Question

某化學(xué)課外小組設(shè)計(jì)了如下圖所示的裝置，進(jìn)行氨氣性質(zhì)實(shí)驗(yàn)．利用圖1完成氨的催化氧化實(shí)驗(yàn)，其中箭頭表示氣體流向，A、B表示兩種純凈、干燥的氣體，反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后，裝置已中有紅棕色氣體生成．實(shí)驗(yàn)中所用的藥品和干燥劑只能從下列物質(zhì)中選取KMnO₄、Na₂O₂、NH₄Cl、NH₄HCO₃、P₂O₅、堿石灰、生石灰、蒸餾水、濃硫酸、濃氨水

根據(jù)圖1中裝置和反應(yīng)現(xiàn)象請(qǐng)回答：
（1）若乙中盛有P₂O₅，此時(shí)丙裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

NH₄HCO₃

△   .

NH₃↑+CO₂↑+H₂O

．若丁中盛有P₂O₅，此時(shí)甲裝置中應(yīng)選擇的試劑是

濃氨水和生石灰（或堿石灰）

．
（2）檢驗(yàn)甲裝置氣密性的方法

關(guān)閉分液漏斗的活塞，將試管中的導(dǎo)管口浸沒在水槽中的液面以下，雙手緊貼試管外壁，導(dǎo)管口有氣泡冒出，松開手后，導(dǎo)管內(nèi)形成一段水柱，證明裝置的氣密性良好

．
（3）當(dāng)己中充滿紅棕色氣體后，停止甲、丙裝置中的反應(yīng)，并關(guān)閉a、b兩個(gè)活塞，將己裝置浸入冰水中，出現(xiàn)的現(xiàn)象是

氣體顏色變淺

簡(jiǎn)述產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因

2NO₂?N₂O₄，正反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)，達(dá)到平衡后，降低溫度，平衡向右移動(dòng)，NO₂濃度減小，所以氣體顏色變淺

，若將己裝置中的試管倒置于盛有水的水槽中，發(fā)生的現(xiàn)象是

紅棕色氣體變?yōu)闊o(wú)色，試管內(nèi)液面上升

．
（4）已知氨氣在純氧中安靜的燃燒，如圖2，將過(guò)量O₂與NH₃分別從a、b兩管進(jìn)氣口通入到裝置C中，并在b管上端點(diǎn)燃氨氣．先通入O₂，后通過(guò)NH₃的理由是

氨氣在空氣中不能點(diǎn)燃，逸出造成污染

．
（5）液氨與水性質(zhì)頗為相似，其電離方程式可表示為：2NH₃?NH₄⁺+NH₂^-．某溫度下其離子積常數(shù)為1×10^-30（mol?L^-1）²．液氨中的pNH₄與水中的pH類似，向1L液氨中加入2.3gNa此時(shí)上述平衡

向正方向

移動(dòng)（填“向正方向”“向逆方向”或“不”），完全反應(yīng)后溶液的pNH₄=

29

．

Answer 1

分析：（1）如果乙中是五氧化二磷，則甲中產(chǎn)生的氣體是氧氣，丙中產(chǎn)生的氣體是氨氣，根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)選取反應(yīng)物；如果丁中盛有P₂O₅，則丙中產(chǎn)生的氣體是氧氣，甲中產(chǎn)生的氣體是氨氣，根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)及反應(yīng)條件選取反應(yīng)物；
（2）利用氣體的壓強(qiáng)差檢驗(yàn)裝置的氣密性；
（3）二氧化氮和四氧化二氮之間的反應(yīng)是可逆的放熱反應(yīng)，降低溫度，平衡向放熱反應(yīng)方向移動(dòng)，二氧化氮和水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮，二氧化氮是紅棕色氣體，一氧化氮是無(wú)色氣體，根據(jù)二氧化氮、一氧化氮的顏色及氧氣的壓強(qiáng)變化分析；
（4）氨氣在空氣中不能點(diǎn)燃且有刺激性氣味，污染大氣；
（5）液氨和水類似，也能發(fā)生電離：NH₃+NH₃=NH₄⁺+NH₂^-，鈉和液氨反應(yīng)方程式為：2Na+2NH₃=2NaNH₂+H₂↑，據(jù)此判斷反應(yīng)方向，結(jié)合化學(xué)方程式計(jì)算．

