热点强化练21.氮的氧化物(NOx)

热点强化练21．氮的氧化物(NO x)
1.为验证铜与稀硝酸反应的还原产物是NO而不是NO2，设计了如图所示装置，以下叙述错误的是()
A．应先打开活塞再从右侧加入稀硝酸
B．左侧稀硝酸须注满
C．关闭活塞后铜丝会全部溶解
D．反应停止后打开活塞，气体变成红棕色
2.NO2可以用氢氧化钠溶液吸收，或在一定条件下用氨气与其反应使之转化为无污染的物质，发生反应的化学方程式分别是2NO2＋2NaOH===M＋NaNO3＋H2O,8NH3＋6NO2===7X＋12H2O。

则M、X代表的物质的化学式分别是()
A．NaNO2、N2B．HNO2、N2
C．NO、HNO3D．N2、N2
3．(2020·贵阳模拟)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2种气体，它们是①NO和NO2，②NO2和O2，③NH3和N2。

将3支试管均倒置于盛水的水槽中，充分反应后，试管中剩余气体的体积分别为V1、V2、V3，则下列的关系正确的是()
A．V1＞V2＞V3B．V1＞V3＞V2
C．V2＞V3＞V1D．V3＞V1＞V2
4.某化学兴趣小组进行了有关Cu、硝酸、硫酸化学性质的实验，实验过程如图所示。

下列有关说法正确的是()
A．①中溶液呈蓝色，试管口有红棕色气体产生，稀硝酸被还原为NO2
B．③中反应的离子方程式为3Cu＋2NO－3＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
C．③中滴加稀硫酸，铜片继续溶解，说明稀硫酸的氧化性比稀硝酸的强
D．由上述实验可知，Cu在常温下既可与稀硝酸反应，又可与稀硫酸反应
5(1)汽车尾气中的CO、NO x在适宜温度下采用催化转化法处理，使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体。

写出NO被CO还原的化学方程式：。

(2)用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。

如，4NH 3＋6NO=====催化剂
△
5N 2＋6H 2O ， 写出氨气转化NO 2的化学方程式： ， 氧化产物与还原产物的质量之比为 。

(3)工业尾气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理。

①NO 2被烧碱溶液吸收时，生成两种钠盐，其物质的量之比为1∶1，写出该反应的化学方程式： 。

②NO 与NO 2按物质的量之比1∶1被足量NaOH 溶液完全吸收后只得到一种钠盐，该钠盐的化学式是 。

6．(2020·河南联考)一定条件下，含氮元素的物质可发生如图所示的循环转化。

回答下列问题：
(1)氮的原子结构示意图为 。

(2)图中属于“氮的固定”的是 (填字母，下同)；转化过程中发生非氧化还原反应的是 。

(3)若“反应h ”是在NO 2和H 2O 的作用下实现，则该反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为 。

(4)若“反应i ”是在酸性条件下由NO －
3与Zn 的作用实现，则该反应的离子方程式为 。

7.N 2O 、NO 和NO 2等氮氧化物是空气污染物，含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。

(1)N 2O 的处理。

N 2O 是硝酸生产中氨催化氧化的副产物，用特种催化剂能使N 2O 分解。

NH 3与O 2在加热和催化剂作用下生成N 2O 的化学方程式为 。

(2)NO 和NO 2的处理。

已除去N 2O 的硝酸尾气可用NaOH 溶液吸收，主要反应为
NO ＋NO 2＋2OH －===2NO －2＋H 2O
2NO 2＋2OH －===NO －2＋NO －3＋H 2O
①下列措施能提高尾气中NO和NO2去除率的有(填字母)。

A．加快通入尾气的速率
B．采用气、液逆流的方式吸收尾气
C．吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液
②吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤，得到NaNO2晶体，该晶体中的主要杂质是(填化学式)；吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是(填化学式)。

