Question

【题目】含氮化合物在工农业生产、生活中有重要作用。

Ⅰ.有资料显示过量的NH3和Cl2在常温下可合成岩脑砂（主要成分为NH4Cl），某实验小组对该反应进行探究，并对岩脑砂进行元素测定，回答下列问题：

（1）岩脑砂的制备

①利用装置A制取实验所需的NH3，写出反应的化学方程式__。

②已知该实验中用浓盐酸与MnO2反应制取所需Cl2，其离子反应方程式为__；装置F中的试剂是__。（填名称）

③为了使NH3和Cl2在D中充分混合，则由__（填e或f）通入NH3；请确定上述装置的合理连接顺序：A→__→D←__←__←__（用大写字母和箭头表示，箭头方向与气流方向一致）。

Ⅱ.（1）“氨的催化氧化”是工业生产硝酸的重要步骤。某化学课外活动小组设计了如下装置模拟该实验过程，并用水吸收制取硝酸（固定装置略去）：

①A装置的分液漏斗中盛放浓氨水，则烧瓶中盛放的药品应该是__。（填化学式）

②C装置中发生反应的化学方程式为__。

③反应后，装置E中除存在较多的H+外，还可能存在的一种阳离子是__，该离子的检验方法为__。

④下列哪些装置可以同时起到装置D和E的作用__（填代号）。

a. b. c. d.

Ⅲ.饮用水中的NO3-对人类健康会产生危害。为了降低饮用水中NO3-的浓度，某饮用水研究人员提出，可在碱性条件下用铝粉将NO3-还原成N2。

（1）配平方程式：__Al+__NO3-+__OH-=__AlO2-+__N2↑+__H2O。

（2）上述反应中，当有0.3mol电子转移时，产生的氮气在标准状况下的体积为__mL。

Answer 1

【答案】2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O 饱和食盐水 e C E F B Na2O2 4NH3+5O24NO+6H2O NH4+ 取E中少许溶液放入一支洁净试管中，加入浓氢氧化钠溶液并加热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，证明溶液中含有NH4+ b 10 6 4 10 3 2 672

【解析】

（1）①装置A是用氯化铵和氢氧化钙反应制取NH3，反应方程式是2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O；

②浓盐酸与MnO2加热生成氯化锰、氯气、水，反应的离子方程式是MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O；装置F的作用是除去氯气中的氯化氢，盛放的试剂是饱和食盐水；

③氨气的密度比氯气小，为了使NH3和Cl2在D中充分混合，长管通入氨气、短管通入氯气，即由e通入NH3；A制取氨气经C干燥后通入D，B中制取的氯气经F除去氯化氢、再经E干燥后通入D，合理连接顺序：A→C→D←E←F←B；

Ⅱ.（1）①氨气和氧气在催化剂条件下发生催化氧化，所以A装置中能同时制备氨气和氧气； A装置的分液漏斗中盛放浓氨水，则烧瓶中盛放的药品应该是Na2O2；

②C装置中氨气和氧气在催化剂条件下加热生成一氧化氮和水，发生反应的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O；

③反应后，氨气可能进入E，E中的阳离子可能是NH4+；铵根离子遇碱放出氨气，检验铵根离子的方法是：取E中少许溶液放入一支洁净试管中，加入浓氢氧化钠溶液并加热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，证明溶液中含有NH4+；

④a装置气体吸收不充分，故不选a；b装置，二氧化氮、氨气不溶于四氯化碳，b可以同时起到装置D和E的作用，故选b；c装置不能防倒吸，故不选c；d装置不能防倒吸，故不选d；

Ⅲ.（1）铝元素化合价由0升高为+3、氮元素化合价由+5降低为0，根据得失电子守恒、电荷守恒配平离子方程式10Al+6NO3-+4OH-=10AlO2-+3N2↑+2H2O。

（2）10Al+6NO3-+4OH-=10AlO2-+3N2↑+2H2O，氮元素化合价由+5降低为0，生成1molN2转移10mol电子，当有0.3mol电子转移时，产生的氮气的物质的量是0.03mol，在标准状况下的体积为0.03mol×22.4L/mol=0.672L=672mL。