练习十三 多价态元素——氮、磷、砷
1.(2024·安庆模拟)一种以沸石笼为载体对NO进行催化还原的原理如图所示，下列说法正确的是( )
A．反应过程中O原子的成键数目保持不变
B．[Cu(NH3)4]2＋做催化剂，虚线框内物质是中间体
C．反应⑤中[Cu(NH3)4]2＋只起氧化剂的作用
D．该原理的总反应为4NO＋4NH3＋O2===4N2＋6H2O
解析：反应过程中氧原子成键数有二和三两种，发生了变化，A项错误；四氨合铜离子与虚线框内的物质都是反应中产生且后续消失的物质，均为中间体，B项错误；该离子中铜元素化合价降低，但N元素化合价升高，故该离子既是氧化剂又是还原剂，C项错误；从题图看NO催化还原应该是NO与NH3、O2的氧化还原反应，总反应为4NO＋4NH3＋O2===4N2＋6H2O，D项正确。故选D。
2．(2024·邯郸模拟)水体中的局部氮循环如图所示。下列说法错误的是( )
A．N2―→NH属于氮的固定
B．图示转化过程中N元素表现出7种化合价
C．表层水中含N物质被氧化，底层水中含N物质被还原
D．在NH、NH2OH、NO和NO中N原子的杂化方式不完全相同
解析：N2―→NH为游离态的氮转化为化合态的氮，属于氮的固定，A正确。N2、NH、NH2OH、NO、NO、NO、N2O中氮元素的化合价分别为0、－3、－1、＋3、＋5、＋2、＋1，表现出7种化合价，B正确。N2―→NH过程中氮元素化合价降低，被还原，C错误。在NH、NH2OH中N为sp3杂化，NO和NO中N为sp2杂化，N原子的杂化方式不完全相同，D正确。
答案：C
3．(2023·梧州模拟)固氮是将游离态的氮转变为氮的化合物，一种新型人工固氮的原理如图所示。下列叙述正确的是( )
A．转化过程中所涉及的元素均呈现了两种价态
B．反应①②③均为氧化还原反应
C．假设每一步均完全转化，每生成2 mol NH3，同时生成1.5 mol O2
D．参与反应的物质均只含离子键
解析：根据转化关系可知，在转化过程中H始终呈＋1价，A错误；反应②为Li3N＋3H2O===NH3↑＋3LiOH，该反应过程中各元素化合价均不变，因此反应属于非氧化还原反应，B错误；假设每一步均完全转化，生成O2转移4 mol电子，每生成1 mol NH3转移3 mol电子，则当生成2 mol NH3时转移6 mol电子，则反应生成O2的物质的量为n(O2)＝ mol＝1.5 mol，C正确；根据反应转化关系可知，反应过程中参与反应的物质含有离子键、共价键，D错误。
答案：C
4．(2022·北京化学)某MOFs的多孔材料刚好可将N2O4“固定”，实现了NO2与N2O4分离并制备HNO3，如图所示：
图例
已知：2NO2(g)??N2O4(g) ΔH<0
下列说法不正确的是( )
A．气体温度升高后，不利于N2O4的固定
B．N2O4被固定后，平衡正移，有利于NO2的去除
C．制备HNO3的原理为2N2O4＋O2＋2H2O===4HNO3
D．每制备0.4 mol HNO3，转移电子数约为 6.02×1022
解析：二氧化氮转化为四氧化二氮的反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，四氧化二氮的浓度减小，所以气体温度升高后，不利于四氧化二氮的固定，故A正确；四氧化二氮被固定后，四氧化二氮的浓度减小，平衡向正反应方向移动，二氧化氮的浓度减小，所以四氧化二氮被固定后，有利于二氧化氮的去除，故B正确；由题意可知，被固定后的四氧化二氮与氧气和水反应生成硝酸，反应的化学方程式为2N2O4＋O2＋2H2O===4HNO3，故C正确；四氧化二氮转化为硝酸时，生成1 mol硝酸，反应转移1 mol电子，则每制备 0.4 mol硝酸，转移电子数约为0.4 mol×6.02×1023 mol－1＝2.408×1023，故D错误。
答案：D
5．(2024·吉林模拟)在相同状况下，将下列4组混合气体：①体积比为3∶1的NH3和N2；②体积比为1∶1的NO和NO2；③体积比为1∶1的NO2和O2；④体积比为4∶1的NO2和O2分别置于完全相同的试管里，并倒置于水槽中，充分反应后，液面上升高度分别为h1、h2、h3、h4，则下列关系正确的是( )
A．h1>h2>h3>h4 B．h4>h3>h2>h1
C．h4>h1>h3>h2 D．h2>h3>h1>h4
解析：设混合气体的体积均为4 L。①氨气全部溶解，只剩余1 L N2；②根据3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，剩余L NO；③根据4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，剩余1.5 L O2；④根据4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，无气体剩余。剩余气体越少，液面上升越高，故C项正确。
答案：C
6．(2023·广东化学)1827年，英国科学家法拉第进行了NH3喷泉实验。在此启发下，兴趣小组利用以下装置，进行如下实验。其中，难以达到预期目的的是( )
解析：NH3极易溶于水，溶于水后圆底烧瓶内压强减小，从而产生喷泉，故A可以达到预期目的；P2O5为酸性氧化物，NH3具有碱性，两者可以发生反应，故不可以用P2O5干燥NH3，故B不可以达到预期目的；NH3的密度比空气小，可采用向下排空气法收集，故C可以达到预期目的；CaO与浓氨水混合后与水反应并放出大量的热，促使NH3挥发，可用此装置制备NH3，故D可以达到预期目的。
答案：B
7．(2024·北京检测)联氨(N2H4)可用于处理水中的溶解氧，其反应机理如图所示。下列说法不正确的是( )
A．N2H4分子中的共价键只有s-p σ键
B．N2H4具有还原性，在一定条件下可被O2氧化
C．②中反应产物是[Cu(NH3)2]＋而不是[Cu(NH3)4]2＋，说明[Cu(NH3)2]＋相对较稳定
D．③中发生反应：4[Cu(NH3)2]＋＋O2＋8NH3·H2O===4[Cu(NH3)4]2＋＋4OH－＋6H2O
解析：N2H4分子中的共价键有N—H之间的s-p σ键和N—N之间的p-p σ键，A错误；由题干信息可知，N2H4能够被CuO氧化生成N2，即N2H4具有还原性，而O2的氧化性强于CuO，故N2H4具有还原性，在一定条件下可被O2氧化，B正确；由题干信息可知，②中反应物NH3·H2O是足量的，但是反应产物是[Cu(NH3)2]＋而不是[Cu(NH3)4]2＋，说明[Cu(NH3)2]＋相对较稳定，C正确；根据氧化还原反应配平可知，③中发生反应：4[Cu(NH3)2]＋＋O2＋8NH3·H2O===4[Cu(NH3)4]2＋＋4OH－＋6H2O，D正确。
答案：A
8．(2024·湖南娄底模拟)实验室用N2H4(肼，又名联氨，常温下为无色油状液体，沸点为113.5 ℃，具有与氨相似的气味，有弱碱性和较强的还原性)还原Cu(OH)2制备纳米Cu2O的装置(部分夹持及加热装置已省略)如图所示。已知：NaNO2溶液与NH4Cl溶液在加热条件下反应能得到N2。下列说法不正确的是( )
A．装置②⑥中分别盛装浓硫酸和稀硫酸
B．无水硫酸铜由白色变为蓝色，说明从装置④出来的气体中含有水蒸气
C．装置④中发生反应的化学方程式为N2H4＋4Cu(OH)22Cu2O＋N2＋6H2O
D．加入反应试剂后，先打开K2，待装置④中反应完且冷却至室温，再打开K1排尽装置中的N2H4
解析：本实验为N2H4还原Cu(OH)2制备纳米Cu2O，装置①为NaNO2溶液与NH4Cl溶液反应得到N2，装置②为干燥N2的装置，装置③为油浴加热装置，装置④中N2H4还原Cu(OH)2制备纳米Cu2O，装置⑤为检验水蒸气的装置，装置⑥为尾气处理装置，并防止倒吸，据此分析解答。装置①中产生的N2中含有水蒸气，应先干燥，然后通入后续反应装置赶走空气，避免空气对实验造成影响，故装置②中盛装浓硫酸干燥氮气，装置⑥中盛装稀硫酸可吸收未反应的N2H4，A正确；无水硫酸铜变蓝说明从装置④出来的气体中含有水蒸气，B正确；根据题意可知，Cu(OH)2做氧化剂，被还原为Cu2O，N2H4做还原剂，被氧化为N2，化学方程式为N2H4＋4Cu(OH)22Cu2O＋N2↑＋6H2O，C正确；加入反应试剂后，应该先打开K1排出装置中的空气，待装置中的空气排尽后，关闭K1，再打开K2，待反应结束且冷却至室温后，关闭K2，再打开K1排尽装置中的N2H4，D错误。
答案：D
9．某同学进行如下实验：
实验步骤 实验现象
Ⅰ 将NH4Cl固体加入试管中，并将湿润的pH试纸置于试管口，试管口略向下倾斜，对试管底部进行加热 试纸颜色变化：黄色→蓝色(pH≈10)→黄色→红色(pH≈2)；试管中部有白色固体附着
Ⅱ 将饱和NH4Cl溶液滴在pH试纸上 试纸颜色变化：黄色→橙黄色(pH≈5)
下列说法不正确的是( )
A．根据Ⅰ中试纸变蓝，说明NH4Cl发生了分解反应
B．根据Ⅰ中试纸颜色变化，说明氨气比氯化氢气体扩散速率快
C．Ⅰ中试纸变成红色，是由于NH4Cl水解造成的
D．根据试管中部有白色固体附着，说明不宜用加热NH4Cl的方法制备NH3
解析：实验Ⅰ中对装有NH4Cl固体的试管加热，湿润的pH试纸颜色变化：由黄色→蓝色(pH≈10)→黄色→红色(pH≈2)，说明加热过程中生成了氨气，氨气遇水形成一水合氨，一水合氨为弱碱，使试纸变蓝，同时产生了氯化氢气体，氯化氢极易溶于水形成盐酸，中和了一水合氨，pH试纸恢复到黄色，最后变为红色，该过程可证明氯化铵受热发生分解生成氨气和氯化氢气体，试纸先变蓝后变红，说明氨气扩散的速度比氯化氢快；试管中部有白色固体附着，说明氯化铵分解产生的氨气和氯化氢在扩散过程中重新化合生成氯化铵；实验Ⅱ中将饱和氯化铵溶液滴在pH试纸上，试纸颜色变化：黄色→橙黄色(pH≈5)，说明氯化铵溶液中铵根离子水解使溶液显酸性，据此分析解答。根据Ⅰ中试纸变蓝，说明NH4Cl发生了分解反应，故A正确；根据Ⅰ中试纸颜色变化，说明氨气比氯化氢气体扩散速率快，故B正确；根据分析，Ⅰ中试纸变成红色，是由于NH4Cl分解产生的氯化氢造成的，故C错误；根据试管中部有白色固体附着，说明氯化铵分解产生的氨气和氯化氢在扩散过程中重新化合生成氯化铵，则不宜用加热NH4Cl的方法制备NH3，故D正确。
