Question

18．Cl₂、NH₃、NO₂是中学化学中常见的气体，Cl₂在一定条件下可与NH₃、NO₂反应，NH₃和NO₂在一定条件下也可反应．某校化学兴趣小组设计如下实验探究它们的性质．试回答下列问题：

（1）实验室制一氧化氮的离子反应方程式为3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，实验室制氨气的化学方程式为2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$2NH₃↑+CaCl₂+2H₂O．
（2）装置④⑤⑥所用的仪器和药品能否完全相同否（填“能”或“否”）．
（3）装置⑧中导管紧贴液面，没有插到液面以下的原因是防止倒吸，装置⑨的作用可能是吸收过量的NO₂．
（4）室温下，取干燥的Cl₂和NO₂的混合气体5L于装置⑦中．当Cl₂所占的体积分数分别为20%（Cl₂完全反应）、60%（NO₂完全反应）时，一段时间后装置⑦中气体的体积均为4L．经测定4L气体中除未反应气体外，只有一种新的气体化合物，则该化合物的化学式为NO₂Cl．

Answer 1

分析 （1）实验室通常用铜与稀硝酸反应制备一氧化氮，用氯化铵和氢氧化钙混合加热制氨气；
（2）干燥氨气用碱石灰；干燥二氧化氮用无水氯化钙；干燥氯气用浓硫酸；
（3）装置⑧中的浓硫酸吸收未反应完的氨气，氨气易溶，为了防止倒吸，导管不能插到液面以下；未反应完的二氧化氮可通过装置⑨来吸收；
（4）假设反应为aCl₂+bNO₂=cX，由题意可知，当n（Cl₂）=1mol，n（NO₂）=4mol时，Cl₂完全反应，气体差量为1mol，则a=a+b-c；当n（Cl₂）=3mol，n（NO₂）=2mol时，NO₂完全反应，气体差量为1mol，则b=2（a+b-c）．两式联立，计算可知：b=c=2a，故发生的反应为Cl₂+2NO₂=2X，由原子守恒得出X的分子式．

解答 解：（1）铜和稀硝酸反应得到硝酸铜、一氧化氮和水，离子方程式为：3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；氯化铵与氢氧化钙在加热条件下反应生成氨气、氯化钙和水，化学方程式为：2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$2NH₃↑+CaCl₂+2H₂O；
故答案为：3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$2NH₃↑+CaCl₂+2H₂O；
（2）干燥氨气用碱石灰；干燥二氧化氮用无水氯化钙；干燥氯气用浓硫酸，所以仪器和药品不完全相同；
故答案为：否；
（3）装置⑧中导管紧贴液面，没有插到液面以下的原因是防止倒吸，吸收过量的氨气；装置⑨的作用可能是未反应完的二氧化氮；
故答案为：防止倒吸；吸收过量的NO₂；
（4）假设反应为aCl₂+bNO₂=cX，由题意可知，当n（Cl₂）=1mol，n（NO₂）=4mol时，Cl₂完全反应，气体差量为1mol，则a=a+b-c；当n（Cl₂）=3mol，n（NO₂）=2mol时，NO₂完全反应，气体差量为1mol，则b=2（a+b-c）．两式联立，计算可知：b=c=2a，故发生的反应为Cl₂+2NO₂=2X，由原子守恒得出X为NO₂Cl；
故答案为：NO₂Cl．

点评 本题主要考查了物质的制备与性质，掌握实验的原理以及装置的作用是解题的关键，难度中等．