇烈，并非 B 點，故B錯誤；
C.氨氣是堿性氣體，能與稀硫酸發生反應：2NH3+H2SO4＝（NH4）2SO4，所以實驗后可用稀硫酸處理多余的氨氣，故C正確；
D.MnO2催化H2O2分解產生氧氣，會使三頸燒瓶內壓強增大，無法形成壓強差，不能產生噴泉現象，故D錯誤；
故選：C。
【點評】本題主要考查氨氣的性質以及形成噴泉實驗的原理等。
12．（2024春 贛榆區期末）將空氣中游離態的氮轉化成含氮化合物叫作氮的固定。下列反應中屬于氮的固定的是（　　）
A．雷電時空氣中的N2與O2反應生成NO
B．由NH3與HCl制NH4Cl
C．由氨基酸合成人體所需的蛋白質
D．硝酸鹽在細菌作用下生成氮氣
【專題】氮族元素；理解與辨析能力．
【分析】游離態的氮元素轉化為化合態的氮元素過程為氮的固定。
【解答】解：A．N2與O2反應條件式放電，反應生成NO，屬于氮的固定，故A正確；
B．由NH3與HCl制NH4Cl是化合態氮元素的轉化，不是氮的固定，故B錯誤；
C．由氨基酸合成人體所需的蛋白質是化合態氮元素之間的轉化，故C錯誤；
D．硝酸鹽在細菌作用下生成氮氣是化合態氮元素轉化為游離態，不是氮的固定，故D錯誤；
故選：A。
【點評】本題考查了氮的固定，注意概念實質的理解應用，題目難度不大。
13．（2024秋 泰州期末）合成氨對人類生存和發展有著重要意義，1909年哈伯在實驗室中首次利用氮氣與氫氣反應合成氨，實現了人工固氮，其合成原理為：N2（g）+3H2（g） 2NH3（g） ΔH＜0。下列說法不符合工業合成氨生產實際的是（　　）
A．增大壓強，可增加單位體積內的活化分子數目，則速率增大
B．實際生產溫度主要由催化劑決定
C．在實際生產中溫度越高，化學反應速率一定越快
D．NH3液化分離有利于合成氨
【專題】無機實驗綜合；分析與推測能力．
【分析】A．根據增大壓強，可增加單位體積內的活化分子數目進行分析；
B．根據實際生產溫度主要由催化劑的最佳活性溫度決定進行分析；
C．根據在實際生產中溫度過高，催化劑失活，進行分析；
D．根據減小生成物濃度，化學平衡正向移動進行分析。
【解答】解：A．增大壓強，可增加單位體積內的活化分子數目，從而使反應速率增大，故A正確；
B．實際生產溫度主要由催化劑的最佳活性溫度決定，故B正確；
C．溫度過高，催化劑失活，化學反應速率會減慢，因此不是溫度越高反應速率越快，故C錯誤；
D．液化分離氨氣，減小生成物濃度，化學平衡正向移動，有利于合成氨，故D正確；
故選：C。
【點評】本題主要考查工業制氨氣等，注意完成此題，可以從題干中抽取有用的信息，結合已有的知識進行解題。
14．（2024 江蘇二模）用如圖所示裝置制備氨氣并驗證氨氣的還原性，其中不能達到實驗目的的是（　　）
A．用裝置甲生成氨氣
B．用裝置乙干燥氨氣
C．用裝置丙驗證氨氣的還原性
D．用裝置丁和戊分別收集氨氣和氮氣
【專題】氮族元素．
【分析】A．反應；
B．NH3是堿性氣體；
C．裝置丙發生發應；
D．氨氣的密度比空氣小。
【解答】解：A．氯化銨和消石灰反應生成氯化鈣、氨氣和水，反應的化學方程式為：，可用于制備氨氣，故A正確；
B．NH3是堿性氣體，可用堿石灰進行干燥，故B正確；
C．裝置丙發生發應，可驗證氨氣的還原性，故C正確；
D．氨氣的密度比空氣小，應用向下排空氣法收集，收集時應從短管進長管出，故D錯誤；
故選：D。
【點評】本題考查氨氣的制備和性質，側重考查學生含氮物質性質的掌握情況，試題難度中等。
