Question

氮氣是制備含氮化合物的一種重要物質(zhì)，而氮的化合物用途廣泛．
（1）下面是利用氮氣的一種途徑

①步驟I中主要利用N₂與液態(tài)空氣中其它成分的

 

（填性質(zhì)）不同．
②步驟II在自然界大氣中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
③最新研究發(fā)現(xiàn)在堿性溶液中通過電解反應(yīng)2N₂+6H₂O

通電  .

4NH₃+3O₂實現(xiàn)氮的固定，陰極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為

 

．
（2）氨氣可以用于侯氏制堿法，其流程如圖所示：

①循環(huán)Ⅰ、Ⅱ中循環(huán)利用的物質(zhì)X是

 

，Y是

 

．（填化學(xué)式）
②向沉淀池中通入氣體時，需要先通入NH₃，再通入CO₂，其原因是

 

．
（3）尿素【CO（NH₂）₂】是氮的一種重要化合物，可用于除去酸性工業(yè)廢水中的NO₂^-，生成的產(chǎn)物無污染，反應(yīng)的離子方程式為

 

；該反應(yīng)生成6.72L（已折算為標準狀況）混合氣體時，消耗尿素的質(zhì)量為

 

．

Answer 1

考點：氮的固定,純堿工業(yè)（侯氏制堿法）

專題：氧族元素

分析：（1）①N₂與液態(tài)空氣中其它成分的沸點不同；
②氮的固定是將空氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為含氮化合物的過程；根據(jù)NaCl+CO₂+NH₃+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl，可推出Y物質(zhì)；
③根據(jù)電解時陰極物質(zhì)得到電子，化合價升高，發(fā)生還原反應(yīng)，陽極物質(zhì)失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)；
（2）①根據(jù)碳酸氫鈉煅燒的產(chǎn)物考慮；NaCl的溶解度較大；
②氨氣在水中的溶解度較大；
（3）尿素在酸性條件下與亞硝酸根反應(yīng)生成二氧化碳和硝酸根．

解答： 解：（1）①N₂與液態(tài)空氣中其它成分的沸點不同，沸點低的先揮發(fā)，故答案為：沸點；
②氮的固定是將空氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為含氮化合物的過程，過程Ⅱ的化學(xué)方程式為：N₂+O₂

放電  .

2NO，故答案為：N₂+O₂

放電  .

2NO；
③陰極N₂得到電子，化合價升高，發(fā)生還原反應(yīng)，陽極OH^-失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極反應(yīng)：N₂+6e^-+6H₂O=2 NH₃+6OH^-，故答案為：N₂+6e^-+6H₂O=2 NH₃+6OH^-；
（2）①碳酸氫鈉煅燒生成碳酸鈉、水、二氧化碳，所以X是二氧化碳（CO₂）；過濾除去析出的碳酸氫鈉，溶液中還有部分碳酸氫鈉未析出，是碳酸氫鈉的飽和溶液，還有溶解在溶液中未析出的NaCl、NH₄Cl、NH₄HCO₃，NaCl可循環(huán)使用，故答案為：CO₂；NaCl；
②氨氣在水中的溶解度較大，氨氣能與二氧化碳反應(yīng)，增大CO₂的溶解度，故答案為：先通入溶解度大的NH₃，使溶液呈堿性，增強CO₂的溶解度；
（3）酸性條件下，亞硝酸根離子和尿素發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成兩種無毒氣體，根據(jù)元素守恒知，兩種無毒氣體應(yīng)該是氮氣和二氧化碳氣體，離子反應(yīng)方程式為：2H⁺+CO（NH₂）₂+2NO₂^-=CO₂↑+2N₂↑+3H₂O，根據(jù)尿素和氣體體積之間的關(guān)系式得，尿素的質(zhì)量=

6.72L

22.4L/mol×3

×1×60g/mol=6g，
故答案為：2H⁺+CO（NH₂）₂+2NO₂^-=CO₂↑+2N₂↑+3H₂O；6 g．

點評：本題考查了氧化還原反應(yīng)、電解池、根據(jù)離子反應(yīng)方程式進行計算等知識點，會根據(jù)元素化合價變化確定反應(yīng)物、生成物，再結(jié)合原子守恒、轉(zhuǎn)移電子守恒書寫方程式，正確書寫方程式是解本題關(guān)鍵，難度中等．