2020-2021学年第一单元 氮的固定导学案及答案

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[核心素养发展目标] 1.能从分子结构的角度认识氮气的化学稳定性，熟知氮气与镁、氧气、氢气的化学反应及其条件。了解氮的固定。2.能从物质类别和氮元素的化合价认识氮氧化物的性质与转化，促进“证据推理与模型认知”化学核心素养的发展。
一、氮分子的结构
1．氮元素的存在
在自然界中，氮元素既有游离态，也有化合态，但绝大部分氮元素以游离态的氮气分子形式存在于空气中。
2．氮气
(1)氮分子的结构
氮气分子的电子式和结构式分别为eq \\al(·,·)N⋮⋮Neq \\al(·,·)、N≡N。
(2)氮气的物理性质
(3)氮气的化学性质
通常状况下较稳定，与其他物质不反应。
①氮气能与氧气在放电条件下直接化合，反应的化学方程式为N2＋O2eq \(=====,\s\up7(放电))2NO。
②氮气能与氢气反应，化学方程式为N2(g)＋3H2(g)eq \(,\s\up7(高温、高压),\s\d5(催化剂))2NH3(g)。该反应是工业合成氨的反应原理。
③氮气能与金属镁反应，化学方程式为3Mg＋N2eq \(=====,\s\up7(点燃))Mg3N2。
1．正误判断
(1)氮元素有多种化合价，其最高正价为＋5价( )
(2)氮原子与其他原子只能形成共价键，不能形成离子键( )
(3)氮气常用作焊接金属、填充灯泡、保存食品的保护气( )
(4)N2和O2在放电条件下会生成NO2( )
(5)N2中N元素价态为0价，处于中间价态，因此既有氧化性，又有还原性( )
答案 (1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)√
2．下列关于氮气的叙述错误的是( )
A．N2是一种无色、无味的气体
B．N2可用作生产氮肥和硝酸的原料
C．N2可用浓硫酸或碱石灰干燥
D．N2可用排空气法收集
答案 D
解析 N2是一种无色、无味的气体，A正确；N2可与H2作用合成氨气，NH3可用作生产氮肥和硝酸的原料，B正确；N2与浓硫酸和碱石灰都不反应，可用它们干燥，C正确；N2的密度比空气略小，不能用排空气法收集，D错误。
3．下列有关氮气的说法错误的是________(填字母)。
a．氮气在通常情况下不燃烧，也不支持燃烧，不能供给呼吸
b．液氮可用于医学和高科技领域，制造低温环境
c．利用氮气的稳定性，工业上用来替代稀有气体作焊接金属的保护气
d．在高温高压、催化剂条件下与氢气反应时，氮气作还原剂
e．金属镁在空气(忽略空气中二氧化碳)中燃烧，产物只有氧化镁
f．反应N2＋O2eq \(=====,\s\up7(高温))2NO是汽车尾气造成污染的主要原因之一
答案 de
解析 氮气的化学性质很稳定，在通常情况下不燃烧，也不支持燃烧，不能供给呼吸，a项正确；液氮汽化吸热，可用于制造低温环境，b项正确；氮气的化学性质很稳定，可用作焊接金属的保护气，c项正确；氮气与氢气生成氨气的反应中，N的化合价从0降低到－3，作氧化剂，d项错误；Mg在点燃条件下可以和O2及N2发生反应2Mg＋O2eq \(=====,\s\up7(点燃))2MgO、3Mg＋N2eq \(=====,\s\up7(点燃))Mg3N2，因此产物为MgO和Mg3N2，e项错误；N2和O2在汽缸中发生反应生成NO，NO为大气污染物，f正确。
二、氮的固定
1．概念
将空气中游离态的氮转化成含氮化合物叫作氮的固定。
2．方法
3．自然界中的氮循环
1．下列反应属于氮的固定的是( )
A．3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
B．2NO＋O2===2NO2
C．N2＋O2eq \(=====,\s\up7(放电))2NO
D．4NH3＋5O2eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))4NO＋6H2O
答案 C
解析 氮的固定是将空气中游离态的氮转化成含氮化合物的过程，即由单质变为化合物，答案选C。
2.氮在自然界中的循环如下图所示。
