专题7氮与社会可持续发展综合练习

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专题7氮与社会可持续发展综合练习
2022——2023学年下学期高一化学苏教版（2019）必修第二册

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题
1．下列颜色变化与氧化还原反应无关的是
A．将SO2通入滴有酚酞的NaOH溶液中，溶液红色褪去
B．将新制氯水滴入紫色石蕊溶液中，溶液先变红后褪色
C．久置的氯水，颜色逐渐变浅
D．久置的浓硝酸显黄色，通入空气后颜色变浅
2．下列化学用语使用正确的是
A．用电子式表示形成过程：
B．钾离子的结构示意图：
C．氨分子的电子式：
D．的一种同位素为
3．下列反应既体现硝酸的酸性，又体现硝酸的氧化性的是
A．
B．
C．
D．
4．今有一混合物的水溶液，含有以下离子中的若干种：，现取两份100 mL的该溶液进行如下实验：
第1份加足量NaOH溶液，加热，收集到标准状况下的气体448 mL；
第2份加足量Ba(OH)2溶液，得沉淀4.30 g，再用足量盐酸洗涤、干燥得沉淀2.33 g。
根据上述实验，下列推测正确的是
A．Ba2+一定存在 B．100 mL该溶液中含
C．Na+不一定存在 D．Cl-不确定，可向原溶液中加入AgNO3溶液进行检验
5．只用一种试剂就能将NH4Cl、(NH4)2SO4、NaCl、Na2SO4，四种溶液区别，这种试剂是
A．NaOH溶液 B．AgNO3溶液 C．Ba(OH)2溶液 D．BaCl2溶液
6．将2.56 g Cu和一定量的浓HNO3反应，随着Cu的不断减少，反应生成气体的颜色逐渐变浅，当Cu反应完全时，共收集到气体1.12 L(已折算为标准状况)，则反应中消耗HNO3的物质的量为
A．0.05 mol B．1 mol C．1.05 mol D．0.13 mol
7．某试液中只可能含有下列中的若干种离子，离子浓度均为0.1mol/L。某同学进行了如下实验：

下列说法正确的是
A．无法确定原试液中是否含有
B．滤液X中大量存在的阳离子有和
C．原溶液中存在的离子为
D．无法确定沉淀C的成分
8．下列有关化学用语的表示方法中正确的是。
A．次氯酸的电子式：
B．Na+的结构示意图：
C．用电子式表示MgCl2的形成过程：
D．M2+核外有a个电子，b个中子，M的原子符号为
9．肼()是一种高能燃料，在空气中燃烧的化学方程式为，已知：

下列说法不正确的是
A．反应中反应物总能量比生成物总能量低
B．肼()的电子式为
C．H-O键的键能比N-H键的键能大
D．断裂1molN-N键需要吸收154kJ能量
10．下列表示物质结构的化学用语正确的是
A．8个中子的碳原子的核素符号：12C B．HF的电子式：
C．CO2的结构式：O=C=O D．C1-离子的结构示意图：
11．碳跟浓硫酸共热产生的气体X和铜跟浓硝酸反应产生的气体Y同时通入盛有足量氯化钡溶液的洗气瓶中(如图装置)，下列有关说法正确的是

A．洗气瓶中产生的沉淀是碳酸钡 B．在Z导管出来的气体中无二氧化碳
C．洗气瓶中产生的沉淀是亚硫酸钡 D．在Z导管口有红棕色气体出现
12．为检验一种氮肥的成分，某学习小组同学进行了以下实验：①加热氮肥样品生成气体，其中一种气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，另一种无色无味气体能使澄清石灰水变浑浊。②取少量该氮肥样品溶于水，并加入少量BaCl2溶液，没有明显变化。由此可知该氮肥的主要成分是
A．NH4HCO3 B．NH4Cl C．(NH4)2CO3 D．NH4NO3
13．检验铵盐的方法是将待检物取出少量放入试管中，然后
A．加热，用湿润的红色石蕊试纸放在试管口检验
B．加水溶解，用红色石蕊试纸检验溶液的酸碱性
C．加入碱溶液，加热，再滴入酚酞试液
D．加入苛性钠溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸放在试管口检验
14．下列有关化学用语正确的是
A．乙烯的结构简式：CH2CH2
B．甲烷的电子式：
C．乙炔的空间填充模型：
D．苯的分子式：

