题目内容

11．某小组同学欲探究NH3的催化氧化反应，按图1所示装置进行实验．A、B装置可选用的药品：浓氨水、H2O2溶液、蒸馏水、NaOH固体、MnO2．
（1）NH3催化氧化的化学方程式是4NH3+5O2$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H2O．
（2）甲、乙两同学分别按图1所示装置进行实验．一段时间后，装置G中溶液都变成蓝色．
①甲观察到装置F中有红棕色气体，生成红棕色气体的化学方程式是2NO+O2=2NO2．
②乙观察到装置F中只有白烟生成，白烟的成分是NH4NO3（填化学式）．
③用离子方程式解释装置G中溶液变成蓝色的原因：3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O．
（3）为帮助乙同学实现在装置F中也观察到红棕色气体，可在原实验的基础上进行改进：①甲认为可调节K1和K2控制A、B装置中的产气量，应增加（填“增加”或“减少”）装置A中的产气量，或减少（填“增加”或“减少”）装置B中的产气量．②乙认为可在装置E、F间增加一个装置，该装置可以是图2中的abc（填序号）．
（4）为实现该反应，也可用图3所示的装置替换题给装置中虚线框部分，化合物X为Na2O2．NH4HCO3的作用是NH4HCO3分解放出NH3；同时放出的CO2和H2O分别与Na2O2反应生成O2．

分析 （1）氨气催化氧化生成一氧化氮和水；
（2）E中生成的NO被F装置里的氧气氧化成NO2．二氧化氮、水蒸气、氨气反应生成硝酸铵；二氧化氮溶于稀硫酸中生成硝酸，铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水
（3）①为了氧化氨气，氧气需过量，需增加氧气的量，减少氨气的量；
②在F中看到红棕色的二氧化氮，避免生成硝酸铵，需不生成硝酸，需除去水或氨气，在装置E、F间增加一个装置，该装置可以是将氨气或水除去，剩下一氧化氮和未反应的氧气；
（4）根据反应须制取氧气，可根据可选的药品结合装置解答；

解答 解：（1）氨气在催化剂、加热条件下被氧气氧化生成一氧化氮和水，化学方程式：4NH3+5O2$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H2O；
故答案为：4NH3+5O2$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H2O；
（2）①E中生成的NO被F装置里的氧气氧化成NO2．化学方程式：2NO+O2=2NO2，二氧化氮、水蒸气、氨气反应生成白色固体硝酸铵，化学式为：NH4NO3；二氧化氮溶于稀硫酸中生成硝酸，铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，离子方程式：3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O；
故答案为：2NO+O2=2NO2　②NH4NO3　③3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O；
（3）①要观察到有红棕色气体，可采取措施：一是减少氨气通入量；二是增加氧气通入量；
故答案为：增加　减少；
②E装置是氨气的催化氧化装置，从装置中出来的气体中有氧气和氨气和一氧化氮和水蒸气，因4NO+2H2O+3O2=4HNO3，NH3+HNO3=NH4NO3，所以避免F中生成硝酸铵，实现在F中看到红棕色的二氧化氮，需除去水或氨气，需在装置E、F间增加一个装置，该装置可以将氨气或水除去，a碱石灰吸收水蒸气，可以通过防倒吸的b装置吸收氨气，可以通过浓硫酸吸收氨气和水蒸气，实现在F中看到红棕色的二氧化氮，需选abc，
故答案为：abc；
（4）为实现2NO+O2═2NO2该反应，须生成氧气，碳酸氢铵受热分解生成氨气和水和二氧化碳，放出的CO2和H2O与Na2O2反应生成O2，
故答案为：Na2O2；NH4HCO3分解放出NH3；同时放出的CO2和H2O与Na2O2反应生成O2；

点评 本题主要考查了氨气的催化氧化，掌握该反应的原理和相关物质的性质是解题关键，题目难度中等．

练习册系列答案
相关题目
1．下列实验操作中正确的是（　　）
A．蒸发操作时，应使混合物中的水分完全蒸干后，才能停止加热
B．分液操作时，先将分液漏斗中下层液体从下口放出，再将上层液体从下口放出
C．萃取操作时，可以选用CCl4或酒精作为萃取剂从溴水中萃取溴
D．蒸馏操作时，应向蒸馏液体中加入几块沸石，以防止暴沸
2．如图是某研究性学习小组设计制取氯气并以氯气为反应物进行特定反应的装置．