15．（2024春 常州月考）海洋氮循環是海洋生物多樣性和穩定性的重要保證，海洋中無機氮的循環過程如圖所示。下列關于海洋氮循環的說法正確的是（　　）
A．過程④中可能有氧氣參與
B．海洋中不存在游離態的氮
C．海洋中的“反硝化作用”過程中氮被氧化
D．向海洋排放含的廢水不會影響海洋中的含量
【專題】氮族元素．
【分析】A．過程④中銨根被氧化，N的化合價升高，做還原劑被氧化；
B．由圖知，空氣中的氮氣和海洋中的氮氣之間存在平衡；
C．海洋中的反硝化作用是還原反應，硝酸根離子轉變為亞硝酸根離子是降低氧含量的過程、亞硝酸根離子轉變為氮氣是去氧過程；
D．向海洋排放含NO的廢水，則硝酸根離子濃度增大，促進反硝化反應，亞硝酸根離子濃度增大，促進反硝化反應。
【解答】解：A．過程④中銨根被氧化，N的化合價升高，做還原劑被氧化，則氧化劑可能是空氣中的氧氣，故A正確；
B．由圖中的轉化關系可知，空氣中的氮氣和海洋中的氮氣之間存在平衡，則海洋中存在游離態的氮，故B錯誤；
C．由圖中轉化關系可知，海洋中的反硝化作用是還原反應，硝酸根離子轉變為亞硝酸根離子是降低氧含量的過程、亞硝酸根離子轉變為氮氣是去氧過程，故理論上沒有氧氣的參與，故C錯誤；
D．向海洋排放含NO的廢水，則硝酸根離子濃度增大，促進反硝化反應，亞硝酸根離子濃度增大，促進反硝化反應，使海洋中氮氣濃度增大，促使反應②發生，則會影響海洋中銨根的含量，故D錯誤；
故選：A。
【點評】本題考查氮循環和氮的固定，側重考查學生分析和解決問題的能力，題目難度不大。
二．解答題（共5小題）
16．（2024春 常州期末）煤燃燒產生的煙氣含有SO2和NOx石油化工生產過程中產生H2S需采用有效措施進行脫硫、脫硝，減少對大氣的污染。
Ⅰ.脫H2S
（1）一種脫除H2S并回收硫工藝的主要反應分別如下：
第一階段：2H2S（g）+3O2（g）＝2SO2（g）+2H2O（g）
第二階段：4H2S（g）+2SO2（g））＝3S2（g）+4H2O（g）
該工藝需控制第一階段與第二階段參加反應的H2S的物質的量之比約為 　1：2　 ，若該比值 　增大　 （填“增大或減小”），會導致SO2不能完全轉化而污染大氣。
（2）Fe2（SO4）3溶液脫除空氣中H2S的原理如圖所示。該轉化過程的總反應方程式：　2H2S+O2＝2S+2H2O　 ，其中Fe2（SO4）3的作用是 　催化劑　 。
Ⅱ.采用NaClO2溶液作為吸收劑可同時對煙氣進行脫硫、脫硝。
（3）298K時，向pH＝12的NaClO2溶液中通入含有SO2和NO的煙氣，反應一段時間后，測得溶液中。濃度明顯增大。
①堿性溶液中NaClO2脫除NO主要反應的離子方程式為 　34NO+4OH﹣＝43Cl﹣+2H2O　 。
②由實驗結果可知，脫硫反應速率大于脫硝反應速率，原因是除了SO2和NO在煙氣中的初始濃度不同外，還可能的原因是 　NO溶解度較低，脫硝反應不如脫硫反應容易進行　 。
（4）活性炭﹣臭氧可處理氨氮廢水。氧化氨氮的機理如圖所示。*表示吸附在活性炭表面的物種， OH為羥基自由基，其氧化性比O3更強。
①活性炭﹣臭氧氧化氨氮的機理可描述為 　臭氧與活性炭表面吸附的OH﹣作用生成 OH， OH再將活性炭表面吸附的轉化為N2　 。
②其它條件不變，調節pH，廢水中氨氮去除率隨pH的變化如圖所示。pH＜11時，隨pH增大氨氮去除率明顯增大的原因是 　pH在11到13范圍內，OH﹣將轉化為NH3逸出，不利于活性炭對的吸附，不利于氨氮的去除　 。
