Question

20．氨與硝酸都是氮的重要化合物，在工農業生產中有廣泛應用．
Ⅰ．實驗室模擬工業氨催化氧化法制取硝酸，裝置如下圖所示．

（1）若分液漏斗中氨水的濃度為9.0mol•L^-1，配制該濃度的氨水100mL，用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、量筒、100mL容量瓶、膠頭滴管．
（2）甲裝置不需要加熱即能同時產生氨氣和氧氣，燒瓶內固體X的化學式為Na₂O₂．
（3）寫出受熱時丙裝置發生反應的化學方程式4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O．當戊中觀察到石蕊試液變紅，則說明已制得硝酸．
Ⅱ．NH₃的性質
（4）氨的水溶液顯弱堿性，其原因為NH₃•H₂O$\stackrel{．}{?}$?NH⁺₄+OH^-（用離子方程式表示），將等濃度、等體積的氨水和硝酸混合，所得溶液中離子濃度從大到小的順序為C（N0₃^-）＞C（NH₄⁺）＞C（H⁺）＞C（OH^-）．
（5）已知：氨在純氧中燃燒生成一種單質和水，利用此原理設計成氨氣-氧氣燃料電池．在堿性條件下，該電池的負極反應式為2NH₃-6e^-+6OH^-=N₂+6H₂O．

Answer 1

分析 （1）依據配制一定物質的量濃度溶液的步驟選擇儀器；
（2）過氧化鈉與水反應生成氫氧化鈉，且放出大量的熱；
（3）丙中發生的反應為氨氣的催化氧化，氨氣催化氧化生成一氧化氮和水；
（4）氨氣溶于水，部分氨氣與水反應生成一水合氨，一水合氨電離生成銨根離子與氫氧根離子，所以溶液顯堿性；將等濃度、等體積的氨水和硝酸混合恰好中和生成硝酸銨和水，硝酸銨為強酸弱堿鹽，銨根離子部分發生水解，離子濃度大小規律為：不水解的離子＞水解的離子＞顯性離子＞隱性離子；
（5）在燃料電池中，燃料做負極發生氧化反應，則通入氨氣的電極是負極，負極發生氧化反應，結合電解質性質判斷生成產物，據此寫出電極反應式；

解答 解：（1）用濃氨水配制一定物質的量濃度溶液的步驟：計算、量取、稀釋、移液、洗滌、定容等，用到的儀器有：燒杯、玻璃棒、量筒、膠頭滴管、100ml容量瓶，還缺少的儀器為：膠頭滴管、100ml容量瓶；
故答案為：膠頭滴管、100ml容量瓶；
（2）濃氨水逐滴滴加到過氧化鈉固體上，過氧化鈉與氨水中的水反應生成氫氧化鈉，放出大量的熱，促進氨氣的逸出，所以燒瓶內固體X的化學式為Na₂O₂；
故答案為：Na₂O₂；
（3）丙中發生的反應為氨氣的催化氧化，氨氣催化氧化生成一氧化氮和水，化學方程式：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O；
故答案為：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O；
（4）氨氣溶于水，部分氨氣與水反應生成一水合氨，一水合氨電離生成銨根離子與氫氧根離子，所以溶液顯堿性，電離方程式：NH₃•H₂O$\stackrel{．}{?}$?NH⁺₄+OH^-；
將等濃度、等體積的氨水和硝酸混合恰好中和生成硝酸銨和水，硝酸銨為強酸弱堿鹽，銨根離子部分發生水解，
硝酸銨溶液顯酸性，離子濃度大小關系為：C（N0₃^-）＞C（NH₄⁺）＞C（H⁺）＞C（OH^-）；
故答案為：NH₃•H₂O$\stackrel{．}{?}$?NH⁺₄+OH^-；C（N0₃^-）＞C（NH₄⁺）＞C（H⁺）＞C（OH^-）；
（5）在燃料電池中，燃料做負極，則通入氨氣的電極是負極，堿性條件下，該電極發生反應的電極反應式為2NH₃-6e^-+6OH^-=N₂+6H₂O，
故答案為：2NH₃-6e^-+6OH^-=N₂+6H₂O．

點評 本題以氨氣的實驗室制備為載體考查了氨氣的制備、氨氣的性質，熟悉制備原理和氨氣性質是解題關鍵，注意比較離子濃度大小應考慮鹽類水解規律，題目難度不大．