专题7 氮与社会可持续发展 专题复习检测题
一、单选题
1．足量铜与一定量的浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、NO的混合气体2.24L(标准状况)，这些气体与一定体积的O2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入50mL4mol·L-1NaOH溶液，则Cu2+恰好完全沉淀。下列说法正确的是
A．此反应过程中转移的电子为0.3mol
B．混合气体中含NO2(标准状况)1.12L
C．参加反应的HNO3是0.4mol
D．消耗氧气(标准状况)的体积为1.68L
2．下列化学用语表示正确的是
A．数为20的氯原子：37Cl B．乙烷的空间填充模型：
C．氨气的电子式为： D．次氯酸的结构式：H—Cl—O
3．下列气体呈红棕色的是
A．Cl2 B．SO2 C．NO2 D．CO2
4．生活是化学的源泉。下列叙述错误的是
A．75%浓度的酒精、含氯消毒剂、过氧乙酸均可以有效灭活新型冠状病毒
B．许多食品包装盒里用小袋包装的铁粉来防止食品氧化变质
C．生产宇航服所用的碳化硅陶瓷和碳纤维材料，是一种新型无机非金属材料
D．可溶性铜盐有毒，故人体内不存在铜元素
5．下列方法适合实验室制取氨气的是（ ）
A．N2和H2催化加热制取氨气
B．加热NH4Cl制取氨气
C．向碱石灰固体上滴加浓氨水
D．将NH4Cl溶液和NaOH溶液混合
6．已知某溶液中含有如下离子组中的若干种：K+、Mg2+、Fe3+、Fe2+、 CO、NO、SO、SiO、I-、Cl-且物质的量浓度相同。某同学欲探究该溶液的组成，进行了如下实验：
Ⅰ.用铂丝蘸取少量溶液，在火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃，观察到浅紫色火焰；
Ⅱ.另取原溶液加入足量盐酸有无色气体生成，该气体遇空气变成红棕色，此时溶液颜色加深，但无沉淀生成；
Ⅲ.取Ⅱ反应后溶液分别置于两支试管中，向第一支试管中加入CCl4，振荡静置后溶液分层，下层出现紫红色；向第二支试管中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，再滴加KSCN溶液，上层清液变红。
下列说法正确的是
A．原溶液由K+、Fe2+、NO、I-、SO五种离子组成
B．原溶液中一定含有Mg2+、Cl-
C．步骤Ⅱ中无色气体可能含有CO2，原溶液中可能含有CO
D．原溶液中肯定不含Mg2+、SiO
7．下列表示正确的是
A．醋酸的结构式：CH3COOH B．甲醛的分子式：CH2O
C．CCl4的球棍模型： D．H2O的电子式：
8．下列关于自然界中氮循环(如图)的说法，不正确的是
A．雷电作用下发生了固氮反应 B．工业合成氨属于固氮的方式之一
C．整个循环没有发生氧化还原反应 D．碳、氢、氧等其他元素也参与了氮循环
9．有下列物质：①氮氧化物、②未完全燃烧的碳氢化合物、③含铅化合物、④二氧化硫、⑤一氧化碳，其中属于汽车尾气成分的是( )
A．①②③④
B．①②③⑤
C．②③④⑤
D．①②③④⑤
10．下列有关化学用语的表示，正确的是（ ）
A．氨基负离子(NH2-)的电子式：
B．钾离子的结构示意图：
C．CS2分子的比例模型：
D．碳酸的电离方程式：H2CO3CO32-+2H+
11．对于硝酸的物理性质，下列叙述错误的是
A．可以与水以任意比互溶 B．不易挥发
C．有刺激性气味 D．无色液体
12．下列有关自然界中氮循环的说法错误的是
A．工业合成氨属于人工固氮
B．豆科植物可实现生物固氮
C．氨和铵盐在硝化细菌作用下被还原
D．含氮无机物与有机氮可以相互转化
