题目内容

3．氮及其化合物在生产、生活中有着非常重要的作用．题中相关的实验装置如下：

（1）实验室制取较为干燥的氨气的反应方程式为2NH4Cl+Ca（OH）2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2NH3↑+CaCl2+2H2O；可选择图中的装置a、b、c中的c（填代号）来制取．
（2）实验室通过使用氮气和氢气模拟工业合成氨和氨催化氧化的流程如下：

已知实验室可用饱和亚硝酸钠（NaNO2）溶液与饱和氯化铵溶液经加热反应制取氮气．
①写出上述制取氮气的反应的化学方程式：NaNO2+NH4Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NaCl+N2↑+2H2O；
②从图a、b、c中选择制取气体的合适装置（填代号）：N2a、H2b．
③氨合成器出来经冷却的气体连续通入乙装置的水中吸收氨，不会（“会”或“不会”）发生倒吸．
④用乙装置吸收一段时间氨后，再通入空气，同时将热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内，写出装置中氨的催化氧化的化学方程式：4NH3+5O2$\frac{\underline{\;Pt\;}}{△}$4NO+6H2O．
⑤乙装置的锥形瓶内铂丝保持红热的原因是反应放热．
⑥反应结束后锥形瓶内溶液中的含氮离子有NH4+、NO3-（填离子符号）．
（3）农村有句谚语--雷雨肥庄稼，即雷雨时自然界发生了一系列的反应，合成了植物生长需要的氮肥，有利于植物生长．这其中使游离态的氮直接转化为化合态的氮的化学反应方程式为N2+O2$\frac{\underline{\;放电\;}}{\;}$2NO．
（4）目前，在汽车尾气系统中装置催化转化器可减少CO和NO的污染，该化学反应方程式为CO+NO$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$N2+CO2．
（5）一定条件下，N2O和CO的混合气体在点燃条件下恰好完全反应，生成的三种产物均为大气组成气体，并测得反应后气体的密度为反应前气体密度的$\frac{6}{7}$倍．请写出该反应的化学方程式4N2O+2CO=4N2+2CO2+O2．

分析 （1）实验室是利用固体氢氧化钙和氯化铵固体加热反应生成氨气，选择仪器应是固体和固体加热制备气体的装置，在大试管中加热实现气体制取；
（2）①实验室可用饱和亚硝酸钠（NaNO2）溶液与饱和氯化铵溶液经加热反应制取氮气，反应生成氮气、氯化钠和水；
②根据制取气体的药品状态和条件选择合适的制取仪器；
③合成氨的反应是可逆的，还会有一些氮气、氢气存在，据此来回答；
④氨的催化氧化生成一氧化氮和水；
⑤氨的催化氧化是一个放热过程；
⑥根据溶液的组成来确定含有的离子，氨的催化氧化反应产物是一氧化氮和水，一氧化氮极易变为二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，所以硝酸的存在会和氨水反应生成硝酸铵；
（3）氮气和氧气放电条件下反应生成一氧化氮；
（4）CO和NO在催化剂作用下反应生成无污染的二氧化碳和氮气；
（5）N2O和CO的混合气体在点燃条件恰好完全反应，生成的3种产物均为大气组成气体，为氮气、氧气和二氧化碳，反应后气体的密度是反应前气体密度的 $\frac{6}{7}$倍．相同条件下密度之比等于气体物质的量之比，由于产生三种可参与大气循环的气体，产生的气体为二氧化碳、氮气和氧气，N2O和CO可能发生的反应只能为：N2O+CO=N2+CO2、2N2O=2N2+O2，反应后气体密度减小为反应前的$\frac{6}{7}$，结合质量守恒可知，反应后气体体积增大为反应前的$\frac{7}{6}$，即增大了$\frac{1}{6}$体积，上述两个反应第一个反应前后体积不变，而第二个反应2体积的N2O反应后增大为3体积的N2和O2混合气体，因此可知在原混合气体中有$\frac{1}{3}$体积的N2O直接发生了分解，而剩余$\frac{2}{3}$体积气体中有$\frac{1}{3}$体积的N2O和$\frac{1}{3}$体积的CO发生了第一个反应，据此据此N2O与CO所组成的混合物中气体的体积之比．