(1)过程①称为________，写出合成氨反应的化学方程式：______________________________，
该反应中氮气显________性(填“氧化”或“还原”，下同)。
(2)过程②中能通过________的作用将空气中的氮气固定下来，写出③中固氮反应的化学方程式：___________________________________________________________________________，该反应中氮气显________性。
(3)过程④中的亚硝酸盐有毒，工业上若直接排放将会造成环境污染。已知NaNO2遇到还原性较强的NHeq \\al(＋,4)会被还原为N2，在废液中加入下列物质不能使NaNO2无害化排放的是________(填字母)。
a．H2O2 b．NH4Cl c．KNO3 d．NaOH
答案 (1)人工固氮 N2＋3H2eq \(,\s\up7(高温、高压),\s\d5(催化剂))2NH3 氧化
(2)豆科植物根瘤菌 N2＋O2eq \(=====,\s\up7(放电))2NO 还原
(3)acd
解析 (3)据题给信息，NaNO2可以被NHeq \\al(＋,4)还原为N2，因此NH4Cl可以处理废水中的NOeq \\al(－,2)，而H2O2、KNO3都为氧化剂，不能将NaNO2还原为无毒的N2，NaOH和NaNO2不反应，故a、c、d符合题意。
1氮的固定必须为将游离态的N2转化为化合态含氮物质的过程，为氧化还原反应。
2氮气性质的“一惰性、两反应”。氮气化学性质很稳定，通常状况下，很难与其他物质反应，但是在一定条件下也能与氢气、氧气等反应。
3氮元素是多价态元素，氮气中氮元素呈0价，处于中间价态，故氮气既有氧化性与H2反应，又有还原性与O2反应。
三、一氧化氮和二氧化氮
1.一氧化氮、二氧化氮的物理性质
2.一氧化氮、二氧化氮的化学性质
(1)在一定条件下，NO和NO2可以相互转化
①NO→NO2：2NO＋O2===2NO2(NO表现还原性)。
②NO2→NO：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO(NO2既表现氧化性，又表现还原性)。
(2)NO、NO2的其他性质
①
②
1．俗话说“雷雨发庄稼”，试说出其中的原理，写出反应的化学方程式。
提示 雷电发生时，空气中的N2和O2化合生成NO，NO迅速被氧化为NO2，NO2溶于水生成HNO3，HNO3跟土壤中的矿物质作用生成硝酸盐，NOeq \\al(－,3)可被植物吸收。N2＋O2eq \(=====,\s\up7(放电))2NO,2NO＋O2===2NO2,3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。
2．NO2是否属于酸性氧化物？
提示 NO2与水反应除了生成HNO3外，还有NO生成，因此，NO2不属于酸性氧化物。
3．如图所示，室温下向盛有3.0 mL NO的试管中缓缓通入1.5 mL O2(所有气体的体积均在标准状况下测定)。
(1)写出观察到的现象。
提示 ①通入O2，试管内气体由无色变为红棕色；②试管内液面上升；③试管内剩余无色气体。
(2)写出上述过程中发生反应的化学方程式。
提示 2NO＋O2===2NO2、3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。
(3)最终试管中剩余的气体是什么？体积为多少？
提示 NO,1.0 mL。
设1.5 mL O2全部参加反应，由总反应4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3知：V反应(NO)＝V(O2)×eq \f(4,3)＝1.5 mL×eq \f(4,3)＝2.0 mL，而NO的总体积是3.0 mL，故剩余NO的体积是1.0 mL。
1．正误判断
(1)由于NO极易与O2反应，并且其密度与空气相差不多，因此收集NO只能用排水法( )
(2)由于NO2极易与水反应且密度比空气大，因此收集NO2只能用向上排空气法( )
(3)NO2易溶于水生成HNO3，故NO2是酸性氧化物( )