13．实验室现有含硫酸和硝酸的混合溶液100mL，其中硫酸的浓度为2mol/L，硝酸的浓度为1mol/L，现向混合溶液中加入16g铜粉，充分反应后(假设只生成NO气体)，最多可收集到标准状况下的气体的体积为
A．896mL B．1792 mL C．2240 mL D．4480 mL
14．氨气是一种重要的化。工原料，可以制备一系列无机物质（如图）。下列说法正确的是
A．和都是常用的化肥 B．和受热时都易分解
C．具有还原性 D．上述转化关系中只有2个氧化还原反应
15．下列有关离子方程式书写正确的是
A．铵明矾溶液中滴加少量NaOH 溶液：
B．磁铁矿石溶于稀硝酸：
C．向碳酸氢钠溶液中通人氯气：
D．IBr在KOH溶液中发生非氧化还原反应：
二、填空题
16．选择完成下列实验的装置。
(1)除去粗盐水中的泥沙，用___________(填序号，下同)。
(2)加热和固体混合物制，用___________。
(3)加热和浓盐酸的混合物制，用___________。
17．、、都是化工生产中的重要气体，均可用氨水或NaOH溶液处理，防止污染空气。请回答下列问题：
(1)化工厂可用浓氨水来检验是否泄漏，当有少量泄漏时，发生的反应为_______，可以观察到的现象是_______，若反应中有0.08mol的氨气被氧化，则有_______mo1电子发生转移。
(2)①若用热烧碱溶液吸收气反应后的混合溶液中，含NaCl、NaClO和物质的量比值为，则n=_______。
②是形成酸雨的主要原因，工业上常用氨水吸收，发生的反应为_______。
(3)是燃油汽车尾气中的主要污染物之一，实验室可用烧碱溶液吸收和NO，(已知，)，当消耗100mL的烧碱溶液时，共吸收混合气体_______L(标准状态)。
18．煤炭在我国能源结构中占有重要地位，合理使用有利于社会可持续发展。
(1)控制燃煤产生的排放，能够减少_________型酸雨的形成。燃煤排放的烟气中还含有其他污染物，请列举一种：_________。
(2)燃煤产生的用处理可生产多种化工产品。用氨水吸收可制得碳酸氢铵，写出该反应的化学方程式：_________。用液氨与反应可制备尿素。硫酸氢铵和尿素这两种氮肥中，氮元素的质量分数较高的是_________。
(3)煤的气化和液化是实现能源清洁化的重要途径。水煤气中CO和在加热、加压和催化剂存在条件下可以合成液体燃料，该反应的化学方程式为__________。
19．(1)现有下列10种物质：①O2；②H2；③NH4NO3；④Na2O2；⑤Ba(OH)2；⑥CH4；⑦CO2；⑧NaF；⑨NH3；⑩I2。
其中既含离子键又含非极性键的是___________(填序号，下同)；既含离子键又含极性键的是___________；属于电解质的是：___________。
(2)短周期的某元素的气态氢化物为H2R，则该元素的原子最外层有___________个电子。
(3)只含金属元素的主族位于第___________纵行。
(4)第四周期元素中，如第IIA族原子序数为a，则第IIIA族原子序数为___________(用含a的式子表示)。
(5)周期表中位于第8纵行的铁元素属于第___________族，已知铁的原子序数为26，最外层有2个电子，则铁的原子结构示意图为___________。
(6)X、Y两种主族元素能形成XY2型化合物，已知XY2中共有38个电子。若XY2为常见元素形成的离子化合物，则其电子式为___________；若XY2为共价化合物，则其结构式为___________。
20．某无色溶液中可能含有H+、NH、Mg2+、Fe3+、Al3+、SO、HCO等离子，当向溶液中加入一定浓度NaOH溶液时，生成沉淀的物质的量随加入NaOH溶液的体积关系如图所示。
请回答下列问题：
(1)该无色溶液中一定不存在的离子有___________；
(2)ab段生成的沉淀的化学式为___________；