解答 解：（1）实验室是利用固体氢氧化钙和氯化铵固体加热反应生成氨气，反应的化学方程式为：2NH4Cl+Ca（OH）2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2NH3↑+CaCl2+2H2O，选择仪器应是固体和固体加热制备气体的装置，图中c装置符合，
故答案为：2NH4Cl+Ca（OH）2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2NH3↑+CaCl2+2H2O；c；
（2）①实验室可用饱和亚硝酸钠（NaNO2）溶液与饱和氯化铵溶液经加热反应制取氮气，反应生成氮气、氯化钠和水，反应的化学方程式为：NaNO2+NH4Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NaCl+N2↑+2H2O，故答案为：NaNO2+NH4Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NaCl+N2↑+2H2O；
②实验室可用饱和亚硝酸钠（NaNO2）溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气，可以选择a，实验室里用金属锌粒和稀硫酸反应制取氢气，可以选择装置b，
故答案为：a；b；
③合成氨的反应是可逆的，工业合成氨中，20MPa，约500℃的反应条件下，流出气体中含14%～18%（体积分数）的NH3，即有大量的氮气和氢气未能转化为氨还会有一些氮气、氢气存在，这样会缓解氨气极易溶于水导致的气压差，不会倒吸，故答案为：不会；
④氨的催化氧化反应产物是一氧化氮和水，即4NH3+5O2$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H2O，故答案为：4NH3+5O2$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H2O；
⑤氨的催化氧化反应是一个放热反应，将经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内，能使铂丝保持红热，故答案为：反应放热；
⑥氨的催化氧化反应产物是一氧化氮和水，一氧化氮极易变为二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，所以硝酸的存在会和氨水反应生成硝酸铵，溶液中会存在H+、OH-、NH4+、NO3-，故答案为：NH4+；NO3-；
（3）氮气和氧气放电条件下反应生成一氧化氮，反应的化学方程式为：N2+O2$\frac{\underline{\;放电\;}}{\;}$2NO，故答案为：N2+O2$\frac{\underline{\;放电\;}}{\;}$2NO；
（4）在汽车尾气系统中装置催化转化器可减少CO和NO的污染，该化学反应方程式为：CO+NO$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$N2+CO2，故答案为：CO+NO$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$N2+CO2；
（5）由于产生三种可参与大气循环的气体，则N2O和CO可能发生的反应只能为：N2O+CO=N2+CO2、2N2O=2N2+O2，反应后气体密度减小为反应前的$\frac{6}{7}$，结合质量守恒可知，反应后气体体积增大为反应前的$\frac{7}{6}$，即增大了$\frac{1}{6}$体积，上述两个反应第一个反应前后体积不变，而第二个反应2体积的N2O反应后增大为3体积的N2和O2混合气体，因此可知在原混合气体中有$\frac{1}{3}$体积的N2O直接发生了分解，而剩余$\frac{2}{3}$体积气体中有$\frac{1}{3}$体积的N2O和$\frac{1}{3}$体积的CO发生了第一个反应，即混合气体中有$\frac{1}{15}$mol的N2O和$\frac{1}{30}$mol的CO，体积比为2：1，则配平得到反应的化学方程式为4N2O+2CO═4N2+2CO2+O2，
故答案为：4N2O+2CO=4N2+2CO2+O2．

