Question

13．氮的氧化物（NO_x）是大氣污染物之一，工業(yè)上在一定溫度和催化劑條件下用NH₃將NO_x還原生成N₂．某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室中對(duì)NH₃與NO₂反應(yīng)進(jìn)行了探究．回答下列問題：
（1）氨氣的制備
①氨氣的發(fā)生裝置可以選擇上圖中的A，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Ca（OH）₂+2NH₄Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O．
②欲收集一瓶干燥的氨氣，選擇上圖中的裝置，其連接順序?yàn)椋喊l(fā)生裝置→d→c→f→e→j（按氣流方向，用小寫字母表示）．
（2）氨氣與二氧化氮的反應(yīng)
將上述收集到的NH₃充入注射器X中，硬質(zhì)玻璃管Y中加入少量催化劑，充入NO₂（兩端用夾子K₁、K₂夾好）．在一定溫度下按圖示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

操作步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	解釋原因
打開K1，推動(dòng)注射器活塞，使X中的氣體緩慢充入Y管中	①Y管中紅棕色氣體慢慢變淺	②反應(yīng)的化學(xué)方程式 8NH3+6NO2$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$7N2+12H2O
將注射器活塞退回原處并固定，待裝置恢復(fù)到室溫	Y管中有少量水珠	生成的氣態(tài)水凝聚
打開K2	③Z中NaOH溶液產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象	④反應(yīng)后氣體分子數(shù)減少，Y管壓強(qiáng)小于外壓

Answer 1

分析 （1）①實(shí)驗(yàn)室用加熱固體氯化銨和氫氧化鈣的方法制備氨氣，依據(jù)反應(yīng)物狀態(tài)和條件選擇發(fā)生裝置；
②氣體制備一般順序?yàn)椋喊l(fā)生裝置，凈化裝置，收集裝置，尾氣處理裝置，結(jié)合氨氣為堿性氣體，密度小于空氣密度，極易溶于水的性質(zhì)解答；
（2）打開K₁，推動(dòng)注射器活塞，使X中的氣體緩慢充入Y管中，則氨氣與二氧化氮發(fā)生歸中反應(yīng)生成無色氮?dú)�，所以看到現(xiàn)象為：紅棕色變淺；
依據(jù)8NH₃+6NO₂=7N₂+12H₂O以及氣態(tài)水凝聚判斷反應(yīng)后氣體分子數(shù)減少從而判斷打開K₂發(fā)生的現(xiàn)象．

解答 解：（1）①實(shí)驗(yàn)室用加熱固體氯化銨和氫氧化鈣的方法制備氨氣，反應(yīng)物狀態(tài)為固體與固體，反應(yīng)條件為加熱，所以選擇A為發(fā)生裝置，反應(yīng)方程式：Ca（OH）₂+2NH₄Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；
故答案為：A；Ca（OH）₂+2NH₄Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；
②實(shí)驗(yàn)室用加熱固體氯化銨和氫氧化鈣的方法制備氨氣，制備的氣體中含有水蒸氣，氨氣為堿性氣體，應(yīng)選擇盛有堿石灰干燥管干燥氣體，氨氣極易溶于水，密度小于空氣密度所以應(yīng)選擇向下排空氣法收集氣體，氨氣極易溶于水，尾氣可以用水吸收，注意防止倒吸的發(fā)生，所以正確的連接順序?yàn)椋喊l(fā)生裝置→d→c→f→e→j；
故答案為：d→c→f→e→j；
（2）打開K₁，推動(dòng)注射器活塞，使X中的氣體緩慢充入Y管中，則氨氣與二氧化氮發(fā)生歸中反應(yīng) 生成無色氮?dú)�，所以看到現(xiàn)象為：紅棕色氣體慢慢變淺；
根據(jù)反應(yīng)8NH₃+6NO₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$7N₂+12H₂O以及裝置恢復(fù)至室溫后氣態(tài)水凝聚可判斷反應(yīng)后氣體分子數(shù)減少，裝置內(nèi)壓強(qiáng)降低，所以打開K₂在大氣壓的作用下發(fā)生倒吸；
故答案為：

操作步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	解釋原因
打開K1，推動(dòng)注射器活塞，使X中的氣體緩慢充入Y管中	①紅棕色氣體慢慢變淺	②反應(yīng)的化學(xué)方程式 8NH3+6NO2$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$7N2+12H2O
將注射器活塞退回原處并固定，待裝置恢復(fù)到室溫	Y管中有少量水珠	生成的氣態(tài)水凝聚
打開K2	③Z中NaOH溶液產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象	④反應(yīng)后氣體分子數(shù)減少，Y管中壓強(qiáng)小于外壓

點(diǎn)評(píng) 本題考查了氨氣的制備和性質(zhì)的檢驗(yàn)，明確氨氣的制備原理及制備氣體的一般程序是解題關(guān)鍵，題目難度不大．