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。某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室中對(duì)NH3與NO2反應(yīng)進(jìn)行了探究。回答下列問(wèn)題：

（1）氨氣的制備

①氨氣的發(fā)生裝置中反應(yīng)的化學(xué)方程式為__。裝置C的儀器名稱__。

②欲收集一瓶干燥的氨氣，選擇上圖中的裝置，其接口連接順序?yàn)?/span>a→__(按氣流方向，用小寫字母表示)。

（2）氨氣與二氧化氮的反應(yīng)

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(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

操作步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	解釋原因
打開K1，推動(dòng)注射器活塞，使X中的氣體緩慢充入Y管中	①Y管中__	②反應(yīng)的化學(xué)方程式___
將注射器活塞退回原處并固定，待裝置恢復(fù)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】 干燥管 d→c→f→e→i(或d→c→f→e→d→c→i) 紅棕色氣體逐漸變淺 Z中的NaOH溶液產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象 反應(yīng)氣體經(jīng)冷卻后氣體分子數(shù)減少，Y管中壓強(qiáng)小于外壓

【解析】

（1）①實(shí)驗(yàn)室用加熱固體氯化銨和氫氧化鈣的方法制備氨氣，依據(jù)反應(yīng)物狀態(tài)和條件選擇發(fā)生裝置；根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置圖識(shí)別儀器名稱；

②氣體制備一般順序?yàn)椋喊l(fā)生裝置→凈化裝置→收集裝置→尾氣處理裝置，結(jié)合氨氣為堿性氣體、密度小于空氣密度、極易溶于水的性質(zhì)解答；

（2）打開K1，推動(dòng)注射器活塞，使X中的氣體緩慢充入Y管中，則氨氣與二氧化氮發(fā)生歸中反應(yīng)生成無(wú)色氮?dú)猓�所以看到現(xiàn)象為：紅棕色變淺；依據(jù)8NH3+6NO2=7N2+12H2O以及氣態(tài)水凝聚判斷反應(yīng)后氣體分子數(shù)減少?gòu)亩�判斷打開K2發(fā)生的現(xiàn)象。

（1）①實(shí)驗(yàn)室用加熱固體氯化銨和氫氧化鈣的方法制備氨氣，反應(yīng)物狀態(tài)為固體與固體，反應(yīng)條件為加熱，所以選擇A為發(fā)生裝置，反應(yīng)方程式：；儀器C的名稱為干燥管；

②實(shí)驗(yàn)室用加熱固體氯化銨和氫氧化鈣的方法制備氨氣，制備的氣體中含有水蒸氣，氨氣為堿性氣體，應(yīng)選擇盛有堿石灰干燥管干燥氣體，氨氣極易溶于水，密度小于空氣密度，所以應(yīng)選擇向下排空氣法收集氣體，氨氣極易溶于水，尾氣可以用水吸收，注意防止倒吸的發(fā)生，所以正確的連接順序?yàn)椋?/span>a→d→c→f→e→i(或a→d→c→f→e→d→c→i)；

（2）打開K1，推動(dòng)注射器活塞，使X中的氣體緩慢充入Y管中，則氨氣與二氧化氮發(fā)生歸中反應(yīng)生成無(wú)色氮?dú)猓�所以看到現(xiàn)象為：紅棕色氣體慢慢變淺；NH3中N元素處于最低價(jià)，NO2中N元素處于較高價(jià)態(tài)，二者能夠發(fā)生歸中反應(yīng)生成N2，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒以及原子守恒可知化學(xué)反應(yīng)方程式為：；裝置恢復(fù)至室溫后，根據(jù)氣態(tài)水凝聚可判斷反應(yīng)后氣體分子數(shù)減少，裝置內(nèi)壓強(qiáng)降低，所以打開K2在大氣壓的作用下發(fā)生倒吸，故答案為：紅棕色氣體慢慢變淺；；Z中NaOH溶液產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象；反應(yīng)氣體經(jīng)冷卻后氣體分子數(shù)減少，Y管中壓強(qiáng)小于外壓。