Question

17．（1）除去下列物質中所混有的少量雜質，寫出有關的反應方程式．
①Fe₂O₃中混有少量SiO₂SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O；
②NO中混有NO₂3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO．
（2）為什么不能用加熱NH₄Cl固體的方式制取氨氣（用化學方程式表示）：NH₃+HCl=NH₄Cl．
（3）將1.92g Cu投入到100mL某濃度的硝酸溶液中，觀察到產生紅棕色氣體，隨著反應的進行，氣體顏色逐漸變淺．銅完全反應完后，共收集到1.12L氣體（標準狀況下測定）（無N₂O₄），則此時參與反應且未被還原的硝酸物質的量為0.06mol；所產生的氣體中NO₂的體積分數為90%．

Answer 1

分析 （1）①氧化鐵和NaOH不反應，但SiO₂和NaOH溶液反應生成可溶性的Na₂SiO₃，所以可以用NaOH溶液除去氧化鐵中的二氧化硅；
②NO₂和水反應生成HNO₃和NO，所以可以用水除去NO中的二氧化氮；
（2）氯化銨不穩定，受熱易分解生成氨氣和HCl，冷卻時二者又反應生成NH₄Cl；
（3）n（Cu）=$\frac{1.92g}{64g/mol}$=0.03mol，n（NOx）=$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，參與反應且未被還原的硝酸為體現酸性的硝酸，根據Cu、N原子守恒計算參加反應的未被還原的硝酸物質的量；氧化還原反應中轉移電子守恒，根據轉移電子守恒和原子守恒計算NO、NO2的物質的量，相同條件下，氣體摩爾體積相等，所以二氧化氮體積分數就等于其物質的量分數．

解答 解：（1）①氧化鐵和NaOH不反應，但SiO₂和NaOH溶液反應生成可溶性的Na₂SiO₃，所以可以用NaOH溶液除去氧化鐵中的二氧化硅，反應方程式為SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O，故答案為：SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O；
②NO₂和水反應生成HNO₃和NO，所以可以用水除去NO中的二氧化氮，反應方程式為3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO
，故答案為：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；
（2）氯化銨不穩定，受熱易分解生成氨氣和HCl，冷卻時二者又反應生成NH₄Cl，反應方程式為NH₃+HCl=NH₄Cl，所以不能采用直接加熱氯化銨的方法制取氨氣，故答案為：NH₃+HCl=NH₄Cl；
（3）n（Cu）=$\frac{1.92g}{64g/mol}$=0.03mol，n（NOx）=$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，參與反應且未被還原的硝酸為體現酸性的硝酸，根據Cu、N原子守恒計算參加反應的未被還原的n（HNO₃）=2n[Cu（NO₃）₂]=2n（Cu）=2×0.03mol=0.06mol；氧化還原反應中轉移電子守恒，根據轉移電子守恒和原子守恒計算NO、NO₂的物質的量，
設NO、NO₂的物質的量分別為xmol、ymol，
則存在$\left\{\begin{array}{l}{3x+y=0.03×2}\\{x+y=0.05}\end{array}\right.$
解得$\left\{\begin{array}{l}{x=0.005}\\{y=0.045}\end{array}\right.$
相同條件下，氣體摩爾體積相等，所以二氧化氮體積分數就等于其物質的量分數為$\frac{0.045mol}{0.05mol}$×100%=90%，
故答案為：0.06mol；90%．

點評 本題考查物質分離和提純、氣體制備、氧化還原反應有關計算，為高頻考點，側重考查學生分析判斷及計算能力，利用物質差異性選取合適的除雜劑，注意氧化還原反應中轉移電子守恒及原子守恒的應用，題目難度不大．