Question

圖Ⅰ是實驗室中常用于制備和干燥氣體的裝置：
（1）甲同學用圖Ⅰ裝置、銅和濃硝酸制備并收集干燥的NO₂氣體：
①B中反應的化學方程式

 

．
②收集NO₂氣體的方法

 

；
③將收集滿NO₂的燒瓶密封浸入冰水中，燒瓶內氣體顏色變淺，則下列反應：2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H 中的△H

 

0（填“＞”或“＜”）
（2）乙同學用圖Ⅰ裝置制取NH₃和O₂的混合氣體，用圖Ⅱ裝置驗證氨的某些性質，往A中加入濃氨水，B中加入Na₂O₂固體，C中加入堿石灰，D內放置催化劑（鉑石棉），按氣流方向a→b→c→h連接各儀器：
①實驗中觀察到D內有紅棕色氣體出現，證明氨氣具有

 

（填“氧化性”或“還原性”）．
②D中反應的化學方程式為

 

、

 

．
③為防止NO₂污染環境，E裝置中裝的試劑可以是

 

．

Answer 1

分析：（1）銅和濃硝酸制備并收集干燥的NO₂氣體，發生反應生成硝酸銅二氧化氮和水，二氧化氮氣體易與水反應，比空氣重，可以用向上排空氣法收集；2NO₂（g）?N₂O₄（g）中二氧化氮是紅棕色氣體，四氧化二氮氣體為無色，收集滿NO₂的燒瓶密封浸入冰水中，燒瓶內氣體顏色變淺，說明溫度降低平衡正向進行，正反應為放熱反應；
（2）用圖Ⅰ裝置制取NH₃和O₂的混合氣體，用圖Ⅱ裝置驗證氨的某些性質，往A中加入濃氨水，B中加入Na₂O₂固體，反應產生氨氣，C中加入堿石灰干燥氨氣，D內放置催化劑（鉑石棉）使氨氣被氧氣氧化為一氧化氮，一氧化氮遇氧氣生成二氧化氮，二氧化氮是污染性氣體不能排放到大氣，應進行尾氣吸收，通入氫氧化鈉溶液中吸收．

解答：解：（1）圖Ⅰ裝置、銅和濃硝酸制備并收集干燥的NO₂氣體，銅和濃硝酸反應生成硝酸銅、二氧化氮、水，反應的化學方程式Cu+4HNO₃═Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O  用干燥劑干燥后的二氧化氮氣體易與水反應且比空氣重，所以收集用向上排氣法；二氧化氮氣體中存在平衡2NO₂（g）?N₂O₄（g），放入冰水中顏色變淺說明平衡向生成四氧化二氮氣體的方向移動，所以此方向為放熱反應，△H＜0；故答案為：①Cu+4HNO₃═Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O； ②向上排氣法； ③＜；
（2）裝置Ⅰ制備制取干燥的NH₃和O₂的混合氣體，通入裝置Ⅱ在D處發生催化氧化反應，4NH₃+5O₂

催化劑 .

△

4NO+6H₂O，在此反應中氨氣被氧化做還原劑，具有還原性；生成的一氧化氮氣體與氧氣反應生成紅棕色二氧化氮氣體 2NO+O₂=2NO₂，裝置E是吸收尾氣防止污染空氣，一般用強堿溶液吸收；故答案為：①還原性  ②4NH₃+5O₂═4NO+6H₂O  2NO+O₂═2NO₂；③NaOH溶液．

點評：本題考查了實驗室制氨氣、制二氧化氮氣體的原理，主要考查氨氣、一氧化氮、二氧化氮的化學性質應用，同時還考查了實驗制備的基本操作．