Question

12．某兴趣小组用如图装置探究氨的催化氧化．

（1）写出氨催化氧化的化学方程式，并用单线桥表示电子转移的方向和数目．
（2）加热玻璃管2一段时间后，挤压1中打气球鼓入空气，观察到2中物质呈红热状态；停止加热后仍能保持红热，该反应是放热反应（填“吸热”或“放热”）．
（3）为保证在装置4中观察到红棕色气体，装置3应装入浓H₂SO₄；若取消装置3，在装置4中仅观察到大量白烟，原因是生成的NO与O₂反应生成NO₂，NO₂与水反应生成HNO₃，NH₃与HNO₃反应生成了NH₄NO₃．
（4）为实现氨催化氧化，也可用装置5替换装置1（填装置代号）；化合物X为NH₄Cl（只写一种），Na₂O₂的作用是与HCl反应生成氧气．

Answer 1

分析 （1）氨催化氧化生成一氧化氮和水，反应方程式为：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H₂O，氨气中的氮由-3价变成+2价，1mol转移5mol的电子，所以4mol转移20mol的电子；
（2）停止加热后仍能保持红热，该反应是放热热反应；
（3）红棕色气体为NO₂，易与水反应，应干燥，如不干燥，NO₂与水反应生成硝酸，进而与氨气生成硝酸铵；
（4）装置1能提供氨气和氧气，装置5也能提供氨气和氧气，但装置5中应加入氯化铵和过氧化钠，可生成氨气和氧气．

解答 解：（1）氨催化氧化生成一氧化氮和水，反应方程式为：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H₂O，氨气中的氮由-3价变成+2价，1mol转移5mol的电子，所以4mol转移20mol的电子，则电子转移的方向和数目为，故答案为：；
（2）停止加热后仍能保持红热，该反应是放热热反应，故答案为：放热；
（3）NO₂易与水反应，应干燥，如不干燥，NO₂与水反应生成硝酸而观察不到颜色，NO₂与水反应生成HNO₃，NH₃与HNO₃反应生成了NH₄NO₃，可观察到白烟生成，
故答案为：浓H₂SO₄；生成的NO与O₂反应生成NO₂，NO₂与水反应生成HNO₃，NH₃与HNO₃反应生成了NH₄NO₃；
（4）装置1能提供氨气和氧气，装置5也能提供氨气和氧气，但装置5中应加入氯化铵和过氧化钠，可生成氨气和氧气，反应为：NH₄Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$HCl+NH₃，2HCl+Na₂O₂═2NaCl+O₂+H₂O，故答案为：1； NH₄Cl；与HCl反应生成氧气．

点评 本题考查氨气的制取原理、反应装置及化学性质，题目较为综合，涉及氨气的制取、性质以及二氧化氮和硝酸铵等知识，注意把握元素化合物知识的理解和应用．