题目内容

某化学学习小组同学根据实验室现有的制取氨气的药品，设计了右图所示的实验装置（部分夹持仪器未画出），制取并探究氨气的还原性、检验反应产物。请回答下列问题：

（1）A中发生反应的化学方程式是                                             。
（2）B中碱石灰的作用是                                                   。
（3）C中黑色固体变红，且产生的气体对空气无污染，写出该反应的化学方程式                   ；
D中发生的现象是________________________________________________________________________。
（4）该装置存在明显缺陷，该缺陷是                         。
（5）工业中常用氮气与氢气在高温、高压、铁触媒做催化剂的条件下合成氨气，该小组同学模拟该条件也合成出了氨气。已知起始时，将2 mol N2、6 mol H2充入一个容积为2 L的密闭容器中发生反应，过了5 min后，混合气体的总物质的量减少了1 mol，求在这段时间内以H2表示的化学反应速率
为                         。

（1）Ca(OH)2＋2NH4ClCaCl2＋2NH3↑＋2H2O（2分）；
（2）干燥氨气（1分）；
（3）3CuO+2NH3 3Cu+N2+3H2O（2分）；无水硫酸铜变蓝（1分）；
（4）缺少尾气处理装置（1分）；
（5）0.15 mol/(L·min)（2分）

解析试题分析：（1）装置A是制备氨气的，因此其中发生反应的化学方程式是Ca(OH)2＋2NH4ClCaCl2＋2NH3↑＋2H2O。
（2）由于生成的氨气中混有水蒸气，会干扰后续实验中产物水的测定，碱石灰是干燥剂能吸收水蒸气，所以碱石灰的作用是干燥氨气，防止干扰产物水的测定。
（3）黑色CuO变为红色，所以生成物是铜；同时生成一种无色气体，该气体无污染，因此该气体是氮气。根据原子守恒可知，还有水生成，则反应的化学方程式为3CuO+2NH3 3Cu+N2+3H2O。无水硫酸铜易吸水由摆手舞变为蓝色，所以D中的实验现象是白色无水CuSO4粉末变为蓝色。
（4）氨气是刺激性气体，所以不能随意排放到空气中，应有尾气处理装置，可用如图所示装置吸收氨气。
（5）合成氨反应的化学方程式为：
3H2     +    N22NH3   △n↙
3mol         1mol   2mol     2mol
n(H2)                        1mol
解得n(H2)＝＝1.5mol
则消耗氢气的浓度是1.5mol÷2L＝0.75mol/L
因此在这段时间内以H2表示的化学反应速率＝0.75mol/L÷5min＝0.15 mol/(L·min)
考点：考查氨气的制备、气体除杂、性质探究、尾气处理以及反应速率的计算等

练习册系列答案
相关题目

工业尾气中氮氧化物通常采用氨催化吸收法，其原理是NH3与NOx在催化剂作用下反应生成无毒的物质。某校活动小组同学采用以下装置和步骤模拟工业上氮氧化物的处理过程。

I．探究制取NH3的方法
（1）在上述装置中，H能快速、简便制取NH3，装置中需要添加的反应试剂为      。
（2）为探究更好的实验效果，活动小组同学采用上述C装置来制取氨气，在控制实验条件相同的情况下，获得下表中实验数据。

试剂组合序号
固体试剂
NH3体积（mL）
a
6.0 g Ca(OH)2（过量）
5.4 g NH4Cl
1344
b
5.4g (NH4)2SO4
1364
c
6.0 g NaOH（过量）
5.4 g NH4Cl
1568
d
5.4g (NH4)2SO4
1559
e
6.0 g CaO（过量）
5.4 g NH4Cl
1753
f
5.4 g (NH4)2SO4
1792
 
分析表中数据，你认为哪种方案制取氨气的效果最好     （填序号），从该方案选择的原料分析制气效果好的可能原因是                           。
II．模拟尾气处理
活动小组同学选用上述部分装置，按下列顺序连接成模拟尾气处理装置进行实验。
（1）请从上述装置中选择你认为合理的进行补充（所选装置不能重复）。

