Question

15．氮及其化合物在生產實踐及化學實驗中應用廣泛．
（1）實驗室常用Cu和稀硝酸反應可以制備NO氣體，其反應的離子方程式為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；NO氣體應用排水集氣方法收集．
（2）NO、NO₂等氮的氧化物會對大氣產生污染，可用NH₃處理．實驗室制取NH₃的化學方程式為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；用NH₃處理NO₂可使之轉化為對大氣無污染的產物，該反應的化學方程式8NH₃+6NO₂=7N₂+12H₂O．
（3）將在標準狀況下收集的一試管NO₂倒置于盛水的水槽中，假設試管中溶液不擴散，則試管中溶液的物質的量濃度為0.045mol/L．
（4）將單質銅投入到稀硫酸中，看不到明顯現象，但接著向混合體系中加入一定量下列②④⑤ （填物質編號）物質后，可看到銅逐步溶解．
①濃H₂SO₄      ②H₂O₂       ③BaCl₂       ④KNO₃       ⑤FeCl₃．

Answer 1

分析 （1）銅和稀硝酸反應生成硝酸銅、NO和水；NO氣體難溶于水和空氣中氧氣易發(fā)生反應；
（2）實驗室制備氨氣是利用氫氧化鈣和氯化銨固體加熱反應得到，氨氣和二氧化氮反應生成氮氣和水；
（3）將盛有NO₂的試管倒扣水中，NO₂能和水發(fā)生反應：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，所剩余氣體的體積的體積為原來氣體體積的$\frac{1}{3}$，生成硝酸為原來的$\frac{2}{3}$，溶液體積為$\frac{2}{3}$，根據生成的硝酸的物質的量和所得溶液的體積來計算硝酸的濃度；
（4）銅與稀硫酸不反應，加入某種物質后能溶解，說明所加物質在酸性條件下具有強氧化性，可與銅發(fā)生氧化還原反應生成可溶性銅鹽，以此解答即可．

解答 解：（1）銅和稀硝酸反應生成硝酸銅、NO和水，離子方程式為3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，NO氣體難溶于水和空氣中氧氣易發(fā)生反應，不能用排空氣方法收集，只能用排水取氣法收集，
故答案為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；排水集氣；
（2）實驗室用氫氧化鈣與氯化銨加熱反應制取氨氣，化學方程式為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O，用NH₃處理NO₂可使之轉化為對大氣無污染的產物，該反應的化學方程式為：8NH₃+6NO₂=7N₂+12H₂O
故答案為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O； 8NH₃+6NO₂=7N₂+12H₂O；
（3）將盛有NO₂的試管倒扣水中，NO₂能和水發(fā)生反應：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，則有：
               3NO₂ +H₂O=2HNO₃ +NO
                3，2            1
 設二氧化氮體積為3L，則生成硝酸物質的量=$\frac{2L}{22.4L/mol}$，得到硝酸溶液體積2L，則試管中溶液的物質的量濃度=$\frac{\frac{2L}{22.4L/mol}}{2L}$=0.045mol/L，故答案為：0.045mol/L；
（4）銅片不溶于非氧化性酸中，但稀硫酸中加入硝酸鉀后，溶液中存在H⁺和NO₃^-，相當于稀硝酸，銅片能溶于稀硝酸中，發(fā)生發(fā)生反應：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，①濃H₂SO₄，銅和濃硫酸加熱反應，加入不能溶解銅，
②H₂O₂ 加入后會發(fā)生反應  Cu+H₂SO₄+H₂O₂=CuSO₄+2H₂O，銅溶解，
 ③BaCl₂  加入不能溶解銅，
④KNO₃  加入形成稀硝酸能溶解銅，發(fā)生發(fā)生反應：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，
 ⑤FeCl₃具有氧化性能溶解銅，發(fā)生反應2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺，
故答案為：②④⑤．

點評 本題考查了氧化還原反應、定量計算、離子方程式和化學方程式書寫等知識點，掌握基礎是解題關鍵，題目難度中等．