Question

19．NH₃在催化剂存在时能还原NO_x为N₂和H₂O，这是目前国外硝酸厂进行尾气治理所普遍采用的一种方法．下图是某校化学兴趣小组设计的模拟氨气还原NO的装置．回答下列问题：

（1）实验室利用A装置制取氨气，反应的化学方程式为2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O．若用B装置制取氨气，则分液漏斗和锥形瓶中盛放的药品分别是浓氨水、碱石灰．
（2）若用C装置制取NO，反应的离子方程式为3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，用可抽动的铜丝其优点是反应可以随时关停、操作方便、反复使用、节约药品．
（3）装置⑦的作用可能是吸收未反应的NO．
（4）若进入装置⑤的NO共1792mL（标况），氨气足量，在350-450℃下充分反应，最后产生标况下1120mL N₂，反应共放热akJ，写出该反应的热化学方程式6NO（g）+4NH₃（g）?5N₂（g）+6H₂O（g）；△H=-100akJ/mol
（5）活性亚铬酸铜（可写成xCuO•yCr₂O₃的形式，x、y为正整数）是氨气还原NO的催化剂．已知可由
CuNH₄（OH）CrO₄在295℃分解生成活性亚铬酸铜催化剂、一种无毒气体及水，写出该反应的化学方
程式2Cu（OH）NH₄CrO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cr₂O₃•2CuO+N₂↑+5H₂O．

Answer 1

分析 （1）在加热条件下，实验室常用氯化铵和氢氧化钙反应制备氨气，同时生产氯化钙和水，实验室制备少量氨气时可根据氨水的易挥发性和氧化钙的吸水性来制取；
（2）根据铜和稀硝酸反应生产硝酸铜和一氧化氮结合反应遵循电荷守恒、电子守恒以及质量守恒来书写离子方程式，用可抽动的铜丝易于控制反应，操作方便．
（3）硫酸亚铁吸收NO，生成配合物；
（4）根据n=$\frac{V}{{V}_{m}}$计算出反应生成的氮气的物质的量，然后利用电子守恒配平写出反应的化学方程式，根据放出的热量写出该反应的热化学方程式；
（5）CuNH₄（OH）CrO₄在295℃分解生成活性亚铬酸铜催化剂、一种无毒气体及水，产物中无毒气体为氮气，根据质量守恒书写化学方程式．

解答 解：（1）在加热条件下，实验室常用氯化铵和氢氧化钙反应制备氨气，同时生产氯化钙和水，反应的化学方程式为：2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；实验室制备少量氨气时可根据氨水的易挥发性和氧化钙的吸水性来制取，
故答案为：2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；浓氨水、碱石灰；
（2）铜和稀硝酸反应生产硝酸铜和一氧化氮，反应的离子方程式为：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；用可抽动的铜丝易于控制反应，操作方便并能节约药品，
故答案为：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；反应可以随时关停、操作方便、反复使用、节约药品；
（3）一氧化氮与二价铁形成配位键，溶液中淡绿色的二价铁变成棕色的一氧化氮配合物，反应为：Fe²⁺+NO=Fe（NO）²⁺，
故答案为：吸收未反应的NO；
（4）反应生成氮气的物质的量为：$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，反应共放热akJ，即：反应生成0.05mol氮气会放出akJ的热量，
NO中N元素的化合价为+2价，氨气中N元素的化合价为-3，反应后都生成氮气，化合价升高了3价、降低了2价，则NO与氨气的系数之比为3：2，氮气为双原子分子，则NO的系数为6、氨气的系数为4，然后根据质量守恒定律配平可得：6NO+4NH₃?5N₂+6H₂O，
生成5mol氮气放热的热量为：$\frac{5mol}{0.05mol}$×akJ=100akJ，
所以该反应的热化学方程式为：6NO（g）+4NH₃（g）?5N₂（g）+6H₂O （g）；△H=-100a kJ/mol，
故答案为：6NO（g）+4NH₃（g）?5N₂（g）+6H₂O （g）；△H=-100a kJ/mol；
（5）CuNH₄（OH）CrO₄在295℃分解生成活性亚铬酸铜催化剂、一种无毒气体及水，产物中无毒气体为氮气，反应方程式为：2Cu（OH）NH₄CrO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cr₂O₃•2CuO+N₂↑+5H₂O，
故答案为：2Cu（OH）NH₄CrO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cr₂O₃•2CuO+N₂↑+5H₂O．

点评 本题考查氨气的制取和性质，题目难度中等，试题较为综合，注意少量氨气制取的方法以及NO尾气的吸收等问题，试题侧重考查学生灵活应用基础知识的能力．