二、多选题
15．下列操作中，除杂试剂选用正确的是的是

物质
杂质
除杂试剂
A
O2
CO2
NaOH溶液
B
CO2
H2O
碱石灰
C
N2
NH3
浓硫酸
D
C
CuO
KOH溶液

A．A B．B C．C D．D

三、计算题
16．现有一定量和的混合溶液，向该混合溶液中逐滴加入溶液，加热使之充分反应，直至溶液过量。图甲表示产生沉淀的质量与加入溶液的体积之间的关系，图乙表示放出的体积（标准状况下）与加入溶液的体积之间的关系（假设全部放出）。

（1）混合溶液中的物质的量为______。
（2）混合溶液中的物质的量为______。
（3）当加入的溶液的体积在之间时，发生反应的离子方程式为______。
17．铜是重要的工业原料，现有、组成的混合物，某研究性学习小组为了探究其组成情况，取该混合物加入的稀硝酸中，固体物质完全反应，生成(标准状况)的。向所得溶液中加入的溶液，恰好使溶液中的沉淀完全。
(1)与稀硝酸反应的化学方程式为____________。
(2)混合物中，______；________。
(3)______

四、实验题
18．归纳与演绎是重要的科学方法，也是常用的化学学习方法，请用该方法解决下列问题。
(1)我们已经学过实验室制取、、三种气体的反应原理与收集方法。请你归纳出选择实验室制取气体反应的发生装置主要考虑的因素：_______(填序号)。
①反应物的状态  ②生成气体的溶解性  ③反应条件  ④原料为纯净物  ⑤气体的密度
(2)探究课上，小明同学为了探究氨气的某些性质，做了如图实验(从左向右依次是他所做实验及现象)。

通过实验，小明同学可得出氨气的三点性质，分别是
①_______；
②_______；
③_______。
(3)在获得氨气的主要性质后，小明决定自己来制取氨气，他先查阅了有关资料，知道可通过多种反应得到他准备分别用以下两种化学反应来制备氨气，请结合所学知识帮助他完成氨气的实验制备方案。
①
②
若选择反应①作为实验室制取的反应原理，需要用图中装置的_______作为发生装置，若用D装置来收集氨气，气体由_______端进入。若选择反应②作为实验室制取的反应原理，需要用图中装置的_______作为发生装置。

19．某化学兴趣小组为了制取并探究氨气性质，按下列装置(部分夹持装置已略去)进行实验。(制取氨气的反应原理：2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O)

(实验探究)
(1)A装置N元素的化合价是__该反应是否是氧化还原反应：__。
(2)用5.35gNH4Cl固体与足量Ca(OH)2反应，最多可制得标准状况下氨气的体积为___L。(NH4Cl的摩尔质量为53.5g•mol-1)
(3)气体通过C、D装置时，试纸颜色会发生变化的是D，原因是：___。
(4)当实验进行一段时间后，挤压E装置中的胶头滴管，滴入1～2滴浓盐酸，可观察到的现象是___。
(5)检验氨气是否收集满的方法是___。
(6)某同学用如图所示装置进行氨气的性质实验，根据烧瓶内产生红色喷泉的现象，说明氨气具有__性质填序号。

a.还原性
b.极易溶于水
c.与水反应生成碱性物质
(7)氨气的用途很广。如可用氨气处理二氧化氮：8NH3+6NO2=7N2+12H2O该反应中氨气体现___(填“氧化性”或“还原性”)。
20．某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱按如图所示装置进行实验(夹持仪器已略去)。实验表明，浓硝酸能将一氧化氮氧化成二氧化氮，而稀硝酸不能氧化一氧化氮。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。
可选试剂：浓硝酸，3 mol/L稀硝酸，蒸馏水，浓硫酸，氢氧化钠溶液。
已知：氢氧化钠溶液不与一氧化氮反应，能与二氧化氮反应。2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O

(1)装置①中所发生反应的化学方程式是_______。
(2)装置②的作用是_______，其中所发生反应的化学方程式是_______。
(3)做实验时应避免将有害气体排放到空气中。装置③④⑥中盛放的试剂依次是_______、_______、_______。
(4)该小组得出结论所依据的实验现象是_______。