（2）A中反应的离子方程式为                                  。
（3）D装置的作用有：使气体混合均匀、调节气流速度、             。
（4）D装置中的液体还可换成        （填序号）。
a．H2O   b．CCl4  c．浓H2SO4    d．CuSO4溶液
（5）该小组同学所设计的模拟尾气处理装置中还存在一处明显的缺陷是            。

某化学兴趣小组的同学利用所示实验装置进行实验（图中a、b、c表示止水夹）。

请按要求填空：
（1）利用B装置可制取的气体有__________（填2种）。
（2）A、C、E相连后的装置可用于制取Cl2并进行相关的性质实验。若在丙中加入适量水，即可制得氯水。将所得氯水分成两份，进行Ⅰ、Ⅱ两个实验，实验操作、现象结论如下：

请你评价实验Ⅱ结论是否合理?_____________；理由：______________。
（3）请利用上述A、C装置设计一个简单的实验，验证Cl2和Br2的氧化性强弱（分别指出甲、乙、丙中盛装的试剂、实验现象及结论）_____________。
（4）B、D、E装置相连后，在B中盛装足量浓硝酸和铜片（放在有孔塑料板上），可制得NO2并进行有关实验。
①B中发生反应的化学方程式为____________________________。
②欲用D装置验证NO2与水的反应，其操作步骤为：先关闭止水夹a、b，再打开止水夹c，使烧杯中的水进入试管丁的操作是_______________________。
③试管丁中的NO2与一定量的O2混合充满后倒插水中，试管9／10充满水，则原试管丁中的混合气体平均相对分子质量可能为_________。（只填一种即可，保留二位小数）   

用下图装置进行实验。

回答有关问题：
（1）玻璃管E内发生反应的化学方程式是                              。
（2）小试管C的作用是                                         。
（3）广口瓶D内盛的试剂是          ，装置D的3个作用是①           , ②        , ③         。
（4）从管E导出的气体成分是      。
（5）装置F中U形管观察到所收集物质的颜色状态是         。
（6）若U形管内收集到的物质很少，分析其原因不可能是        （填标号）。
a．装置气密性不好； b．制得的SO2中混有少量H2S杂质使催化剂中毒；c．气流速度过快。
（7）从U形管导出的尾气的处理方法是                     。

某研究性学习小组的一个课题是“NO2能否支持木条的燃烧？”由于实验室中没有现成的NO2气体，该小组的同学设计了两个方案（忽略N2O4的存在，图中铁架台等夹持仪器均已略去）：
Ⅰ．实验装置如下图1所示

图1                                     图2
（1）浓硝酸受热分解的化学方程式是                                。
（2）实验开始后木条上的火星逐渐熄灭，有的同学得出“NO­2不能支持木条的燃烧”的结论。你认为这一结论是否正确？      （填“正确”或“不正确），理由是              。
Ⅱ．实验装置如上图2所示
（1）硝酸铜固体加热分解的产物有氧化铜、二氧化氮和氧气，该反应的化学方程式是              。
（2）当集气瓶中充满红棕色气体时，木条复燃了，有的同学得出“NO2能支持木条的燃烧”的结论。你认为这一结论是否正确？               （填“正确”或“不正确”），理由是                        。
Ⅲ．为了更直接说明“NO2能否支持木条的燃烧”这一问题，请你重新设计一个简单的实验方案，简述实验原理和主要操作。

某校课外活动小组为探究铜与稀硝酸反应产生的气体主要是NO，设计了下列实验。图中K为止水夹，F是装有一半空气的注射器，其中加热装置和固定装置均已略去。

请回答有关问题：
（1）设计装置A的目的是_______________________。
（2）当完成装置A的实验目的后，关闭K，再将装置B中的铜丝插入稀硝酸。B中反应的离子方程式是____________________________。
（3）将F中的空气推入E中，证明NO存在的实验现象是_______________，此过程发生反应的化学方程式是____________________。
（4）装置D中溶液的作用是________________。

