Question

【題目】氨和硝酸都是重要的化學(xué)品。

（1）畫出采用氨催化氧化法合成硝酸的反應(yīng)原理流程圖：（要求注明試劑、反應(yīng)條件）

（示例：）

（2）向飽和氯化鈉和濃氨水的混合溶液中通入過量CO2從而析出NaHCO3晶體，是侯氏制堿法的關(guān)鍵步驟，用一個(gè)化學(xué)方程式表示該反應(yīng)原理 。在0.1 mol/L的稀氨水中，下列式子成立的是 。

A．c(NH3·H2O) + c(NH3) + c(NH4+) = 0.1 mol/L

B．c(NH3·H2O) > c(NH3) + c(NH4+)

C．c(H+) > c(OH-)

D．c(NH4+) + c(H+) = c(OH-)

（3）A是中學(xué)化學(xué)常見氣體，打開裝有A的集氣瓶，瓶口出現(xiàn)白霧，將A與氨氣混合，立即出現(xiàn)大量白煙，生成物質(zhì)B，則A的分子式為 ，物質(zhì)B中所含的化學(xué)鍵類型有 。

（4）將6.4 g銅粉投入一定量的濃硝酸中，銅完全溶解，產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下的混合氣體3.36 L，其中兩種成分氣體的體積比為 ，反應(yīng)中總共消耗的硝酸 mol。

（5）向含4 mol HNO3的稀溶液中，逐漸加入鐵粉至過量。假設(shè)生成的氣體只有一種，請(qǐng)?jiān)谧鴺?biāo)系中畫出n(氣體)隨n(Fe)變化的示意圖，并標(biāo)出n(氣體)的最大值。

（6）氨氣和硝酸生產(chǎn)的氮肥硝酸銨受熱或受撞擊容易分解，若分解時(shí)只生成兩種氧化物，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式 。

Answer 1

【答案】

（1）；

（2）NaCl+ NH3+H2O+CO2 = NaHCO3↓+NH4Cl；ABD；

（3）HCl，（極性）共價(jià)鍵、離子鍵(和配位鍵)；

（4）1:5或5:1，0.35

（5）

（6）NH4NO3 N2O↑ + 2H2O；

【解析】

試題分析：（1）在工業(yè)上用N2與氫氣化合形成氨氣，氨氣催化氧化產(chǎn)生NO，NO被氧氣氧化產(chǎn)生NO2，NO2被水吸收得到硝酸，則用氨催化氧化法合成硝酸的反應(yīng)原理流程圖是：；（2）向飽和氯化鈉和濃氨水的混合溶液中通入過量CO2從而析出NaHCO3晶體，反應(yīng)的化學(xué)方程式是NaCl+ NH3+H2O+CO2 = NaHCO3↓+NH4Cl。A．在0.1 mol/L的稀氨水中， N元素的存在形式有NH3·H2O、NH3、NH4+，根據(jù)N元素守恒可知 c(NH3·H2O) + c(NH3) + c(NH4+) = 0.1 mol/L，正確；B．氨氣溶于水，絕大多數(shù)發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生NH3·H2O，只有少量發(fā)生電離產(chǎn)生NH4+，所以微粒的濃度關(guān)系是：c(NH3·H2O) > c(NH3) + c(NH4+)，正確；C．在氨水中存在水的電離平衡及NH3·H2O 的電離平衡，二者都電離產(chǎn)生OH-，只有水電離產(chǎn)生H+，所以離子濃度關(guān)系是c(H+) <c(OH-)，錯(cuò)誤；D．在氨水中存在水的電離平衡及NH3·H2O 的電離平衡，二者都電離產(chǎn)生OH-，只有水電離產(chǎn)生H+，根據(jù)二者電離產(chǎn)生的離子濃度關(guān)系可知c(NH4+) + c(H+) = c(OH-)，正確；（3）A是中學(xué)化學(xué)常見氣體，打開裝有A的集氣瓶，瓶口出現(xiàn)白霧，將A與氨氣混合，立即出現(xiàn)大量白煙，生成物質(zhì)B，則A的分子式為HCl，NH3與HCl反應(yīng)產(chǎn)生的物質(zhì)B是NH4Cl，其中所含的化學(xué)鍵類型有（極性）共價(jià)鍵、離子鍵(和配位鍵)；（4）6.4 g銅的物質(zhì)的量是n(Cu)=6.4g÷64g/mol=0.1mol，將6.4 g銅粉投入一定量的濃硝酸中，會(huì)發(fā)生反應(yīng)：Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+NO2↑+2H2O；3Cu＋8HNO3(稀)=2Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，Cu是+2價(jià)的金屬，0.1molCu失去電子的物質(zhì)的量是0.2mol，反應(yīng)產(chǎn)生的NO、NO2混合氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積是3.36 L，物質(zhì)的量是n=3.36L÷22.4L/mol=0.15mol，假設(shè)NO、NO2的物質(zhì)的量分別是x、y，則3x+y=0.2mol；x+y=0.15mol，解得x=0.025mol，y=0.125mol，根據(jù)n=V/Vm可知二者的體積比等于它們的物質(zhì)的量的比，所以V(NO):V(NO2)= 0.025mol:0.125mol=1:5；V(NO2): V(NO) =5:1；根據(jù)N元素守恒可知n(HNO3)=2n[Cu(NO3)2]+n(氣體)=2×0.1mol+0.15mol=0.35mol； （5）根據(jù)鐵和硝酸反應(yīng)的實(shí)質(zhì)，開始鐵全部被硝酸氧化為硝酸鐵，反應(yīng)的方程式是：Fe＋4H++NO3-=Fe3+＋NO↑＋2H2O，根據(jù)方程式可知4molHNO3發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生1molNO氣體，反應(yīng)消耗1molFe，后發(fā)生反應(yīng)2Fe3++Fe=3Fe2+，無氣體產(chǎn)生，所以用圖像表示為；（6）氨氣和硝酸生產(chǎn)的氮肥硝酸銨受熱或受撞擊容易分解，若分解時(shí)只生成兩種氧化物只能是N2O、H2O，根據(jù)電子守恒、原子守恒，可得該反應(yīng)的化學(xué)方程式是NH4NO3 N2O↑ + 2H2O。