Question

同種非金屬元素常具有多種不同價態(tài)，它們組成的物質(zhì)之間的相互轉(zhuǎn)化可以用氧化還原理論來研究．下列是N₂經(jīng)過一系列的變化生成重要的化工原料NH₃和HNO₃的過程：

（1）實驗室檢驗A常用反應(yīng)

 

（填序號），現(xiàn)象是

 

．
（2）由反應(yīng)①推得N₂與Mg反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

，其中N₂做

 

劑（填“氧化”或“還原”）．
（3）⑤是工業(yè)制硝酸的重要反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

，在此轉(zhuǎn)化中每反應(yīng)1mol NH₃，轉(zhuǎn)移的電子是

 

mol．
（4）某同學(xué)把充滿NO₂的試管倒立在水中，邊振蕩邊觀察，發(fā)現(xiàn)液面逐漸上升，但不能充滿試管，此變化過程的化學(xué)方程式為

 

；
如果同時在水下不斷給試管中通入O₂，發(fā)現(xiàn)水最后可以充滿試管．此過程對工業(yè)制硝酸的啟示是

 

．

Answer 1

考點：含氮物質(zhì)的綜合應(yīng)用

專題：氮族元素

分析：（1）由轉(zhuǎn)化過程可知，A為NO，易被氧化為紅棕色氣體二氧化氮；
（2）N₂與Mg反應(yīng)生成Mg₃N₂，N元素的化合價降低；
（3）氨氣發(fā)生催化氧化反應(yīng)生成NO和水；N元素的化合價由-3價升高為+2價；
（4）充滿NO₂的試管倒立在水中，邊振蕩邊觀察，發(fā)現(xiàn)液面逐漸上升，但不能充滿試管，二氧化氮與水反應(yīng)生成硝酸和NO，NO不溶于水；同時在水下不斷給試管中通入O₂，發(fā)現(xiàn)水最后可以充滿試管，發(fā)生氧化還原反應(yīng)只生成硝酸．

解答： 解：（1）由轉(zhuǎn)化過程可知，A為NO，易被氧化為紅棕色氣體二氧化氮，則實驗室檢驗A常用反應(yīng)③，現(xiàn)象為氣體由無色變紅棕色，
故答案為：③；氣體由無色變紅棕色；
（2）N₂與Mg反應(yīng)生成Mg₃N₂，反應(yīng)為3Mg+N₂

△   .

Mg₃N₂，N元素的化合價降低，則氮氣為氧化劑，故答案為：3Mg+N₂

△   .

Mg₃N₂；氧化；
（3）氨氣發(fā)生催化氧化反應(yīng)生成NO和水，反應(yīng)為4NH₃+5O₂

催化劑  .

△

4NO+6H₂O；N元素的化合價由-3價升高為+2價，此轉(zhuǎn)化中每反應(yīng)1mol NH₃，轉(zhuǎn)移的電子是1mol×[2-（-3）]=5mol，故答案為：4NH₃+5O₂

催化劑  .

△

4NO+6H₂O；5；
（4）充滿NO₂的試管倒立在水中，邊振蕩邊觀察，發(fā)現(xiàn)液面逐漸上升，但不能充滿試管，二氧化氮與水反應(yīng)生成硝酸和NO，NO不溶于水，反應(yīng)為3NO₂+H₂O═NO+2HNO₃；同時在水下不斷給試管中通入O₂，發(fā)現(xiàn)水最后可以充滿試管，發(fā)生氧化還原反應(yīng)只生成硝酸，此過程對工業(yè)制硝酸的啟示是應(yīng)在氣體吸收階段同時通入空氣，提高NO₂利用率，降低成本，又能減少對環(huán)境的污染，
故答案為：3NO₂+H₂O═NO+2HNO₃；應(yīng)在氣體吸收階段同時通入空氣，提高NO₂利用率，降低成本，又能減少對環(huán)境的污染．

點評：本題考查N及其化合物的性質(zhì)，為高頻考點，把握發(fā)生的反應(yīng)及氧化還原反應(yīng)原理的應(yīng)用為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，注意（4）中與工業(yè)生產(chǎn)的聯(lián)系，題目難度不大．