答案：C
10．(2023·广东五校联考)分别称取两份2.39 g (NH4)2SO4和NH4Cl固体混合物。将其中一份配成溶液，逐滴加入一定浓度的Ba(OH)2溶液，产生的沉淀质量与加入Ba(OH)2溶液体积的关系如图所示。另一份固体混合物中NH与Ba(OH)2溶液(浓度同上)恰好完全反应时，溶液中c(Cl－)为( )
A．0.01 mol·L－1 B.0.1 mol·L－1
C．0.2 mol·L－1 D.0.02 mol·L－1
解析：根据题目信息可知2.33 g沉淀为BaSO4，故n[(NH4)2SO4]＝n[Ba(OH)2]＝n(BaSO4)＝0.01 mol，则m[(NH4)2SO4]＝1.32 g，m(NH4Cl)＝2.39 g－1.32 g＝1.07 g，n(NH4Cl)＝0.02 mol，100 mL Ba(OH)2溶液中Ba(OH)2的物质的量为0.01 mol，则c[Ba(OH)2]＝0.01 mol÷0.100 L＝0.1 mol·L－1。2.39 g (NH4)2SO4和NH4Cl固体混合物中，n(NH)＝0.01 mol×2＋0.02 mol＝0.04 mol，当NH与Ba(OH)2溶液(0.1 mol·L－1)恰好反应完全时，n(OH－)＝n(NH)＝0.04 mol，则此时需要 n[Ba(OH)2]＝0.02 mol，Ba(OH)2溶液体积为0.02 mol÷0.1 mol·L－1＝0.2 L，反应中Cl－的物质的量不变，混合物中n(Cl－)＝0.02 mol，则此时溶液中c(Cl－)＝0.02 mol÷0.2 L＝0.1 mol·L－1。
答案：B
11．将铜丝插入浓硝酸中进行如图所示的实验，下列说法正确的是( )
A．装置a中出现红棕色气体，只体现HNO3的酸性
B．一段时间后抽出铜丝，向装置b中注入水，b中气体红棕色变浅
C．注入水后装置b中铜片表面产生气泡，说明Cu与硝酸反应生成H2
D．装置c用NaOH吸收尾气，说明NO和NO2均是酸性氧化物
解析：铜与浓硝酸反应生成红棕色气体二氧化氮和硝酸铜、水，体现了硝酸的强氧化性和酸性，A错误；一段时间后抽出铜丝，向装置b中注入水，b中气体红棕色变浅，二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮，B正确；注入水后装置b中铜片表面产生气泡，Cu与稀硝酸反应生成NO气体，C错误；酸性氧化物是指和水反应只能生成对应价态的酸、或和碱反应只能生成盐和水的氧化物，NO和NO2均不是酸性氧化物，D错误。
答案：B
12．(2024·北京模拟)某同学进行如下实验。下列说法不正确的是( )
实验 实验现象
ⅰ 将铜粉加入试管中，再加入稀HNO3 溶液变蓝，液面上方呈浅红棕色；至不再产生气泡时，铜粉有剩余，余液呈酸性
ⅱ 继续向ⅰ中试管加入少量固体NaNO3 又产生气泡，铜粉减少，液面上方呈浅红棕色
ⅲ 取饱和Cu(NO3)2溶液，加入少量固体NaNO3和铜粉 无明显变化
A.HNO3氧化性的强弱与其浓度大小有关
B．ⅰ、ⅱ中铜粉减少的原因能用相同的离子反应解释
C．ⅰ中余液呈酸性的主要原因是Cu2＋＋2H2O??Cu(OH)2＋2H＋
D．用一定浓度的H2SO4与NaNO3也能使铜粉溶解
解析：ⅰ.将铜粉加入试管中，再加入稀HNO3，稀硝酸和铜反应生成NO、硝酸铜和水，溶液变蓝，开始产生无色气体，无色气体又变为红棕色；铜粉有剩余，余液呈酸性；ⅱ.继续向ⅰ中试管加入少量固体NaNO3，由于铜粉剩余，溶液为酸性，加入硝酸钠，等同于加入了稀硝酸，所以稀硝酸和铜反应生成NO、硝酸铜和水，产生无色气体，无色气体又变为红棕色；ⅲ.取饱和Cu(NO3)2溶液，加入少量固体NaNO3和铜粉，三者不反应，无明显变化，可知推论ⅰ中的酸性是稀硝酸有剩余。由分析可知ⅰ还有硝酸剩余，不能将铜全部溶解，故硝酸氧化性的强弱和浓度有关，A正确；ⅰ、ⅱ铜粉减少的原因均为稀硝酸和铜发生了氧化还原反应，能用相同的离子反应3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O解释，B正确；由分析可知ⅰ还有剩余氢离子，余液呈酸性的主要原因不是铜离子水解所导致，C错误；硝酸根离子在酸性条件下具有强氧化性，可以将铜氧化，故用一定浓度的H2SO4与NaNO3也能使铜粉溶解，D正确。
答案：C
13.(2024·广东模拟)如图所示为氮元素的“价—类”二维图。下列有关说法不正确的是( )
A．a的化学性质不活泼，常用作保护气
B．“雷雨发庄稼”涉及的转化过程包含a→c→d→e
C．b与e按物质的量之比为1∶1完全反应，所得生成物的水溶液呈中性
D．f既有氧化性，又有还原性
解析：题图所示为氮元素的“价—类”二维图，则a、b、c、d、e分别为氮气、氨气、一氧化氮、二氧化氮或四氧化二氮、硝酸，f为含有＋3价氮元素的盐。氮气的化学性质不活泼，常用作保护气，A正确；“雷雨发庄稼”涉及自然固氮，转化过程包含：氮气和氧气在雷电作用下生成一氧化氮，一氧化氮和氧气生成二氧化氮，二氧化氮和水生成硝酸，B正确；b与e按物质的量之比为1∶1完全反应，所得生成物的水溶液为硝酸铵溶液，铵根离子水解使溶液显酸性，C错误；f中氮元素处于中间价态，故既有氧化性，又有还原性，D正确。故选C。
14．(2024·洛阳模拟)氮元素在自然界的某种转化示意图如图所示(a、b、c和d代表一定比例的H＋和e－)。下列说法正确的是( )
A．过程①中NO体现氧化性
B．过程②中发生反应的离子方程式为NO＋H＋＋e－===NO↑＋H2O
C．过程③中c代表的是3H＋＋3e－
D．过程④中1 mol N2H4参加反应转移6 mol电子
解析：过程①中NO转化为NO，N元素由＋5价下降到＋3价，NO体现氧化性，故A正确；过程②中NO转化为NO，反应的离子方程式为NO＋2H＋＋e－===NO↑＋H2O，故B错误；过程③中NO转化为N2H4，N元素化合价由＋2价下降到－2价，反应的离子方程式为NO＋NH＋3e－＋2H＋===N2H4＋H2O，c代表的是2H＋＋3e－，故C错误；过程④中N2H4转化为N2，N元素化合价由－2价上升到0价，1 mol N2H4参加反应转移4 mol电子，故D错误。
答案：A
15．(2024·辽宁调研)如图流程可实现SO2和NO综合处理并获得保险粉(Na2S2O4)和硝铵。下列说法错误的是( )
A．若装置Ⅰ中得到比较纯的NaHSO3，此时溶液呈酸性
B．装置Ⅱ中发生的离子反应一定为2NO＋3H2O＋4Ce4＋===4Ce3＋＋NO＋NO＋6H＋
C．装置Ⅲ中生成Ce4＋与S2O的物质的量之比为2∶1
D．上述流程中Ce4＋可以循环利用
解析：HSO的电离程度大于水解程度，使溶液呈酸性，故A正确；装置Ⅱ中生成的NO、NO物质的量不一定相等，故B错误；装置Ⅲ中Ce3＋与HSO电解反应生成Ce4＋与S2O，根据得失电子守恒，Ce4＋与S2O的物质的量之比为2∶1，故C正确；装置Ⅲ中生成的Ce4＋加入装置Ⅱ中继续参与反应，实现了循环利用，故D正确。
答案：B
16．(2024·郴州检测)次磷酸钠(NaH2PO2)广泛应用于化学镀镍，在生产NaH2PO2的过程中会产生大量废渣[主要含NaH2PO2和CaHPO3，还含有少量Ca(OH)2]，一种回收次磷酸钠以及化学镀镍过程的工艺流程如图所示。
已知：①CaHPO3和Ca(OH)2的Ksp分别为1×10－4和6×10－6；
②H3PO2为一元弱酸，H3PO3为二元弱酸；
③lg 6＝0.8。
下列叙述错误的是( )
A．“趁热过滤”的目的是防止滤渣中的Ca(OH)2溶解
B．“趁热过滤”后，要使滤液中HPO的浓度不小于0.01 mol·L－1，则滤液的pH应不低于11.6
C．试剂A可以是H3PO3，Na2HPO3是正盐
D．“镀镍”时，发生反应的离子方程式为2Ni2＋＋H2PO＋2H2O===H3PO4＋2Ni＋3H＋
解析：Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而减小，“趁热过滤”的目的是防止滤渣中的Ca(OH)2溶解，A正确；要使“趁热过滤”后所得滤液中HPO的浓度不小于0.01 mol·L－1，可根据CaHPO3的Ksp＝1×10－4，计算出Ca2＋浓度应不大于0.01 mol·L－1，c(Ca2＋)＝0.01 mol·L－1时，c(OH－)＝≈0.024 mol·L－1，c(H＋)＝＝ mol·L－1，pH＝－lg c(H＋)＝－lg＝12.4，即滤液的pH应不低于12.4，B错误；试剂A可以是H3PO3，H3PO3为二元弱酸，因此Na2HPO3是正盐，C正确；“镀镍”时，发生反应的离子方程式为2Ni2＋＋H2PO＋2H2O===H3PO4＋2Ni＋3H＋，D正确。
答案：B
17．(2024·枣庄模拟)从砷化镓废料(主要成分为GaAs、Fe2O3、SiO2和CaCO3)中回收镓和砷的工艺流程如图所示。下列说法正确的是( )
A．“碱浸”时，温度越高，浸取率越高
B．“碱浸”时，每反应1 mol GaAs，理论上消耗4 mol H2O2
C．滤渣Ⅲ的成分是SiO2
D．“操作”用到的主要仪器有酒精灯、玻璃棒、坩埚、泥三角
解析：在砷化镓废料中加入过氧化氢、氢氧化钠碱浸，氧化铁、碳酸钙不反应成为滤渣Ⅰ，GaAs、SiO2和碱反应进入浸出液，浸出液中加入硫酸中和，Ga转化为沉淀、硅转化为硅酸沉淀形成滤渣Ⅱ，滤渣Ⅱ加入稀硫酸溶解Ga的沉淀得到溶液，分离出硅酸沉淀得到滤渣Ⅲ，含镓溶液旋流电积得到镓；中和后的滤液经过蒸发浓缩、降温结晶等操作得到Na3AsO4·12H2O。“碱浸”时使用了过氧化氢，过氧化氢不稳定，受热易分解，故反应中温度不能过高，A错误；“碱浸”时，As的化合价由－3价变为＋5价，过氧化氢中氧元素化合价由－1价变为－2价，根据电子守恒可知，GaAs～4H2O2，每反应1 mol GaAs，理论上消耗4 mol H2O2，B正确；由分析可知，滤渣Ⅲ的成分是硅酸，C错误；“操作”为蒸发浓缩、降温结晶等，用到的主要仪器有酒精灯、玻璃棒、蒸发皿、铁架台，D错误。