五、工业流程题
21．“低碳”既是时尚，也是环保要求。“低碳”在工业生产中意义重大，充分利用原材料，不排放或减少排放“三废”，不同工厂今后联合生产等都是很好的“低碳”生产方式。下面是几个工厂利用废气、废渣（液）联合生产化肥硫酸铵的工艺：

请回答下列问题：
（1）工艺操作①、②分别为____________、____________。
（2）工业合成氨的化学方程式为：__________。
（3）写出生成“产品”的离子方程式：________。
（4）在实验室中检验合成氨厂排出的废气中是否含有氨气的方法是______________。
（5）副产品的化学式为________________。该联合生产工艺中可以循环使用的物质是__________________。

六、原理综合题
22．“绿水青山就是金山银山”。近年来，绿色发展、生态保护成为中国展示给世界的一张新“名片”。
（1）硫酸工业排出的尾气（主要含SO2）有多种处理方式。
①写出用过量氨水吸收尾气的离子方程式：___________________。
②尾气也可用软锰矿浆（MnO2）吸收，写出如图所示“反应1”的化学方程式：___________________。

（2）治理汽车尾气中NO和CO的方法之一是在汽车的排气管上装一个催化转化装置，使NO和CO在催化剂作用下转化为无毒物质。写出该反应的化学方程式：___________________。
（3）某工厂拟综合处理含NH废水和工业废气（主要含N2、Cl2、NO），设计了如下流程：

①“反应1”用于吸收Cl2，“反应1”的化学方程式为___________________。
② “反应2”的离子方程式为___________________。

