某版本的化学教材中安排了如图所示“合成氨”的演示实验(夹持仪器均已省略).在Y形管的一侧用Zn粒和稀H
2SO
4反应制取H
2,另一侧用NaNO
2固体和饱和NH
4Cl溶液反应制取N
2,N
2和H
2混合通过还原铁粉来合成NH
3,再将产生的气体通入酚酞试液中,若酚酞试液变红,即说明产生了氨气.某课外活动小组通过查阅资料和多次实验,得到了如下信息:
信息一:NaNO
2固体和饱和NH
4Cl溶液混合加热的过程中发生了如下反应:
2NH
3+N
2O
3→2N
2+3H
2O
NaNO
2+NH
4CI→NH
4NO
2+NaCI
NH
4NO
2→NH
3+HNO
22HNO
2→N
2O
3+H
2O
信息二:不同体积比的N
2、H
2混合气体在相同实验条件下合成氨,使酚酞试液变红所需要的时间如下:
N2和H2的体积比 |
5:1 |
3:1 |
1:1 |
1:3 |
1:5 |
酚酞变红所需时间/min |
8~9 |
7~8 |
6~7 |
3~4 |
9~10 |
据此回答下列问题:
(1)Y形管左侧管中发生反应的化学方程式为
Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑
Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑
.
(2)石棉绒的作用是
增大混合气体与催化剂还原铁粉的接触面积,使反应进行得更充分
增大混合气体与催化剂还原铁粉的接触面积,使反应进行得更充分
.
(3)课外小组的同学们认为,该实验中即使酚酞试液变红也不能说明N
2和H
2反应合成了NH
3,得出此结论的理由是
从分步反应可知,产生N2的过程中,有可能直接产生氨气
从分步反应可知,产生N2的过程中,有可能直接产生氨气
,请你另设计一个简单的实验验证你的理由
将NaNO2固体和饱和NH4Cl溶液混合加热,产生的气体直接通入酚酞试液,若酚酞试液变红,则说明理由成立;否则,说明理由不成立.
将NaNO2固体和饱和NH4Cl溶液混合加热,产生的气体直接通入酚酞试液,若酚酞试液变红,则说明理由成立;否则,说明理由不成立.
;
欲解决这一问题,可以选用下图中的
③
③
装置连接在原装置中的
A
A
和
B
B
之间.
(4)在上述实验过程中,为尽快观察到酚酞变红的实验现象,应该控制N
2和H
2的体积比为
1:3
1:3
比较适宜;但该装置还难以实现此目的,原因是
无法控制通入B中N2和H2的体积比
无法控制通入B中N2和H2的体积比
.
(5)实验过程中通入试管C中的气体的成分有
氨气、水蒸气、氮气
氨气、水蒸气、氮气
.