答案：B
18．(2023·河南联考)中国自古有“信口雌黄”“雄黄入药”之说。雌黄As2S3和雄黄As4S4早期都曾用作绘画颜料，也可用来入药。As有＋2、＋3两种常见价态。在一定条件下，雌黄和雄黄的转化关系如图所示，下列有关说法错误的是( )
A．反应Ⅱ中若0.5 mol As4S4参加反应，转移14 mol电子，则物质a为SO2
B．从反应Ⅲ可以推出亚砷酸(H3AsO3)的酸酐为As2O3
C．反应Ⅳ属于非氧化还原反应
D．反应Ⅰ中，As2S3和Sn2＋恰好完全反应时，其物质的量之比为2∶1
解析：As4S4中As为＋2价，S为－2价(最低价)，经过反应Ⅱ，As4S4转化为As2O3，As的化合价从＋2升高到＋3，当有0.5 mol As4S4参加反应且转移14 mol电子时，As失去电子的物质的量为0.5 mol×(3－2)×4＝2 mol，则S失去电子的物质的量为12 mol，S的化合价升高，设物质a中S的化合价为x，则0.5 mol×[x－(－2)]×4＝12 mol，x＝＋4，故a为SO2，A正确；反应Ⅲ中As2O3与H2O反应仅生成H3AsO3，且As2O3与H3AsO3中As的化合价均为＋3，则As2O3是H3AsO3的酸酐，B正确；反应Ⅳ中各元素化合价均未发生变化，为非氧化还原反应，C正确；反应Ⅰ的离子方程式为2As2S3＋2Sn2＋＋4H＋===As4S4＋2Sn4＋＋2H2S↑，As2S3与Sn2＋物质的量之比为1∶1时恰好完全反应，D错误。
答案：D
19．(2024·江苏模拟)大气中的氮以N2分子形式稳定存在于自然界，只有少量的N2通过生物固氮和高能固氮的方式从游离态转变为化合态，进入土壤和海洋。通过化学方法也可将N2转变为人类需要的各种含氮化合物，但硝酸的生产、化石燃料的燃烧以及机动车辆尾气的排放，也带来一些不利的影响。下列关于氮及其化合物的转化说法不正确的是( )
A．豆科植物的根瘤菌能把空气中N2转化为NH3或铵盐
B．土壤中的硝酸盐可被细菌分解转化为N2返回大气中
C．陆地和海洋中的植物能吸收含氮化合物制造蛋白质
D．用NH3生产HNO3的过程中N元素只发生氧化反应
解析：豆科植物的根瘤菌把空气中N2转化为NH3或铵盐为生物固氮的主要方式，故A正确；人类生产生活排放到土壤中的硝酸盐或者生物固氮产生的硝酸盐可被细菌分解转化为N2返回大气中，故B正确；陆地和海洋中的植物能吸收含氮化合物制造蛋白质，如豆类植物，故C正确；用NH3生产HNO3的过程中，NH3被催化氧化成NO，NO再被氧化为NO2，再利用NO2与水发生反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，制得硝酸，其中氮元素既发生氧化反应，又发生还原反应，故D错误。
答案：D
20．(2024·北京模拟)宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一。下列关于含N化合物的物质性质实验对应的反应方程式书写不正确的是( )
A．将过量氨气通入氯化铝溶液中：Al3＋＋4NH3·H2O===[Al(OH)4]－＋4NH
B．用浓氨水检验氯气管道是否泄漏：8NH3＋3Cl2===6NH4Cl＋N2
C．温度升高气体颜色加深：N2O4(g)??2NO2(g) ΔH>0
D．NaNO2溶液显碱性：NO＋H2O??HNO2＋OH－
解析：将过量氨气通入氯化铝溶液中，反应生成氢氧化铝和氯化铵，反应的离子方程式为Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH，选项A不正确；用浓氨水检验氯气管道是否泄漏，反应生成氯化铵和氮气，反应的化学方程式为8NH3＋3Cl2===6NH4Cl＋N2，选项B正确；正反应为吸热反应，温度升高平衡正向移动，气体颜色加深，选项C正确；NaNO2为强碱弱酸盐，水解后溶液显碱性：NO＋H2O??HNO2＋OH－，选项D正确。
答案：A
21．(2024·辽宁模拟)下列有关氮及其化合物的说法中正确的是( )
A．NH3的水溶液可以导电，NH3为电解质
B．BaSO3固体能溶于稀硝酸，生成Ba(NO3)2溶液，并放出SO2气体
C．某溶液Y中加入氢氧化钠浓溶液并加热，产生了使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，溶液Y不一定是铵盐溶液
D．将相同质量的铜分别与过量浓硝酸、过量稀硝酸反应，消耗硝酸的物质的量：前者少，后者多
解析：NH3的水溶液可以导电，是氨气和水生成一水合氨电离出铵根离子和氢氧根离子，一水合氨为电解质，NH3为非电解质，A错误；硝酸具有强氧化性，会将BaSO3固体转化为硫酸钡固体，B项错误；某溶液Y中加入氢氧化钠浓溶液并加热，产生了使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，溶液Y不一定是铵盐溶液，也可能氨水，C项正确；Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2H2O＋2NO2↑、3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋4H2O＋2NO↑，则将相同质量的铜分别与过量浓硝酸、过量稀硝酸反应，消耗硝酸的物质的量：前者多，后者少，D项错误。
答案：C
22．(2023·山东模拟)某同学做“FeSO4被HNO3氧化”的实验，发现溶液变深棕色。猜想可能是生成的NO2或NO与Fe2＋或Fe3＋反应，使溶液变为深棕色，设计如图装置探究。下列说法错误的是( )
A．先检查装置气密性，加入药品后，关闭c，打开a和b，再通入一段时间N2
B．关闭a、c，打开b及分液漏斗活塞，反应后丙中溶液变为深棕色，丁中溶液无明显变化，证明NO与Fe2＋反应
C．甲中反应一段时间后，更新丙、丁中试剂，关闭a和b，打开c，反应后丙中溶液变为深棕色，丁中溶液无明显变化，证明NO2也可与Fe2＋反应
D．该实验的缺陷是缺少尾气吸收装置
解析：先检查装置气密性，加入药品后，为防止装置中的氧气影响实验结果，需关闭c，打开a和b，通入一段时间氮气，将装置内的空气排尽，故A正确；关闭a、c，打开b及分液漏斗活塞，浓硝酸与Cu反应生成NO2，NO2通入水中与水反应生成NO，NO进入丙和丁后，丙中含亚铁离子的溶液变为深棕色，而丁中含铁离子的溶液无明显变化，说明NO与Fe2＋反应，故B正确；甲中反应一段时间后浓硝酸变稀，生成的气体中有NO，所以该操作无法证明NO2是否与Fe2＋反应，故C错误；实验中未反应的NO2和NO会污染空气，需要尾气处理装置，故D正确。
答案：C
23．(2024·海门调研)工业上将含NO2的废气通入氢氧化钠溶液中可获得NaNO3和NaNO2，也可向废气中通入NH3，在催化剂的条件下转化为无毒无害的气体排放。下列装置用于实验室制NO2并回收硝酸铜，能达到实验目的的是( )
A．用装置甲制取NO2
B．用装置乙除NO2中的少量HNO3
C．用装置丙收集NO2
D．用装置丁蒸干Cu(NO3)2溶液制Cu(NO3)2·6H2O
解析：稀硝酸和铜反应生成的是一氧化氮，A错误；硝酸会和碳酸氢钠反应生成二氧化碳，引入二氧化碳杂质，B错误；二氧化氮密度大于空气，且不和空气反应，可以用向上排空气的方法收集，C正确；加热促进Cu(NO3)2溶液的水解，且生成的硝酸易挥发，应采用降温结晶法制备Cu(NO3)2·6H2O，D错误。
答案：C
24．(2024·深圳模拟)如图所示为“双色双喷泉”实验装置。图中烧瓶内分别充满了氨气和氯化氢。烧杯内盛放滴有石蕊溶液的蒸馏水。下列说法错误的是( )
A．在实验室中可用浓氨水和生石灰制备氨气，用浓盐酸和浓硫酸制备氯化氢
B．在实验室中干燥氨气时可选用的干燥剂是碱石灰，而氯化氢不能用碱石灰干燥
C．实验中同时打开止水夹a、c、d，即可分别形成蓝色和红色喷泉
D．喷泉结束后将烧瓶内的溶液混合后蒸干可得氯化铵固体
解析：氨水中加入生石灰，生石灰吸收水，且与水反应放出大量的热，促进氨气的挥发，浓盐酸与浓硫酸混合，浓硫酸吸收水，且放出大量的热，可促进氯化氢挥发，通过这两种方法可分别制备氨气和氯化氢，故A正确；碱石灰与氨气不反应，且具有吸水性，可用于干燥氨气，而氯化氢与碱石灰反应，不能用碱石灰干燥，故B正确；打开止水夹a、c、d，氨气和氯化氢反应而导致烧瓶内压强减小，从而形成喷泉，氨水溶液呈碱性，盐酸呈酸性，则可分别形成蓝色和红色喷泉，故C正确；氯化铵不稳定，加热易分解，直接蒸干无法得到氯化铵固体，故D错误。
答案：D
25．(2023·天津联考)合成氨及其衍生工业是化工生产的重要门类，请结合图示判断下列说法不正确的是( )
A．合成氨采用400～500 ℃是为了提高原料转化率和反应速率
B．湿润的淀粉-KI试纸不可以鉴别气体2和溴蒸气
C．生成固体1的化学方程式为NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl
D．1 L气体1、2的混合气与1 L NH3在一定条件下转化为对环境无害的物质，混合气中二者的体积比为1∶1
