Question

2．NH₃和NO_x在催化剂作用下可转变为N₂和H₂O，这是目前硝酸厂尾气治理所普遍采用的一种方法，为了提高NO的转化率实际操作中用过量的氨气．某研究小组拟验证NO能被氨气还原并计算其转化率．（已知：浓硫酸在常温下不氧化NO气体）．

（1）装置③可以选的干燥剂为：b（选填序号，下同）；
a．浓硫酸    b．碱石灰    c．无水氯化钙
（2）若实验室只提供浓氨水和生石灰两种试剂，你会选择图2B或C装置来制取氨气；所选装置中盛放生石灰的仪器名称是锥形瓶．
（3）写出装置⑤中反应的化学方程式6NO+4NH₃$\frac{\underline{催化剂}}{△}$5N₂+6H₂O；该反应中的氧化剂是NO．
（4）实验室在用装置D制取较纯NO过程中，先在试管中加入2～3粒石灰石，注入适量稀硝酸，反应一段时间后，再塞上带有细铜丝的胶塞进行后续反应，加入石灰石的作用产生二氧化碳排尽装置中的空气，防止氧化NO．
（5）实验完成后，检验装置⑥中NH₄⁺的存在需要浓NaOH溶液和湿润的红色石蕊试纸．
（6）已知NO与FeSO₄溶液反应形成棕色可溶性的[Fe（NO）]SO₄，装置⑥中，没有将进气导管直接插入浓硫酸中，而是接了一小段玻璃管，小段玻璃管的作用是防倒吸；装置⑦的作用是除去NO和检验氨气是否除尽，若氨气未除尽观察到⑦中的实验现象是⑦中溶液变浑浊．
（7）化学是一门以实验为基础的科学，下列叙述正确的是③⑥（填写序号）．
①将0.2mol•L^-1FeCl₃溶液滴加到沸水中，然后继续加热并不断搅拌可制得氢氧化铁胶体．
②检验氧化铁中的氧化亚铁，先用硫酸溶液溶解，然后加入盐酸酸化的高锰酸钾溶液．
③用NaOH固体配制100g 10%的氢氧化钠溶液时，用到的玻璃仪器主要有玻璃棒、烧杯、量筒和胶头滴管．
④托盘天平、容量瓶、量筒、滴定管等定量仪器均标有0刻度线．
⑤除去CO₂中HCl，可将混合气体通过盛有饱和Na₂CO₃溶液的洗气瓶．
⑥纯净的氢气在氯气中安静地燃烧，产生苍白色火焰，瓶口伴有白雾．
⑦加入盐酸，产生能使澄清石灰水变浑浊的无色气体，则试样中一定有CO₃^2-．

Answer 1

分析 （1）装置③干燥氨气选择和氨气不反应、不能溶解氨气的干燥剂；
（2）浓氨水和生石灰两种试剂制备氨气，可以利用浓氨水滴入生石灰中溶解放热一水合氨分解生成氨气，也可以加热氨水生成氨气；装置C为锥形瓶；
（3）NO与氨气反应生成氮气和水；反应中NO中的N元素得电子化合价降低；
（4）利用稀硝酸和碳酸钙反应生成二氧化碳气体充满试管，避免生成的一氧化氮被空气中的氧气氧化；
（5）检验铵根离子用浓的氢氧化钠和湿润的红色石蕊试纸；
（6）防止倒吸；装置⑦是用来检验氨气是否除净的装置，若氨气有剩余，在溶液中会生成沉淀；
（7）①制备氢氧化铁胶体时，选用氯化铁饱和溶液，若氯化铁浓度过低，不利于氢氧化铁胶体的形成．不能用玻璃棒搅拌，防止胶体聚沉；
②盐酸能被酸性高锰酸钾溶液氧化；
③根据配制溶质质量分数一定的溶液的步骤推出需要的仪器；
④容量瓶没有0刻度线；
⑤CO₂、HCl都能和饱和Na₂CO₃溶液反应；
⑥纯净的氢气在氯气中安静地燃烧，产生苍白色火焰，瓶口伴有白雾，氯化氢遇水蒸气生成盐酸小液滴；
⑦加入盐酸，产生能使澄清石灰水变浑浊的无色气体，则试样中可能有CO₃^2-也可能含有碳酸氢根离子、亚硫酸根离子或亚硫酸氢根离子．

