Question

12．氮元素的单质和常见的化合物在工、农业生产中用途广泛．
（1）工业上利用分离空气的方法得到氮气．空气各主要成分的沸点如下：

N2	O2	Ar	CO2
-196°C	-183°C	-186°C	-78°C

现将空气深度冷却液化，然后缓慢升温，则最先分离出来的气体是N₂．
（2）雷雨时空气中的N₂转化为NO，生成物NO是无色的气体，难（填“易”或“难”）溶于水；NO在空气中很容易被氧化成NO₂，NO₂能与水发生化学反应．NO₂与水反应的化学方程式为3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO．
（3）实验室可用固体NH₄Cl与固体Ca（OH）₂加热反应制取氨气．
①制取氨气的化学方程式为2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$CaCl₂+2H₂O+2NH₃↑；
②要制取标准状况下4.48L的氨气，至少需要称取固体NH₄Cl的质量为10.7g．
（4）已知：4NH₃+6NO$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$5N₂+6H₂O．化学研究性学习小组的同学在技术人员的指导下，按下列流程，探究不同催化剂对NH₃还原NO反应的催化性能．

若控制其他实验条件均相同，在催化反应器中装载不同的催化剂，将经催化反应后的混合气体，通过一定体积滴有酚酞的稀硫酸溶液（溶液的体积、浓度均相同）．
①NH₃与稀硫酸溶液反应的离子方程式为NH₃+H⁺=NH₄⁺；；
②为了比较不同催化剂的催化性能，需要测量并记录的数据是溶液显色所需时间．

Answer 1

分析 （1）升温时沸点低的先汽化溢出；
（2）一氧化氮是无色有毒气体，难溶于水，二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮；
（3）①在加热条件下，氯化铵和氢氧化钙反应生成氯化钙、氨气和水；
②根据原子守恒计算氯化铵的物质的量，再根据m=nM计算氯化铵的质量；
（4）①氨气和硫酸反应生成硫酸铵；
②根据不同催化剂的催化性能不同，消耗的氨气也不同，根据滴有酚酞的稀硫酸溶液显色所需时间可以确定剩余氨气的多少．

解答 解：（1）工业制氧气的原理是分离液态空气，由液态变成气态时由于氧气与氮气沸点不同，然后升温沸点低的N₂先汽化溢出，故答案为：N₂；
（2）一氧化氮是无色不易溶于水的有毒气体，易被氧气氧化生成红棕色二氧化氮气体，二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，反应方程式为：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，
故答案为：无；难；3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；
（3）①加热条件下，氯化铵和氢氧化钙反应生成氯化钙、水和氨气，反应方程式为：2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$CaCl₂+2H₂O+2NH₃↑，
故答案为：2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$CaCl₂+2H₂O+2NH₃↑；
②4.48L氨气的物质的量=$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，根据原子守恒知，生成0.2mol氨气需要氯化铵的物质的量也是0.2mol，则氯化铵的质量=0.2mol×53.5g/mol=10.7g，
故答案为：10.7；
（4）①氨气和硫酸反应生成硫酸铵，离子反应方程式为：NH₃+H⁺=NH₄⁺，故答案为：NH₃+H⁺=NH₄⁺；
②不同催化剂的催化性能不同，消耗的氨气也不同，根据滴有酚酞的稀硫酸溶液显色所需时间可以确定剩余氨气的多少，显色所需时间越长，催化效果越好，
故答案为：溶液显色所需时间．

点评 本题考查了氮的化合物的性质、氨气的制取等知识点，根据物质间的反应结合原子守恒等知识来分析解答，难度不大．