(3)bc段表明溶液中有___________(填离子符号)，检验该离子的实验操作及现象是___________；
(4)cd段沉淀减少的离子方程式为___________；
(5)原溶液中一定含有的离子的物质的量之比为___________。[按题中给出离子的顺序写比例，格式如：n(H+)：n(NH)：n(Mg2+)=1：1：1]
21．人类可以主动参与氮循环，合成氨工业就是参与的手段之一。以天然气为原料合成氨是新的生产氮肥的方法，它具有污染小、成本低等诸多优点，其过程大体如图所示：
(1)写出用天然气制备氢气的化学方程式：____。
(2)写出合成尿素反应的化学方程式：_____。
(3)写出O2与NH3反应生成NH4NO3和H2O的化学方程式：____。
(4)每生产1molNH4NO3最少需要NH3_____mol，而要生产这些NH3又最少需要CH4____mol。
22．运用氮及其化合物的相关知识，完成下列各题。
(1)下列说法中，不正确的是_______
A．豆科植物通过根瘤菌吸收空气中的氮气的过程是化学变化
B．汽车尾气中排放的氮氧化物是由游离态氮转化来的
C．化石燃料燃烧时通常不释放出氮氧化物
D．植物秸秆燃烧时释放出氮氧化物，参与了氮的循环
(2)关于收集一氧化氮和二氧化氮两种气体的方法，下列叙述中正确的是_______
A．都可用排水法
B．一氧化氮用排水法，二氧化氮用向上排空气法
C．都可用向上排空气法
D．一氧化氮用向上排空气法，二氧化氮用排水法
(3)下列气体中，既能用浓硫酸又能用碱石灰干燥的是_______
A． B． C．NO D．
(4)将铁屑溶于过量盐酸后，再加入下列物质，会有生成的是_______
A．硫酸 B．氯水 C．硝酸锌 D．氯化铜
(5)下列各组离子在溶液中能大量共存的是_______
A．、、、 B．、、、
C．、、、 D．、、、
23．、NO和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)的处理。是硝酸生产中氨催化氧化的副产物，用特种催化剂能使分解。与在加热和催化剂作用下生成的化学方程式为_____________________________________。
(2)NO和的处理。已除去的硝酸尾气可用NaOH溶液吸收，主要反应为
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）。
24．回答以下问题：
(1)将Cu片加入稀硝酸中，反应开始时，在试管中可以看到红棕色气体，原因是_______。
(2)将足量Cu片加入浓硝酸中，充分反应后，产生的气体有_______。
(3)将Cu片加入KNO3溶液中，再加入稀硫酸，发生反应的离子方程式为_______。
25．将铁屑溶于过量的稀硫酸中，再加入适量硝酸，反应完全后加入过量的氨水，有红褐色沉淀生成。过滤，灼烧沉淀物至质量不再发生变化，得到红棕色的残渣。上述沉淀是_________，残渣是_________。
参考答案：
1．B
【解析】向所得硝酸铜溶液中加入50mL4mol·L-1NaOH溶液，则Cu2+恰好完全沉淀，可知硝酸铜的物质的量是0.1mol，据此分析解题。
【解析】A．向所得硝酸铜溶液中加入50mL4mol·L-1NaOH溶液，则Cu2+恰好完全沉淀，根据反应可知Cu2+的物质的量是0.1mol，所以此反应过程中转移的电子为0.2mol，故A错误；
B．设NO2、NO的物质的量分别是x、y，根据元素守恒 ，根据电子守恒；解方程可知，NO2、NO的物质的量分别是0.05mol、0.05mol，混合气体中含NO2(标准状况)1.12L，故B正确；
C．参加反应的铜的物质的量是0.1mol，则表现酸性的硝酸0.2mol，混合气体的物质的量是0.1mol，则被还原的硝酸是0.1mol，参加反应的HNO3是0.3mol，故C错误；
