7.1氮的固定
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列物质的电子式书写正确的是
A． B． C．Cl∶Cl D．Na＋[F]-
2．科学研究人员提出在有机碳源和微生物的作用下，可以实现大气中的氮循环(如图所示)，减少对环境的污染。下列说法错误的是
A．转化成属于氮的固定
B．为离子化合物，含有离子键和共价键
C．转化过程中被甲醇氧化为
D．与反应的离子方程式为：
3．下列化学用语正确的是
A．氮分子的电子式： B．氯原子的结构示意图：
C．溴化钠的电子式： D．氨分子的结构式：
4．下列化学用语或模型图正确的是
A．HClO的结构式：H－Cl－O B．N2的电子式：
C．CO2的比例模型 D．14C的原子结构示意图
5．下列应用不涉及氧化还原反应的是
A．工业上利用氮气合成氨 B．用作呼吸面具的供氧剂
C．工业上电解熔融状态制备Al D．实验室用石灰石和稀盐酸制备
6．正确使用化学用语是化学学习的基本技能，下列化学用语正确的是
A．次氯酸的结构式为H-Cl-O B．CO2的电子式：
C．质子数为92、中子数为146的U原子： D．CH4的球棍模型：
7．氮元素在海洋中的循环，是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中无机氮的循环过程可用如图表示。下列关于海洋氮循环的说法不正确的是
A．海洋中的氮循环起始于氮的还原
B．海洋中不存在游离态的氮，氮元素是以化合态存在
C．向海洋排放含NO废水会影响海洋中NH含量
D．海洋中的反硝化作用一定有氧气的参与
8．化学与生产生活紧密相关。下列叙述中没有涉及氧化还原反应的是
A．在碳素钢中适量加入一种或多种合金元素，制成具备特殊性能的合金钢
B．工业上用焦炭还原石英砂可以制备含有少量杂质的粗硅
C．工业上通常采用铁触媒、在400~500℃和10MPa~30MPa的条件下合成氨
D．通过油脂的氢化制成的硬化油便于储存和运输
9．下列说法正确的是
A．C60与石墨互为同素异形体
B．球棍模型表示的物质是丙烯
C．乙醛的结构简式是CH3COH
D．用电子式表示氯化氢分子的形成过程：
10．下列化学用语表述正确的是
A．8个中子的碳原子的符号： B．的电子式：
C．的结构示意图： D．分子的空间填充模型：
二、填空题
11．下表是元素周期表的一部分，回答下列有关问题：
族 周期 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
2 ① ② ③
3 ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨
4 ⑩
(1)在①～⑩元素中，最活泼的金属元素是 ，最活泼的非金属元素是 。(填元素符号)。
(2)①②③元素的氢化物稳定性由强到弱的顺序 (请用化学式描述)，请写出①的氢化物的电子式 。
(3)在①～⑩元素的最高价氧化物对应的水化物中，酸性最强的是 (填化学式，下同)，碱性最强的是 ，呈两性的是 。写出在水溶液中三者之间相互反应的离子方程式： ， ， 。
12．按要求回答下列问题：
（1）某种粒子有1个原子核，核中有17个质子，20个中子，核外有18个电子，该粒子的化学符号是 。
（2）下列关于化学键的说法正确的是 。
① 含有金属元素的化合物一定是离子化合物
② 第IA族和第ⅦA族元素原子化合时，一定生成离子键
③ 由非金属元素形成的化合物一定不是离子化合物
④ 活泼金属与非金属化合时，能形成离子键
⑤ 离子键就是阴、阳离子间的相互引力
⑥离子化合物中可能含有非极性共价键
（3）写出下列物质的电子式：Mg(OH)2： ， N2： ，NH4I： 。
（4）用电子式表示下列化合物的形成过程：Na2S： ；H2O： 。
