Question

【題目】氨和硝酸都是重要的化學品。

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

（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，是侯氏制堿法的關鍵步驟，用一個化學方程式表示該反應原理 。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是中學化學常見氣體，打開裝有A的集氣瓶，瓶口出現白霧，將A與氨氣混合，立即出現大量白煙，生成物質B，則A的分子式為 ，物質B中所含的化學鍵類型有 。

（4）將6.4 g銅粉投入一定量的濃硝酸中，銅完全溶解，產生標準狀況下的混合氣體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。假設生成的氣體只有一種，請在坐標系中畫出n(氣體)隨n(Fe)變化的示意圖，并標出n(氣體)的最大值。

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

Answer 1

【答案】

（1）；

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

（3）HCl，（極性）共價鍵、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）在工業上用N2與氫氣化合形成氨氣，氨氣催化氧化產生NO，NO被氧氣氧化產生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，反應的化學方程式是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，絕大多數發生反應產生NH3·H2O，只有少量發生電離產生NH4+，所以微粒的濃度關系是：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，二者都電離產生OH-，只有水電離產生H+，所以離子濃度關系是c(H+) <c(OH-)，錯誤；D．在氨水中存在水的電離平衡及NH3·H2O 的電離平衡，二者都電離產生OH-，只有水電離產生H+，根據二者電離產生的離子濃度關系可知c(NH4+) + c(H+) = c(OH-)，正確；（3）A是中學化學常見氣體，打開裝有A的集氣瓶，瓶口出現白霧，將A與氨氣混合，立即出現大量白煙，生成物質B，則A的分子式為HCl，NH3與HCl反應產生的物質B是NH4Cl，其中所含的化學鍵類型有（極性）共價鍵、離子鍵(和配位鍵)；（4）6.4 g銅的物質的量是n(Cu)=6.4g÷64g/mol=0.1mol，將6.4 g銅粉投入一定量的濃硝酸中，會發生反應：Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+NO2↑+2H2O；3Cu＋8HNO3(稀)=2Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，Cu是+2價的金屬，0.1molCu失去電子的物質的量是0.2mol，反應產生的NO、NO2混合氣體在標準狀況下體積是3.36 L，物質的量是n=3.36L÷22.4L/mol=0.15mol，假設NO、NO2的物質的量分別是x、y，則3x+y=0.2mol；x+y=0.15mol，解得x=0.025mol，y=0.125mol，根據n=V/Vm可知二者的體積比等于它們的物質的量的比，所以V(NO):V(NO2)= 0.025mol:0.125mol=1:5；V(NO2): V(NO) =5:1；根據N元素守恒可知n(HNO3)=2n[Cu(NO3)2]+n(氣體)=2×0.1mol+0.15mol=0.35mol； （5）根據鐵和硝酸反應的實質，開始鐵全部被硝酸氧化為硝酸鐵，反應的方程式是：Fe＋4H++NO3-=Fe3+＋NO↑＋2H2O，根據方程式可知4molHNO3發生反應產生1molNO氣體，反應消耗1molFe，后發生反應2Fe3++Fe=3Fe2+，無氣體產生，所以用圖像表示為；（6）氨氣和硝酸生產的氮肥硝酸銨受熱或受撞擊容易分解，若分解時只生成兩種氧化物只能是N2O、H2O，根據電子守恒、原子守恒，可得該反應的化學方程式是NH4NO3 N2O↑ + 2H2O。