题目内容

【题目】氨气与适量氯气混合反应可生成NH4Cl(俗称脑砂)和一种无污染的气体。某学习小组利用下列装置模拟该反应,请回答相关问题。

(1)该实验中所需的氯气是用浓盐酸与MnO2反应制取。装置A中仪器X的名称为____;X中发生反应的离子方程式为_______

(2)要得到干燥纯净的氯气,上述ABC装置的连接顺序依次为a→_____(用小写字母表示)

(3)利用E装置,将适量氨气与氯气充分混合反应氨气应从_______(用小写字母表示)通入,反应的化学方程式为_______________;可能观察到的现象是___________

(4)《唐本草》记载脑砂入药可以散瘀消肿,天然脑砂含少量NH4Cl,现取天然脑砂进行NH4Cl含量测定。准确称取一定质量脑砂,与足量的氧化铜混合,如下图所示进行实验。已知:2NH4Cl+3CuO=3Cu+N2+2HCl+3H2O

①为顺利完成有关物理量的测定,请完善下列表格:

测量时间点

加热前

当观察到_____现象时

测量内容

_______________

停止加热,冷却,称量H装置的总质量

②如果不用J装置,测出NH4Cl的含量将_____(偏高”“偏低无影响”)

【答案】圆底烧瓶 MnO22Cl4HMn2Cl2↑+2H2O debc f 8NH33Cl2=6NH4ClN2 黄绿色气体消失,有白烟生成 称量H的总质量 G中不再有气泡出现 偏高

【解析】

1)装置A中仪器X的名称为圆底烧瓶,利用MnO2和浓HCl制取氯气;

2)要先用饱和食盐水除去氯气中的HCl气体,再干燥;

3)氨气的密度小,利用E装置,将适量氨气与氯气充分混合反应氨气应从f通入,氯气能将氨氧化,生成氯化铵,由此分析;

4)①F中发生反应2NH4Cl+3CuO=3Cu+N2+2HCl+3H2OG中浓硫酸将氯化氢干燥,H中碱石灰增重,可测定HCl的质量,可算出氯化铵。

②如果不用J装置,空气中的水和二氧化碳会进入J中,测出NH4Cl的含量将偏高。

1)装置A中仪器X的名称为圆底烧瓶,利用MnO2和浓HCl制取氯气,MnO22Cl4HMn2Cl2↑+2H2O

2)要先用饱和食盐水除去氯气中的HCl气体,再干燥,要得到干燥纯净的氯气,上述ABC装置的连接顺序依次为adebc

3)氨气的密度小,从f进,氯气的密度大于氨气的密度,有利于两种气体充分混合,并且充分反应,生成氯化铵,8NH33Cl2=6NH4ClN2,可能观察到的现象是:黄绿色气体消失有白烟生成;

4)①F中发生反应2NH4Cl+3CuO=3Cu+N2+2HCl+3H2OG中浓硫酸将氯化氢干燥,当观察到G中不再有气泡出现现象时,H中碱石灰增重,可测定HCl的质量,加热前要称量H的总质量,根据反应后H的增重可算出氯化铵。

②如果不用J装置,空气中的水和二氧化碳会进入J中,测出NH4Cl的含量将偏高。

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(1)尿素[CO(NH2)2]是一种非常重要的高效氮肥,工业上以NH3、CO2为原料生产尿素,该反应实际为两步反应:

第一步:2NH3(g)+CO2(g) H2NCOONH4(s) △H=-272KJ·mol-1

第二步:H2NCOONH4(s) CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H=+138kJ·mol-1

写出工业上以NH3、CO2为原料合成尿素的热化学方程式:______________________

(2)一定温度下,向2L恒容密闭容器中通入2molCO和1mol SO2,发生反应2CO(g)+SO2(g) 2CO2(g)+S(s)。若反应进行到20min时达平衡,测得CO2的体积分数为0.5,则前20min的反应速率v(CO)=_________,该温度下反应化学平衡常数K=__________

(3)工业上可用NaC1O碱性溶液或“亚硫酸盐法”吸收SO2

①为了提高吸收效率,常用Ni2O3作为催化剂。催化过程如图所示:

a.过程2的离子方程式_______________________________

b.Ca(C1O)2也可用于脱硫,且脱硫效果比NaC1O更好,原因是________________

②室温条件下,将烟气通入(NH4)2SO4溶液中,测得溶液pH与含硫组分物质的量分数的变化关系如图所示,b点时溶液pH=7,则n(NH4+):n(SO32-)=__________

(4)用食盐水做电解液电解烟气脱氮的原理如图,NO被阳极产生的氧化性物质氧化为NO3-,尾气经氢氧化钠溶液吸收后排入空气。如下图,电流密度和溶液pH对烟气脱硝的影响。

①NO被阳极产生的氧化性物质氧化为NO3-反应的离子方程式___________________

②溶液的pH对NO去除率影响的原因是______________________

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