Question

12．氨氧化法是工业生产中制取硝酸的主要途径，某同学用该原理在实验室探究硝酸的制备和性质，设计了如图所示的装置．
（1）若分液漏斗中氨水的浓度为9.0mol•L^-1，配制该浓度的氨水100mL，用到的玻璃仪器有100mL容量瓶、烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管
（2）甲装置不需要加热即能同时产生氨气和氧气，烧瓶内固体X为过氧化钠．
（3）乙装置的作用是干燥氧气和氨气的混合气体；写出受热时丙装置发生反应的化学方程式为4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H₂O．
（4）当戊中观察到紫色石蕊试液变红现象，则说明已制得硝酸．某同学按上图组装仪器并检验气密性后进行实验，没有观察到此现象，请分析实验失败的可能原因过量的氨气致使戊中溶液不一定呈酸性．如何改进装置在丙和丁之间连接盛有无水氯化钙的干燥管或盛有浓硫酸的洗气瓶．
（5）改进后待反应结束，将丁装置倒立在盛水的水槽中，会观察到的现象是试管丁内水面慢慢上升，上升到一定高度不再变化，试管内气体颜色由红棕色逐渐变淡至无色．

Answer 1

分析 （1）根据配制溶液的操作步骤判断所用仪器；
（2）甲装置不需要加热即能同时产生氨气和氧气，说明固体X溶于氨水即放热又产生氧气；
（3）乙装置为干燥管，作用是干燥氧气和氨气的混合气体；丙装置发生反应的化学方程式为4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H₂O；
（4）根据硝酸具有酸性，能使紫色石蕊试液变红判断；没有观察到现象说明溶液不呈酸性，则生成的硝酸与碱发生了反应；在丙和丁之间连接盛有无水氯化钙的干燥管或盛有浓硫酸的洗气瓶除去多余的氨气确保戊溶液呈酸性；
（5）改进后待反应结束，将丁装置收集的为二氧化氮，倒立在盛水的水槽中，二氧化氮与水反应生成一氧化氮和硝酸，据此分析观察到的现象．

解答 解：（1）量取浓氨水要用量筒，稀释浓氨水要用烧杯、玻璃棒，配制溶液要用100mL容量瓶，胶头滴管，
故答案为：胶头滴管；
（2）甲装置不需要加热即能同时产生氨气和氧气，说明固体X溶于氨水即放热又产生氧气，则该固体为过氧化钠，
故答案为：过氧化钠；
（3）乙装置为干燥管，作用是干燥氧气和氨气的混合气体；丙装置发生反应的化学方程式为4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H₂O，
故答案为：干燥氧气和氨气的混合气体； 4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H₂O；
（4）因为硝酸具有酸性，能使紫色石蕊试液变红，所以当戊中观察到紫色石蕊试液变红，说明已制得硝酸；没有观察到现象说明溶液不呈酸性，则生成的硝酸与过量的氨气发生了反应；在丙和丁之间连接盛有无水氯化钙的干燥管或盛有浓硫酸的洗气瓶除去多余的氨气确保戊溶液呈酸性，
故答案为：紫色石蕊试液变红；过量的氨气致使戊中溶液不一定呈酸性；在丙和丁之间连接盛有无水氯化钙的干燥管或盛有浓硫酸的洗气瓶；
（5）改进后待反应结束，将丁装置收集的为二氧化氮，倒立在盛水的水槽中，二氧化氮与水反应生成一氧化氮和硝酸，所以观察到的现象为试管内水面慢慢上升，上升到一定高度不再变化，试管内气体颜色由红棕色逐渐变淡至无色，
故答案为：试管丁内水面慢慢上升，上升到一定高度不再变化，试管内气体颜色由红棕色逐渐变淡至无色．

点评 本题考查了实验室制氨气的原理和装置以及探究硝酸的制备和性质，同时考查了浓硫酸、氨气等物质的性质应用，难度适中．