解析：由图可知，NH3在催化剂条件下与氧气反应生成为NO，NO被氧化生成为NO2，NO2与水反应生成硝酸，NH3与CO2、H2O、NaCl反应生成为NaHCO3，NaHCO3受热分解生成为Na2CO3，据此回答。合成氨反应为放热反应，温度降低，反应正向移动，原料的转化率越高，所以400～500 ℃不利于提高原料的转化率，故A错误；气体2为NO2，NO2和溴蒸气都有较强的氧化性，都能使淀粉-KI试纸变蓝，故B正确；NaCl、CO2、H2O和NH3反应生成NaHCO3固体，化学方程式为NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl，故C正确；气体1为NO，气体2为NO2,1 L NO、NO2的混合气与1 L NH3在一定条件下转化为对环境无害的物质，反应的化学方程式为2NH3＋NO＋NO22N2＋3H2O，NO、NO2的体积比等于化学计量数之比，为1∶1，故D正确。
答案：A
26．(2024·济宁质检)在微生物作用下NH可以转化为NO，处理氨氮废水的工艺流程如图，下列说法错误的是( )
A．加入NaOH溶液调pH，可以实现部分NH3的回收
B．硝化过程的离子方程式为NH＋2O2＋2OH－===NO＋3H2O
C．反硝化过程，需要继续加NaOH溶液调pH
D．理论上消耗1 mol甲醇可以生成标准状况下35.84 L气体
解析：向氨氮废水中加入NaOH溶液，调节pH并升温至30 ℃，发生反应NH＋OH－NH3↑＋H2O，通入空气将氨气赶出并回收再利用，得到低浓度的氨氮废水；硝化过程中，碱性环境下通入氧气，在微生物作用下实现NH→NO→NO的转化，发生反应NH＋2O2＋2OH－===NO＋3H2O；反硝化过程中，调节pH至酸性，加入具有还原性的甲醇(CH3OH)实现HNO3→N2的转化，发生反应5CH3OH＋6HNO35CO2↑＋3N2↑＋13H2O，据此分析解答。加入NaOH溶液调pH并升温至30 ℃，发生反应NH＋OH－NH3↑＋H2O，可以实现部分NH3的回收，A正确；硝化过程中，碱性环境下通入O2，发生反应NH＋2O2＋2OH－===NO＋3H2O，B正确；根据分析，反硝化过程，需要将溶液调成酸性，目的是将NO还原为N2，C错误；反硝化过程中，发生反应5CH3OH＋6HNO35CO2↑＋3N2↑＋13H2O,1 mol CH3OH反应生成1 mol CO2和0.6 mol N2共1.6 mol气体，其标准状况下体积为1.6 mol×22.4 L·mol－1＝35.84 L，D正确。
答案：C
27．(1)汽车尾气中的CO、NOx，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4NH3＋6NO5N2＋6H2O，写出氨气将NO2转化为无毒气体的化学方程式：_____________________________________，该反应中氧化产物与还原产物的质量之比为________。
(3)工业尾气中的氮氧化物常采用碱液吸收法处理。
①NO2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NO2按物质的量之比为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＋2NON2＋2CO2
(2)8NH3＋6NO27N2＋12H2O 4∶3
(3)①2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O
②NaNO2
28. (2024·天津模拟)某实验小组拟在实验室模拟工业合成氨，并进行氨的催化氧化。
Ⅰ.实验室模拟合成氨的流程如图：
已知：实验室可用饱和亚硝酸钠(NaNO2)溶液与饱和氯化铵溶液加热反应制取氮气。
(1)图中制取氮气的装置是________(填标号)；制取氢气的装置是________(填标号)。
(2)氮气和氢气通过装置甲，装置甲的作用除了将气体混合外，还有________、________。
(3)原料气通入合成装置合成氨的化学方程式是___________________________________。
Ⅱ.氨的催化氧化
(4)将从合成器流出并经冷却后的气体连续通入装置乙的水中进行吸收，________(填“会”或“不会”)发生倒吸，原因是____________________________________。
(5)用装置乙吸收一段时间氨后，再通入空气，同时将经过加热的铂丝插入装置乙的锥形瓶内，能使铂丝保持红热的原因是________________________，锥形瓶中还可观察到的现象是________________________。
(6)反应结束后锥形瓶内的溶液中含有H＋、OH－、________、________(填离子符号)。
答案：(1)a b (2)干燥气体 根据气泡产生速度控制氢气和氮气的流速 (3)N2＋3H22NH3 (4)不会 有大量的氮气和氢气未能转化为氨，这样会缓解氨气极易溶于水产生的压强差，不会发生倒吸 (5)反应放热 有红棕色气体生成 (6)NH NO
解析：(1)结合题给信息氮气的实验室制法可得，制取N2的装置为液液加热装置，故选装置a；可用锌和稀硫酸反应制取氢气，属于固液不加热型，故选装置b。(2)氮气和氢气通过盛有浓硫酸的装置甲，装置甲的作用是将氮气、氢气混合并干燥气体，通过观察气泡产生速度控制氢气和氮气的流速。(3)合成氨反应的化学方程式为N2＋3H22NH3。(4)合成氨的反应是可逆反应，有大量的氮气和氢气未能转化为氨，这样会缓解氨气极易溶于水产生的压强差，不会发生倒吸。(5)氨的催化氧化反应4NH3＋5O24NO＋6H2O是放热反应，将经过加热的铂丝插入装置乙的锥形瓶内，能使铂丝保持红热，且反应生成的NO遇到空气中的氧气会生成红棕色的二氧化氮。(6)氨的催化氧化反应生成的NO继续和空气中的氧气反应生成红棕色的NO2气体，NO2和水反应生成HNO3，HNO3和NH3反应生成NH4NO3，反应结束后锥形瓶内的溶液中含有的离子为H＋、OH－、NH、NO。
29．(2022·海南化学)磷酸氢二铵[(NH4)2HPO4]常用于干粉灭火剂。某研究小组用磷酸吸收氨气制备(NH4)2HPO4，装置如图所示(夹持和搅拌装置已省略)。
回答问题：
(1)实验室用NH4Cl(s)和Ca(OH)2(s)制备氨气的化学方程式为______________________。
(2)现有浓H3PO4质量分数为85%，密度为1.7 g·mL－1。若实验需100 mL 1.7 mol·L－1的H3PO4溶液，则需浓H3PO4________mL(保留一位小数)。
(3)装置中活塞K2的作用为____________________。实验过程中，当出现________现象时，应及时关闭K1，打开K2。
(4)当溶液pH为8.0～9.0时，停止通NH3，即可制得(NH4)2HPO4溶液。若继续通入NH3，当pH>10.0时，溶液中OH－、________和________(填离子符号)浓度明显增加。
(5)若本实验不选用pH传感器，还可选用________作指示剂，当溶液颜色由________色变为浅红时，停止通NH3。
解析：本实验的实验目的为制备磷酸氢二铵[(NH4)2HPO4]，实验原理为2NH3＋H3PO4===(NH4)2HPO4，结合相关实验基础知识分析解答问题。
(1)实验室用NH4Cl(s)和Ca(OH)2(s)在加热的条件下制备氨气，反应的化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2H2O＋2NH3↑。
(2)根据公式c＝可得，浓H3PO4的浓度c＝＝mol·L－1≈14.74 mol·L－1，溶液稀释前后溶质的物质的量不变，因此配制100 mL 1.7 mol·L－1的H3PO4溶液，需要浓H3PO4的体积V＝≈0.011 5 L＝11.5 mL。
(3)由于NH3极易溶于水，因此可选择打开活塞K2以平衡气压，防止发生倒吸，所以实验过程中，当出现倒吸现象时，应及时关闭K1，打开K2。
(4)继续通入NH3，(NH4)2HPO4继续反应生成(NH4)3PO4，当pH＞10.0时，溶液中OH－、NH、PO的浓度明显增加。
(5)由(4)小问可知，当pH为8.0～9.0时，可制得(NH4)2HPO4，说明(NH4)2HPO4溶液显碱性，因此若不选用pH传感器，还可以选用酚酞作指示剂，当溶液颜色由无色变为浅红时，停止通入NH3，即可制得(NH4)2HPO4溶液。
答案：(1)2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2H2O＋2NH3↑ (2)11.5 (3)平衡气压防倒吸 倒吸 (4)NH PO (5)酚酞 无
30.2024·广东深圳模拟)研究发现，利用铁单质还原NO可脱除地下废水中的硝酸盐。实验室利用如图装置探究铁粉与KNO3溶液的反应，实验步骤有如下六步：
①打开弹簧夹，缓慢通入N2，并保持后续反应均在N2氛围中进行；
②加入pH已调至2.5的0.01 mol·L－1 KNO3酸性溶液100 mL，一段时间后铁粉部分溶解，溶液逐渐变为浅绿色；待铁粉不再溶解后静置，发现剩余固体表面有少量白色物质附着；
③连接好装置，并检查装置的气密性；
④检测到滤液中存在NO、NH和Fe2＋；
⑤装好药品；
⑥过滤剩余固体时，表面的白色物质变为红褐色。
回答下列问题：
(1)实验前使用仪器a的第一步操作是_______________________________________。
(2)通入N2并保持后续反应均在N2氛围中进行的目的是_________________________________。
(3)实验步骤的正确顺序是____________(填序号)。
(4)白色物质是________(填化学式)。
(5)检验滤液中NO的实验方案是___________________________________________________。
(6)某地下废水中NO的含量测定：取V L废水，加入稀硫酸酸化，再加入V1 mL c1 mol·L－1 FeSO4标准溶液(过量)，充分反应后，用c2 mol·L－1酸性KMnO4标准溶液滴定剩余的Fe2＋，消耗酸性KMnO4标准溶液的体积为V2 mL。