解答 解：（1）装置③干燥氨气选择和氨气不反应、不能溶解氨气的干燥剂；
a．浓硫酸和氨气反应，不能干燥氨气，故a不符合；
b．碱石灰是碱性干燥剂，可以干燥氨气，故b符合；
c．无水氯化钙会和氨气结合不能干燥氨气，故c不符合；
故答案为：b；
（2）浓氨水和生石灰两种试剂制备氨气，可以利用浓氨水滴入生石灰中溶解放热一水合氨分解生成氨气，也可以加热氨水生成氨气，反应的化学方程式为：NH₃•H₂O$\frac{\underline{\;CaO\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O或NH₃•H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O，则可以选择装置B或C，C装置中盛放生石灰的仪器名称是锥形瓶，
故答案为：B或C；锥形瓶；
（3）在加热和催化剂条件下，NO与氨气反应生成氮气和水，其反应的方程式为：6NO+4NH₃$\frac{\underline{催化剂}}{△}$5N₂+6H₂O；反应中NO中的N元素得电子化合价降低，则NO为氧化剂；
故答案为：6NO+4NH₃$\frac{\underline{催化剂}}{△}$5N₂+6H₂O；NO；
（4）利用稀硝酸和碳酸钙反应生成二氧化碳气体充满试管，把装置中的空气排净，可以避免生成的一氧化氮被空气中的氧气氧化；
故答案为：产生二氧化碳排尽装置中的空气，防止氧化NO；
（5）检验铵根离子先加浓的氢氧化钠，产生的氨气再用湿润的红色石蕊试纸检验；
故答案为：湿润的红色石蕊；
（6）装置⑥中，小段玻璃管的作用是防止氨气易溶于水发生倒吸现象；装置⑦是用来检验氨气是否除净的装置，硫酸亚铁和氨气反应生成白色沉淀氢氧化亚铁，若氨气未除净，⑦中溶液中会生成氢氧化亚铁沉淀，则溶液变浑浊；
故答案为：防倒吸；⑦中溶液变浑浊；
（7）①制备氢氧化铁胶体时，选用氯化铁饱和溶液，若氯化铁浓度过低，不利于氢氧化铁胶体的形成不能用玻璃棒搅拌，防止胶体聚沉，当溶液变为红褐色时应立即停止加热，如继续加热会导致胶体聚沉，故①错误；
②盐酸能被酸性高锰酸钾溶液氧化，产生干扰，应该稀硫酸酸化，故②错误；
③配制溶质质量分数一定的溶液的基本步骤：计算、称量、量取、溶解、装瓶存放，所以用NaOH固体配制100g 10%的氢氧化钠溶液时，用到的玻璃仪器主要有玻璃棒、烧杯、量筒和胶头滴管，玻璃棒搅拌、量筒量取浓溶液、烧杯稀释浓溶液，胶头滴管定容，故③正确；
④容量瓶没有0刻度线，故④错误；
⑤CO₂、HCl都能和饱和Na₂CO₃溶液反应，应该用饱和碳酸氢钠除去二氧化碳中的氯化氢，故⑤错误；
⑥纯净的氢气在氯气中安静地燃烧，产生苍白色火焰，瓶口伴有白雾，氯化氢遇水蒸气生成盐酸小液滴，故⑥正确；
⑦加入盐酸，产生能使澄清石灰水变浑浊的无色气体，则试样中可能有CO₃^2-也可能含有碳酸氢根离子、亚硫酸根离子或亚硫酸氢根离子，所以样品中不一定含有碳酸根离子，故⑦错误；
故选③⑥．

点评 本题考查了物质性质的实验验证和反应现象的判断应用，注意掌握常见气体的制备原理和方法以及常见物质的检验方法，题目难度中等，侧重于考查学生的实验探究能力和对基础知识的综合应用能力．