题目内容

某小组同学欲实验验证NH3的化学性质,探究催化氧化反应,按如图1所示装置进行实验.A、B装置可选药品:浓氨水、H2O2、蒸馏水、NaOH固体、MnO2,C、D为干燥装置.
(1)装置A、B中产生气体的化学式分别是A:
 
;B:
 

(2)实验开始后发现分液漏斗中液体不能顺利流下,应对实验装置如何改进来解决该问题.
 

(3)甲乙两同学分别按上述装置进行实验.一段时间后,装置G中溶液都变成蓝色.甲观察到装置F中有红棕色气体,红棕色气体的成分是
 
.乙观察到装置F中只有白烟生成,白烟的成分是(写化学式)
 
.G中可以观察到
 
现象.
(4)为帮助乙实现在装置F中也观察到红棕色气体,可在原实验的基础上进行改进.除了调节K1和K2控制A、B装置中的产气量外,还可以在装置E、F间增加一个H装置,理由是
 
.该装置采用空的干燥管,目的是
 

(5)为实现该反应,也可用如图2所示的装置替换上述装置中虚线框部分,该气体发生装置涉及多个化学反应,写出可能的化学方程式.如:NH4HCO3
NH3↑+CO2↑+H2O↑.
 

(6)运输氨时,不能使用铜及其合金制造的管道阀门.因为,在潮湿的环境中,金属铜在有NH3存在时能被空气中的O2氧化,生成Cu(NH342+,该反应的离子方程式为
 
考点:氨的制取和性质
专题:实验题
分析:(1)根据实验目的可知,A、B装置制备的是氨气和氧气,再根据干燥装置特点判断A、B气体的名称;
(2)使分液漏斗与烧瓶内压强相等,则分液漏斗中液体能够顺利流下;
(3)氨气与氧气在催化剂作用下反应生成一氧化氮和水,一氧化氮与氧气反应生成红棕色的二氧化氮;二氧化氮与水反应生成硝酸,硝酸与氨气反应生成硝酸铵;二氧化氮与水反应生成的硝酸能够与铜发生反应生成硝酸铜、一氧化氮气体;
(4)根据浓硫酸具有酸性、吸水性分析装置H的作用;空的干燥管可以防止倒吸;
(5)虚线框部分需要制取氧气和氨气,碳酸氢铵分解生成氨气、二氧化碳和水,再用过氧化钠与二氧化碳、水反应可以生成氧气,据此写出反应的化学方程式;
(6)铜在有NH3存在时能被空气中的O2氧化,生成Cu(NH342+,以此书写离子反应.
解答: 解:(1)欲实验验证NH3的化学性质,则装置A、B中制取的是氧气和氨气,根据干燥装置C、D可知,装置C为浓硫酸,所以装置A中制取的是O2、装置B中制取的是NH3
故答案为:O2;NH3
(2)用导管将分液漏斗上口与烧瓶口相连或改用恒压滴液漏斗,使分液漏斗与烧瓶内压强相等,分液漏斗中液体则能够顺利流下,
故答案为:用导管将分液漏斗上口与烧瓶口相连或改用恒压滴液漏斗;
(3)NH3与过量O2在催化剂、加热条件下发生反应生成一氧化氮和水,反应方程为:4NH3+5O2
催化剂
.
4NO+6H2O,NO与未反应的氧气反应生成二氧化氮,则装置F中红棕色气体为二氧化氮;二氧化氮与水反应生成硝酸,硝酸与氨气反应生成硝酸铵,所以乙观察到有装置F中有白烟生成;
装置G中二氧化氮与水反应生成硝酸,硝酸与铜反应生成硝酸铜和一氧化氮气体,则观察到的现象为:铜片溶解,表面有气泡,溶液变成蓝色,
故答案为:NO2;NH4NO3;铜片溶解,表面有气泡,溶液变成蓝色;
(4)装置H盛有浓硫酸,浓硫酸可以吸收氨气和水,可以避免二氧化氮与氨气和水反应;
氨气极易溶于水,需要使用防止倒吸装置,而空的干燥管具有防止倒吸的作用,
故答案为:除去混合气体中的水蒸气和未反应的氨气; 防止倒吸;
(5)图示装置中的虚线框部分需要制取氧气和氨气,图2中碳酸氢铵加热分解生成氨气、二氧化碳和水,反应方程式为:NH4HCO3
NH3↑+CO2↑+H2O↑,还缺少氧气,联系过氧化钠与二氧化碳、水反应生成氧气的知识,试剂X为过氧化钠,反应的化学方程式为:2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2、2H2O+2Na2O2=4NaOH+O2
故答案为:2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2、2H2O+2Na2O2=4NaOH+O2
(6)铜在有NH3存在时能被空气中的O2氧化,生成Cu(NH342+,该离子反应为:2Cu+8NH3+O2+2H2O═2Cu(NH342++4OH-
故答案为:2Cu+8NH3+O2+2H2O═2Cu(NH342++4OH-
点评:本题考查了氨气制备及化学性质,题目难度中等,注意掌握氨气的制备原理及具有的化学性质,根据题干信息明确实验目的及反应原理为解答关键,试题有利于培养学生的分析、理解能力及化学实验能力.
练习册系列答案
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工业制氢气的一个重要反应是:CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)
(1)已知在25℃时:
①C(石墨)+
1
2
O2(g)=CO(g)△H1=-111kJ?mol-1
②C(石墨)+O2(g)=CO2(g)△H2=-394kJ?mol-1
③H2(g)+
1
2
O2(g)=H2O(g)△H3=-242kJ?mol-1
则反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)的反应热△H=
 

(2)现将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中进行反应,得到如下三组数据:
实验组温度℃起始量/mol平衡量/mol达到平衡状态所需时间/min
COH2OH2CO2
650421.61.65
900210.50.53
900abcdt
①对于反应CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g),下列说法正确的是
 

A.当容器中CO的含量保持不变时,说明该反应达到平衡状态
B.若混合气体的密度不再改变,说明该反应已达化学平衡状态
C.实验I中,反应达到平衡后,再通入4molCO和2molH2O,平衡正向移动,H2的体积分数增大
D.若使用催化剂,会改变反应的途径,但反应的焓变不变
②实验Ⅰ中,从反应开始到反应达到平衡时,CO的平均反应速率v(CO)=
 

③实验Ⅱ条件下反应的平衡常数K=
 
(保留小数点后二位);
若某温度T时,该反应的平衡常数为0.5,则T
 
900℃(填“>”或“<”)
④实验Ⅲ中,若平衡时,CO的转化率大于水蒸气,则a,b必须满足的关系是
 

⑤若在900℃时,实验Ⅱ反应达到平衡后,向此容器中再加入1molCO、0.5mol H2O、0.2mol CO2、0.5mol H2,则此时v(正)
 
v(逆)(填“>”或“<”),平衡向
 
方向移动(填“正反应”、“逆反应”或“不移动”)
⑥若仅改变温度,纵坐标y随T变化如图所示,则纵坐标y表示的是
 

A.CO2的百分含量   
B.混合气体的平均相对分子质量
C.CO的转化率
D.H2O的物质的量.

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