Question

【題目】為了在實(shí)驗(yàn)室利用工業(yè)原料制備少量氨氣，有人設(shè)計(jì)了如下裝置（圖中夾持裝置均已略去）。

[實(shí)驗(yàn)操作]

① 檢查實(shí)驗(yàn)裝置的氣密性后，關(guān)閉彈簧夾a、b、c、d、e。在A(yíng)中加入鋅粒，向長(zhǎng)頸漏斗注入一定量稀硫酸。打開(kāi)彈簧夾c、d、e，則A中有氫氣發(fā)生。在F出口處收集氫氣并檢驗(yàn)其純度。

② 關(guān)閉彈簧夾c，取下截去底部的細(xì)口瓶C，打開(kāi)彈簧夾a，將氫氣經(jīng)導(dǎo)管B驗(yàn)純后點(diǎn)燃，然后立即罩上無(wú)底細(xì)口瓶C，塞緊瓶塞，如圖所示。氫氣繼續(xù)在瓶?jī)?nèi)燃燒，幾分鐘后火焰熄滅。

③ 用酒精燈加熱反應(yīng)管E，繼續(xù)通氫氣，待無(wú)底細(xì)口瓶C內(nèi)水位下降到液面保持不變時(shí)，打開(kāi)彈簧夾b，無(wú)底細(xì)口瓶C內(nèi)氣體經(jīng)D進(jìn)入反應(yīng)管E，片刻后F中的溶液變紅。

回答下列問(wèn)題：

（1）檢驗(yàn)氫氣純度的目的是 。

（2）C瓶?jī)?nèi)水位下降到液面保持不變時(shí)，A裝置內(nèi)發(fā)生的現(xiàn)象是 ，防止了實(shí)驗(yàn)裝置中壓強(qiáng)過(guò)大。此時(shí)再打開(kāi)彈簧夾b的原因是 ，C瓶?jī)?nèi)氣體的成份是 。

（3）在步驟③中，先加熱鐵觸媒的原因是 。反應(yīng)管E中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。

Answer 1

【答案】（1）“排除空氣，保證安全”或“判斷裝置中空氣是否排凈，保證安全”(合理即可)

（2）鋅粒與酸脫離 盡量增大氫氣的濃度以提高氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率 N2 H2

（3）升高溫度，增大鐵觸媒活性，加快氨的合成反應(yīng)速率 N2＋3H22NH3

【解析】

試題分析：(1)氫氣和空氣混合氣體受熱易爆炸。若不檢驗(yàn)氫氣的純度可能在E處發(fā)生危險(xiǎn)。(2)A裝置原理類(lèi)似啟普發(fā)生器當(dāng)試管內(nèi)壓強(qiáng)過(guò)大酸會(huì)流回長(zhǎng)頸漏斗中使反應(yīng)停止。C瓶利用排水法收集氫氣氫氣收集滿(mǎn)后再通入氣體壓強(qiáng)變大導(dǎo)致A中酸流回漏斗和鋅粒脫離接觸反應(yīng)停止。C中原有空氣里的氧氣被氫氣燃燒而消耗最終主要剩余氮?dú)猓�所以C中氣體主要成分為氮?dú)夂蜌錃�。通氫氣一直到壓�?qiáng)增大到不能增大為止可以讓通入的氫氣盡可能多。根據(jù)化學(xué)平衡原理增大氫氣濃度可以提高氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率。(3)鐵觸媒在較高溫度時(shí)活性增大加快氨合成的反應(yīng)速率。發(fā)生的反應(yīng)為: N2＋3H22NH3。