参考答案：
1．A
【详解】A．将SO2通入滴有酚酞的NaOH溶液中，二者反应产生Na2SO3和H2O，使溶液中NaOH浓度降低，溶液碱性减弱，因此溶液红色褪去，与氧化还原反应无关，A正确；
B．将新制氯水滴入紫色石蕊溶液中，Cl2与H2O反应产生HCl、HClO，酸使紫色石蕊溶液变红色，由于溶液中含有HClO，该物质具有强氧化性，会将红色物质氧化变为无色，因此后来看到溶液的红色又褪色，与氧化还原反应有关，B不符合题意；
C．Cl2溶于水，反应产生HCl、HClO，该反应是可逆反应，反应产生的HClO不稳定，受热分解产生HCl、O2，导致氯气与水反应的可逆反应正向移动，最终完全转化为稀盐酸，故久置的氯水，颜色逐渐变浅，与氧化还原反应有关，C不符合题意；
D．浓硝酸不稳定，光照分解产生的NO2溶解在硝酸中，使硝酸溶液显黄色。当向其中通入空气后会发生反应：4NO2+O2+2H2O=4HNO3，c(NO2)减小，因此溶液变浅，溶液颜色变化与氧化还原反应有关，D不符合题意；
故合理选项是A。
2．B
【详解】A．用电子式表示形成过程，要写出离子符号，A错误；
B．钾离子的结构示意图：，B正确；
C．氨分子的电子式：，C错误；
D．同位素是指质子数相同而中子数不同的两种原子，和不是同位素，D错误；
故选B。
3．B
【分析】根据硝酸中氮元素的化合价降低，体现硝酸的氧化性，若生成硝酸盐，体现硝酸的酸性。
【详解】A．因硝酸中氮元素化合价没有变化，只生成盐，硝酸只表现酸性，A不符合题意；
B．反应生成NO2硝酸中氮元素化合价降低，体现硝酸的氧化性，同时有硝酸铁生成，表现了硝酸的酸性，B符合题意；
C．反应中硝酸中氮元素的化合价全部由+5降低为+4，只体现了氧化性，C不符合题意；
D．反应中没有元素化合价的变化，不能体现硝酸的氧化性，只表现酸性，D不符合题意；
故选B。
4．B
【分析】根据题意分析，第一份溶液加足量NaOH溶液加热后收集到气体，推得一定含有，n()=n(NH3)==0.02 mol；第二份溶液中加入Ba(OH)2产生沉淀4.30 g，再用足量盐酸洗涤、干燥得沉淀2.33 g。加入酸沉淀部分溶解，说明其中含有BaCO3、BaSO4，则原溶液中一定存在、，n()=n(BaSO4)=；n()=n(BaCO3)=，由于Ba2+与会反应产生BaSO4沉淀，可知原溶液中一定不存在Ba2+；根据溶液中阴阳离子的电荷守恒，即可推出Na+一定存在，由Na +物质的量的变化分析Cl-的情况。
【详解】A．根据上述分析可知溶液中含有0.01 mol ，由于Ba2+与会反应产生BaSO4沉淀，可知原溶液中一定不存在Ba2+，A错误；
B．根据上述计算可知在100 mL的溶液中含有的物质的量为0.01 mol，B正确；
C．根据上述分析可知，在100 mL溶液中含有的离子，n()=0.01 mol，n()=0.01 mol，n()=0.02 mol，根据电荷守恒可知该溶液中一定含有阳离子Na+，C错误；
D．不能确定Cl-是否存在，若向原溶液中加入AgNO3溶液，由于溶液中含有， Ag+与会产生Ag2SO4白色沉淀，因此不能检验Cl-是否存在，D错误；
故合理选项是B。
5．C
【详解】A．氢氧化钠溶液能与NH4Cl溶液或(NH4)2SO4溶液产生有刺激气味的气体，现象相同，且与NaCl溶液或Na2SO4溶液不反应，则无法鉴别四种溶液，A错误；
B．AgNO3溶液与这四种溶液混合均会产生白色沉淀，现象相同，无法鉴别，B错误；
C．氢氧化钡溶液与(NH4)2SO4溶液混合能产生白色沉淀和有刺激性气味的气体，与NH4Cl溶液混合产生有刺激性气味的气体，与NaCl溶液混合无现象，与Na2SO4溶液混合能产生白色沉淀，能鉴别四种溶液，C正确；
D．氯化钡溶液能与(NH4)2SO4溶液及Na2SO4溶液均产生白色沉淀，现象相同，无法鉴别， D错误；
故选C。
6．D
【详解】n（Cu）=2.56g÷64g/mol=0.04mol，反应后生成Cu(NO3)2、NO和NO2，且NO和NO2的物质的量总共为1.12L÷22.4L/mol=0.05mol，则反应中消耗HNO3的物质的量为2n[Cu(NO3)2]+n（NO）+n（NO2）=2×0.04mol+0.05mol=0.13mol。
故选D。
7．C
【分析】由试液中加入过量稀硫酸无明显现象可知，试液中一定不含有碳酸根离子和偏铝酸根离子，再加入过量硝酸钡溶液有气体生成说明试液中含有亚铁离子，生成硫酸钡沉淀A无法确定试液中是否含有硫酸根离子；向滤液X中加入过量氢氧化钠溶液有气体生成说明试液中含有铵根离子，生成氢氧化铁沉淀B说明滤液X中含有铵根离子、铁离子和钡离子；由滤液中通入少量二氧化碳产生沉淀C说明溶液中钡离子与二氧化碳和氢氧根反应生成碳酸钡沉淀，不能确定溶液中是否含有偏铝酸根离子，则试液中一定含有亚铁离子、铵根离子，一定不含有碳酸根离子和偏铝酸根离子，由离子浓度均为0.1mol/L，结合电荷守恒可知，试液中一定含有硫酸根离子和氯离子，一定不含有铝离子、钾离子，沉淀C为碳酸钡沉淀，所以试液中一定含有亚铁离子、铵根离子、硫酸根离子和氯离子，一定不含有碳酸根离子、偏铝酸根离子、铝离子和钾离子。
【详解】A．由分析可知，试液中一定含有氯离子，故A错误；
B．由分析可知，滤液X中含有铁离子，不含有亚铁离子，故B错误；
