Question

12．已知A、B、C、D、E、F是含有同一种元素的化合物，工业生产C的过程中有有一个步骤为F经催化氧化生成B和H₂O，它们之间能发生如下反应：①A+H₂O→B+C②C+F→D③D+NaOH$\stackrel{△}{→}$F+E+H₂O．
（1）写出下列物质的化学式：ANO₂、DNH₄NO₃，
（2）写出反应①的离子方程式3NO₂+H₂O=2H⁺+2NO₃^-+NO，并指出反应①的氧化剂和还原剂：氧化剂NO₂、还原剂NO₂，
（3）写出F经催化氧化生成B和水的化学方程式4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H₂O．
（4）氨气的制备与运输过程中都有严格要求．运输时，严禁与卤素（如Cl₂）混装运输．若二者接触时剧烈反应产生白烟，若0.4molNH₃参加反应时有0.3mol电子转移，写出反应的化学方程式8NH₃+3Cl₂=N₂+6 NH₄Cl．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F是含有同一种元素的化合物，工业生成C的过程中F经催化氧化生成B和H₂O，应是工业制备硝酸，则F是NH₃，由③D+NaOH→F+E+H₂O，说明D是铵盐，E为钠盐，且A、B、C、D、E、F是含有同一种元素的化合物，则E是NaNO₃，D是NH₄NO₃，根据②C+F→D，可知C是HNO₃，再根据①A+H₂O→B+C，则A是NO₂，B是NO，据此解答．

解答 解：A、B、C、D、E、F是含有同一种元素的化合物，工业生成C的过程中F经催化氧化生成B和H₂O，应是工业制备硝酸，则F是NH₃，由③D+NaOH→F+E+H₂O，说明D是铵盐，E为钠盐，且A、B、C、D、E、F是含有同一种元素的化合物，则E是NaNO₃，D是NH₄NO₃，根据②C+F→D，可知C是HNO₃，再根据①A+H₂O→B+C，则A是NO₂，B是NO．
（1）通过以上分析知，A为NO₂，D为NH₄NO₃，故答案为：NO₂；NH₄NO₃；
（2）反应①是二氧化氮和水反应生成一氧化氮和硝酸，离子方程式为：3NO₂+H₂O=2H⁺+2NO₃^-+NO，该反应中N元素化合价由+4价变为+2价和+5价，所以此反应中氧化剂NO₂，还原剂是NO₂，
故答案为：3NO₂+H₂O=2H⁺+2NO₃^-+NO；NO₂；NO₂；
（3）NH₃经催化氧化生成NO和H₂O，反应方程式为：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H₂O，
故答案为：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H₂O；
（4）反应中氯气为氧化剂，Cl元素化合价由0价降低到-1价，反应生成白烟为NH₄Cl，0.4molNH₃参加反应时有0.3mol电子转移，参加反应的氯气为$\frac{0.3mol}{2}$=0.15mol，被氧化的N原子为0.4mol-0.15mol×2=0.1mol，被氧化的N元素在氧化产物中化合价a，则（a+3）×1mol=0.3mol，故a=0，则生成N₂，所以方程式应为：8NH₃+3Cl₂=N₂+6 NH₄Cl，
故答案为：8NH₃+3Cl₂=N₂+6 NH₄Cl．

点评 本题考查无机物推断，涉及N元素化合物性质与转化，以F催化氧化为突破口进行推断，需要学生熟练掌握中学常见化学工业，难易适中，侧重对学生基础知识的巩固与训练．