Question

19．NH₃在催化劑存在時(shí)能還原NO_x為N₂和H₂O，這是目前國外硝酸廠進(jìn)行尾氣治理所普遍采用的一種方法．下圖是某�；瘜W(xué)興趣小組設(shè)計(jì)的模擬氨氣還原NO的裝置．回答下列問題：

（1）實(shí)驗(yàn)室利用A裝置制取氨氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O．若用B裝置制取氨氣，則分液漏斗和錐形瓶中盛放的藥品分別是濃氨水、堿石灰．
（2）若用C裝置制取NO，反應(yīng)的離子方程式為3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，用可抽動(dòng)的銅絲其優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)可以隨時(shí)關(guān)停、操作方便、反復(fù)使用、節(jié)約藥品．
（3）裝置⑦的作用可能是吸收未反應(yīng)的NO．
（4）若進(jìn)入裝置⑤的NO共1792mL（標(biāo)況），氨氣足量，在350-450℃下充分反應(yīng)，最后產(chǎn)生標(biāo)況下1120mL N₂，反應(yīng)共放熱akJ，寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式6NO（g）+4NH₃（g）?5N₂（g）+6H₂O（g）；△H=-100akJ/mol
（5）活性亞鉻酸銅（可寫成xCuO•yCr₂O₃的形式，x、y為正整數(shù)）是氨氣還原NO的催化劑．已知可由
CuNH₄（OH）CrO₄在295℃分解生成活性亞鉻酸銅催化劑、一種無毒氣體及水，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方
程式2Cu（OH）NH₄CrO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cr₂O₃•2CuO+N₂↑+5H₂O．

Answer 1

分析 （1）在加熱條件下，實(shí)驗(yàn)室常用氯化銨和氫氧化鈣反應(yīng)制備氨氣，同時(shí)生產(chǎn)氯化鈣和水，實(shí)驗(yàn)室制備少量氨氣時(shí)可根據(jù)氨水的易揮發(fā)性和氧化鈣的吸水性來制��；
（2）根據(jù)銅和稀硝酸反應(yīng)生產(chǎn)硝酸銅和一氧化氮結(jié)合反應(yīng)遵循電荷守恒、電子守恒以及質(zhì)量守恒來書寫離子方程式，用可抽動(dòng)的銅絲易于控制反應(yīng)，操作方便．
（3）硫酸亞鐵吸收NO，生成配合物；
（4）根據(jù)n=$\frac{V}{{V}_{m}}$計(jì)算出反應(yīng)生成的氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量，然后利用電子守恒配平寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式，根據(jù)放出的熱量寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式；
（5）CuNH₄（OH）CrO₄在295℃分解生成活性亞鉻酸銅催化劑、一種無毒氣體及水，產(chǎn)物中無毒氣體為氮?dú)猓�根�?jù)質(zhì)量守恒書寫化學(xué)方程式．

解答 解：（1）在加熱條件下，實(shí)驗(yàn)室常用氯化銨和氫氧化鈣反應(yīng)制備氨氣，同時(shí)生產(chǎn)氯化鈣和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；實(shí)驗(yàn)室制備少量氨氣時(shí)可根據(jù)氨水的易揮發(fā)性和氧化鈣的吸水性來制取，
故答案為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；濃氨水、堿石灰；
（2）銅和稀硝酸反應(yīng)生產(chǎn)硝酸銅和一氧化氮，反應(yīng)的離子方程式為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；用可抽動(dòng)的銅絲易于控制反應(yīng)，操作方便并能節(jié)約藥品，
故答案為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；反應(yīng)可以隨時(shí)關(guān)停、操作方便、反復(fù)使用、節(jié)約藥品；
（3）一氧化氮與二價(jià)鐵形成配位鍵，溶液中淡綠色的二價(jià)鐵變成棕色的一氧化氮配合物，反應(yīng)為：Fe²⁺+NO=Fe（NO）²⁺，
故答案為：吸收未反應(yīng)的NO；
（4）反應(yīng)生成氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量為：$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，反應(yīng)共放熱akJ，即：反應(yīng)生成0.05mol氮?dú)鈺?huì)放出akJ的熱量，
NO中N元素的化合價(jià)為+2價(jià)，氨氣中N元素的化合價(jià)為-3，反應(yīng)后都生成氮?dú)�，化合價(jià)升高了3價(jià)、降低了2價(jià)，則NO與氨氣的系數(shù)之比為3：2，氮?dú)鉃殡p原子分子，則NO的系數(shù)為6、氨氣的系數(shù)為4，然后根據(jù)質(zhì)量守恒定律配平可得：6NO+4NH₃?5N₂+6H₂O，
生成5mol氮?dú)夥艧岬臒崃繛椋?\frac{5mol}{0.05mol}$×akJ=100akJ，
所以該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：6NO（g）+4NH₃（g）?5N₂（g）+6H₂O （g）；△H=-100a kJ/mol，
故答案為：6NO（g）+4NH₃（g）?5N₂（g）+6H₂O （g）；△H=-100a kJ/mol；
（5）CuNH₄（OH）CrO₄在295℃分解生成活性亞鉻酸銅催化劑、一種無毒氣體及水，產(chǎn)物中無毒氣體為氮?dú)�，反�?yīng)方程式為：2Cu（OH）NH₄CrO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cr₂O₃•2CuO+N₂↑+5H₂O，
故答案為：2Cu（OH）NH₄CrO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cr₂O₃•2CuO+N₂↑+5H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查氨氣的制取和性質(zhì)，題目難度中等，試題較為綜合，注意少量氨氣制取的方法以及NO尾氣的吸收等問題，試題側(cè)重考查學(xué)生靈活應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)的能力．