Question

某化學小組的同學模擬工業(yè)制硝酸設計了如下圖所示的裝置．已知：
CaCl₂+nH₂O→CaCl₂?nH₂O；    CaCl₂+8NH₃→[Ca（NH₃）₈]Cl₂
根據(jù)題意完成下列填空：

（1）分液漏斗中氨水的濃度為9.0mol/L．現(xiàn)用質量分數(shù)為0.35、密度為0.88g/cm³的氨水配制9，.0mol/L的氨水100mL，需要的定量儀器有

 

（選填編號）．
a．100mL容量瓶       b．10mL量筒       c．50mL量筒       d．電子天平
（2）受熱時，乙中反應的化學方程式為

 

．
（3）實驗開始先加熱催化劑，當催化劑達紅熱時再打開分液漏斗活塞并移走酒精燈，可觀察到的現(xiàn)象有

 

．
（4）干燥管甲的作用是

 

；丙中盛放的藥品為

 

（選填下列編號），其目的是

 

．
a．濃H₂SO₄      b．無水CaCl₂     c．堿石灰       d．無水CuSO₄
（5）丁中除了NO之外，還可能存在的氣體有

 

（填寫化學式）．燒杯中發(fā)生反應的化學方程式

 

、

 

．

Answer 1

考點：性質實驗方案的設計

專題：

分析：（1）依據(jù)C=

1000ρω

M

計算濃氨水的物質的量濃度，再根據(jù)濃氨水稀釋前后溶質的物質的量不變計算；
（2）受熱時，乙中為氨氣和氧氣在催化劑加熱條件下發(fā)生反應生成一氧化氮和水；
（3）實驗開始先加熱催化劑，當催化劑達紅熱時再打開分液漏斗活塞并移走酒精燈，則生成的一氧化氮與裝置的氧氣反應生成紅棕色的二氧化氮氣體，二氧化氮溶于石蕊試液生成硝酸顯酸性，所以石蕊試液由紫色變?yōu)榧t色，據(jù)此分析；
（4）干燥管甲的作用是干燥氧氣和氨氣的混合氣體；丙為固體干燥管，為了除去過量的氨氣和水蒸汽，所以盛放的藥品為無水CaCl₂；
（5）因為裝置中含空氣，一氧化氮與氧氣生成二氧化氮，二氧化氮會轉化成N₂O₄，所以丁中除了NO之外，還可能存在的氣體有N₂、O₂、NO₂ （N₂O₄）；最終氫氧化鈉是為了吸收多余的NO和NO₂尾氣，據(jù)此書寫方程式．

解答： 解：（1）濃氨水的濃度C=

1000ρω

M

=

1000×0.88g/cm 3×35%

17g/mol

=18.1mol/L，濃氨水稀釋前后溶質的物質的量不變，設濃氨水的體積為V，所以18.1mol/L×V=9.0mol/L×0.1L，V=0.0497L=49.7mL；所以選用100mL容量瓶和50mL量筒，故選：a、c；
（2）受熱時，乙中為氨氣和氧氣在催化劑加熱條件下發(fā)生反應生成一氧化氮和水，方程式為：4NH₃+5O₂

催化劑

△

4NO+6H₂O，故答案為：4NH₃+5O₂

催化劑

△

4NO+6H₂O；
（3）實驗開始先加熱催化劑，當催化劑達紅熱時再打開分液漏斗活塞并移走酒精燈，則生成的一氧化氮與裝置的氧氣反應生成紅棕色的二氧化氮氣體，二氧化氮溶于石蕊試液生成硝酸顯酸性，所以石蕊試液由紫色變?yōu)榧t色，所以可觀察到的現(xiàn)象有乙中Cr₂O₃仍能保持紅熱狀態(tài)；丁的燒瓶中氣體由無色轉化為紅棕色；試管里的石蕊試液由紫色變?yōu)榧t色；故答案為：乙中Cr₂O₃仍能保持紅熱狀態(tài)；丁的燒瓶中氣體由無色轉化為紅棕色；試管里的石蕊試液由紫色變?yōu)榧t色；
（4）干燥管甲的作用是干燥氧氣和氨氣的混合氣體；丙為固體干燥管，為了除去過量的氨氣和水蒸汽，所以盛放的藥品為無水CaCl₂；故答案為：干燥氧氣和氨氣的混合氣體；b；吸收水及多余NH₃；
（5）因為裝置中含空氣，一氧化氮與氧氣生成二氧化氮，二氧化氮會轉化成N₂O₄，所以丁中除了NO之外，還可能存在的氣體有N₂、O₂、NO₂ （N₂O₄）；最終氫氧化鈉是為了吸收多余的NO和NO₂尾氣，所以反應方程式為2NO₂+2NaOH=NaNO₂+NaNO₃+H₂O；NO+NO₂+2NaOH=2NaNO₂+H₂O，
故答案為：N₂、O₂、NO₂ （N₂O₄）；2NO₂+2NaOH=NaNO₂+NaNO₃+H₂O；NO+NO₂+2NaOH=2NaNO₂+H₂O．

點評：本題考查氨氣的催化氧化，題目難度中等，涉及溶液的配制，氣體制備、干燥（或除雜質）、性質驗證、尾氣處理，掌握常見氣體的制備原理和除雜是解題關鍵，試題充分考查了學生的分析、理解能力及化學實驗能力．