(4)N2与O2反应时，不论O2是否足量，其一步反应都只能得到NO，不能生成NO2( )
(5)NO和NO2都是有刺激性气味的有毒气体，它们都是大气污染物( )
(6)可用湿润的淀粉碘化钾试纸鉴别NO2和Br2( )
答案 (1)√ (2)√ (3)× (4)√ (5)× (6)×
2．下列关于氮的氧化物的说法中，正确的是( )
A．氮的氧化物都是酸性氧化物
B．氮的氧化物都既有氧化性，又有还原性
C．NO与H2O反应生成HNO3
D．只能用排水法收集NO
答案 D
解析 NO不能与碱溶液反应，属于不成盐氧化物，A项错误；N2O5中氮元素为最高价，只有氧化性，B项错误；NO与水不反应，C项错误。
3．将充有20 mL N2和NO2的混合气体的试管倒立在水槽中，充分反应后，试管残留10 mL气体，则原混合气体中N2和NO2的体积之比是( )
A．1∶1 B．1∶2 C．1∶3 D．2∶3
答案 C
解析 据3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，则V(剩)＝V(N2)＋eq \f(1,3)V(NO2)，设N2有x mL，则NO2为(20－x) mL，有V(剩)＝10 mL＝x mL＋eq \f(1,3)(20－x) mL，解得x＝5，即V(N2)＝5 mL，V(NO2)＝15 mL，所以V(N2)∶V(NO2)＝1∶3。
熟记NOx与O2混合气体被吸收关系
(1)4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3
V(NO2)∶V(O2)eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(＝4∶1 恰好完全吸收,<4∶1 剩余气体为O2,>4∶1 剩余气体为NO))
(2)4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3
V(NO)∶V(O2)eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(＝4∶3 恰好完全吸收,<4∶3 剩余气体为O2,>4∶3 剩余气体为NO))
1．下列关于自然界中氮循环(如图)的说法不正确的是( )
A．人工固氮时，氮元素均被氧化
B．Mg与N2反应生成氮化镁，也属于氮的固定
C．含氮无机物和含氮有机物可相互转化
D．碳、氢、氧三种元素也参与了氮循环
答案 A
2．下列关于N2的叙述错误的是( )
A．N2既可作氧化剂又可作还原剂
B．雷雨天，空气中的N2和O2可反应生成NO
C．氮的固定是将N2转化成含氮化合物
D．NO和NO2都可稳定存在于空气中
答案 D
解析 N2中N元素的化合价可以降低生成NH3，也可以升高生成NO等，因此N2既可作氧化剂又可作还原剂，故A正确；雷雨天时，发生自然固氮，空气中的N2和O2反应生成NO，故B正确；氮的固定是将空气中游离态的氮(N2)转化为含氮化合物的过程，故C正确；NO能与空气中的氧气反应生成二氧化氮，所以一氧化氮在空气中不能稳定存在，故D错误。
3.按下图进行实验，试管内装有12 mL NO，然后间歇而缓慢地通入8 mL O2，下面有关实验最终状态的描述正确的是( )
A．试管内气体呈红棕色
B．试管内气体为无色的NO
C．试管内气体为无色的O2
D．试管内液面上升至充满整个试管
答案 B
解析 试管内装有12 mL NO，然后间歇而缓慢地通入8 mL氧气，依据反应：4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，知NO过量，反应后剩余NO的体积为12 mL－8 mL×eq \f(4,3)＝eq \f(4,3) mL，即试管内气体为无色的NO。
4．NO与NO2中氮元素的价态均处于中间价态，则NO与NO2均既有氧化性又有还原性。
(1)NO极易与氧气反应表现________性，化学方程式为________________________________；
在一定条件下与氨气发生归中反应生成N2，其化学方程式为___________________________。
