Question

【题目】已知氮元素及其化合物的转化关系如下图所示，回答下列问题。

（1）①~④各步转化中，属于氮的固定的是_______（填序号）。

（2）实验室常用加热氯化铵和氢氧化钙固体混合物的方法制取氨气。

① 化学方程式是_______。

② 干燥氨气不可选用的试剂是________（填字母）。

a．浓硫酸 b．碱石灰 c．NaOH固体

（3）工业上用氨气制备NO的化学方程式是_______。

（4）工业制硝酸时尾气中含有NO、NO2，可用以下方法吸收：

① 水吸收法。结合化学方程式说明用水吸收NO2的缺陷________。

② NaOH溶液吸收法。发生的反应有：2NaOH + NO + NO2 = 2NaNO2+ H2O，NaOH + NO2—________ + NaNO2 +H2O（填化学式，不需要配平方程式）。

③ 用不同浓度的NaOH溶液吸收NO2含量不同的尾气，关系如下图：（α 表示尾气里NO、NO2中NO2的含量）

i．根据上图得知_______（填字母）。

a. NaOH溶液浓度越大，氮氧化物的吸收率越大

b.NO2含量越大，氮氧化物的吸收率越大

ii．当α小于50%时，加入H2O2能提升氮氧化物的吸收率，原因是_______。

Answer 1

【答案】① 2NH4Cl + Ca(OH)2 CaCl2 +2NH3↑+ 2H2O a 4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O 3NO2 + H2O =2HNO3 + NO，NO2有1/3转化成NO没被吸收掉 NaNO3 b 根据图中信息可知，氮氧化物的吸收率随NO2 的含量增大而增大。当混合气体中NO2含量小于50%时，具有氧化性的H2O2的存在，会使NO氧化成NO2，NO2的含量增大，从而使氮氧化物的吸收率增大

【解析】

(1)氮的固定是将空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程；

(2)氯化铵与氢氧化钙在加热条件下反应生成氯化钙、氨气与水；氨气是碱性气体，不能用酸性干燥剂（如浓硫酸）；

(3)工业上利用氨气与氧气发生催化氧化生成NO与水；

(4)水与NO2 反应生成硝酸和NO，其中有部分N没有被完全吸收；根据氧化还原反应化合价有升必有降，因此推断反应NaOH + NO2 = ________ + NaNO2 +H2O中的另一个产物为NaNO3； 根据图中信息可知，氮氧化物的吸收率随NO2 的含量增大而增大，随NaOH溶液浓度增加先增加后减小；当混合气体中NO2含量小于50%时，具有氧化性的H2O2的存在，会使NO氧化成NO2，NO2的含量增大，从而使氮氧化物的吸收率增大。

(1)氮的固定是将空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程,步骤①中氮气与氢气在催化剂条件下生成氨气，属于氮的固定过程；

(2)氯化铵与氢氧化钙在加热条件下反应生成氯化钙、氨气与水，反应方程式为：2NH4Cl + Ca(OH)2 CaCl2 +2NH3↑+ 2H2O；氨气是碱性气体，不能用酸性干燥剂：浓硫酸；

(3)工业上利用氨气与氧气发生催化氧化生成NO与水反应方程式为;4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O

(4) ①水与NO2 反应生成硝酸和NO，反应方程式为：3NO2 + H2O =2HNO3 + NO，NO2有1/3转化成NO没被吸收掉；

②根据电子转移守恒可知，NO2发生歧化反应，NO2中+4价的N部分化合价降低为NaNO2 中+3价的N，则还应有部分N化合价升高，应转化为NaNO3中+5价的N，因此方程式中的另一个产物为NaNO3；

③i.根据上述图像可知，a.随着NaOH溶液浓度增大，氮氧化物的吸收率先增加后减小，故a错误；

b.当氢氧化钠浓度一定时，NO2含量越大，氮氧化物的吸收率越大，故b正确；

综上所述，本题应选b;

ii;当混合气体中NO2含量小于50%时，具有氧化性的H2O2的存在，会使NO氧化成NO2，NO2的含量增大，从而使氮氧化物的吸收率增大。