Question

某学生设计氨催化氧化实验、并收集二氧化氮气体、检验其溶液的酸碱性．以下是准备用到的装置：

（1）以上装置合理的接口连接顺序是a-

 

-

 

-

 

-

 

-

 

-

 

-h．
（2）装置连接并确认气密性良好后，点燃酒精灯加热硬质玻璃管内催化剂Cr₂O₃固体．Cr₂O₃固体出现红热后将空气鼓入，B处玻璃管内发生反应的化学方程式为

 

．移去酒精灯继续鼓入空气，Cr₂O₃固体保持红热，说明

 

．
（3）实验开始后D集气瓶内出现

 

色，C中紫色石蕊试液颜色将

 

．
（4）为了吸收尾气中的有害气体，E中液体可选用

 

．
（5）催化剂Cr₂O₃通常使用加热分解（NH₄）₂Cr₂O₇制取，该分解反应生成Cr₂O₃、水和一种含氮物质，反应的化学方程式为

 

．

Answer 1

考点：制备实验方案的设计,常见气体制备原理及装置选择

专题：实验题

分析：（1）依据实验目的分析，设计氨催化氧化实验、并收集二氧化氮气体、检验其溶液的酸碱性，依据装置图可知是利用空气通过浓氨水，氧气和氨气一起进入装置B中，在三氧化二铬催化剂作用下发生氧化还原反应生成一氧化氮和水，在装置D中排空气法收集得到二氧化氮气体，通入装置C中二氧化氮和水反应生成硝酸遇到石蕊试液变红色，因为氮氧化物是污染性气体不能排放到空气中，需要用氢氧化钠溶液吸收；
（2）B处玻璃管内发生反应的化学反应是氨气的催化氧化反应生成一氧化氮和水；移去酒精灯继续鼓入空气，Cr₂O₃固体保持红热说明反应放热；
（3）生成的一氧化氮气体是利用向上排空气法收集，一氧化氮和氧气反应生成红棕色二氧化氮气体，二氧化氮气体通入石蕊试液中反应生成硝酸遇到石蕊变红色；
（4）氮氧化物是污染性气体不能排放到空气中，需要用氢氧化钠溶液吸收；
（5）加热分解（NH₄）₂Cr₂O₇制取Cr₂O₃，该分解反应生成Cr₂O₃、水和一种含氮物质，依据氧化还原反应电子守恒分析判断产物，结合原子守恒配平书写化学方程式．

解答： 解：（1）依据实验目的分析，设计氨催化氧化实验、并收集二氧化氮气体、检验其溶液的酸碱性，依据装置图可知是利用空气通过浓氨水，氧气和氨气一起进入装置B中，在三氧化二铬催化剂作用下发生氧化还原反应生成一氧化氮和水，在装置D中排空气法收集得到二氧化氮气体，通入装置C中二氧化氮和水反应生成硝酸遇到石蕊试液变红色，因为氮氧化物是污染性气体不能排放到空气中，需要用氢氧化钠溶液吸收，装置连接顺序为abcfgedh，
故答案为：b；c；f；g；e；d；
（2）B处玻璃管内发生反应的化学反应是氨气的催化氧化反应生成一氧化氮和水，反应的化学方程式为：4NH₃+5O₂

催化剂 .

△

4NO+6H₂O；移去酒精灯继续鼓入空气，Cr₂O₃固体保持红热说明反应放热，
故答案为：4NH₃+5O₂

催化剂 .

△

4NO+6H₂O；该反应放热；
（3）生成的一氧化氮气体是利用向上排空气法收集，一氧化氮和氧气反应生成红棕色二氧化氮气体，2NO+O₂=2NO₂，二氧化氮气体通入石蕊试液中反应生成硝酸遇到石蕊变红色，3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，
故答案为：红棕色；变红色；
（4）氮氧化物是污染性气体不能排放到空气中，需要用氢氧化钠溶液吸收，故答案为：NaOH溶液；
（5）加热分解（NH₄）₂Cr₂O₇制取Cr₂O₃，该分解反应生成Cr₂O₃、水和一种含氮物质，依据氧化还原反应电子守恒分析判断，Cr₂O₇^2-～Cr₂O₃～6e^-，设氮元素化合价变化为X价，2NH₄⁺～2N～2[X-（-3）]e^-，结合原子守恒得到X=0，生成的产物为N₂，配平书写化学方程式为（NH₄）₂Cr₂O₇

△   .

Cr₂O₃+N₂↑+4H₂O，
故答案为：（NH₄）₂Cr₂O₇

△   .

Cr₂O₃+N₂↑+4H₂O．

点评：本题考查了物质制备的实验探究和物质性质的分析应用，主要是氮及其化合物性质的实验分析判断，掌握基础是关键，题目难度中等．