题目内容

【题目】实验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程如图:

已知实验室可用饱和亚硝酸钠(NaNO2)溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气。

(1)从图中选择制取气体的合适装置:氮气___、氢气___。

(2)氮气和氢气通过甲装置,甲装置的作用除了将气体混合外,还有两个作用,分别是:___、___。

(3)用乙装置吸收一段时间氨后,再通入空气,同时将经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内,能使铂丝保持红热的原因是___,锥形瓶中还可观察到的现象是___。

(4)写出乙装置中氨氧化的化学方程式:___。

(5)反应结束后锥形瓶内的溶液中除含有H+、OH-外,还含有___、___离子。

【答案】a b 干燥气体 控制氢气和氮气的流速的作用(其他合理解释均给分) 氨的催化氧化是一个放热反应,放出的热使铂丝保持红热 有红棕色气体产生 4NH3+5O24NO+6H2O NH4+ NO3-

【解析】

(1)制取氮气时,饱和亚硝酸钠(NaNO2)溶液与饱和氯化铵溶液两种溶液作为药品、加热条件,则应选择装置a;制取氢气时,用锌与稀硫酸或盐酸反应,采用固、液不加热装置,则应选择装置b。答案为:a;b;

(2)氮气和氢气反应时,除了气体需混合外,还要干燥,同时注意节约,所以甲装置的作用分别是:干燥气体、控制氢气和氮气的流速的作用。答案为:干燥气体;控制氢气和氮气的流速的作用(其他合理解释均给分);

(3)经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内,能使铂丝保持红热的原因是氨的催化氧化是一个放热反应,放出的热使铂丝保持红热,锥形瓶中NH3催化氧化生成NO,NO再被氧化生成NO2,所以还可观察到的现象是有红棕色气体产生。答案为:氨的催化氧化是一个放热反应,放出的热使铂丝保持红热;有红棕色气体产生;

(4)乙装置中氨氧化的化学方程式:4NH3+5O24NO+6H2O。答案为:4NH3+5O24NO+6H2O;

(5)反应过程中,NO转化成NO2后,NO2再与水反应生成HNO3和NO,HNO3再与NH3反应生成NH4NO3,所以反应结束后,锥形瓶内的溶液中除含有H+、OH-外,还含有NH4+、NO3-离子。答案为:NH4+;NO3-。

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【题目】氮及其化合物的转化对工农业生产及环境保护有重要的意义。

(1)下面是氮的氧化物在几种不同情况下的转化:

①已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-196.6kJ·mol-1

2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH=-113.0kJ·mol-1

则SO2气体与NO2气体反应生成SO3气体和NO气体的热化学方程式为___。

②a.向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2,一定条件下使其反应达到平衡,正反应速率随时间变化的示意图如图1所示。反应在c点___(填“达到”或“未到”)平衡状态。

b.开始时,分别在该容器中加入Ⅰ:2molSO2(g)和2molNO2(g);Ⅱ:2molSO3(g)和2molNO(g)。则反应达到平衡时,平衡常数:Ⅰ__(填“>”“=”或“<”)Ⅱ。

(2)常温时向浓度为0.1mol·L-1体积为V L的氨水中逐滴加入一定浓度的盐酸,用pH计测得溶液的pH随盐酸体积的变化曲线如图2所示,d点处两种溶液恰好完全反应。根据图2回答下列问题:

①b、c、d三点对应的溶液中,水电离的c(OH-)由大到小的顺序为____。

②滴定时,由b点到c点的过程中,下列各选项中数值保持不变的有___。

a. b.

c. d.

③该温度时氨水的电离平衡常数K=___。

(3)氮的氧化物易污染环境,可用氢氧化钠溶液吸收。发生的反应为:

2NaOH+NO+NO2=2NaNO2+H2O

2NaOH+2NO2=NaNO3+NaNO2+H2O

将反应混合液和氢氧化钠溶液分别加到如图3所示的电解槽中进行电解,A室产生N2。

①电极Ⅱ是__极,B室产生的气体是___。

②A室NO2-发生的电极反应是__。

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