(3)NO的氧化吸收。

用NaClO溶液吸收硝酸尾气，可提高尾气中NO的去除率。

其他条件相同，NO转化为NO－3的转化率随NaClO溶液初始pH(用稀盐酸调节)的变化如图所示。

①在酸性NaClO溶液中，HClO氧化NO生成Cl－和NO－3，其离子方程式为。

②NaClO溶液的初始pH越小，NO转化率越高。

其原因是。

8.某化学自主实验小组通过实验探究NH3、NO2的性质。

探究Ⅰ：利用如图所示装置探究NO2能否被NH3还原(K1、K2为止水夹，夹持固定装置略去)。

(1)A装置中制取NH3的化学方程式是。

(2)甲、乙分别是(填字母)。

a．浓硫酸、碱石灰b．碱石灰、碱石灰
c．碱石灰、无水氯化钙d．五氧化二磷、五氧化二磷
(3)若NO2能够被NH3还原，预期C装置中能观察到的现象是。

(4)此实验装置存在一个明显的缺陷是。

探究Ⅱ：探究NO2、O2混合气体的喷泉实验。

(5)请在G装置中的虚线上描出导管实线图。

(6)G装置中浓硫酸有三种作用：混合NO2、O2气体；干燥NO2、O2；。

(7)将G装置上面的圆底烧瓶收集满气体进行喷泉实验，若混合气体全部被吸收，则所得溶液物质的量浓度为mol·L－1(保留两位有效数字)。

9烟道气中的NO x是主要的大气污染物之一，为了监测其含量，选用如下采样和检测方法。

回答下列问题：
Ⅰ.采样
采样步骤：
①检验系统气密性；②加热器将烟道气加热至140 ℃；③打开抽气泵置换系统内空气；④采集无尘、干燥的气样；⑤关闭系统，停止采样。

(1)A中装有无碱玻璃棉，其作用为。

(2)C中填充的干燥剂是(填序号)。

a．碱石灰b．无水CuSO4c．P2O5
(3)用实验室常用仪器组装一套装置，其作用与D(装有碱液)相同，在虚线框中画出该装置的示意图，标明气体的流向及试剂。

(4)采样步骤②加热烟道气的目的是。

Ⅱ.NO x含量的测定
将V L气样通入适量酸化的H2O2溶液中，使NO x完全被氧化成NO－3，加水稀释至100.00 mL。

量取20.00 mL该溶液，加入V1 mL c1 mol·L－1 FeSO4标准溶液(过量)，充分反应后，用c2 mol·L－1 K2Cr2O7标准溶液滴定剩余的Fe2＋，终点时消耗V2 mL。

(5)NO被H2O2氧化为NO－3的离子方程式为。

(6)滴定操作使用的玻璃仪器主要有。

(7)滴定过程中发生下列反应：
3Fe2＋＋NO－3＋4H＋===NO↑＋3Fe3＋＋2H2O
Cr2O2－7＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O
则气样中NO x折合成NO2的含量为mg·m－3。

(8)判断下列情况对NO x含量测定结果的影响(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。

若缺少采样步骤③，会使测定结果。

若FeSO4标准溶液部分变质，会使测定结果。

热点强化练21．氮的氧化物(NO x)
1.为验证铜与稀硝酸反应的还原产物是NO而不是NO2，设计了如图所示装置，以下叙述错误的是()
A．应先打开活塞再从右侧加入稀硝酸
B．左侧稀硝酸须注满
C．关闭活塞后铜丝会全部溶解
D．反应停止后打开活塞，气体变成红棕色
答案C
解析U形管中含有空气，能将NO氧化为NO2，从而干扰实验，因此应先打开活塞，再从右侧加稀硝酸，排尽装置内的空气，A项正确；左侧Cu与稀硝酸反应生成NO，为防止NO 与氧气反应生成NO2，左侧须注满稀硝酸，B项正确；稀硝酸与Cu反应生成NO，NO不溶于水，导致左侧压强增大，Cu与稀硝酸分离，Cu不能完全反应，C项错误；反应停止后打开活塞，生成的NO与空气接触，生成红棕色的NO2，D项正确。

2.NO2可以用氢氧化钠溶液吸收，或在一定条件下用氨气与其反应使之转化为无污染的物质，发生反应的化学方程式分别是2NO2＋2NaOH===M＋NaNO3＋H2O,8NH3＋6NO2===7X＋12H2O。

则M、X代表的物质的化学式分别是()
A．NaNO2、N2B．HNO2、N2
C．NO、HNO3D．N2、N2
答案A
3．(2020·贵阳模拟)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2种气体，它们是①NO和NO2，②NO2和O2，③NH3和N2。

将3支试管均倒置于盛水的水槽中，充分反应后，试管中剩余气体的体积分别为V1、V2、V3，则下列的关系正确的是()
A ．V 1＞V 2＞V 3
B ．V 1＞V 3＞V 2
C ．V 2＞V 3＞V 1
D ．V 3＞V 1＞V 2
答案 B 解析 设各种气体的体积都为1体积。

