Question

【題目】氮及其化合物是重要的化工原料

（1）利用圖所示裝置及藥品制取氨氣。

①A中制氨氣的化學(xué)方程式是________。

②C處是用集氣瓶收集氨氣的裝置，請繪出裝置圖。________

③證明氨氣已集滿的操作和現(xiàn)象是________。

（2）氨經(jīng)催化氧化可制備硝酸，其過程中涉及如下反應(yīng)。4NH3 ＋ 5O2 4NO ＋ 6H2O

①作為氧化劑的物質(zhì)是______，氮元素的化合價______（填“升高”或“降低”）。

②若反應(yīng)中消耗了4 mol NH3，則生成NO的物質(zhì)的量為______ mol，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為______ mol。

（3）含氮廢水會加速藻類和其他浮游生物的大量繁殖，使水質(zhì)惡化。利用微生物對含氮廢水進(jìn)行處理的流程如下：

請回答：

①過程Ⅲ發(fā)生化合反應(yīng)的化學(xué)方程式為______。

②根據(jù)圖1和圖2，推斷使用亞硝化菌的最佳條件為______。

③利用微生物處理含氮廢水的優(yōu)點(diǎn)為______。

Answer 1

【答案】2NH4Cl+Ca(OH)2 =CaCl2+2NH3+2H2O （短進(jìn)長出，且有瓶塞） 將濕潤的紅色石蕊試紙靠近C與右側(cè)的導(dǎo)管口，試紙變成藍(lán)色 O2 升高 4 20 2HNO2+O2=2HNO3 pH=8、32℃ 反應(yīng)條件溫和，過程中使用的物質(zhì)無毒無害，終產(chǎn)物無污染

【解析】

（1）①實驗室用氯化銨晶體與氫氧化鈣反應(yīng)制備氨氣；

②氨氣的密度小于空氣的密度，因此用集氣瓶收集氨氣時導(dǎo)管短進(jìn)長出；

③實驗室常用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗氨氣是否收集滿；

（2）①氨氣催化氧化的反應(yīng)中氨氣中的N元素為-3價，反應(yīng)N元素變?yōu)?/span>+2價，化合價升高，失去電子，被氧化，氨氣作還原劑，O元素由0價降低到-2價，化合價降低，得到電子，被還原，氧氣作氧化劑；

②根據(jù)方程式可知，反應(yīng)消耗4mol氨氣時，生成NO 4mol，電子轉(zhuǎn)移20mol；

（3）①過程Ⅲ中亞硝酸與氧氣反應(yīng)生成硝酸；

②根據(jù)圖1可知當(dāng)pH=8時，NO2-的生成率最大；由圖2可知當(dāng)溫度為32℃時，NO2-的生成率最大；

③可從反應(yīng)條件、環(huán)境污染、處理效果等方面分析。

（1）①實驗室用氯化銨晶體與氫氧化鈣反應(yīng)制備氨氣，反應(yīng)方程式為：2NH4Cl+Ca(OH)2 =CaCl2+2NH3+2H2O；

②氨氣的密度小于空氣的密度，因此用集氣瓶收集氨氣時導(dǎo)管短進(jìn)長出，裝置為：；

③實驗室常用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗氨氣是否收集滿，過程為：將濕潤的紅色石蕊試紙靠近C與右側(cè)的導(dǎo)管口，試紙變成藍(lán)色；

（2）①反應(yīng)中N元素化合價由-3價升高到+2價，化合價升高；O元素由0價降低到-2價，化合價降低，得到電子，被還原，氧氣作氧化劑；

②根據(jù)方程式可知，反應(yīng)消耗4mol氨氣時，生成NO 4mol，電子轉(zhuǎn)移20mol；

（3）①過程Ⅲ中亞硝酸與氧氣反應(yīng)生成硝酸，反應(yīng)方程式為：2HNO2+O2=2HNO3；

②根據(jù)圖1可知當(dāng)pH=8時，NO2-的生成率最大；由圖2可知當(dāng)溫度為32℃時，NO2-的生成率最大，因此使用亞硝化菌的最佳條件為pH=8，溫度為32℃；

③分析微生物對含氮廢水進(jìn)行處理的流程可知，微生物處理含氮廢水的優(yōu)點(diǎn)為反應(yīng)條件溫和，過程中使用的物質(zhì)無毒無害，終產(chǎn)物無污染。