题目内容
实验题：
I、下列方法适用于实验室中制备氨气的是
a、固态氯化铵加热分解 b、向固体氢氧化钠中滴加浓氨水
c、氯化铵溶液与氢氧化钠溶液共热 d、固体氯化铵与氢氧化钙固体混合加热
II、为了在实验室中利用工业原料制各少量氨气，有人设计了如图所示的装置（图中夹持装置均已略去）．
实验操作如下：
①检查装置的气密性后，关闭弹簧夹a、b、c、d、e．在A中加入锌粒，向长颈漏斗注入一定量的稀硫酸．打开弹簧夹c、d、e，则A中有氢气产生．在F出口处收集到氢气并检验其纯度．
②关闭弹簧夹c，取下截去底部的细口瓶c，打开弹簧夹a，将氢气经导管B验纯后点燃，然后立即罩上无底细口瓶C，塞紧瓶塞，如图所示．氢气继续在瓶内燃烧，几分钟后火焰熄灭．
③用酒精灯加热反应管E，继续通入氢气，待无底细口瓶C内水位下降到液面保持不变时，打开弹簧夹b，无底细口瓶C内气体经D进入反应管E，片刻后F中的溶液变红．
请回答下列问题：
（1）写出反应管E中发生反应的化学方程式 用方程式解释F中溶液变红的原因
（2）C瓶内水位下降到液面保持不变时，A装置内发生的现象为 ，防止了实验装置中压强过大．此时再打开弹簧夹b的原因是 ，C中气体的主要成分为． ．
（3）为什么用酒精灯加热反应管E-段时间后再打开弹簧夹b
（4）为什么F装置不用防倒吸的装置 ．
I、下列方法适用于实验室中制备氨气的是
a、固态氯化铵加热分解 b、向固体氢氧化钠中滴加浓氨水
c、氯化铵溶液与氢氧化钠溶液共热 d、固体氯化铵与氢氧化钙固体混合加热
II、为了在实验室中利用工业原料制各少量氨气，有人设计了如图所示的装置（图中夹持装置均已略去）．
实验操作如下：
①检查装置的气密性后，关闭弹簧夹a、b、c、d、e．在A中加入锌粒，向长颈漏斗注入一定量的稀硫酸．打开弹簧夹c、d、e，则A中有氢气产生．在F出口处收集到氢气并检验其纯度．
②关闭弹簧夹c，取下截去底部的细口瓶c，打开弹簧夹a，将氢气经导管B验纯后点燃，然后立即罩上无底细口瓶C，塞紧瓶塞，如图所示．氢气继续在瓶内燃烧，几分钟后火焰熄灭．
③用酒精灯加热反应管E，继续通入氢气，待无底细口瓶C内水位下降到液面保持不变时，打开弹簧夹b，无底细口瓶C内气体经D进入反应管E，片刻后F中的溶液变红．
请回答下列问题：
（1）写出反应管E中发生反应的化学方程式
（2）C瓶内水位下降到液面保持不变时，A装置内发生的现象为
（3）为什么用酒精灯加热反应管E-段时间后再打开弹簧夹b
（4）为什么F装置不用防倒吸的装置
考点：氨的制取和性质
专题：实验设计题
分析：Ⅰ、（1）a、固态氯化铵加热分解成氨气和氯化氢，但氨气和氯化氢一冷却马上又可以化合成氯化铵；
b、向固体氢氧化钠中滴加浓氨水，氢氧化钠吸水，放出大量热，促进NH3?H2O的分解及NH3的挥发逸出；
c、氯化铵溶液与氢氧化钠溶液不易于收集氨气；
d、固体氯化铵与氢氧化钙固体混合加热可以制取氨气；
Ⅱ、实验步骤原理：①完成这一步后，相当于先在整个装置中通入了氢气，先把装置中的空气进行了排除，使氢气与氨气的反应更安全．②关闭弹簧夹c，取下截去底部的细口瓶C，打开弹簧夹a，将氢气经导管B验纯后点燃，然后立即罩上无底细口瓶C，塞紧瓶塞，如图所示．氢气继续在瓶内燃烧，此时消耗的是无底细口瓶C中的氧气，几分钟后火焰因缺氧而熄灭；③步先点燃E处酒精灯，只是为了先给催化剂升温，因为催化剂也只有在适宜的温度下才能发挥最大的活性，对于铁触媒来说，温度应该为500℃，在这同时，继续通入氢气，待无底细口瓶C内水位下降到液面保持不变时，此时两种气体也混合的很均匀了，打开弹簧夹b，无底细口瓶C内气体经D进入反应管E，在这个地方氮气跟氢气进行反应生成氨气，但是这个反应是可逆反应，不可能大量的生成氨气，尽管氨气在水中的溶解度比较大，但由于该混合气体中氨气的量少，进入F装置的气体中，含有较多难溶性的气体，所以不易产生倒吸，据此回答．
b、向固体氢氧化钠中滴加浓氨水，氢氧化钠吸水，放出大量热，促进NH3?H2O的分解及NH3的挥发逸出；
c、氯化铵溶液与氢氧化钠溶液不易于收集氨气；
d、固体氯化铵与氢氧化钙固体混合加热可以制取氨气；
