题目内容
【题目】氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一,工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。某同学在实验中对NH3与NO2反应进行了探究。回答下列问题:
(1)氨气的制备
①氨气的发生装置可以选择上图中的 ,反应的化学方程式为 。
②欲收集一瓶干燥的氨气,选择上图中的装置,其连接顺序为:发生装置→ (按气流方向,用小写字母表示)
(2)氨气与二氧化氮的反应
将上述收集到的NH3充入注射器X中,硬质玻璃管Y中加入少量催化剂,充入NO2 (两端用夹子K1、K2夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。
操作步骤 | 实验现象 | 解释原因 |
打开K1,推动注射器活塞,使X中的气体缓慢通入Y管中 | ①Y管中 | ②反应的化学方程式 |
将注射器活塞退回原处并固定,待装置恢复到室温 | Y管中有少量水珠 | 生成的气态水凝聚 |
打开 | ③ | ④ |
【答案】(1)① A;2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O(或B;NH3·H2ONH3↑+H2O);
②d→c→f→e→i;
(2)①红棕色气体颜色慢慢变浅;②8NH3+6NO2 7N2 +12H2O;③Z中NaOH溶液产生倒吸现象;④反应后气体分子数减少,Y管内压强小于外界大气压。
【解析】
试题分析:(1)①在实验室中,利用氢氧化钙与氯化铵混合加热发生复分解反应制取氨气,为固体混合物加热制取气体,故应选用A装置作为发生装置,化学方程式为2NH4Cl + Ca(OH)2CaCl2 + 2NH3↑+ 2H2O;也可利用浓氨水受热分解生成氨气和水来制取氨气,发生装置为B装置,化学方程式为NH3·H2O NH3↑+H2O;②利用装置A或B制得的氨气中含有水蒸气,通过装有碱石灰的干燥管进行干燥,利用向下排空气法收集,氨气有毒,极易溶于水,必须进行尾气处理,要注意防止倒吸,装置的连接顺序为d→c→f→e→i。
(2)①NO2具有强氧化性,NH3有强还原性,两者相遇会发生氧化还原反应产生氮气和水,根据电子守恒、原子守恒,可得反应的方程式:8NH3+6NO27N2 +12H2O,根据反应方程式可知反应现象是:Y管内看到红棕色气体颜色变浅最终为无色,同时在注射器的内壁有水珠产生;②根据①分析可知发生该反应的方程式是8NH3+6NO2 7N2 +12H2O;③反应后由于容器内气体的物质的量减少,所以会使容器内气体压强减小,当打开K2后,烧杯内NaOH溶液在大气压强的作用下会倒吸进入Y管内;④溶液进入Y管内的原因是由于该反应是气体体积减小的反应,反应发生导致装置内压强降低,在外界大气压的作用下而发生倒吸现象。