Question

氮的化合物在某些领域中扮演着重要的角色．
（1）氨和铵盐在粮食的增产中发挥着极其重要的作用，同时又是重要的工业原料．
①写出实验室制取氨气的化学方程式：______；
②常温下，向25mL 0.1mol?L^-1HA溶液中逐滴加入0.2mol?L^-1NH₃?H₂O溶液，曲线如图所示（体积变化忽略不计）．由图确定HA是______（填“强”或“弱”）酸，HA与NH₃?H₂O恰好完全反应时，混合溶液中由水电离出的c（H⁺）______（填“＞”、“＞”或“=”）0.1mol?L^-1HA溶液中由水电离出的c（H⁺）；写出C点时混合溶液中各离子浓度由大到小的顺序为______；
（2）未来的交通工具将采用新一代无机非金属材料制成的无水冷发动机．这类材料中研究得较多的是氮化物A．粉末状A能够与水反应，所得产物中有一种酸性氧化物，它是工业上生产玻璃的主要原料，另一种产物是氨气．请写出A与水反应的化学方程式______；
（3）硝酸是医药、军事、化工等领域的重要原料．在实验室中，将适量铁铜混合粉末与稀硝酸充分反应后得到溶液X．若有固体剩余，实验测得溶液X中大量存在的阳离子只有两种，则阳离子为______（写离子符号）；若反应后无固体剩余，某同学认为X中除Fe³⁺、Cu²⁺外还可能含有Fe²⁺，若要确认其中的Fe²⁺，应选用______（选填序号）．
a．KSCN溶液和氯水   b．铁粉和KSCN溶液    c．酸性KmnO₄溶液   d．浓氨水．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据实验室制取氨气的化学反应原理书写化学方程式；根据酸碱中和反应和盐类水解的知识解答．
（2）根据产物和质量守恒定律分析出A中含有的元素，继而书写并配平化学方程式．
（3）根据离子反应思考．
解答：解；（1）①实验室用氯化铵和碱石灰制取氨气，其化学方程式是：2NH₄Cl+Ca（OH）₂?CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O，
故答案为：2NH₄Cl+Ca（OH）₂?CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；
②根据HA+NH₃?H₂O=NH₄A+H₂O可知，与25mL 0.1mol?L^-1HA完全反应需要0.2mol?L^-1NH₃?H₂O溶液12.5mL，而图示显示，加入0.2mol?L^-1NH₃?H₂O溶液13mL时才呈中性，说明恰好反应时溶液呈酸性，即NH₄A溶液呈酸性，所以HA是强酸．
NH₄A溶液呈酸性，是因为铵根离子水解，促进了水的电离平衡，而HA是强酸，电离出的氢离子抑制了水的电离平衡，即混合溶液中由水电离出的c（H⁺）大于0.1mol?L^-1HA溶液中由水电离出的c（H⁺）．
图中C点代表25mL 0.1mol?L^-1HA溶液中逐滴加入0.2mol?L^-1NH₃?H₂O溶液25mL，根据HA+NH₃?H₂O=NH₄A+H₂O可知，氨水过量12.5mL，即所得溶液中为NH₄A和NH₃?H₂O的混合液，且二者的浓度均为0.05mol/L．该混合液中存在铵根离子的水解平衡和NH₃?H₂O的电离平衡，而且NH₃?H₂O的电离程度远大于铵根离子的水解程度，即溶液显碱性，其中的离子浓度大小关系为：c（NH₄⁺）＞c（A^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
故答案为：强；＞；c（NH₄⁺）＞c（A^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
（2）生产玻璃的主要原料为二氧化硅、大理石、碳酸钠，其中是酸性氧化物的只有二氧化硅，即粉末A与水反应生成二氧化硅和氨气，则A中必含硅元素和氮元素，因此A是Si₃N₄，它与水反应的化学方程式是：Si₃N₄+6H₂O=3SiO₂+4NH₃↑，故答案为：Si₃N₄+6H₂O=3SiO₂+4NH₃↑；
（3）铁铜混合粉末与稀硝酸充分反应，若有固体剩余，无论剩余铁或是剩余铜，都不会存在Fe³⁺和H⁺，因为含有两种阳离子，所以这两种阳离子只能是Fe²⁺、Cu²⁺．
因为溶液中有Fe³⁺、Cu²⁺，因此要检验Fe²⁺，不能使用把Fe²⁺氧化为Fe³⁺再去检验Fe³⁺的方法，a、b、d均不正确．因为Fe²⁺具有还原性，酸性KmnO₄溶液具有氧化性，因此可以向酸性KmnO₄溶液中加入混合液，观察酸性KmnO₄溶液是否褪色，若褪色，说明含有Fe²⁺，若不退色，说明不含有Fe²⁺，故应选c．
故答案为：Fe²⁺、Cu²⁺；c．
点评：本题是多个知识点的组合题，对知识的覆盖面较大，具有一定的综合性，要求平时学习时要掌握牢固、全面的基础知识．