Question

实验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程如下：

已知实验室可用饱和亚硝酸钠（NaNO₂）溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气。

（1）从下图中选择制取气体的合适装置：

氮气         、氢气         

（2）氮气和氢气通过甲装置，甲装置的作用除了将气体混合外，还有               、               

（3）氨合成器出来经冷却的气体连续通人乙装置的水中吸收氨，         （“会”或“不会”）发生倒吸，原因是：                    。

（4）用乙装置吸收一段时间氨后，再通入空气，同时将经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内，能使铂丝保持红热的原因是：                                     ，锥形瓶中还可观察到的现象是：                                             。

（5）写出乙装置中氨氧化的化学方程式：                            

（6）反应结束后锥形瓶内的溶液中含有H⁺、OH^－、        、       离子。

（B）某课外研究小组，用含有较多杂质的铜粉，通过不同的化学反应制取胆矾。其设计的实验过程为：

（1）铜中含有大量的有机物，可采用灼烧的方法除去有机物，灼烧时将瓷坩埚置于
        上（用以下所给仪器的编号填入，下同），取用坩埚应使用        ，灼烧后的坩埚应放在          上，不能直接放在桌面上。

实验所用仪器：a  蒸发皿    b  石棉网    c  泥三角    d  表面皿    e  坩埚钳    f  试管夹

（2）杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物，用以制取胆矾。灼烧后含有少量铜的可能原因是           

a  灼烧过程中部分氧化铜被还原      b  灼烧不充分铜未被完全氧化

c  氧化铜在加热过程中分解生成铜    d  该条件下铜无法被氧气氧化

（3）通过途径Ⅱ实现用粗制氧化铜制取胆矾，必须进行的实验操作步骤：酸溶、加热通氧气、过滤、        、冷却结晶、         、自然干燥

（4）由粗制氧化铜通过两种途径制取胆矾，与途径Ⅰ相比，途径Ⅱ有明显的两个优点是：                             、                            

（5）在测定所得胆矾（CuSO₄·xH₂O）中结晶水x值的实验过程中：称量操作至少进行     次

（6）若测定结果x值偏高，可能的原因是                         

a  加热温度过高                b  胆矾晶体的颗粒较大

c  加热后放在空气中冷却    d  胆矾晶体部分风化

Answer 1

【答案】

(A)（1）a、b

（2）干燥气体  控制氢气和氮气的流速

（3）不会  因为混合气体中含有大量难溶于水的氮、氢两种气体

（4）说明氨的氧化反应是一个放热反应  有红棕色气体产生

（5）4NH₃+5O₂4NO+6H₂O

（6） 

(B)（1）c  e  b

（2）a  b

（3）蒸发  过滤

（4）产生等量胆矾途径Ⅱ消耗硫酸少  途径Ⅱ不会产生污染大气的气体

（5）4

（6）a

【解析】(A)本题考查氨的合成和氨催化氧化的实验题。制取氮气用氯化铵溶液与亚硝酸钠(NaNO₂)溶液加热反应生成,故选a装置，制取氢气用锌与稀H₂SO₄反应不用加热，选b装置。甲装置的作用混合氮气、氢气,干燥气体，控制氮气和氢气的流速。从氨合成器中出来的气体主要是N₂、H₂，通入水中吸收氨气，因为N₂、H₂难溶于水，不会倒吸。氨的催化氧化是一个放热反应,铂丝保持红热，锥形瓶中发生下列反应：4NH₃+5O₂4NO+6H₂O，2NO+O₂===2NO₂有红棕色气体产生，3NO₂+H₂O===2HNO₃+NO，HNO₃+NH₃===NH₄NO₃。

【解析】(B) 本题是一道由Cu制取CuSO₄·H₂O的实验题。灼烧除去铜中的大量有机物，瓷坩埚具体操作把坩埚放在泥三角上加热，用坩埚钳把坩埚转移到石棉网上冷却。灼烧后，含有少量铜，原因是灼烧不充分或灼烧过程中有部分CuO被还原成Cu，CuO不会分解生成Cu，故a、b正确。途径Ⅰ必须用浓H₂SO₄产生污染环境的SO₂气体，并且消耗H₂SO₄的量多。测定结晶水中x值至少称量4次，分别是称量坩埚、称量坩埚与晶体、两次称量坩埚与粉末。加热温度过高CuSO₄分解，减少的质量增加，测定晶体中水的量增加，x值偏高，b、c、d三个选项中测定晶体中水的量减小，x值偏低。