13．氮元素在海洋中的循环，是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中无机氮的循环过程可用下图表示。
(1)海洋中的氮循环起始于氮的固定，其中属于固氮作用的一步是 (填图中数字序号)。
(2)下列关于海洋氮循环的说法正确的是 (填字母序号)。
a．海洋中存在游离态的氮
b．海洋中的氮循环起始于氮的氧化
c．海洋中的反硝化作用一定有氧气的参与
d．向海洋排放含的废水会影响海洋中的含量
(3)有氧时，在硝化细菌作用下，可实现过程④的转化，将过程④的离子方程式补充完整：
______________________+___________。
(4))有人研究了温度对海洋硝化细菌去除氨氮效果的影响，表为对10 L人工海水样本的监测数据：
温度／℃ 样本氨氮含量/mg 处理24 h 处理48 h
氨氮含量/mg 氨氮含量/mg
20 1008 838 788
25 1008 757 468
30 1008 798 600
40 1008 977 910
硝化细菌去除氨氮的最佳反应温度是 ，在最佳反应温度时，48 h内去除氨氮反应的平均速率是 mg L-1 h-1。
(5)为避免含氮废水对海洋氮循环系统的影响，需经处理后排放。下图是间接氧化工业废水中氨氮()示意图。
①结合电极反应式简述间接氧化法去除氨氮的原理： 。
②若生成和的物质的量之比为3∶1，则处理后废水的pH将 (填“增大”“不变”或“减小”)。
14．镁与溴化合生成溴化镁，回答下列问题：
（1）镁与溴反应的化学方程式是 。
（2）用电子式表示溴化镁的形成过程 。
（3）用电子式表示离子化合物的形成过程与化学方程式有何不同 。
15．用地壳中某主要元素生产的多种产品在现代高科技中占有重要位置，足见化学对现代物质文明的重要作用。例如：光导纤维的主要成分是 ；过氧化钠在呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源，其与CO2反应的化学方程式为 ；工业上用氢气和氮气直接合成氨，反应的化学方程式为 。
16．下表是元素周期表的一部分，请用化学符号回答有关问题：
主族 周期 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
1 ①
2 ② ③ ④ ⑤
3 ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩
（1）表中化学性质最不活泼的元素，其原子结构示意图为 。
（2）②、⑧、⑨、⑩四种元素的简单气态氢化物稳定性由强到弱的顺序是 ，最高价氧化物的水化物中酸性最强的是 。
（3）第三周期元素形成的简单离子中半径最小的微粒是 ，写出该元素的单质分别与⑥、⑩最高价氧化物的水化物反应的离子方程式 、 。
（4）元素③的氢化物的电子式是 ；该氢化物与元素⑩的氢化物发生反应的化学方程式 。
（5）用电子式分别写出元素⑨与元素②、⑥形成化合物过程 、 。
17．回答下列问题
(1)写出磁性氧化铁的化学式 。
(2)写出的电子式 。
(3)写出过量通入溶液中的离子方程式 。
18．X、Y、Z、W、R是原子序数依次增大的短周期主族元素。X是宇宙中含量最丰富的元素，Z与R的某种化合物常做自来水消毒剂，Y元素在自然界形成的化合物种类数最多，W与Y同族。根据物质性质回答下列问题：
(1)Y与R形成的化合物的电子式为 。
(2)Z与R分别与X形成的化合物沸点由高到低 (用化学式表示)，原因是 。
(3)元素M与X同族且不相邻，其某种化合物可做潜水艇供氧剂，当生成标况下11.2L氧气时，转移的电子数目为 。
(4)X、W、R三种元素形成的化合物与水反应时生成某种胶体以及可燃性气体，请写出该反应的化学方程式 。
19．电子式的运用
（1）用电子式表示粒子：
