Question

16．今有某學生設計的用催化氧化法制取少量HNO₃溶液的實驗裝置，如圖所示．

請回答下列問題．
（1）寫出工業(yè)合成氨的化學方程式N₂+3H₂$\frac{\underline{\;\;催化劑\;\;}}{高溫高壓}$2NH₃
（2）實驗室制備NH₃，下列方法中宜選用的是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生石灰中滴加濃氨水                 
④氯化銨溶液與氫氧化鈉溶液共熱
（3）在實驗過程中，移去酒精燈，Pt絲繼續(xù)保持紅熱，由此可以判斷反應為放熱反應
（4）裝置C中的現(xiàn)象是有氣泡從濃H₂SO₄冒出，且集氣瓶內濃H₂SO₄上部空間呈紅棕色；產生此現(xiàn)象的原因是NO不與硫酸反應，在空氣中NO與氧氣反應生成紅棕色的二氧化氮
（5）D中生成物質的化學式HNO₃．

Answer 1

分析 （1）氨氣催化氧化生成一氧化氮氣體和水，據(jù)此寫出反應的化學方程式；
（2）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；
（3）氨催化氧化生成一氧化氮和水；移去酒精燈，發(fā)現(xiàn)鉑絲還繼續(xù)保持紅熱，說明反應是放熱反應；
（4）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；
（5）NO₂與H₂O反應，生成硝酸和一氧化氮．

解答 解：（1）工業(yè)上合成氨氣的化學方程式為：N₂+3H₂$\frac{\underline{\;\;催化劑\;\;}}{高溫高壓}$2NH₃，
故答案為：N₂+3H₂$\frac{\underline{\;\;催化劑\;\;}}{高溫高壓}$2NH₃；
（2）①固態(tài)氯化銨與熟石灰混合加熱，是實驗室制氨氣的主要方法，故①正確；   
②固態(tài)氯化銨加熱分解，成氨氣和氯化氫，氯化氫和氨氣反應生成氯化銨，故②錯誤；
③堿石灰中滴加濃氨水，也是實驗室制氨氣的方法之一，故③正確；           
④氯化銨溶液與氫氧化鈉溶液共熱，能制得氨氣但量少，不是實驗室制備氨氣的方法，故④錯誤；
故答案為：①③；
（3）氨催化氧化生成一氧化氮和水，反應的方程式為：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O，移去酒精燈，發(fā)現(xiàn)鉑絲還繼續(xù)保持紅熱，說明反應是放熱反應，
故答案為：繼續(xù)保持紅熱；反應為放熱反應；　
（4）裝置C濃硫酸的作用是吸收未反應的NH₃，由于NO不與硫酸反應，在空氣中NO與氧氣反應生成紅棕色的二氧化氮，則裝置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，
故答案為：有氣泡從濃硫酸中冒出，且裝置C內的上部呈紅棕色；NO不與硫酸反應，在空氣中NO與氧氣反應生成紅棕色的二氧化氮；
（5）NO₂與H₂O反應，生成硝酸和一氧化氮，反應的化學方程式為：3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO，
故答案為：HNO₃．

點評 本題考查制備方案的設計，題目難度中等，明確實驗目的為解答關鍵，注意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，試題培養(yǎng)了學生的分析能力及化學實驗能力．