Question

【題目】氮的氧化物(NOx)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NOx還原生成N2。某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室中對(duì)NH3與NOx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_________，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________。

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→______(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中的氣體緩慢通入Y管中	①Y管中_____________	②反應(yīng)的化學(xué)方程式 ____________
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)水凝集
打開K2	③_______________	④______________

Answer 1

【答案】（1）① A； 2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+ CaCl2+2H2O

(或B；NH3·H2ONH3↑+H2O)；②d c f e i；

（2）①紅棕色氣體慢慢變淺；②8NH3+6NO2 7N2 +12H2O；

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。

【解析】（1）①在實(shí)驗(yàn)室中，利用氫氧化鈣與NH4Cl混合加熱發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)制取氨氣，氫氧化鈣與NH4Cl都是固體，固體混合物加熱制取氣體，故應(yīng)選用A裝置進(jìn)行，制取氨氣，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O；也可以利用NH3·H2O的不穩(wěn)定性，該物質(zhì)受熱分解產(chǎn)生氨氣和水制取氨氣，這時(shí)應(yīng)該選擇的裝置是裝置B，反應(yīng)的化學(xué)方程式是：NH3·H2ONH3↑+H2O；②利用A(或B)裝置制得的氨氣，由于氨氣是堿性氣體，所以需要利用堿性干燥劑堿石灰進(jìn)行干燥，然后再根據(jù)氨氣的密度比空氣小的性質(zhì)，用向下排空氣法收集，氨氣是大氣污染物，要進(jìn)行尾氣處理，可利用其在水中極易溶解的性質(zhì)，用水作吸收劑進(jìn)行尾氣處理，故裝置的連接順序?yàn)?/span>d→c→f→e→i；（2）①NO2具有強(qiáng)氧化性，NH3有強(qiáng)還原性，兩者相遇，會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生氮?dú)夂退�，根�?jù)電子守恒、原子守恒，可得反應(yīng)的方程式：8NH3+6NO27N2 +12H2O，根據(jù)反應(yīng)方程式可知反應(yīng)現(xiàn)象是：Y管內(nèi)看到紅棕色氣體慢慢變淺，同時(shí)在注射器的內(nèi)壁有水珠產(chǎn)生；②根據(jù)①分析可知發(fā)生該反應(yīng)的方程式是8NH3+6NO27N2 +12H2O；③反應(yīng)后由于容器內(nèi)氣體的物質(zhì)的量減少，所以會(huì)使容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小。當(dāng)打開K2后，燒杯內(nèi)NaOH溶液在大氣壓強(qiáng)的作用下會(huì)倒吸進(jìn)入Y管內(nèi)；④溶液進(jìn)入Y管內(nèi)的原因是由于該反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，反應(yīng)發(fā)生導(dǎo)致裝置內(nèi)壓強(qiáng)降低，在外界大氣壓的作用下而發(fā)生倒吸現(xiàn)象。