Question

图Ⅰ是实验室中常用于制备和干燥气体的装置：
（1）甲同学用图Ⅰ装置、铜和浓硝酸制备并收集干燥的NO₂气体：
①B中反应的化学方程式

 

．
②收集NO₂气体的方法

 

；
③将收集满NO₂的烧瓶密封浸入冰水中，烧瓶内气体颜色变浅，则下列反应：2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H 中的△H

 

0（填“＞”或“＜”）
（2）乙同学用图Ⅰ装置制取NH₃和O₂的混合气体，用图Ⅱ装置验证氨的某些性质，往A中加入浓氨水，B中加入Na₂O₂固体，C中加入碱石灰，D内放置催化剂（铂石棉），按气流方向a→b→c→h连接各仪器：
①实验中观察到D内有红棕色气体出现，证明氨气具有

 

（填“氧化性”或“还原性”）．
②D中反应的化学方程式为

 

、

 

．
③为防止NO₂污染环境，E装置中装的试剂可以是

 

．

Answer 1

分析：（1）铜和浓硝酸制备并收集干燥的NO₂气体，发生反应生成硝酸铜二氧化氮和水，二氧化氮气体易与水反应，比空气重，可以用向上排空气法收集；2NO₂（g）?N₂O₄（g）中二氧化氮是红棕色气体，四氧化二氮气体为无色，收集满NO₂的烧瓶密封浸入冰水中，烧瓶内气体颜色变浅，说明温度降低平衡正向进行，正反应为放热反应；
（2）用图Ⅰ装置制取NH₃和O₂的混合气体，用图Ⅱ装置验证氨的某些性质，往A中加入浓氨水，B中加入Na₂O₂固体，反应产生氨气，C中加入碱石灰干燥氨气，D内放置催化剂（铂石棉）使氨气被氧气氧化为一氧化氮，一氧化氮遇氧气生成二氧化氮，二氧化氮是污染性气体不能排放到大气，应进行尾气吸收，通入氢氧化钠溶液中吸收．

解答：解：（1）图Ⅰ装置、铜和浓硝酸制备并收集干燥的NO₂气体，铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮、水，反应的化学方程式Cu+4HNO₃═Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O  用干燥剂干燥后的二氧化氮气体易与水反应且比空气重，所以收集用向上排气法；二氧化氮气体中存在平衡2NO₂（g）?N₂O₄（g），放入冰水中颜色变浅说明平衡向生成四氧化二氮气体的方向移动，所以此方向为放热反应，△H＜0；故答案为：①Cu+4HNO₃═Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O； ②向上排气法； ③＜；
（2）装置Ⅰ制备制取干燥的NH₃和O₂的混合气体，通入装置Ⅱ在D处发生催化氧化反应，4NH₃+5O₂

催化剂 .

△

4NO+6H₂O，在此反应中氨气被氧化做还原剂，具有还原性；生成的一氧化氮气体与氧气反应生成红棕色二氧化氮气体 2NO+O₂=2NO₂，装置E是吸收尾气防止污染空气，一般用强碱溶液吸收；故答案为：①还原性  ②4NH₃+5O₂═4NO+6H₂O  2NO+O₂═2NO₂；③NaOH溶液．

点评：本题考查了实验室制氨气、制二氧化氮气体的原理，主要考查氨气、一氧化氮、二氧化氮的化学性质应用，同时还考查了实验制备的基本操作．