Question

12．某興趣小組用如圖裝置探究氨的催化氧化．

（1）寫出氨催化氧化的化學方程式，并用單線橋表示電子轉移的方向和數目．
（2）加熱玻璃管2一段時間后，擠壓1中打氣球鼓入空氣，觀察到2中物質呈紅熱狀態(tài)；停止加熱后仍能保持紅熱，該反應是放熱反應（填“吸熱”或“放熱”）．
（3）為保證在裝置4中觀察到紅棕色氣體，裝置3應裝入濃H₂SO₄；若取消裝置3，在裝置4中僅觀察到大量白煙，原因是生成的NO與O₂反應生成NO₂，NO₂與水反應生成HNO₃，NH₃與HNO₃反應生成了NH₄NO₃．
（4）為實現(xiàn)氨催化氧化，也可用裝置5替換裝置1（填裝置代號）；化合物X為NH₄Cl（只寫一種），Na₂O₂的作用是與HCl反應生成氧氣．

Answer 1

分析 （1）氨催化氧化生成一氧化氮和水，反應方程式為：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O，氨氣中的氮由-3價變成+2價，1mol轉移5mol的電子，所以4mol轉移20mol的電子；
（2）停止加熱后仍能保持紅熱，該反應是放熱熱反應；
（3）紅棕色氣體為NO₂，易與水反應，應干燥，如不干燥，NO₂與水反應生成硝酸，進而與氨氣生成硝酸銨；
（4）裝置1能提供氨氣和氧氣，裝置5也能提供氨氣和氧氣，但裝置5中應加入氯化銨和過氧化鈉，可生成氨氣和氧氣．

解答 解：（1）氨催化氧化生成一氧化氮和水，反應方程式為：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O，氨氣中的氮由-3價變成+2價，1mol轉移5mol的電子，所以4mol轉移20mol的電子，則電子轉移的方向和數目為，故答案為：；
（2）停止加熱后仍能保持紅熱，該反應是放熱熱反應，故答案為：放熱；
（3）NO₂易與水反應，應干燥，如不干燥，NO₂與水反應生成硝酸而觀察不到顏色，NO₂與水反應生成HNO₃，NH₃與HNO₃反應生成了NH₄NO₃，可觀察到白煙生成，
故答案為：濃H₂SO₄；生成的NO與O₂反應生成NO₂，NO₂與水反應生成HNO₃，NH₃與HNO₃反應生成了NH₄NO₃；
（4）裝置1能提供氨氣和氧氣，裝置5也能提供氨氣和氧氣，但裝置5中應加入氯化銨和過氧化鈉，可生成氨氣和氧氣，反應為：NH₄Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$HCl+NH₃，2HCl+Na₂O₂═2NaCl+O₂+H₂O，故答案為：1； NH₄Cl；與HCl反應生成氧氣．

點評 本題考查氨氣的制取原理、反應裝置及化學性質，題目較為綜合，涉及氨氣的制取、性質以及二氧化氮和硝酸銨等知識，注意把握元素化合物知識的理解和應用．