Question

16．氮是動(dòng)植物生長不可缺少的元素，含氮化合物也是重要的化工原料．自然界中存在如下氮的循環(huán)過程，工業(yè)上也可通過一系列的化學(xué)反應(yīng)模擬該過程，實(shí)現(xiàn)氮的轉(zhuǎn)化．
（1）請寫出過程①中雷電固氮的化學(xué)反應(yīng)方程式N₂+O₂ $\frac{\underline{\;放電\;}}{\;}$2NO．
（2）過程③中NH₃在土壤中會(huì)被微生物轉(zhuǎn)化成HN
O₂，過程④中HNO₂會(huì)被微生物繼續(xù)轉(zhuǎn)化為HNO₃，試寫出過程③的化學(xué)方程式2NH₃+3O₂ $\frac{\underline{\;微生物\;}}{\;}$2HNO₂+2H₂O．
（3）工業(yè)上利用氫氣與空氣中分離出的氮?dú)夂铣砂睔�，模擬實(shí)現(xiàn)過程②，寫出工業(yè)合成氨反應(yīng)的方程式N₂+3H₂$\frac{\underline{\;\;催化劑\;\;}}{高溫高壓}$2NH₃ ．
（4）工業(yè)上利用氨氣制備硝酸．同學(xué)甲欲探究硝酸能否與H后金屬發(fā)生反應(yīng)，做了如下實(shí)驗(yàn)：向盛有稀硝酸的試管中加入Cu片，請你寫出相關(guān)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象銅片溶解，溶液變藍(lán)色，生成無色氣體在試管口處變紅棕色，該實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是稀硝酸具有強(qiáng)氧化性，H后金屬可以與稀硝酸反應(yīng)  ．
（5）實(shí)驗(yàn)室中用NaNO₂與氯化銨共熱制取N₂，該反應(yīng)體現(xiàn)了NaNO₂的氧化性，亞硝酸鈉暴露于空氣中會(huì)生成NaNO₃，體現(xiàn)了NaNO₂的還原性．

Answer 1

分析 （1）放電條件下，氮?dú)夂脱鯕夥磻?yīng)生成一氧化氮；
（2）過程③中NH₃在土壤中會(huì)被微生物轉(zhuǎn)化成HNO₂；
（3）氮?dú)夂蜌錃飧邷馗邏捍呋瘎┓磻?yīng)生成氨氣；
（4）銅和稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、一氧化氮和水，證明硝酸具有強(qiáng)氧化性；
（5）用NH₄Cl和NaNO₂反應(yīng)制取N₂，NaNO₂中N元素的化合價(jià)由+3價(jià)降低為0，NH₄Cl中N元素的化合價(jià)由-3價(jià)升高為0，依據(jù)原子個(gè)數(shù)守恒、得失電子守恒反應(yīng)方程式為：NaNO₂+NH₄Cl=NaCl+N₂↑+2H₂O．

解答 解：（1）放電條件下，氮?dú)夂脱鯕夥磻?yīng)生成一氧化氮，反應(yīng)方程式為：N₂+O₂$\frac{\underline{\;放電\;}}{\;}$2NO，
故答案為：N₂+O₂$\frac{\underline{\;放電\;}}{\;}$2NO；
（2）過程③中NH₃在土壤中會(huì)被微生物轉(zhuǎn)化成HNO₂，2NH₃+3O₂$\frac{\underline{\;微生物\;}}{\;}$2HNO₂+2H₂O，
故答案為：2NH₃+3O₂$\frac{\underline{\;微生物\;}}{\;}$2HNO₂+2H₂O；
（3）工業(yè)合成氨反應(yīng)的方程式位：N₂+3H₂$\frac{\underline{\;\;催化劑\;\;}}{高溫高壓}$2NH₃，
故答案為：N₂+3H₂$\frac{\underline{\;\;催化劑\;\;}}{高溫高壓}$2NH₃；
（4）向盛有稀硝酸的試管中加入Cu片，相關(guān)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：銅片溶解，溶液變藍(lán)色，生成無色氣體在試管口處變紅棕色，該實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是：稀硝酸具有強(qiáng)氧化性，H后金屬可以與稀硝酸反應(yīng)，
故答案為：銅片溶解，溶液變藍(lán)色，生成無色氣體在試管口處變紅棕色；稀硝酸具有強(qiáng)氧化性，H后金屬可以與稀硝酸反應(yīng)；
（5）用NH₄Cl和NaNO₂反應(yīng)制取N₂，反應(yīng)中NaNO₂中+3價(jià)N化合價(jià)降低，被還原，所以在NaNO₂反應(yīng)中做氧化劑，具有氧化性，亞硝酸鈉暴露于空氣中會(huì)生成硝酸鈉，表現(xiàn)亞硝酸鈉的還原性，
故答案為：氧化；NaNO₃；還原．

點(diǎn)評 本題以亞硝酸鈉的制備、性質(zhì)的檢驗(yàn)為載體考查實(shí)驗(yàn)基本操作、化學(xué)方程式書寫，側(cè)重考查學(xué)生分析問題、解決問題的能力，解題的關(guān)鍵是理解實(shí)驗(yàn)裝置的原理及相關(guān)氧化還原反應(yīng)的原理，題目難度中等．