【專題】物質的性質和變化專題；理解與辨析能力．
【分析】（1）根據題意可知，若n1（H2S）：n2（H2S）過大，第一步反應生成的SO2過多，在第二步反應中SO2不能完全轉化為S2，多余的SO2排放到空氣中會污染大氣，所以按照兩個方程式的比例最合適；
（2）由圖可知，Fe2（SO4）3溶液脫除空氣中H2S生成S和Fe2+，Fe2+與O2反應又生成了Fe3+和H2O；
（3）①根據原子守恒、電荷守恒、化合價升降守恒，書寫反應的離子方程式；
②NO溶解度較低，脫硝反應不如脫硫反應容易進行；
（4）①由圖可知，臭氧與活性炭表面吸附的OH﹣作用生成 OH， OH再將活性炭表面吸附的轉化為N2；
②pH在11到13范圍內，OH﹣將轉化為NH3逸出，不利于活性炭對的吸附，不利于氨氮的去除。
【解答】解：（1）根據題意可知，若n1（H2S）：n2（H2S）過大，第一步反應生成的SO2過多，在第二步反應中SO2不能完全轉化為S2，多余的SO2排放到空氣中會污染大氣，所以按照兩個方程式的比例最合適，即工藝需控制第一階段與第二階段參加反應的H2S的物質的量之比n1（H2S）：n2（H2S）約為1：2，若過大，會導致SO2不能完全轉化為S2而污染大氣，
故答案為：1：2；增大；
（2）由圖可知，Fe2（SO4）3溶液脫除空氣中H2S生成S和Fe2+，Fe2+與O2反應又生成了Fe3+和H2O，該反應的總化學方程式：2H2S+O2＝2S+2H2O，所以Fe2（SO4）3的作用是該反應的催化劑，
故答案為：2H2S+O2＝2S+2H2O；催化劑；
（3）①堿性溶液中NaClO2脫除NO，生成NaNO3、NaCl和水，反應的離子方程式為：34NO+4OH﹣＝43Cl﹣+2H2O，
故答案為：34NO+4OH﹣＝43Cl﹣+2H2O；
②由實驗結果可知，脫硫反應速率大于脫硝反應速率，除因為SO2和NO在煙氣中的初始濃度不同外，還可能的原因是NO溶解度較低，脫硝反應不如脫硫反應容易進行，
故答案為：NO溶解度較低，脫硝反應不如脫硫反應容易進行；
（4）①由圖可知，活性炭﹣臭氧氧化氨氮的機理可描述為臭氧與活性炭表面吸附的OH﹣作用生成 OH， OH再將活性炭表面吸附的轉化為N2，
故答案為：臭氧與活性炭表面吸附的OH﹣作用生成 OH， OH再將活性炭表面吸附的轉化為N2；
②其它條件不變，調節pH，廢水中氨氮去除率隨pH的變化如圖所示，pH在11到13范圍內，氨氮去除率隨pH變化不明顯的原因是OH﹣將轉化為NH3逸出，不利于活性炭對的吸附，不利于氨氮的去除，導致氨氮去除率隨pH變化不明顯，
故答案為：pH在11到13范圍內，OH﹣將轉化為NH3逸出，不利于活性炭對的吸附，不利于氨氮的去除。
【點評】本題主要考查氮及其化合物之間的轉化，同時考查氧化還原反應原理的應用，對學生的分析能力要求較高，屬于基本知識的考查，題目難度不大。
17．（2024春 蘇州期末）氮肥廠、生活污水中的氮元素多以NH和NH3 H2O的形式存在，氨氮廢水超標排放是水體富營養化的重要原因。氨氮廢水的處理方法有物理化學法、化學法、生物法等。
（1）吹脫法：先向氨氮廢水中加NaOH溶液調節pH至11左右，再吹入熱空氣或水蒸氣使氨氣揮發并回收利用。
①寫出發生反應的離子方程式：　OH﹣NH3↑+H2O　 。
