(Ⅰ)圖甲和乙是某學校王老師制備NH3并進行性質(zhì)實驗時的改進裝置.按圖甲把儀器安裝好,稱取2g 固體氯化銨裝入試管底部,再快速稱取2g 氫氧化鈉覆蓋在氯化銨上方;立即用帶有滴管的塞子塞緊(滴管預先吸入約2mL 濃氨水);燒杯內(nèi)盛滴有酚酞試液的水:把濃氨水滴入試管里,可立即觀察到試管內(nèi)發(fā)生劇烈反應,有大量氣泡.
將上述中收滿NH3的圓底燒瓶取下,改裝成圖乙所示的裝置,膠頭滴管內(nèi)事先預吸入2mLH2O,此時小氣球系在玻璃棒上呈自然松馳狀態(tài);將滴管內(nèi)的水慢慢滴入燒瓶中,輕輕晃動燒瓶,通過觀察實驗現(xiàn)象便可以驗證NH3 的某個性質(zhì).按要求回答下列問題:
(1)中學化學教材中是用與制O2相同的制備裝置來加熱制取NH3的,該化學方程式為:
 

(2)下面是某同學關于王老師能用圖甲制取NH3的原因分析,有道理的是
 

①在NH3?H2O 中有平衡NH3+H2O?NH3?H2O?NH
 
+
4
+OH-,NaOH使平衡向左移動
②在NH3?H2O 中有平衡NH3+H2O?NH3?H2O?NH
 
+
4
+OH-,NH4Cl使平衡向左移動
③Na0H溶于水時放熱,使體系的溫度升高,NH3的溶解度減小
④NH4Cl與NaOH 在此情況下可反應生成NH3,即NH
 
+
4
+OH-
  △  
.
 
NH3↑+H2O
⑤NH4Cl 會分解釋放出NH3
(3)圖甲中的NH4Cl 與NaOH 固體混合物能否用CaO固體代替
 
(填”能”與”不能”)
(4)如何判斷圖甲中燒瓶己收滿NH3?
 

(5)圖乙中膠頭滴管中的水擠入燒瓶后,觀察到的現(xiàn)象是
 
它說明了NH3
 

(Ⅱ)如圖2所示:在B槽中裝有500mL水,容積為a mL的試管A充滿了NO2和NO的混合氣體(標準狀況),將試管A倒插入B槽的水中.充分反應后,試管A中余下氣體的體積為0.5a mL,則原混合氣體中NO2和NO的物質(zhì)的量之比為
 

通過導氣管C往余下0.5a mL氣體的試管A中持續(xù)通入氧氣,A中可能觀察到的現(xiàn)象是:
 

當試管A中充滿氣體時停止通入氧氣,然后將試管取出水槽,水槽B中溶液的物質(zhì)的量濃度為
 
mol?L-1(設溶液的體積仍為500mL)
考點:氨的制取和性質(zhì),氨的實驗室制法,常見氣體制備原理及裝置選擇
專題:實驗題
分析:(Ⅰ)(1)實驗室用加熱銨鹽和堿的固體混合物制取氨氣,所用裝置與制O2裝置相同;
(2)在氨水中存在平衡:NH3+H2O?NH3?H2O?NH4++OH-,根據(jù)平衡移動的原理進行解答;
(3)氧化鈣與水反應生成氫氧化鈣,且反應中放入熱量,有利于氨氣的生成;
(4)氨水呈堿性,酚酞遇堿顯紅色;
(5)NH3極易溶解于水,1體積水溶解700體積氨氣;
(Ⅱ)發(fā)生3NO2+2H2O=2HNO3+NO,導致氣體的體積減小,根據(jù)氣體體積減小,利用差量法計算二氧化氮的體積,進而計算NO的體積,體積之比等于物質(zhì)的量之比;
剩余NO,持續(xù)通入氧氣,會發(fā)生,4NO+3O2+2H2O=4HNO3無色氣體變?yōu)榧t棕色氣體,試管中液面不斷上升至全充滿,繼續(xù)通入氧氣后,試管中液面下降,最后充滿無色氣體;
根據(jù)氮元素守恒,氮元素守恒可知n(HNO3)=n(NO2)+n(NO),再根據(jù)c=
n
V
計算所得硝酸的濃度.
解答: 解:(Ⅰ)(1)實驗室用氯酸鉀固體和二氧化錳固體或用高錳酸鉀加熱制O2,與制O2相同的制備裝置制氨氣,實驗室用加熱氯化銨和消石灰的固體混合物制取氨氣,反應方程式為:2NH4Cl+Ca(OH)2
  △  
.
 
