Question

含氮化合物是常見的化學(xué)物質(zhì)，它們對人類的生產(chǎn)生活，有著重要的影響：

（1）氨氣是合成其他含氮化合物的重要原料，也是實驗室常用試劑．pH=9的氨水中由水電離的[OH^-]

 

mol?L^-l，向濃度均為0.1mol?L^-l的FeCl₃、AlCl₃溶液中緩慢通入足量的氨氣，先生成的沉淀是

 

（填化學(xué)式），理由是

 

．注：Ksp[Fe（OH）₃]=2.8×l0^-39，Ksp[Al（OH）₃]=1.3×l0^-33
（2）氮氧化合物屬于常見大氣污染物，汽車尾氣的排放是空氣中氮氧化合物的主要來源，用尿素（）做還原劑還原氮氧化合物是目前處理汽車尾氣的一種方法，現(xiàn)設(shè)計實驗?zāi)�擬該過程并檢驗或收集其反應(yīng)產(chǎn)物．
①用濃硝酸和銅片反應(yīng)制取二氧化氮氣體，發(fā)生裝置應(yīng)選擇

 

（填所選如圖1裝置編號）；
②將①所選裝置與下面裝置組裝完畢后，應(yīng)先

 

，然后添加藥品開始反應(yīng)，將①所選裝置中產(chǎn)生的二氧化氮氣體通入下列裝置進行相關(guān)實驗．A裝置可冷凝除去二氧化氮中的硝酸蒸氣，其另一作用為

 

；
③若實驗過程中依次觀察到下列現(xiàn)象：紅棕色氣體經(jīng)過B裝置變?yōu)闊o色；如圖2C裝置固體變?yōu)樗{色；圖2D裝置澄清石灰水變渾濁；E裝置中收集到無色無味氣體，遇空氣不變色．試推測該反應(yīng)的產(chǎn)物為

 

，氧化劑、還原劑的物質(zhì)的量之比為

 

；
④圖2C、D裝置可否顛倒順序

 

（填“可”或“否”），理由是

 

．

Answer 1

考點：難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì),常見氣體制備原理及裝置選擇

專題：

分析：（1）室溫時，Kw=1×10^-14，根據(jù)c（H⁺）×c（OH^-）=1×10^-14，以及H₂O?H⁺+OH^-計算；根據(jù)Al（OH）₃、Cu（OH）₂的溶度積常數(shù)，物質(zhì)的溶度積越小，越易形成沉淀；
（2）①用濃硝酸和銅片反應(yīng)制取二氧化氮氣體，屬于固體與液體反應(yīng)制取氣體，反應(yīng)不需要加熱，據(jù)此分析發(fā)生裝置；
②制取氣體裝置組裝完畢，應(yīng)先檢查裝置的氣密性；A裝置中裝有氯化鈣固體，氯化鈣具有吸水性；
③二氧化氮通過尿素后，紅棕色氣體經(jīng)過B裝置變?yōu)闊o色；如圖2C裝置固體變?yōu)樗{色；圖2D裝置澄清石灰水變渾濁；E裝置中收集到無色無味氣體，遇空氣不變色，說明生成氣體有水蒸氣、二氧化碳和氮氣，尿素中N為-3價，C為+4價，二氧化氮中N為+4價，氧化劑為二氧化氮，還原劑為尿素，反應(yīng)生成氮氣，據(jù)得失電子守恒計算氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比；
④先通過D裝置，能夠帶出水蒸氣，影響對水蒸氣的檢驗．

解答： 解：（1）室溫時，Kw=1×10^-14，則
pH=9的氨水中c（OH^-）=1×10^-5mol/L，
則c（H⁺）=1×10^-9mol/L，
又H₂O?H⁺+OH^-，
則由水電離的c（OH^-）=c（H⁺）=1×10^-9mol/L，
根據(jù)Al（OH）₃、Fe（OH）₃的溶度積常數(shù)，在25℃下，向濃度均為0.1mol?L^-1的AlCl₃和FeCl₃混合溶液中逐滴加入氨水，

3	2.8×10-39 0.1

＜

3	1.3×10-33 0.1

，加入相同的濃度的氨水，F(xiàn)e（OH）₃最先析出，
故答案為：1×10^-9；Fe（OH）₃；Fe（OH）₃的Ksp更小，所以先沉淀；
（2）①固體與液體反應(yīng)制取氣體，反應(yīng)不需要加熱，選擇裝置C，故答案為：C；
②制取氣體裝置組裝完畢，應(yīng)先檢查裝置的氣密性；A裝置中裝有氯化鈣固體，能夠干燥氣體，故答案為：檢查裝置的氣密性；干燥氣體；
③二氧化氮通過尿素后，紅棕色氣體經(jīng)過B裝置變?yōu)闊o色；如圖2C裝置固體變?yōu)樗{色；圖2D裝置澄清石灰水變渾濁；E裝置中收集到無色無味氣體，遇空氣不變色，說明生成氣體有水蒸氣、二氧化碳和氮氣，
尿素中N為-3價，二氧化氮中N為+4價，反應(yīng)生成氮氣中N為0價，其他元素價態(tài)不變，氧化劑為二氧化氮，1mol二氧化氮反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子4mol，還原劑為尿素，1mol尿素反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量為6mol，據(jù)得失電子守恒，氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為3：2，故答案為：水蒸氣、二氧化碳和氮氣；3：2；
④C檢驗水蒸氣，D檢驗二氧化碳，若CD裝置互換，無法證實水蒸氣的存在，故答案為：否；無法證實水蒸氣的存在．

點評：本題考查了沉淀的溶度積和氣體實驗室制取和性質(zhì)實驗，題目難度較大．