(2)NO2可发生自身歧化反应，NO2与H2O的化学方程式为______________________________，
氧化剂和还原剂的物质的量之比为________，NO2与NaOH溶液反应可生成两种盐，其中一种是NaNO3，化学方程式为______________________________________________________。
答案 (1)还原 2NO＋O2===2NO2 4NH3＋6NOeq \(=====,\s\up7(一定条件))5N2＋6H2O
(2)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 1∶2 2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O
题组一 氮的固定
1．下列过程中不属于氮的固定的是( )
A．工业制氨气
B．雷雨天产生NO
C．由氨气生成硝酸铵
D．氮气在根瘤菌作用下生成NOeq \\al(－,3)
答案 C
解析 氮的固定是将空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程。工业上合成氨：N2＋3H2eq \(,\s\up7(高温、高压),\s\d5(催化剂))2NH3，是将氮气转化为氮的化合物，属于人工固氮；在雷电作用下，使空气中的N2与O2反应产生NO，属于高能固氮；氨气、硝酸铵都是氮的化合物，是含氮化合物之间的转化，不是游离态的氮转化为含氮化合物的过程，不属于氮的固定；氮气在根瘤菌作用下生成NOeq \\al(－,3)，属于生物固氮。
2．生物固氮是指( )
A．生物从土壤中吸收含氮养料
B．将含氮化合物转变为植物蛋白质
C．土壤中的硝酸盐被细菌分解转化为氮气
D．豆科植物根瘤菌将空气中的氮气转化为含氮化合物
答案 D
3．(2020·咸阳高一期末)氮是动植物生长不可缺少的元素，含氮化合物也是重要的化工原料。自然界中存在如图所示的氮元素的循环过程，下列说法不正确的是( )
A．过程①“雷电作用”中发生的反应是N2＋O2eq \(=====,\s\up7(放电))2NO
B．过程③“固氮作用”中，氮气被还原
C．⑤中涉及的反应可能有2NOeq \\al(－,2)＋O2===2NOeq \\al(－,3)
D．⑥中涉及的反应可能有2NOeq \\al(－,3)＋12H＋===N2↑＋6H2O
答案 D
解析 过程①“雷电作用”中氮气与氧气化合生成NO，即发生的反应是N2＋O2eq \(=====,\s\up7(放电))2NO，A正确；过程③“固氮作用”中氮元素化合价降低，氮气被还原，B正确；⑤中NOeq \\al(－,2)被氧化为NOeq \\al(－,3)，涉及的反应可能有2NOeq \\al(－,2)＋O2===2NOeq \\al(－,3)，C正确；⑥中氮元素化合价降低，NOeq \\al(－,3)被还原，涉及的反应不可能为2NOeq \\al(－,3)＋12H＋===N2↑＋6H2O，因为此反应中只有元素化合价降低，没有元素化合价升高，故D错误。
题组二 一氧化氮、二氧化氮的性质
4．(2020·菏泽一中月考)最新的病毒学研究证实，一氧化氮对SARS、新型冠状病毒都有直接抑制作用。下列关于一氧化氮的叙述正确的是( )
A．一氧化氮是一种红棕色气体
B．常温常压下，一氧化氮不能与空气中的氧气直接化合
C．一氧化氮可由氮气和氧气在放电条件下直接化合得到
D．一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集
答案 C
解析 NO是一种无色微溶于水的气体，可以用排水法收集；常温常压下，NO容易与氧气直接化合生成NO2。
5．(2020·湖南岳阳高一检测)众所周知，一氧化氮是一种大气污染物，是吸烟、汽车尾气及垃圾燃烧等释放出的有害气体，但是这种最常见、最简单的气体小分子在生物体内却是一种重要的信使分子，具有保护心血管、降低血压以及提升记忆力的作用。
下列关于NO的说法正确的是( )
A．NO是无色气体，易溶于水，是酸性氧化物
B．NO在人体内可做“信使分子”能扩张血管，提高免疫力等，因此大气中的NO对人体无害
C．NO在空气中可以转化为NO2，二者都是大气污染物
