Question

13．氮的氧化物（NO_x）是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下用NH₃将NO_x还原生成N₂．某同学在实验室中对NH₃与NO₂反应进行了探究．回答下列问题：
（1）氨气的制备
①氨气的发生装置可以选择上图中的A，反应的化学方程式为Ca（OH）₂+2NH₄Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O．
②欲收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接顺序为：发生装置→d→c→f→e→j（按气流方向，用小写字母表示）．
（2）氨气与二氧化氮的反应
将上述收集到的NH₃充入注射器X中，硬质玻璃管Y中加入少量催化剂，充入NO₂（两端用夹子K₁、K₂夹好）．在一定温度下按图示装置进行实验．

操作步骤	实验现象	解释原因
打开K1，推动注射器活塞，使X中的气体缓慢充入Y管中	①Y管中红棕色气体慢慢变浅	②反应的化学方程式 8NH3+6NO2$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$7N2+12H2O
将注射器活塞退回原处并固定，待装置恢复到室温	Y管中有少量水珠	生成的气态水凝聚
打开K2	③Z中NaOH溶液产生倒吸现象	④反应后气体分子数减少，Y管压强小于外压

Answer 1

分析 （1）①实验室用加热固体氯化铵和氢氧化钙的方法制备氨气，依据反应物状态和条件选择发生装置；
②气体制备一般顺序为：发生装置，净化装置，收集装置，尾气处理装置，结合氨气为碱性气体，密度小于空气密度，极易溶于水的性质解答；
（2）打开K₁，推动注射器活塞，使X中的气体缓慢充入Y管中，则氨气与二氧化氮发生归中反应生成无色氮气，所以看到现象为：红棕色变浅；
依据8NH₃+6NO₂=7N₂+12H₂O以及气态水凝聚判断反应后气体分子数减少从而判断打开K₂发生的现象．

解答 解：（1）①实验室用加热固体氯化铵和氢氧化钙的方法制备氨气，反应物状态为固体与固体，反应条件为加热，所以选择A为发生装置，反应方程式：Ca（OH）₂+2NH₄Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；
故答案为：A；Ca（OH）₂+2NH₄Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；
②实验室用加热固体氯化铵和氢氧化钙的方法制备氨气，制备的气体中含有水蒸气，氨气为碱性气体，应选择盛有碱石灰干燥管干燥气体，氨气极易溶于水，密度小于空气密度所以应选择向下排空气法收集气体，氨气极易溶于水，尾气可以用水吸收，注意防止倒吸的发生，所以正确的连接顺序为：发生装置→d→c→f→e→j；
故答案为：d→c→f→e→j；
（2）打开K₁，推动注射器活塞，使X中的气体缓慢充入Y管中，则氨气与二氧化氮发生归中反应 生成无色氮气，所以看到现象为：红棕色气体慢慢变浅；
根据反应8NH₃+6NO₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$7N₂+12H₂O以及装置恢复至室温后气态水凝聚可判断反应后气体分子数减少，装置内压强降低，所以打开K₂在大气压的作用下发生倒吸；
故答案为：

操作步骤	实验现象	解释原因
打开K1，推动注射器活塞，使X中的气体缓慢充入Y管中	①红棕色气体慢慢变浅	②反应的化学方程式 8NH3+6NO2$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$7N2+12H2O
将注射器活塞退回原处并固定，待装置恢复到室温	Y管中有少量水珠	生成的气态水凝聚
打开K2	③Z中NaOH溶液产生倒吸现象	④反应后气体分子数减少，Y管中压强小于外压

点评 本题考查了氨气的制备和性质的检验，明确氨气的制备原理及制备气体的一般程序是解题关键，题目难度不大．