D．参加反应的铜的物质的量是0.1mol，根据转移电子守恒，可知2Cu~O2，消耗氧气(标准状况)的体积为0.05mol×22.4L/mol=1.12L，故D错误；
故选B。
2．A
【解析】A．中子数为20的氯原子，质量数为17+20=37，可表示为：37Cl，A正确；
B．图示为乙烷的球棍模型，B错误；
C．氨气的电子式为： ，C错误；
D．次氯酸分子中氧原子共用2对电子，氯原子共用1对电子，其结构式为：H-O-Cl，D错误；
答案选A。
3．C
【解析】根据气体的颜色回答。
【解析】通常， Cl2为黄绿色气体，NO2为红棕色气体，SO2、CO2为无色气体。
本题选C。
4．D
【解析】A．75%浓度的酒精可以破坏新型冠状病毒包膜结构，含氯消毒剂和过氧乙酸具有强氧化性均可以起到杀灭新型冠状病毒的作用，A叙述正确；
B．铁粉具有还原性，则食品包装盒中铁粉的作用是吸收氧气防止食物变质，B叙述正确；
C．碳纤维是由有机纤维经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料，碳纤维的微观结构类似人造石墨，是乱层石墨结构，和碳化硅属于新型无机非金属材料，C叙述正确；
D．可溶性铜盐属于重金属离子会使蛋白质变性，对人体是有毒的，但是人体中存在以化合态形式存在的微量铜元素，D叙述错误。
故选D。
5．C
【解析】A.氮气和氢气催化加热制取氨气适合用于工业生产氨气，不适合实验室制取氨气，故A不符合题意；
B. 氯化铵受热分解生成氨气和氯化氢，氨气和氯化氢遇冷又化合生成氯化铵，加热氯化铵不能制取氨气，故B不符合题意；
C.实验室常用碱石灰和浓氨水反应制取氨气，故C符合题意；
D.将氯化铵溶液和氢氧化钠溶液混合反应生成一水合氨，不能制取氨气，故D不符合题意；
故选C。
6．B
【解析】溶液中含有如下离子组中的若干种：K+、Mg2+、Fe3+、Fe2+、CO、NO、SO、SiO、I-、Cl-进行了如下实验：
Ⅰ.用铂丝蘸取少量溶液，在火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃，观察到浅紫色火焰，说明一定含K+；
Ⅱ.另取原溶液加入足量盐酸有无色气体生成，该气体遇空气变成红棕色，此时溶液颜色加深，但无沉淀生成，说明溶液中一定含还原性离子(Fe2+、I-中至少一种)和NO，一定不含SiO；
Ⅲ. .取Ⅱ反应后溶液分别置于两支试管中，向第一支试管中加入CCl4，振荡静置后溶液分层，下层出现紫红色，说明Ⅱ中有I2生成，原溶液一定含I-，则一定不含Fe3+；向第二支试管中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，再滴加KSCN溶液，上层清液变红，说明Ⅱ所得溶液含Fe3+和SO，则一定不含CO；
由实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可得原溶液一定含K+、Fe2+、I-、NO、SO，一定不含CO、Fe3+、SiO，原溶液中各离子的物质的量浓度相同，设各离子浓度为c，体积为V，则正电荷总物质的量=cV+2cV=3cV，负电荷总物质的量=cV+cV+2cV=4cV，负电荷总物质的量较多，则原溶液一定含Mg2+，此时正电荷总物质的量为5cV，正电荷总物质的量较多，则Cl-也一定含有；
综上所述，原溶液一定含K+、Fe2+、I-、NO、SO、Cl-、Mg2+，一定不含CO、Fe3+、SiO。
【解析】A．由分析可知原溶液由K+、Fe2+、I-、NO、SO、Cl-、Mg2+，还有水电离的H+、OH-共9种离子组成，A错误；
B．由分析可知原溶液中一定含有Mg2+、Cl-，B正确；