2NH3↑+2H2O+CaCl2,
故答案為:2NH4Cl+Ca(OH)2
  △  
.
 
2NH3↑+2H2O+CaCl2
(2)①在氨水中存在平衡:NH3+H2O?NH3?H2O?NH4++OH-,加氫氧化鈉增大氫氧根離子的濃度,使平衡逆向移動,從而使NH3逸出,故①正確;
②加NH4Cl增大了溶液中氨根離子濃度,使平衡向左移動,故②正確;
③NaOH溶于水放出熱量,使體系溫度升高,使NH3的溶解度減小而逸出,故③正確;
④NH4Cl與NaOH在此情況下可反應生成NH3,離子方程式為:NH4++OH-
  △  
.
 
NH3↑+H2O,故④正確;
⑤加熱NH4Cl分解生成氯化氫和氨氣,氯化氫和氨氣又能夠結合生成氯化銨,無法獲得氨氣,故⑤錯誤;
故答案為:①②③④;
(3)CaO與水反應生成氫氧化鈣,氫氧化鈣能夠電離出氫氧根離子,且該反應為放熱反應,降低了氨氣的溶解度,有利于氨氣的生成,所以可用氧化鈣代替氫氧化鈉,
故答案為:能;
(4)當燒瓶內(nèi)的氨氣收集滿時,氨氣會逸到燒杯中,氨氣和燒杯中的水結合生成氨水顯堿性,堿能使無色的酚酞變紅,
故答案為:燒杯內(nèi)的溶液變紅;
(5)膠頭滴管中的水擠入燒瓶后,由于NH3極易溶于水,燒瓶中壓強減小,氣球會逐漸變大,
故答案為:氣球逐漸變大; 極易溶于水;
(Ⅱ)充滿了NO2和NO的混合氣體(標準狀況)試管A倒水中,充分反應后,試管A中余下氣體的體積為0.5a mL,則:
3NO2+2H2O=2HNO3+NO,體積減少△V
3                         2
V(NO2)             amL-0.5amL=0.5amL
解得:V(NO2)=
0.5amL×3
2
=0.75amL,
則:V(NO)=amL-0.75amL=0.25mL,
則原混合氣體中NO2和NO的物質(zhì)的量之比為:n(NO2):n(NO)=V(NO2):V(NO)=0.75amL:0.25mL=3:1;
剩余氣體為NO,持續(xù)通入氧氣,會發(fā)生4NO+3O2+2H2O=4HNO3,無色氣體變?yōu)榧t棕色氣體,試管中液面不斷上升至全充滿,繼續(xù)通入氧氣后,試管中液面下降,最后充滿無色氣體;
V(NO2)=0.75amL,氮元素守恒可知n(HNO3)=n(NO2)+n(NO)=
a
22.4
×10-3mol,
故c(HNO3)=
a
22.4
×10-3mol
0.5L
=
a
11200
mol/L,
故答案為:3:1;無色氣體變?yōu)榧t棕色氣體,試管中液面不斷上升至全充滿,繼續(xù)通入氧氣后,試管中液面下降,最后充滿無色氣體;
a
11200
點評:本題考查了氨氣的化學性質(zhì)、氨氣的實驗室制法等知識,題目難度中等,試題涉及的知識點較多、綜合性較強,充分考查了學生的分析、理解能力及綜合應用所學知識的能力,要求學生熟練掌握氨氣的制備原理、制備裝置及化學性質(zhì).
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:

將23.2g磁性氧化鐵溶于500ml 2mol/L的鹽酸中,再加入8.4g的鐵單質(zhì),計算:
(1)若溶液仍為500mL,分別計算氧化物與鹽酸反應后的溶液中Fe2+、Fe3+、H+的物質(zhì)的量濃度;
(2)產(chǎn)生氫氣的體積(標況).

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科目:高中化學 來源: 題型:

某興趣小組用如圖裝置探究氨的催化氧化.

(1)寫出實驗室制NH3的化學方程式
 
,還可以用
 
(填試劑名稱)制備NH3
(2)氨催化氧化的化學方程式為
 

(3)加熱玻璃管2一段時間后,擠壓1中打氣球鼓入空氣,觀察到2中物質(zhì)呈紅熱狀態(tài);停止加熱后仍能保持紅熱,該反應是
 
反應(填“吸熱”或“放熱”).
(4)為保證在裝置4中觀察到紅棕色氣體,裝置3應裝入
 
;若取消3,在4中僅觀察到大量白煙,原因是
 

(5)為實現(xiàn)氨的催化氧化,也可用裝置5替換裝置
 
(填裝置代號);化合物X為
 
(只寫一種),Na2O2的作用是
 

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科目:高中化學 來源: 題型:

如圖所示,隔板Ⅰ固定不動,活塞Ⅱ可自由移動,M、N兩個容器中均發(fā)生反應:A(g)+3B(g)?2C(g)△H=-192kJ?mol-1.向M、N中,分別通入x mol A和y mol B的混合氣體,初始M、N容積相同,保持溫度不變.下列說法正確的是(  )
A、若平衡時A氣體在兩容器中的體積分數(shù)相等,則x一定等于y
B、若x:y=1:2,則平衡時,M中的轉化率:A>B
C、若x:y=1:3,當M中放出熱量172.8 kJ時,A的轉化率為90%
D、若x=1.4,y=1,N中達到平衡時體積為2L,C為0.4mol,則反應起始時N的體積為2.6L

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科目:高中化學 來源: 題型:

寫出下列物質(zhì)在水溶液中的電離方程式:
KHCO3
 
,H2CO3
 

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科目:高中化學 來源: 題型:

取等體積0.05mol?L-1的Ba(OH)2溶液,分別裝入標有①②③④編號的4個錐形瓶中,將①加水稀釋到原體積的2倍,在②③中分別通入少量的CO2;④作對照,分別在①②中滴加酚酞做指示劑(pH變色范圍:0-8-10-14);在③④中滴加甲基橙做指示劑(PH變色范圍0-3.1-4.4-14),用HCl溶液分別摘定上述4種溶液,所消耗HCl溶液的體積是( 。
A、②<①<③=④
B、①=②=③=④
C、①<②<③<④
D、②<③<①<④

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科目:高中化學 來源: 題型:

實驗室常用MnO2與濃鹽酸反應制備Cl2(發(fā)生裝置如圖所示).
(1)制備實驗開始時,先檢查裝置氣密性,接下來的操作依次是
 
  (填序號).
A.往燒瓶中加入MnO2粉末         
B.加熱
C.往燒瓶中加入濃鹽酸
(2)寫出裝置中發(fā)生反應的方程式:
 

如果需要收集干燥純凈的氯氣,將發(fā)生裝置產(chǎn)生的氣體先通過
 
;再通過
 

(3)下列收集Cl2的正確裝置是
 

(4)將Cl2通入水中,所得溶液中具有漂白性的物質(zhì)是
 
;久置的氯水沒有漂白性,原因是(用方程式表示)
 
;工業(yè)上用Cl2與石灰乳反應可制得漂白粉,反應的方程式為
 

(5)檢驗某一干燥純凈的氣體是否是氯氣可采用的方法是
 
;
A.用干燥的藍色石蕊試紙             
B.用干燥的有色布條
C.用濕潤的淀粉碘化鉀試紙           
D.將氣體通入硝酸銀溶液.