②吹脫法除了不適用于低濃度氨氮廢水的處理外，還存在的不足有 　成本高，脫氮率低，易造成二次污染　 （寫2點）。
（2）化學沉淀法：向廢水中投入氯化鎂和磷酸鈉，形成NH4MgPO4沉淀從而除去銨根離子。
①寫出發生反應的離子方程式：　Mg2+NH4MgPO4↓　 。
②該沉淀法不適合處理堿性過強的氨氮廢水，其原因是 　易生成Mg（OH）2沉淀　 。
（3）次氯酸鈉氧化法：NaClO除去氨氮的反應機理如圖﹣1所示（其中H2O和NaCl略去），實驗測得相同條件下，廢水中氨氮去除率與溫度關系如圖﹣2所示。
①NaClO氧化NH3的總反應的化學方程式為 　3NaClO+2NH3＝N2↑+3H2O+3NaCl　 。
②當溫度高于25℃時，廢水中的氨氮去除率隨著溫度升高而越低，其原因是 　溫度較高，加快了HClO或NaClO的分解，降低了廢水中氨氮去除率　 。
（4）生物法：先在硝化細菌作用下空氣中的氧氣將氧化為（硝化過程），后在反硝化細菌作用下利用有機碳源將轉化為氮氣而排放（反硝化過程）。
①硝化過程中經過兩步反應轉變為，第一步為 　23O22H2O+4H+　 （寫離子方程式），第二步為2O2═2。
②反硝化過程中常將甲醇（CH3OH）作為有機碳源。當反應中有16gCH3OH轉變為二氧化碳時，轉化的的物質的量為 　0.6mol　 。
【專題】氧化還原反應專題．
【分析】（1）①在堿性條件下（pH＝11左右），和OH﹣反生成NH3和H2O；
②該方法需要使用NaOH溶液，還需要吹入熱空氣或水蒸氣；
（2）①氯化鎂電離出Mg2+，磷酸鈉電離出，它們與結合生成NH4MgPO4沉淀；
②堿性過強時，容易生成Mg（OH）2沉淀；
（3）①由反應圖可知，NaClO氧化NH3生成N2、H2O和NaCl；
②NaClO受熱易分解；
（4）①由題中信息可知，第一步反應中被氧氣氧化為為；
②反硝化過程中將甲醇（CH3OH）二氧化碳，反應的離子方程式為：5CH3OH+66H+＝5CO2↑+3N2↑+3H2O。
【解答】解：（1）①在堿性條件下（pH＝11左右），和OH﹣反生成NH3和H2O，加入（吹入熱空氣或水蒸氣）促進NH3揮發，則離子反應方程式為：OH﹣NH3↑+H2O，
故答案為：OH﹣NH3↑+H2O；
②該方法需要使用NaOH溶液，還需要吹入熱空氣或水蒸氣，使其成本高，脫氮率低，生成的氨氣還容易造成二次污染，
故答案為：成本高，脫氮率低，易造成二次污染；
（2）氯化鎂電離出Mg2+，磷酸鈉電離出，它們與結合生成NH4MgPO4沉淀，則離子方程式為：Mg2+NH4MgPO4↓，
故答案為：Mg2+NH4MgPO4↓；
②堿性過強時，OH﹣濃度大，容易與Mg2+反應生成Mg（OH）2沉淀，
故答案為：易生成Mg（OH）2沉淀；
（3）①由反應圖可知，NaClO氧化NH3生成N2、H2O和NaCl，反應化學方程式為：3NaClO+2NH3＝N2↑+3H2O+3NaCl，
故答案為：3NaClO+2NH3＝N2↑+3H2O+3NaCl；
②因為次氯酸根不穩定，溫度較高，加快了HClO或NaClO的分解，降低了廢水中氨氮去除率，
故答案為：溫度較高，加快了HClO或NaClO的分解，降低了廢水中氨氮去除率；
（4）①由題中信息可知，第一步反應中被氧氣氧化為為，反應離子方程式為：23O22H2O+4H+，
故答案為：23O22H2O+4H+；