C．由分析可知，试液中一定含有亚铁离子、铵根离子、硫酸根离子和氯离子，故C正确；
D．由分析可知，沉淀C为碳酸钡沉淀，故D错误；
故选C。
8．D
【详解】A．次氯酸的电子式：，故A错误；
B．Na+的结构示意图：，故B错误；
C．用电子式表示MgCl2的形成过程应为，故C错误；
D．M2+核外有a个电子，则M质子数为a+2，b个中子，质量数为a+2+b，因此M的原子符号为，故D正确。
综上所述，答案为D。
9．A
【详解】A．反应中断裂化学键吸收的能量=154 kJ/mol+391 k/mol×4+500 kJ/mol=2218 kJ/mol，形成化学键放出的能量=946J/mol+464kJ/mol×4=2802 kJ/mol，放出的能量>吸收的能量，反应放热，因此反应物总能量比生成物总能量高，A错误；
B．肼的电子式为，故B正确；
C．根据图示数据，H-O键的键能为464 kJ/mol，N-H键的键能为39 1kl/mol，H-O键的键能比N-H键的键能大，故C正确；
D．根据图示数据，N-N键的键能为154 kJ/mol，则断裂1mol N-N键需要吸收154 kJ能量，故D正确；
故选A。
10．C
【详解】A．碳原子的核电荷数为6，8个中子的碳原子的核素符号应是14C，故A错误；
B．HF是共价化合物，分子中不存在离子，电子式不用括号，不带电荷，故B错误；
C．CO2中碳与氧原子间是双键，结构式为O=C=O，故C正确；
D．Cl原子的核电荷数为17，Cl－的核外电子数为18，Cl－离子的结构示意图为，故D错误；
故选C。
11．D
【分析】碳跟浓硫酸共热产生的气体为二氧化碳和二氧化硫的混合气体，铜跟浓硝酸反应产生的气体为二氧化氮气体，将二氧化碳和二氧化硫的混合气体、二氧化氮气体同时通入盛有足量氯化钡溶液的洗气瓶中，二氧化碳与氯化钡溶液不反应，二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮，硝酸与二氧化硫气体和氯化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀、盐酸和一氧化氮，一氧化氮和二氧化碳气体通过Z导管逸出，在Z导管口一氧化氮与氧气反应生成红棕色的二氧化氮气体。
【详解】A．由分析可知，洗气瓶中产生的沉淀是硫酸钡，故A错误；
B．由分析可知，一氧化氮和二氧化碳气体通过Z导管逸出，故B错误；
C．由分析可知，洗气瓶中产生的沉淀是硫酸钡，故C错误；
D．由分析可知，一氧化氮和二氧化碳气体通过Z导管逸出，在Z导管口一氧化氮与氧气反应生成红棕色的二氧化氮气体，故D正确；
故选D。
12．A
【详解】气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，说明该气体是氨气，即该氮肥中含有；另一种气体能使澄清石灰水变浑浊，说明该气体是CO2；说明该氮肥中含有或，取少量该氮肥样品溶于水，并加入少量氯化钡溶液，没有明显变化，说明该氮肥中没有，因此该氮肥应该是碳酸氢铵， A正确。
故选A。
13．D
【详解】检验铵盐的方法：将某固体(或其溶液)与强碱共热，若产生刺激性气味的气体，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则原固体为铵盐(或其溶液)，故答案选D。
14．B
【详解】A．乙烯的结构简式是CH2=CH2，碳碳双键不能省略，A错误；
B．碳原子和四个氢原子通过共用电子对形成甲烷分子，则甲烷的电子式，故B正确；
C．是乙炔的球棍模型，而不是空间填充模型，故C错误；
D．苯的分子式C6H6，故D错误。
答案选B。
15．AC
【详解】A．NaOH不与O2反应，可以与CO2反应，2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O，NaOH可以除去O2中的CO2，A正确；
B．碱石灰既能吸收H2O，也能吸收CO2，B错误；
C．浓硫酸不与N2反应，可以与NH3反应，H2SO4+2NH3=(NH4)2SO4，可以除去N2中的NH3，C正确；
D．KOH不与CuO反应，D错误；
故选AC。
16．              
【分析】根据图甲，硫酸钡沉淀的物质的量是，硫酸根离子的物质的量是0.1mol；根据图乙，放出氨气的物质的量是，根据元素守恒计算；
【详解】（1）根据图乙，放出氨气的物质的量是，根据N元素守恒，混合溶液中的物质的量为0.4。
（2）硫酸根离子的物质的量是0.1mol，的物质的量为0.4，根据电荷守恒，混合溶液中的物质的量为0.4－0.1mol×2=0.2。
（3）根据图甲，加入的溶液的体积在之间时，没有硫酸钡生成；根据图乙，加入的溶液的体积在之间时，有氨气放出，发生反应的离子方程式为。
17．          0.1mol     0.2mol     0.75
【分析】(1)与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮、水；
(2)根据化学方程式计算混合物中、的物质的量；
(2)根据N原子守恒计算消耗溶液的体积。
【详解】(1)与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮、水，反应方程式是；
(2)设混合物中有、，


