题目内容

15．氨对工业及国防具有重要意义，下图为某化学小组同学模拟工业合成氨原理设计如图实验．
完成以下实验中相关问题：
（1）检查装置气密性．
（2）关闭ac，打开b，从长颈漏斗中加入稀盐酸，A中发生反应生成氢气的化学方程式为Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑，在E出口处收集H2并验纯．
（3）关闭a、b、c在盛满空气的多孔玻璃钟罩内用激光点燃足量白磷，此操作的目的是除去空气中的氧气得到较纯净的氮气．
（4）待多孔玻璃钟罩冷却到室温，先打开a，再加热D处的酒精灯，最后打开止水夹c，H2、N2在催化剂的作用下生成NH3，该反应的化学方程式为N2+3H2$\underset{\stackrel{催化剂}{=}}{加热}$2NH3．实验过程中C装置的作用是除去水蒸气，E装置的现象为酚酞试液变红，此现象说明NH3溶于水后溶液呈碱性．
（5）实验室用固体Ca（OH）2和固体NH4Cl混合在加热条件下制NH3，应选用如图哪个装置B（填“A”或“B”），该反应的化学方程式为Ca（OH）2+2NH4Cl$\underset{加热}{=}$CaCl2+2H2O+2NH3↑．

分析 （2）根据锌与稀盐酸反应书写化学方程式；
（3）根据白磷燃烧消耗氧气回答；
（4）根据氢气与氮气反应书写化学方程式、根据碱石灰有吸水性回答；根据氨气溶于水生成氨水显碱性回答；
（5）根据制取氨气所需药品是固体反应条件是加热进行判断；根据反应生和生成物书写化学方程式．

解答 解：（2）锌和稀盐酸反应生成氯化锌和氢气，故填：Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑；
（3）生成氨气的原料之一为氮气，在玻璃钟罩中点燃白磷消耗掉钟罩内的氧气，剩下的就是比较纯净的氨气，故填：除去空气中的氧气得到较纯净的氮气；
（4）由题意要让氮气和氢气的混合气体进入D装置进行反应，故要打开止水夹c，氮气和氢气在加热条件和有催化剂时生成氨气，据此书写化学方程式；碱石灰有吸水性，故C装置的作用是除去水蒸气；生成的氨气遇水生成碱可以使无色酚酞试液变红，由此也说明了氨气溶于水生溶液呈碱性，故填：c；N2+3H2$\underset{\stackrel{催化剂}{=}}{加热}$2NH3；除去水蒸气；酚酞试液变红；碱；
（5）根据实验室制取氨气用的是固体药品反应条件是加热，所以选择B装置来进行反应，根据复分解反应的特点书写化学方程式，故填：B；Ca（OH）2+2NH4Cl$\underset{加热}{=}$CaCl2+2H2O+2NH3↑．

点评 此题综合性较强，要求学生有较强的分析问题解答问题的能力，同时要对氨气的检验和气体制备和除杂等知识掌握熟练，难度稍大．

练习册系列答案
相关题目
5．工业酒精中常含有甲醇（CH3OH），误食后会使人眼睛失明，甚至死亡．下列有关甲醇的说法中不正确的是（　　）
A．甲醇由碳、氢、氧三种元素组成
B．甲醇中碳、氢、氧三种元素的质量比为3：2：1
C．甲醇由甲醇分子构成
D．一个甲醇分子中共有5个原子
6．甲为初中化学常见物质，请根据下列叙述回答问题：
（1）若甲可用于灭火．将甲通入石蕊溶液，发生反应的化学方程式CO2+H2O═H2CO3；
（2）若甲是一种红棕色固体氧化物．将甲放入过量的稀盐酸中，观察到固体消失，反应后的溶液中含有Fe3+、Cl-、H+、H2O；（填粒子符号）
（3）若甲含有4种元素且能与稀盐酸反应不用填产生气泡．向甲的溶液中加入过量氢氧化钠溶液，发生反应生成碳酸钠和水，但明显现象，其化学方程式NaOH+NaHCO3═Na2CO3+H2O．
3．某金属冶炼厂的管道烟泥中含有某些单质，其中Cu约占10.3%、Zn约占5.0%、S约占1.2%，现欲回收铜和锌，并对硫进行环保处理，主要步骤如图所示：

（1）步骤①产生的废气A中，一定含有的有害气体是SO2．
（2）步骤②中含铜元素的物质所发生反应的化学方程式是CuO+H2SO4=CuSO4+H2O，溶液D中一定含有的溶质是ZnSO4、CuSO4、H2SO4．
（3）步骤③中反应的化学方程式是Zn+CuSO4═ZnSO4+Cu、Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑．
（4）有人认为若步骤①中空气不足量，会导致锌的回收率降低，你认为是否正确？不正确（填“正确”或“不正确”），理由是由于稀硫酸过量，Zn和ZnO都能转化为ZnSO4，不影响锌的回收率．
10．某研究性学习小组的同学用电解水的方法测定水的组成后，提出问题：“测定水的组成还有其他的方法吗？”经过讨论后，得到了肯定的答案，邀请你一起对此展开探究．