①酸性KMnO4标准溶液与Fe2＋反应的离子方程式为_____________________。
②该地下废水中NO的含量为________mg·L－1(用含V、V1、V2、c1、c2的代数式表示)。
答案：(1)检查分液漏斗是否漏液 (2)排除空气中的氧气对实验的干扰 (3)③⑤①②⑥④ (4)Fe(OH)2 (5)取一定量的滤液于试管中，加入稀硫酸，溶液中有气泡产生，且生成的气体在试管口变为红棕色，则滤液中含有NO (6)①MnO＋5Fe2＋＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O ②
解析：(1)实验前需要对分液漏斗进行检漏。(2)Fe及反应生成的Fe2＋易被氧化，故通入N2并保持后续反应均在N2氛围中进行的目的是排尽装置中的空气，排除空气中的氧气对实验的干扰。(3)连接好装置后应先检查装置气密性，加入实验药品，通入N2排尽空气且持续通入N2，然后发生反应(加入KNO3酸性溶液)，过滤剩余固体，最后检测滤液中成分。则实验步骤的正确顺序为③⑤①②⑥④。(4)反应开始一段时间后铁粉部分溶解，溶液逐渐变为浅绿色，说明有Fe2＋生成，结合实验步骤⑥中白色物质在过滤时被空气中的氧气氧化为Fe(OH)3(红褐色)可知，白色物质为Fe(OH)2。(5)滤液中含有Fe2＋、NO，酸性条件下二者会发生反应生成无色的NO，NO与空气中的O2反应生成红棕色的NO2，故实验方案为取一定量的滤液于试管中，加入稀硫酸，溶液中有气泡产生，且气体在试管口变为红棕色，则滤液中含有NO。(6)①KMnO4与Fe2＋发生反应的离子方程式为MnO＋5Fe2＋＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O。②向废水中加入稀硫酸后再加入FeSO4标准溶液，NO被Fe2＋还原成NO，反应的离子方程式为NO＋4H＋＋3Fe2＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O，剩余的Fe2＋被MnO氧化，反应的离子方程式为MnO＋5Fe2＋＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O，则废水中NO的含量为 mol·L－1×62×103 mg·mol－1＝ mg·L－1。
31．(2024·佛山模拟)HNO3是重要的化工原料，浓HNO3与Cu反应的装置如图1所示：
,图1)
回答下列问题：
(1)仪器a的名称是____________，在该实验中的作用为_____________________。
(2)关于该实验下列说法错误的是________(填序号)。
A．该反应需要加热才能进行
B．可通过抽动铜丝控制反应开始和停止
C．反应后迅速生成大量红棕色气体
D．烧杯中仅发生中和反应
(3)某小组同学发现Cu与浓HNO3反应所得混合溶液为绿色，Cu与稀HNO3反应所得混合溶液为蓝色，针对绿色产生的原因展开探究。
[提出猜想]
猜想a：Cu(NO3)2浓度大。
猜想b：NO2溶解在Cu(NO3)2溶液中。
[实验验证]
实验ⅰ：配制饱和Cu(NO3)2溶液，溶液呈________色，证明猜想a不成立。
实验ⅱ：取适量Cu与浓HNO3反应后的溶液，置于图2所示装置中，鼓入空气后，溶液上方可观察到________________,5min后，溶液完全变为蓝色，证明猜想b成立。
,图2)
(4)另一组同学查阅资料发现：NO2能与水反应生成HNO2，进而发生反应：Cu2＋＋xHNO2??[Cu(NO2)x](x－2)－(绿色)＋xH＋。
①由此该组同学认为通过实验说明猜想b成立不严谨，理由是________________________。
②写出NO2与水反应生成HNO2的化学方程式________________________________________。
③该组同学改进后设计了新的实验：
实验ⅲ：取适量Cu与浓HNO3反应后的溶液，置于图2所示装置中，鼓入氮气后，溶液上方现象与实验ⅱ相同，但5 min后，溶液仍为绿色。对比实验ⅱ与实验ⅲ，可推测Cu(NO3)2溶液为绿色的原因是_________________________________________________________________。
解析：(1)仪器a的名称是球形干燥管，在该实验中的作用为防止倒吸。(2)浓硝酸具有强氧化性，Cu与浓硝酸反应不需要加热就能进行，A错误；可通过抽动铜丝来控制Cu与浓硝酸是否接触，故可控制反应开始和停止，B正确；Cu与浓硝酸反应生成Cu(NO3)2、NO2和H2O，故反应后迅速生成大量红棕色气体，C正确；烧杯中发生的反应有HNO3＋NaOH===NaNO3＋H2O和2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O，故不仅发生中和反应，还发生氧化还原反应，D错误。(3)实验ⅰ：猜想a认为Cu(NO3)2溶液浓度大时呈绿色，浓度小时呈蓝色，故若配制饱和Cu(NO3)2溶液，溶液呈蓝色，证明猜想a不成立。实验ⅱ：猜想b认为NO2溶解在Cu(NO3)2溶液中导致溶液呈绿色，故取适量Cu与浓HNO3反应后的溶液，置于题图2所示装置中，鼓入空气后，空气将带出部分NO2，同时发生反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，溶液上方可观察到红棕色气体，5 min后，溶液完全变为蓝色，证明猜想b成立。
答案：(1)球形干燥管 防止倒吸 (2)AD (3)蓝 有红棕色气体放出 (4)①由于NO2与水反应能够生成HNO2，HNO2与Cu2＋能够发生可逆反应Cu2＋＋xHNO2??[Cu(NO2)x](x－2)－(绿色)＋xH＋，随着空气的通入，HNO2被氧化为HNO3，使得上述可逆反应平衡逆向移动，溶液由绿色变为蓝色，且溶液上方气体呈红棕色说明Cu(NO3)2溶液中的确溶有NO2 ②2NO2＋H2O===HNO2＋HNO3
③NO2溶于Cu(NO3)2溶液中
32．将32.64 g铜与140 mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2 L。请回答下列问题：
(1)NO的体积为________L，NO2的体积为________L。
(2)参加反应的 HNO3的物质的量是________。
(3)待产生的气体全部释放后，向溶液中加入V mL a mol·L－1的 NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2＋全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为________mol·L－1。(列出计算式)
(4)欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3，至少需要30%的双氧水________g。
解析：(1)n(Cu)＝＝0.51 mol，设混合气体中NO的物质的量为x，NO2的物质的量为y。根据气体在标准状况下的总体积为11.2 L，有：x＋y＝0.5 mol。根据得失电子守恒，有：3x＋y＝(0.51×2) mol。解得x＝0.26 mol，y＝0.24 mol。则V(NO)＝0.26 mol×22.4 L·mol－1＝5.824 L，V(NO2)＝11.2 L－5.824 L＝5.376 L。(2)参加反应的HNO3分两部分：一部分没有被还原，显酸性，生成Cu(NO3)2；另一部分被还原成NO2和 NO，所以参加反应的HNO3的物质的量为0.51 mol×2＋0.5 mol＝1.52 mol。(3)HNO3在反应中一部分变成气体，一部分以NO的形式留在溶液中。变成气体的HNO3的物质的量为0.5 mol。加入NaOH溶液至恰好使溶液中Cu2＋全部转化为沉淀，则溶液中只有NaNO3，其物质的量为10—3aV mol，也就是以NO形式留在溶液中的HNO3的物质的量为10－3aV mol。所以，c(HNO3)＝mol·L－1。(4)由得失电子守恒得2×n(Cu)＝2×n(H2O2)，n(H2O2)＝n(Cu)＝0.51 mol，则m(H2O2)＝17.34 g。需30%的双氧水：＝57.8 g。
答案：(1)5.824 5.376 (2)1.52 mol (3) (4)57.8
33．实验小组制备NaNO2，并探究其性质。
Ⅰ.制备NaNO2
(1)A中发生反应的化学方程式是________________________________。
(2)B中选用漏斗替代长直导管的优点是____________________________。
(3)为检验B中制得NaNO2，甲进行以下实验：
序号 试管 操作 现象
① 2 mL B中溶液 加2 mL 0.1 mol·L－1 KI溶液，滴加几滴淀粉溶液 不变蓝
② 2 mL B中溶液 滴加几滴H2SO4至pH＝5，加2 mL 0.1 mol·L－1 KI溶液，滴加几滴淀粉溶液 变蓝
③ 2 mLH2O 滴加几滴H2SO4至pH＝5，加2 mL 0.1 mol·L－1 KI溶液，滴加几滴淀粉溶液 不变蓝
实验③的目的是______________________________________________。
(4)乙认为上述3组实验无法证明B中一定含NaNO2，还需补充实验，理由是___________________________________________。
Ⅱ.探究NaNO2性质
装置
操作 取10 mL 1 mol·L－1 NaNO2溶液于试剂瓶中，加入几滴H2SO4酸化，再加入10 mL 1 mol·L－1 FeSO4溶液，迅速塞上橡胶塞，缓缓通入足量O2
现象 ⅰ.溶液迅速变为棕色；ⅱ.溶液逐渐变浅，有无色气泡产生，溶液上方为浅红棕色；ⅲ.最终形成棕褐色溶液
资料：ⅰ.[Fe(NO)]2＋在溶液中呈棕色。
