Question

12．氮及其化合物與人們的生活息息相關，請回答下列有關問題．
（1）實驗室可用銅與濃硝酸反應制取NO₂，其離子方程式是Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O．
（2）為防止環(huán)境污染，可用堿液吸收氮的氧化物．
NO與NO₂按物質(zhì)的量之比1：1被NaOH溶液完全吸收后得到一種鈉鹽，該反應的化學方程式是NO+NO₂+2NaOH=2NaNO₂+H₂O．
（3）汽車尾氣和硝酸工廠的尾氣中含有NO和NO₂．同溫同壓下，3.5L NH₃恰好將3.0L NO和NO₂的混合氣完全轉(zhuǎn)化為N₂，則原混合氣中NO和NO₂的體積比是1；3．
（4）含有1mol HNO₃的稀硝酸分別與不同的質(zhì)量的鐵粉反應，所得氧化產(chǎn)物a、b與鐵粉物質(zhì)的量的關系如圖所示，則b
是Fe（NO₃）₂，n₃=0.375，p=0.15．

Answer 1

分析 （1）銅與濃硝酸反應生成硝酸銅、NO₂與水；
（2）NO與NO₂發(fā)生反應為歸中反應，根據(jù)N元素的化合價可知應生成NaNO₂；
（3）氮氧化物與氨氣發(fā)生的反應是氧化還原反應，氮氧化物把氨氣氧化為氮氣，本身被還原為氮氣，可以利用反應方程式通過設未知列方程組計算；也可以根據(jù)氧化還原反應的電子守恒計算；也可以利用平均值法計算；
（4）向稀硝酸中加入鐵粉時，開始先生成Fe（NO₃）₃，當鐵過量時，過量的鐵再與 Fe（NO₃）₃反應生成 Fe（NO₃）₂，反應涉及兩個方程式．

解答 解：（1）銅與濃硝酸反應生成硝酸銅、NO₂與水，反應離子方程式為：Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O，
故答案為：Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O；
（2）NO與NO₂發(fā)生反應為歸中反應，根據(jù)N元素的化合價可知應生成NaNO₂，反應的化學方程式為：NO+NO₂+2NaOH=NaNO₂+H₂O，
故答案為：NO+NO₂+2NaOH=NaNO₂+H₂O；
（3）根據(jù)反應可知：氨氣被氧化為氮氣，NH₃～N₂～3e^-；一氧化氮被還原為氮氣，NO～N₂～2e^-二氧化氮被還原為氮氣
NO₂～N₂～4e^-
設一氧化氮體積為x，二氧化氮體積為3-x，氨氣的體積為3.5L，根據(jù)電子守恒可知：3.5L×3=2x+4×（3-x），
x=0.75L，二氧化氮體積為2.25L，則相同條件下，混合氣體中NO和NO₂的體積比等于物質(zhì)的量之比=0.75：2.25=1：3，
故答案為：1：3；
（4）向稀硝酸中加入鐵粉時，發(fā)生兩個過程，開始先生成Fe（NO₃）₃，反應方程式為：Fe+4 HNO_{3（�。�}=Fe（NO₃）₃+NO↑+2H₂O，根據(jù)硝酸的物質(zhì)的量為4mol利用方程式可計算出生成的 Fe（NO₃）₃為1mol，則硝酸為1mol生成的 Fe（NO₃）₃為0.25mol，所以參加反應的鐵為0.25mol即n₁=0.25，a為 Fe（NO₃）₃，
Fe（NO₃）₃ 與過量的鐵繼續(xù)反應生成 Fe（NO₃）₂，反應方程式為：2Fe（NO₃）₃+Fe=3 Fe（NO₃）₂，P點為 Fe（NO₃）₃ 與 Fe（NO₃）₂物質(zhì)的量相等的點，設生成的 Fe（NO₃）₂物質(zhì)的量xmol，則利用方程式可求得，
         2Fe（NO₃）₃+Fe=3 Fe（NO₃）₂，
            2                                3
0.25mol-x                                x
x=0.15，即P=0.15，
再根據(jù)鐵原子守恒，n（Fe）=n（Fe（（NO₃）₂）+_n （Fe（NO₃）），所以 n（Fe）=0.3mol即n₂=0.3mol，
P點為 Fe（NO₃）₃ 與 Fe（NO₃）₂物質(zhì)的量相等的點，物質(zhì)的量為0.15mol，加入鐵最后到r點，溶質(zhì)全部為 Fe（NO₃）₂，2Fe（NO₃）₃+Fe=3 Fe（NO₃）₂消耗鐵物質(zhì)的量為0.075mol，生成硝酸亞鐵0.225mol，則n₃=0.375mol，
故答案為：Fe（NO₃）₂；0.375；0.15；

點評 本題考查了氮氧化物發(fā)生的化學反應、氧化還原反應電子轉(zhuǎn)移、鐵與稀硝酸的反應，要注意鐵和硝酸誰多誰少，以及加入的順序，注意圖象中曲線的變化實質(zhì)理解應用，題目難度中等．