Question

【題目】氨與硝酸都是氮的重要化合物，在工農業生產中有廣泛應用。回答下列問題：

(1)氨氣的制備

①氨氣制取的發生裝置可以選擇上圖中的_________(填字母)，反應的化學方程式為____________________。

②選擇上圖裝置組裝一套實驗裝置來收集一瓶干燥的氨氣，所選裝置的連接順序為：發生裝置→______→______，______→_____→i(按氣流方向，用小寫英文字母表示)。

③可用如裝置進行氨的噴泉實驗，引發噴泉的操作是__________。

(2)如圖所示，NH3經一系列反應可以得到HNO3。

①反應①的化學方程式為________________________________________。

②產物NO是大氣污染物之一。在400℃左右且有催化劑存在的情況下，可用氨將一氧化氮還原為無色無毒氣體。該反應的化學方程式為_______________________。

(3)在某100mL硝酸與硫酸的混合液中，HNO3和H2SO4的物質的量濃度分別為0.6 mol·L-1和0.3mol·L-1。向該混合液中加入3.84g銅粉，加熱，待充分反應后，所得溶液中的Cu2+的物質的量濃度是多少____________?(寫出計算過程)

Answer 1

【答案】A Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O d c f e 擠壓膠頭滴管的水進入圓底燒瓶，再打開止水夾 4NH3+5O24NO+6H2O 4NH3+6NO5N2+6H2O 發生的反應只有銅與硝酸的反應，因是硝酸和硫酸的混合酸，所以用該反應的離子方程式3Cu+8H++2NO3-= 3Cu2++2NO↑+4H2O進行計算。此100mL硝酸與硫酸的混合液中，n(H+)=0.12mol,n(NO3-)=0.06mol，3.84g銅粉的物質的量為n(Cu)=0.06mol。

3Cu + 8H+ + 2NO3-= 3Cu2++2NO↑+4H2O

3 8 2

0.06mol 0.12mol 0.06mol

簡單判斷可知：相對H+來說，NO3-是過量的；相對Cu來說，H+是不足的，所以最終以完全反應的H+代入計算生成的Cu2+的量。 ，解之得n(Cu2+)=0.045mol，所以溶液中的Cu2+的物質的量濃度是 =0.45mol/L。

【解析】

（1）①依據發生反應的原理選擇相應的發生裝置。如實驗室用NH4Cl和Ca(OH)2固體混合物加熱來制氨氣，需要選取裝置A；如實驗室選用生石灰與濃氨水不加熱制氨氣（可選擇裝置B，需去掉酒精燈）。

②選擇上圖裝置組裝一套實驗裝置來收集一瓶干燥的氨氣，需要將氣體先通過干燥裝置，再進行收集，最后進行尾氣的處理。干燥裝置選用C,從粗的一頭進，細的一端出。收集裝置選用D，采用向下排空氣法，所以從f進從e出，吸收裝置選用了F。按氣流方向，用小寫英文字母表示所選裝置的連接順序為adcfei。

③擠壓膠頭滴管的水進入圓底燒瓶，再打開止水夾，可引發噴泉。原理是少量水進入燒瓶后，造成較大量的氨氣溶解于水，燒瓶內的氣壓迅速降低，大氣壓將燒杯中的水快速壓入燒瓶，形成噴泉。

（2）①反應I的反應物是NH3，生成物是NO，顯然是氨氣的催化氧化反應，這是工業合成硝酸的第一步，注意反應條件要標上催化劑、加熱，利用化合價升降總數相等直接配平即得：4NH3+5O24NO+6H2O。

②無色無毒的氣體是N2，該反應實現了價態歸中：4NH3+6NO5N2+6H2O。注意反應條件要明確標上400℃和催化劑。

（3）發生的反應只有銅與硝酸的反應，因是硝酸和硫酸的混合酸，所以用該反應的離子方程式3Cu+8H++2NO3-= 3Cu2++2NO↑+4H2O進行計算。此100mL硝酸與硫酸的混合液中，n(H+)=0.12mol,n(NO3-)=0.06mol，3.84g銅粉的物質的量為n(Cu)=0.06mol。

3Cu + 8H+ + 2NO3-= 3Cu2++2NO↑+4H2O

3 8 2

0.06mol 0.12mol 0.06mol

簡單判斷可知：相對H+來說，NO3-是過量的；相對Cu來說，H+是不足的，所以最終以完全反應的H+代入計算生成的Cu2+的量。 ，解之得n(Cu2+)=0.045mol，所以溶液中的Cu2+的物質的量濃度是 =0.45mol/L。