Question

实验室常用亚硝酸钠（NaNO₂）与氯化铵溶液（NH₄Cl）反应制取N₂．N₂的化学性质十分稳定，但在一定条件下能与H₂部分化合生成NH₃．下图为制取少量NH₃并检验NH₃的装置（制取H₂的装置已略去）：
（1）NaNO₂是一种工业用盐，它

不能

（填“能”或“不能”）当作食盐使用．A装置中添加NaNO₂溶液的仪器名称是

分液漏斗

．
（2）C装置的硬质试管中发生反应的化学方程式为

N₂+3H₂

催化剂  .

△

2NH₃

，反应中N₂和H₂的最佳质量比是

14：3

，按此比例进行反应，D中导管口

会

（填“会”或“不会”）逸出气泡（已知NH₃极易溶于水，密度小于空气）．请设计能说明有NH₃生成的实验

向D中滴入无色酚酞溶液，酚酞变红

．
（3）为收集少量氨气，请在右框中，画出收集NH₃的装置图．
（4）B中浓硫酸的作用是

干燥氮气

、

干燥氢气

（填2种即可）
（5）实验中，N₂的平均流量为1.4m g/s，H₂的流量为0.3m g/s，N₂和H₂在反应中只能转化40%．
①请计算生成NH₃的平均流量．

②若用Zn和稀硫酸反应提供H₂，制取1.36mg NH₃，计算至少需要金属Zn的质量．

Answer 1

分析：（1）根据亚硝酸钠的毒性进行分析，了解常用仪器的名称和用途；
（2）根据题意可知：氮气与氢气在C处发生反应生成氨气，写出反应方程式；反应中N₂和H₂的最佳质量比就是方程适中二者的质量比；根据实际的反映情况分析D中导管口有气泡生成，根据氨气的性质进行验证；
（3）根据氨气收集方法确定收集装置；
（4）根据浓硫酸的吸水性分析；
（5））①根据反应的质量比及转化率计算；
②根据锌与稀硫酸反应、氮气与氢气的反应，由氨气的质量求出锌的质量．

解答：解：（1）由于亚硝酸钠有毒，它不能当作食盐使用．A装置中添加NaNO₂溶液的仪器是分液漏斗；
（2）氮气与氢气在C处发生反应生成氨气，反应的方程式是：N₂+3H₂

催化剂  .

△

2NH₃．化学方程式的物质的质量比两物质的最佳质量比，为：14：3；由于是“部分化合”，仍会有未反应的H₂和N₂逸出．所以，D中导管口会逸出出气泡；由于氨气的水溶液显碱性．所以，验证有NH₃生成的实验是：向D中滴入无色酚酞溶液，酚酞变红；
（3）由氨气极易溶于水、密度比空气小，应用向下排空气法收集，装置如图：
（4）由于浓硫酸具有吸水性，可用来干燥氨气和氢气；
（5）①由N₂+3H₂

催化剂  .

△

2NH₃的各物质的质量比为28：6：34=14：3：17，N₂的平均流量为1.4m g/s，H₂的流量为0.3m g/s，N₂和H₂在反应中只能转化40%可知，生成NH₃的平均流量为：1.7m g/s×40%=0.68m g/s；
②设至少需要金属Zn的质量为X
由制取氨气反应：Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑、N₂+3H₂

催化剂  .

△

2NH₃，得出锌与氨气的关系式为：
 3Zn～2NH₃ 
 195    34 
  X    1.36mg

195

34

=

X

1.36mg

    解得：X=7.8mg
故答为：（1）不能，分液漏斗；（2）N₂+3H₂

催化剂  .

△

2NH₃，14：3，会，向D中滴入无色酚酞溶液，酚酞变红；（3）见上图；（4）干燥氮气，干燥氢气；（5）①0.68m g/s； ②7.8mg．

点评：本题考查氨气的实验室制法、氨气的检验、浓硫酸的性质等内容，利用所学知识对知识进行迁移即可解决问题．