D．NO在化学反应中，只能作还原剂，不能作氧化剂
答案 C
解析 NO是无色微溶于水的气体，NO不与碱反应，不是酸性氧化物，故A项错误；NO有毒，为大气污染物，对人体有害，故B项错误；NO和O2发生反应：2NO＋O2===2NO2，NO、NO2都是大气污染物，C项正确；NO分子中N元素价态为＋2价，为中间价态，在一定条件的反应中既可作氧化剂，又可作还原剂，D项错误。
6．运载火箭的推进剂引燃后产生的气体主要是CO2、H2O、N2、NO，这些气体均为无色，但在卫星发射现场看到火箭喷出大量红色烟雾。产生红色烟雾的原因是( )
A．高温下N2遇空气生成NO2
B．NO遇空气生成NO2
C．CO2和NO反应生成CO和NO2
D．NO和H2O反应生成H2和NO2
答案 B
解析 根据火箭喷出大量红色烟雾可推知其中含有NO2，引燃后产生的气体中NO遇空气生成NO2。
题组三 氮的氧化物与水反应的简单计算
7．(2020·山东临沂一中高一段考)对反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO的下列说法正确的是( )
A．氧化剂与还原剂的质量比为1∶2
B．氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2
C．NO2是氧化剂，H2O是还原剂
D．在反应中若有6 ml NO2参与反应时，有3 ml电子发生转移
答案 A
解析 该反应中NO2既是氧化剂又是还原剂，硝酸为氧化产物，NO为还原产物。硝酸与NO的物质的量之比为2∶1，还原剂(NO2)与氧化剂(NO2)的物质的量之比为2∶1。若有6 ml NO2参与反应，则转移电子4 ml。
8．如图所示，将相同条件下的m体积NO和n体积O2同时通入倒立于水槽中且盛满水的试管内，充分反应后，试管内残留eq \f(m,2)体积的气体，该气体与空气接触后立即变为红棕色。则m与n的比值为( )
A．3∶2 B．2∶3
C．8∶3 D．3∶8
答案 C
解析 在一定条件下，将m体积NO和n体积O2同时通入倒立于水槽中且盛满水的试管内，充分反应，NO和O2全部溶于水时按照如下反应进行：4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，由于气体与空气接触后立即变为红棕色，所以容器内残留气体为NO，那么与O2反应的NO的体积为m－eq \f(m,2)＝eq \f(m,2)，NO和O2按照4∶3混合溶于水恰好全部溶解，所以eq \f(m,2)∶n＝4∶3，所以m∶n＝8∶3。
9．标准状况下，将盛满二氧化氮的大试管倒扣在盛水的水槽中，充分吸收后，试管内溶液的物质的量浓度是( )
A．0.045 ml·L－1 B．0.036 ml·L－1
C．0.033 ml·L－1 D．0.018 ml·L－1
答案 A
解析 设试管的体积为V L，由3NO2＋H2O===2HNO3＋NO可知，n(HNO3)＝eq \f(2,3)×eq \f(V,22.4) ml，V(HNO3)＝eq \f(2,3)V L，c(HNO3)＝eq \f(\f(2,3)×\f(V,22.4) ml,\f(2,3)V L)＝eq \f(1,22.4) ml·L－1≈0.045 ml·L－1。
10．下列关于N2的说法错误的是( )
A．通常情况下N2的化学性质很稳定，所以N2可在电焊时作保护气
B．N2＋O2eq \(=====,\s\up7(高温))2NO，该反应是汽车尾气造成污染的主要原因之一
C．N2在空气中约占空气总质量的eq \f(4,5)
D．在反应：3Mg＋N2eq \(=====,\s\up7(点燃))Mg3N2中，N2作氧化剂
答案 C
解析 N2在空气中约占空气总体积的eq \f(4,5)，C项错误。
11．下列反应必须加入氧化剂且一步反应就能完成的是( )
①N2→NO2 ②NO2→NO ③NO2→HNO3
④N2→NO ⑤N2→NH3
A．① B．②⑤ C．④ D．③④
答案 C
解析 ①N2→NO2不能一步完成，②③NO2与H2O反应即可，但H2O不是氧化剂，④N2→NO中N2被氧化，需要加入氧化剂，⑤N2与H2反应生成NH3，加入的H2是还原剂。