②反硝化過程中將甲醇（CH3OH）二氧化碳，反應的離子方程式為：5CH3OH+66H+＝5CO2↑+3N2↑+3H2O，當反應中有16gCH3OH即0.5mol CH3OH轉變為二氧化碳時，轉化的的物質的量為0.6mol，
故答案為：0.6mol。
【點評】本題利用“三廢”處理與環境保護來考查氧化還原反應以及離子方程式的書寫，電子轉移情況的計算等，為綜合性較強的工藝流程題，題目難度中等。
18．（2024秋 江蘇校級期末）Ⅰ．工業廢水和廢渣中會產生含硫（—Ⅱ）等污染物，需經處理后才能排放。
（1）廢水中的硫化物通常用氧化劑將其氧化為單質S進行回收。已知：H2S溶液中含硫微粒的物質的量分數隨pH變化情況如圖1所示。
①向含硫廢水中加入稀H2SO4調節溶液的pH為6，廢水中c（S2﹣）：c（H2S） 　10﹣8　 。
②控制廢水pH約為8，廢水中單質硫回收率如圖2所示。H2O2溶液的加入量大于12mg L﹣1時，廢水中單質硫的回收率下降的原因是 　硫元素被氧化成更高價態的或　 。
（2）含硫廢渣（硫元素的主要存在形式為FeS2），可以回收處理并加以利用。沉積物﹣微生物酸性燃料電池工作原理如圖3所示。
碳棒b處S生成的電極反應式為 　S﹣6e﹣+4H2O8H+　 。
Ⅱ．氨氮廢水中含有氨和銨鹽，直接排放會造成環境污染。可用以下方法處理：
（3）沉淀法
①“氧化”時在微生物的催化作用下，NH3被氧化為N2。該反應的化學方程式為 　　 。
②“沉淀”中將“氧化”步驟后剩余的NH3 H2O轉化為NH4MgPO4 6H2O沉淀，若調節pH過大，會降低氨氮去除率，其原因為 　pH過大，溶液中OH﹣濃度過大，使得溶液中生成Mg3（PO4）2或Mg（OH）2沉淀，導致氨氮去除率下降　 。
（4）生物硝化反硝化法
生物硝化反硝化法可將酸性廢水中的氨氮轉化為氮氣，其原理如圖4所示。
①硝化過程中溶液的pH 　降低　 。（填“升高”或“降低”）。
②每處理含的酸性廢水，理論上消耗CH3OH的物質的量為 　　 。
【專題】物質的性質和變化專題；分析與推測能力．
【分析】（1）依據圖像，求得電離平衡常數，再進行計算；
（2）根據光合菌產生的O2得電子結合H+得到H2O，碳棒a為正極，FeS2在硫氧化菌的作用下被氧化為S，S在硫氧化菌的作用下被氧化為硫酸根，碳棒b為負極；
（3）從信息和流程知，處理氨氮廢水時，在廢水池的底部吹入大量熱空氣，把廢液中的氨水分解揮發后轉變成氨氣，通入空氣加入了微生物，把NH3氧化為N2，剩余的氨氮通過和 MgCl2及Na2HPO4反應產生NH4MgPO4 6H2O沉淀而除去；（4）依據原子守恒求得物質的量之間的關系，進行計算，據此解答。
【解答】解：（1）①由圖可知，pH為7時，c（HS﹣）＝c（H2S），Ka110﹣7，pH為13時，c（HS﹣）＝c（S2﹣），Ka2＝10﹣13，則當pH為6時，，
故答案為：10﹣8；
②H2O2具有強氧化性，H2O2溶液加入量大于12mg L﹣1時，所加H2O2溶液越多，S生成率越低，可能是因為硫元素被氧化成更高價態的或，
故答案為：硫元素被氧化成更高價態的或；
（2）根據光合菌產生的O2得電子結合H+得到H2O，碳棒a為正極，FeS2在硫氧化菌的作用下被氧化為S，S在硫氧化菌的作用下被氧化為硫酸根，碳棒b為負極，存在電極反應：S﹣6e﹣+4H2O8H+，
故答案為：S﹣6e﹣+4H2O8H+；