ⅱ.HNO2在溶液中不稳定，易分解产生NO和NO2气体。
(5)溶液迅速变为棕色的原因是__________________________________________________。
(6)已知棕色溶液变浅是由于生成了Fe3＋，反应的离子方程式是_________________。
解析：(1)A中Cu与稀硝酸反应产生Cu(NO3)2、NO、H2O，根据电子守恒、原子守恒，可得发生反应的化学方程式是3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。
(2)B中选用漏斗替代长直导管的优点是扩大了气体与NaOH的接触面积，使反应快速发生，同时又可防止由于气体溶解而产生的倒吸现象。
(3)实验③和实验②比较，溶液中c(I－)和c(H＋)相同时，前者溶液变为蓝色，后者不变蓝色，证明空气中O2不会氧化I－。
(4)在装置A中反应产生NO，有一部分NO与通入的O2反应产生NO2，若通入NaOH溶液中NO、NO2的物质的量相等，就会发生反应：NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O，若NO2的物质的量比NO多，还会发生反应：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O，这样得到的溶液中含有NaNO3，酸性条件下NO也会氧化I－产生I2而产生干扰，因此还需要补充实验。
(5)NaNO2与稀硫酸反应产生HNO2，离子方程式为NO＋H＋??HNO2，HNO2不稳定，分解产生NO，NO与溶液中的Fe2＋结合形成[Fe(NO)]2＋，使溶液呈棕色。
(6)[Fe(NO)]2＋具有还原性，会被溶解在酸性溶液中的O2氧化生成Fe3＋，同时得到NO，导致溶液颜色逐渐变浅，有无色气泡产生，NO在溶液上方变为浅红棕色气体。
答案：(1)3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
(2)防止倒吸(或增大反应物间的接触面积)
(3)证明当溶液中c(I－)和c(H＋)相同时，空气中O2不会氧化I－
(4)NO2可能与H2O、NaOH反应生成NaNO3，酸性条件下NO也会氧化I－
(5)酸性条件下，NO＋H＋??HNO2，HNO2分解产生NO与溶液中Fe2＋结合形成[Fe(NO)]2＋，因此溶液呈棕色
(6)4[Fe(NO)]2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋4NO＋2H2O
34．(2023·湖北模拟)肼(N2H4)是广泛使用的液体燃料之一，具有较强的还原性。某实验小组拟用NH3和NaClO溶液反应制备肼，装置如图所示(夹持装置未画出)。
(1)装置A中制备NH3的化学方程式为____________________________________________。
(2)装置B中长颈漏斗的作用是__________；装置C中盛放的试剂为__________。
(3)装置B中制备N2H4的化学方程式为_______________________________________________；由于反应放热，通常把B装置放于温度较低的水浴中，目的是_____________________。
(4)下列说法正确的是________(填标号)。
a．N2H4的电子式为
b．实验时，先打开A中的分液漏斗活塞得到饱和氨水后，再打开D中的漏斗活塞
c．装置E的作用是吸收尾气，防止空气污染
(5)测定产品中N2H4的质量分数。取装置B中的溶液4.00 g，并调节为弱酸性，加水配成500 mL溶液，从中取25.00 mL溶液与0.200 0 mol·L－1的I2溶液反应(只有N2H4参与反应，其他物质不反应)，反应过程中有无污染性的气体生成，消耗I2溶液的体积为20.00 mL，则该产品中N2H4的质量分数为________%。
解析：(1)装置A中浓氨水和生石灰制备氨气，化学方程式为NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2。(2)氨气极易溶于水，长颈漏斗的作用是将氨气通入装置B中，且球形部分可以防止倒吸；装置D中反应生成氯气，浓盐酸具有挥发性，HCl气体会和装置B中氢氧化钠溶液反应，导致肼的产率降低，洗气瓶C中的饱和食盐水可除去HCl气体。(3)装置B中NaClO与氨气反应制备肼，化学方程式为NaClO＋2NH3===NaCl＋N2H4＋H2O，装置B保持较低的温度，可防止副反应的发生。(4)N2H4的电子式为，a错误；肼具有较强的还原性，故先打开A中分液漏斗活塞得到饱和氨水，后打开D中漏斗活塞制备氯气，防止生成的肼被氧化，b正确；尾气用NaOH溶液吸收，c正确。(5)N2H4＋2I2===N2↑＋4HI，可得关系式N2H4～2I2，则m(N2H4)＝×0.200 0 mol·L－1×20.00×10－3 L×32 g·mol－1＝0.064 g，样品的纯度为×100%＝32%。
答案：(1)NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2 (2)导气，防倒吸
饱和食盐水 (3)NaClO＋2NH3===NaCl＋N2H4＋H2O 防止温度过高Cl2和NaOH溶液反应生成NaClO3，使生成的NaClO浓度减小，不利于最终产品肼的生成 (4)bc (5)32
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练习十三 多价态元素——氮、磷、砷
1.(2024·安庆模拟)一种以沸石笼为载体对NO进行催化还原的原理如图所示，下列说法正确的是( )
A．反应过程中O原子的成键数目保持不变
B．[Cu(NH3)4]2＋做催化剂，虚线框内物质是中间体
C．反应⑤中[Cu(NH3)4]2＋只起氧化剂的作用
D．该原理的总反应为4NO＋4NH3＋O2===4N2＋6H2O
2．(2024·邯郸模拟)水体中的局部氮循环如图所示。下列说法错误的是( )
A．N2―→NH属于氮的固定
B．图示转化过程中N元素表现出7种化合价
C．表层水中含N物质被氧化，底层水中含N物质被还原
D．在NH、NH2OH、NO和NO中N原子的杂化方式不完全相同
3．(2023·梧州模拟)固氮是将游离态的氮转变为氮的化合物，一种新型人工固氮的原理如图所示。下列叙述正确的是( )
A．转化过程中所涉及的元素均呈现了两种价态
B．反应①②③均为氧化还原反应
C．假设每一步均完全转化，每生成2 mol NH3，同时生成1.5 mol O2
D．参与反应的物质均只含离子键
4．(2022·北京化学)某MOFs的多孔材料刚好可将N2O4“固定”，实现了NO2与N2O4分离并制备HNO3，如图所示：
图例
已知：2NO2(g)??N2O4(g) ΔH<0
下列说法不正确的是( )
A．气体温度升高后，不利于N2O4的固定
B．N2O4被固定后，平衡正移，有利于NO2的去除
C．制备HNO3的原理为2N2O4＋O2＋2H2O===4HNO3
D．每制备0.4 mol HNO3，转移电子数约为 6.02×1022
5．(2024·吉林模拟)在相同状况下，将下列4组混合气体：①体积比为3∶1的NH3和N2；②体积比为1∶1的NO和NO2；③体积比为1∶1的NO2和O2；④体积比为4∶1的NO2和O2分别置于完全相同的试管里，并倒置于水槽中，充分反应后，液面上升高度分别为h1、h2、h3、h4，则下列关系正确的是( )
A．h1>h2>h3>h4 B．h4>h3>h2>h1
C．h4>h1>h3>h2 D．h2>h3>h1>h4
6．(2023·广东化学)1827年，英国科学家法拉第进行了NH3喷泉实验。在此启发下，兴趣小组利用以下装置，进行如下实验。其中，难以达到预期目的的是( )
7．(2024·北京检测)联氨(N2H4)可用于处理水中的溶解氧，其反应机理如图所示。下列说法不正确的是( )
A．N2H4分子中的共价键只有s-p σ键
B．N2H4具有还原性，在一定条件下可被O2氧化
C．②中反应产物是[Cu(NH3)2]＋而不是[Cu(NH3)4]2＋，说明[Cu(NH3)2]＋相对较稳定
D．③中发生反应：4[Cu(NH3)2]＋＋O2＋8NH3·H2O===4[Cu(NH3)4]2＋＋4OH－＋6H2O
8．(2024·湖南娄底模拟)实验室用N2H4(肼，又名联氨，常温下为无色油状液体，沸点为113.5 ℃，具有与氨相似的气味，有弱碱性和较强的还原性)还原Cu(OH)2制备纳米Cu2O的装置(部分夹持及加热装置已省略)如图所示。已知：NaNO2溶液与NH4Cl溶液在加热条件下反应能得到N2。下列说法不正确的是( )
A．装置②⑥中分别盛装浓硫酸和稀硫酸
B．无水硫酸铜由白色变为蓝色，说明从装置④出来的气体中含有水蒸气
C．装置④中发生反应的化学方程式为N2H4＋4Cu(OH)22Cu2O＋N2＋6H2O
D．加入反应试剂后，先打开K2，待装置④中反应完且冷却至室温，再打开K1排尽装置中的N2H4
9．某同学进行如下实验：
实验步骤 实验现象
Ⅰ 将NH4Cl固体加入试管中，并将湿润的pH试纸置于试管口，试管口略向下倾斜，对试管底部进行加热 试纸颜色变化：黄色→蓝色(pH≈10)→黄色→红色(pH≈2)；试管中部有白色固体附着
Ⅱ 将饱和NH4Cl溶液滴在pH试纸上 试纸颜色变化：黄色→橙黄色(pH≈5)
下列说法不正确的是( )
A．根据Ⅰ中试纸变蓝，说明NH4Cl发生了分解反应
B．根据Ⅰ中试纸颜色变化，说明氨气比氯化氢气体扩散速率快
C．Ⅰ中试纸变成红色，是由于NH4Cl水解造成的
D．根据试管中部有白色固体附着，说明不宜用加热NH4Cl的方法制备NH3
