Question

【題目】甲、乙兩化學活動小組對中學化學教材中“氨的催化氧化”進行了實驗探究。

(1)甲小組設計了如圖l所示的實驗裝置（固定裝置已略去）。

①若裝置A中使用的藥品是NH4HCO3固體，則A需要的儀器有試管、導管、橡膠塞和_____（填選項序號）。

a．錐形瓶 b．酒精燈 c．燒瓶 d．蒸發皿

②裝置B的作用是______________；裝置D的作用是____________。

③裝置C中發生反應的化學方程式為_________________。

④若A、B中藥品足量，則可以觀察到裝置F中的實驗現象是_______________。

⑤該裝置存在的主要缺陷是____________________。

(2)乙小組認為可將甲小組的裝置中A、B部分換成如圖2所示裝置（其余部分相同）進行實驗。

①燒瓶中加入的是過氧化鈉固體，則分液漏斗中加入的最佳試劑是______，U型管中加入試劑是______。

②實驗室制備氨氣的化學反應方程式是________________。

Answer 1

【答案】b與水和二氧化碳反應，產生C中所需的反應物氧氣防止E中液體倒吸4NH3+5O2===4NO+6H2O銅片逐漸溶解，表面有氣泡產生，溶液逐漸變藍，液面上方氣體逐漸變紅棕色F中液體可能會倒吸，尾氣產生的NO2會污染環境濃氨水堿石灰（或氫氧化鈉、氯化鈣）2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2NH3↑+2H2O

【解析】4NH3+5O24NO+6H2O，進行氨的催化氧化實驗，需氨氣和氧氣，氨氣用碳酸氫銨制備，氧氣用二氧化碳與過氧化鈉反應制備，氨氣和氧氣催化氧化需用鉑粉作催化劑，一氧化氮二氧化氮都是空氣污染物，所以需進行尾氣吸收；
(1)①若A中使用的藥品是NH4HCO3固體，加熱NH4HCO3固體需要酒精燈，故答案為b；
②裝置B中盛放過氧化鈉，碳酸氫銨，受熱分解生成NH3、CO2和H2O，過氧化鈉和水反應2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，該反應能提供氧氣，二氧化碳與過氧化鈉，2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2，該反應也能提供氧氣，所以裝置B的作用是與水和二氧化碳反應，產生C中所需的反應物氧氣，裝置D作用是防止E中液體倒吸；
③NH3與過量O2在催化劑、加熱條件下發生反應生成一氧化氮和水，反應方程為：4NH3+5O24NO+6H2O；
④若A、B中藥品足量，則進入裝置F中的氣體為一氧化氮、氧氣的混合氣體，4NO+3O2+2H2O=4HNO3，硝酸能將銅氧化，反應現象為：銅片逐漸溶解，表面有氣泡產生，溶液逐漸變藍，液面上方氣體逐漸變紅棕色；
⑤該裝置存在的主要缺陷是，F中液體因為壓強變化的關系可能會倒吸，一氧化氮以及生成的二氧化氮均有毒，應加一個尾氣吸收裝置；
(2)①A裝置提供二氧化碳、水蒸氣、氨氣，裝置B為干燥氨氣，所以當有過氧化鈉存在時需用濃氨水，省略了將二氧化碳、水蒸氣轉化成氧氣，氨氣為堿性氣體，干燥氨氣的物質應為堿性或中性需選用堿石灰(或氫氧化鈉、氧化鈣)；
②實驗室利用氯化銨和硝石灰混合加熱制備氨氣，發生反應的化學反應方程式是2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2NH3↑+2H2O。