C．原溶液含Fe2+、Mg2+，则一定不含CO，故步骤Ⅱ中无色气体不含有CO2，为NO，C错误；
D．由分析可知原溶液中一定含Mg2+，肯定不含SiO，D错误；
答案选B。
7．B
【解析】A．结构式需要将所有化学键表示出来，则醋酸的结构式为，故A错误；
B．甲醛的分子式为CH2O，故B正确；
C． 是CCl4的比例模型，故C错误；
D．H2O是共价化合物，水中存在两个H-O共价键，氧原子最外层达到8电子稳定结构，水的电子式为，故D错误；
答案选B。
8．C
【解析】A．雷电作用下，氮气与氧气发生反应：N2+O22NO，属于天然固氮，故A正确；
B．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，故B正确；
C．固氮反应中氮气转变为含氮化合物，元素化合价变化、发生氧化还原反应，故C错误；
D．碳、氢、氧三种元素也参加了氮循环，如蛋白质的制造需要碳元素，又如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，N2+O22NO，氧元素参与，二氧化氮易与水反应生成硝酸和一氧化氮，3NO2+H2O=2HNO3+NO，氢元素参加，故D正确；
故选C。
9．D
【解析】汽车燃料为有机物，燃烧后的产物有不完全燃烧产生的一氧化碳、碳氢化合物、碳的固体颗粒，有氮气和氧气反应产生的一氧化氮、二氧化氮，汽油中的硫元素与氧气生成的二氧化硫，故选D。
10．C
【解析】A．氨基负离子(NH2-)的电子式：[]－，故A错误；
B．钾离子的结构示意图：，核内应该是19，故B错误；
C．CS2分子的比例模型：，故C正确；
D．碳酸的电离方程式：H2CO3HCO3－+H+，故D错误。
综上所述，答案为C。
【点睛】多元弱酸的电离是一步一步电离，多元弱碱的电离是复杂的电离，书写时，为了简化，一步到位。
11．B
【解析】硝酸是一种无色，可以与水以任意比互溶，易挥发的液体，有刺激性气味，B项错误，故选B。
12．C
【解析】A．氮的固定分为三类：植物的根瘤菌固氮称为生物固氮、放电条件下生成一氧化氮为高能固氮、工业合成氨反应属于人工固氮，A正确；
B．豆科植物可将大气中的N2转化为NH3，从而实现生物固氮，B正确；
C．氨和铵盐在硝化细菌作用下最终转化为硝酸根离子，氮元素价态升高，被氧化，C不正确；
D．由二氧化碳与氨在一定条件下反应可制得尿素，从而实现含氮无机物与有机氮的转化，蛋白质在动物体内消化可生成氨，实现有机氮向含氮无机物的转化，D正确；
故选C。
13．C
【解析】n(Cu)==0.25mol、n(H+)=0.1L×2mol/L×2+0.1L×1mol/L=0.5mol、n(NO )=0.1L×1mol/L=0.1mol；根据反应方程式3Cu+8H++2 NO=3Cu2++2NO↑+4H2O可知，NO不足，0.1mol NO完全反应生成0.1molNO，标准状况下的气体的体积为0.1mol×22.4L/mol=2.24L=2240mL；
故选C。
14．C
【解析】A. 是常用化肥，而为小苏打，不能用作化肥，可用于治疗胃酸过多，故A错误；
B. 受热不易分解，故B错误；
C. 中N的化合价为-3，能发生催化氧化反应，故具有还原性，故C正确；
D. 上述转化关系中有3个氧化还原反应：，故D错误；
故答案：C。
15．D
【解析】A．由能与氨水反应可知，结合的能力强于，故滴加少量NaOH溶液，先反应，A项错误；
B．硝酸会将氧化为，B项错误；
C．次氯酸的酸性弱于碳酸，次氯酸与不反应，最终产物中次氯酸应写分子式，C项错误；
D．IBr中碘元素为＋1价，溴元素为-1价，发生非氧化还原反应生成和，D项正确。
故选D。
16．(1)②
(2)③
(3)①
【解析】①为加热固体和液体制备气体的装置，②为过滤装置，③为加热固体制备气体的装置，据此分析解答。
