Question

氨是一种重要的化工原料，氨的合成和应用是当前的研究热点。

(1)实验室制取氨气的化学原理是________(用化学方程式表示)，验满方法是________。

(2)已知：N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)    △H=－92kJ·mol^－1，工业合成氨温度选择700K的原因是________。

(3)利用NH₃处理硝酸工业尾气中的NO_x，将其转化为无毒物质，该反应的化学方程式为________。

(4)水体中氨气和铵根离子(统称氨氮)总量的检测备受关注。利用氨气传感器检测水体中氨氮含量的示意图：

①利用平衡原理分析含氨氮水样中加入NaOH溶液的作用________。

②若利用氨气传感器将1L水样中的氨氮完全转化为N₂时，转移电子的物质的量为3.9×10^－4mol，则水样中氨氮(以氨气计)含量为________mg·L^－1。

(5)联氨(N₂H₄)为二元弱碱，在水中的电离方式与氨类似。25℃时，联氨的电离常数K_b1＝3×10^－6mol·L^－1，K_b2＝7.6×10^－15mol·L^－1。联氨和盐酸按物质的量之比1∶1反应的离子方程式是________，所得溶液呈________性(填“酸”、“中”或“碱”)。

Answer

Ca(OH)2＋2NH4ClCaCl2＋2NH3↑＋2H2O 用湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝色 700K时催化剂活性强，反应速率快 6NOx＋4xNH3＝(2x＋3)N2＋6xH2O 氨氮水样中存在如下平衡：NH4＋＋OH－⇌NH3·H2O⇌NH3＋H2O，加入NaOH溶液，使水样中OH－浓度增大，平衡正向移动，有利于生成NH3，便于被空气吹出 2.21 N2H4+ H+= 酸

【解析】

(1)实验室用氯化铵与熟石灰共热制取氨气，用湿润的红色石蕊试纸验满；

(2)合成氨工业反应温度的选择与催化剂的活性有关；

(3)无毒气体为氮气，再利用氧化还原反应配平；

(4)含氨氮水样中加入氢氧化钠，增大溶液中c(OH-)，促使NH4＋＋OH－⇌NH3·H2O⇌NH3＋H2O向右移动；

(5)利用N2H5Cl的电离平衡常数与水解平衡常数的大小关系判断溶液的酸碱性。

(1)实验室用氯化铵与熟石灰共热制取氨气，用湿润的红色石蕊试纸靠近集气瓶口，若变蓝则收集满；

(2)合成氨工业中，反应为放热反应，使用催化剂活性最佳时的温度为700K，且反应速率快，为选择的原因；

(3)利用NH3处理硝酸工业尾气中的NOx，将其转化为无毒物质，即氮气和水，则方程式为6NOx＋4xNH3＝(2x＋3)N2＋6xH2O；

(4)①向含氨氮水样中加入氢氧化钠，增大溶液中c(OH-)，促使NH4＋＋OH－⇌NH3·H2O⇌NH3＋H2O向右移动，以便于让空气吹出氨气；

②氨氮转化为N2，N的化合价由-3变为0价，已知转移电子的物质的量为3.9×10－4mol，则n(NH3)==1.3mol，水样中氨氮(以氨气计)含量==2.21×10－3g/L=2.21mg/L；

(5)联氨(N2H4)为二元弱碱，联氨和盐酸按物质的量之比1∶1反应生成N2H5Cl，离子方程式为：N2H4+ H+=N2H5+；N2H5Cl电离方程式为+H2O⇌+OH-，水解方程式为⇌N2H4+H+，水解平衡常数Kh===3.3×10-9mol/L＞Kb2，则溶液显酸性。