由题意可得，解得。
(3)由元素守恒可知，加入的的稀硝酸生成气体外，其余含元素的物质恰好和作用得到，钠元素、N元素的比为1:1。所以，L。
【点睛】本题考查了混合物的计算，利用守恒思想是解答该题的关键，注意从质量守恒和氧化还原反应得失电子守恒的角度分析，明确硝酸的氧化性是解题的关键。
18．(1)①③
(2)     相同条件下，氨气的密度比空气小     氨气极易溶于水     氨气能跟水发生化学反应，反应后的溶液显碱性
(3)     A     e     B或C

【解析】（1）
实验室制取气体反应的发生装置的选择主要考虑反应物的状态是固体还是液体以及反应条件，如加热等；
（2）
根据实验可知，气体是由上到下充满试管的，充满氨气的试管能形成喷泉且形成的溶液使酚酞显红色，从而得出氨气的三点性质：相同条件下，氨气的密度比空气小、氨气极易溶于水、氨气能跟水发生化学反应，反应后的溶液显碱性；
（3）
反应①需要用固固加热型发生装置，则选取A作为发生装置；氨气的密度比空气小，则用D装置收集时，气体由e端进入；若选择反应②作为实验室制取的反应原理，则应选择固液不加热型发生装置，即B或C。
19．     -3     否     2.24     氨气与水反应生成一水合氨呈碱性     产生白烟     用湿润的红色石蕊试纸靠近瓶口，若变蓝，则收集满     B、C     还原性
【分析】A为实验室制取氨气，B中的干燥剂为了除去水，C、D为了说明干燥的氨气不能使红色石蕊试纸变色，干燥的氨气通过湿润的红色石蕊试纸，生成一水合氨，能使试纸变蓝，氨气与水反应生成一水合氨呈碱性，浓盐酸易挥发，氯化氢气体与氨气反应生成氯化铵固体，可观察到的现象是产生白烟，据此解题。
【详解】(1)A装置为制备氨气的装置，N元素的化合价是-3；该反应不是氧化还原反应；
故答案为：-3；否；
(2)5.35gNH4Cl的物质的量n==0.1mol，由化学方程式2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O可知，最多可制得0.1mol的氨气，标准状况下氨气的体积V=0.1mol×22.4L/mol=2.24L；
故答案为：2.24L；
(3)干燥的氨气不能使红色石蕊试纸变色，干燥的氨气通过湿润的红色石蕊试纸，生成一水合氨，能使试纸变蓝；
故答案为：氨气与水反应生成一水合氨呈碱性；
(4)当实验进行一段时间后，挤压E装置中的胶头滴管，滴入1-2滴浓盐酸，浓盐酸易挥发，氯化氢气体与氨气反应生成氯化铵固体，可观察到的现象是产生白烟；
故答案为：产生白烟；
(5)检验氨气是否收集满的方法是：用湿润的红色石蕊试纸靠近瓶口，若变蓝，则收集满；
故答案为：用湿润的红色石蕊试纸靠近瓶口，若变蓝，则收集满；
(6)烧瓶内产生红色喷泉的现象，说明氨气极易溶于水且具有碱性；
故答案为：B、C；
(7)由反应8NH3+6NO2=7N2+12H2O可分析出NH3作为还原剂，因此该反应中氨气体现还原性；
故答案为：还原性；
20．     Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O     将NO2转化为NO     3NO2+H2O=2HNO3+NO     3 mol/L稀硝酸     浓硝酸     氢氧化钠溶液     装置③中液面上方气体仍为无色，装置④中液面上方气体由无色变为红棕色
【分析】Cu与浓硝酸在三颈烧瓶中发生反应：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，反应产生的NO2气体在②中发生反应3NO2+H2O=2HNO3+NO，使NO2转化为NO，在③中放入稀硝酸，观察NO是否可以被氧化变为红棕色NO2气体；在④中加入浓硝酸，观察NO能否被氧化，在⑥中放入NaOH溶液，进行尾气处理，防止大气污染。
【详解】(1)在装置①中，Cu与浓硝酸混合，反应产生Cu(NO3)2、NO2、H2O，所发生反应的化学方程式是：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O；