（3）①NH3被氧化化合價升高為N2的過程中，通入空氣提供氧氣，微生物起催化劑作用，反應的化學方程式為：，
故答案為：；
②“沉淀”中將“氧化”步驟后剩余的NH3 H2O轉化為NH4MgPO4 6H2O沉淀，根據質量守恒寫出發生反應的離子方程式為：，若調節pH過大，溶液中OH﹣濃度過大，使得溶液中生成Mg3（PO4）2或Mg（OH）2沉淀，導致氨氮去除率下降，
故答案為：pH過大，溶液中OH﹣濃度過大，使得溶液中生成Mg3（PO4）2或Mg（OH）2沉淀，導致氨氮去除率下降；
（4）①硝化過程溶液中反應為，反應過程中溶液pH降低，
故答案為：降低；
②反硝化過程溶液中反應為，因此整個過程中，因此每處理含的酸性廢水，理論上消耗CH3OH的物質的量為mol，
故答案為：。
【點評】本題主要考查“三廢”處理與環境保護等，注意完成此題，可以從題干中抽取有用的信息，結合已有的知識進行解題。
19．（2024春 海州區期末）含氮廢水氨氮（以NH3、的形式存在）和硝態氮（以、的形式存在）會引起水體富營養化，需經處理后才能排放。
Ⅰ.某工廠處理氨氮廢水的流程如圖：
（1）過程①的目的是將轉化為NH3，并通過鼓入大量熱空氣將氨氣吹出，寫出轉化為NH3發生反應的離子方程式：　　 。
（2）過程②加入NaClO溶液可將廢水中殘留的NH3轉化為無污染氣體，該反應的化學方程式為 　3NaClO+2NH3＝3NaCl+N2↑+3H2O　 。將一定量的氨氮廢水與不同量的NaClO混合，測得溶液中氨氮去除率、總氮（溶液中所有可溶性的含氮化合物中氮元素的總量）去除率與NaClO投入量（用x表示）的關系如圖所示。當x（NaClO）＞x1時，水體中總氮去除率下降，可能的原因是 　有部分氨氮被氧化為等可溶性離子留在廢水中　 。
（3）圖中含余氯廢水中含有NaClO，則X可選用 　b　 （填序號）溶液達到去除余氯的目的。
a.KOH
b.Na2SO3
c.KMnO4
Ⅱ.有氧條件下，NH3催化還原NO是主要的煙氣脫硝技術。在以Fe2O3為主的催化劑上可能發生的反應過程如圖。寫出總反應的化學方程式：　4NH3+4NO+O24N2+6H2O　 。
Ⅲ.鋁系金屬復合材料能有效還原去除水體中的硝酸鹽污染。鋁粉表面復合金屬的組分和含量，會影響硝酸鹽的去除效果。在相同實驗條件下，分別使用純鋁粉和Cu負載量為3%、4%、5%的Al/Cu二元金屬復合材料對硝酸鹽的去除效果進行實驗。
①實驗結果發現，用Al/Cu二元金屬復合材料去除水體中硝酸鹽的效果明顯優于鋁粉，可能的原因是 　Cu能催化鋁粉去除硝酸鹽的反應（或形成Al/Cu原電池，增大鋁粉去除硝酸鹽的反應速率）　 。
②實驗結果發現，Al/Cu二元金屬復合材料中Cu負載量過高不利于硝酸鹽的去除，可能的原因是 　過多的Cu原子覆蓋于二元金屬表面，減少了表面Al原子數，從而減少Al與水體中硝酸鹽的接觸機會，使硝酸鹽去除效果減弱　 。
【專題】氮族元素．
【分析】Ⅰ.（1）在堿性條件下，加熱可以轉化為NH3；
（2）過程②加入NaClO溶液可將廢水中殘留的NH3轉化為無污染氣體，即氮氣，根據原子守恒、化合價升降守恒書寫反應的化學方程式，當x（NaClO）＞x1時，水體中總氮去除率下降，可能的原因是：有部分氨氮被過量的NaClO氧化為等可溶性離子留在廢水中；
（3）圖中含余氯廢水中含有NaClO，則X可選用具有還原性的溶液，還原余氯和次氯酸鈉溶液，從而達到去除余氯的目的；
