Question

【題目】研究氮及其化合物的性質(zhì)，可以有效改善人類的生存環(huán)境。氮元素化合價(jià)——物質(zhì)類別關(guān)系圖如下。

回答下列問(wèn)題:

(1)在催化劑和加熱的條件下，物質(zhì)A生成NO是工業(yè)制硝酸的重要反應(yīng)，化學(xué)方程式是：__________

(2)在加熱條件下，物質(zhì)C的濃溶液與碳單質(zhì)反應(yīng)，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式: _______________；

(3)實(shí)驗(yàn)室中，檢驗(yàn)溶液中含有NH4+的操作方法是: __________________________；

(4)物質(zhì)B為紅棕色氣體，寫出該物質(zhì)與水反應(yīng)的離子方程式_____________，當(dāng)反應(yīng)消耗3.36L (標(biāo)準(zhǔn)狀況) 物質(zhì)B時(shí)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為__________________________。

(5)將32g銅與140 mL一定濃度的C溶液反應(yīng)，銅完全溶解產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2L。

①參加反應(yīng)的C的物質(zhì)的量為__________________________；

②待產(chǎn)生的氣體全部釋放后，向溶液中加入VmLamol·L-1 的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2+全部轉(zhuǎn)化成沉淀，則原C溶液的濃度為________ mol·L-1

③欲使銅與C反應(yīng)生成的氣體在NaOH溶液中全部轉(zhuǎn)化為NaNO3，至少需要通入O2_____mol。

Answer 1

【答案】4NH3+5O2 4NO+6H2O C+4HNO3（濃）CO2+4NO2+2H2O 取少量試液于試管中，加入氫氧化鈉溶液，稍微加熱，有濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體產(chǎn)生，證明溶液中含有NH4+ 3NO2+H2O＝2H++2NO3﹣+NO 0.1mol 1.5mol 0.5

【解析】

根據(jù)氮元素化合價(jià)——物質(zhì)類別關(guān)系分析，A為氨氣，B為二氧化氮，C為硝酸，

（1）在催化劑和加熱的條件下，物質(zhì)A生成NO，是氨氣的催化氧化生成一氧化氮和水；

（2）在加熱條件下，物質(zhì)C為硝酸，硝酸的濃溶液與碳單質(zhì)反應(yīng)生成二氧化碳、二氧化氮和水；

（3）銨根離子結(jié)合氫氧根離子受熱條件下反應(yīng)生成氨氣，遇到濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)；

（4）物質(zhì)B為紅棕色氣體為NO2，二氧化氮和水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮，結(jié)合元素化合價(jià)變化計(jì)算電子轉(zhuǎn)移總數(shù)；

（5）①根據(jù)硝酸銅的化學(xué)式，和N原子守恒，求出參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量；

②根據(jù)硝酸根離子守恒求出起酸作用的硝酸物質(zhì)的量，根據(jù)N原子守恒求出作氧化劑的硝酸的物質(zhì)的量，進(jìn)而求出硝酸的物質(zhì)的量濃度；

③分別求出混合氣體中NO和NO2的物質(zhì)的量，根據(jù)電子得失守恒求解。

氮元素化合價(jià)一物質(zhì)類別關(guān)系分析，A為氨氣，B為二氧化氮，C為硝酸，

（1）在催化劑和加熱的條件下，物質(zhì)A生成NO，是氨氣的催化氧化生成一氧化氮和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4NH3+5O24NO+6H2O，故答案為：4NH3+5O24NO+6H2O；

（2）在加熱條件下，物質(zhì)C為硝酸，硝酸的濃溶液與碳單質(zhì)反應(yīng)生成二氧化碳、二氧化氮和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：C+4HNO3（濃）CO2+4NO2+2H2O，故答案為：C+4HNO3（濃）CO2+4NO2+2H2O；

（3）實(shí)驗(yàn)室中，檢驗(yàn)溶液中含有NH4+的操作方法是：取少量試液于試管中，加入氫氧化鈉溶液，稍微加熱，有濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體產(chǎn)生，證明溶液中含有NH4+，故答案為：取少量試液于試管中，加入氫氧化鈉溶液，稍微加熱，有濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體產(chǎn)生，證明溶液中含有NH4+；

（4）物質(zhì)B為紅棕色氣體為NO2，二氧化氮和水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮，反應(yīng)的離子方程式為：3NO2+H2O＝2H++2NO3﹣+NO，反應(yīng)中氮元素化合價(jià)+4價(jià)變化為+5價(jià)和+2價(jià)，3mol二氧化氮反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移總數(shù)2mol，當(dāng)反應(yīng)消耗3.36L （標(biāo)準(zhǔn)狀況） 物質(zhì)B時(shí)，物質(zhì)的量＝＝0.15mol，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為＝0.1mol，故答案為：3NO2+H2O＝2H++2NO3﹣+NO；0.1mol；

（5）①32g銅的物質(zhì)的量為=0.5mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2L的氣體物質(zhì)的量為=0.5mol，根據(jù)硝酸銅的化學(xué)式，起酸作用的硝酸物質(zhì)的量為20.5mol=1mol，根據(jù)N原子守恒，作氧化劑的硝酸的物質(zhì)的量為0.5mol，所以參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量為1mol+0.5mol=1.5mol；故答案為：1.5mol；

②將銅離子完全轉(zhuǎn)化為硝酸鈉時(shí)，根據(jù)鈉原子守恒得n(NaOH)=n(NaNO3)=0.001aVmol，根據(jù)硝酸根離子守恒得，起酸作用的硝酸物質(zhì)的量=0.001aVmol，根據(jù)N原子守恒，作氧化劑的硝酸的物質(zhì)的量=0.5mol，所以硝酸的物質(zhì)的量濃度==mol/L，故答案為：；

③設(shè)混合氣體中NO和NO2的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，則x+y=0.5，3x+y=0.52,解得x=0.25，y=0.25。設(shè)需要O2的物質(zhì)的量為zmol，根據(jù)電子得失守恒得：0.253+0.251+0.52=4z，解得z=0.5。故答案為：0.5。