①根据3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO ，即剩余NO 的
体积V 1＝(1＋13)体积。

②根据4NO 2＋O 2＋2H 2O===4HNO 3，即剩余O 2的体积V 2＝(1－14
)体积。

③剩余N 2的体积V 3＝1体积，即B 项符合题意。

4.某化学兴趣小组进行了有关Cu 、硝酸、硫酸化学性质的实验，实验过程如图所示。

下列有关说法正确的是( )
A ．①中溶液呈蓝色，试管口有红棕色气体产生，稀硝酸被还原为NO 2
B ．③中反应的离子方程式为3Cu ＋2NO －3＋8H ＋===3Cu 2＋
＋2NO ↑＋4H 2O
C ．③中滴加稀硫酸，铜片继续溶解，说明稀硫酸的氧化性比稀硝酸的强
D ．由上述实验可知，Cu 在常温下既可与稀硝酸反应，又可与稀硫酸反应
答案 B
解析 Cu 与稀硝酸发生反应3Cu ＋8HNO 3(稀)===3Cu(NO 3)2＋2NO ↑＋4H 2O ，稀硝酸被还原为NO ，NO 遇空气中的O 2生成NO 2，故试管口有红棕色气体产生，A 错误；③中溶液含有NO －3，滴加稀硫酸后，Cu 、NO －3、H ＋继续反应生成NO ，B 正确；③中铜片继续溶解，是因为稀硫酸提供H ＋，与NO －3形成HNO 3，HNO 3继续与Cu 反应，C 错误；Cu 是不活泼金属，在常温下，可与稀硝酸反应，但不能与稀硫酸反应，D 错误。

5(1)汽车尾气中的CO 、NO x 在适宜温度下采用催化转化法处理，使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体。

写出NO 被CO 还原的化学方程式： 。

(2)用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。

如，4NH 3＋6NO=====催化剂△
5N 2＋6H 2O ， 写出氨气转化NO 2的化学方程式： ， 氧化产物与还原产物的质量之比为 。

(3)工业尾气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理。

①NO 2被烧碱溶液吸收时，生成两种钠盐，其物质的量之比为1∶1，写出该反应的化学方程式： 。

②NO 与NO 2按物质的量之比1∶1被足量NaOH 溶液完全吸收后只得到一种钠盐，该钠盐的化学式是 。

答案 (1)2CO ＋2NO=====催化剂
N 2＋2CO 2
(2)8NH 3＋6NO 2=====催化剂△
7N 2＋12H 2O 4∶3 (3)①2NO 2＋2NaOH===NaNO 3＋NaNO 2＋H 2O
②NaNO 2
6．(2020·河南联考)一定条件下，含氮元素的物质可发生如图所示的循环转化。

回答下列问题：
(1)氮的原子结构示意图为 。

(2)图中属于“氮的固定”的是 (填字母，下同)；转化过程中发生非氧化还原反应的是 。

(3)若“反应h ”是在NO 2和H 2O 的作用下实现，则该反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为 。

(4)若“反应i ”是在酸性条件下由NO －3与Zn 的作用实现，则该反应的离子方程式为 。

答案 (1)
(2)k 和c a 和l (3)2∶1 (4)4Zn ＋2NO －3＋10H ＋===4Zn 2＋＋N 2O ↑＋5H 2O
解析 (3)反应h 的化学方程式为3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO ，HNO 3是氧化产物，NO 是还原产物，因此氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶1。

7.N 2O 、NO 和NO 2等氮氧化物是空气污染物，含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。

(1)N 2O 的处理。

N 2O 是硝酸生产中氨催化氧化的副产物，用特种催化剂能使N 2O 分解。

NH 3与O 2在加热和催化剂作用下生成N 2O 的化学方程式为 。

(2)NO 和NO 2的处理。

已除去N 2O 的硝酸尾气可用NaOH 溶液吸收，主要反应为
NO ＋NO 2＋2OH －===2NO －
2＋H 2O
2NO 2＋2OH －===NO －2＋NO －
3＋H 2O
①下列措施能提高尾气中NO 和NO 2去除率的有 (填字母)。