Ⅱ、实验步骤原理：①完成这一步后，相当于先在整个装置中通入了氢气，先把装置中的空气进行了排除，使氢气与氨气的反应更安全．②关闭弹簧夹c，取下截去底部的细口瓶C，打开弹簧夹a，将氢气经导管B验纯后点燃，然后立即罩上无底细口瓶C，塞紧瓶塞，如图所示．氢气继续在瓶内燃烧，此时消耗的是无底细口瓶C中的氧气，几分钟后火焰因缺氧而熄灭；③步先点燃E处酒精灯，只是为了先给催化剂升温，因为催化剂也只有在适宜的温度下才能发挥最大的活性，对于铁触媒来说，温度应该为500℃，在这同时，继续通入氢气，待无底细口瓶C内水位下降到液面保持不变时，此时两种气体也混合的很均匀了，打开弹簧夹b，无底细口瓶C内气体经D进入反应管E，在这个地方氮气跟氢气进行反应生成氨气，但是这个反应是可逆反应，不可能大量的生成氨气，尽管氨气在水中的溶解度比较大，但由于该混合气体中氨气的量少，进入F装置的气体中，含有较多难溶性的气体，所以不易产生倒吸，据此回答．
解答：
解：Ⅰ、（1）a、固态氯化铵加热分解成氨气和氯化氢，但氨气和氯化氢一冷却马上又可以化合成氯化铵，这个方案很难制氨气，故a错误；
b、向固体氢氧化钠中滴加浓氨水，氢氧化钠吸水，放出大量热，促进NH3?H2O的分解及NH3的挥发逸出，故b正确；
c、氯化铵溶液与氢氧化钠溶液共热反应太剧烈并且生成的氨气极易溶于水，不易收集氨气，故c错误；
d、固体氯化铵与氢氧化钙固体混合加热可以制取氨气，反应的化学方程式为：2NH4Cl+Ca（OH）2
CaCl2+2NH3↑+2H2O，故d正确．
故选bd；
Ⅱ、实验步骤：①完成这一步后，相当于先在整个装置中通入了氢气，先把装置中的空气进行了排除，使氢气与氨气的反应更安全．②关闭弹簧夹c，取下截去底部的细口瓶C，打开弹簧夹a，将氢气经导管B验纯后点燃，然后立即罩上无底细口瓶C，塞紧瓶塞，如图所示．氢气继续在瓶内燃烧，此时消耗的是无底细口瓶C中的氧气，几分钟后火焰因缺氧而熄灭；③步先点燃E处酒精灯，只是为了先给催化剂升温，因为催化剂也只有在适宜的温度下才能发挥最大的活性，对于铁触媒来说，温度应该为500℃，在这同时，继续通入氢气，待无底细口瓶C内水位下降到液面保持不变时，此时两种气体也混合的很均匀了，打开弹簧夹b，无底细口瓶C内气体经D进入反应管E，在这个地方氮气跟氢气进行反应生成氨气，但是这个反应是可逆反应，不可能大量的生成氨气，尽管氨气在水中的溶解度比较大，但由于该混合气体中氨气的量少，进入F装置的气体中，含有较多难溶性的气体，所以不易产生倒吸．
（1）氮气和氢气之间在催化剂的作用下发生反应生成氨气，即N2+3H2
2NH3，氨气极易溶于水，得到一水合氨，属于一元弱碱，存在电离：NH3?H2O?NH4++OH-，溶液显示碱性，故答案为：N2+3H2
2NH3；NH3?H2O?NH4++OH-；
（2）当C瓶内水位下降到液面保持不变时，氮气和氢气两种气体也混合的很均匀了，C中的气体成分是氮气和氢气，A中试管内液面下降，长颈漏斗中液面上升，直到试管内液面和锌离分离，打开弹簧夹b，无底细口瓶C内气体经D进入反应管E，在这个地方氮气跟氢气进行反应生成氨气，并保证氢气含量较多，提高氮气的转化率；
故答案为：试管内液面下降，长颈漏斗中液面上升，直到试管内液面和锌离分离；使气体进入反应管E，并保证氢气含量较多，提高氮气的转化率；氮气和氢气；
（3）第③步先点燃E处酒精灯，只是为了先给催化剂升温，因为催化剂也只有在适宜的温度下才能发挥最大的活性，对于铁触媒来说，温度应该为500℃，所以用酒精灯加热反应管E-段时间后再打开弹簧夹b，是为了升高催化剂的温度，使催化剂达到最佳活性温度，以提高反应速率，
故答案为：升高催化剂的温度，使催化剂达到最佳活性温度，以提高反应速率；
（4）氮气跟氢气进行反应生成氨气，但是这个反应是可逆反应，不可能大量的生成氨气，尽管氨气在水中的溶解度比较大，但由于该混合气体中氨气的量少，进入F装置的气体中，含有较多难溶性的气体，所以不易产生倒吸，
故答案为：该反应是可逆反应，在该反应条件下，生成的氨气含量较少，在进入F装置的气体中含有较多难溶性的气体，所以不易产生倒吸．
b、向固体氢氧化钠中滴加浓氨水，氢氧化钠吸水，放出大量热，促进NH3?H2O的分解及NH3的挥发逸出，故b正确；
c、氯化铵溶液与氢氧化钠溶液共热反应太剧烈并且生成的氨气极易溶于水，不易收集氨气，故c错误；
