Question

如图为从反面看到的某套实验装置示意图，无法看到实验说明，加热装置已经省略．

甲同学认为此套装置用于合成物质X，E处冰水冷却的U型管中有固体X出现；乙同学认为此套装置用于合成物质Y，E处冰水冷却的U型管中有红棕色气体Y生成，并且越接近U型管底部颜色越浅．对于A处，甲认为有加热装置，乙认为没有．
（1）事实上此装置所附实验说明符合甲同学的推断，那么X的化学式是

 

，C装置中盛放的液体药品是

 

．
（2）甲同学方案中为了提高A装置产物的转化率，可以增大B装置产物的通入量．要知道A、B两个装置产物的通入量哪个大，可通过观察

 

得知．
（3）若要用上述装置完成乙同学所认为的实验，C处所起作用与合成X时所起作用一致，那么C处的广口瓶应改为

 

，所装药品为

 

．
（4）写出乙同学认为的D装置中发生反应的化学方程式

 

．为什么此时U型管中的红棕色气体越接近管底颜色越浅？

 

．

Answer 1

考点：实验装置综合

专题：实验设计题

分析：甲：依据所给的实验装置图，可以初步推测该装置是用于合成SO₃的装置，A是制取SO₂的装置，在A中利用Na₂SO₃与H₂SO₄反应制取SO₂；B是制取O₂的装置，利用氯酸钾分解制取；在装置C中装有浓硫酸，其作用是一干燥气体；二是通过观察气泡来混合气体；
乙：依据所给的实验装置图，可以初步推测该装置是用于合成氨气的装置，A装置用于制取氨气，B装置用于制取O₂，在C装置中干燥并混合气体，在D中发生反应氨气的催化氧化，在E中发生反应2NO+O₂=2NO₂得到红棕色的NO₂，据此解答各小题即可．

解答： 解：（1）甲：依据所给的实验装置图，可以初步推测该装置是用于合成SO₃的装置，A是制取SO₂的装置，在A中利用Na₂SO₃与H₂SO₄反应制取SO₂；B是制取O₂的装置，利用氯酸钾分解制取；在装置C中装有浓硫酸，其作用是一干燥气体；二是通过观察气泡来混合气体；依据分析可知：X是SO₃，在C中盛放的是浓硫酸，故答案为：SO₃；浓硫酸；
（2）反应2SO₂+O₂

催化剂

△

2SO₃是可逆反应，为了提高SO₂的转化率，可以通过增大O₂的浓度的方法来实现．欲知A、B两装置中产物在D中的通入量，可通过观察C装置中两导管口气泡的逸出速率得知，故答案为：C中两导管口气泡的逸出速率；
（3）依据所给的实验装置图，可以初步推测该装置是用于合成氨气的装置，A装置用于制取氨气，B装置用于制取O₂，在C装置中干燥并混合气体，在D中发生反应氨气的催化氧化，在E中发生反应2NO+O₂=2NO₂得到红棕色的NO₂；由于氨气是碱性气体，所以若要用上述装置完成乙同学所认为的实验，且C处所起作用与合成X时所起作用基本一致，那么C处的广口瓶应改为U形管或干燥管；所装药品为碱性干燥剂如碱石灰，故答案为：U形管或干燥管；碱石灰；
（4）铂铑合金网作催化剂是氨气催化氧化的催化剂，则A装置用于制取氨气，反应的方程式为Ca（OH）₂+2NH₄Cl

△   .

2NH₃↑+2H₂O+CaCl₂，B装置用于制取O₂，反应的方程式为2KClO₃

△   .

2KCl+3O₂↑．在C装置中干燥并混合气体，在D中发生反应为4NH₃+5O₂

催化剂

△

4NO+6H₂O，在E中发生反应2NO+O₂=2NO₂得到红棕色的NO₂，2NO₂?N₂O₄，此反应为放热反应，故温度越高，颜色越浅，
故答案为：4NH₃+5O₂

催化剂

△

4NO+6H₂O；2NO₂?N₂O₄，此反应为放热反应，故温度越高，颜色越浅．

点评：本题考查性质实验方案的设计及化学实验方案的评价，为高频考点，涉及考查合成SO₃、NO的原料气的制取、混合、干燥、合成、注意事项等实验操作和反应原理等知识，侧重物质性质及实验技能的考查，注意分析实验装置图的作用及发生的化学反应，题目难度较大．