Question

15．盡管氮元素在地殼中的含量較低（主要以硝酸鹽的形式存在），但是大氣中有豐富
的氮氣，這為氨和硝酸的廣泛應用提供了可能．
（1）氮氣的電子式為，雷電作用能進行氮的固定，寫出反應方程式N₂+O₂$\frac{\underline{\;放電\;}}{\;}$2NO．
（2）食物蘊含的營養物質中，含氮的高分子化合物是蛋白質（填名稱，下同），其水解的最終產物為氨基酸．
（3）土壤中的NH₄⁺在硝化細菌的催化作用下可被氧化成NO₃^-，寫出其離子方程式：NH₄⁺+2O₂$\frac{\underline{\;硝化細菌\;}}{\;}$NO₃^-+H₂O+2H⁺．
（4）某鎂鋁合金用足量稀硝酸完全溶解，得到標準狀況下NO 11.2L，再向溶液中加入過量氨水，充分反應后過濾．若沉淀質量為40.8g，則合金的質量為15.3g．

Answer 1

分析 （1）氮原子最外層5個電子，氮氣中兩個氮原子形成3對共用電子對；空氣中的氮氣與氧氣在雷電的作用下發生反應生成一氧化氮；
（2）蛋白質是由氨基酸縮合而成的含氮的高分子化合物，蛋白質水解生成多肽化合物，多肽化合物水解最終產物為氨基酸；
（3）NH₄⁺在硝化細菌的催化作用下被空氣中的氧氣氧化為硝酸根離子，依據得失電子守恒寫出化學方程式；
（4）鎂鋁合金與足量稀硝酸發生氧化還原反應，轉化成硝酸鎂和硝酸鋁，部分硝酸得到電子被還原為NO，向反應后的溶液中加入過量的氨水，鎂、鋁離子完全反應生成氫氧化鎂、氫氧化鋁沉淀，依據質量守恒和氧化還原反應中電子得失守恒計算解答．

解答 解：（1）氮氣中兩個氮原子形成3對共用電子對，電子式為：；氮氣與氧氣在雷電的作用下發生反應生成一氧化氮，方程式為：N₂+O₂$\frac{\underline{\;放電\;}}{\;}$2NO；
故答案為：；N₂+O₂$\frac{\underline{\;放電\;}}{\;}$2NO；
（2）蛋白質是由氨基酸縮合而成的含氮的高分子化合物，屬于食物蘊含的營養物質中，含氮的高分子化合物是蛋白質；蛋白質水解生成多肽化合物，多肽化合物水解最終產物為氨基酸，所以蛋白質水解的最終產物為氨基酸，
故答案為：蛋白質；氨基酸；
（3）NH₄⁺在硝化細菌的催化作用下被空氣中的氧氣氧化的離子方程式為：NH₄⁺+2O₂$\frac{\underline{\;硝化細菌\;}}{\;}$ NO₃^-+H₂O+2H⁺，
故答案為：NH₄⁺+2O₂ $\frac{\underline{\;硝化細菌\;}}{\;}$NO₃^-+H₂O+2H⁺；
（4）設合金中鎂的物質的量為xmol，鋁的物質的量為ymol，反應中鎂失去電子變成二價鎂離子，鋁失去電子變成鋁離子，硝酸中氮原子有+5價將為NO中的+2價，依據氧化還原反應中得失電子相等的規律則：
2x+3y=$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$×（5-2）；
向溶液中加入過量氨水，充分反應后過濾，沉淀質量為40.8g為氫氧化鎂和氫氧化鋁沉淀質量，
依據元素守恒計算得到：58x+78y=40.8
解得：x=0.3mol
y=0.3mol
合金的質量=m（Mg）+m（Al）=0.3mol×24g/mol+0.3mol×27g/mol=15.3g
故答案為：15.3．

點評 本題考查了氮及其化合物的性質，題目涉及到電子式的書寫、化學方程式的書寫、離子方程式的書寫、硝酸的相關計算，綜合性強，難度中等，解題的關鍵在于把握反應的過程，抓住氧化還原反應中得失電子守恒、原子個數守恒的規律．