實(shí)驗(yàn)室模擬合成氨和氨催化氧化的流程如下:
已知實(shí)驗(yàn)室可用飽和亞硝酸鈉(NaNO2)溶液與飽和氯化銨溶液經(jīng)加熱后反應(yīng)制取氮?dú)狻?/p>
(1)從上圖中選擇制取氣體的合適裝置:
氮?dú)?u> 、氫氣 。
(2)氮?dú)夂蜌錃馔ㄟ^甲裝置,甲裝置的作用除了將氣體混合外,還有 、 。
(3)氨合成器出來經(jīng)冷卻的氣體連續(xù)通入乙裝置的水中吸收氨, (填“會(huì)”或“不會(huì)”)發(fā)生倒吸,原因是: 。
(4)用乙裝置吸收一段時(shí)間氨后,再通入空氣,同時(shí)將經(jīng)加熱的鉑絲插入乙裝置的錐形瓶?jī)?nèi),能使鉑絲保持紅熱的原因是: ,錐形瓶中還可觀察到的現(xiàn)象是: 。
(5)寫出乙裝置中氨氧化的化學(xué)方程式: 。
(6)反應(yīng)結(jié)束后錐形瓶?jī)?nèi)的溶液中含有H+、OH-、 、 離子。
(B)某課外研究小組,用含有較多雜質(zhì)的銅粉,通過不同的化學(xué)反應(yīng)制取膽礬。其設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)過程為:
(1)雜銅中含有大量的有機(jī)物,可采用灼燒的方法除去有機(jī)物,灼燒時(shí)將瓷坩堝置于
上(用以下所給儀器的編號(hào)填入,下同),取用坩堝應(yīng)使用 ,灼燒后的坩堝應(yīng)放在 上,不能直接放在桌面上。
實(shí)驗(yàn)所用儀器:A.蒸發(fā)皿 B.石棉網(wǎng) C.泥三角 D.表面皿 E.坩堝鉗 F.試管夾
(2)雜銅經(jīng)灼燒后得到的產(chǎn)物是氧化銅及少量銅的混合物,用以制取膽礬。灼燒后含有少量銅的可能原因是 。
A.灼燒過程中部分氧化銅被還原 B.灼燒不充分銅未被完全氧化
C.氧化銅在加熱過程中分解生成銅 D.該條件下銅無法被氧氣氧化
(3)通過途徑Ⅱ?qū)崿F(xiàn)用粗制氧化銅制取膽礬,必須進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作步驟:酸溶、加熱通氧氣、過濾、 、冷卻結(jié)晶、 、自然干燥。
(4)由粗制氧化銅通過兩種途徑制取膽礬,與途徑Ⅰ相比,途徑Ⅱ有明顯的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)是: 、 。
(5)在測(cè)定所得膽礬(CuSO4·xH2O)中結(jié)晶水x值的實(shí)驗(yàn)過程中:稱量操作至少進(jìn)行
次。
(6)若測(cè)定結(jié)果x值偏高,可能的原因是 。
a.加熱溫度過高 b.膽礬晶體的顆粒較大
c.加熱后放在空氣中冷卻 d.膽礬晶體部分風(fēng)化
(A)(1)a、b (2)干燥氣體 控制氫氣和氮?dú)獾牧魉?img width=2 height=1 src="http://thumb.zyjl.cn/pic1/1899/hx/165/45365.jpg">
(3)不會(huì) 因?yàn)榛旌蠚怏w中含有大量難溶于水的氮、氫兩種氣體
(4)說明氨的氧化反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng) 有紅棕色氣體產(chǎn)生
(5)4NH3+5O2 4NO+6H2O
(6)NH NO
(B)(1)C E B
(2)A B (3)蒸發(fā) 過濾
(4)產(chǎn)生等量膽礬途徑Ⅱ消耗硫酸少 途徑Ⅱ不會(huì)產(chǎn)生污染大氣的氣體
(5)4 (6)a
(A)(1)由題給反應(yīng)物的狀態(tài),NaNO2和NH4Cl都是飽和溶液,可推知N2用a裝置,而H2是由鋅粒(固)和稀酸(液)來制取,則可用b制取。
(2)干燥氣體和調(diào)節(jié)(或控制)H2和N2的流速。
(3)不會(huì),因合成氨的反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng),生成的混合氣體除NH3以外還有大量的N2和H2存在。
(4)從能使鉑絲保持紅熱可以推知,氨的氧化反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng)。根據(jù)氨氧化的產(chǎn)物看有NO生成,NO被O2氧化又產(chǎn)生NO2,所以錐形瓶中會(huì)看到有紅棕色氣體產(chǎn)生。
(5)乙裝置中氨氧化的反應(yīng)方程式為4NH3+5O2 4NO+6H2O。
(6)因氨氧化生成的NO與O2、H2O反應(yīng)生成HNO3,未氧化的氨與HNO3反應(yīng)生成NH4NO3。因此,反應(yīng)結(jié)束后,錐形瓶?jī)?nèi)的溶液中除有H+、OH-外,還應(yīng)有NH和NO。
(B)(1)因坩堝加熱后溫度較高,應(yīng)放在泥三角上進(jìn)行加熱,且取用坩堝時(shí)要用坩堝鉗,并且為防止坩堝炸裂和燒壞桌面,燒后的坩堝要在石棉網(wǎng)上冷卻,不能直接放在桌面上。
(2)灼燒后含有少量銅其原因可能是灼熱不充分,銅未被完全氧化,也可能是灼燒過程中部分氧化銅被還原。
(3)利用途徑Ⅱ制取膽礬時(shí),必須先加酸將氧化銅溶解,加熱通氧氣將Cu氧化,過濾除去粗制氧化銅中的不溶物雜質(zhì)后,然后再蒸發(fā)溶劑,冷卻結(jié)晶,再過濾得晶體,最后將其干燥,由此可寫出答案。
(4)根據(jù)途徑Ⅰ的反應(yīng)方程式Cu+2H2SO4(濃) CuSO4+SO2↑+2H2O和途徑Ⅱ的反應(yīng)方程式2Cu+O2+2H2SO4(稀) 2CuSO4+2H2O,可以看出途徑Ⅱ的優(yōu)點(diǎn)是:①產(chǎn)生等量的膽礬比途徑Ⅰ耗硫酸少;②途徑Ⅱ不產(chǎn)生污染大氣的氣體(SO2)。
(5)稱量操作至少進(jìn)行4次,分別是:①稱量坩堝;②稱量加入晶體后的坩堝;③稱量加熱冷卻后的坩堝;
④稱量再加熱、再冷卻后的坩堝至兩次稱量的值相差不超過0.1 g。
(6)若測(cè)定結(jié)果x值偏高,可能是加熱溫度過高使CuSO4晶體中的CuSO4分解了,其他三項(xiàng)均使x值偏低。
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