Question

【題目】工業(yè)上硝酸的制備和自然界中硝酸的生成既有相同之處，又有區(qū)別。路線①②③是工業(yè)生產(chǎn)硝酸的主要途徑，路線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷電高能固氮過程中硝酸的生成途徑。

（1）寫出N2的一種用途_____________________。

（2）工業(yè)合成NH3的化學(xué)方程式為______________________。

（3）寫出工業(yè)制硝酸第③步反應(yīng)化學(xué)方程式_____________________。

（4）硝酸是一種強(qiáng)氧化性、腐蝕性的強(qiáng)酸，其還原產(chǎn)物因硝酸濃度的不同而有變化，從總體上說，硝酸濃度越高，平均每分子硝酸得到的電子數(shù)越少，濃硝酸的還原產(chǎn)物主要為NO2，稀硝酸的還原產(chǎn)物主要為NO。 實(shí)驗(yàn)室中，常用Cu與濃HNO3反應(yīng)制取NO2，用Cu與稀HNO3反應(yīng)制取NO。

（ⅰ）請(qǐng)寫出實(shí)驗(yàn)室中用Cu與濃HNO3反應(yīng)制取NO2的化學(xué)方程式：____________。該反應(yīng)中發(fā)生氧化反應(yīng)的物質(zhì)是_______，1 mol氧化劑_________（填“得到”或“失去”）_______ mol電子。

（ⅱ）64.0 g Cu與適量的濃HNO3反應(yīng)，銅全部溶解后，共收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4 L的氣體（NO2和NO的混合氣體），反應(yīng)中消耗HNO3的物質(zhì)的量是（______）

A．1.5 mol B．2.0 mol C．2.5 mol D．3.0 mol

（ⅲ）實(shí)際上硝酸不僅可被還原為NO2或NO，濃度更稀時(shí)硝酸還可以被還原為N2O、N2、NH4NO3等。請(qǐng)將3種物質(zhì)：FeSO4、Fe（NO3）3和Fe2（SO4）3分別填入下面對(duì)應(yīng)的橫線上，組成一個(gè)未配平的化學(xué)方程式。

HNO3 ＋ ______ ______ ＋ ______ ＋ N2O↑ ＋ H2O（2分）

并配平其對(duì)應(yīng)的離子方程式：__Fe2＋＋__NO3－＋__H＋ ＝__Fe3＋＋__N2O↑＋__H2O

Answer 1

【答案】（1）做保護(hù)氣、保存糧食、制氨氣，等。

（２）CA（OH）2+2NH4ClCACl2+2NH3↑+2H2O

（3）3NO2+H2O＝2HNO3+NO

（4）（ⅰ）Cu＋4HNO3（濃）＝Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O；Cu；得到，1

（ⅱ）C

（ⅲ）HNO3＋FeSO4→Fe（NO3）3＋Fe2（SO4）3＋N2O↑＋H2O；8、2、10、8、1、5

【解析】

試題由生產(chǎn)途徑可知，過程中發(fā)生的反應(yīng)方程式為N2+3H22NH3、4NH3+5O2=4NO+6H2O、2NO+O2=2NO2、3NO2+H2O=2HNO3+NO。

（1）N2在日常生活中用途很廣，可作保護(hù)氣、保存糧食、制氨氣等；

（2）實(shí)驗(yàn)室制取物質(zhì)NH3是用銨鹽和堿加熱的方法制取的，化學(xué)方程式為CA（OH）2+2NH4ClCACl2+2NH3↑+2H2O；

（3）工業(yè)制硝酸第③步反應(yīng)為NO2制硝酸的反應(yīng)，化學(xué)方程式為3NO2+H2O=2HNO3+NO；

（4）（ⅰ）常用Cu與濃HNO3反應(yīng)制取NO2，反應(yīng)方程式為Cu＋4HNO3（濃）＝Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O；反應(yīng)中，Cu化合價(jià)升高被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)；氧化劑得到電子，作氧化劑的硝酸有2mol，轉(zhuǎn)移電子2mol，故1mol氧化劑得到1mol電子；

（ⅱ）被還原的硝酸的物質(zhì)的量為1mol，參加反應(yīng)的銅的物質(zhì)的量為0.75mol，則生成Cu（NO3）2的物質(zhì)的量為0.75mol，消耗的硝酸的物質(zhì)的量為1.5mol，共消耗硝酸1+1.5=2.5mol；本題選擇C。

（ⅲ）發(fā)生的反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)，根據(jù)化合價(jià)升降可知硝酸作氧化劑，硫酸亞鐵作還原劑，發(fā)生的反應(yīng)為HNO3＋FeSO4→Fe（NO3）3＋Fe2（SO4）3＋N2O↑＋H2O；根據(jù)化合價(jià)的升降守恒和電荷守恒，可得8Fe2＋＋2NO3－＋10H＋＝8Fe3＋＋N2O↑＋5H2O