题目内容
【题目】NH3是重要的化工原料。
(1)工业生产硝酸的尾气中含有氮氧化物NOx(NO和NO2的混合物,假设不含N2O4),对生态环境和人类健康带来较大的威胁。工业上可用氨催化吸收法处理NOx,反应原理为:4x NH3 + 6NOx
(2 x + 3)N2 + 6x H2O
某化学兴趣小组模拟该处理过程的实验装置如下(夹持装置已略去):
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①装置A中发生反应的化学方程式为____________________。
②装置B中发生反应的化学方程式为____________________。
③装置D中碱石灰的作用是__________________________。
(2)按下图装置进行NH3性质实验。
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①先打开旋塞1,B瓶中的现象是_________________________________,稳定后,关闭旋塞1。
②再打开旋塞2,B瓶中的现象是_________________。
(3)下图是甲同学设计收集氨气的几种装置,其中可行的是________,集气的原理是________。
a.
b.
c.
d. ![]()
(4)为防止污染环境,以下装置(盛放的液体均为水)可用于吸收多余氨气的是________(填序号)。
①.
②.
③.
④. ![]()
【答案】2NH4Cl + Ca(OH)2
CaCl2+ 2NH3↑+ 2H2O 3Cu+8HNO3(稀)
3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 除去气体中含有的水蒸气 有大量白烟生成 烧杯中的液体进入B瓶中,溶液的颜色变为红色 d 利用氨气密度小于空气,采用短管进氨气,长管出空气,即可收集氨气 ②④
【解析】
(1)①A中氯化铵与氢氧化钙在加热条件下反应生成氨气、氯化钙和水;
②B中铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、NO和水;
③氨气为碱性气体,c中挥发的氨气含有水蒸气,进入E加热前应进行干燥,应选择碱性干燥剂;
(2)根据A、B容器压强以及A、B混合后压强相等以及氨气和氯化氢反应生成氯化铵分析;
②氨气、氯化氢为气体反应生成的氯化铵为固体,压强减小,氯化铵为强酸弱碱盐,溶液呈酸性,据此分析;
(3)收集气体的方法的选择可依据气体的密度和溶解性,如气体与氧气反应则只能用排水法收集;
(4)氨气极易溶于水,因此吸收氨气时要注意防止倒吸。
(1)①A中氯化铵与氢氧化钙在加热条件下反应生成氨气、氯化钙和水,反应的化学方程式为:2NH4Cl + Ca(OH)2
CaCl2+ 2NH3↑+ 2H2O;
②装置B中铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、NO和水,发生反应的化学方程式为3Cu+8HNO3(稀)
3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O;
③碱石灰为碱性干燥剂,氨气为碱性气体,所以可以用碱石灰干燥氨气,故答案为:除去气体中含有的水蒸气;
(2)A容器压强为150KPa,B容器压强100KPa,A容器压强大于B容器,先打开旋塞1,A容器中的氯化氢进入B容器,氨气和氯化氢反应,NH3+HCl=NH4Cl,生成氯化铵固体小颗粒,所以B瓶中的现象是出现白烟,
故答案为:有大量白烟生成;
②氨气、氯化氢为气体反应生成的氯化铵为固体,压强减小,再打开旋塞2,紫色的石蕊试液倒吸入B瓶中,氯化铵为强酸弱碱盐,溶液中铵根离子水解生成一水合氨和氢离子,水解方程式为:NH4++H2O
NH3H2O+H+,溶液呈酸性,所以紫色石蕊试液变红,
故答案为:烧瓶中的液体倒吸入B瓶,且紫色石蕊试液变红;
(3)收集气体可采用排空气法(密度、气体不能被氧气氧化等),也可采用排水法(不易溶于水),与其他性质无关,氨气密度小于空气,不与空气反应,氨气极易溶于水,故只能用向上排空气法收集;
答案选d;
集气的原理是利用氨气密度小于空气,采用短管进氨气,长管出空气,即可收集氨气;
(4)氨气极易溶于水,因此吸收氨气时要注意防止倒吸。①吸收不完全,③容易倒吸,所以答案是②④。