Question

【题目】氨和硝酸都是重要的化学品。

（1）画出采用氨催化氧化法合成硝酸的反应原理流程图：（要求注明试剂、反应条件）

（示例：）

（2）向饱和氯化钠和浓氨水的混合溶液中通入过量CO2从而析出NaHCO3晶体，是侯氏制碱法的关键步骤，用一个化学方程式表示该反应原理 。在0.1 mol/L的稀氨水中，下列式子成立的是 。

A．c(NH3·H2O) + c(NH3) + c(NH4+) = 0.1 mol/L

B．c(NH3·H2O) > c(NH3) + c(NH4+)

C．c(H+) > c(OH-)

D．c(NH4+) + c(H+) = c(OH-)

（3）A是中学化学常见气体，打开装有A的集气瓶，瓶口出现白雾，将A与氨气混合，立即出现大量白烟，生成物质B，则A的分子式为 ，物质B中所含的化学键类型有 。

（4）将6.4 g铜粉投入一定量的浓硝酸中，铜完全溶解，产生标准状况下的混合气体3.36 L，其中两种成分气体的体积比为 ，反应中总共消耗的硝酸 mol。

（5）向含4 mol HNO3的稀溶液中，逐渐加入铁粉至过量。假设生成的气体只有一种，请在坐标系中画出n(气体)随n(Fe)变化的示意图，并标出n(气体)的最大值。

（6）氨气和硝酸生产的氮肥硝酸铵受热或受撞击容易分解，若分解时只生成两种氧化物，写出该反应的化学方程式 。

Answer 1

【答案】

（1）；

（2）NaCl+ NH3+H2O+CO2 = NaHCO3↓+NH4Cl；ABD；

（3）HCl，（极性）共价键、离子键(和配位键)；

（4）1:5或5:1，0.35

（5）

（6）NH4NO3 N2O↑ + 2H2O；

【解析】

试题分析：（1）在工业上用N2与氢气化合形成氨气，氨气催化氧化产生NO，NO被氧气氧化产生NO2，NO2被水吸收得到硝酸，则用氨催化氧化法合成硝酸的反应原理流程图是：；（2）向饱和氯化钠和浓氨水的混合溶液中通入过量CO2从而析出NaHCO3晶体，反应的化学方程式是NaCl+ NH3+H2O+CO2 = NaHCO3↓+NH4Cl。A．在0.1 mol/L的稀氨水中， N元素的存在形式有NH3·H2O、NH3、NH4+，根据N元素守恒可知 c(NH3·H2O) + c(NH3) + c(NH4+) = 0.1 mol/L，正确；B．氨气溶于水，绝大多数发生反应产生NH3·H2O，只有少量发生电离产生NH4+，所以微粒的浓度关系是：c(NH3·H2O) > c(NH3) + c(NH4+)，正确；C．在氨水中存在水的电离平衡及NH3·H2O 的电离平衡，二者都电离产生OH-，只有水电离产生H+，所以离子浓度关系是c(H+) <c(OH-)，错误；D．在氨水中存在水的电离平衡及NH3·H2O 的电离平衡，二者都电离产生OH-，只有水电离产生H+，根据二者电离产生的离子浓度关系可知c(NH4+) + c(H+) = c(OH-)，正确；（3）A是中学化学常见气体，打开装有A的集气瓶，瓶口出现白雾，将A与氨气混合，立即出现大量白烟，生成物质B，则A的分子式为HCl，NH3与HCl反应产生的物质B是NH4Cl，其中所含的化学键类型有（极性）共价键、离子键(和配位键)；（4）6.4 g铜的物质的量是n(Cu)=6.4g÷64g/mol=0.1mol，将6.4 g铜粉投入一定量的浓硝酸中，会发生反应：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+NO2↑+2H2O；3Cu＋8HNO3(稀)=2Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，Cu是+2价的金属，0.1molCu失去电子的物质的量是0.2mol，反应产生的NO、NO2混合气体在标准状况下体积是3.36 L，物质的量是n=3.36L÷22.4L/mol=0.15mol，假设NO、NO2的物质的量分别是x、y，则3x+y=0.2mol；x+y=0.15mol，解得x=0.025mol，y=0.125mol，根据n=V/Vm可知二者的体积比等于它们的物质的量的比，所以V(NO):V(NO2)= 0.025mol:0.125mol=1:5；V(NO2): V(NO) =5:1；根据N元素守恒可知n(HNO3)=2n[Cu(NO3)2]+n(气体)=2×0.1mol+0.15mol=0.35mol； （5）根据铁和硝酸反应的实质，开始铁全部被硝酸氧化为硝酸铁，反应的方程式是：Fe＋4H++NO3-=Fe3+＋NO↑＋2H2O，根据方程式可知4molHNO3发生反应产生1molNO气体，反应消耗1molFe，后发生反应2Fe3++Fe=3Fe2+，无气体产生，所以用图像表示为；（6）氨气和硝酸生产的氮肥硝酸铵受热或受撞击容易分解，若分解时只生成两种氧化物只能是N2O、H2O，根据电子守恒、原子守恒，可得该反应的化学方程式是NH4NO3 N2O↑ + 2H2O。