题目内容
【题目】某小组同学设计了如图所示的实验装置来进行实验探究:
I.氨的催化氧化(4NH3+5O2 4NO+6H2O):
(1)A中加入的是一种黑色的固体,B装置是制备___________的装置,D中装的试剂为___________。
(2)甲、乙同学分别按图示装置进行实验,一段时间后,装置G中的溶液都变成蓝色,甲观察到装置F中有红棕色气体,乙观察到装置F中有白烟生成。G中溶液变蓝的原因是(用离子方程式表示)______________________,白烟的成分为___________。甲、乙两同学分析了F装置现象不同的原因,乙同学通过改变实验操作:______________________,也在F中看到了红棕色气体生成。
Ⅱ.测定SO2转化为SO3的转化率:
已知:SO3的熔点是16.8℃,沸点是44.8℃。
(3)根据实验需要,应将F、G处替换成图中的装置(填序号)F.___________G._________。
(4)在A中加入 a mol Na2SO3粉末与足量浓硫酸反应,当反应结束时,让B装置继续再反应一段时间,最后测得G处装置增重bg,则此时SO2的转化率为___________(用含a、b的代数式表示)。
(5)丙同学观察整套装置后,推断该实验结果必定偏高,他更换了一个三孔橡皮塞,改动装置后重新实验,获得了更符合实际的转化率。请推断他对装置的改动是___________。
【答案】NH3 碱石灰 3Cu+8H++2NO3-===3Cu2++2NO↑+4H2O NH4NO3 调节K1和K2,适当增加A或减少B中气体流量 ③ ④ (64a-b)/64a×100% 将A处橡皮塞换成三孔橡皮塞,将D后导管插入A中,使氧气通过A装置排除残留的SO2
【解析】
由题意知E中发生氨的催化氧化反应,结合D为球形干燥管,故A用于制O2,B用于制NH3,E中发出氨的催化氧化反应,F、G对产物进行检验。
(1)B中产生的气体用球形干燥管除杂,应是干燥NH3,故B装置用于制备NH3,D中药品为碱石灰;
(2)生成的NO与O2反应得NO2,然后与G中水反应生成HNO3,HNO3可将Cu氧化为Cu2+使溶液显蓝色,离子反应方程式为3Cu + 8H++2NO3-=== 3Cu2+ + 2NO↑+ 4H2O ,F中NO2可与水蒸气反应产生HNO3,E中未反应的NH3进入F中生成白烟NH4NO3;在F中看到了红棕色气体,应让O2过量将NH3反应完全,采取操作为:调节K1和K2,适当增加A或减少B中气体流量;
(3)SO3的熔点是16.8℃,故F可改为③将SO3冷凝,G改为④用碱石灰吸收SO2,通过测量反应前SO2的量和G中增重,即可算出SO2的转化率;
(4)反应前m(SO2)=64ag,反应后剩余SO2质量为bg,则SO2的转化率为(64a-b)/64a×100%;
(5)A中残留部分SO2将导致测定转化率偏大,可将B中产生O2通过A,使SO2的排除,进入E中充分反应,故答案为:将A处橡皮塞换成三孔橡皮塞,将D后导管插入A中,使氧气通过A装置排除残留的SO2。
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