d、固体氯化铵与氢氧化钙固体混合加热可以制取氨气，反应的化学方程式为：2NH4Cl+Ca（OH）2
| ||
故选bd；
Ⅱ、实验步骤：①完成这一步后，相当于先在整个装置中通入了氢气，先把装置中的空气进行了排除，使氢气与氨气的反应更安全．②关闭弹簧夹c，取下截去底部的细口瓶C，打开弹簧夹a，将氢气经导管B验纯后点燃，然后立即罩上无底细口瓶C，塞紧瓶塞，如图所示．氢气继续在瓶内燃烧，此时消耗的是无底细口瓶C中的氧气，几分钟后火焰因缺氧而熄灭；③步先点燃E处酒精灯，只是为了先给催化剂升温，因为催化剂也只有在适宜的温度下才能发挥最大的活性，对于铁触媒来说，温度应该为500℃，在这同时，继续通入氢气，待无底细口瓶C内水位下降到液面保持不变时，此时两种气体也混合的很均匀了，打开弹簧夹b，无底细口瓶C内气体经D进入反应管E，在这个地方氮气跟氢气进行反应生成氨气，但是这个反应是可逆反应，不可能大量的生成氨气，尽管氨气在水中的溶解度比较大，但由于该混合气体中氨气的量少，进入F装置的气体中，含有较多难溶性的气体，所以不易产生倒吸．
（1）氮气和氢气之间在催化剂的作用下发生反应生成氨气，即N2+3H2
| 高温高压 |
| 催化剂 |
| 高温高压 |
| 催化剂 |
（2）当C瓶内水位下降到液面保持不变时，氮气和氢气两种气体也混合的很均匀了，C中的气体成分是氮气和氢气，A中试管内液面下降，长颈漏斗中液面上升，直到试管内液面和锌离分离，打开弹簧夹b，无底细口瓶C内气体经D进入反应管E，在这个地方氮气跟氢气进行反应生成氨气，并保证氢气含量较多，提高氮气的转化率；
故答案为：试管内液面下降，长颈漏斗中液面上升，直到试管内液面和锌离分离；使气体进入反应管E，并保证氢气含量较多，提高氮气的转化率；氮气和氢气；
（3）第③步先点燃E处酒精灯，只是为了先给催化剂升温，因为催化剂也只有在适宜的温度下才能发挥最大的活性，对于铁触媒来说，温度应该为500℃，所以用酒精灯加热反应管E-段时间后再打开弹簧夹b，是为了升高催化剂的温度，使催化剂达到最佳活性温度，以提高反应速率，
故答案为：升高催化剂的温度，使催化剂达到最佳活性温度，以提高反应速率；
（4）氮气跟氢气进行反应生成氨气，但是这个反应是可逆反应，不可能大量的生成氨气，尽管氨气在水中的溶解度比较大，但由于该混合气体中氨气的量少，进入F装置的气体中，含有较多难溶性的气体，所以不易产生倒吸，
故答案为：该反应是可逆反应，在该反应条件下，生成的氨气含量较少，在进入F装置的气体中含有较多难溶性的气体，所以不易产生倒吸．
点评：本题是一道工业合成氨的实验方案设计题，考查学生分析和解决问题的能力，注意知识的归纳和梳理是关键，难度大．
练习册系列答案
名校课堂系列答案
相关题目
相同状况下，下列气体所占体积最大的是（ ）
| A、80g SO3 |
| B、16g O2 |
| C、32g H2S |
| D、3g H2 |
下列说法正确的是（ ）
A、
| ||||||||
| B、1 mol CH4与1 mol NH4+所含质子数相等 | ||||||||
| C、等物质的量的甲基（-CH3）与羟基（-OH）所含电子数相等 | ||||||||
| D、二氧化硫溶于水所得的溶液可导电，说明二氧化硫是电解质 |
除去下列物质中的杂质，所用试剂和方法均正确的是（ ）
| 物质 | 杂质 | 除杂所用试剂和方法 | |
| A | NaCl | CaCl2 | 通足量CO2、过滤 |
| B | KNO3 | K2SO4 | BaCl2溶液、过滤 |
| C | 碘 | H2O | 酒精、分液 |
| D | FeSO4 | CuSO4 | 加入过量铁屑、过滤 |
| A、A | B、B | C、C | D、D |
下列实验操作正确的是（ ）
| A、粗盐提纯时，为了加快过滤速率，可用玻璃棒搅拌漏斗中的液体 |
| B、分液操作中，将下层液体放入一烧杯后，再将上层液体继续放入另一烧杯中 |
| C、蒸发KNO3溶液时，当蒸发皿中出现大量晶体时即停止加热，用余热蒸干剩余的水分，获取KNO3晶体 |
| D、蒸馏操作中，温度计水银球部位要插入液面下且不接触蒸馏烧瓶壁 |