Question

【題目】氮的氧化物(NOx)是大氣污染物之一，工業(yè)上在一定溫度和催化劑條件下用NH3將NOx還原生成N2。某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室中對(duì)NH3與NO2反應(yīng)進(jìn)行了探究。回答下列問題:

(1)用消石灰和氯化銨固體制備NH3

①NH3的發(fā)生裝置應(yīng)選擇上圖中的_______(填序號(hào)),制備NH3的化學(xué)方程式為______。

②欲收集一瓶干燥的NH3,選擇上圖中的裝置，其連接順序?yàn)?/span>:發(fā)生裝置→_________(按氣流方向，用小寫字母表示)。

(2)研究NH3與NO2的反應(yīng)

將上述收集到的NH3充入注射器X中,硬質(zhì)玻璃管Y中加入少量催化劑，充入NO2(兩端用夾子K1、K2夾好)。在一定溫度下按圖示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

操作步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	解釋原因
打開K1,推動(dòng)注射器活塞，使X中的氣體緩慢充入Y管中	①Y管中__________	②反應(yīng)的化學(xué)方程式 _______________
將注射器活塞退回原處并固定，待裝置恢復(fù)到室溫	Y管中有少量水珠	生成的氣態(tài)水凝聚
打開K2	溶液倒吸入Y管	③________________

Answer 1

【答案】A 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O c→d→f→e→i 顏色變淺 8NH3+6NO27N2+12H2O 當(dāng)產(chǎn)物H2O變?yōu)橐簯B(tài)時(shí)，反應(yīng)過程中氣體分子數(shù)(氣體物質(zhì)的量)減少，恢復(fù)原體積時(shí)裝置中氣壓小于大氣壓，溶液會(huì)倒吸。

【解析】

根據(jù)實(shí)驗(yàn)室制氨氣原理選擇裝置并連接，又據(jù)NH3還原NOx生成N2的反應(yīng)分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

(1)①加熱消石灰和氯化銨固體制備NH3，氣體發(fā)生裝置應(yīng)選擇固固加熱制氣型裝置A，制備NH3的化學(xué)方程式為2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O。

②上述方法制得的氨氣中含有少量水蒸氣，要收集干燥的NH3，需用C裝置進(jìn)行干燥，再用D裝置收集。NH3會(huì)污染空氣又極易溶于水，使用F裝置吸收多余氨氣并防止倒吸。裝置的連接順序?yàn)椋喊l(fā)生裝置→c→d→f→e→i。

(2)①注射器X中的NH3緩慢進(jìn)入Y管中，與紅棕色的NO2反應(yīng)生成N2和水，使氣體顏色變淺。②配平得化學(xué)方程式8NH3+6NO27N2+12H2O。

③當(dāng)注射器活塞回到原處、裝置恢復(fù)到室溫（生成的水為液體）時(shí)，因反應(yīng)使氣體物質(zhì)的量減少，此時(shí)裝置內(nèi)氣體壓強(qiáng)比反應(yīng)前小，打開K2，Z中NaOH溶液會(huì)倒吸至Y中。