（1）
泥沙不溶于水，过滤可以除去粗盐水中的泥沙，故答案为：②；
（2）
加热NH4Cl和Ca(OH)2固体混合物制NH3，应该选用加热固体制备气体的装置，故答案为：③；
（3）
加热MnO2和浓盐酸的混合物制Cl2，应该选用加热固体和液体制备气体的装置，故答案为：①。
17．(1) 有白烟生成 0.24
(2) 6
(3)1.12
【解析】（1）化工厂可用浓氨水来检验是否泄漏，当有少量泄漏时，发生的反应为，由于反应生成NH4Cl，则可以观察到的现象是有白烟生成，每8个氨气参加反应，有2个被氧化，生成1个N2，转移6个电子，则若反应中有0.08mol的氨气被氧化，则有电子发生转移；
（2）①热烧碱溶液吸收时，生成NaCl得到电子，生成NaClO和失去电子，根据得失电子守恒可知，n=1+5=6；
②氨水为弱碱可以吸收酸性气体SO2，工业上常用氨水吸收，反应生成亚硫酸铵，其反应化学方程式为；
（3）由于烧碱溶液吸收和NO生成NaNO3和NaNO2，利用氮元素和钠元素相等可知，当消耗100mL的烧碱溶液时，共吸收混合气体。
18．(1) 硫酸 可吸入颗粒
(2) CO2+H2O+NH3=NH4HCO3 尿素
(3)CO+2H2CH3OH
【解析】（1）煤中含有硫元素，燃烧时会生成二氧化硫，二氧化硫被氧化为三氧化硫，三氧化硫溶于水生成硫酸，二氧化硫气体排放到空气中会形成硫酸型酸雨，煤不完全燃烧还生成可吸入颗粒，故答案为硫酸；可吸入颗粒；
（2）氨气、二氧化碳、水反应生成碳酸氢铵：CO2+H2O+NH3=NH4HCO3；尿素的相对分子质量为60，尿素中氮元素的质量分数是×100%≈46.7%；
碳铵的相对分子质量为：×100%=17.7%，所以氮元素的质量分数较高的是尿素，故答案为CO2+H2O+NH3=NH4HCO3；尿素；
（3）CO和H2在加热和催化剂条件下反应，可以制得液体燃料甲醇(CH3OH)，故方程式为：CO+2H2CH3OH。
19． ④ ③⑤ ③④⑤⑧ 6 2 a+11 VIII S=C=S
【解析】(1)①O2含有非极性共价键，属于单质，既不是电解质，也不是非电解质；
②H2含有非极性共价键，属于单质，既不是电解质，也不是非电解质；
③NH4NO3中与形成离子键，、中N和H、N和O形成极性共价键，属于盐，在水溶液或熔融状态下能够导电，是电解质；
④Na2O2中Na+和形成离子键，中O原子之间形成非极性共价键，在熔融状态下能够导电，是电解质；
⑤Ba(OH)2中Ba2+和OH-形成离子键，OH-中O原子和H原子形成极性共价键，在水溶液或熔融状态下能够导电，是电解质；
⑥CH4分子中C和H形成极性共价键，在水溶液和熔融状态下均不能导电，属于非电解质；
⑦CO2分子中C和O形成极性共价键，在水溶液和熔融状态下均不能导电，属于非电解质；
⑧NaF中Na+和F-形成离子键，属于盐，在水溶液或熔融状态下能够导电，是电解质；
⑨NH3分子中N和H形成极性共价键，在水溶液和熔融状态下均不能导电，属于非电解质；
⑩I2含有非极性共价键，属于单质，既不是电解质，也不是非电解质；
综上，既含离子键又含非极性键的是④；既含离子键又含极性键的是③⑤；属于电解质的是③④⑤⑧；
(2)短周期的某元素的气态氢化物为H2R，则该元素的化合价为-2价，即得到了2个电子，该元素的原子最外层有8-2=6个电子，故答案为：6；
(3)元素周期表中，ⅡA族只含有金属元素，位于元素周期表中的第2纵行，故答案为：2；
(4)第四周期元素中，第ⅡA族元素和第ⅢA族元素之间还有10个过渡金属元素，若第IIA族原子序数为a，则第IIIA族原子序数为a+11，故答案为：a+11；
(5)Fe位于元素周期表中的第四周期第Ⅷ族，其原子结构示意图为，故答案为：Ⅷ；；
