Question

【題目】含氮化合物在工農業生產、生活中有重要作用。

Ⅰ.有資料顯示過量的NH3和Cl2在常溫下可合成巖腦砂（主要成分為NH4Cl），某實驗小組對該反應進行探究，并對巖腦砂進行元素測定，回答下列問題：

（1）巖腦砂的制備

①利用裝置A制取實驗所需的NH3，寫出反應的化學方程式__。

②已知該實驗中用濃鹽酸與MnO2反應制取所需Cl2，其離子反應方程式為__；裝置F中的試劑是__。（填名稱）

③為了使NH3和Cl2在D中充分混合，則由__（填e或f）通入NH3；請確定上述裝置的合理連接順序：A→__→D←__←__←__（用大寫字母和箭頭表示，箭頭方向與氣流方向一致）。

Ⅱ.（1）“氨的催化氧化”是工業生產硝酸的重要步驟。某化學課外活動小組設計了如下裝置模擬該實驗過程，并用水吸收制取硝酸（固定裝置略去）：

①A裝置的分液漏斗中盛放濃氨水，則燒瓶中盛放的藥品應該是__。（填化學式）

②C裝置中發生反應的化學方程式為__。

③反應后，裝置E中除存在較多的H+外，還可能存在的一種陽離子是__，該離子的檢驗方法為__。

④下列哪些裝置可以同時起到裝置D和E的作用__（填代號）。

a. b. c. d.

Ⅲ.飲用水中的NO3-對人類健康會產生危害。為了降低飲用水中NO3-的濃度，某飲用水研究人員提出，可在堿性條件下用鋁粉將NO3-還原成N2。

（1）配平方程式：__Al+__NO3-+__OH-=__AlO2-+__N2↑+__H2O。

（2）上述反應中，當有0.3mol電子轉移時，產生的氮氣在標準狀況下的體積為__mL。

Answer 1

【答案】2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O 飽和食鹽水 e C E F B Na2O2 4NH3+5O24NO+6H2O NH4+ 取E中少許溶液放入一支潔凈試管中，加入濃氫氧化鈉溶液并加熱，產生能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍的氣體，證明溶液中含有NH4+ b 10 6 4 10 3 2 672

【解析】

（1）①裝置A是用氯化銨和氫氧化鈣反應制取NH3，反應方程式是2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O；

②濃鹽酸與MnO2加熱生成氯化錳、氯氣、水，反應的離子方程式是MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O；裝置F的作用是除去氯氣中的氯化氫，盛放的試劑是飽和食鹽水；

③氨氣的密度比氯氣小，為了使NH3和Cl2在D中充分混合，長管通入氨氣、短管通入氯氣，即由e通入NH3；A制取氨氣經C干燥后通入D，B中制取的氯氣經F除去氯化氫、再經E干燥后通入D，合理連接順序：A→C→D←E←F←B；

Ⅱ.（1）①氨氣和氧氣在催化劑條件下發生催化氧化，所以A裝置中能同時制備氨氣和氧氣； A裝置的分液漏斗中盛放濃氨水，則燒瓶中盛放的藥品應該是Na2O2；

②C裝置中氨氣和氧氣在催化劑條件下加熱生成一氧化氮和水，發生反應的化學方程式為4NH3+5O24NO+6H2O；

③反應后，氨氣可能進入E，E中的陽離子可能是NH4+；銨根離子遇堿放出氨氣，檢驗銨根離子的方法是：取E中少許溶液放入一支潔凈試管中，加入濃氫氧化鈉溶液并加熱，產生能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍的氣體，證明溶液中含有NH4+；

④a裝置氣體吸收不充分，故不選a；b裝置，二氧化氮、氨氣不溶于四氯化碳，b可以同時起到裝置D和E的作用，故選b；c裝置不能防倒吸，故不選c；d裝置不能防倒吸，故不選d；

Ⅲ.（1）鋁元素化合價由0升高為+3、氮元素化合價由+5降低為0，根據得失電子守恒、電荷守恒配平離子方程式10Al+6NO3-+4OH-=10AlO2-+3N2↑+2H2O。

（2）10Al+6NO3-+4OH-=10AlO2-+3N2↑+2H2O，氮元素化合價由+5降低為0，生成1molN2轉移10mol電子，當有0.3mol電子轉移時，產生的氮氣的物質的量是0.03mol，在標準狀況下的體積為0.03mol×22.4L/mol=0.672L=672mL。