Question

15．圖1為氮及其化合物的類別與化合價對應(yīng)的關(guān)系圖．

（1）實驗室制取氨氣．
①化學(xué)方程式是2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O．
②可用向下排空氣法收集氨氣的原因是氨氣密度比空氣輕．
③用水吸收多余的氨氣時，如將導(dǎo)管直接插入水中，會產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象，產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因是氨水極易溶于水．
④某同學(xué)在實驗室制取氨氣的實驗裝置如圖2所示，該同學(xué)的實驗裝置中有一個明顯的錯誤是試管A管口向上傾斜（或試管A管口未向下傾斜），在改正裝置圖中的錯誤后，若要制取干燥的氨氣，還應(yīng)如何改進裝置？在發(fā)生裝置A和收集裝置B之間，連接裝有堿石灰的干燥管或U形管．
（2）完成下列能生成NO的化學(xué)方程式：
①體現(xiàn)N元素的還原性：
a．汽車尾氣中產(chǎn)生的NO：N₂+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2NO．
b．氨的催化氧化：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O．
②體現(xiàn)N元素的氧化性：3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O．
（3）用如圖3示裝置制備NO并驗證其還原性．滴入稀硝酸之前，應(yīng)該關(guān)閉止水夾，點燃紅磷并伸入瓶中，塞好膠塞．這樣操作的目的是消除裝置中的氧氣．滴入稀硝酸后，燒杯中的現(xiàn)象是液變藍、銅片表面產(chǎn)生無色氣體．燒杯中的反應(yīng)停止后，打開止水夾，通入氧氣或空氣可驗證NO的還原性．
（4）NO₂易溶于水．將體積為V mL的試管充滿NO₂后倒扣在水中，見圖4．
①NO₂溶于水的化學(xué)方程式是3NO₂+H₂O=2NHO₃+NO．
②使試管中NO₂完全被水吸收的操作是向試管中通入氧氣．

Answer 1

分析 （1）①實驗室用固體氯化銨和固體氫氧化鈣反應(yīng)制備氨氣；
②依據(jù)氨氣的物理性質(zhì)-密度、水溶性選擇收集方法；
③依據(jù)氨氣極易溶于水的性質(zhì)解答；
④加熱固體藥品時，試管口應(yīng)向下傾斜；因產(chǎn)物中有水，且氨氣極易溶于水，所以制取干燥的氨氣，需干燥裝置；
（2）①b．化合價升高的元素體現(xiàn)還原性，氨氣催化氧化生成一氧化氮和水，反應(yīng)中體現(xiàn)氨氣的還原性；
②化合價降低的元素體現(xiàn)氧化性，銅與稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銅和一氧化氮和水，反應(yīng)中硝酸體現(xiàn)強的氧化性；
（3）裝置用來制備NO并驗證其還原性，先在無氧氣操作狀態(tài)下制得的NO，為了更好的驗證一氧化氮氣體的還原性，白磷燃燒消耗掉氧氣，氫氧化鈉吸收空氣中的二氧化碳和生成的五氧化二磷，再滴入硝酸和銅反應(yīng)生成一氧化氮無色氣體；驗證一氧化氮的還原性可以打開止水夾使空氣進入到廣口瓶，一氧化氮遇到氧氣會被氧化為二氧化氮，據(jù)此分析；
（4）①二氧化氮和水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮；
②NO₂與水和氧氣按一定比例混合，NO₂可完全被水吸收生成硝酸．

解答 解：（1）①銨鹽和堿反應(yīng)生成氨氣，實驗室用固體氯化銨和固體氫氧化鈣反應(yīng)制備氨氣，反應(yīng)的方程式為：Ca（OH）₂+2NH₄Cl=CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O，
故答案為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；
②氨氣極易溶于水，所以只能用排空氣的方法收集，又因為氨氣密度小于空氣密度，所以選擇向下排空氣法收集，
故答案為：氨氣密度比空氣輕； 
③氨氣易溶于水，使裝置中的壓強小于外界的壓強，從而引起倒吸，
故答案為：氨水極易溶于水；
④氯化銨和氫氧化鈣反應(yīng)制取氨氣有水生成，為防止試管炸裂，且固體藥品含有濕存水，所以加熱時需試管A管口向下傾斜，即該同學(xué)的實驗裝置中有一個明顯的錯誤是：試管A管口向上傾斜（或試管A管口未向下傾斜），要制取干燥的氨氣應(yīng)對制取的氨氣進行干燥，可在發(fā)生裝置A和收集裝置B之間，連接裝有堿石灰的干燥管或U形管，
故答案為：試管A管口向上傾斜（或試管A管口未向下傾斜）；在發(fā)生裝置A和收集裝置B之間，連接裝有堿石灰的干燥管或U形管；
（2）①b．氨氣催化氧化生成一氧化氮和水，化學(xué)方程式：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O，氨氣中-3價N升高為+2價，體現(xiàn)還原性，
故答案為：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O
②銅與稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銅和一氧化氮和水，化學(xué)方程式：3Cu+8HNO₃ （稀）═3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，硝酸中+5價N降為+2價，體現(xiàn)氧化性，
故答案為：3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；
（3）滴入稀硝酸之前，應(yīng)該關(guān)閉止水夾，點燃紅磷并伸入瓶中，塞好膠塞．這樣操作的目的是消除裝置中的氧氣，滴入稀硝酸后，發(fā)生反應(yīng)為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，現(xiàn)象是：Cu片逐漸溶解，有無色氣泡產(chǎn)生，溶液由無色變?yōu)樗{色，打開止水夾，通入少量氧氣或空氣，一氧化氮遇到氧氣會被氧化為二氧化氮，可驗證NO的還原性，
故答案為：消除裝置中的氧氣；液變藍、銅片表面產(chǎn)生無色氣體；氧氣或空氣；
（4）①二氧化氮可以和水之間反應(yīng)，反應(yīng)物NO₂中N元素化合價降低為+2價，升高為+5價，生成硝酸和一氧化氮，反應(yīng)為：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，
故答案為：3NO₂+H₂O=2NHO₃+NO；
②NO₂與水和氧氣反應(yīng)生成硝酸，發(fā)生反應(yīng)的方程式為：4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，所以使試管中NO₂完全被水吸收的操作是：向試管中通入氧氣，
故答案為：向試管中通入氧氣．

點評 本題考查氨氣的制備原理，氨氣的性質(zhì)，題目難度中等，注意一氧化氮的制備和還原性驗證的實驗操作分析和實驗步驟的設(shè)計，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用所學(xué)知識的能力．