Question

為提高氯化銨的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，我國(guó)化學(xué)家設(shè)計(jì)了利用氫氧化鎂和氯化銨制氨氣并得到堿式氯化鎂（MgOHCl）的工藝．某同學(xué)根據(jù)該原理設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1，并利用氨氣還原氧化銅．

請(qǐng)回答下列問題：
（1）裝置A中發(fā)生反應(yīng)生成堿式氯化鎂的化學(xué)方程式為

 

；
（2）連接裝置，并檢查氣密性．通入N₂，裝置D中有連續(xù)的氣泡后，開始加熱A．當(dāng)AlCl₃溶液中產(chǎn)生

 

（填現(xiàn)象）后，開始加熱C處．AlCl₃溶液中對(duì)應(yīng)現(xiàn)象的離子方程式為

 

；C處發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

．
（3）反應(yīng)過程中持續(xù)通入N₂的作用有兩點(diǎn)：一是

 

，二是

 

．
（4）工業(yè)生產(chǎn)中，合成氨的反應(yīng)具有極其重要的作用．在一容積為2升的密閉容器內(nèi)加入0.2mol的N₂和0.6mol 的H₂，在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng)：N₂ （g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0．反應(yīng)中NH₃的物質(zhì)的量濃度的變化的情況如圖2：
①反應(yīng)達(dá)到平衡后，第5分鐘時(shí)，保持其它條件不變，若改變反應(yīng)溫度，則NH₃的物質(zhì)的量濃度不可能為

 

．
A、0.20mol/L B、0.16mol/L  C、0.10mol/L  D、0.05mol/L
②第5分鐘把容器的體積縮小一半后，若在第8分鐘達(dá)到新的平衡，請(qǐng)?jiān)趫D2中畫出第5分鐘到此平衡時(shí)N₂和H₂濃度的變化曲線（曲線上必須標(biāo)明N₂、H₂）．

Answer 1

考點(diǎn)：氨的制取和性質(zhì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）根據(jù)題目信息：利用氫氧化鎂熱分解氯化銨制氨氣并得到堿式氯化鎂（MgOHCl）來書寫化學(xué)方程式即可；
（2）氨水和氯化鋁反應(yīng)生成氯化銨和氫氧化鋁，C處發(fā)生反應(yīng)為氨氣和氧化銅的反應(yīng)，黑色氧化銅粉末變成亮紅色，同時(shí)有氮?dú)夂退�蒸氣生成�?br />（3）根據(jù)氮?dú)庑再|(zhì)穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)過程中不與其它物質(zhì)間產(chǎn)生任何化學(xué)反應(yīng)以及氣體壓強(qiáng)變化原理來回答；
（4）①根據(jù)溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響分析；
②先判斷把容器的體積縮小一半的瞬間氨氣的濃度，再結(jié)合平衡時(shí)的濃度作圖．

解答： 解：利用氫氧化鎂熱分解氯化銨制氨氣并得到堿式氯化鎂（MgOHCl），為了使反應(yīng)產(chǎn)生的氨氣完全導(dǎo)出并被稀硫酸充分吸收，并還能防止裝置D中的氯化鋁溶液倒吸入裝置C，反應(yīng)過程中持續(xù)通入N₂，氨氣極易溶于水，堿石灰吸收水蒸汽，可以用堿石灰來干燥氨氣，氨水可以和氯化鋁之間反應(yīng)生成氫氧化鋁，氨氣的尾氣處理用硫酸即可．
（1）根據(jù)題意：利用氫氧化鎂熱分解氯化銨制氨氣并得到堿式氯化鎂（MgOHCl），發(fā)生的反應(yīng)為：Mg（OH）₂+NH₄Cl

△   .

MgOHCl+NH₃↑+H₂O，
故答案為：Mg（OH）₂+NH₄Cl

△   .

MgOHCl+NH₃↑+H₂O；
（2）氨水和氯化鋁反應(yīng)生成氯化銨和氫氧化鋁，反應(yīng)的離子方程式為Al³⁺+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，C處發(fā)生反應(yīng)為氨氣和氧化銅的反應(yīng)，氨氣具有還原性，發(fā)生反應(yīng)：2NH₃+CuO

△   .

3Cu+N₂+3H₂O，
故答案為：白色沉淀；Al³⁺+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；2NH₃+CuO

△   .

3Cu+N₂+3H₂O；
（3）由于氨氣是極易溶于水的，反應(yīng)過程中持續(xù)通入N₂，可以使反應(yīng)產(chǎn)生的氨氣完全導(dǎo)出并被稀硫酸充分吸收，并還能防止裝置C中的氯化鋁溶液倒吸入裝置B，
故答案為：使反應(yīng)產(chǎn)生的氨氣完全導(dǎo)出并被稀硫酸充分吸收；防倒吸；
（4）①該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，所以反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化為生成物，所以氨氣的濃度不可能為0.20mol/L；Q＞0，所以該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，降低溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，所以氨氣的濃度不可能為0.10mol/L，
故選：AC；
②把容器的體積縮小一半的瞬間氨氣的濃度，氨氣的濃度變?yōu)?.20mol/L，圖象起始點(diǎn)應(yīng)為原平衡時(shí)濃度的2倍，壓強(qiáng)增大，平衡正向移動(dòng)，N₂、H₂濃度減小，物質(zhì)的量濃度變化值之比為1：3，且不能完全轉(zhuǎn)化，平衡后濃度約為0.25mol/L，由此可畫出相應(yīng)圖象為：，
故答案為：．

點(diǎn)評(píng)：本題是一道實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的考查題，涉及物質(zhì)的制備和無機(jī)物的推斷，側(cè)重于學(xué)的分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾椋�注意把握物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系、物質(zhì)性質(zhì)的應(yīng)用和判斷，題目難度中等．