Question

13．某學(xué)生設(shè)計(jì)氨催化氧化實(shí)驗(yàn)，并將制得NO進(jìn)一步氧化為NO₂用水吸收NO₂，并檢驗(yàn)HNO₃的生成．
可供選擇的固體藥品有：NH₄Cl、Ca（OH）₂、KClO₃、MnO₂、CaO
可供選擇的液體藥品有：濃氨水、過(guò)氧化氫、濃鹽酸、水
可供選擇的儀器有：如圖

另有鐵架臺(tái)、鐵夾、鐵圈、乳膠管若干，可供選擇．設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，A和B兩個(gè)制氣裝置允許使用兩次，其余裝置只能使用一次．
（1）氨氧化制NO的化學(xué)方程式為4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O，該反應(yīng)應(yīng)在裝置F中進(jìn)行．
（2）為快速制O₂和NH₃，制取O₂化學(xué)方程式為2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；制取NH₃化學(xué)反應(yīng)方程式為NH₃•H₂O=NH₃↑+H₂O．
（3）利用快速制NH₃和O₂的裝置組裝，各儀器按氣流方向連接的正確順序?yàn)椋ò囱b置先后順序排列）

（4）裝置C的作用是吸收多余NH₃和水蒸氣．
（5）裝置H中溶液變紅，其原因是（用化學(xué)方程式表示）4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃．

Answer 1

分析 （1）氨氣與氧氣在催化劑條件下加熱生成一氧化氮和水，依據(jù)反應(yīng)條件和反應(yīng)物狀態(tài)選擇裝置；
（2）要快速制備氨氣，則應(yīng)該是將生石灰加入到濃氨水中，據(jù)此選擇裝置及寫(xiě)出方程式；
雙氧水在催化劑條件下，不需要加熱就會(huì)迅速產(chǎn)生大量氧氣，據(jù)反應(yīng)物狀態(tài)和反應(yīng)條件選擇發(fā)生裝置并寫(xiě)出方程式；
（3）快速制NH₃和O₂含有水蒸氣，所以需要干燥，用堿石灰進(jìn)行干燥，然后進(jìn)入F發(fā)生成催化氧化，剩余的氨氣需要用濃硫酸吸收，同時(shí)還要干燥NO，最后檢驗(yàn)硝酸的生成，據(jù)此連接儀器；
（4）氨氣與濃硫酸反應(yīng)，可以用濃硫酸吸收過(guò)量的氨氣和氣體中的水蒸氣；
（5）由于NO₂和剩余的氧氣溶于水會(huì)有硝酸生成，溶液顯酸性，因此石蕊試液變?yōu)榧t色．

解答 解：（1）氨氣與氧氣在催化劑條件下加熱生成一氧化氮和水，化學(xué)方程式為：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O，由于是兩種氣體之間的反應(yīng)，所以根據(jù)裝置的特點(diǎn)可知，應(yīng)選擇裝置F制備；
故答案為：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O；F；
 （2）要快速制備氨氣，則應(yīng)該是將生石灰加入到濃氨水中，所以選擇的裝置是A，反應(yīng)的化學(xué)方程式是NH₃•H₂O=NH₃↑+H₂O；
雙氧水在催化劑條件下，不需要加熱就會(huì)迅速產(chǎn)生大量氧氣，反應(yīng)物狀態(tài)為固體與液體，條件不加熱，選擇裝置A；方程式為：2H₂O₂ $\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$ 2H₂O+O₂↑；
故答案為：2H₂O₂ $\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；NH₃•H₂O=NH₃↑+H₂O；
（3）快速制NH₃和O₂含有水蒸氣，所以需要干燥，用堿石灰進(jìn)行干燥，然后進(jìn)入F發(fā)生成催化氧化，剩余的氨氣需要用濃硫酸吸收，同時(shí)還要干燥NO，最后檢驗(yàn)硝酸的生成，所以正確的連接順序是；
故答案為：；
（4）C中的濃硫酸用來(lái)吸收過(guò)來(lái)的氨氣，干燥氣體吸收水蒸氣，故答案為：吸收多余NH₃和水蒸氣；
（5）由于NO₂和剩余的氧氣溶于水會(huì)有硝酸生成，溶液顯酸性，因此石蕊試液變?yōu)榧t色，反應(yīng)的化學(xué)方程式是：4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃；
故答案為：4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃．

點(diǎn)評(píng) 本題考查氣體的制備和性質(zhì)的檢驗(yàn)，熟悉發(fā)生裝置選擇的依據(jù)、氨氣、氧氣的制備原理和性質(zhì)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．