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科目:高中化學 來源: 題型:

某同學幫助水質(zhì)檢測站配制800mL 1mol?L-1NaOH溶液以備使用.
(1)該同學應選擇的玻璃儀器除了燒杯、量筒、玻璃棒、膠頭滴管外,還有
 

(2)其操作步驟如圖2所示,則圖1操作應在圖2中的
 
(填選項字母)之間.

A.②與③B.①與②C.④與⑤
(3)該同學應用托盤天平稱取NaOH固體
 
g,用質(zhì)量為33.1g的燒杯放在托盤天平上稱取所需NaOH固體時,請在圖3中選出能正確表示游碼位置的選項
 
(填選項字母).

(4)下列操作對所配溶液的濃度大小有何影響 (填“偏大”、“偏小”或“無影響”).
①定容時,俯視讀數(shù),濃度會
 

②轉移溶液過程中,少量液體濺出來,濃度會
 

③容量瓶未干燥,濃度會
 
;
④定容搖勻后發(fā)現(xiàn)溶液凹面低于刻度線,濃度會
 

(5)配制溶液的實際操作過程中,動作要快,否則由于
 
,會使配制的NaOH溶液的濃度比1mol?L-1
 
(填“大”或“小”).

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科目:高中化學 來源: 題型:

甲醇是一種可再生能源,在日常生活中有著廣泛的應用.工業(yè)上用CO生產(chǎn)燃料甲醇,如:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g).圖1表示反應中能量的變化;圖2表示一定溫度下,在體積為2L的密閉容器中加入4mol H2和一定量的CO后,CO和CH3OH(g)的濃度隨時間變化.

請回答下列問題:
(1)圖表示使用和未使用催化劑時反應過程和能量的對應關系.下列有關催化劑的說法不正確是
 

A.降低分子的能量      
B.增加了活化分子數(shù)
C.提高了活化分子百分數(shù)   
D.增加了單位體積內(nèi)的活化分子數(shù)
(2)從反應開始到建立平衡,用H2表示的凈反應平均速率(v=v-v)v(H2)=
 
,該過程中釋放
 
kJ熱量.該溫度T1℃下CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)的化學平衡常數(shù)為
 
(填具體數(shù)值).
(3)在T2℃下,將2molCO和6molH2充入2L的密閉容器中,達平衡后,測得c(CO)=0.2mol?L-1,則CO的轉化率為
 
.比較:T2
 
T1 (填“>”、“<”或“=”).
(4)合成氣經(jīng)壓縮升溫后進入10m3甲醇合成塔,在催化劑作用下,通過反應進行甲醇合成,T3℃下此反應的平衡常數(shù)為160.此溫度下,在密閉容器中加入CO、H2,反應到某時刻測得各組分的濃度如下:
物質(zhì)COH2CH3OH
濃度/(mol?L-10.10.20.4
比較此時正、逆反應速率的大。簐正
 
v逆 (填“>”、“<”或“=”).生產(chǎn)過程中,合成氣要進行循環(huán),其目的是
 

(5)如圖3為常用筆記本電腦所用甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池的結構示意圖如.電池總反應為2CH3OH+3O2?2CO2+4H2O.在電腦的使用過程中,電池的溫度往往因為各種原因會升高,試判斷溫度升高時該反應的平衡常數(shù)K將
 
(填:“增大”、“減小”或“不變”).溫度升高
 
(填:“有利”或“不利于”)電池將化學能轉化為電能.該裝置中
 
(填:“a”或“b”)為電池的負極,該電極反應式為
 

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