题目内容

某校化学小组学生利用下图装置进行“氨的催化氧化及其产物验证”实验。(图中夹持装置已略去)

(1)装置B中盛放的试剂是____________(填名称),用来吸收混合气体中的水汽。

(2)反应开始时,将装置C中铂丝加热到红热,撤去酒精灯,铂丝变暗。此时鼓入空气,铂丝又变红热。这是因为氨的催化氧化是____________反应。

(3)实验过程中,装置D中的导管容易生成无色晶体而堵塞。为了解决该问题,可以在活塞a后增加____________(选填序号)。

①盛有蒸馏水的洗气瓶  ②盛有浓盐酸的洗气瓶  ③盛有碱石灰的U形管

(4)反应一段时间后,装置E中的气体颜色应为____________色。此时,装置E中的含氮化合物有NH3、NO、NO2、________________________(填化学式)。

(5)反应一段时间后,装置F中的紫色石蕊试液变红,其原因是(写出化学方程式)____

____________________________________________________________________。

(6)工业上合成氨的反应是:N2(g)+3H2(g)2NH3(g);ΔH=-92.2 kJ·mol-1。

①下列做法能够提高工业合成氨转化率的是___________(选填字母)

a.增大压强  b.升高温度  c.使用铁触媒  d.将生成的NH3及时从混合气体中分离出去

②工业合成氨时采用500 ℃左右的温度,主要是因为_____________。

(1)碱石灰 

(2)放热 

(3)① 

(4)红棕  N2O4 

(5)3NO2+H2O====2HNO3+NO 

(6)①a、d 

②该温度时催化剂的活性最大,化学反应速率较快  。

解析:(1)装置B中试剂用于干燥NH3和空气,可选用碱石灰、固体NaOH、固体CaO等。(2)4NH3+5O24NO+6H2O,反应放热,使铂丝变红热。(3)堵塞导管的无色晶体是NH4NO3,为防止NH3和HNO3反应生成NH4NO3,可选用H2O将NH3和HNO3吸收掉。选用浓盐酸时会混入HCl,不可行。碱石灰不吸收NH3,不可行。(4)E装置内气体因含NO2而显红棕色,E中另外含氮化合物还有N2O4。(5)进入F的NO2发生反应,3NO2+H2O====2HNO3+NO,生成的HNO3使紫色石蕊试液变红。(6)①合成氨为放热反应,升高温度平衡左移,降低合成氨的转化率。使用铁触媒不改变平衡状态,不影响合成氨的转化率。a、d两做法均使平衡右移,均能提高合成氨的转化率。②合成氨的温度既要考虑平衡转化率,又要考虑催化剂活性和反应速率。温度为500 ℃时,合成氨的转化率较小,但催化剂活性较大,反应速率较快,此温度更有利于NH3的生产。


练习册系列答案
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(2010?合肥三模)新型材料纳米α-Fe粉具有超强的磁性能,可用作高密度磁记录的介质以及高效催化剂等.在不同温度下,α-Fe粉与水蒸气反应的固体产物不同:温度低于570℃时,生成FeO,高于570℃时,生成Fe3O4.某校化学小组学生利用图1所示装置进行“铁与水反应”的实验,并探究固体产物成分(图中夹持及尾气处理装置均已略去).

(1)在高温下,装置B中发生反应的化学方程式是
3Fe+4H2O(g)
 高温 
.
 
Fe3O4+4H2
3Fe+4H2O(g)
 高温 
.
 
Fe3O4+4H2
.
(2)请在图2装置中选择满足虚线框图C的气体收集装置
bd
bd
.
(3)该小组同学为探究实验结束后试管内的固体物质成分,进行了下列实验:
【查阅资料】该小组同学通过资料得知,固体产物中一般不会同时出现三种形态混合物组合.
【提出假设】
假设1:全部为氧化亚铁;
假设2:全部为四氧化三铁;
假设3:铁和氧化亚铁混合物;
假设4:铁和四氧化三儿混合物;
假设5:
氧化亚铁和四氧化三铁混合物
氧化亚铁和四氧化三铁混合物
.
【设计方案】小组成员讨论后对假设4提出实验方案(不要在答题卡上作答)
【实验过程】
根据上述设计的方案进行实验.在答题卡上按下表的格式写出实验步骤、预期现象与结论.
实验步骤 实验操作 实验现象
Ⅰ 将反应后得到黑色粉末X(假定为均匀的),取出少量放入另一试管中,加入适量盐酸,微热 黑色粉末全部溶解,溶液呈
浅绿色
浅绿色
,有少量气泡产生
Ⅱ 向实验Ⅰ中得到的溶液加几滴KSCN溶液,振荡 溶液不显血红色
【交流讨论】①实验步骤Ⅱ加入 KSCN后溶液不显血红色的原因
无Fe3+
无Fe3+
.
②继续向Ⅱ溶液中加稀硝酸,立即出现血色,写出该过程中发生变化的离子方程式
3Fe2++4H++NO3-═3Fe3++NO↑+2H2O,Fe3++3SCN-═Fe(SCN)3
3Fe2++4H++NO3-═3Fe3++NO↑+2H2O,Fe3++3SCN-═Fe(SCN)3
.

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   (1)在高温下,装置B中发生反应的化学方程式是                          。

   (2)请在下列装置中选择满足虚线框图C的气体收集装置                   。

 


   (3)该小组同学为探究实验结束后试管内的固体物质成分,进行了下列实验:

        【查阅资料】该小组同学通过资料得知,固体产物中一般不会同时出现三种形态混合物组合。

        【提出假设】

         假设1:全部为氧化亚铁;

         假设2:全部为四氧化三铁;

         假设3:铁和氧化亚铁混合物;

         假设4:铁和四氧化三儿混合物;

         假设5:                                         。

        【设计方案】小组成员讨论后对假设4提出实验方案(不要在答题卡上作答)

        【实验过程】

         根据上述设计的方案进行实验。在答题卡上按下表的格式写出实验步骤、预期现象与结论。

实验步骤

实验操作

实验现象

Ⅰ

将反应后得到黑色粉末X(假定为均匀的),取出少量放入另一试管中,加入适量盐酸,微热

黑色粉末全部溶解,溶液呈     ,有少量气泡产生

Ⅱ

向实验Ⅰ中得到的溶液加几滴KSCN溶液,振荡

溶液不显血红色

         【交流讨论】①实验步骤Ⅱ加入 KSCN后溶液不显血红色的原因                  。

                ②继续向Ⅱ溶液中加稀硝酸,立即出现血色,写出该过程中发生变化的

离子方程式                。

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