12．(2020·河南平顶山一中期中)实验室以空气和镁为原料制备Mg3N2的装置如图所示(夹持和加热装置略去)：
下列说法正确的是( )
A．装置A、B中可依次加入浓硫酸、NaOH溶液
B．若去掉装置C，对产品纯度无影响
C．实验时应先加热C，通入一段时间空气后再加热D
D．E中碱石灰的作用是吸收尾气
答案 C
解析 A错，要制备氮化镁，需要除去空气中的氧气、CO2和水蒸气，则装置A、B中可依次加入NaOH溶液、浓硫酸；B错，若去掉装置C，镁与氧气反应生成氧化镁，对产品纯度有影响；C对，实验时，应先加热C，通入一段时间空气除去氧气，然后再加热D；D错，装置E中碱石灰的作用是吸收空气中的水蒸气和二氧化碳。
13．(2020·浙江宁波期末)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正确的是( )
A．海洋中的氮循环起始于氮的氧化
B．海洋中的氮循环属于固氮作用的是③
C．海洋中的反硝化作用一定有氧气的参与
D．向海洋中排放含NOeq \\al(－,3)的废水，会影响海洋中NHeq \\al(＋,4)的含量
答案 D
解析 海洋中的氮循环起始于N2―→NHeq \\al(＋,4)，即起始于氮的还原，A项错误；海洋中的氮循环属于固氮作用的是②，B项错误；反硝化作用中N元素化合价降低，被还原，而O2是常见的氧化剂，不需要有O2参与，C项错误；根据转化关系图可知，若向海洋中排放含NOeq \\al(－,3)的废水，会使NOeq \\al(－,3)增多，反硝化作用增强，海洋中N2增多，从而影响海洋中NHeq \\al(＋,4)的含量，D项正确。
14．在一定条件下，将12 mL NO2和O2的混合气体通入足量水中，充分反应后剩余气体2 mL
(同温同压下)，则原混合气体中氧气的体积可能为( )
①1.2 mL ②2.4 mL ③3 mL ④4 mL
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
答案 D
解析 由4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可知，若剩余的气体是O2，则V(NO2)＝eq \f(4,5)×(12 mL－
2 mL)＝8 mL，V(O2)＝12 mL－8 mL＝4 mL。若剩余的气体是NO(2 mL)，根据反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO求出消耗的NO2的体积为6 mL，则V(O2)＝eq \f(1,5)×(12 mL－6 mL)＝1.2 mL。
15．(2020·山东淄博月考)氮的氧化物是大气污染的主要污染物之一，对人类危害很大，每天行驶的汽车排放的尾气中就含有大量的氮氧化物。回答下列问题：
(1)写出汽车尾气中产生NO的化学方程式：_________________________________________。
(2)NO2易溶于水。标准状况下将体积为V mL的试管充满NO2后倒扣在水中，如图所示。
①NO2溶于水的化学方程式是_____________________________________________________。
②使试管中NO2恰好完全被水吸收需要缓慢通入氧气，标准状况下通入氧气的体积为________。最终试管中所得硝酸的物质的量浓度为____________。
③为了消除NO2的污染，可将它与氨气在催化剂作用下反应，生成水和一种无污染的物质，该物质是空气的主要成分之一，该反应的化学方程式是_______________________________。
答案 (1)N2＋O2eq \(=====,\s\up7(高温))2NO
(2)①3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
②eq \f(V,4) mL eq \f(1,22.4) ml·L－1
③6NO2＋8NH3eq \(=====,\s\up7(催化剂))7N2＋12H2O
