题目内容

工业尾气中的氮氧化物常用氨催化吸收法,原理是NH3与NOx反应生成无毒的物质.某同学采用以下装置和步骤模拟工业上氮的氧化物处理过程.
(一)提供的装置

(二)NH3的制取
(1)下列有关实验室制备气体的说法正确的是
 
(填序号).
①可以用排饱和食盐水的方法收集氯气②用赤热的炭与水蒸气反应制取氢气③实验室制氧气有时需要加热,有时不需要加热④用无水氯化钙干燥氨气⑤用浓盐酸洗涤分解高锰酸钾分解制氧气的试管⑥将制备装置中导出的乙炔气体通过CuSO4溶液后再通过石灰水即可获得纯净干燥的乙炔
(2)从所提供的装置中选取一个能制取氨气的装置是
 
(填序号)
(3)当采用你所选用的装置制取氨气时,相应反应的化学方程式是
 
.
(三)模拟尾气的处理
选用上述部分装置,按下列顺序连接成模拟尾气处理装置,回答有关问题:

(4)A中反应的离子方程式为:
 
.
(5)装置D的作用有:使气体混合均匀、调节气流速度,还有一个作用是:
 
.
(6)D装置中的液体可换成
 
(填序号)
a CuSO4        b H2O        c CCl4         d 浓硫酸
(7)该同学所设计的模拟尾气处理实验还存在的明显缺陷是
 
.
考点:性质实验方案的设计,硝酸的化学性质
专题:实验题
分析:(1))①氯气难溶于饱和食盐水,可用排饱和食盐水集气法收集;
②赤热的炭与水蒸气反应生成一氧化碳和氢气,制取的氢气不纯,且操作方法复杂;
③用高锰酸钾、氯酸钾制取氧气时需要加热,用双氧水分解获得氧气不需要加热;
④氨气与氯化钙发生反应,所以不能使用无水氯化钙干燥氨气;
⑤残留在试管内壁上的黑色物质是二氧化锰,二氧化锰能和浓盐酸反应;
⑥最后得到的乙炔气体中混有水蒸气,得到的不是干燥的乙炔;
(2)根据实验室中制取氨气的反应原理选用装置,如:加热时用氢氧化钙和氯化铵固体,不加热时可以利用浓氨水与氢氧化钠固体混合;
(3)根据(2)选取的装置写出反应的化学方程式;
(4)稀硝酸具有强氧化性,与铜发生氧化还原反应生成硝酸铜和NO等;
(5)氨气难溶于饱和氨水,可防止倒吸;
(6)氨气为极性分子,不溶于非极性溶剂;
(7)缺少尾气处理装置,过量的NO会污染空气.
解答: 解:(1)①氯气难溶于饱和食盐水,实验室制备Cl2,可用排饱和食盐水集气法收集,故①正确;
②赤热的炭与水蒸气反应生成一氧化碳和氢气,制取的氢气不纯,操作方法复杂,实验室通常使用锌与稀硫酸反应制取氢气,故②错误;
③实验室制氧气有时需要加热,有时不需要加热:用高锰酸钾、氯酸钾制取氧气时需要加热,用双氧水分解获得氧气不需要加热,故③正确;
④用无水氯化钙干燥氨气:氨气与氯化钙发生反应,不能使用无水氯化钙干燥氨气,可以用碱石灰干燥氨气,故④错误;
⑤分解高锰酸钾制氧气后,残留在试管内壁上的黑色物质是二氧化锰,二氧化锰能和浓盐酸反应,可用浓盐酸洗涤分解高锰酸钾分解制氧气的试管,故⑤正确;
⑥制取的乙炔气体中混有二氧化碳、硫化氢和水,将制备装置中导出的乙炔气体通过CuSO4溶液除去硫化氢,再通过石灰水除去二氧化碳即可获得不干燥的乙炔气体,还需要通过碱石灰干燥,故⑥错误;
故答案为:①③⑤;
(2)加热氢氧化钙和氯化铵固体可以获得氨气,反应的方程式为:2NH4Cl+Ca(OH)2
  △  
.
 
2NH3↑CaCl2+2H2O,可以选用装置C;
不加热时可以利用浓氨水与氢氧化钠固体获得氨气,反应方程式为:NH3.H2O=NH3+H2O,可选用装置H,
故答案为:C或H;
(3)如果选用装置C,则反应的方程式为:2NH4Cl+Ca(OH)2
  △  
.
 
2NH3↑CaCl2+2H2O;
若选用装置H,则反应的方程式为:NH3.H2O=NH3+H2O,
故答案为:2NH4Cl+Ca(OH)2
  △  
.
 
2NH3↑CaCl2+2H2O 或NH3.H2O=NH3+H2O;
(4)稀硝酸具有强氧化性,与铜发生氧化还原反应生成硝酸铜和NO等,反应的离子方程式为3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O,
故答案为:3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O;
(5)D装置使气体混合均匀、调节气流速度,另外,氨气难溶于饱和氨水,可防止倒吸,
故答案为:防止NH3发生倒吸;
(6)氨气可溶于硫酸铜溶液、水以及硫酸中,可产生倒吸,氨气为极性分子,不溶于非极性溶剂,可用CCl4代替饱和氨水,所以c正确,
故答案为:c;
(7)NO有毒,能够造成空气污染,图示装置中缺少尾气处理装置,过量的NO会污染空气,
故答案为:NO尾气直接排放,没有进行处理.
点评:本题通过常见气体的性质及制备,考查了物质性质实验方案的设计方法,题目难度中等,试题知识点较多、综合性较强,充分考查了学生的分析、理解能力及化学实验能力,注意掌握常见气体的化学性质及制备装置、反应原理.
练习册系列答案
相关题目
实验室常用MnO2与浓盐酸反应制备Cl2(反应装置如图1示).
(1)制备实验开始时,先检查装置气密性,接下来的操作依次是
 
(填序号).
A.往烧瓶中加入MnO2粉末  B.加热   C.往烧瓶中加入浓盐酸
(2)写出实验室制备Cl2的化学方程式
 
;若用制得的Cl2继续制漂白粉,请你写出化学方程式
 
.
(3)制备反应会因盐酸浓度下降而停止.为测定反应残余液中盐酸的浓度,探究小组同学提出的下列实验方案:
甲方案:与足量AgNO3溶液反应,称量生成的AgCl质量.
乙方案:采用酸碱中和滴定法测定.
丙方案:与已知量CaCO3(过量)反应,称量剩余的CaCO3质量.
丁方案:与足量Zn反应,测量生成的H2体积.
继而进行下列判断和实验:
①判定甲方案不可行,理由是
 
.
②进行乙方案实验:准确量取残余清液稀释一定的倍数后作为试样.
a.量取试样20.00mL,用0.1000mol?L-1NaOH标准溶液滴定,消耗22.00mL,该次滴定测的试样中盐酸浓度为
 
mol?L-1;
b.平行滴定后获得实验结果.
③判断丙方案的实验结果
 
(填“偏大”、“偏小”或“准确”).
[已知:Ksp(CaCO3)=2.8×10-9sp(MnCO3)=2.3×10-11进行丁方案实验:装置如图2示(夹持器具已略去).反应完毕,每间隔1分钟读取气体体积、气体体积逐渐减小,直至不变.气体体积逐次减小的原因是
 
(排除仪器和实验操作的影响因素).

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