Question

如圖所示裝置是用于氣體制備、干燥、性質驗證、尾氣處理的部分儀器裝置（加熱及夾持固定裝置均已略去）．請根據下列要求回答問題．

（1）若燒瓶中盛裝Zn片，分液漏斗中盛裝稀H₂SO₄，則：
①當制備H₂、驗證H₂的還原性并檢驗H₂的氧化產物，儀器連接順序為：A→C→B→B→D時，兩次使用B裝置，其中所盛的藥品依次是

 

、

 

（寫化學式）；D裝置的作用是

 

．
②上述實驗中為了使H₂產生的速率不至于過快，在不改變現有藥品的條件下，可采取的方法有

 

、

 

．（要求：寫出的兩種方法原理不同）
（2）若燒瓶中盛裝Na₂O₂，分液漏斗中盛裝濃氨水，則：
①燒瓶內除了能產生O₂外，還能產生大量NH₃．能產生大量NH₃的原因是：
a

 

； b

 

； c

 

．
②用產生的氣體做氨的催化氧化實驗，各儀器裝置按氣流方向（從左到右）連接順序是：

 

→

 

→

 

→

 

（填正確序號的字母）此時在其中的一個裝置中可能會出現大量紅棕色氣體，該裝置是

 

（用字母表示）；用化學方程式解釋紅棕色氣體產生的原因：

 

、

 

．

Answer 1

考點：性質實驗方案的設計

專題：實驗設計題

分析：（1）①裝置A中產生的氫氣被濃硫酸干燥后通過盛有灼熱的氧化銅裝置B，由于氫氣具有還原性能將氧化銅還原為銅，通過盛有無水硫酸銅的裝置B驗證水的生成，最后連接裝置D是為了防止空氣中的水蒸氣進入盛有無水硫酸銅的裝置B中，影響氫氣的氧化產物水的檢驗；
②題意是可知氫氣的反應速率，根據影響反應速率的因素進行解答，如降低氫離子濃度、降低溫度等；
（2）①過氧化鈉能和水反應生成氫氧化鈉和氧氣，且該反應是放熱反應；濃氨水有揮發(fā)性，溫度越高揮發(fā)性越強，且氨水中存在電離平衡，氫氧根離子濃度增大，電離程度減��；過氧化鈉反應消耗水，溶劑減少溶解的氨氣減��；
②用產生的氣體做氨的催化氧化實驗，需要的裝置有產生氨氣、氧氣的裝置、干燥裝置、反應裝置、尾氣處理裝置，據此進行連接裝置；
裝置B中氨氣與氧氣發(fā)生反應生成一氧化氮氣體，一氧化氮與氧氣反應生成紅褐色的二氧化氮，據此寫出反應的化學方程式．

解答： 解：（1）①當儀器連接順序為A→C→B→B→D時，兩次使用B裝置，其中所盛的藥品依次是CuO、無水CuSO₄粉末，裝置A中產生的氫氣被濃硫酸干燥后通過灼熱的氧化銅，由于氫氣具有還原性能將氧化銅還原為銅，通過無水硫酸銅驗證水的生成；
D裝置裝有堿石灰，堿石灰的成分為氧化鈣和氫氧化鈉，能吸收水和二氧化碳，該實驗的目的為驗證氫氣的還原性并檢驗其氧化產物水，防止空氣中的水進入裝置，干擾水的檢驗，需用裝置D，
故答案為：CuO；CuSO₄； 防止空氣中的水進入裝置，干擾H₂氧化產物的檢驗；
②上述實驗中為了使H₂產生的速率不至于過快，在不改變現有藥品的條件下，可以通過控制分液漏斗的活塞，使稀H₂SO₄緩慢滴下，從而使產生氫氣的反應速率減��；也可以在燒瓶中進入少量水或將燒瓶放入冰水中或用冰毛巾捂著燒瓶或加入醋酸鈉固體，都能夠降低產生氫氣的反應速率，
故答案為：控制分液漏斗的活塞，使稀H₂SO₄緩慢滴下；加水（或將燒瓶放入冰水中或用冰毛巾捂著燒瓶或加入醋酸鈉固體等）；
（2）①過氧化鈉能和水反應生成氫氧化鈉和氧氣，該反應為放熱反應，降低了氨氣的溶解度，有利于氨氣的生成；過氧化鈉與水反應中消耗了水，水減少則溶解的氨氣減少；反應后的溶液中氫氧根離子濃度增大，抑制了氨水的電離，有利于氨氣的生成，
故答案為：Na₂O₂與水反應放熱，降低NH₃的溶解度（或使NH₃?H₂O發(fā)生分解）；Na₂O₂與水反應，耗水（或使水量減少），降低NH₃的溶解量；  Na₂O₂與水反應生成OH^-，c（OH^-）增大，抑制NH₃?H₂O的電離有利于NH₃的逸出；
②用產生的氣體做氨的催化氧化實驗，產生的氨氣的裝置為A，氨氣中含有水蒸氣，所以需要干燥裝置D；氨氣和氧氣的反應需要反應裝置B；反應后的氣體不能直接排空，需要尾氣處理裝置，以含有氮的氧化物，則用堿液來處理尾氣裝置E，所以裝置連接順序為：A→D→B→E；
裝置B中氨氣與氧氣在催化劑作用下加熱反應生成一氧化氮和水，一氧化氮與氧氣反應生成紅棕色的二氧化氮，所以出現紅棕色的裝置為B，反應的化學方程式為：4NH₃+5O₂

催化劑 .

△

4NO+6H₂O、2NO+O₂═2NO₂，
故答案為：A→D→B→E（或D）；B；4NH₃+5O₂

催化劑 .

△

4NO+6H₂O；2NO+O₂═2NO₂．

點評：本題考查了物質性質實驗方案的設計與評價，涉及了過氧化鈉的性質、合成氨的反應原理、氫氣的實驗室制法等知識，題目難度中等，正確理解反應原理為解答關鍵，試題充分考查了學生的分析、理解能力及化學實驗能力，是一道質量不錯的題目．