(6)X、Y两种主族元素能形成XY2型化合物，已知XY2中共有38个电子。若XY2为常见元素形成的离子化合物，则XY2为CaF2，其电子式为，若XY2为共价化合物，则XY2为CS2，其结构式为S=C=S。
20．(1)Fe3+、HCO
(2)Al(OH)3、Mg(OH)2
(3) NH 取少量待测液加入浓的NaOH溶液并加热，若产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，说明溶液有NH3 H2O
(4)Al(OH)3+OH-═AlO+2H2O
(5)n(H+)：n(NH)：n(Mg2+)：n(Al3+)：n(SO)=2：4：3：2：9
【解析】无色溶液，则一定不含Fe3+，加入NaOH溶液后，在0-a段没有生成沉淀，说明溶液中一定存在H+或HCO离子，由于后面有沉淀生成及部分沉淀溶解可知，溶液中一定存在Al3+，由于HCO和Al3+会发生双水解而不能共存，则只能存在H+，a-b段生成沉淀消耗了6a体积氢氧化钠，又c-d段部分沉淀溶解，可知溶液中一定存在Mg2+、Al3+，根据图象Al(OH)3的物质的量与剩余的沉淀的物质的量相等，由OH-～AlO可知消耗溶解氢氧化铝消耗了a体积氢氧化钠，所以生成氢氧化铝沉淀消耗了3a体积氢氧化钠，Mg2+生成的沉淀的量也消耗3a体积氢氧化钠，b-c段沉淀的物质的量不变，说明氢氧根离子与铵离子发生了反应，即溶液中一定存在NH，根据溶液呈电中性可知，溶液中一定存在SO；综上所述，原溶液中含有的阳离子是H+、NH、Mg2+、Al3+、SO，一定不存在Fe3+、HCO，据此分析解答。
(1)
含Fe3+溶液为黄色，由分析可知，该无色溶液中一定不存在的离子有Fe3+、HCO；
(2)
根据以上分析，溶液中一定存在Mg2+、Al3+，所以ab段生成沉淀的化学式为：Al(OH)3、Mg(OH)2，故答案为：Al(OH)3、Mg(OH)2；
(3)
b-c段沉淀的物质的量不变，说明加入的NaOH与原溶液中的NH反应生成NH3 H2O，证明溶液中含NH，检验该离子的实验操作及现象是：取少量待测液加入浓的NaOH溶液并加热，若产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，说明溶液有NH3 H2O，故答案为：NH；取少量待测液加入浓的NaOH溶液并加热，若产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，说明溶液有NH3 H2O；
(4)
cd段沉淀减少是氢氧化铝与氢氧化钠反应，反应的离子方程式为：Al(OH)3+OH-═AlO+2H2O，故答案为：Al(OH)3+OH-═AlO+2H2O；
(5)
原溶液中含有的阳离子是H+、NH、Mg2+、Al3+，根据消耗的氢氧化钠的物质的量可以认为n(H+)=a，n(Al3+)=a，n(Mg2+)=1.5a，n(NH)=2a，根据电荷守恒，n(SO)=4.5a，n(H+)：n(NH)：n(Mg2+)：n(Al3+)：n(SO)=2：4：3：2：9，故答案为：n(H+)：n(NH)：n(Mg2+)：n(Al3+)：n(SO)=2：4：3：2：9。
21．(1)
(2)
(3)
(4) 2 0.75
【解析】（1）甲烷和水蒸气在催化剂作用下生成二氧化碳和氢气，反应的化学方程式为；
（2）根据流程图，二氧化碳和氨气在一定条件下生成尿素和水，反应的化学方程式为。
（3）O2与NH3反应生成NH4NO3和H2O，氧元素化合价由0降低为-2、N元素化合价由-3升高为+5，根据得失电子守恒，反应的化学方程式；
（4）根据反应方程式，每生产1molNH4NO3最少需要2molNH3；根据氢元素守恒，要生产2molNH3，需要3mol氢气，根据，生产3mol氢气，最少需要0.75molCH4。