10．(2023·广东五校联考)分别称取两份2.39 g (NH4)2SO4和NH4Cl固体混合物。将其中一份配成溶液，逐滴加入一定浓度的Ba(OH)2溶液，产生的沉淀质量与加入Ba(OH)2溶液体积的关系如图所示。另一份固体混合物中NH与Ba(OH)2溶液(浓度同上)恰好完全反应时，溶液中c(Cl－)为( )
A．0.01 mol·L－1 B.0.1 mol·L－1
C．0.2 mol·L－1 D.0.02 mol·L－1
11．将铜丝插入浓硝酸中进行如图所示的实验，下列说法正确的是( )
A．装置a中出现红棕色气体，只体现HNO3的酸性
B．一段时间后抽出铜丝，向装置b中注入水，b中气体红棕色变浅
C．注入水后装置b中铜片表面产生气泡，说明Cu与硝酸反应生成H2
D．装置c用NaOH吸收尾气，说明NO和NO2均是酸性氧化物
12．(2024·北京模拟)某同学进行如下实验。下列说法不正确的是( )
实验 实验现象
ⅰ 将铜粉加入试管中，再加入稀HNO3 溶液变蓝，液面上方呈浅红棕色；至不再产生气泡时，铜粉有剩余，余液呈酸性
ⅱ 继续向ⅰ中试管加入少量固体NaNO3 又产生气泡，铜粉减少，液面上方呈浅红棕色
ⅲ 取饱和Cu(NO3)2溶液，加入少量固体NaNO3和铜粉 无明显变化
A.HNO3氧化性的强弱与其浓度大小有关
B．ⅰ、ⅱ中铜粉减少的原因能用相同的离子反应解释
C．ⅰ中余液呈酸性的主要原因是Cu2＋＋2H2O??Cu(OH)2＋2H＋
D．用一定浓度的H2SO4与NaNO3也能使铜粉溶解
13.(2024·广东模拟)如图所示为氮元素的“价—类”二维图。下列有关说法不正确的是( )
A．a的化学性质不活泼，常用作保护气
B．“雷雨发庄稼”涉及的转化过程包含a→c→d→e
C．b与e按物质的量之比为1∶1完全反应，所得生成物的水溶液呈中性
D．f既有氧化性，又有还原性
14．(2024·洛阳模拟)氮元素在自然界的某种转化示意图如图所示(a、b、c和d代表一定比例的H＋和e－)。下列说法正确的是( )
A．过程①中NO体现氧化性
B．过程②中发生反应的离子方程式为NO＋H＋＋e－===NO↑＋H2O
C．过程③中c代表的是3H＋＋3e－
D．过程④中1 mol N2H4参加反应转移6 mol电子
15．(2024·辽宁调研)如图流程可实现SO2和NO综合处理并获得保险粉(Na2S2O4)和硝铵。下列说法错误的是( )
A．若装置Ⅰ中得到比较纯的NaHSO3，此时溶液呈酸性
B．装置Ⅱ中发生的离子反应一定为2NO＋3H2O＋4Ce4＋===4Ce3＋＋NO＋NO＋6H＋
C．装置Ⅲ中生成Ce4＋与S2O的物质的量之比为2∶1
D．上述流程中Ce4＋可以循环利用
16．(2024·郴州检测)次磷酸钠(NaH2PO2)广泛应用于化学镀镍，在生产NaH2PO2的过程中会产生大量废渣[主要含NaH2PO2和CaHPO3，还含有少量Ca(OH)2]，一种回收次磷酸钠以及化学镀镍过程的工艺流程如图所示。
已知：①CaHPO3和Ca(OH)2的Ksp分别为1×10－4和6×10－6；
②H3PO2为一元弱酸，H3PO3为二元弱酸；
③lg 6＝0.8。
下列叙述错误的是( )
A．“趁热过滤”的目的是防止滤渣中的Ca(OH)2溶解
B．“趁热过滤”后，要使滤液中HPO的浓度不小于0.01 mol·L－1，则滤液的pH应不低于11.6
C．试剂A可以是H3PO3，Na2HPO3是正盐
D．“镀镍”时，发生反应的离子方程式为2Ni2＋＋H2PO＋2H2O===H3PO4＋2Ni＋3H＋
17．(2024·枣庄模拟)从砷化镓废料(主要成分为GaAs、Fe2O3、SiO2和CaCO3)中回收镓和砷的工艺流程如图所示。下列说法正确的是( )
A．“碱浸”时，温度越高，浸取率越高
B．“碱浸”时，每反应1 mol GaAs，理论上消耗4 mol H2O2
C．滤渣Ⅲ的成分是SiO2
D．“操作”用到的主要仪器有酒精灯、玻璃棒、坩埚、泥三角
18．(2023·河南联考)中国自古有“信口雌黄”“雄黄入药”之说。雌黄As2S3和雄黄As4S4早期都曾用作绘画颜料，也可用来入药。As有＋2、＋3两种常见价态。在一定条件下，雌黄和雄黄的转化关系如图所示，下列有关说法错误的是( )
A．反应Ⅱ中若0.5 mol As4S4参加反应，转移14 mol电子，则物质a为SO2
B．从反应Ⅲ可以推出亚砷酸(H3AsO3)的酸酐为As2O3
C．反应Ⅳ属于非氧化还原反应
D．反应Ⅰ中，As2S3和Sn2＋恰好完全反应时，其物质的量之比为2∶1
19．(2024·江苏模拟)大气中的氮以N2分子形式稳定存在于自然界，只有少量的N2通过生物固氮和高能固氮的方式从游离态转变为化合态，进入土壤和海洋。通过化学方法也可将N2转变为人类需要的各种含氮化合物，但硝酸的生产、化石燃料的燃烧以及机动车辆尾气的排放，也带来一些不利的影响。下列关于氮及其化合物的转化说法不正确的是( )
A．豆科植物的根瘤菌能把空气中N2转化为NH3或铵盐
B．土壤中的硝酸盐可被细菌分解转化为N2返回大气中
C．陆地和海洋中的植物能吸收含氮化合物制造蛋白质
D．用NH3生产HNO3的过程中N元素只发生氧化反应
20．(2024·北京模拟)宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一。下列关于含N化合物的物质性质实验对应的反应方程式书写不正确的是( )
A．将过量氨气通入氯化铝溶液中：Al3＋＋4NH3·H2O===[Al(OH)4]－＋4NH
B．用浓氨水检验氯气管道是否泄漏：8NH3＋3Cl2===6NH4Cl＋N2
C．温度升高气体颜色加深：N2O4(g)??2NO2(g) ΔH>0
D．NaNO2溶液显碱性：NO＋H2O??HNO2＋OH－
21．(2024·辽宁模拟)下列有关氮及其化合物的说法中正确的是( )
A．NH3的水溶液可以导电，NH3为电解质
B．BaSO3固体能溶于稀硝酸，生成Ba(NO3)2溶液，并放出SO2气体
C．某溶液Y中加入氢氧化钠浓溶液并加热，产生了使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，溶液Y不一定是铵盐溶液
D．将相同质量的铜分别与过量浓硝酸、过量稀硝酸反应，消耗硝酸的物质的量：前者少，后者多
22．(2023·山东模拟)某同学做“FeSO4被HNO3氧化”的实验，发现溶液变深棕色。猜想可能是生成的NO2或NO与Fe2＋或Fe3＋反应，使溶液变为深棕色，设计如图装置探究。下列说法错误的是( )
A．先检查装置气密性，加入药品后，关闭c，打开a和b，再通入一段时间N2
B．关闭a、c，打开b及分液漏斗活塞，反应后丙中溶液变为深棕色，丁中溶液无明显变化，证明NO与Fe2＋反应
C．甲中反应一段时间后，更新丙、丁中试剂，关闭a和b，打开c，反应后丙中溶液变为深棕色，丁中溶液无明显变化，证明NO2也可与Fe2＋反应
D．该实验的缺陷是缺少尾气吸收装置
23．(2024·海门调研)工业上将含NO2的废气通入氢氧化钠溶液中可获得NaNO3和NaNO2，也可向废气中通入NH3，在催化剂的条件下转化为无毒无害的气体排放。下列装置用于实验室制NO2并回收硝酸铜，能达到实验目的的是( )
A．用装置甲制取NO2
B．用装置乙除NO2中的少量HNO3
C．用装置丙收集NO2
D．用装置丁蒸干Cu(NO3)2溶液制Cu(NO3)2·6H2O
24．(2024·深圳模拟)如图所示为“双色双喷泉”实验装置。图中烧瓶内分别充满了氨气和氯化氢。烧杯内盛放滴有石蕊溶液的蒸馏水。下列说法错误的是( )
A．在实验室中可用浓氨水和生石灰制备氨气，用浓盐酸和浓硫酸制备氯化氢
B．在实验室中干燥氨气时可选用的干燥剂是碱石灰，而氯化氢不能用碱石灰干燥
C．实验中同时打开止水夹a、c、d，即可分别形成蓝色和红色喷泉
D．喷泉结束后将烧瓶内的溶液混合后蒸干可得氯化铵固体
25．(2023·天津联考)合成氨及其衍生工业是化工生产的重要门类，请结合图示判断下列说法不正确的是( )
A．合成氨采用400～500 ℃是为了提高原料转化率和反应速率
B．湿润的淀粉-KI试纸不可以鉴别气体2和溴蒸气
C．生成固体1的化学方程式为NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl
D．1 L气体1、2的混合气与1 L NH3在一定条件下转化为对环境无害的物质，混合气中二者的体积比为1∶1
26．(2024·济宁质检)在微生物作用下NH可以转化为NO，处理氨氮废水的工艺流程如图，下列说法错误的是( )
A．加入NaOH溶液调pH，可以实现部分NH3的回收
B．硝化过程的离子方程式为NH＋2O2＋2OH－===NO＋3H2O
C．反硝化过程，需要继续加NaOH溶液调pH
D．理论上消耗1 mol甲醇可以生成标准状况下35.84 L气体
27．(1)汽车尾气中的CO、NOx，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4NH3＋6NO5N2＋6H2O，写出氨气将NO2转化为无毒气体的化学方程式：_____________________________________，该反应中氧化产物与还原产物的质量之比为________。
(3)工业尾气中的氮氧化物常采用碱液吸收法处理。
①NO2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NO2按物质的量之比为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________。
28. (2024·天津模拟)某实验小组拟在实验室模拟工业合成氨，并进行氨的催化氧化。
Ⅰ.实验室模拟合成氨的流程如图：
已知：实验室可用饱和亚硝酸钠(NaNO2)溶液与饱和氯化铵溶液加热反应制取氮气。
(1)图中制取氮气的装置是________(填标号)；制取氢气的装置是________(填标号)。
(2)氮气和氢气通过装置甲，装置甲的作用除了将气体混合外，还有________、________。
