Question

【題目】某校學(xué)習(xí)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)用分子篩催化CH4還原NO2并檢驗(yàn)還原產(chǎn)物。回答下列問題：

（1）甲組同學(xué)設(shè)計(jì)用如圖所示裝置分別制備CH4和NO2。

①在加熱條件下，無水CH3 COONa與NaOH(CaO為催化劑)生成CH4和Na2CO3的化學(xué)方程式為___________。

②儀器a的名稱為__________，儀器a中的藥品是__________(填名稱)。__________(填“能”或“不能”)用鐵代替圓底燒瓶中的銅。

（2）乙組同學(xué)利用甲組制得的干燥氣體并利用下列裝置用CH4還原NO2

①C裝置的作用是______________(列舉2點(diǎn))。

②D裝置反應(yīng)管中盛放玻璃絲的目的是___________；CH4與NO2生成N2和CO2的化學(xué)方程式為_____________。

③E裝置中澄清石灰水未變渾濁，F裝置中澄清石灰水變渾濁，其原因可能是__________。

Answer 1

【答案】CH3COONa+NaOHCH4↑+Na2CO3 分液漏斗 濃硝酸 不能 混合CH4和NO2、調(diào)節(jié)CH4和NO2的比例（或控制反應(yīng)的速率） 防止氣體將催化劑吹入導(dǎo)管，造成堵塞 CH4+2NO2N2+CO2+2H2O E中二氧化碳過量，反應(yīng)生成了碳酸氫鈣

【解析】

(1)①根據(jù)在加熱條件下，無水CH3 COONa與NaOH(CaO為催化劑)生成CH4和Na2CO3書寫反應(yīng)的化學(xué)方程式；②根據(jù)裝置圖結(jié)合常見儀器的結(jié)構(gòu)解答；實(shí)驗(yàn)室可以使用濃硝酸與銅反應(yīng)制備二氧化氮，鐵在常溫下遇到濃硝酸發(fā)生鈍化，據(jù)此分析解答；

(2)①在C裝置中將CH4和NO2混合均勻，并可以通過氣泡的速度調(diào)節(jié)CH4和NO2的比例和反應(yīng)速率；②D裝置中氣體可能將催化劑吹入導(dǎo)管，造成堵塞；CH4與NO2生成N2和CO2，結(jié)合質(zhì)量守恒判斷其余生成物，再書寫反應(yīng)的化學(xué)方程式；③二氧化碳與澄清石灰水反應(yīng)生成碳酸鈣，若二氧化碳過量，生成的碳酸鈣被轉(zhuǎn)化為碳酸氫鈣而溶解，據(jù)此分析解答。

(1)①在加熱條件下，無水CH3 COONa與NaOH(CaO為催化劑)生成CH4和Na2CO3的化學(xué)方程式為CH3COONa+NaOHCH4↑+Na2CO3，故答案為：CH3COONa+NaOHCH4↑+Na2CO3；

②根據(jù)裝置圖，儀器a為分液漏斗，實(shí)驗(yàn)室可以使用濃硝酸與銅反應(yīng)制備二氧化氮，因此儀器a中的藥品為濃硝酸，鐵在常溫下遇到濃硝酸發(fā)生鈍化，不能用鐵代替圓底燒瓶中的銅，故答案為：分液漏斗；濃硝酸；不能；

(2)①在C裝置中將CH4和NO2混合均勻，并可以通過氣泡的速率調(diào)節(jié)CH4和NO2的比例，也可以控制反應(yīng)的速率，故答案為：混合CH4和NO2；調(diào)節(jié)CH4和NO2的比例(或控制反應(yīng)的速率)；

②D裝置反應(yīng)管中盛放玻璃絲可以防止氣體將催化劑吹入導(dǎo)管，造成堵塞；CH4與NO2生成N2和CO2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH4+2NO2N2+CO2+2H2O，故答案為：防止氣體將催化劑吹入導(dǎo)管，造成堵塞；CH4+2NO2N2+CO2+2H2O；

③二氧化碳與澄清石灰水反應(yīng)生成碳酸鈣，若二氧化碳過量，生成的碳酸鈣被轉(zhuǎn)化為碳酸氫鈣而溶解，因此可能造成E裝置中澄清石灰水未變渾濁，故答案為：E中二氧化碳過量，生成了碳酸氫鈣。