解析 (1)汽车尾气中的NO是由空气中的氮气和氧气在内燃机中高温条件下反应生成的，化学方程式为N2＋O2eq \(=====,\s\up7(高温))2NO。(2)①NO2溶于水生成HNO3和NO，反应的化学方程式是3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。②根据化学方程式：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可知，使试管中NO2恰好完全被水吸收需要通入标准状况下氧气的体积为eq \f(V,4) mL，根据化学方程式可知最终试管中所含的硝酸的物质的量浓度为eq \f(\f(0.001V L,22.4 L·ml－1),0.001V L)＝eq \f(1,22.4) ml·L－1。③为了消除NO2的污染，可将它与氨气在催化剂作用下反应，生成水和一种无污染的物质，该物质是空气的主要成分之一，该物质是氮气，反应的化学方程式是6NO2＋8NH3eq \(=====,\s\up7(催化剂))7N2＋12H2O。
16．Ⅰ.某化学学习小组为探究NO2和SO2的反应，进行如下实验(如图所示)。
(1)图甲两集气瓶中________(填“上”或“下”)瓶颜色深。
(2)图乙中反应的现象是__________________________________________________________。
(3)图丙中“有红棕色气体产生”说明SO2和NO2反应的产物中有________，说明NO2在该反应中显________性。
(4)由图乙和图丙中的现象写出NO2和SO2反应的化学方程式：_____________________。
Ⅱ.某课外活动小组探究镁与NO2的反应。已知镁与CO2反应如下：2Mg＋CO2eq \(=====,\s\up7(点燃))2MgO＋C。
(1)该小组采用类比Mg与CO2反应的思路对Mg与NO2的反应进行预测，写出Mg与NO2反应的化学方程式：____________________________________。
(2)设计实验验证猜测(用于连接玻璃管的乳胶管均内衬锡纸)。
资料信息：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O。
①装置A中的试剂是____________________。
②干燥管和装置B的作用分别是______________________、___________________。
③实验开始时正确的操作步骤顺序是______(填字母)。
a．通入NO2
b．打开弹簧夹
c．点燃酒精灯
d．当硬质玻璃管充满红棕色气体后，关闭弹簧夹
答案 Ⅰ.(1)下 (2)两气体混合后，颜色由红棕色变为无色 (3)NO 氧化 (4)NO2＋SO2===NO＋SO3
Ⅱ.(1)4Mg＋2NO2eq \(=====,\s\up7(点燃))4MgO＋N2
(2)①NaOH溶液 ②吸收NO2，避免污染环境 收集N2 ③badc
解析 Ⅰ.(1)NO2呈红棕色，SO2为无色，故下瓶颜色深。(3)NO遇空气被氧化成NO2：2NO＋O2===2NO2，“有红棕色气体产生”说明SO2和NO2反应的产物中有NO，体现了NO2的氧化性。(4)由题给现象可知，NO2和SO2反应的化学方程式为NO2＋SO2===NO＋SO3。
Ⅱ.(1)由题意可知，Mg与NO2发生置换反应的化学方程式为4Mg＋2NO2eq \(=====,\s\up7(点燃))4MgO＋N2。(2)由资料信息：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O可知，装置A中的试剂是NaOH溶液，作用是除去未反应的NO2。干燥管是尾气处理装置，作用是吸收NO2，避免污染环境。装置B的作用是利用排水法收集N2。实验开始时正确的操作步骤：b(打开弹簧夹)→a(通入NO2，排尽反应装置中的空气)→d(当硬质玻璃管充满红棕色气体后，关闭弹簧夹)→c(点燃酒精灯，确认充满NO2后才开始加热)。颜色
气味
溶解性
密度
无色
无味
难溶于水
比空气的稍小
氧化物
颜色
状态
气味
水溶性
毒性
NO
无色
气态
无味
微溶
有毒
NO2
红棕色
气态
刺激性气味
易溶
有毒