Question

硫和氮及其化合物在生产生活中应用广泛。请回答：

(1)已知反应：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，该反应中的氧化剂与还原剂的质量比为_____。

(2)工业上可以通过氮气和氢气在一定条件下合成氨气。下列关于氨气的性质和用途描述正确的是____________。

A. 氨气易液化，液氨可作制冷剂    B. 可用排水法收集氨气

C. 氨气是一种无色无味的气体      D. 向氨水中滴加酚酞，溶液变红

(3)1754年，Briestly用硵砂(主要成份NH₄Cl)和熟石灰共热制得了氨，化学反应方程式为______________________________。

(4)实验室用金属铜和稀硝酸制取NO的离子方程式为_____________。

(5)汽车尾气常含有NO、NO₂、CO等，会污染空气。在汽车尾气排放管处安装一个催化转化器，可使尾气中有害气体CO和NO反应转化为两种无毒气体，该反应的化学方程式为__________________________。

(6)19.2 g铜投入100 mL 14 mol/L浓HNO₃溶液中，充分反应后无固体剩余，收集到标准状况下气体8.96 L(气体为NO、NO₂)，向反应后的溶液中加入______mL 10 mol/L NaOH溶液才能使Cu²⁺完全沉淀。

Answer

1∶2 AD Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O 3Cu+8H++2NO3-=3Cu2+ +2NO↑+4H2O 2CO+2NON2+2CO2 100

【解析】

(1)根据还原剂失去电子，元素化合价升高；氧化剂得到电子，元素化合价降低分析；

(2)根据氨气的性质分析判断；

(3) NH4Cl和熟石灰混合加热发生复分解反应制取氨气；

(4)铜和稀硝酸反应产生硝酸铜、NO、水，根据离子方程式书写原则书写；

(5)CO和NO反应产生N2、CO2，据此书写反应方程式；

(6)利用元素守恒，反应后溶液的溶质为NaNO3，HNO3最终变为NaNO3和NO、NO2气体，根据Na元素守恒计算加入NaOH的物质的量，再根据c=计算NaOH的体积。

(1)在反应3NO2+H2O=2HNO3+NO中，只有N元素的化合价发生变化，反应前NO2中的N为+4价，反应后一部分变为HNO3中的+5价，化合价升高，失去电子，被氧化，NO2作还原剂；一部分变为NO中的+2价，化合价降低，得到电子，被还原，NO2作氧化剂。3个NO2反应，有1个作氧化剂，2个作还原剂，所以该反应中的氧化剂与还原剂的质量比为1：2；

(2) A. 氨气沸点高，易液化，液氨气化吸收大量的热，使周围环境温度降低，因此液氨可作制冷剂，A正确；

B. 氨气极容易溶于水，因此不能用排水法收集氨气，B错误；

C. 氨气是一种无色有刺激性气味的气体，C错误；

D. 氨气溶于水，与水反应产生一水合氨，一水合氨电离产生OH-，使溶液显弱碱性，因此向氨水中滴加酚酞，溶液会变红色，D正确；

故合理选项是AD；

(3)在实验室中一般是用铵盐NH4Cl和熟石灰混合加热发生复分解反应制取氨气，反应方程式为：Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O；

(4)铜和稀硝酸反应产生硝酸铜、NO、水，该反应的离子方程式为：3Cu+8H++2NO3-=3Cu2+ +2NO↑+4H2O；

(5)CO和NO在催化剂存在时发生氧化还原反应产生N2、CO2，根据电子守恒、原子守恒，可得反应方程式为：2CO+2NON2+2CO2；

(6)100 mL14 mol/L浓HNO3溶液中n(HNO3)=c·V=14 mol/L×0.1 L=1.4 mol，硝酸与Cu反应变为Cu(NO3)2、NO、NO2，产生NO、NO2的物质的量为n(NO+NO2)==0.4 mol，向反应后的溶液中加入NaOH，当Cu2+恰好形成Cu(OH)2沉淀时，溶液中的溶质为NaNO3则根据N元素守恒可知NaNO3的物质的量为n(NaNO3)=1.4 mol-0.4 mol=1.0 mol，根据Na、N元素之间关系可知n(NaOH)=n (NaNO3)=1.0 mol，所以需加入10 mol/L NaOH溶液的体积V(NaOH)==0.1 L=100 mL。