Question

【題目】利用元素的化合價(jià)推測(cè)物質(zhì)的性質(zhì)是化學(xué)研究的重要手段，氮元素的常見化合價(jià)與部分物質(zhì)類別的對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖所示。

(1)從氮元素化合價(jià)的角度分析，X、Y、Z、W中既具有氧化性又具有還原性的有______（填化學(xué)式）。

(2) N2O是硝酸生產(chǎn)中氨催化氧化的副產(chǎn)物，用特種催化劑能使N2O分解。NH3與O2在加熱和催化劑作用下生成N2O的化學(xué)方程式為_______________。尾氣中的NO用酸性NaClO溶液吸收，其原理是HClO氧化NO生成Cl和NO3-，其離子方程式為______________________________________。

(3)將集滿紅棕色氣體Z的試管倒置于盛有水的水槽中，觀察到的現(xiàn)象為_______________________。

(4)W的稀溶液與銅單質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為__________________________。

(5)已知NaNO2能被酸性KMnO4溶液氧化為NaNO3，則50mL0.01 mol·L-1 NaNO2溶液與10mL0.02 mol·L-1 KMnO4溶液恰好完全反應(yīng)時(shí)，還原產(chǎn)物中Mn元素的化合價(jià)為__________________________。

Answer 1

【答案】NO、NO2 2NH3+2O2N2O+3H2O 3HClO+2NO+H2O=3Cl+2 NO3-+5H+ 試管內(nèi)液面逐漸上升至試管容積的2/3左右，紅棕色氣體逐漸變?yōu)闊o(wú)色氣體 3Cu + 2NO3- + 8H+ = 3Cu2+ + 2NO↑+4H2O +2

【解析】

由化合價(jià)可知X為NH3，Y為NO，Z為NO2，W為HNO3，

(1)從氮元素化合價(jià)變化的角度分析，如既有氧化性，也有還原性，則N元素化合價(jià)為中間價(jià)態(tài)；

(2)NH3與O2在加熱和催化劑作用下生成N2O，類似于生成NO的反應(yīng)，同時(shí)生成水；在酸性NaClO溶液中，HClO氧化NO生成Cl-和NO3-，反應(yīng)后溶液呈酸性；

(3)二氧化氮與水反應(yīng)生成NO和HNO3；

(4)稀硝酸與銅反應(yīng)生成硝酸銅和NO；

(5)結(jié)合氧化還原反應(yīng)得失電子守恒計(jì)算。

由化合價(jià)可知X為NH3，Y為NO，Z為NO2，W為HNO3，

(1)從氮元素化合價(jià)變化的角度分析，如既有氧化性，也有還原性，則N元素化合價(jià)為中間價(jià)態(tài)，可為NO、NO2；

(2)NH3與O2在加熱和催化劑作用下生成N2O和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH3+2O2N2O+3H2O；在酸性NaClO溶液中，HClO氧化NO生成Cl-和NO3-，反應(yīng)后溶液呈酸性，則反應(yīng)的離子方程式為3HClO+2NO+H2O=3Cl-+2NO3-+5H+；

(3)二氧化氮和水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮：3NO2+H2O=2HNO3+NO，一氧化氮是無(wú)色氣體，二氧化氮是紅棕色氣體，二氧化氮和水反應(yīng)后氣體壓強(qiáng)減小，外界大氣壓不變，所以外界大氣壓對(duì)水作用而使水進(jìn)入試管中，3體積NO2轉(zhuǎn)化為1體積NO，所以現(xiàn)象為試管內(nèi)液面逐漸上升至試管容積的2/3左右，紅棕色氣體逐漸變?yōu)闊o(wú)色氣體；

(4)稀硝酸與銅反應(yīng)生成硝酸銅和NO，反應(yīng)的離子方程式為3Cu+8H++2NO3﹣＝3Cu2++2NO↑+4H2O；

(5)50mL0.01molL﹣1 NaNO2溶液中n(NaNO2)＝0.05L×0.01mol/L＝5×10﹣4mol，10mL0.02molL﹣1 KMnO4溶液中n(KMnO4)＝0.01L×0.02mol/L＝2×10﹣4mol，二者恰好完全反應(yīng)時(shí)，設(shè)還原產(chǎn)物中Mn元素的化合價(jià)為x，則5×10﹣4mol×2＝2×10﹣4mol×(7﹣x)，解得x＝+2。