Ⅱ.由圖可知，總反應為NH3、NO、O2反應生成N2和H2O；
Ⅲ.①Cu能催化鋁粉去除硝酸鹽的反應（或形成Al/Cu原電池，增大鋁粉去除硝酸鹽的反應速率），
故答案為：Cu能催化鋁粉去除硝酸鹽的反應（或形成Al/Cu原電池，增大鋁粉去除硝酸鹽的反應速率）；
②過多的Cu原子覆蓋于二元金屬表面，減少了表面Al原子數，從而減少Al與水體中硝酸鹽的接觸機會，使硝酸鹽去除效果減弱。
【解答】解：Ⅰ.（1）由圖可知，過程①的目的是將轉化為NH3，并通過鼓入大量熱空氣將氨氣吹出，轉化為NH3發生反應的離子方程式為：，
故答案為：；
（2）過程②加入NaClO溶液可將廢水中殘留的NH3轉化為無污染氣體，即氮氣，該反應的化學方程式為3NaClO+2NH3＝3NaCl+N2↑+3H2O，將一定量的氨氮廢水與不同量的NaClO混合，測得溶液中氨氮去除率、總氮（溶液中所有可溶性的含氮化合物中氮元素的總量）去除率與NaClO投入量（用x表示）的關系如圖所示。當x（NaClO）＞x1時，水體中總氮去除率下降，可能的原因是：有部分氨氮被氧化為等可溶性離子留在廢水中，
故答案為：3NaClO+2NH3＝3NaCl+N2↑+3H2O；有部分氨氮被氧化為等可溶性離子留在廢水中；
（3）圖中含余氯廢水中含有NaClO，則X可選用具有還原性的溶液，還原余氯和次氯酸鈉溶液，從而達到去除余氯的目的，在KOH、Na2SO3、KMnO4中只有Na2SO3具有還原性，故b符合題意，
故答案為：b；
Ⅱ.有氧條件下，NH3催化還原NO是主要的煙氣脫硝技術，在以Fe2O3為主的催化劑上可能發生的反應過程如圖，由圖可知，總反應的化學方程式為：4NH3+4NO+O24N2+6H2O，
故答案為：4NH3+4NO+O24N2+6H2O；
Ⅲ.①鋁系金屬復合材料能有效還原去除水體中的硝酸鹽污染。鋁粉表面復合金屬的組分和含量，會影響硝酸鹽的去除效果。在相同實驗條件下，分別使用純鋁粉和Cu負載量為3%、4%、5%的Al/Cu二元金屬復合材料對硝酸鹽的去除效果進行實驗實驗結果發現，用Al/Cu二元金屬復合材料去除水體中硝酸鹽的效果明顯優于鋁粉，可能的原因是Cu能催化鋁粉去除硝酸鹽的反應（或形成Al/Cu原電池，增大鋁粉去除硝酸鹽的反應速率），
故答案為：Cu能催化鋁粉去除硝酸鹽的反應（或形成Al/Cu原電池，增大鋁粉去除硝酸鹽的反應速率）；
②實驗結果發現，Al/Cu二元金屬復合材料中Cu負載量過高不利于硝酸鹽的去除，可能的原因是過多的Cu原子覆蓋于二元金屬表面，減少了表面Al原子數，從而減少Al與水體中硝酸鹽的接觸機會，使硝酸鹽去除效果減弱，
故答案為：過多的Cu原子覆蓋于二元金屬表面，減少了表面Al原子數，從而減少Al與水體中硝酸鹽的接觸機會，使硝酸鹽去除效果減弱。
【點評】本題主要考查氮及其化合物之間的轉化，同時考查學生閱讀信息、理解、應用信息的能力，側重考查方程式的書寫，屬于基本知識的考查，難度中等。
20．（2024春 徐州期末）氨的合成和氨氮治理對人類生存和發展具有重要意義。
（1）氨的合成
①工業合成氨的化學方程式為 　N2+3H22NH3　 。
②化學鏈合成氨可實現物質循環。方法如圖所示，已知反應Ⅱ的方程式為，則反應Ⅰ的化學方程式為 　MeNx﹣1N2＝MeNx　
③以稀有金屬為催化劑（鑭、釘和鋯）合成氨的機理如圖所示，由N2和H2合成1 mol氨氣，轉移電子的物質的量為 　3mol　 。
（2）氨的利用
