Question

18．氨气（NH₃）是一种无色有刺激性气味的气体，密度小于空气的密度，极易溶于水，氨气在化学工业中用途很广泛，例如制化肥、纯碱等，还可以用于环境治理．
（1）氨气可以用向下排空气法来收集．
（2）“侯氏制碱法”关键一步的反应原理可表示为：NH₃+CO₂+H₂O+NaCl═NaHCO₃+A
A的化学式为NH₄Cl，且A中氮元素与氢元素的质量比为7：2．
（3）在细菌作用下，用氨处理含甲醇的工业废水，使其变为无毒的N₂和CO₂，从而清除对环境的污染，有关的反应为：6NH₃+5CH₃OH+12B═3N₂+5CO₂↑+19H₂O，则B的化学式为O₂．
（4）400℃时，在催化剂存在的条件下，用氨气可将有毒气体NO还原为N₂和H₂O，试写出该反应的化学方程式4NH₃+6NO$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{400℃}$5N₂+6H₂O．

Answer 1

分析 （1）根据氨气的密度小于空气的密度，极易溶于水，进行分析解答．
（2）由质量守恒定律：反应前后，原子种类、数目均不变，据此由反应的化学方程式推断生成物A的化学式；化合物中各元素质量比=各原子的相对原子质量×原子个数之比，进行分析解答．
（3）由质量守恒定律：反应前后，原子种类、数目均不变，据此由反应的化学方程式推断反应物B的化学式．
（4）400℃时，在催化剂存在的条件下，用氨气可将有毒气体NO还原为N₂和H₂O，写出反应的化学方程式即可．

解答 解：（1）氨气的密度小于空气的密度，能用向下排空气法收集；极易溶于水，不能用排水法收集．
（2）根据反应的化学方程式NH₃+CO₂+H₂O+NaCl=NaHCO₃+A，反应物中氮、氢、碳、氧、钠、氯原子个数分别为1、5、1、3、1、1，反应后的生成物中氮、氢、碳、氧、钠、氯原子个数分别为0、1、1、3、1、0，根据反应前后原子种类、数目不变，则每个A分子由1个氮原子、4个氢原子和1个氯原子构成，则物质A的化学式为NH₄Cl．
在A中，氮、氢元素质量比为14：（1×4）=7：2．
（3）由化学方程式6NH₃+5CH₃OH+12B═3N₂+5CO₂↑+19H₂O，反应物氮、氢、碳、氧原子个数分别为6、38、5、5，反应后的生成物中氮、氢、碳、氧原子个数分别为6、38、5、29，根据反应前后原子种类、数目不变，则12B中含有24个氧原子，则每B分子由2个氧原子构成，则物质B的化学式为O₂．
（4）400℃时，在催化剂存在的条件下，用氨气可将有毒气体NO还原为N₂和H₂O，反应的化学方程式为：4NH₃+6NO$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{400℃}$5N₂+6H₂O．
故答案为：（1）向下排空气；（2）NH₄Cl；7：2；（3）O₂；（4）4NH₃+6NO$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{400℃}$5N₂+6H₂O．

点评 本题难度不大，灵活运用质量守恒定律（化学反应前后原子守恒）、化学方程式的书写方法、有关化学式的计算、常见气体的收集方法是正确解答本题的关键．