①氢氧根离子 ；②羟基 ；③二氧化碳分子 。
（2）用电子式表示化合物的形成过程
④MgF2 ；⑤H2O 。
20．对于工业合成氨，回答下列问题：
(1)工业合成氨造气时，理论上，1molCH4能生成多少摩尔氢气 ？
(2)工业上一般用K2CO3溶液吸收CO2，并且可实现循环利用，用相应的化学方程式说明原因 。
(3)原料气净化的目的是什么 ？
(4)如图所示的是合成氨的简要流程示意图，图中沿X路线到压缩机的物质是 。
A．N2和H2 B．催化剂 C．N2 D．H2
三、实验探究题
21．氮化镁(Mg3N2)是一种黄绿色粉末，可用于制造特殊陶瓷材料、催化剂等，可由金属镁和纯净的氮气反应制得，某化学兴趣小组同学利用下图所示装置来制备少量的Mg3N2。
已知Mg3N2易与水反应，有关化学方程式为Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3↑。
回答下列问题：
（1）装置A中反应容器的名称为 。
（2）装置B中的试剂为 ，装置F的作用是 。
（3）装置C、E均需要加热，应先加热 ，理由是 。
（4）装置C中的现象是黑色的氧化铜逐渐变红，有关反应的化学方程式为 。
（5）若C中NH3的转化率不高，易产生的问题是 ，解决办法是 。
（6）若实验结束后，将装置E中固体全部取出，称量为ag，向其中依次加入足量的稀盐酸和NaOH溶液，充分反应后过滤、洗涤、干燥，最后得沉淀bg，则产品中氮化镁的质量分数为 。
22．氮化镁(Mg3N2)在工业上具有非常广泛的应用。某化学兴趣小组用镁与氮气反应制备Mg3N2并进行有关实验。实验装置如下所示：
已知：①氮化镁常温下为浅黄色粉末，极易与水反应。
②亚硝酸钠[NaNO2]和硫酸铵[(NH4)2SO4]制取氮气的反应剧烈放热，产生氮气的速度较快。
③温度较高时，亚硝酸钠会分解产生O2等。
回答下列问题：
(1)仪器b的名称是 ，写出装置A中发生反应的化学方程式 。
(2)反应开始时先点燃A处酒精灯，目的是 。
(3)装置C中为饱和硫酸亚铁溶液，作用是 。
(4)加热至反应开始发生，需移走A处酒精灯，原因是 。
(5)E处发生的化学方程式为 ，将产生的浅黄色粉末加入水中，产生刺激性气味的气体和一种白色沉淀，该反应的化学方程式为 。
23．氮化钙()是一种棕色粉末，耐高温、导电性好、能溶于稀酸：在空气中会被氧化，遇水会水解生成刺激性气味的气体。实验室用与反应制备，并对纯度进行测定。制备装置如下图，回答下列问题：
Ⅰ.的制备
(1)仪器X的名称为 ；E装置的作用是 。
(2)实验开始时应先点燃A处酒精灯，目的是 ；当观察到 时再点燃C处酒精灯。
Ⅱ.纯度的测定：
(3)甲同学称取制备的样品，加入足量的碳酸钾溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥得沉淀。通过数据a、b即可求得氮化钙的质量分数，该方案是否合理？ (填“是”或“否”)，理由是 。
(4)乙同学按下图装置进行实验。用分液漏斗向三颈烧瓶中加入蒸馏水，打开K持续通入水蒸气，将产生的氨全部蒸出，并用的稀硫酸标准溶液完全吸收(液体体积变化忽略不计)。从烧杯中量取的吸收液注入锥形瓶中并滴入几滴指示剂，用标准溶液滴定过量的稀硫酸，重复操作2~3次，若消耗标准溶液平均体积为，则产品中的质量分数为 ；如果滴定管用蒸馏水洗涤后未用待装标准溶液润洗，则测定结果 (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】A．KOH是离子化合物，电子式为 ，故A错误；
B．HCl是共价化合物，电子式为 ，故B正确；
C．氯气是气体单质，电子式为 ，故C错误；
D．NaF是离子化合物，电子式为 ，故D错误；
选B。
2．C
