Question

某班学生在老师指导下探究氮的化合物的某些性质．
（1）同学甲在实验室利用下列装置如图1制取氨气和氧气的混合气体，并完成氨的催化氧化．
A中加入浓氨水，D中加入碱石灰，E内放置催化剂（铂石棉），请回答：
①仪器B的名称：

 

．B内只需加入一种固体试剂，该试剂的名称为

 

，B中能产生氨气和氧气混合气体的原因（结合化学方程式回答）

 

②按气流方向连接各仪器

 

（填接口字母）
（2）同学乙拟用甲同学生成的混合气体X（NO及过量的NH₃），验证NO能被氨气还原并测算其转化率（忽略装置内空气的影响）．装置如图2：

①装置C的作用可能是

 

②若进入装置A的NO共268.8mL（已折算为标准状况，下同），氨气过量，最后收集到标准状况下190.4mLN₂，则NO的转化率为

 

（3）N₂O₃是一种新型硝化剂．一定温度下，在恒容密闭容器中N₂O₃可发生下列反应：2N₂O₃+O₂?4NO₂（g）；△H＞0，下表为反应在某温度下的部分实验数据

t/s	0	500	1000
c（N2O3）/mol?L-1	5.00	3.52	2.48

计算在t=500s时，NO₂的反应速率为

 

．

Answer 1

考点：性质实验方案的设计

专题：实验设计题

分析：（1）①根据装置图分析；过氧化钠与H₂O反应生成氢氧化钠和氧气，同时放出大量热，温度升高使浓氨水中氨的溶解度减小而逸出；氢氧化钠电离出的OH^-增大了氨水中OH^-浓度，促使氨水电离平衡左移，导致氨气放出；   
②产生的气体做氨的催化氧化实验，还需要的装置有干燥装置、反应装置、尾气处理装置；
（2）硫酸亚铁吸收NO，Fe²⁺+NO=Fe（NO）²⁺生成配合物；根据反应6NO+4NH₃═5N₂+6H₂O计算NO的转化率；
（3）根据反应速率v=

△c

△t

来计算．

解答： 解：（1）①由图可知B仪器是圆底烧瓶；过氧化钠与H₂O反应生成氢氧化钠和氧气，同时放出大量热，温度升高使浓氨水中氨的溶解度减小而逸出；氢氧化钠电离出的OH^-增大了氨水中OH^-浓度，促使氨水电离平衡左移，导致氨气放出；故答案为：圆底烧瓶；过氧化钠；2Na₂O₂+2NH₃?H₂O=4NaOH+O₂↑+2NH₃↑过氧化钠与氨水反应消耗水，增大了氨水浓度；过氧化钠与水反应生成氧气，反应放热减小了氨气的溶解度；过氧化钠与水反应生成NaOH，电离出OH^-，使NH₃?H₂O的电离平衡逆向移动；
②用B发生制取氨气和氧气，用产生的气体做氨的催化氧化实验，产生的氨气中含有水蒸气，所以需要干燥装置，则应选择装置D；氨气和氧气的反应需要反应装置，需要装置E；反应后的气体不能直接排空，需要尾气处理装置，因含有氮的氧化物、没反应的氨气等，则用碱液来处理尾气，则选择装置C，所以装置连接顺序为a c d e f b，
故答案为：a c d e f b；
（2）一氧化氮与二价铁形成配位键，溶液中淡绿色的二价铁变成棕色的一氧化氮配合物，反应为FeSO₄+NO=Fe（NO）SO₄，根据反应6NO+4NH₃═5N₂+6H₂O计算，在一定条件下气体的体积之比等于物质的量之比，
         6NO+4NH₃═5N₂+6H₂O
         6mol      5mol
         V       190.4mL
V=

190.4mL×6mol

5mol

，则NO的转化率为

190.4×6

268.8×5

×100%=85%，
故答案为：吸收未反应的NO；85%；
（3）500s内N₂O₃的浓度变化量为1.48mol?L^-1，故NO₂的浓度变化量为2.96mol?L^-1，据v=

△c

△t

=

2.96mol/l

500s

=0.00592mol?L^-1?s^-1，故答案为：0.00592mol?L^-1?s^-1．

点评：本题考查了氨气和氧气的制备、氮及其化合物的性质、一氧化氮和氨气的反应的计算等知识，依据相关知识结合装置图进行分析解答是答题的关键，题目较为综合，具有一定难度．