Question

15．尽管氮元素在地壳中的含量较低（主要以硝酸盐的形式存在），但是大气中有丰富
的氮气，这为氨和硝酸的广泛应用提供了可能．
（1）氮气的电子式为，雷电作用能进行氮的固定，写出反应方程式N₂+O₂$\frac{\underline{\;放电\;}}{\;}$2NO．
（2）食物蕴含的营养物质中，含氮的高分子化合物是蛋白质（填名称，下同），其水解的最终产物为氨基酸．
（3）土壤中的NH₄⁺在硝化细菌的催化作用下可被氧化成NO₃^-，写出其离子方程式：NH₄⁺+2O₂$\frac{\underline{\;硝化细菌\;}}{\;}$NO₃^-+H₂O+2H⁺．
（4）某镁铝合金用足量稀硝酸完全溶解，得到标准状况下NO 11.2L，再向溶液中加入过量氨水，充分反应后过滤．若沉淀质量为40.8g，则合金的质量为15.3g．

Answer 1

分析 （1）氮原子最外层5个电子，氮气中两个氮原子形成3对共用电子对；空气中的氮气与氧气在雷电的作用下发生反应生成一氧化氮；
（2）蛋白质是由氨基酸缩合而成的含氮的高分子化合物，蛋白质水解生成多肽化合物，多肽化合物水解最终产物为氨基酸；
（3）NH₄⁺在硝化细菌的催化作用下被空气中的氧气氧化为硝酸根离子，依据得失电子守恒写出化学方程式；
（4）镁铝合金与足量稀硝酸发生氧化还原反应，转化成硝酸镁和硝酸铝，部分硝酸得到电子被还原为NO，向反应后的溶液中加入过量的氨水，镁、铝离子完全反应生成氢氧化镁、氢氧化铝沉淀，依据质量守恒和氧化还原反应中电子得失守恒计算解答．

解答 解：（1）氮气中两个氮原子形成3对共用电子对，电子式为：；氮气与氧气在雷电的作用下发生反应生成一氧化氮，方程式为：N₂+O₂$\frac{\underline{\;放电\;}}{\;}$2NO；
故答案为：；N₂+O₂$\frac{\underline{\;放电\;}}{\;}$2NO；
（2）蛋白质是由氨基酸缩合而成的含氮的高分子化合物，属于食物蕴含的营养物质中，含氮的高分子化合物是蛋白质；蛋白质水解生成多肽化合物，多肽化合物水解最终产物为氨基酸，所以蛋白质水解的最终产物为氨基酸，
故答案为：蛋白质；氨基酸；
（3）NH₄⁺在硝化细菌的催化作用下被空气中的氧气氧化的离子方程式为：NH₄⁺+2O₂$\frac{\underline{\;硝化细菌\;}}{\;}$ NO₃^-+H₂O+2H⁺，
故答案为：NH₄⁺+2O₂ $\frac{\underline{\;硝化细菌\;}}{\;}$NO₃^-+H₂O+2H⁺；
（4）设合金中镁的物质的量为xmol，铝的物质的量为ymol，反应中镁失去电子变成二价镁离子，铝失去电子变成铝离子，硝酸中氮原子有+5价将为NO中的+2价，依据氧化还原反应中得失电子相等的规律则：
2x+3y=$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$×（5-2）；
向溶液中加入过量氨水，充分反应后过滤，沉淀质量为40.8g为氢氧化镁和氢氧化铝沉淀质量，
依据元素守恒计算得到：58x+78y=40.8
解得：x=0.3mol
y=0.3mol
合金的质量=m（Mg）+m（Al）=0.3mol×24g/mol+0.3mol×27g/mol=15.3g
故答案为：15.3．

点评 本题考查了氮及其化合物的性质，题目涉及到电子式的书写、化学方程式的书写、离子方程式的书写、硝酸的相关计算，综合性强，难度中等，解题的关键在于把握反应的过程，抓住氧化还原反应中得失电子守恒、原子个数守恒的规律．