【详解】A．转化成，是N由游离态转化为化合态，属于氮的固定，A正确；
B．为离子化合物，含离子键，也含氮氢共价键、氮氧共价键，B正确；
C．转化为，氮元素化合价由+5价降低到0价，作氧化剂，被还原，C错误；
D．与反应生成氮气和水，离子方程式为：，D正确；
答案选C。
3．D
【详解】A．氮气分子中，N原子的最外层满足8电子稳定结构，其正确的电子式为，故A错误；
B．氯原子是17号元素，核外电子分为三个电子层，一层2个电子，二层8个电子，三层7个电子，原子结构示意图为，故B错误；
C．溴化钠为离子化合物，由钠离子和溴离子构成，电子式为，故C错误；
D．氨分子含有3个N-H键，空间构型均三角锥形，其结构式为，故D正确；
故选：D。
4．D
【详解】A．HClO的结构式：H－O－Cl，故A错误；
B．N2的电子式：，故B错误；
C．可以 是CS2的比例模型，而C原子的半径大于O原子，因此这不是CO2的比例模型，故C错误；
D．C原子序数为6，14C的原子结构示意图，故D正确。
综上所述，答案为D。
5．D
【详解】A．工业上利用氮气和氢气反应合成氨，氮、氢元素化合价均发生改变，涉及氧化还原反应，A不符合题意；
B．用作呼吸面具的供氧剂是和二氧化碳、水反应生成氧气，氧元素化合价发生改变，涉及氧化还原反应，B不符合题意；
C．工业上电解熔融状态生成铝和氧气，铝、氧元素化合价改变，涉及氧化还原反应，C不符合题意；
D．石灰石和稀盐酸反应生成氯化钙、水、二氧化碳，没有元素化合价改变，不涉及氧化还原反应，D符合题意；
故选D。
6．B
【详解】A．次氯酸的结构式为H-O-Cl，A错误；
B．CO2的电子式为 ，B正确；
C．质子数为92，中子数为146的U原子可表示为，C错误；
D．CH4为正四面体结构，图示为甲烷的空间填充模型而不是球棍模型，D错误；
故答案选B。
7．D
【详解】A．氮气转化为铵根离子，氮元素化合价降低，被还原，所以海洋中的氮循环起始于氮的还原，故A正确；
B．根据转化关系图可知海洋中不存在游离态的氮，氮元素是以化合态存在，故B正确；
C．转化关系图中硝酸根离子增多，反硝化作用增强，向海洋排放含NO废水会影响海洋中NH含量，故C正确；
D．海洋中的反硝化作用时硝酸根被还原为亚硝酸根，需要得到电子，一定没有氧气的参与，故D错误；
故选D。
8．A
【详解】A．在碳素钢中适量加入一种或多种合金元素，形成金属混合物，改良金属的性能，不涉及氧化还原反应，A符合题意；
B．工业上用碳还原石英砂制得含有少量杂质的粗硅，二氧化硅被还原，是氧化还原反应，B不符合题意；
C．氨气与氢气在铁触媒、在400~500℃和10MPa~30MPa的条件下生成氨气，是氧化还原反应，C不符合题意；
D．过油脂的氢化制成的硬化油，加氢为还原反应，D不符合题意；
选A。
9．A
【详解】A．C60与石墨是碳元素形成的结构不同的单质，互为同素异形体，A正确；
B．根据结构可知，该球棍模型表示的是丙烷，B错误；
C．乙醛的结构简式为CH3CHO，C错误；
D．用电子式表示氯化氢分子的形成过程为：，D错误；
故选A。
10．D
【详解】A．含8个中子的碳原子质子数为6，质量数=质子数+中子数=8+6=14，则核素符号：，A错误；
B．HF为共价化合物，F原子与H原子之间形成一个共价键，氢原子达到2电子稳定结构，F原子达到8电子稳定结构，则HF的电子式为： ，B错误；
C．氯原子的质子数为17，氯原子的结构示意为： ，C错误；
D．CH4分子为正四面体结构，碳原子与氢原子以共价键结合，且碳原子半径大于氢原子，空间充填模型： ，D正确；
答案选D。
11． K F HF＞H2O＞NH3 HClO4 KOH Al(OH)3 H＋＋OH-=H2O 3H＋＋Al(OH)3=Al3＋＋3H2O Al(OH)3＋OH-=AlO＋2H2O(顺序不限)
