Question

8．某实验小组设计了下列装置进行氨气的催化氧化实验．

完成下列填空：
（1）常温下，氨水的浓度为1：1.5（28%的浓氨水和水的体积比）时实验现象明显，配制该浓度氨水的玻璃仪器有量筒、烧杯、玻璃棒．
（2）本实验用的干燥剂是碱石灰和无水氯化钙．则甲处是碱石灰．
（3）实验时，先将催化剂加热至红热，在不断鼓入空气的情况下发生反应；化学方程式为4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H₂O．
（4）实验时发现：如果缺少乙处的干燥管，将反应后的气体直接通入烧瓶，则烧瓶中产生红棕色气体和进而产生白烟．其原因可用化学方程式表示（空格可不填满）为：4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃、2NO+O₂=2NO₂和3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO、NH₃+HNO₃=NH₄NO₃．
（5）已知NH₃和N₂常压下的沸点分别为：-33.5℃和-195.8℃，据此推测这两种物质中，能做制冷剂的是NH₃（填分子式）．

Answer 1

分析 （1）氨水的浓度为1：1.5，是体积比浓度，可以量取溶液体积混合得到，依据溶液配制的过程和步骤分析判断需要的玻璃仪器；
（2）甲处是干燥氨气需要用碱石灰，乙处是干燥一氧化氮气体用氯化钙；氨气不能用氯化钙干燥；
（3）氨气的催化氧化生成一氧化氮和水，反应是放热反应； 
（4）缺少乙处的干燥管，将反应后的气体直接通入烧瓶，则烧瓶中产生白烟．是因为氮氧化物和空气混合通入水中反应生成硝酸和过量氨气生成硝酸铵固体小颗粒；
（5）沸点低的易气化吸收热量，可以做制冷剂，冷冻物质沸点高的液化后可以做冷冻物质的物质．

解答 解：（1）氨水的浓度为1：1.5，是体积比浓度，可以量取溶液体积混合得到，利用量筒量取氨水和水在烧杯中混合后，用玻璃棒搅拌得到配制的溶液；
故答案为：量筒、烧杯、玻璃棒；
（2）甲处是干燥氨气需要用碱石灰，防止水蒸气进入玻璃管炸裂玻璃管，乙处是干燥一氧化氮气体用氯化钙，不吸收后再后续装置会生成白烟；氨气不能用氯化钙干燥；甲处：碱石灰；乙处：无水氯化钙；
故答案为：碱石灰；
（3）实验时，先将催化剂加热至红热，在不断鼓入空气的情况下，熄灭酒精灯，反应仍能继续进行，反应是放热反应，发生的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$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H₂O
故答案为：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H₂O；
（4）如果缺少乙处的干燥管，将反应后的气体直接通入烧瓶，则烧瓶中产生白烟，氨气被氧化生成一氧化氮，一氧化氮和空气中的氧气反应生成二氧化氮，通入水中反应生成硝酸，硝酸和过量的氨气反应生成硝酸铵固体小颗粒，冒白烟；反应的很幸福陈楚生为：4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃，或2NO+O₂=2NO₂和3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO或4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃；NH₃+HNO₃=NH₄NO₃
故答案为：4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃；2NO+O₂=2NO₂和3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO或4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃；NH₃+HNO₃=NH₄NO₃；
（5）沸点低的易气化吸收热量，可以做制冷剂，冷冻物质沸点高的液化后可以做冷冻物质的物质，已知NH₃和N₂常压下的沸点分别为：-33.5℃和-195.8℃，据此推测这两种物质中，能做制冷剂的是氨气；能用来冷冻物质的是氮气，
故答案为：NH₃．

点评 本题考查了氨气实验室制备，性质验证方法，氨气的催化氧化反应，气体干燥试剂选择，产物吸收，过程反应化学方程式的书写，题目难度中等．