(2)装置②盛有水，作用是将NO2转化为NO，反应方程式为：3NO2+H2O=2HNO3+NO；
(3)做实验时应避免将有害气体排放到空气中。根据装置图可知⑥是尾气处理装置，则应该在装置③中放3 mol/L的稀硝酸，在装置⑤中收集NO气体；在④中放浓硝酸；在⑥中盛放NaOH溶液，以消除浓硝酸与NO发生氧化还原反应产生的有害气体，防止大气污染；
(4)根据可得出该结论的实验依据是：装置③中液面上方气体仍为无色，装置④中液面上方气体由无色变为红棕色，据此可知：浓硝酸能够氧化NO，稀硝酸不能氧化NO气体。
21．     蒸馏     过滤     N2＋3H22NH3     CaSO4＋CO2＋2NH3＋H2O===CaCO3↓＋2NH4+＋SO42-     用湿润的红色石蕊试纸放在导气管口，若试纸变蓝，则证明有NH3（或其他可行的方法）     CaO     CO2
【分析】煤和水蒸气反应生成氢气和一氧化碳，利用空气中氮气和氢气在高温高压催化剂作用下反应生成氨气，煤燃烧生成的二氧化碳和生成的氨气和硫酸钙一起进入沉淀池中发生反应，生成碳酸钙沉淀和产品硫酸铵，碳酸钙煅烧得到副产品氧化钙，生成的二氧化碳进入沉淀池循环使用。
【详解】(1)合成氨原料之一氮气来源于空气,分离方法是将空气液化后蒸发分离出O2获得N2，所以操作①为液化；将沉淀池中的混合物经过滤可得到产品和沉淀,则操作②为过滤。因此，本题正确答案是：液化；过滤；
(2)工业上利用氮气和氢气在高温高压催化剂的条件下合成氨气，此反应的化学方程式为: N2＋3H22NH3 ，因此，本题正确答案是：N2＋3H22NH3 。
(3)产品是(NH4)2SO4，反应物是CaSO4悬浊液、CO2、NH3等,产物除(NH4)2SO4外还有CaCO3， CaSO4悬浊液在离子方程中要写分子式，反应化学方程式为: CaSO4＋CO2＋2NH3＋H2O=CaCO3↓＋(NH4)2SO4，改写成离子方程式为: CaSO4＋CO2＋2NH3＋H2O=CaCO3↓＋2NH4+＋SO42-；
因此，本题正确答案是: CaSO4＋CO2＋2NH3＋H2O=CaCO3↓＋2NH4+＋SO42- ; 
(4) 检验NH3的方法是：用湿润的红色石蕊试纸放在管口处，若试纸变蓝，证明废气中有NH3存在；因此，本题正确答案是:用湿润的红色石蕊试纸放在管口处,若试纸变蓝,证明废气中有NH3；
(5) 因为CaCO3煅烧可生成CO2和CaO，其中CO2可循环使用，所以CaO为副产品,因此，本题正确答案是:CaO；CO2。
22．     SO2＋2NH3·H2O=2NH+SO＋H2O     SO2＋MnO2=MnSO4     2CO+2NO2CO2+N2     2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2＋2H2O     NH+ NO=N2↑＋2H2O
【详解】（1）①硫酸工业尾气中的SO2用过量的氨水吸收反应生成亚硫酸铵，化学方程式为：SO2＋2NH3·H2O=(NH4)2SO3＋H2O，(NH4)2SO3为可溶性强电解质，书写离子方程式时拆成离子形式，故反应的离子方程式为：SO2＋2NH3·H2O=2NH4++SO32-＋H2O。②由图示可得，用软锰矿浆（MnO2）吸收SO2生成MnSO4，化学方程式为：SO2＋MnO2=MnSO4。
（2）NO和CO在催化剂作用下转化为无毒物质，则发生氧化还原反应生成CO2和N2，故化学方程式为：2CO+2NO2CO2+N2。
（3）①由流程结合已知，“反应1”用石灰乳吸收Cl2，故化学方程式为：2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2＋2H2O。②“反应2”为NH4+和NaNO2溶液反应生成无污染气体，根据氧化还原反应原理，NH4+和NO2-发生氧化还原反应生成N2，根据原子守恒还会生成H2O，该反应离子方程式为：NH4++NO2-=N2↑+2H2O。