【分析】根据题目所给的元素周期表来确定①~⑩号元素分别为N、O、F、Na、Mg、Al、Si、Cl、Ar、K，而后再根据元素周期律、元素化合物的相关知识进行解题。
【详解】(1)根据元素周期律，最活泼的金属元素应该在周期表的左下方寻找，最活泼的非金属元素应该在元素周期表的左上方（除稀有气体外）寻找，因此最活泼的金属元素是K、最活泼的非金属元素是F；
(2)根据元素周期律，同周期元素从左到右金属性逐渐变弱、非金属性逐渐增强，同主族从上到下金属性逐渐增强、非金属性逐渐减弱可知，非金属性越强，氢化物越稳定，所以氢化物的稳定性：HF＞H2O＞NH3；NH3分子中N原子与每个H原子共用一对电子，所以电子式为
(3)非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，所以酸性最强的是HClO4；金属性越强，最高价氧化物对于水化物的碱性越强，所以碱性最强的是KOH；呈两性的应该在金属与非金属的分界线上寻找，应为Al(OH)3；这三种物质之间两两反应的方程式分别为：H＋＋OH－=H2O、3H＋＋Al(OH)3=Al3＋＋3H2O、 Al(OH)3＋OH-=AlO＋2H2O。
12． ④⑥
【详解】（1）某种粒子有1个原子核，核中有17个质子，20个中子，核外有18个电子，该粒子电子数比质子数多1个，为带1个单位负电荷的阴离子，核中有17个质子，则为；
（2）① 含有金属元素的化合物不一定是离子化合物，如AlCl3为共价化合物，①错误；
② 第IA族和第ⅦA族元素原子化合时，不一定生成离子键，如HCl，②错误；
③ 由非金属元素形成的化合物可能是离子化合物，如NH4Cl，③错误；
④ 活泼金属与非金属化合时，能形成离子键，如NaCl、KI等，④正确；
⑤ 离子键就是阴、阳离子间的相互作用，既有引力又有斥力，⑤错误；
⑥离子化合物中可能含有非极性共价键，如Na2O2，⑥正确；
故答案为：④⑥；
（3）Mg(OH)2：由Mg2+和OH-构成，电子式为；
N2：两个N原子间形成三对共用电子，电子式为；
NH4I：由NH4+和I-构成，电子式为；
（4）Na2S：；
H2O：。
【点睛】在书写电子式时，首先应确定物质所属类别，弄清它是非金属单质，还是离子化合物或共价化合物。离子化合物，由阴、阳离子构成；共价单质或共价化合物，由原子构成。对于离子化合物，要确定离子尤其是阴离子的组成，若阴离子是原子团，则还要确定阴离子内原子间的共价键数目；对于共价化合物，既要确定原子的相对位置，又要确定原子间的共用电子对数目等。对于一般的非金属原子来说，共用电子对数目=8一最外层电子数。对于H来说，只能形成一对共用电子。
13．(1)②
(2)ad
(3)
(4) 25℃ 1.125
(5) 电极反应为：，产生的氧化废水中的释放出 减小
【详解】（1）氮的固定是指将游离态的氮气转化为化合态的含氮化合物，则属于固氮作用的是②。
（2）a．从图中可知，海洋中存在游离态的氮，a正确；
b．N2转化为，N得电子被还原，海洋中的氮循环起始于氮的还原，b错误；
c．反硝化作用转化为，N得电子化合价降低，需要缺氧条件下进行，c错误；
d．硝酸根离子增多，反硝化作用增强，的含量增多，d正确；
故答案选ad。
（3）根据图示可知，过程④中转化为N2O和，N失电子化合价升高，则有氧化剂即氧气参与反应，根据得失电子守恒和原子守恒可得方程式为。
（4）由表格数据可知，硝化细菌除去氨氮的最佳反应温度为25℃。25℃时48h内去除氨氮的平均速率为。
（5）①该装置为电解NaCl溶液的装置，阳极上2Cl--2e-=Cl2↑，生成的Cl2将氧化生成N2达到了间接除去氨氮的目的。
