题目内容
【题目】氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和国防建设中都有广泛应用。某化学兴趣小组利用以下装置模拟合成氨并制备少量氨水。
(1)A中在加热至85℃反应,反应的化学方程式为______,该实验装置不够完善,可以改进之处为___________。为了完成实验,装置从左到右接口的链接顺序是_________。
(2)制得的氨水可用于在实验室模拟工业制硝酸的过程,装置如下(夹持装置略去)
① 装置B中反应的化学方程式是:_______。
② 请在装置图方框处画出必要仪器,并指出所加试剂________。
③ 装置D中发生反应的化学方程式为_____________。开始反应一段时间后,撤离热源反应也可以持续进行,原因为__________。
④ 某同学认为在装置F中可能出现白烟,应在装置D和装置F之间增加下列装置中的______(填序号),从而避免此现象发生,提高硝酸的产率。利用改进后的装置进行实验,装置F中发生反应的化学方程式为__________。
⑤ 该装置还应在______之后添加________装置。
【答案】 NH4Cl+NaNO2N2↑+NaCl+H2O 水浴加热 blh fgkjl CaO+NH3·H2O=NH3↑+Ca(OH)2 4NH3+5O24NO+6H2O 该反应为放热反应,反应放出的热量可维持反应的继续进行 a 2NO + O2 = 2NO2 G 尾气处理
【解析】试题分析:(1)A中氯化铵和亚硝酸钠加热至85℃生成氮气、氯化钠、水;为便于控制温度,最好用水浴加热; 模拟制取氨气,用A制取氮气、B制取氢气(除去氯化氢),通入浓硫酸中充分混合并干燥,在通入盛有催化剂的玻璃管中合成氨气,通入水中制备氨水,最后尾气处理;(2)①B中氧化钙与氨水反应生成氢氧化钙和氨气; ②氨气通入高温加热的玻璃管前必须干燥;③ D中氨气被氧化为NO和水;氨气的催化氧化为放热反应,反应放出的热量可维持反应的继续进行;④出现白烟是生成硝酸铵, , ,除去水蒸气可以避免此现象发生。装置F中NO被氧气氧化为NO2;⑤ 该装置还缺少尾气处理装置。
解析:(1)A中氯化铵和亚硝酸钠加热至85℃生成氮气、氯化钠、水,反应的方程式是NH4Cl+NaNO2N2↑+NaCl+H2O;为便于控制温度,最好改为水浴加热。
模拟制取氨气,用A制取氮气、B制取氢气(除去氯化氢)后,通入浓硫酸中充分混合并干燥,再通入盛有催化剂的玻璃管中合成氨气,通入水中制备氨水,最后尾气处理,仪器的连接顺序是;
(2)①B中氧化钙与氨水反应生成氢氧化钙和氨气,反应方程式是CaO+NH3·H2O=NH3↑+Ca(OH)2;
②氨气通入高温加热的玻璃管前必须干燥,所以C是;
③ D中氨气被氧化为NO和水,反应方程式是4NH3+5O24NO+6H2O;氨气的催化氧化为放热反应,反应放出的热量可维持反应的继续进行,所以开始反应一段时间后,撤离热源反应也可以持续进行;
④出现白烟是生成硝酸铵, , ,为避免此现象发生,可以除去NO中的水蒸气,在装置D和装置F之间增加装有干燥剂 的干燥管,所以选a。装置F中NO被氧气氧化为NO2,反应方程式是2NO + O2 = 2NO2;
⑤ 该装置还缺少尾气处理装置,所以在G之后添加尾气处理装置。
【题目】随着材料科学的发展,金属钒及其化合物得到了越来越广泛的应用,并被誉为“合金的维生素”。为回收利用含钒催化剂(含有V2O5、VOSO4及不溶性残渣),科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺,回收率达91.7%以上。
部分含钒物质在水中的溶解性如下表所示:
物质 | VOSO4 | V2O5 | NH4VO3 | (VO2)2SO4 |
溶解性 | 可溶 | 难溶 | 难溶 | 易溶 |
请回答下列问题:
(1)请写出加入Na2SO3溶液发生反应的离子方程式__________________________。
(2)催化氧化所使用的催化剂钒触媒(V2O5)能加快二氧化硫氧化速率,此过程中产生了一连串的中 间体(如图)。其中a、c二步的化学方程式可表示为__________________________,____________________________________。
(3)该工艺中沉矾率是回收钒的关键之一,沉钒率的高低除受溶液pH影响外,还需要控制氯化铵系数(NH4Cl加入质量与料液中V2O5的质量比)和温度。
根据图试建议控制氯化铵系数和温度:_____________、______________。
(4)经过热重分析测得:NH4VO3在焙烧过程中,固体质量的减少值(纵坐标)随温度变化的曲线如
图所示。则NH4VO3在分解过程中____________。
A.先分解失去H2O,再分解失去NH3
B.先分解失去NH3,再分解失去H2O
C.同时分解失去H2O和NH3
D.同时分解失去H2、N2和H2O