解答：解：（1）如果乙中是五氧化二磷，則甲中產(chǎn)生的氣體是氧氣，丙中產(chǎn)生的氣體是氨氣，根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)知，反應(yīng)物是碳酸氫銨，在加熱條件下，碳酸氫銨分解生成氨氣、水和二氧化碳，反應(yīng)方程式為：NH₄HCO₃

△   .

NH₃↑+CO₂↑+H₂O；
如果丁中盛有P₂O₅，則丙中產(chǎn)生的氣體是氧氣，甲中產(chǎn)生的氣體是氨氣，根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)及反應(yīng)條件知，反應(yīng)物是濃氨水和生石灰（或堿石灰），
故答案為：NH₄HCO₃

△   .

NH₃↑+CO₂↑+H₂O；濃氨水和生石灰（或堿石灰）；
（2）利用氣體的壓強(qiáng)差檢驗(yàn)裝置的氣密性，檢驗(yàn)方法是：關(guān)閉分液漏斗的活塞，將試管中的導(dǎo)管口浸沒在水槽中的液面以下，雙手緊貼試管外壁，導(dǎo)管口有氣泡冒出，松開手后，導(dǎo)管內(nèi)形成一段水柱，證明裝置的氣密性良好，
故答案為：關(guān)閉分液漏斗的活塞，將試管中的導(dǎo)管口浸沒在水槽中的液面以下，雙手緊貼試管外壁，導(dǎo)管口有氣泡冒出，松開手后，導(dǎo)管內(nèi)形成一段水柱，證明裝置的氣密性良好；
（3）二氧化氮和四氧化二氮之間的反應(yīng)是可逆的放熱反應(yīng)，降低溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，則二氧化氮濃度減小，所以氣體顏色變淺；
二氧化氮和水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮，一氧化氮是無(wú)色氣體，二氧化氮是紅棕色氣體，二氧化氮和水反應(yīng)后氣體壓強(qiáng)減小，外界大氣壓不變，所以外界大氣壓對(duì)水作用而使水進(jìn)入試管中，
故答案為：氣體顏色變淺；2NO₂?N₂O₄，正反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)，達(dá)到平衡后，降低溫度，平衡向右移動(dòng)，NO₂濃度減小，所以氣體顏色變淺；紅棕色氣體變?yōu)闊o(wú)色，試管內(nèi)液面上升；
（4）氨氣有刺激性氣味，對(duì)大氣有污染，且氨氣在空氣中不能點(diǎn)燃，所以應(yīng)先通入O₂，后通過(guò)NH₃，
故答案為：氨氣在空氣中不能點(diǎn)燃，逸出造成污染；
（5）將2.3g金屬鈉投入1.0L液氨中發(fā)生反應(yīng)為：2Na+2NH₃=2NaNH₂+H₂↑，所以促進(jìn)液氨的電離，依據(jù)：NH₃+NH₃=NH₄⁺+NH₂^-，[NH₄⁺][NH₂^-]=l.0×l0^-30，反應(yīng)生成NH₂^-物質(zhì)的量為0.1mol，濃度為0.1mol/L，所得溶液中NH₄⁺的濃度l.0×l0^-29mol/L，所以pNH₄⁺=29，
故答案為：正方向；29．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了氣體的制取和干燥、外界條件對(duì)化學(xué)平衡的影響、弱電解質(zhì)的電離等知識(shí)點(diǎn)，會(huì)根據(jù)氧氣、氨氣的制取原理、化學(xué)平衡移動(dòng)原理、水的電離平衡原理來(lái)大小解答，利用知識(shí)遷移的方法分析液氨和鈉的反應(yīng)，難度中等．