②氯气氧化的离子方程式为3Cl2+2=N2+6Cl-+8H+，电解NaCl溶液时，生成氢气和氯气的方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，生成的H2与N2的物质的量之比为3：1，不妨设生成氢气3amol，则生成氯气3amol，生成氮气amol，此时生成NaOH6amol，生成H+8amol，阳极产生的氢离子比阴极消耗的氢离子多，则溶液的pH将减小。
14． Mg＋Br2=MgBr2 ①连接号用“→”，不能用等号，两侧都不能写物质的化学式；②左边写出原子的电子式并用箭头标出电子转移情况；③右边构成离子化合物的每个离子的电子式都要单独写，不能合并，而且要符合相邻关系；④离子的电子式要标离子所带的电荷数，阴离子的电子式要用[ ]表示
【分析】(1)镁与溴反应生成MgBr2；
(2)溴化镁是离子化合物，书写电子式形成过程时需要标明电子转移的方向；
(3)化学方程式是用反应物与生成物的化学式表示反应过程。
【详解】(1)镁与溴反应的化学方程式是Mg＋Br2=MgBr2；
(2)溴化镁的电子式形成过程为；
(3)用电子式表示离子化合物的形成过程与化学方程式的不同点：①连接号用“→”，不能用等号，两侧都不能写物质的化学式；②左边写出原子的电子式并用箭头标出电子转移情况；③右边构成离子化合物的每个离子的电子式都要单独写，不能合并，而且要符合相邻关系；④离子的电子式要标离子所带的电荷数，阴离子的电子式要用[ ]表示。
15． SiO2 2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2 N2＋3H22NH3
【分析】光导纤维的主要成分是二氧化硅，过氧化钠与二氧化碳反应生成氧气，工业上用氢气和氮气在高温高压催化剂的条件下合成氨，以此来解析；
【详解】光导纤维的主要成分是二氧化硅；过氧化钠与二氧化碳反应生成氧气和碳酸钠，反应的化学方程式为：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2；工业上用氢气和氮气在高温高压催化剂的条件下合成氨，反应的化学方程式为：N2＋3H22NH3；
16． HCl>H2S>CH4>SiH4 HClO4 Al3+ 2Al+2OH +2H2O=2AlO2 +3H2↑ 2Al+6H+= 2Al3+ +3H2↑ NH3+HCl=NH4Cl
【详解】(1)稀有气体化学性质最不活泼，所以化学性质最不活泼的元素是⑤即Ne元素，其核电荷数为10，核外电子数为10，原子结构示意图为；
(2)②、⑧、⑨、⑩四种元素分别为C、Si、S、Cl，非金属性越强简单气态氢化物稳定性越强，所以顺序为：HCl>H2S>CH4>SiH4；非金属性越强最高价氧化物的水化物的酸性越强，所以酸性最强的是HClO4；
(3)电子层数越多半径越大，电子层数相同核电荷数越小半径越小，所以第三周期元素形成的简单离子中半径最小的微粒是Al3+；⑥、⑩最高价氧化物的水化物分别为NaOH和HClO4，铝单质与氢氧化钠反应离子方程式为：2Al+2OH +2H2O=2AlO2 +3H2↑，与高氯酸反应的离子方程式为2Al+6H+= 2Al3+ +3H2↑；
(4)③为N元素，氢化物为NH3，电子式为；氨气与氯化氢的反应方程式为：NH3+HCl=NH4Cl；
(5)⑨为S元素，②为C元素，⑥为Na元素，CS2为共价化合物，其形成过程为：；Na2S为离子化合物，其形成过程为 。
17．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）磁性氧化铁是四氧化三铁，化学式为。
（2）属于共价化合物，电子式为。
（3）过量通入溶液中生成次氯酸和碳酸氢钙，反应的离子方程式为。
18．(1)
(2) 分子间存在氢键
(3)
(4)
【分析】X、Y、Z、W、R是原子序数依次增大的短周期主族元素。X是宇宙中含量最丰富的元素，X是H元素；Z与R的某种化合物常做自来水消毒剂，Z是O元素、R是Cl元素；Y元素在自然界形成的化合物种类数最多，Y是C元素；W与Y同族，W是Si元素。