①氨的催化氧化是工業制備硝酸的重要反應之一，寫出其化學方程式 　4NH3+5O24NO+6H2O　 。
②濕法芒硝（Na2SO4）制堿工藝采用NH3、CO2和芒硝為原料制備重堿（NaHCO3），重堿經過煅燒得到純堿，得到重堿的化學方程式為 　Na2SO4+2NH3+2CO2+2H2O＝2NaHCO3↓+（NH4）2SO4　 。
（3）FeAg金屬復合材料可將酸性水體中的轉化為和N2，其反應歷程如圖所示（吸附在金屬復合材料表面的物種用*標注），圖中的去除機理可描述為 　鐵將酸性廢水中的H+還原為吸附在金屬復合材料表面的氫原子，氫原子把吸附在金屬復合材料表面的還原為吸附在金屬復合材料表面的，吸附在金屬復合材料表面的氫原子再把吸附在金屬復合材料表面的還原為和N2　 。
【專題】氮族元素；理解與辨析能力．
【分析】（1）①工業合成氨的反應為催化劑作用下氮氣和氫氣高溫高壓條件下反應生成氨氣；
②由圖可知，反應I為MeNx﹣1與氮氣反應生成MeNx；
③由圖可知，總反應為催化劑作用下氮氣與氫氣反應生成氨氣；
（2）①氨的催化氧化為催化劑作用下氨氣與氧氣共熱發生催化氧化反應生成一氧化氮和水；
③濕法芒硝制堿工藝中得到重堿的反應為硫酸鈉溶液與氨氣和二氧化碳反應生成碳酸氫鈉沉淀和硫酸銨；
（3）由圖可知，硝酸根離子的去除機理為鐵將酸性廢水中的H+還原為吸附在金屬復合材料表面的氫原子，氫原子把吸附在金屬復合材料表面的還原為吸附在金屬復合材料表面的。
【解答】解：（1）①催化劑作用下氮氣和氫氣高溫高壓條件下反應生成氨氣，化學方程式為N2+3H22NH3，
故答案為：N2+3H22NH3；
②反應I為MeNx﹣1與氮氣反應生成MeNx，反應的化學方程式為MeNx﹣1N2＝MeNx，
故答案為：MeNx﹣1N2＝MeNx；
③總反應為氮氣與氫氣催化劑作用下反應生成氨氣，則生成1mol氨氣時，轉移電子的物質的量為3mol，
故答案為：3mol；
（2）催化劑作用下氨氣與氧氣共熱發生催化氧化反應生成一氧化氮和水，反應的化學化學方程式為4NH3+5O24NO+6H2O，
故答案為：4NH3+5O24NO+6H2O；
③硫酸鈉溶液與氨氣和二氧化碳反應生成碳酸氫鈉沉淀和硫酸銨，反應的化學方程式為Na2SO4+2NH3+2CO2+2H2O＝2NaHCO3↓+（NH4）2SO4，
故答案為：Na2SO4+2NH3+2CO2+2H2O＝2NaHCO3↓+（NH4）2SO4；
（3）FeAg金屬復合材料可將酸性水體中的轉化為和N2，其反應歷程如圖所示（吸附在金屬復合材料表面的物種用*標注），圖中的去除機理可描述為鐵將酸性廢水中的H+還原為吸附在金屬復合材料表面的氫原子，氫原子把吸附在金屬復合材料表面的還原為吸附在金屬復合材料表面的，吸附在金屬復合材料表面的氫原子再把吸附在金屬復合材料表面的還原為和N2，
故答案為：鐵將酸性廢水中的H+還原為吸附在金屬復合材料表面的氫原子，氫原子把吸附在金屬復合材料表面的還原為吸附在金屬復合材料表面的，吸附在金屬復合材料表面的氫原子再把吸附在金屬復合材料表面的還原為和N2。
【點評】本題考查元素化合物，側重考查學生含氮物質性質的掌握情況，試題難度中等。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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