【查阅资料】D装置球形管中碱石灰的主要成分是氢氧化钠和氧化钙．它们不但能吸收水，还能吸收CO2，写出氢氧化钠与 CO2反应的化学方程式2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
【设计方案】甲同学利用氢气还原氧化铜的原理和上图装置及药品进行实验（操作规范）．A 装置中发生反应的化学方程式为：Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑．
【分析交流】当玻璃管中固体由黑色转变为红色时，实验后测得：
①装置C的玻璃管和其中固体的总质量在反应后减少了 1.6g；
②装置D的干燥管和其中物质的总质量在反应后增加了1.82g，用此数据算得水中H、O元素的质量比为，而由水的化学式算得 H、O元素的质量比为1：8．
【数据处理】在实验过程中产生氢气 0.2g，共消耗稀硫酸 50g，请依据化学方程式求出该硫酸溶液中溶质的质量分数．
【分析交流】针对上述结果与理论值有偏差，乙同学认为：该装置存在缺陷，此观点得到了大家的认同，你对此改进的方法是（假设生成的水完全被 D 中碱石灰吸收，装置内空气中的水蒸气、CO2忽略不计）．
5．某同学家中有一袋化肥，可能混入了其他化肥，且化肥包装袋上字迹模糊．该同学进行了如下探究，请你参与探究并填空：
【提出问题】该化肥中含有什么物质？
【收集信息】经询问得知，该化肥可能为铵态氮肥．
【提出猜想】该化肥所含的阴离子可能是Cl-、CO32-、SO42-中的一种或几种．
【实验、记录与分析】
实验操作步骤实验现象实验分析
（1）取少量该化肥样品和少量熟石灰放在研钵中混合研磨有刺激性气味含有铵根离子
（2）另取少量该化肥样品于试管中，加入适量的水完全溶解，滴加足量的硝酸钡溶液，再滴加少量稀硝酸，过滤．产生白色沉淀，沉淀不溶解
没有CO32-存在
（3）取（2）所得滤液少量于试管中，滴加AgNO3溶液．有白色沉淀生成有Cl-
【实验结论】若该化肥中只含有一种阳离子，则其中一定含有的物质是（写化学式）：（NH4）2SO4、NH4Cl．
【实验反思】若步骤（2）中用氯化钡溶液代替硝酸钡溶液是（选填“是”或“否”）可行，请简要说明原因：因为若用氯化钡溶液溶液代替硝酸钡溶液，会对判断该化肥是否所含Cl-造成干扰．
12．二氧化碳的捕捉与封存是实现温室气体减排的重要途径之一，科学家利用NaOH溶液喷淋“捕捉”空气中的CO2（如图）．则关于该方法的叙述正确的是（　　）
A．该方法中包含四种基本化学反应类型
B．物质①是NaOH溶液
C．操作①是蒸发浓缩、降温结晶
D．该方法需要消耗一定的能源
9．完成下列化学方程式，并回答问题．
（1）取一段打磨好的镁条在空气中点燃2Mg+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO，用来夹持镁条的仪器是坩埚钳；
（2）铜与硝酸银溶液反应Cu+2AgNO3═Cu（NO3）2+2Ag，该反应证明了银的活动性比铜弱（填“强”或“弱”）；
（3）天然气在空气中完全燃烧CH4+2O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO2+2H2O，该反应中各物质的化学计量数之比为甲烷：氧气：二氧化碳：水=1：2：1：2；
（4）用石灰浆和硫酸铜配制波尔多液：Ca（OH）2+CuSO4=Cu（OH）2↓+CaSO4，该反应所属基本反应类型：复分解反应；
（5）二氧化碳和氨气可以合成尿素[CO（NH2）2]同时生成水，通过该反应可以成功的固定和利用二氧化碳：CO2+2NH3$\frac{\underline{\;高温高压\;}}{\;}$CO（NH2）2+H2O，将反应后的溶液蒸发浓缩并结晶，可以得到肥料分类中哪一类化肥氮肥．
10．某化学兴趣小组的同学对蜡烛的燃烧和空气中氧气含量的测定进行了一系列的探究，请你参与并回答下列问题．
【发现问题 1】点燃蜡烛，发现蜡烛火焰的明亮程度不一样，是什么原因所致呢？
【猜想与假设1】猜想①：蜡烛中可燃物成分不一样；
猜想②：蜡烛烛心棉线长短不同．
【发现问题2】同学们用蜡烛代替红磷测定空气中氧气的含量，发现蜡烛很快熄灭，回流到集气瓶中的水远小于瓶容积的$\frac{1}{5}$．是什么原因所致呢？
【猜想与假设2】猜想①：蜡烛燃烧产生CO2气体；
猜想②：装置漏气；
猜想③：没有冷却至室温．
【实验验证】将蜡烛点燃后用氧气传感器定量测定瓶中的氧气含量．数据如图．
【得出结论】此实验中空气中氧气体积分数降低了5.18%．
【深入探究】蜡烛燃烧产生的CO2可能是影响蜡烛熄灭的主要原因．
请你设计方案除去集气瓶中蜡烛燃烧生成的CO2方案中化学方程式2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O． 
【拓展探究】某同学用氧气传感器定量测定密闭条件下足量红磷燃烧时氧气的含量变化，如图，在110秒时
氧气的含量有所上升，接着再慢慢下降，最终维持在8.85%左右．请你试着解释图象变化的可能原因是：
①红磷燃烧放出热量使得氧气体积膨胀；
②装置漏气，空气进入装置．
你对氧气含量最终维持在 8.85%左右是怎么理解的？

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