Question

【题目】氮及其化合物是重要的化工原料

（1）利用图所示装置及药品制取氨气。

①A中制氨气的化学方程式是________。

②C处是用集气瓶收集氨气的装置，请绘出装置图。________

③证明氨气已集满的操作和现象是________。

（2）氨经催化氧化可制备硝酸，其过程中涉及如下反应。4NH3 ＋ 5O2 4NO ＋ 6H2O

①作为氧化剂的物质是______，氮元素的化合价______（填“升高”或“降低”）。

②若反应中消耗了4 mol NH3，则生成NO的物质的量为______ mol，转移电子的物质的量为______ mol。

（3）含氮废水会加速藻类和其他浮游生物的大量繁殖，使水质恶化。利用微生物对含氮废水进行处理的流程如下：

请回答：

①过程Ⅲ发生化合反应的化学方程式为______。

②根据图1和图2，推断使用亚硝化菌的最佳条件为______。

③利用微生物处理含氮废水的优点为______。

Answer 1

【答案】2NH4Cl+Ca(OH)2 =CaCl2+2NH3+2H2O （短进长出，且有瓶塞） 将湿润的红色石蕊试纸靠近C与右侧的导管口，试纸变成蓝色 O2 升高 4 20 2HNO2+O2=2HNO3 pH=8、32℃ 反应条件温和，过程中使用的物质无毒无害，终产物无污染

【解析】

（1）①实验室用氯化铵晶体与氢氧化钙反应制备氨气；

②氨气的密度小于空气的密度，因此用集气瓶收集氨气时导管短进长出；

③实验室常用湿润的红色石蕊试纸检验氨气是否收集满；

（2）①氨气催化氧化的反应中氨气中的N元素为-3价，反应N元素变为+2价，化合价升高，失去电子，被氧化，氨气作还原剂，O元素由0价降低到-2价，化合价降低，得到电子，被还原，氧气作氧化剂；

②根据方程式可知，反应消耗4mol氨气时，生成NO 4mol，电子转移20mol；

（3）①过程Ⅲ中亚硝酸与氧气反应生成硝酸；

②根据图1可知当pH=8时，NO2-的生成率最大；由图2可知当温度为32℃时，NO2-的生成率最大；

③可从反应条件、环境污染、处理效果等方面分析。

（1）①实验室用氯化铵晶体与氢氧化钙反应制备氨气，反应方程式为：2NH4Cl+Ca(OH)2 =CaCl2+2NH3+2H2O；

②氨气的密度小于空气的密度，因此用集气瓶收集氨气时导管短进长出，装置为：；

③实验室常用湿润的红色石蕊试纸检验氨气是否收集满，过程为：将湿润的红色石蕊试纸靠近C与右侧的导管口，试纸变成蓝色；

（2）①反应中N元素化合价由-3价升高到+2价，化合价升高；O元素由0价降低到-2价，化合价降低，得到电子，被还原，氧气作氧化剂；

②根据方程式可知，反应消耗4mol氨气时，生成NO 4mol，电子转移20mol；

（3）①过程Ⅲ中亚硝酸与氧气反应生成硝酸，反应方程式为：2HNO2+O2=2HNO3；

②根据图1可知当pH=8时，NO2-的生成率最大；由图2可知当温度为32℃时，NO2-的生成率最大，因此使用亚硝化菌的最佳条件为pH=8，温度为32℃；

③分析微生物对含氮废水进行处理的流程可知，微生物处理含氮废水的优点为反应条件温和，过程中使用的物质无毒无害，终产物无污染。