Question

氨与硝酸都是氮的重要化合物，在工农业生产中有广泛应用。回答下列问题：

(1)氨气的制备

①氨气制取的发生装置可以选择上图中的_________(填字母)，反应的化学方程式为____________________。

②选择上图装置组装一套实验装置来收集一瓶干燥的氨气，所选装置的连接顺序为：发生装置→______→______，______→_____→i(按气流方向，用小写英文字母表示)。

③可用如装置进行氨的喷泉实验，引发喷泉的操作是__________。

(2)如图所示，NH₃经一系列反应可以得到HNO₃。

①反应①的化学方程式为________________________________________。

②产物NO是大气污染物之一。在400℃左右且有催化剂存在的情况下，可用氨将一氧化氮还原为无色无毒气体。该反应的化学方程式为_______________________。

(3)在某100mL硝酸与硫酸的混合液中，HNO₃和H₂SO₄的物质的量浓度分别为0.6 mol·L^-1和0.3mol·L^-1。向该混合液中加入3.84g铜粉，加热，待充分反应后，所得溶液中的Cu²⁺的物质的量浓度是多少____________?(写出计算过程)

Answer

A Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O d c f e 挤压胶头滴管的水进入圆底烧瓶，再打开止水夹 4NH3+5O24NO+6H2O 4NH3+6NO5N2+6H2O 发生的反应只有铜与硝酸的反应，因是硝酸和硫酸的混合酸，所以用该反应的离子方程式3Cu+8H++2NO3-= 3Cu2++2NO↑+4H2O进行计算。此100mL硝酸与硫酸的混合液中，n(H+)=0.12mol,n(NO3-)=0.06mol，3.84g铜粉的物质的量为n(Cu)=0.06mol。

3Cu + 8H+ + 2NO3-= 3Cu2++2NO↑+4H2O

3 8 2

0.06mol 0.12mol 0.06mol

简单判断可知：相对H+来说，NO3-是过量的；相对Cu来说，H+是不足的，所以最终以完全反应的H+代入计算生成的Cu2+的量。 ，解之得n(Cu2+)=0.045mol，所以溶液中的Cu2+的物质的量浓度是 =0.45mol/L。

【解析】

（1）①依据发生反应的原理选择相应的发生装置。如实验室用NH4Cl和Ca(OH)2固体混合物加热来制氨气，需要选取装置A；如实验室选用生石灰与浓氨水不加热制氨气（可选择装置B，需去掉酒精灯）。

②选择上图装置组装一套实验装置来收集一瓶干燥的氨气，需要将气体先通过干燥装置，再进行收集，最后进行尾气的处理。干燥装置选用C,从粗的一头进，细的一端出。收集装置选用D，采用向下排空气法，所以从f进从e出，吸收装置选用了F。按气流方向，用小写英文字母表示所选装置的连接顺序为adcfei。

③挤压胶头滴管的水进入圆底烧瓶，再打开止水夹，可引发喷泉。原理是少量水进入烧瓶后，造成较大量的氨气溶解于水，烧瓶内的气压迅速降低，大气压将烧杯中的水快速压入烧瓶，形成喷泉。

（2）①反应I的反应物是NH3，生成物是NO，显然是氨气的催化氧化反应，这是工业合成硝酸的第一步，注意反应条件要标上催化剂、加热，利用化合价升降总数相等直接配平即得：4NH3+5O24NO+6H2O。

②无色无毒的气体是N2，该反应实现了价态归中：4NH3+6NO5N2+6H2O。注意反应条件要明确标上400℃和催化剂。

（3）发生的反应只有铜与硝酸的反应，因是硝酸和硫酸的混合酸，所以用该反应的离子方程式3Cu+8H++2NO3-= 3Cu2++2NO↑+4H2O进行计算。此100mL硝酸与硫酸的混合液中，n(H+)=0.12mol,n(NO3-)=0.06mol，3.84g铜粉的物质的量为n(Cu)=0.06mol。

3Cu + 8H+ + 2NO3-= 3Cu2++2NO↑+4H2O

3 8 2

0.06mol 0.12mol 0.06mol

简单判断可知：相对H+来说，NO3-是过量的；相对Cu来说，H+是不足的，所以最终以完全反应的H+代入计算生成的Cu2+的量。 ，解之得n(Cu2+)=0.045mol，所以溶液中的Cu2+的物质的量浓度是 =0.45mol/L。