Question

【題目】氮的氧化物(NOx)是大氣污染物之一，工業(yè)上在一定溫度和催化劑條件下用NH3將NOx還原生成N2。玉溪一中化學興趣小組在實驗室中對NH3與NO2反應進行了探究。回答下列問題：

（1）氨氣的制備

①氨氣的發(fā)生裝置可以選擇上圖中的________，反應的化學方程式為____________________。

②欲收集一瓶干燥的氨氣，選擇上圖中的裝置,其連接順序為:發(fā)生裝置→_____________(按氣流方向，用小寫字母表示)。

（2）氨氣與二氧化氮的反應

將上述收集到的NH3充入注射器X中,硬質(zhì)玻璃管Y中加入少量催化劑，充入NO2(兩端用夾子K1、K2夾好)。在一定溫度下按圖示裝置進行實驗。

操作步驟	實驗現(xiàn)象	解釋原因
打開K1，推動注射器活塞，使X中的氣體緩慢通入Y管中	①Y管中____________	②反應的化學方程式______，該反應中被氧化和被還原的氮元素的質(zhì)量比是____________
將注射器活塞退回原處并固定，待裝置恢復到室溫	Y管中有少量水珠	生成的氣態(tài)水凝聚
打開K2	③____________	④______________

Answer 1

【答案】 A 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O (或B NH3·H2ONH3↑+H2O) d→c→f→e→i 紅棕色慢慢變淺 8NH3+6NO27N2+12H2O 4:3 Z中NaOH溶液產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象 反應后氣體分子數(shù)減少,裝置中壓強減小

【解析】（1）①由于制取氨氣可以用2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O,故可以選A裝置或利用NH3·H2ONH3↑+H2O制取NH3，故也可以選B裝置；正確答案：A ，2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O ；或B，NH3·H2ONH3↑+H2O。

②生成的NH3中混有水蒸氣，且氨氣是堿性氣體，可用堿石灰干燥，用向下排空氣法收集，在收集裝置后，需用防倒吸的尾氣處理裝置；正確的連接順序為d→c→f→e→i ；正確答案：d→c→f→e→i。

（2）①氨氣與二氧化氮發(fā)生反應，消耗了二氧化氮，使Y管內(nèi)紅棕色顏色變淺；正確答案：紅棕色慢慢變淺。

②二氧化氮具有強氧化性，氨氣具有還原性，二氧化氮中氮元素由+4價降至0價，氨氣中氮元素由-3價生成0價，生成氮氣，故化學方程式為：8NH3+6NO27N2+12H2O；該反應中被氧化和被還原的氮元素的物質(zhì)的量之比為8：6，質(zhì)量比是8×14:6×14=4:3；正確答案：8NH3+6NO27N2+12H2O；4:3。

③由于反應前后氣體體積減小，Y管中壓強小于外壓，水倒吸入Y管中；正確答案： Z中NaOH溶液產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象。

④由于該反應是氣體體積減少的反應，裝置內(nèi)壓強降低，在大氣壓的作用下發(fā)生倒吸；正確答案：反應后氣體分子數(shù)減少,裝置中壓強減小。