(3)原料气通入合成装置合成氨的化学方程式是___________________________________。
Ⅱ.氨的催化氧化
(4)将从合成器流出并经冷却后的气体连续通入装置乙的水中进行吸收，________(填“会”或“不会”)发生倒吸，原因是____________________________________。
(5)用装置乙吸收一段时间氨后，再通入空气，同时将经过加热的铂丝插入装置乙的锥形瓶内，能使铂丝保持红热的原因是________________________，锥形瓶中还可观察到的现象是________________________。
(6)反应结束后锥形瓶内的溶液中含有H＋、OH－、________、________(填离子符号)。
29．(2022·海南化学)磷酸氢二铵[(NH4)2HPO4]常用于干粉灭火剂。某研究小组用磷酸吸收氨气制备(NH4)2HPO4，装置如图所示(夹持和搅拌装置已省略)。
回答问题：
(1)实验室用NH4Cl(s)和Ca(OH)2(s)制备氨气的化学方程式为______________________。
(2)现有浓H3PO4质量分数为85%，密度为1.7 g·mL－1。若实验需100 mL 1.7 mol·L－1的H3PO4溶液，则需浓H3PO4________mL(保留一位小数)。
(3)装置中活塞K2的作用为____________________。实验过程中，当出现________现象时，应及时关闭K1，打开K2。
(4)当溶液pH为8.0～9.0时，停止通NH3，即可制得(NH4)2HPO4溶液。若继续通入NH3，当pH>10.0时，溶液中OH－、________和________(填离子符号)浓度明显增加。
(5)若本实验不选用pH传感器，还可选用________作指示剂，当溶液颜色由________色变为浅红时，停止通NH3。
30.2024·广东深圳模拟)研究发现，利用铁单质还原NO可脱除地下废水中的硝酸盐。实验室利用如图装置探究铁粉与KNO3溶液的反应，实验步骤有如下六步：
①打开弹簧夹，缓慢通入N2，并保持后续反应均在N2氛围中进行；
②加入pH已调至2.5的0.01 mol·L－1 KNO3酸性溶液100 mL，一段时间后铁粉部分溶解，溶液逐渐变为浅绿色；待铁粉不再溶解后静置，发现剩余固体表面有少量白色物质附着；
③连接好装置，并检查装置的气密性；
④检测到滤液中存在NO、NH和Fe2＋；
⑤装好药品；
⑥过滤剩余固体时，表面的白色物质变为红褐色。
回答下列问题：
(1)实验前使用仪器a的第一步操作是_______________________________________。
(2)通入N2并保持后续反应均在N2氛围中进行的目的是_________________________________。
(3)实验步骤的正确顺序是____________(填序号)。
(4)白色物质是________(填化学式)。
(5)检验滤液中NO的实验方案是___________________________________________________。
(6)某地下废水中NO的含量测定：取V L废水，加入稀硫酸酸化，再加入V1 mL c1 mol·L－1 FeSO4标准溶液(过量)，充分反应后，用c2 mol·L－1酸性KMnO4标准溶液滴定剩余的Fe2＋，消耗酸性KMnO4标准溶液的体积为V2 mL。
①酸性KMnO4标准溶液与Fe2＋反应的离子方程式为_____________________。
②该地下废水中NO的含量为________mg·L－1(用含V、V1、V2、c1、c2的代数式表示)。
31．(2024·佛山模拟)HNO3是重要的化工原料，浓HNO3与Cu反应的装置如图1所示：
,图1)
回答下列问题：
(1)仪器a的名称是____________，在该实验中的作用为_____________________。
(2)关于该实验下列说法错误的是________(填序号)。
A．该反应需要加热才能进行
B．可通过抽动铜丝控制反应开始和停止
C．反应后迅速生成大量红棕色气体
D．烧杯中仅发生中和反应
(3)某小组同学发现Cu与浓HNO3反应所得混合溶液为绿色，Cu与稀HNO3反应所得混合溶液为蓝色，针对绿色产生的原因展开探究。
[提出猜想]
猜想a：Cu(NO3)2浓度大。
猜想b：NO2溶解在Cu(NO3)2溶液中。
[实验验证]
实验ⅰ：配制饱和Cu(NO3)2溶液，溶液呈________色，证明猜想a不成立。
实验ⅱ：取适量Cu与浓HNO3反应后的溶液，置于图2所示装置中，鼓入空气后，溶液上方可观察到________________,5min后，溶液完全变为蓝色，证明猜想b成立。
,图2)
(4)另一组同学查阅资料发现：NO2能与水反应生成HNO2，进而发生反应：Cu2＋＋xHNO2??[Cu(NO2)x](x－2)－(绿色)＋xH＋。
①由此该组同学认为通过实验说明猜想b成立不严谨，理由是________________________。
②写出NO2与水反应生成HNO2的化学方程式________________________________________。
③该组同学改进后设计了新的实验：
实验ⅲ：取适量Cu与浓HNO3反应后的溶液，置于图2所示装置中，鼓入氮气后，溶液上方现象与实验ⅱ相同，但5 min后，溶液仍为绿色。对比实验ⅱ与实验ⅲ，可推测Cu(NO3)2溶液为绿色的原因是_________________________________________________________________。
32．将32.64 g铜与140 mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2 L。请回答下列问题：
(1)NO的体积为________L，NO2的体积为________L。
(2)参加反应的 HNO3的物质的量是________。
(3)待产生的气体全部释放后，向溶液中加入V mL a mol·L－1的 NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2＋全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为________mol·L－1。(列出计算式)
(4)欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3，至少需要30%的双氧水________g。
33．实验小组制备NaNO2，并探究其性质。
Ⅰ.制备NaNO2
(1)A中发生反应的化学方程式是________________________________。
(2)B中选用漏斗替代长直导管的优点是____________________________。
(3)为检验B中制得NaNO2，甲进行以下实验：
序号 试管 操作 现象
① 2 mL B中溶液 加2 mL 0.1 mol·L－1 KI溶液，滴加几滴淀粉溶液 不变蓝
② 2 mL B中溶液 滴加几滴H2SO4至pH＝5，加2 mL 0.1 mol·L－1 KI溶液，滴加几滴淀粉溶液 变蓝
③ 2 mLH2O 滴加几滴H2SO4至pH＝5，加2 mL 0.1 mol·L－1 KI溶液，滴加几滴淀粉溶液 不变蓝
实验③的目的是______________________________________________。
(4)乙认为上述3组实验无法证明B中一定含NaNO2，还需补充实验，理由是___________________________________________。
Ⅱ.探究NaNO2性质
装置
操作 取10 mL 1 mol·L－1 NaNO2溶液于试剂瓶中，加入几滴H2SO4酸化，再加入10 mL 1 mol·L－1 FeSO4溶液，迅速塞上橡胶塞，缓缓通入足量O2
现象 ⅰ.溶液迅速变为棕色；ⅱ.溶液逐渐变浅，有无色气泡产生，溶液上方为浅红棕色；ⅲ.最终形成棕褐色溶液
资料：ⅰ.[Fe(NO)]2＋在溶液中呈棕色。
ⅱ.HNO2在溶液中不稳定，易分解产生NO和NO2气体。
(5)溶液迅速变为棕色的原因是__________________________________________________。
(6)已知棕色溶液变浅是由于生成了Fe3＋，反应的离子方程式是_________________。
34．(2023·湖北模拟)肼(N2H4)是广泛使用的液体燃料之一，具有较强的还原性。某实验小组拟用NH3和NaClO溶液反应制备肼，装置如图所示(夹持装置未画出)。
(1)装置A中制备NH3的化学方程式为____________________________________________。
(2)装置B中长颈漏斗的作用是__________；装置C中盛放的试剂为__________。
(3)装置B中制备N2H4的化学方程式为_______________________________________________；由于反应放热，通常把B装置放于温度较低的水浴中，目的是_____________________。
(4)下列说法正确的是________(填标号)。
a．N2H4的电子式为
b．实验时，先打开A中的分液漏斗活塞得到饱和氨水后，再打开D中的漏斗活塞
c．装置E的作用是吸收尾气，防止空气污染
(5)测定产品中N2H4的质量分数。取装置B中的溶液4.00 g，并调节为弱酸性，加水配成500 mL溶液，从中取25.00 mL溶液与0.200 0 mol·L－1的I2溶液反应(只有N2H4参与反应，其他物质不反应)，反应过程中有无污染性的气体生成，消耗I2溶液的体积为20.00 mL，则该产品中N2H4的质量分数为________%。
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