Question

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?br />（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^(guò)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(lái)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(guān)察到的現(xiàn)象是：                                                 。
（5）寫(xiě)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(guò)不同的化學(xué)反應(yīng)制取膽礬。其設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)過(guò)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(guò)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(guò)程中分解生成銅              D.該條件下銅無(wú)法被氧氣氧化
（3）通過(guò)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(guò)濾、      、冷卻結(jié)晶、                     、自然干燥。
（4）由粗制氧化銅通過(guò)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(guò)程中：稱(chēng)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(guò)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

Answer 1

（A）（1）a、b   （2）干燥氣體 控制氫氣和氮?dú)獾牧魉?img src="http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824113812963156.png" style="vertical-align:middle;" />
（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(shuō)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+5O₂4NO＋6H₂O
（6）NH     NO
（B）（1）C   E   B
（2）A  B （3）蒸發(fā) 過(guò)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(lái)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+5O₂4NO+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(guò)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(guò)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(guò)濾得晶體，最后將其干燥，由此可寫(xiě)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(chēng)量操作至少進(jìn)行4次，分別是：①稱(chēng)量坩堝；②稱(chēng)量加入晶體后的坩堝；③稱(chēng)量加熱冷卻后的坩堝；
④稱(chēng)量再加熱、再冷卻后的坩堝至兩次稱(chēng)量的值相差不超過(guò)0.1 g。
（6）若測(cè)定結(jié)果x值偏高，可能是加熱溫度過(guò)高使CuSO₄晶體中的CuSO₄分解了，其他三項(xiàng)均使x值偏低。