（1）要将C装置接入B和D之间，正确的接法是：a→c→b→d．
（2）实验开始先点燃A处的酒精灯，打开旋塞K，让Cl2充满整个装置，再点燃D处的酒精灯，Cl2通过C装置后进入D，D装置内盛有碳粉，发生氧化还原反应，生成CO2和HCl（g），发生反应的化学方程式为2Cl2+C+2H2O（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4HCl+CO2．为了使C装置发挥更好的作用，可向烧杯中加入浓硫酸，加入浓硫酸的作用是加入的浓硫酸溶于水放出大量的热，有利于试管中的水变为水蒸气，从而提供足量的水蒸气供D中反应需要．
（3）D处反应完毕后，关闭旋塞K，移去两个酒精灯，由于余热的作用，A处仍有少量Cl2产生，此时B中的现象是瓶中液面下降，长颈漏斗内液面上升，B的作用是贮存少量Cl2，避免Cl2对环境造成污染．
（4）用量筒量取20 mL E中溶液，倒入已检查完气密性良好的分液漏斗中，然后再注入10 mL CCl4，盖好玻璃塞，振荡，静置于铁架台上，等分层后取上层液和下层液，呈黄绿色的是下层液（填“上层液”或“下层液”），能使有色布条褪色的是上层液（填“上层液”或“下层液”）．
（5）在A、B、C、D、E装置中有一处需要改进，说明需要改进的理由并画出改进后的装置图．
19．废弃物的综合利用既有利于节约资源，又有利于保护环境．实验室利用废旧电池的铜帽（Cu、Zn 总含量约为99%）回收Cu并制备ZnO 的部分实验过程如下：
（1）铜帽溶解时加入H2O2 的目的是Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O（用化学方程式表示）．铜帽溶解完全后，需将溶液中过量的H2O2 除去．除去H2O2 的简便方法是加热至沸．
（2）为确定加入锌灰（主要成分为Zn、ZnO，杂质为铁及其氧化物）的量，实验中需测定除去H2O2 后溶液中Cu2+的浓度．实验操作为：准确量取100mL含有Cu2+的溶液于烧杯中，取溶液20mL加水稀释至100mL，调节溶液pH=3～4，加入过量的KI，用0.1mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至终点．上述过程中反应的离子方程式如下：2Cu2++4I-═2CuI（白色）↓+I2     2S2O32-+I2═2I-+S4O62-
①滴定选用的指示剂为淀粉溶液
②若滴定前溶液中的H2O2 没有除尽，所测定的Cu2+含量将会偏高（填“偏高”、“偏低”或“不变”）．
③若滴定中消耗Na2S2O3标准溶液25mL，则原溶液中Cu2+物质的量浓度为0.125mol/L．
（3）已知pH＞11 时Zn（OH）2 能溶于NaOH溶液生成ZnO22-．下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH（开始沉淀的pH 按金属离子浓度为1.0mol•L-1计算）．
开始沉淀的pH沉淀完全的pH
Fe3+1.13.2
Fe2+5.88.8
Zn2+5.98.9
实验中可选用的试剂：30%H2O2、1.0mol•L-1HNO3、1.0mol•L-1NaOH．
由除去铜的滤液制备ZnO 的实验步骤依次为：
①向滤液中加入30%H2O2，使其充分反应；②滴加1.0mol•L-1NaOH，调节溶液PH约为5（或3.2≤pH＜5.9），使Fe3+沉淀完全；③过滤；④向滤液中滴加1.0mol•L-1NaOH，调节溶液PH约为10（或8.9≤pH≤11），使Zn2+沉淀完全；⑤过滤、洗涤、干燥；⑥900℃煅烧．
6．下列溶液中Cl-的物质的量最大的是（　　）
A．10 mL 0.1 mol•L-1的AlCl3溶液B．20 mL 0.1 mol•L-1的CaCl2溶液
C．30 mL 0.2 mol•L-1的KCl溶液D．100 mL 0.25 mol•L-1的NaCl溶液
16．认真归纳常见的吸热反应和放热反应并回答，下列变化属于吸热反应的是（　　）
①加热KClO3和MnO2的混合物制取O2　②蜡烛的燃烧　③碳和二氧化碳在高温下反应　④将氢氧化钡晶体和氯化铵晶体的混合物放入水中　⑤将碳酸钠晶体和硝酸铵晶体混合均匀放在日光下暴晒　⑥将黏土、石子、水混合均匀　⑦将生石灰倒入海水中　⑧煅烧石灰石．
A．①③④⑤⑧B．③④⑤⑥⑧C．②④⑤⑥⑦D．①②④⑤⑧
3．葡萄糖酸钙是一种可促进骨骼生长的营养物质．葡萄糖酸钙可通过以下反应制得：
C6H12O6（葡萄糖）+Br2+H2O-→C6H12O7（葡萄糖酸）+2HBr
2C6H12O7+CaCO3-→Ca（C6H11O7）2（葡萄糖酸钙）+H2O+CO2↑
相关物质的溶解性见下表：
物质名称葡萄糖酸钙葡萄糖酸溴化钙氯化钙
水中的溶解性可溶于冷水易溶于热水可溶易溶易溶
乙醇中的溶解性微溶微溶可溶可溶
实验流程如下：
（1）第①步中溴水氧化葡萄糖时，下列装置中最适合的是B．

制备葡萄糖酸钙的过程中，葡萄糖的氧化也可用其他试剂，下列物质中最适合的是C．
A．新制Cu（OH）2悬浊液                  B．酸性KMnO4溶液
C．O2/葡萄糖氧化酶                        D．[Ag（NH3）2]OH溶液
（2）第②步充分反应后CaCO3固体需有剩余，其目的是提高葡萄糖酸的转化率；本实验中不宜用CaCl2替代CaCO3，理由是氯化钙难以与葡萄糖酸直接反应得到葡萄糖酸钙．
（3）第③步需趁热过滤，其原因是葡萄糖酸钙冷却后会结晶析出，如不趁热过滤会损失产品．
（4）第④步加入乙醇的作用是可降低葡萄糖酸钙在溶剂中的溶解度，有利于葡萄糖酸钙的析出．
（5）第⑥步中，下列洗涤剂最合适的是D．
A．冷水　　　　　B．热水　　　　　C．乙醇　　　　　D．乙醇水混合溶液．
20．常温下，用0.1000mol•L-1的盐酸滴定20.00mL未知浓度的氨水，滴定曲线如图所示，滴加20.00mL盐酸时所得溶液中，c（Cl-）=c（NH4+）+c（NH3•H2O）+c（NH3），下列说法错误的是（　　）
A．该氨水的浓度0.1000mol•L-1
B．点①溶液中c（NH4+）+c（NH3•H2O）+c（NH3）=2c（Cl-）
C．点②溶液中c（NH4+）=c（Cl-）
D．点③溶液中c（Cl-）＞c（H+）＞c（NH4+）＞c（OH-）
14．下列各组仪器常用于物质分离的是（　　）
A．①③⑥B．②④⑥C．②③⑥D．②③⑤

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