题目内容

实验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程如下,气体混合的装置如图甲所示,合成氨的装置如图乙所示,氨吸收和氨氧化的装置如图丙所示.

(1)已知实验室可用饱和亚硝酸钠(NaNO2)溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气.则制取氮气的装置为
 
(从图A、B、C中选择,下同),制取氢气的装置为
 
.
(2)甲装置的作用除了使气体充分混合外,还有①
 
、②
 
.
(3)乙装置发生反应的化学方程式为
 
.其中催化剂为Fe粉,它能否用Fe2O3代替?
 
.说明理由.
 
.
(4)丙装置吸收一段时间氨气后,再通入空气,同时将经加热的铂丝插入到锥形瓶内,可观察到:有红棕色气体和白烟生成,请用化学方程式说明催化氧化后,产生以上现象的原因:
 
;
 
,
 
.
考点:氨的制取和性质
专题:实验题
分析:(1)实验室可用饱和亚硝酸钠(NaNO2)溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气,是溶液与溶液反应,选择C装置;制取氢气不需要加热,应选用A装置;
(2)氮气和氢气通过甲装置,甲装置中的浓硫酸可以将氮气和氢气干燥,同时可以根据甲装置中冒气泡的速率来控制气体流量,混合气体;
(3)根据合成氨的反应特点分析;
(4)氨的催化氧化反应产物是一氧化氮和水,一氧化氮极易与空气中的氧气变为二氧化氮,二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮,硝酸会和氨水反应生成硝酸铵.
解答: 解:(1)实验室可用饱和亚硝酸钠(NaNO2)溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气,是溶液与溶液反应,应选择C装置,制取氢气不需要加热,应选用A装置;
故答案为:C;A;
(2)氮气和氢气通过甲装置,甲装置中的浓硫酸可以将氮气和氢气干燥,同时可以根据甲装置中冒气泡的速率来控制气体流量,混合气体,
故答案为:干燥气体;通过观察气泡控制气体比例和气流速度;
(3)合成氨的化学方程式为:N2+3H2
  催化剂  
.
高温高压
2NH3,H2能还原Fe2O3成Fe,照样起到催化作用,故答案为:N2+3H2
  催化剂  
.
高温高压
2NH3;能;因为H2能还原Fe2O3成Fe;
(4)氨的催化氧化反应产物是一氧化氮和水,一氧化氮极易与空气中的氧气变为二氧化氮,二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮,硝酸会和氨水反应生成硝酸铵(白烟),涉及的反应为2NO+O2=2NO2、3NO2+H2O=2HNO3+NO、HNO3+NH3=NH4NO3,故答案为:2NO+O2=2NO2;3NO2+H2O=2HNO3+NO、HNO3+NH3=NH4NO3.
点评:本题是一道关于氨气的综合题目,解答时需理清相关物质与氨气反应的原理,难度中等.
练习册系列答案
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某校化学研究性学习小组的同学在学习了氨的性质讨论:运用类比的思想,既然氨气具有还原性,能否像H2那样还原CuO呢?他们设计实验制取氨气并探究上述问题.请你参与该小组的活动并完成下列研究:
(一)制取氨气
(1)写出实验制取氨气的化学方程式
 

(2)在实验室中,还可以用浓氨水与
 
(填写一种试剂)快速制取少量氨气;
(二)该小组中某同学设计了下列所示的实验装置(夹持及尾气入理装置未画出),探究氨气的还原性:
(1)该装置在设计上有一定缺陷,为保证实验结果的准确性,对该装置的改进措施是
 

(2)利用改进后的装置进行实验,观察到CuO变为红色物质,无水CuSO4变蓝色,同时生成一种无污染的气体.写出氨气与CuO反应的化学方程式
 

(三)问题讨论
(1)有同学认为:NH3与CuO反应生成的红色物质中可能含有Cu2O.已知:Cu2O是种碱性氧化物;在酸性溶液中,Cu+的稳定性比Cu2+差
(Cu+ 
H+
Cu+Cu2+).请你设计一个简单的实验检验该红色物质中是否含有Cu2O.
 
;
(2)在解决了问题(1)后,又有同学提出:Cu2O与CuO的热稳定性哪个更强?于是他们进行了如下实验:取98g Cu(OH)2固体,加热至80℃~100℃时,得到黑色固体粉末,继续加热到1000℃以上,黑色粉末全部变为红色粉末A.冷却后称量,A的质量为72g.据此可推得,A的化学式为
 
.由此,得到的结论是
 
.

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