Question

13．氮及其化合物在化学实验中有广泛应用：
（1）请写出实验室用Cu和浓硝酸反应制备NO₂的离子方程式：Cu+4H⁺+2NO₃^-═Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O；
（2）请设计实验，检验某可溶性固体物质中含有NH₄⁺的操作、现象、结论：取少量待测固体（或先配制成浓溶液亦可）于试管中，加入过量浓的NaOH溶液，加热，在试管口放置湿润的红色石蕊试纸，产生无色有刺激性气味的气体，且试纸变蓝，则原溶液含有NH₄⁺；
（3）实验室可用（NH₄）₂Cr₂O₇受热分解产生N₂、Cr₂O₃和H₂O来制备N₂，请写出该分解反应的化学方程式：（NH₄）₂Cr₂O₇$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cr₂O₃+N₂↑+4H₂O．

Answer 1

分析 （1）铜与稀硝酸反应氧化还原反应生成硝酸铜、NO气体和水；
（2）检验铵根离子的方法一般为：向铵盐中进入氢氧化钠、加热，用湿润的红色石蕊试纸检验是否有变蓝，从而判断是否含有铵根离子；
（3）反应中Cr元素和N元素的化合价发生变化，根据化合价升降相等配平并写出该反应的化学方程式．

解答 解：（1）铜与稀硝酸反应反应生成硝酸铜、一氧化氮气体和水，反应的离子方程式为Cu+4H⁺+2NO₃^-═Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O，
故答案为：Cu+4H⁺+2NO₃^-═Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O；
（2）通常用强碱溶液和湿润的红色石蕊试纸检验铵根离子，其操作方法、现象及结论为：取少量待测固体（或先配制成浓溶液亦可）于试管中，加入过量浓的NaOH溶液，加热，在试管口放置湿润的红色石蕊试纸，产生无色有刺激性气味的气体，且试纸变蓝，则原溶液含有NH₄⁺，
故答案为：取少量待测固体（或先配制成浓溶液亦可）于试管中，加入过量浓的NaOH溶液，加热，在试管口放置湿润的红色石蕊试纸，产生无色有刺激性气味的气体，且试纸变蓝，则原溶液含有NH₄⁺；
（3）实验室可用（NH₄）₂Cr₂O₇受热分解产生N₂、Cr₂O₃和H₂O来制备N₂，（NH₄）₂Cr₂O₇中铬元素的化合价为+6，氮元素的化合价为-3，反应后分别生成Cr₂O₃、N₂，铬元素化合价变化至少为：（6-3）×2=6，N元素化合价至少升高：[0-（-3）]×2=6，则化合价变化的最小公倍数为6，所以Cr₂O₃、N₂的系数都是1，然后利用质量守恒配平可得（NH₄）₂Cr₂O₇$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cr₂O₃+N₂↑+4H₂O，
故答案为：（NH₄）₂Cr₂O₇$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cr₂O₃+N₂↑+4H₂O．

点评 本题考查了性质实验方案的设计与评价，题目难度中等，明确常见物质的性质及检验方案的设计原则为解答关键，注意掌握化学实验基本操作方法及其应用，试题充分考查了学生的分析、理解能力及灵活应用基础知识的能力．