Question

【題目】氨與硝酸都是氮的重要化合物，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有廣泛應(yīng)用。回答下列問(wèn)題：

(1)氨氣的制備

①氨氣制取的發(fā)生裝置可以選擇上圖中的_________(填字母)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________。

②選擇上圖裝置組裝一套實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)收集一瓶干燥的氨氣，所選裝置的連接順序?yàn)椋喊l(fā)生裝置→______→______，______→_____→i(按氣流方向，用小寫(xiě)英文字母表示)。

③可用如裝置進(jìn)行氨的噴泉實(shí)驗(yàn)，引發(fā)噴泉的操作是__________。

(2)如圖所示，NH3經(jīng)一系列反應(yīng)可以得到HNO3。

①反應(yīng)①的化學(xué)方程式為________________________________________。

②產(chǎn)物NO是大氣污染物之一。在400℃左右且有催化劑存在的情況下，可用氨將一氧化氮還原為無(wú)色無(wú)毒氣體。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________。

(3)在某100mL硝酸與硫酸的混合液中，HNO3和H2SO4的物質(zhì)的量濃度分別為0.6 mol·L-1和0.3mol·L-1。向該混合液中加入3.84g銅粉，加熱，待充分反應(yīng)后，所得溶液中的Cu2+的物質(zhì)的量濃度是多少____________?(寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程)

Answer 1

【答案】A Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O d c f e 擠壓膠頭滴管的水進(jìn)入圓底燒瓶，再打開(kāi)止水夾 4NH3+5O24NO+6H2O 4NH3+6NO5N2+6H2O 發(fā)生的反應(yīng)只有銅與硝酸的反應(yīng)，因是硝酸和硫酸的混合酸，所以用該反應(yīng)的離子方程式3Cu+8H++2NO3-= 3Cu2++2NO↑+4H2O進(jìn)行計(jì)算。此100mL硝酸與硫酸的混合液中，n(H+)=0.12mol,n(NO3-)=0.06mol，3.84g銅粉的物質(zhì)的量為n(Cu)=0.06mol。

3Cu + 8H+ + 2NO3-= 3Cu2++2NO↑+4H2O

3 8 2

0.06mol 0.12mol 0.06mol

簡(jiǎn)單判斷可知：相對(duì)H+來(lái)說(shuō)，NO3-是過(guò)量的；相對(duì)Cu來(lái)說(shuō)，H+是不足的，所以最終以完全反應(yīng)的H+代入計(jì)算生成的Cu2+的量。 ，解之得n(Cu2+)=0.045mol，所以溶液中的Cu2+的物質(zhì)的量濃度是 =0.45mol/L。

【解析】

（1）①依據(jù)發(fā)生反應(yīng)的原理選擇相應(yīng)的發(fā)生裝置。如實(shí)驗(yàn)室用NH4Cl和Ca(OH)2固體混合物加熱來(lái)制氨氣，需要選取裝置A；如實(shí)驗(yàn)室選用生石灰與濃氨水不加熱制氨氣（可選擇裝置B，需去掉酒精燈）。

②選擇上圖裝置組裝一套實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)收集一瓶干燥的氨氣，需要將氣體先通過(guò)干燥裝置，再進(jìn)行收集，最后進(jìn)行尾氣的處理。干燥裝置選用C,從粗的一頭進(jìn)，細(xì)的一端出。收集裝置選用D，采用向下排空氣法，所以從f進(jìn)從e出，吸收裝置選用了F。按氣流方向，用小寫(xiě)英文字母表示所選裝置的連接順序?yàn)?/span>adcfei。

③擠壓膠頭滴管的水進(jìn)入圓底燒瓶，再打開(kāi)止水夾，可引發(fā)噴泉。原理是少量水進(jìn)入燒瓶后，造成較大量的氨氣溶解于水，燒瓶?jī)?nèi)的氣壓迅速降低，大氣壓將燒杯中的水快速壓入燒瓶，形成噴泉。

（2）①反應(yīng)I的反應(yīng)物是NH3，生成物是NO，顯然是氨氣的催化氧化反應(yīng)，這是工業(yè)合成硝酸的第一步，注意反應(yīng)條件要標(biāo)上催化劑、加熱，利用化合價(jià)升降總數(shù)相等直接配平即得：4NH3+5O24NO+6H2O。

②無(wú)色無(wú)毒的氣體是N2，該反應(yīng)實(shí)現(xiàn)了價(jià)態(tài)歸中：4NH3+6NO5N2+6H2O。注意反應(yīng)條件要明確標(biāo)上400℃和催化劑。

（3）發(fā)生的反應(yīng)只有銅與硝酸的反應(yīng)，因是硝酸和硫酸的混合酸，所以用該反應(yīng)的離子方程式3Cu+8H++2NO3-= 3Cu2++2NO↑+4H2O進(jìn)行計(jì)算。此100mL硝酸與硫酸的混合液中，n(H+)=0.12mol,n(NO3-)=0.06mol，3.84g銅粉的物質(zhì)的量為n(Cu)=0.06mol。

3Cu + 8H+ + 2NO3-= 3Cu2++2NO↑+4H2O

3 8 2

0.06mol 0.12mol 0.06mol

簡(jiǎn)單判斷可知：相對(duì)H+來(lái)說(shuō)，NO3-是過(guò)量的；相對(duì)Cu來(lái)說(shuō)，H+是不足的，所以最終以完全反應(yīng)的H+代入計(jì)算生成的Cu2+的量。 ，解之得n(Cu2+)=0.045mol，所以溶液中的Cu2+的物質(zhì)的量濃度是 =0.45mol/L。