Question

含氮化合物是常见的化学物质，它们对人类的生产生活，有着重要的影响：

（1）氨气是合成其他含氮化合物的重要原料，也是实验室常用试剂．pH=9的氨水中由水电离的[OH^-]

 

mol?L^-l，向浓度均为0.1mol?L^-l的FeCl₃、AlCl₃溶液中缓慢通入足量的氨气，先生成的沉淀是

 

（填化学式），理由是

 

．注：Ksp[Fe（OH）₃]=2.8×l0^-39，Ksp[Al（OH）₃]=1.3×l0^-33
（2）氮氧化合物属于常见大气污染物，汽车尾气的排放是空气中氮氧化合物的主要来源，用尿素（）做还原剂还原氮氧化合物是目前处理汽车尾气的一种方法，现设计实验模拟该过程并检验或收集其反应产物．
①用浓硝酸和铜片反应制取二氧化氮气体，发生装置应选择

 

（填所选如图1装置编号）；
②将①所选装置与下面装置组装完毕后，应先

 

，然后添加药品开始反应，将①所选装置中产生的二氧化氮气体通入下列装置进行相关实验．A装置可冷凝除去二氧化氮中的硝酸蒸气，其另一作用为

 

；
③若实验过程中依次观察到下列现象：红棕色气体经过B装置变为无色；如图2C装置固体变为蓝色；图2D装置澄清石灰水变浑浊；E装置中收集到无色无味气体，遇空气不变色．试推测该反应的产物为

 

，氧化剂、还原剂的物质的量之比为

 

；
④图2C、D装置可否颠倒顺序

 

（填“可”或“否”），理由是

 

．

Answer 1

考点：难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质,常见气体制备原理及装置选择

专题：

分析：（1）室温时，Kw=1×10^-14，根据c（H⁺）×c（OH^-）=1×10^-14，以及H₂O?H⁺+OH^-计算；根据Al（OH）₃、Cu（OH）₂的溶度积常数，物质的溶度积越小，越易形成沉淀；
（2）①用浓硝酸和铜片反应制取二氧化氮气体，属于固体与液体反应制取气体，反应不需要加热，据此分析发生装置；
②制取气体装置组装完毕，应先检查装置的气密性；A装置中装有氯化钙固体，氯化钙具有吸水性；
③二氧化氮通过尿素后，红棕色气体经过B装置变为无色；如图2C装置固体变为蓝色；图2D装置澄清石灰水变浑浊；E装置中收集到无色无味气体，遇空气不变色，说明生成气体有水蒸气、二氧化碳和氮气，尿素中N为-3价，C为+4价，二氧化氮中N为+4价，氧化剂为二氧化氮，还原剂为尿素，反应生成氮气，据得失电子守恒计算氧化剂与还原剂物质的量之比；
④先通过D装置，能够带出水蒸气，影响对水蒸气的检验．

解答： 解：（1）室温时，Kw=1×10^-14，则
pH=9的氨水中c（OH^-）=1×10^-5mol/L，
则c（H⁺）=1×10^-9mol/L，
又H₂O?H⁺+OH^-，
则由水电离的c（OH^-）=c（H⁺）=1×10^-9mol/L，
根据Al（OH）₃、Fe（OH）₃的溶度积常数，在25℃下，向浓度均为0.1mol?L^-1的AlCl₃和FeCl₃混合溶液中逐滴加入氨水，

3	2.8×10-39 0.1

＜

3	1.3×10-33 0.1

，加入相同的浓度的氨水，Fe（OH）₃最先析出，
故答案为：1×10^-9；Fe（OH）₃；Fe（OH）₃的Ksp更小，所以先沉淀；
（2）①固体与液体反应制取气体，反应不需要加热，选择装置C，故答案为：C；
②制取气体装置组装完毕，应先检查装置的气密性；A装置中装有氯化钙固体，能够干燥气体，故答案为：检查装置的气密性；干燥气体；
③二氧化氮通过尿素后，红棕色气体经过B装置变为无色；如图2C装置固体变为蓝色；图2D装置澄清石灰水变浑浊；E装置中收集到无色无味气体，遇空气不变色，说明生成气体有水蒸气、二氧化碳和氮气，
尿素中N为-3价，二氧化氮中N为+4价，反应生成氮气中N为0价，其他元素价态不变，氧化剂为二氧化氮，1mol二氧化氮反应转移电子4mol，还原剂为尿素，1mol尿素反应转移电子物质的量为6mol，据得失电子守恒，氧化剂与还原剂物质的量之比为3：2，故答案为：水蒸气、二氧化碳和氮气；3：2；
④C检验水蒸气，D检验二氧化碳，若CD装置互换，无法证实水蒸气的存在，故答案为：否；无法证实水蒸气的存在．

点评：本题考查了沉淀的溶度积和气体实验室制取和性质实验，题目难度较大．