点评 本题是一道关于氨气的制取和性质知识的综合题目，要求学生具有分析和解决问题的能力，综合性强．主要是装置选择、化学方程式定量计算分析、反应现象判断，难度较大．

练习册系列答案
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13．下列物质之间有如下反应关系：

已知由E转化成C的现象是：灰白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色．回答：
（1）写出下列物质的化学式：AFe2O3，BFeCl3，乙NaOH，丙KSCN．
（2）写出E→C反应的化学方程式：4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3．
（3）写出D→B反应的离子方程式：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-．
14．取17.4克二氧化锰与200mL浓度为12mol/L的浓盐酸混合加热充分反应，待二氧化锰完全反应后，向溶液中加入足量的AgNO3溶液，生成了白色沉淀．已知加热时发生的反 应为：MnO2+4HCl（浓）═MnCl2+2H2O+Cl2↑．
求：（1）在标准状况下生成多少升Cl2？
（2）发生氧化反应的HCl的物质的量是多少？
（3）反应生成了白色沉淀多少克？
11．下列反应的离子方程式书写正确的是（　　）
A．NH4HCO3溶于过量的浓KOH溶液中并加热：NH4++HCO3-+2OH-=$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO32-+NH3↑+2H2O
B．向明矾溶液中滴加Ba（OH）2溶液，恰好使SO42-沉淀完全：2Al3++3SO42-+3Ba2++6OH -═2 Al（OH）3↓+3BaSO4↓
C．向FeI2溶液中通入少量氯气：2Fe2++Cl2═2Fe3++2Cl-
D．磁性氧化铁溶于稀硝酸：3Fe2++4H++NO3-═3Fe3++NO↑+3H2O
18．下列过程中，发生了消去反应的是（　　）
A．C2H5Br和NaOH溶液混合共热
B．乙醇和NaOH溶液混合共热
C．一溴丁烷与的NaOH的丁醇溶液混合共热
D．氯苯与NaOH溶液混合共热
8．近20年来，光纤通信迅猛发展，现已在长途干线网中逐步取代同轴电缆、微波等而成为主要传输手段．在不久的将来，光纤通信将进入用户网，逐步取代用户网中的音频电缆，从而走进千家万户．光纤（又名光导纤维）传输信息容量大，而且抗干扰、防窃听、不腐蚀，制光纤的材料是（　　）
A．晶体硅B．二氧化硅C．钢D．铝硅合金
15．下列说法正确的是（　　）
A．化学反应中的能量变化都表现为热量变化
B．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
C．反应物和生成物所具有的总能量决定了反应是放热还是吸热
D．向醋酸钠溶液中滴入酚酞试液，加热后溶液红色加深，说明盐类水解是放热的
12．CCTV-8播放某护肤品广告，其中女星歇斯底里的吼叫：我们恨化学．著名化学人周公度教授及中国化学会先后发声，要求媒体就不当广告公开致歉并弥补损失．在你看来，下列论述，对周教授，中国化学学会无法起到支持的是（　　）
A．化学是创造新分子和构建新物质的根本手段，我们不能“端起碗吃饭，放下碗就骂娘”
B．化妆品是以保持人良状态为目的化学工业品或精细化工品．对于化学，化妆品无异于“空中楼阁”
C．科学是把双刃剑，化学在给人类创造巨大财富的同时存在一些负面 影响，无可厚非，不要夸大其词，让人谈“化”色变
D．经济、社会的绿色发展、永续发展，不能走“先发展，后治理”的老路，要考虑、甚至优先考虑生态的可持续发展
1．某同学设计如下实验方案，以分离KCl和BaCl2两种固体混合物，供选试剂：Na2SO4溶液、K2CO3溶液、K2SO4溶液、盐酸

（1）操作①的名称是溶解，操作②的名称是过滤．
（2）试剂a是K2CO3，试剂b是HCl，固体B是BaCl2．（填化学式）
（3）加入试剂a所发生反应的化学方程式为K2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2KCl．加入试剂b所发生反应的离子方程式为BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O．
（4）该方案能否达到实验目的：（填能或不能）否．若不能，应如何改进（若能，此问不用回答）？应在操作②的滤液中加入过量盐酸后再蒸发结晶．
（5）若要测定原混合物中BaCl2的质量分数，除了要准确称量混合物的质量外，至少还要获得的数据是沉淀A1或固体B的质量．

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