22．(1)C
(2)B
(3)C
(4)BC
(5)A
【解析】（1）A．豆科植物通过根瘤菌吸收空气中的氮气进行氮额固定，属于化学变化，A正确；
B．汽车尾气中排放的氮氧化合物主要是放电条件下由游离态氮与氧气反应转化来的，B正确；
C．化石燃料燃烧会释放出氮氧化合物，C错误；
D．植物秸秆燃烧时放出氮氧化合物，氮氧化物又转化为硝酸和硝酸盐，参与了氮的循环，D正确；
故选C。
（2）NO能与氧气反应生成二氧化氮2NO＋O2=NO2，故NO不能用排空气法收集，应用排水法收集NO；NO2能与水反应生成硝酸和NO：3NO2＋H2O = 2HNO3＋NO，故NO2不能用排水法收集，又因为NO2密度比空气大，应用向上排空气法收集，故选B。
（3）A．Cl2能与碱石灰反应，不能用碱石灰干燥，A错误；
B．CO2能与碱石灰反应，不能用碱石灰干燥，B错误；
C．NO既不能与碱石灰反应，又不能与浓硫酸反应，可以用两种干燥剂干燥，C正确；
D．NH3能与浓硫酸反应，不能用浓硫酸干燥，D错误；
故选C。
（4）将铁屑溶于过量盐酸后，铁和HCl反应生成FeCl2和H2，溶液中含Fe2+和H+。
A．稀硫酸不能氧化Fe2+，没有Fe3+产生，A不符合题意；
B．氯水中的HclO和Cl2氧化性强，能够将Fe2+氧化为Fe3+，B符合题意；
C．硝酸锌中的在酸性条件下有强氧化性，能够将Fe2+氧化为Fe3+，有Fe3+产生，C符合题意；
D．氯化铜不能将Fe2+氧化为Fe3+，没有Fe3+产生，D不符合题意；
故选BC。
（5）A．Na+、H+、Cu2+、相互之间不发生反应，可以大量共存，A符合题意；
B．遇H+可以表现出强氧化性，Fe2+具有还原性，不能大量共存，B不符合题意；
C．与OH-反应生成NH3 H2O，不能大量共存，C不符合题意；
D．与OH-反应生成和H2O，与OH-反应生成NH3 H2O，不能大量共存，D不符合题意；
故选A。
23． BC NO
【解析】NO2可以被NaOH溶液吸收，生成NaNO3、NaNO2和H2O，而NO只有与NO2等体积混合后才能被NaOH溶液完全吸收。
【解析】(1)被氧化生成，N元素从价升至＋1价，1mol失去，O元素从0价降至价，1mol得到，根据N和O元素得失电子守恒及原子守恒配平方程式，从而得到反应的化学方程为；
答案为：；
(2)①A．通入尾气速率过快时，尾气吸收不充分，A错误；
B．采用气、液逆流方式吸收尾气时，尾气吸收会更充分，B正确；
C．补充NaOH溶液，c(OH-)增大，能更充分吸收尾气，C正确；
故选BC；
②与NaOH反应可生成、和水，所以晶体中会混有杂质；由吸收尾气的主要反应可知，吸收更充分，而NO不能被NaOH溶液吸收(若不存在NO2)，故吸收后排放的尾气中NO的含量较高。答案为：BC；；NO。
【点睛】只有存在NO2的环境中，NO气体才能被NaOH溶液吸收。
24．(1)试管中有少量氧气，与NO反应生成了NO2
(2)NO和NO2
(3)3Cu+8H++2NO=3Cu2++2NO↑+4H2O
【解析】（1）
将Cu片加入稀硝酸中，反应生成无色一氧化氮气体，一氧化氮与空气中氧气生成红棕色二氧化氮气体，故开始时，在试管中可以看到红棕色气体。
（2）
将足量Cu片加入浓硝酸中，开始反应生成红棕色二氧化氮气体，随着反应的进行，硝酸浓度变小，反应生成一氧化氮气体，故充分反应后，产生的气体有NO和NO2。
（3）
将Cu片加入KNO3溶液中，再加入稀硫酸，铜在酸性溶液中和硝酸根离子反应生成铜离子、水、一氧化氮气体，发生反应的离子方程式为3Cu+8H++2NO=3Cu2++2NO↑+4H2O。
25．
【解析】将铁屑溶于过量的稀硫酸中，生成， 再加入适量硝酸，被氧化生成 ，反应完全后加入过量的氨水，有红褐色沉淀生成。过滤，灼烧沉淀受热分解， 得到红棕色的残渣。