A ．加快通入尾气的速率
B ．采用气、液逆流的方式吸收尾气
C ．吸收尾气过程中定期补加适量NaOH 溶液
②吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤，得到NaNO 2晶体，该晶体中的主要杂质是 (填化学式)；吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是 (填化学式)。

(3)NO 的氧化吸收。

用NaClO 溶液吸收硝酸尾气，可提高尾气中NO 的去除率。

其他条件相同，NO 转化为NO －3的转化率随NaClO 溶液初始pH(用稀盐酸调节)的变化如图所示。

①在酸性NaClO 溶液中，HClO 氧化NO 生成Cl －和NO －3，其离子方程式为 。

②NaClO 溶液的初始pH 越小，NO 转化率越高。

其原因是 。

答案 (1)2NH 3＋2O 2=====催化剂
△
N 2O ＋3H 2O (2)①BC ②NaNO 3 NO
(3)①3HClO ＋2NO ＋H 2O===3Cl －＋2NO －3＋5H ＋
②溶液pH 越小，溶液中HClO 的浓度越大，氧化NO 的能力越强
解析 (1)NH 3被O 2氧化生成N 2O ，N 元素从－3价升至＋1价，1 mol NH 3失去4 mol e －，O 元素从0价降至－2价，1 mol O 2得到4 mol e －，根据N 和O 元素得失电子守恒及原子守恒配平方程式。

(2)①A 项，通入尾气速率过快时，尾气吸收不充分，错误；B 项，采用气、液逆流方式吸收尾气时，尾气吸收会更充分，正确；C 项，补充NaOH 溶液，c (OH －)增大，能更充分的吸收尾气，正确。

②NO 2与NaOH 反应可生成NaNO 2、NaNO 3和水，所以NaNO 2晶体中会混有NaNO 3杂质。

由吸收尾气的主要反应可知，NO 2吸收更充分，故吸收后排放的尾气中NO 的含量较高。

(3)①HClO 氧化NO 生成NO －3，自身被还原为Cl －，根据得失电子守恒、原子守恒、电荷守恒配平方程式。

②氧化NO 的是HClO ，NaClO 在酸性条件下会生成HClO ，所以pH 越小，溶液中HClO 的浓度越大，NO 转化率越高。

8.某化学自主实验小组通过实验探究NH 3、NO 2的性质。

探究Ⅰ：利用如图所示装置探究NO 2能否被NH 3还原(K 1、K 2为止水夹，夹持固定装置略去)。

(1)A装置中制取NH3的化学方程式是。

(2)甲、乙分别是(填字母)。

a．浓硫酸、碱石灰b．碱石灰、碱石灰
c．碱石灰、无水氯化钙d．五氧化二磷、五氧化二磷
(3)若NO2能够被NH3还原，预期C装置中能观察到的现象是。

(4)此实验装置存在一个明显的缺陷是。

探究Ⅱ：探究NO2、O2混合气体的喷泉实验。

(5)请在G装置中的虚线上描出导管实线图。

(6)G装置中浓硫酸有三种作用：混合NO2、O2气体；干燥NO2、O2；。

(7)将G装置上面的圆底烧瓶收集满气体进行喷泉实验，若混合气体全部被吸收，则所得溶液物质的量浓度为mol·L－1(保留两位有效数字)。

答案(1)NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2
(2)c
(3)C装置中混合气体颜色变浅
(4)缺少尾气吸收装置
(5)(进气管短，出气管长)
(6)观察气泡的速率，控制混合气体的比例
(7)0.036
解析(1)将浓氨水滴入生石灰中，由于CaO＋H2O===Ca(OH)2，放热且消耗了水，故促使浓氨水放出氨。

(2)干燥氨只能用碱石灰，干燥二氧化氮可用五氧化二磷固体或无水氯化钙。

(3)如果能反应，消耗NO2使装置中混合气体颜色变浅。

(4)由于NH3、NO2均能污染空气，所以与它们相关的实验均应有尾气吸收装置。

(5)O2、NO2密度比空气大，故应进气管短，出气管长。

(7)烧瓶中充满溶液，由反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3恰好发生，HNO3的物质的量是恰
好完全反应的NO2和O2(体积比4∶1)总物质的量的4
5，溶液体积等于恰好完全反应的NO2
和O2的总体积，设烧瓶中恰好完全反应的NO2和O2的总体积为V，则溶液浓度为
V
22.4 L·mol－1×4
5 V＝
1
22.4×
4
5mol·L
－1，即c(HNO3)≈0.036 mol·L－1。

