题目内容

8．甲、乙两化学活动小组对中学化学教材中“氨的催化氧化”进行了实验探究．
（1）甲小组设计了如图1所示的实验装置（固定装置已略去）．

①若装置A中使用的药品是NH4HCO3固体，则A需要的仪器有试管、导管、橡胶塞和b（填选项序号）．
a．锥形瓶 b．酒精灯 c．烧瓶 d．蒸发皿
②装置B的作用是与水和二氧化碳反应，产生C中所需的反应物氧气；装置D的作用是防止E中液体倒吸．
③装置C中发生反应的化学方程式为4NH3+5O2$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H2O．
④若A、B中药品足量，则可以观察到装置F中的实验现象是铜片逐渐溶解，表面有气泡产生，溶液逐渐变蓝，液面上方气体逐渐变红棕色．
⑤该装置存在的主要缺陷是F中液体可能会倒吸，尾气产生的NO2会污染环境．
（2）乙小组认为可将甲小组的装置中A、B部分换成如图2所示装置（其余部分相同）进行实验．
①烧瓶中加入的是过氧化钠固体，则分液漏斗中加入的最佳试剂是浓氨水，U型管中加入的试剂是碱石灰（或氢氧化钠、氧化钙）．
②此装置能产生大量氨气的原因是氨水中存在NH3+H2O?NH3•H2O?NH4++OH-，过氧化钠与水反应产生OH-并放出大量热量，使平衡左移，利于NH3释放．

分析 （1）①根据碳酸氢铵，受热分解生成NH3、CO2和H2O选择仪器；
②根据碳酸氢铵受热分解的产物以及过氧化钠的性质分析解答，装置D为安全瓶；
③NH3与O2在催化剂、加热条件下发生反应生成一氧化氮和水；
④若A、B中药品足量，则进入装置F中的气体为一氧化氮、氧气的混合气体，4NO+3O2+2H2O=4HNO3，硝酸能将铜氧化；
⑤该装置存在的主要缺陷是，F中液体因为压强变化的关系可能会倒吸，一氧化氮以及生成的二氧化氮均有毒，据此分析实验装置的优劣；
（2）①根据甲小组的装置中A、B部分用途分析替代装置，氨气是碱性气体，极易溶于水，做氨气干燥剂的物质不能和氨气反应，所以干燥氨气的物质应为碱性或中性；
②过氧化钠和氨水中水反应生成氢氧化钠和氧气，反应放热，促进平衡逆向进行，NH3+H2O?NH3•H2O?NH4++OH-，利于放出氨气．

解答 解：4NH3+5O2$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H2O，进行氨的催化氧化实验，需氨气和氧气，氨气用碳酸氢铵制备，氧气用二氧化碳与过氧化钠反应制备，氨气和氧气催化氧化需用铂粉作催化剂，一氧化氮二氧化氮都是空气污染物，所以需进行尾气吸收．
（1）①若A中使用的药品是NH4HCO3固体，加热NH4HCO3固体需要酒精灯，故答案为：b；
②装置B中盛放过氧化钠，碳酸氢铵，受热分解生成NH3、CO2和H2O，过氧化钠和水反应2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，该反应能提供氧气，二氧化碳与过氧化钠，2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2，该反应也能提供氧气，所以装置B的作用是与水和二氧化碳反应，产生C中所需的反应物氧气，装置D作用是防止E中液体倒吸
，故答案为：与水和二氧化碳反应，产生C中所需的反应物氧气；防止E中液体倒吸；
③NH3与过量O2在催化剂、加热条件下发生反应生成一氧化氮和水，反应方程为：4NH3+5O2$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H2O，
故答案为：4NH3+5O2$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H2O；
④若A、B中药品足量，则进入装置F中的气体为一氧化氮、氧气的混合气体，4NO+3O2+2H2O=4HNO3，硝酸能将铜氧化，反应现象为：铜片逐渐溶解，表面有气泡产生，溶液逐渐变蓝，液面上方气体逐渐变红棕色，
故答案为：铜片逐渐溶解，表面有气泡产生，溶液逐渐变蓝，液面上方气体逐渐变红棕色；
⑤该装置存在的主要缺陷是，F中液体因为压强变化的关系可能会倒吸，一氧化氮以及生成的二氧化氮均有毒，应加一个尾气吸收装置，
故答案为：F中液体可能会倒吸，尾气产生的NO2会污染环境；
（2）①A装置提供二氧化碳、水蒸气、氨气，装置B为干燥氨气，所以当有过氧化钠存在时需用浓氨水，省略了将二氧化碳、水蒸气转化成氧气，氨气为碱性气体，干燥氨气的物质应为碱性或中性需选用碱石灰（或氢氧化钠、氧化钙），
故答案为：浓氨水；碱石灰（或氢氧化钠、氧化钙）；
②过氧化钠和氨水中水反应生成氢氧化钠和氧气，反应放热，氨水中存在NH3+H2O?NH3•H2O?NH4++OH-，碱石灰与水反应产生OH-并放出大量热量，使平衡左移，利于NH3释放，
故答案为：氨水中存在NH3+H2O?NH3•H2O?NH4++OH-，碱石灰与水反应产生OH-并放出大量热量，使平衡左移，利于NH3释放．