【详解】（1）C与Cl形成的化合物是共价化合物CCl4，电子式为；
（2）O与Cl分别与H形成的化合物是H2O、HCl，分子间存在氢键，所以沸点由高到低。
（3）元素M与X同族且不相邻，其某种化合物可做潜水艇供氧剂，则M是Na元素，过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，氧元素化合价由-1升高为0，当生成标况下11.2L氧气时，转移的电子数目为。
（4）SiHCl3与水反应时生成硅酸、氢气、氯化氢，该反应的化学方程式。
19．
【详解】（1）①氢氧根离子中O原子与H原子之间形成1对共用电子对，且带一个单位负电荷，故氢氧根离子电子式为：；
②羟基是9电子的，电子式为；
③CO2 是由极性键形成的直线型分子，分子式为；
（2）④氟离子和镁离子通过离子键形成离子化合物氟化镁，MgF2的形成过程为；
⑤H2O为共价化合物，分子中存在两个H-O键，用电子式表示其形成过程为：。
20．(1)4mol
(2)K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3，2KHCO3K2CO3+CO2↑+H2O
(3)防止催化剂中毒
(4)A
【详解】（1）工业合成氨造气时发生CH4+2H2OCO2+4H2，理论上，1molCH4能生成4mol氢气；
（2）碳酸钠是正盐与酸性气体二氧化碳反应生成酸式盐：K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3；酸式盐热稳定性不好受热分解又释放二氧化碳：2KHCO3K2CO3+CO2↑+H2O，实现循环利用；
（3）原料气中常混有一氧化碳等气体，再进入合成塔之前为防止催化剂中毒需进行气体的净化；
（4）合成氨工业中，为增大反应物的转化率，及时分离出氨气，而未反应完的氮气和氢气又回到压缩机中发生反应，故图中沿X路线到压缩机的物质是N2和H2。
21． 锥形瓶 碱石灰 防止空气中水蒸气进入E C 使C中产生的N2排出E中的空气 3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O D中发生倒吸现象 在C、D之间加上一个缓冲瓶(或其他合理答案)
【详解】（1）由装置A中反应容器为锥形瓶，故答案为锥形瓶；
（2）A装置制备氨气，B中碱石灰干燥氨气，C中氨气与CuO反应生成制备氮气，D中浓硫酸干燥氮气，E装置中氮气与Mg反应生成氮化镁，加热条件下装置中氧气与Mg反应生成MgO，应下用氮气排尽装置内空气后再制备氮化镁，F防止空气中水蒸气进入硬质玻璃管E，避免氮化镁发生水解，故答案为碱石灰；防止空气中水蒸气进入硬质玻璃管E中；
（3）装置C、E均需要加热，应先加热C后加热E，理由是：使C中产生的氮气排出E中的空气，防止生成氧化镁，故答案为C；使C中产生的氮气排出E中的空气；
（4）装置C中的现象是黑色的氧化铜逐渐变红，说明生成Cu，氨气被氧化生成氮气，还还生成水，反应方程式为：2NH3+3CuO3Cu+N2↑+3H2O，故答案为2NH3+3CuO3Cu+N2↑+3H2O；
（5）若C中NH3的转化率不高，D中浓硫酸会吸收氨气，容易发生倒吸，解决方法是：在C、D之间加上一个缓冲瓶，故答案为D中发生倒吸现象；在C、D之间加上一个缓冲瓶．
（6）最终达到沉淀bg为氢氧化镁的质量，根据Mg元素守恒，产品中Mg元素质量为bg×，则产品中N元素质量为(a-b)g，根据N原子守恒，氮化镁的质量分数为[ × × 100 g/mol] ÷ ag = ，故答案为。
22．(1) 圆底烧瓶 2NaNO2+(NH4)2SO42N2↑+Na2SO4+4H2O
(2)排尽装置内的空气
