Question

某課外活動小組利用下圖裝置進行氨的催化氧化實驗．圖中鐵架臺等裝置已略去．氣唧是一種可用手擠壓向體系連續鼓入空氣的橡皮球．請填寫下列空白：

（1）實驗時，先加熱乙裝置玻璃管中的銅絲，約1分鐘后用氣唧鼓入空氣，此時銅絲即呈紅熱狀態．若把乙裝置中酒精燈撤走，控制好鼓氣速度，銅絲能長時間保持紅熱狀態直到實驗結束．
①銅絲能長時間保持紅熱，說明氨的催化氧化反應是

 

反應（填“放熱”或“吸熱”），相應的化學反應方程式為

 

．
②丙中的實驗現象是

 

，丁中的現象是

 

．
③本實驗成功的關鍵就是控制好鼓氣速度，若鼓氣速度過快則會因氣流過大，帶走過多熱量，難以保證反應所需溫度，導致反應停止；若鼓氣速度過慢則會

 

；定量控制鼓氣速度的簡便方法是

 

．
（2）實際利用本裝置進行實驗過程中，丙中經常出現白煙，其化學式為

 

，為避免白煙的出現，可對該裝置進行的改進措施是

 

．

Answer 1

分析：（1）①銅絲能長時間保持紅熱，說明氨的催化氧化反應是放熱反應；氨氣與氧氣反應生成一氧化氮和水；
②NO遇到氧氣變紅棕色；二氧化氮溶于水生成硝酸；
③若鼓氣速度過慢，氨的催化氧化反應放熱太少，達不到反應所需溫度反應停止；根據甲中單位時間內的氣泡數來控制氣流；
（3）多余的氨氣與二氧化氮及水蒸氣反應生成NH₄NO₃，使氨氣與二氧化氮干燥，可避免白煙的出現；

解答：解：（1）①銅絲能長時間保持紅熱，說明氨的催化氧化反應是放熱反應，反應放出的熱量給銅絲持續加熱；氨氣與氧氣反應生成一氧化氮和水，其反應方程式為：4NH₃+5O₂

催化劑 .

△

4NO+6H₂O；故答案為：放熱；4NH₃+5O₂

催化劑 .

△

4NO+6H₂O；
②丙中的NO遇到氧氣生成紅棕色的二氧化氮；丁中二氧化氮溶于水生成硝酸，硝酸使紫色石蕊試液變紅，故答案為：出現紅棕色氣體；紫色石蕊試液變紅；
③若鼓氣速度過慢，氨的催化氧化反應放熱太少，達不到反應所需溫度反應停止；甲中單位時間內的氣泡數越多，氣流速度越大；
故答案為：因氣流太小，反應放熱太少，達不到反應所需溫度，導致反應逐漸停止；控制好甲中單位時間內的氣泡數；
（3）在丙中二氧化氮與水蒸氣反應生成硝酸，硝酸再與剩余的氨氣反應NH₄NO₃，使氨氣與二氧化氮干燥，可避免白煙的出現；
故答案為：NH₄NO₃；在乙、丙兩裝置之間加裝一個裝有堿石灰的干燥管．

點評：本題考查了氨的催化氧化實驗，同時涉及了一氧化氮、二氧化氮及硝酸的性質，題目難度中等．