Question

17．圖1為氮及其化合物的類別與化合價對應(yīng)的關(guān)系圖．
（1）實驗室制取氨氣．
①化學(xué)方程式是2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O．
②用水吸收多余的氨氣時，如將導(dǎo)管直接插入水中，會產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象，產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因是氨水極易溶于水．
（2）完成下列化學(xué)方程式：體現(xiàn)N元素的還原性：
a．汽車尾氣中產(chǎn)生的NO：N₂+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2NO．
b．氨的催化氧化：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{△}$4NO+6H₂O．
（3）NO₂易溶于水．標(biāo)準(zhǔn)狀況下將體積為V mL的試管充滿NO₂后倒扣在水中，見圖2．
①NO₂溶于水的化學(xué)方程式是3NO₂+H₂O=2NHO₃+NO．
②使試管中NO₂恰好完全被水吸收需要緩慢通入氧氣，通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣的體積為$\frac{V}{4}$mL．最終試管中所的硝酸的物質(zhì)的量濃度為$\frac{1}{22.4}$mol/L．
③為了消除NO₂的污染，可將它與氨氣在催化劑作用下反應(yīng)，生成水和一種無污染的物質(zhì)，該物質(zhì)是空氣的主要成分之一，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是6NO₂+8NH₃=7N₂+12H₂O．
（4）寫出除掉Fe₂O₃中的SiO₂的離子方程式SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O寫出制取漂白粉的化學(xué)方程式2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O．

Answer 1

分析 （1）①實驗室用固體氯化銨和固體氫氧化鈣反應(yīng)制備氨氣；
②依據(jù)氨氣極易溶于水的性質(zhì)解答；
（2）b．化合價升高的元素體現(xiàn)還原性，氨氣催化氧化生成一氧化氮和水，反應(yīng)中體現(xiàn)氨氣的還原性；
（3）①二氧化氮和水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮；
②求出V mLNO₂的物質(zhì)的量，設(shè)消耗的氧氣的物質(zhì)的量為xmol，生成的硝酸的物質(zhì)的量為ymol，然后根據(jù)化學(xué)方程式4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃計算；
③NO₂和氨氣發(fā)生歸中反應(yīng)生成氮氣．
（4）Fe₂O₃是堿性氧化物，能和酸反應(yīng)；而SiO₂是酸性氧化物，能和堿反應(yīng)；
氯氣和氫氧化鈣反應(yīng)制取漂白粉．

解答 解：（1）①銨鹽和堿反應(yīng)生成氨氣，實驗室用固體氯化銨和固體氫氧化鈣反應(yīng)制備氨氣，反應(yīng)的方程式為：Ca（OH）₂+2NH₄Cl=CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O，
故答案為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；
②氨氣易溶于水，使裝置中的壓強小于外界的壓強，從而引起倒吸，
故答案為：氨水極易溶于水；
（2）b．氨氣催化氧化生成一氧化氮和水，化學(xué)方程式：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{△}$4NO+6H₂O，氨氣中-3價N升高為+2價，體現(xiàn)還原性，
故答案為：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{△}$4NO+6H₂O；
（3）①二氧化氮可以和水之間反應(yīng)，反應(yīng)物NO₂中N元素化合價降低為+2價，升高為+5價，生成硝酸和一氧化氮，反應(yīng)為：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，
故答案為：3NO₂+H₂O=2NHO₃+NO；
②標(biāo)況下V mLNO₂的物質(zhì)的量n=$\frac{V×1{0}^{-3}L}{22.4L/mol}$=$\frac{V}{22400}mol$，設(shè)消耗的氧氣的物質(zhì)的量為xmol，生成的硝酸的物質(zhì)的量為ymol，根據(jù)化學(xué)方程式4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃可知：4NO₂ +O₂ +2H₂O=4HNO₃
       4             1                           4
 $\frac{V}{22400}mol$    xmol                   ymol
則有：$\frac{4}{\frac{V}{22400}mol}=\frac{1}{xmol}=\frac{4}{ymol}$
解得x=$\frac{V}{22400}×\frac{1}{4}$mol
y=$\frac{V}{22400}$mol
故所消耗的氧氣的體積V（O₂）=$\frac{V}{22400}×\frac{1}{4}$mol×22.4L/mol=$\frac{V}{4000}$L=$\frac{V}{4}$mL；
由于最終溶液充滿整個試管，故所得硝酸溶液的體積為VmL，則硝酸溶液的濃度C=$\frac{\frac{V}{22400}mol}{V×1{0}^{-3}L}$=$\frac{1}{22.4}$mol/L．
故答案為：$\frac{V}{4}$mL；$\frac{1}{22.4}$mol/L；
③NO₂和氨氣發(fā)生歸中反應(yīng)生成氮氣和水，故化學(xué)方程式為：6NO₂+8NH₃=7N₂+12H₂O，故答案為：6NO₂+8NH₃=7N₂+12H₂O；
（4）Fe₂O₃是堿性氧化物，能和酸反應(yīng)；而SiO₂是酸性氧化物，能和堿反應(yīng)，故能用堿溶液除去Fe₂O₃中的SiO₂，離子方程式為：SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O；
氯氣和氫氧化鈣反應(yīng)制取漂白粉，化學(xué)方程式為：2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O．
故答案為：SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O；2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O．

點評 本題考查化學(xué)方程式的計算，注意把握氨氣的性質(zhì)和制法，解答本題的關(guān)鍵是把握氧化還原反應(yīng)的特點和化學(xué)方程式的有關(guān)計算，（3）為易錯點，答題時注意是二氧化氮是VmL，而不是二氧化氮和氧氣的混合氣體．