Question

17．學生設計的用氨催化法制取少量HNO₃溶液的實驗裝置如圖所示：

（1）實驗室制備NH₃，下列方法中適宜選用的是①③（填序號）．
①固態(tài)氯化銨與熟石灰混合加熱           ②固態(tài)氯化銨加熱分解
③堿石灰中滴加濃氨水                   ④氯化銨溶液與氫氧化鈉溶液共熱
（2）裝置B中發(fā)生反應的化學方程式為4NH₃+5O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{△}$4NO+6H₂O．
（3）裝置C的作用是吸收未反應的NH₃；裝置C中的現(xiàn)象是有氣泡從濃硫酸中冒出，且裝置C內的上部呈紅棕色；為確保裝置D中盡可能多地生成HNO₃，所通入O₂和NH₃的體積比應大于2：1．
（4）裝置D中發(fā)生的反應化學方程式為3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO．

Answer 1

分析 （1）氯化銨加熱生成氨氣和氯化氫，氯化氫和氨氣反應生成氯化銨；氨氣易溶于水，稀氨水濃度小，不能制氨氣；氯化銨溶液與氫氧化鈉溶液共熱，能制得氨氣但量少，不是實驗室制備氨氣的方法；實驗室用固態(tài)氯化銨與氫氧化鈣混合加熱制備氨氣和堿石灰中滴加濃氨水方法制氨氣；
（2）氨催化氧化生成一氧化氮和水；
（3）裝置C濃硫酸的作用是吸收未反應的NH₃，裝置B中產生的NO通過濃硫酸時，可看到濃硫酸中有氣泡冒出，同時NO在裝置C的上部與O₂迅速反應生成紅棕色的NO₂；為確保裝置D中盡可能多地生成HNO₃，其含義就是NH₃通過轉化后全部生成HNO₃，由4NH₃+5O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{△}$4NO+6H₂O及4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃可得：NH₃+2O₂=HNO₃+H₂O，由此可見通入O₂和NH₃的體積比應大于2：1；
（4）NO₂與H₂O反應，生成硝酸和一氧化氮．

解答 解：（1）①固態(tài)氯化銨與熟石灰混合加熱，是實驗室制氨氣的主要方法，故①正確；   
②固態(tài)氯化銨加熱分解，成氨氣和氯化氫，氯化氫和氨氣反應生成氯化銨，故②錯誤；
③堿石灰中滴加濃氨水，也是實驗室制氨氣的方法之一，故③正確；           
④氯化銨溶液與氫氧化鈉溶液共熱，氨氣易溶于水，能制得氨氣但量少，不適合實驗室制備氨氣，故④錯誤；
故選：①③；
（2）氨催化氧化生成一氧化氮和水，方程式為：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{△}$4NO+6H₂O；
故答案為：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{△}$4NO+6H₂O；
（3）裝置C濃硫酸的作用是吸收未反應的NH₃，裝置B中產生的NO通過濃硫酸時，可看到濃硫酸中有氣泡冒出，同時NO在裝置C的上部與O₂迅速反應生成紅棕色的NO₂；為確保裝置D中盡可能多地生成HNO₃，其含義就是NH₃通過轉化后全部生成HNO₃，由4NH₃+5O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{△}$4NO+6H₂O
及4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃可得：NH₃+2O₂=HNO₃+H₂O，由此可見通入O₂和NH₃的體積比應大于2：1，
故答案為：吸收未反應的NH₃；有氣泡從濃硫酸中冒出，且裝置C內的上部呈紅棕色；2：1；
（4）NO₂與H₂O反應，生成硝酸和一氧化氮，方程式為：3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO，
故答案為：3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO．

點評 本題是實驗室氨氣的制備裝置和性質檢驗，掌握氨氣的制備和性質以及掌握氨的催化氧化反應和一氧化氮轉化為硝酸的原理是解答的關鍵，題目難度不大．