Question

17．图1为氮及其化合物的类别与化合价对应的关系图．
（1）实验室制取氨气．
①化学方程式是2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O．
②用水吸收多余的氨气时，如将导管直接插入水中，会产生倒吸现象，产生该现象的原因是氨水极易溶于水．
（2）完成下列化学方程式：体现N元素的还原性：
a．汽车尾气中产生的NO：N₂+O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2NO．
b．氨的催化氧化：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{△}$4NO+6H₂O．
（3）NO₂易溶于水．标准状况下将体积为V mL的试管充满NO₂后倒扣在水中，见图2．
①NO₂溶于水的化学方程式是3NO₂+H₂O=2NHO₃+NO．
②使试管中NO₂恰好完全被水吸收需要缓慢通入氧气，通入标准状况下氧气的体积为$\frac{V}{4}$mL．最终试管中所的硝酸的物质的量浓度为$\frac{1}{22.4}$mol/L．
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6NO₂+8NH₃=7N₂+12H₂O．
（4）写出除掉Fe₂O₃中的SiO₂的离子方程式SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O写出制取漂白粉的化学方程式2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O．

Answer 1

分析 （1）①实验室用固体氯化铵和固体氢氧化钙反应制备氨气；
②依据氨气极易溶于水的性质解答；
（2）b．化合价升高的元素体现还原性，氨气催化氧化生成一氧化氮和水，反应中体现氨气的还原性；
（3）①二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮；
②求出V mLNO₂的物质的量，设消耗的氧气的物质的量为xmol，生成的硝酸的物质的量为ymol，然后根据化学方程式4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃计算；
③NO₂和氨气发生归中反应生成氮气．
（4）Fe₂O₃是碱性氧化物，能和酸反应；而SiO₂是酸性氧化物，能和碱反应；
氯气和氢氧化钙反应制取漂白粉．

解答 解：（1）①铵盐和碱反应生成氨气，实验室用固体氯化铵和固体氢氧化钙反应制备氨气，反应的方程式为：Ca（OH）₂+2NH₄Cl=CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O，
故答案为：2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；
②氨气易溶于水，使装置中的压强小于外界的压强，从而引起倒吸，
故答案为：氨水极易溶于水；
（2）b．氨气催化氧化生成一氧化氮和水，化学方程式：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{△}$4NO+6H₂O，氨气中-3价N升高为+2价，体现还原性，
故答案为：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{△}$4NO+6H₂O；
（3）①二氧化氮可以和水之间反应，反应物NO₂中N元素化合价降低为+2价，升高为+5价，生成硝酸和一氧化氮，反应为：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，
故答案为：3NO₂+H₂O=2NHO₃+NO；
②标况下V mLNO₂的物质的量n=$\frac{V×1{0}^{-3}L}{22.4L/mol}$=$\frac{V}{22400}mol$，设消耗的氧气的物质的量为xmol，生成的硝酸的物质的量为ymol，根据化学方程式4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃可知：4NO₂ +O₂ +2H₂O=4HNO₃
       4             1                           4
 $\frac{V}{22400}mol$    xmol                   ymol
则有：$\frac{4}{\frac{V}{22400}mol}=\frac{1}{xmol}=\frac{4}{ymol}$
解得x=$\frac{V}{22400}×\frac{1}{4}$mol
y=$\frac{V}{22400}$mol
故所消耗的氧气的体积V（O₂）=$\frac{V}{22400}×\frac{1}{4}$mol×22.4L/mol=$\frac{V}{4000}$L=$\frac{V}{4}$mL；
由于最终溶液充满整个试管，故所得硝酸溶液的体积为VmL，则硝酸溶液的浓度C=$\frac{\frac{V}{22400}mol}{V×1{0}^{-3}L}$=$\frac{1}{22.4}$mol/L．
故答案为：$\frac{V}{4}$mL；$\frac{1}{22.4}$mol/L；
③NO₂和氨气发生归中反应生成氮气和水，故化学方程式为：6NO₂+8NH₃=7N₂+12H₂O，故答案为：6NO₂+8NH₃=7N₂+12H₂O；
（4）Fe₂O₃是碱性氧化物，能和酸反应；而SiO₂是酸性氧化物，能和碱反应，故能用碱溶液除去Fe₂O₃中的SiO₂，离子方程式为：SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O；
氯气和氢氧化钙反应制取漂白粉，化学方程式为：2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O．
故答案为：SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O；2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O．

点评 本题考查化学方程式的计算，注意把握氨气的性质和制法，解答本题的关键是把握氧化还原反应的特点和化学方程式的有关计算，（3）为易错点，答题时注意是二氧化氮是VmL，而不是二氧化氮和氧气的混合气体．