Question

【题目】利用元素的化合价推测物质的性质是化学研究的重要手段，氮元素的常见化合价与部分物质类别的对应关系如图所示。

(1)从氮元素化合价的角度分析，X、Y、Z、W中既具有氧化性又具有还原性的有______（填化学式）。

(2) N2O是硝酸生产中氨催化氧化的副产物，用特种催化剂能使N2O分解。NH3与O2在加热和催化剂作用下生成N2O的化学方程式为_______________。尾气中的NO用酸性NaClO溶液吸收，其原理是HClO氧化NO生成Cl和NO3-，其离子方程式为______________________________________。

(3)将集满红棕色气体Z的试管倒置于盛有水的水槽中，观察到的现象为_______________________。

(4)W的稀溶液与铜单质发生反应的离子方程式为__________________________。

(5)已知NaNO2能被酸性KMnO4溶液氧化为NaNO3，则50mL0.01 mol·L-1 NaNO2溶液与10mL0.02 mol·L-1 KMnO4溶液恰好完全反应时，还原产物中Mn元素的化合价为__________________________。

Answer 1

【答案】NO、NO2 2NH3+2O2N2O+3H2O 3HClO+2NO+H2O=3Cl+2 NO3-+5H+ 试管内液面逐渐上升至试管容积的2/3左右，红棕色气体逐渐变为无色气体 3Cu + 2NO3- + 8H+ = 3Cu2+ + 2NO↑+4H2O +2

【解析】

由化合价可知X为NH3，Y为NO，Z为NO2，W为HNO3，

(1)从氮元素化合价变化的角度分析，如既有氧化性，也有还原性，则N元素化合价为中间价态；

(2)NH3与O2在加热和催化剂作用下生成N2O，类似于生成NO的反应，同时生成水；在酸性NaClO溶液中，HClO氧化NO生成Cl-和NO3-，反应后溶液呈酸性；

(3)二氧化氮与水反应生成NO和HNO3；

(4)稀硝酸与铜反应生成硝酸铜和NO；

(5)结合氧化还原反应得失电子守恒计算。

由化合价可知X为NH3，Y为NO，Z为NO2，W为HNO3，

(1)从氮元素化合价变化的角度分析，如既有氧化性，也有还原性，则N元素化合价为中间价态，可为NO、NO2；

(2)NH3与O2在加热和催化剂作用下生成N2O和水，反应的化学方程式为2NH3+2O2N2O+3H2O；在酸性NaClO溶液中，HClO氧化NO生成Cl-和NO3-，反应后溶液呈酸性，则反应的离子方程式为3HClO+2NO+H2O=3Cl-+2NO3-+5H+；

(3)二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮：3NO2+H2O=2HNO3+NO，一氧化氮是无色气体，二氧化氮是红棕色气体，二氧化氮和水反应后气体压强减小，外界大气压不变，所以外界大气压对水作用而使水进入试管中，3体积NO2转化为1体积NO，所以现象为试管内液面逐渐上升至试管容积的2/3左右，红棕色气体逐渐变为无色气体；

(4)稀硝酸与铜反应生成硝酸铜和NO，反应的离子方程式为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，二者恰好完全反应时，设还原产物中Mn元素的化合价为x，则5×10﹣4mol×2＝2×10﹣4mol×(7﹣x)，解得x＝+2。