Question

11．某小組同學欲探究NH₃的催化氧化反應，按圖1所示裝置進行實驗．A、B裝置可選用的藥品：濃氨水、H₂O₂溶液、蒸餾水、NaOH固體、MnO₂．
（1）NH₃催化氧化的化學方程式是4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O．
（2）甲、乙兩同學分別按圖1所示裝置進行實驗．一段時間后，裝置G中溶液都變成藍色．
①甲觀察到裝置F中有紅棕色氣體，生成紅棕色氣體的化學方程式是2NO+O₂=2NO₂．
②乙觀察到裝置F中只有白煙生成，白煙的成分是NH₄NO₃（填化學式）．
③用離子方程式解釋裝置G中溶液變成藍色的原因：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O．
（3）為幫助乙同學實現(xiàn)在裝置F中也觀察到紅棕色氣體，可在原實驗的基礎上進行改進：①甲認為可調(diào)節(jié)K₁和K₂控制A、B裝置中的產(chǎn)氣量，應增加（填“增加”或“減少”）裝置A中的產(chǎn)氣量，或減少（填“增加”或“減少”）裝置B中的產(chǎn)氣量．②乙認為可在裝置E、F間增加一個裝置，該裝置可以是圖2中的abc（填序號）．
（4）為實現(xiàn)該反應，也可用圖3所示的裝置替換題給裝置中虛線框部分，化合物X為Na₂O₂．NH₄HCO₃的作用是NH₄HCO₃分解放出NH₃；同時放出的CO₂和H₂O分別與Na₂O₂反應生成O₂．

Answer 1

分析 （1）氨氣催化氧化生成一氧化氮和水；
（2）E中生成的NO被F裝置里的氧氣氧化成NO₂．二氧化氮、水蒸氣、氨氣反應生成硝酸銨；二氧化氮溶于稀硫酸中生成硝酸，銅與稀硝酸反應生成硝酸銅、一氧化氮和水
（3）①為了氧化氨氣，氧氣需過量，需增加氧氣的量，減少氨氣的量；
②在F中看到紅棕色的二氧化氮，避免生成硝酸銨，需不生成硝酸，需除去水或氨氣，在裝置E、F間增加一個裝置，該裝置可以是將氨氣或水除去，剩下一氧化氮和未反應的氧氣；
（4）根據(jù)反應須制取氧氣，可根據(jù)可選的藥品結(jié)合裝置解答；

解答 解：（1）氨氣在催化劑、加熱條件下被氧氣氧化生成一氧化氮和水，化學方程式：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O；
故答案為：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O；
（2）①E中生成的NO被F裝置里的氧氣氧化成NO₂．化學方程式：2NO+O₂=2NO₂，二氧化氮、水蒸氣、氨氣反應生成白色固體硝酸銨，化學式為：NH₄NO₃；二氧化氮溶于稀硫酸中生成硝酸，銅與稀硝酸反應生成硝酸銅、一氧化氮和水，離子方程式：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
故答案為：2NO+O₂=2NO₂　②NH₄NO₃�、�3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（3）①要觀察到有紅棕色氣體，可采取措施：一是減少氨氣通入量；二是增加氧氣通入量；
故答案為：增加　減少；
②E裝置是氨氣的催化氧化裝置，從裝置中出來的氣體中有氧氣和氨氣和一氧化氮和水蒸氣，因4NO+2H₂O+3O₂=4HNO₃，NH₃+HNO₃=NH₄NO₃，所以避免F中生成硝酸銨，實現(xiàn)在F中看到紅棕色的二氧化氮，需除去水或氨氣，需在裝置E、F間增加一個裝置，該裝置可以將氨氣或水除去，a堿石灰吸收水蒸氣，可以通過防倒吸的b裝置吸收氨氣，可以通過濃硫酸吸收氨氣和水蒸氣，實現(xiàn)在F中看到紅棕色的二氧化氮，需選abc，
故答案為：abc；
（4）為實現(xiàn)2NO+O₂═2NO₂該反應，須生成氧氣，碳酸氫銨受熱分解生成氨氣和水和二氧化碳，放出的CO₂和H₂O與Na₂O₂反應生成O₂，
故答案為：Na₂O₂；NH₄HCO₃分解放出NH₃；同時放出的CO₂和H₂O與Na₂O₂反應生成O₂；

點評 本題主要考查了氨氣的催化氧化，掌握該反應的原理和相關物質(zhì)的性質(zhì)是解題關鍵，題目難度中等．