(3)吸收O2
(4)该反应剧烈放热
(5) 3Mg+N2Mg3N2 Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑
【分析】根据已知信息A装置制备氮气，B为安全瓶，起缓冲作用，C中放饱和硫酸亚铁溶液是除去氧气，D中浓硫酸干燥氮气，E装置中氮气与Mg反应生成氮化镁，装置F起缓冲作用，装置G吸收剩余的氨气，加热条件下装置中氧气与Mg反应生成MgO，应先用氮气排尽装置内空气后再制备氮化镁，据此分析作答。
【详解】（1）根据仪器构造可判断仪器b的名称是圆底烧瓶，装置A中发生反应的化学方程式为2NaNO2+(NH4)2SO42N2↑+Na2SO4+4H2O。
（2）由于装置中含有空气，氧气能与镁反应生成氧化镁，则反应开始时先点燃A处酒精灯生物目的是排尽装置内的空气。
（3）由于温度较高时，亚硝酸钠会分解产生氧气，而氧气与镁发生反应，因此装置C中为饱和硫酸亚铁溶液可以除去氧气
（4）由于亚硝酸钠和氯化铵制取氮气的反应剧烈放热，产生氮气的速率较快，移走A处酒精灯，能避免温度过高，造成亚硝酸钠会分解产生氧气；
（5）E处氮气和镁反应生成氮化镁，则发生的化学方程式为3Mg+N2Mg3N2，将产生的浅黄色粉末加入水中，产生刺激性气味的气体和一种白色沉淀，气体是氨气，沉淀是氢氧化镁，该反应的化学方程式为Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑。
23．(1) 硬质玻璃管 液封(或防止空气中的氧气进入硬质玻璃管与和反应)
(2) 排出装置中的空气防止钙加热氧化 E装置中有均匀的气泡产生
(3) 否 如有未参加反应的钙也可以与水反应转化为钙离子从而形成碳酸钙沉淀(合理答案均计分)
(4) 74.0%(或0.74) 偏低
【分析】在A装置中，NH4Cl与NaNO2反应制取N2，用B装置干燥后，在C装置内与Ca反应生成Ca3N2，D装置用于防止E装置内水蒸气进入D装置，E装置用于防止空气进入D装置内，起液封作用。
【详解】（1）由图可知，仪器X的名称为硬质玻璃管，根据题给信息可知，和Ca可以和空气中的氧气以及水蒸气反应，要防止空气中的氧气进入装置内，故装置E的作用为液封(或防止空气中的氧气进入硬质玻璃管与和反应)；
（2）装置中含有空气，会影响实验，故先点燃A处酒精灯的目的是：排出装置中的空气防止钙加热氧化；当观察到E装置中有均匀的气泡产生时，说明装置中的空气已经被排干净了；
（3）金属钙也是比较活泼的，没有反应完的钙也可以和水反应生成氢氧化钙，再转化成碳酸钙，故该方案不合理；理由是：如有未参加反应的钙也可以与水反应转化为钙离子从而形成碳酸钙沉淀(合理答案均计分)；
（4）根据反应2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O，可知2NaOH～H2SO4则与氢氧化钠反应的硫酸的物质的量为×15×10-3L×2.00mol·L-1=0.015mol，再根据2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4+H2O，可知2NH3～H2SO4，可知反应产生氮化钙与水反应产生的氨气的物质的量为：2×(20×10-3L×1.00mol·L-1-0.015mol×)=0.1mol，根据Ca3N2+6H2O=3Ca(OH)2+2NH3，根据Ca3N2～2NH3，可知148g Ca3N2～2mol NH3，产品中Ca3N2的质量分数；如果滴定管用蒸馏水洗涤后未用待装标准溶液润洗，则测出的剩余的硫酸的量会偏大，用于吸收氨气的硫酸会偏小，氨气的量会偏小，结果偏低。
答案第1页，共2页
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