Question

（18分）下图为某套实验装置示意图，无法看到实验说明，加热装置已经省略。

            A           B            C         D             E         F

甲同学认为此套装置用于合成物质X， D处盛放V₂O₅，E处冰水冷却的U型管中有固体X出现。

（1）事实上此装置所附实验说明符合甲同学的推断，那么X的化学式是         ，C装置中盛放的液体药品是           。

（2）甲同学方案中为了提高A装置产物的转化率，可以增大B装置产物的通入量。要知道A、B两个装置产物的通入量哪个大，可通过观察                       得知。

（3）若F装置中盛放的药品是             。本实验有无不妥之处？如有请答出改进方案；若无，此问可不答_                                  。

乙同学认为此套装置用于合成物质Y，D处盛放铂铑合金网，E处冰水冷却的U型管中有红棕色气体Y生成且越接近U型管底部颜色越浅。对于A处，乙认为没有加热装置。

（4）若要用上述装置完成乙同学所认为的实验，C处所起作用与合成X时最初所起作用一致，那么C处的广口瓶应改为                   ，所装药品为              。

（5）写出乙同学认为的D装置中发生反应的化学方程式                                       。

（6）为什么此时U型管中的红棕色气体越接近管底颜色越浅？

                                           

 

Answer 1

（18分 每空2分）（1）SO₃，浓硫酸。（2）C装置中哪个导管冒出气泡的速率快。（答案合理均给分）

（3）98.3%H₂SO₄溶液；F装置后再增加一个内盛碱液的洗气装置。

（或碱石灰；   将F装置改为干燥管。

或NaOH浓溶液；在F装置前再增加一个内盛浓硫酸的洗气装置）（答案合理均给分）

（4）U型管（或干燥管）；碱石灰。（答案合理均给分）

（5）。

（6）因为2NO+O₂=2NO₂，2NO₂(红棕)N₂O₄(无色)，本反应是放热反应，U型管底部的温度降低，上述可逆平衡向右移动，NO₂浓度降低，颜色变浅。

解析:（1）V₂O₅常用作合成三氧化硫的催化剂，所以X是三氧化硫。合成三氧化硫的原料是氧气和二氧化硫，但在进入装置D之前需要干燥，故C装置中盛放的液体药品是浓硫酸。

（2）气体通过溶液时会冒气泡，所以可通过观察气泡的快慢来控制反应速率。

（3）因为三氧化硫极易吸水，为防止空气中的水分进入需要在F装置中盛放浓硫酸。因为生成三氧化硫的的反应是可逆反应，而二氧化硫属于大气污染物，因此需要在F装置后再增加一个内盛碱液的洗气装置。

（4）铂铑合金网常用来氨的催化氧化，红棕色气体Y是NO₂。因为氨气极易溶于水，所以不能用液体干燥剂，故需要将广口瓶改为U型管，用碱石灰作干燥剂。

（5）氨催化氧化的方程式为。

（6）因为NO₂气体中存在平衡2NO₂(红棕)N₂O₄(无色)，本反应是放热反应，U型管底部的温度降低，上述可逆平衡向右移动，NO₂浓度降低，颜色变浅。