9烟道气中的NO x是主要的大气污染物之一，为了监测其含量，选用如下采样和检测方法。

回答下列问题：
Ⅰ.采样
采样步骤：
①检验系统气密性；②加热器将烟道气加热至140 ℃；③打开抽气泵置换系统内空气；④采集无尘、干燥的气样；⑤关闭系统，停止采样。

(1)A中装有无碱玻璃棉，其作用为。

(2)C中填充的干燥剂是(填序号)。

a．碱石灰b．无水CuSO4c．P2O5
(3)用实验室常用仪器组装一套装置，其作用与D(装有碱液)相同，在虚线框中画出该装置的示意图，标明气体的流向及试剂。

(4)采样步骤②加热烟道气的目的是。

Ⅱ.NO x含量的测定
将V L气样通入适量酸化的H2O2溶液中，使NO x完全被氧化成NO－3，加水稀释至100.00 mL。

量取20.00 mL该溶液，加入V1 mL c1 mol·L－1 FeSO4标准溶液(过量)，充分反应后，用c2 mol·L－1 K2Cr2O7标准溶液滴定剩余的Fe2＋，终点时消耗V2 mL。

(5)NO被H2O2氧化为NO－3的离子方程式为。

(6)滴定操作使用的玻璃仪器主要有 。

(7)滴定过程中发生下列反应：
3Fe 2＋＋NO －3＋4H ＋===NO ↑＋3Fe 3＋
＋2H 2O
Cr 2O 2－7＋6Fe 2＋＋14H ＋===2Cr 3＋＋6Fe 3＋＋7H 2O 则气样中NO x 折合成NO 2的含量为 mg·m －
3。

(8)判断下列情况对NO x 含量测定结果的影响(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。

若缺少采样步骤③，会使测定结果 。

若FeSO 4标准溶液部分变质，会使测定结果 。

答案 (1)除尘 (2)c (3)
(4)防止NO x 溶于冷凝水
(5)2NO ＋3H 2O 2===2H ＋＋2NO －
3＋2H 2O
(6)锥形瓶、酸式滴定管
(7)23×(c 1V 1－6c 2V 2)3V
×104 (8)偏低 偏高
解析 (1)装置A 是过滤器，装有无碱玻璃棉的作用是过滤，除去粉尘。

(2)C 中填充的是干燥剂，除去H 2O 且不能与NO x 反应，所以应选有酸性、干燥能力强的P 2O 5。

(3)D 装置中装有碱液，用于除去NO x ，作用与实验室中的洗气瓶相同，该装置的示意图为 。

(4)烟道气中有水，采样步骤②加热器将烟道气加热至140 ℃的目的是防止NO x 溶于冷凝水。

(5)NO 被H 2O 2氧化为NO －3，H 2O 2的还原产物为H 2O ，离子方程式为2NO ＋3H 2O 2===2H ＋＋2NO －3＋2H 2O 。

(6)滴定操作使用的玻璃仪器主要有锥形瓶、滴定管，因为该滴定液呈酸性、强氧化性，所以选用酸式滴定管。

(7)滴定过程中发生下列反应：
3Fe 2＋＋NO －3＋4H ＋===NO ↑＋3Fe 3＋＋2H 2O
Cr 2O 2－7＋6Fe 2＋＋14H ＋===2Cr 3＋＋6Fe 3＋＋7H 2O
与Cr 2O 2－7反应的Fe 2＋的物质的量为6c 2V 2×10－3 mol ，标准液中Fe 2＋的物质的量为c 1V 1×10
－3 mol ，则与NO －3反应的Fe 2＋的物质的量为(c 1V 1－6c 2V 2)×10－3 mol ，NO －
3的物质的量为
(c 1V 1－6c 2V 2)×10－33mol ，则V L 气样中折合成NO 2的含量为(c 1V 1－6c 2V 2)×10－3 mol 3V L ×46 g·mol －1×100.00 mL 20.00 mL ×1 000 mg·g －1×1 000 L·m －3＝23×(c 1V 1－6c 2V 2)3V
×104 mg·m －3。

(8)若缺少采样步骤③，系统内存在空气，会使收集的气样中NO x 偏少，测定结果偏低。

若FeSO 4标准溶液部分变质，溶液中的Fe 2＋浓度减小，消耗的FeSO 4标准溶液体积增大，会使测定结果偏高。