题目内容
【题目】氨及铵盐都是重要的化工原料。
I.某兴趣小组制取氨气并探究氨的催化氧化实验。
(1)实验室制取氨气的化学反应方程式为_________________。
(2)如图,分别从A、B两管口通入干燥的氨气和氧气,为保证在装置3中观察到红棕色气体,装置2应装入________;若取消装置2,在装置3中仅观察到大量白烟,原因是______________。
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(3)氨气常用于检验化工生产中氯气是否泄漏,因为氯气有少量泄漏时用氨气检验会有白烟生成,同时生成一种对大气无污染的产物,试写出该反应的化学方程式:_________________。
Ⅱ.(NH4)2SO4是常见的化肥和化工原料,受热易分解。某兴趣小组拟探究其分解产物。
【查阅资料】(NH4)2SO4在260℃和400℃时分解产物不同。
【实验探究】该小组拟选用下图所示装置进行实验(夹持和加热装置略)
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实验1:连接装置A-B-C-D,检查气密性,按图示加入试剂(装置B盛0.5 mol/L盐酸70 mL)。通入N2排尽空气后,于260℃加热装置A一段时间,停止加热,冷却,停止通入N2。品红溶液不褪色,取下装置B,用0.2 mol/L NaOH溶液中和剩余盐酸,消耗NaOH溶液25 mL。经检验中和后的溶液中无SO42-。
(4)装置B内溶液吸收气体的物质的量是_________mol。
实验2:连接装置A-D-B,检查气密性,按图示重新加入试剂。通入N2排尽空气后,于400℃加热装置A至(NH4)2SO4完全分解无残留物,停止加热,冷却,停止通入N2。观察到装置A、D之间的导气管内有少量白色固体。经检验,该白色固体和装置D内溶液中有SO32-、无SO42-,进一步研究发现,气体产物中无氮氧化物。
(5)检验装置D内溶液中有SO32-、无SO42-的实验操作和现象是:___________________。
(6) (NH4)2SO4在400℃分解的化学方程式是__________________。
【答案】 2NH4Cl+Ca(OH)2
CaCl2+2H2O+2NH3↑ 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 8NH3+3Cl2=N2+6NH4 C1 0. 03 取少量装置D内溶液于试管中(取样),滴加BaCl2溶液,生成白色沉淀;加入足量稀盐酸后沉淀完全溶解,放出无色刺激性气体 3(NH4)2 SO4
4NH3↑+N2↑+3SO2↑+6H2O↑
【解析】I. (1)实验室用氯化铵和氢氧化钙加热制取氨气,反应的化学反应方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2
CaCl2+2H2O+2NH3↑,故答案为:2NH4Cl+Ca(OH)2
CaCl2+2H2O+2NH3↑;
(2)分别从A、B两管口通入干燥的氨气和氧气,为保证在装置3中观察到红棕色气体,需要用浓硫酸除去未反应的氨气,防止氨气与一氧化氮在空气中生成的硝酸蒸汽反应,否则,在装置3中仅观察到大量白烟硝酸铵,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;
(3)氯气有少量泄漏时用氨气检验会有白烟生成,同时生成一种对大气无污染的产物,应该是氮气,反应的化学方程式为8NH3+3Cl2=N2+6NH4 C1,故答案为:8NH3+3Cl2=N2+6NH4 C1;
Ⅱ.(4)滴定剩余盐酸,终点时消耗NaOH为0.025L×0.2mol/L=0.005mol,故剩余HCl为0.005mol,则参加反应的HCl为0.07L×0.5mol/L-0.005mol=0.03mol,参加反应的HCl吸收分解生成的NH3,发生反应:NH3+HCl=NH4Cl,故吸收NH3的物质的量为0.03mol,故答案为:0.03;
(5)检查装置D内溶液中有SO32-,无SO42-的实验操作和现象是:取少许D溶液于试管中,加入足量BaCl2溶液,有白色沉淀生成,再加入盐酸,白色沉淀完全溶解,生成刺激性气味的气体,说明D内溶液中有SO32-,无SO42-,故答案为:取少许D溶液于试管中,加入足量BaCl2溶液,有白色沉淀生成,再加入盐酸,白色沉淀完全溶解,生成刺激性气味的气体,说明D内溶液中有SO32-,无SO42-;
(6)装置D内溶液中有SO32-,说明分解生成SO2,装置A、D之间的导气管内有少量白色固体,白色固体应是二氧化硫、氨气与水形成的盐,装置B内溶液吸收的气体是氨气,(NH4)2SO4在400℃分解时,有NH3、SO2、H2O生成,S元素化合价降低,根据电子转移守恒,只能为N元素化合价升高,气体产物中无氮氧化物,说明生成N2,分解反应方程式为:3(NH4)2SO4
4NH3↑+3SO2↑+6H2O↑+N2↑,故答案为:3(NH4)2SO4
4NH3↑+3SO2↑+6H2O↑+N2↑。