如图1所示，某兴趣小组同学将铜片加入稀硝酸，发现开始时气泡产生速率非常慢，一段时间后速率明显加快，烧瓶内溶液呈浅蓝色并不断加深，液面上方的气体颜色也在不断加深。该小组同学拟通过实验探究反应速率变化的原因。

图 1                                    图 2
（1）图1中铜与稀硝酸反应的离子方程式为                                       ；
用离子方程式表示NaOH溶液所起的作用                                       ；
（2）小组同学提出了如下假设并设计实验探究：
Ⅰ.甲同学认为是反应放热导致溶液温度升高所致，完成此实验还需要的仪器是       ；
测定反应过程中溶液不同时间的温度，结果如下表：

时间/min
 		0
 		5
 		10
 		15
 		20
 		25
 		35
 		50
 		60
 		70
 		80
 
温度/℃
 		25
 		26
 		26
 		26
 		26
 		26
 		26.5
 		27
 		27
 		27
 		27
 
 
结合实验目的和表中数据，你得出的结论是                                     ；
Ⅱ.乙同学认为生成的Cu2+对反应有催化作用，为验证此假设，取A、B两支试管分别加入等量的铜片和稀硝酸，那么最好是在其中一支试管中加入少量的           （填序号）。
A.硝酸铜晶体        B.硝酸铜溶液        C.硫酸铜晶体        D.硫酸铜溶液
然后对比两支试管的反应，发现现象基本相同。因此得出结论：Cu2+并不是反应的催化剂。
Ⅲ. 丙同学根据现象推测反应过程中还有少量       生成，进而认为该物质对反应有催化作用，如图2所示，实验中丙同学从a处通入该物质后，发现左管中产生气泡速率明显快于右管。小组同学得出最后结论：这种物质对铜和稀硝酸的反应有催化作用。
（3）实验结束后，发现试管中溶液呈绿色，而不显蓝色。部分同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致，另一部分同学认为是该溶液中溶解了通入的物质。请你设计一个实验方案来证明哪种假设正确。(写出实验操作、实验现象和结论)                                                    。

下图是一个制取氯气并以氯气为原料进行特定反应的装置：

（几种气体的溶解度：常温常压下，1体积水可溶解CO2、Cl2、HCl分别为1、2、500体积）
（1）A是氯气发生装置，其中的离子反应方程式为                              ；
（2）要将C装置接入B和D之间，正确的接法是a→______，______ →d。
（3）实验开始时，先点燃A处的酒精灯，打开旋塞K，让Cl2充满整个装置，再点燃D处酒精灯，连接上E装置。Cl2通过C瓶后再进入D。D装置的硬质玻璃管内盛有炭粉，发生氧化还原反应，其产物为两种气体，且体积比为1∶4。试写出D中发生反应的化学方程式                      ，装置C的作用是                                                            ；为了使C装置发挥更好的作用，可向烧杯中加入浓硫酸，加入浓硫酸的作用是
                                                                       。
（4）在A、B、C、D、E装置中有一处需要改进，说明需要改进的理由并画出改进后的
装置图                                            。
（5）D处反应完毕后，关闭旋塞K，移去酒精灯，但由于余热的作用，A处仍有Cl2产生，此时B中的现象是                                                   。

已知某物质X能发生如下转化：

下列有关上述转化关系中物质及其反应的叙述错误的是

A．若X为N2或NH3（催化氧化），则A为硝酸
B．若X为S 或H2S（完全燃烧），则A为硫酸
C．若X为非金属单质或非金属氢化物，则A不一定能与金属铜反应生成Y
D．反应①和②一定为氧化还原反应，反应③一定为非氧化还原反应

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