氮肥的使用极大提高了粮食作物的产量，对解决世界粮食危机起到了不可或缺的作用，下面是几种通过氮的固定制备氮肥的方法。
(1)自然固氮：一种途径是通过雷电将空气中少量的氮气转化为含氮化合物(氮肥)，主要转化途径如下(转化所需试剂及条件已略去)：
硝酸盐［如］
①写出在空气中转化为NO的化学方程式_______。
②将转化为，列举两种不同类别的化合物M_______(写化学式)。
③若M是Cu单质，与稀硝酸反应也能生成硝酸盐，写出铜粉与稀硝酸反应的离子方程式_______。
(2)人工固氮：
①工业上以氮气和氢气为原料，在高温、高压和催化剂的条件下合成氨。该反应的化学方程式为_______。
②利用氨气与氧气在催化剂作用下生成NO，是工业制备硝酸的重要环节，该反应中NO是_______(填“氧化产物”“还原产物”或“氧化产物和还原产物”)。
③利用氨气与二氧化碳在催化剂作用下合成重要氮肥尿素，尿素中N元素的化合价是_______。合成尿素的化学方程式_______。尿素在土壤中与水结合生成，被植物吸收，有利于作物的生长。
(3)在微生物作用下实现的转化，称为硝化过程。在一定条件下，被氧化成，参加反应的和的物质的量之比为_______。由于有毒，因此过量使用氮肥也会引起农作物大量减产，所以一定要合理科学使用。
(4)有同学猜测，在被细菌分解过程中，最终分解为，同时有生成。从化合价变化的角度分析有生成的合理性_______。