Question

为了在实验室利用工业原料制备少量氨气，有人设计了如图所示装置(图中夹持装置均已略去)．

[实验操作]

①检查实验装置的气密性后，关闭弹簧夹a、b、c、d、e，在A中加入锌粒，向长颈漏斗中注入一定量稀硫酸，打开弹簧夹c、d、e，则A中有氢气产生，在F出口处收集氢气并检验其纯度．

②关闭弹簧夹c取下截去底部的细口瓶C，打开弹簧夹a，将氢气经导管B验纯后点燃，然后立即罩上无底细口瓶C，塞紧瓶塞，如图所示，氢气继续在瓶内燃烧，几分钟后火焰熄灭．

③用酒精灯加热反应管E，继续通氢气，待无底细口瓶C内水位下降到液面保持不变时，打开弹簧夹b，无底细口瓶C内气体经D进入反应管E，片刻后F中的溶液变红．

回答下列问题：

(1)检验氢气纯度的目的是________．

(2)C瓶内水位下降到液面保持不变时，A装置内发生的现象是________，防止实验装置中压强过大．此时再打开弹簧夹b的原因是________，C瓶内气体的成分是________．

(3)在步骤③中，先加热铁触媒的原因是________．反应管E中发生反应的化学方程式是________．

Answer 1

答案：
解析：

答案：(1)通过检验H2的纯度证明E管中空气被排尽，同时也防止点燃氢气时发生爆炸 　　(2)A装置中液面下降，酸液与锌粒脱离，反应停止；使C瓶内气体进入E管中；N2、H2、少量的CO2和水蒸气 　　(3)合成氨反应需在高温下进行，故需先加热铁触媒； 　　 　　解析：(1)在该实验中，关闭弹簧夹a、b，打开弹簧夹c、d、e，H2可以进入E装置，排尽其中的空气，防止空气中的O2将E装置中的铁触媒氧化，通过检验H2的纯度可以证明E装置中空气是否被排尽，同时在②步实验中要点燃H2，在点燃之前，也必须检验其纯度，防止爆炸． 　　(2)C瓶内水位下降，说明瓶内压强大于外界压强，会导致A装置中长颈漏斗内液面上升，试管内液面下降，使酸液与Zn粒相脱离，停止反应．此时打开弹簧夹b，H2和N2混合气体在较大的压强作用下会通过导气管，经干燥管进入E管．由于空气中的O2与H2反应了，所以C瓶内气体的成分是N2、H2及少量的CO2和水蒸气． 　　(3)N2与H2需在高温下才能反应生成NH3，故需先加热铁触媒．反应的化学方程式为：N2＋3H22NH3