点评 本题主要考查了氨气的催化氧化，解答须根据题目中提供的药品和装置结合该反应的原理和相关物质的性质，题目难度中等．

练习册系列答案
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2．工业上以CuFeS2为原料冶炼铜的主要反应为①2CuFeS2+4O2═Cu2S+3SO2+2FeO（炉渣）；制粗铜时，在1200℃发生的主要反应为：②2Cu2S+3O2$\frac{\underline{\;1200℃\;}}{\;}$2Cu2O+2SO2，③2Cu2O+Cu2S$\frac{\underline{\;1200℃\;}}{\;}$6Cu+SO2↑．下列说法错误的是（　　）
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C．在反应③中，Cu2S既是氧化剂，又是还原剂
D．在反应①中，SO2既是氧化产物，又是还原产物
19．下列说法不正确的是（　　）
A．HCl、HBr、HI的熔、沸点依次升高与分子间作用力大小有关
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16．某同学设计如图装置，探究氯碱工业原理，下列说法正确的是（　　）
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13．为检验淀粉水解的情况，进行如图所示的实验，试管甲和丙均用60～80℃的水浴加热5～6min，试管乙不加热．待试管甲中的溶液冷却后再进行后续实验．
实验1：取少量甲中溶液，加入新制氢氧化铜，加热，没有砖红色沉淀出现．
实验2：取少量乙中溶液，滴加几滴碘水，溶液变为蓝色，但取少量甲中溶液做此实验时，溶液不变蓝色．
实验3：取少量丙中溶液加入NaOH溶液调节至碱性，再滴加碘水，溶液颜色无明显变化．
（1）写出淀粉水解的化学方程式：（C6H10O5）n（淀粉）+nH2O$\stackrel{酸性}{→}$nC6H12O6（葡萄糖）．
（2）设计甲和乙是为了探究温度对淀粉水解的影响，设计甲和丙是为了探究催化剂对淀粉水解的影响．
（3）实验1失败的原因是没有加入碱中和作为催化剂的稀硫酸．
（4）实验3中溶液的颜色无明显变化的原因是氢氧化钠与碘反应．
（5）下列结论合理的是abcd（填字母）．
a．淀粉水解需要在催化剂和一定温度下进行
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20．锂被誉为“金属味精”，以LiCoO2为正极材料的锂离子电池已被广泛用作便携式电源．工业上常以β-锂辉矿（主要成分为LiAlSi2O6，还含有FeO、MgO、CaO等杂质）为原料来制取金属锂．其中一种工艺流程如图：

已知：①部分金属氢氧化物开始沉淀和完全沉淀时的pH：
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完全沉淀pH3.74.711
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温度/℃010205075100
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（l）b仪器的名称是分液漏斗．B中浓硫酸的作用是干燥氧气．a中所装试剂为MnO2，写出其中发生的化学反应方程式为2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑．
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18．过氧化钠是一种淡黄色固体，它能与二氧化碳反应生成氧气，在潜水艇中用作制氧剂，供人类呼吸之用．它与二氧化碳反应的化学方程式为：2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2．某学生为了验证这一实验，以足量的大理石、足量的盐酸和1.95g过氧化钠样品为原料，制取O2，设计出如图实验装置：

（1）A中制取CO2的装置，应从下列图①、②、③中选哪个图：②

B装置的作用是吸收A装置中产生的盐酸酸雾，C装置内可能出现的现象是白色固体变蓝色．为了检验E中收集到的气体，在取出集气瓶后，用带火星的木条伸入集气瓶内，木条会出现复燃．
（2）若E中的石灰水出现出现轻微白色浑浊，请说明原因：未反应的二氧化碳与石灰水反应所致．
（3）若D中的1.95g过氧化钠样品接近反应完毕时，你预测E装置内有何现象？E中石灰水的白色浑浊明显增加，瓶内液面的下降接近停止

（4）你认为上述A-E的实验装置中，E部分是否安全、合理？E是否需要改为下列四项中的哪一项：乙．（用甲、乙、丙、丁回答）

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