Question

实验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程如下：

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）从图中选择制取氮气的合适装置：

 

（填编号）

（2）氮气和氢气通过甲装置，甲装置的作用：①

 

②

 

③

 

（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，能说明反应发生的现象是

 

，乙装置中的CCl₄的作用是

 

．
（4）反应结束后锥形瓶内的溶液中含有的离子有：H⁺、OH^-、

 

、

 

．

Answer 1

考点：工业合成氨,常见气体制备原理及装置选择

专题：氮族元素

分析：（1）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，是溶液与溶液反应，可以选择a；
（2）氮气和氢气通过甲装置，甲装置中的浓硫酸可以将氮气和氢气干燥，同时可以根据甲装置中冒气泡的速率来控制气体流量，混合气体；
（3）根据反应物的性质进行分析，氨的催化氧化生成一氧化氮和水，氨的催化氧化反应为：4NH₃+5O₂

催化剂 .

△

4NO+6H₂O，NO被氧化生成红棕色的NO₂，乙装置可以防止倒吸；
（4）氨的催化氧化反应产物是一氧化氮和水，一氧化氮极易与空气中的氧气变为二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，所以硝酸的存在会和氨水反应生成硝酸铵，溶液中会存在H⁺、OH^-、NH₄⁺、NO₃^-．

解答： 解：（1）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，是溶液与溶液反应，可以选择a，故答案为：a；
（2）氮气和氢气通过甲装置，甲装置中的浓硫酸可以将氮气和氢气干燥，同时可以根据甲装置中冒气泡的速率来控制气体流量，混合气体，
故答案为：干燥气体；控制氢气和氮气的流速；混合气体；
（3）根据反应物的性质进行分析，氨的催化氧化生成一氧化氮和水，氨的催化氧化反应为：4NH₃+5O₂

催化剂 .

△

4NO+6H₂O，NO被氧化生成红棕色的NO₂，乙装置可以防止倒吸，故答案为：出现红棕色气体；防止倒吸；
（4）氨的催化氧化反应产物是一氧化氮和水，一氧化氮极易与空气中的氧气变为二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，所以硝酸的存在会和氨水反应生成硝酸铵，溶液中会存在H⁺、OH^-、NH₄⁺、NO₃^-，故答案为：NH₄⁺；NO₃^-．

点评：本题是一道关于氨气的综合题目，解答时需理清相关物质与氨气反应的原理，难度大．