Question

某學生設計氨催化氧化實驗、并收集二氧化氮氣體、檢驗其溶液的酸堿性．以下是準備用到的裝置：

（1）以上裝置合理的接口連接順序是a-

 

-

 

-

 

-

 

-

 

-

 

-h．
（2）裝置連接并確認氣密性良好后，點燃酒精燈加熱硬質玻璃管內催化劑Cr₂O₃固體．Cr₂O₃固體出現(xiàn)紅熱后將空氣鼓入，B處玻璃管內發(fā)生反應的化學方程式為

 

．移去酒精燈繼續(xù)鼓入空氣，Cr₂O₃固體保持紅熱，說明

 

．
（3）實驗開始后D集氣瓶內出現(xiàn)

 

色，C中紫色石蕊試液顏色將

 

．
（4）為了吸收尾氣中的有害氣體，E中液體可選用

 

．
（5）催化劑Cr₂O₃通常使用加熱分解（NH₄）₂Cr₂O₇制取，該分解反應生成Cr₂O₃、水和一種含氮物質，反應的化學方程式為

 

．

Answer 1

考點：制備實驗方案的設計,常見氣體制備原理及裝置選擇

專題：實驗題

分析：（1）依據實驗目的分析，設計氨催化氧化實驗、并收集二氧化氮氣體、檢驗其溶液的酸堿性，依據裝置圖可知是利用空氣通過濃氨水，氧氣和氨氣一起進入裝置B中，在三氧化二鉻催化劑作用下發(fā)生氧化還原反應生成一氧化氮和水，在裝置D中排空氣法收集得到二氧化氮氣體，通入裝置C中二氧化氮和水反應生成硝酸遇到石蕊試液變紅色，因為氮氧化物是污染性氣體不能排放到空氣中，需要用氫氧化鈉溶液吸收；
（2）B處玻璃管內發(fā)生反應的化學反應是氨氣的催化氧化反應生成一氧化氮和水；移去酒精燈繼續(xù)鼓入空氣，Cr₂O₃固體保持紅熱說明反應放熱；
（3）生成的一氧化氮氣體是利用向上排空氣法收集，一氧化氮和氧氣反應生成紅棕色二氧化氮氣體，二氧化氮氣體通入石蕊試液中反應生成硝酸遇到石蕊變紅色；
（4）氮氧化物是污染性氣體不能排放到空氣中，需要用氫氧化鈉溶液吸收；
（5）加熱分解（NH₄）₂Cr₂O₇制取Cr₂O₃，該分解反應生成Cr₂O₃、水和一種含氮物質，依據氧化還原反應電子守恒分析判斷產物，結合原子守恒配平書寫化學方程式．

解答： 解：（1）依據實驗目的分析，設計氨催化氧化實驗、并收集二氧化氮氣體、檢驗其溶液的酸堿性，依據裝置圖可知是利用空氣通過濃氨水，氧氣和氨氣一起進入裝置B中，在三氧化二鉻催化劑作用下發(fā)生氧化還原反應生成一氧化氮和水，在裝置D中排空氣法收集得到二氧化氮氣體，通入裝置C中二氧化氮和水反應生成硝酸遇到石蕊試液變紅色，因為氮氧化物是污染性氣體不能排放到空氣中，需要用氫氧化鈉溶液吸收，裝置連接順序為abcfgedh，
故答案為：b；c；f；g；e；d；
（2）B處玻璃管內發(fā)生反應的化學反應是氨氣的催化氧化反應生成一氧化氮和水，反應的化學方程式為：4NH₃+5O₂

催化劑 .

△

4NO+6H₂O；移去酒精燈繼續(xù)鼓入空氣，Cr₂O₃固體保持紅熱說明反應放熱，
故答案為：4NH₃+5O₂

催化劑 .

△

4NO+6H₂O；該反應放熱；
（3）生成的一氧化氮氣體是利用向上排空氣法收集，一氧化氮和氧氣反應生成紅棕色二氧化氮氣體，2NO+O₂=2NO₂，二氧化氮氣體通入石蕊試液中反應生成硝酸遇到石蕊變紅色，3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，
故答案為：紅棕色；變紅色；
（4）氮氧化物是污染性氣體不能排放到空氣中，需要用氫氧化鈉溶液吸收，故答案為：NaOH溶液；
（5）加熱分解（NH₄）₂Cr₂O₇制取Cr₂O₃，該分解反應生成Cr₂O₃、水和一種含氮物質，依據氧化還原反應電子守恒分析判斷，Cr₂O₇^2-～Cr₂O₃～6e^-，設氮元素化合價變化為X價，2NH₄⁺～2N～2[X-（-3）]e^-，結合原子守恒得到X=0，生成的產物為N₂，配平書寫化學方程式為（NH₄）₂Cr₂O₇

△   .

Cr₂O₃+N₂↑+4H₂O，
故答案為：（NH₄）₂Cr₂O₇

△   .

Cr₂O₃+N₂↑+4H₂O．

點評：本題考查了物質制備的實驗探究和物質性質的分析應用，主要是氮及其化合物性質的實驗分析判斷，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．