Question

利用如圖裝置探究氯氣和氨氣之間的反應。其中A、F分別為氨氣和氯氣的發生裝置，C為較純凈干燥的氯氣與氨氣反應的裝置。

請回答下列問題：
（1）裝置F中發生反應的離子方程式為                                 。
（2）裝置A中的燒瓶內固體宜選用           （選填以下選項的代號）
A．堿石灰     B．生石灰   C．二氧化硅    D．五氧化二磷   E．燒堿
（3）按A接B接C；F接E接D接C，請在各虛線框內畫上合適的裝置圖并注明所裝試劑名稱：

（4）在C中觀察到大量白煙，同時產生一種氣體單質，該反應的化學方程式為       ，反應中氧化劑與還原劑的物質的量比為             。設計一個實驗方案鑒定該固體是氯化銨（要求寫出操作、現象及結論）：                             。
（5）從裝置C的G處逸出的尾氣可能含有污染環境的氣體，如何處理：             

Answer 1

（15分）（1）MnO₂＋4H^＋＋2Cl^－Mn^2＋＋Cl₂↑＋2H₂O  （2分）（2）ABE （3分）
（3）（見右圖）（3分）
（4）3Cl₂＋8NH₃＝6NH₄Cl＋N₂；3∶2 （各2分）；取適量該白色固體與濃氫氧化鈉溶液共熱，產生能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍的無色氣體；另取適量該白色固體，溶于水后加入硝酸銀溶液，產生不溶于硝酸的白色沉淀  （2分）
（5）將尾氣通過一倒置的漏斗通入盛有NaOH溶液的燒杯中（1分）

解析試題分析：（1）F裝置是制備氯氣的，濃鹽酸和二氧化錳在加熱條件下反應生成氯化錳、氯氣和水，反應的離子方程式是MnO₂＋4H^＋＋2Cl^－Mn^2＋＋Cl₂↑＋2H₂O。
（2）裝置A是制備氨氣的，氨水中存在電離平衡NH₃·H₂ONH₄^＋＋OH^－，堿石灰、生石灰和燒堿溶于水放出熱量，且增大溶液中OH^－的濃度，促使平衡向逆反應方向移動 進而放出氨氣。二氧化硅不溶于水，五氧化二磷雖然溶于水時放熱，但溶液顯酸性，得不到氨氣。因此正確的答案選A、B、E。
（3）氨氣中混有水蒸氣，氨氣是堿性氣體，要除去水蒸氣只能用堿性物質；制取的氯氣中混有氯化氫氣體和水蒸氣，氯化氫極易溶于水，氯氣也能溶于水，所以不能用水除去氯化氫氣體；氯氣和水反應生成鹽酸和次氯酸，食鹽水中含有氯離子，能抑制氯氣的溶解，所以要想除去氯氣中的氯化氫應該選擇飽和食鹽水；水蒸氣常用濃硫酸除去，因此正確的連接是。
（4）在C中觀察到大量白煙，同時產生一種氣體單質，白煙應該是氯化銨，單質應該是氮氣。這說明氯氣和氨氣在常溫下混合就能發生反應生成氯化銨和氮氣，反應的化學方程式是8NH₃+3C1₂＝6NH₄C1+N₂；根據方程式可知，氮元素的化合價從－3價升高到0價，氯元素的化合價從0價降低到－1價，所以根據電子的得失守恒可知，反應中氧化劑與還原劑的物質的量比為3∶2；氯化銨中含有氯離子和銨根離子，氯離子用硝酸酸化的硝酸銀溶液檢驗；氨氣用紫色石蕊試紙檢驗；檢驗方法為：將固體在燒杯中溶解，用試管取少量溶液，然后滴加少量硝酸酸化的AgNO₃溶液，有白色沉淀產生，證明有C1^-；用試管取少量溶液，加入濃燒堿溶液，加熱，再將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口，紅色石蕊試紙變藍證明有NH₄⁺。
（5）氯氣屬于大氣污染物，需要尾氣處理，正確的的操作應該是將尾氣通過一倒置的漏斗通入盛有NaOH溶液的燒杯中。
考點：考查氯氣和氨氣的制備；氣體的凈化與尾氣處理；離子的檢驗以及氧化還原反應方程式的書寫和計算等