Question

13．某学生设计氨催化氧化实验，并将制得NO进一步氧化为NO₂用水吸收NO₂，并检验HNO₃的生成．
可供选择的固体药品有：NH₄Cl、Ca（OH）₂、KClO₃、MnO₂、CaO
可供选择的液体药品有：浓氨水、过氧化氢、浓盐酸、水
可供选择的仪器有：如图

另有铁架台、铁夹、铁圈、乳胶管若干，可供选择．设计实验时，A和B两个制气装置允许使用两次，其余装置只能使用一次．
（1）氨氧化制NO的化学方程式为4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H₂O，该反应应在装置F中进行．
（2）为快速制O₂和NH₃，制取O₂化学方程式为2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；制取NH₃化学反应方程式为NH₃•H₂O=NH₃↑+H₂O．
（3）利用快速制NH₃和O₂的装置组装，各仪器按气流方向连接的正确顺序为（按装置先后顺序排列）

（4）装置C的作用是吸收多余NH₃和水蒸气．
（5）装置H中溶液变红，其原因是（用化学方程式表示）4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃．

Answer 1

分析 （1）氨气与氧气在催化剂条件下加热生成一氧化氮和水，依据反应条件和反应物状态选择装置；
（2）要快速制备氨气，则应该是将生石灰加入到浓氨水中，据此选择装置及写出方程式；
双氧水在催化剂条件下，不需要加热就会迅速产生大量氧气，据反应物状态和反应条件选择发生装置并写出方程式；
（3）快速制NH₃和O₂含有水蒸气，所以需要干燥，用碱石灰进行干燥，然后进入F发生成催化氧化，剩余的氨气需要用浓硫酸吸收，同时还要干燥NO，最后检验硝酸的生成，据此连接仪器；
（4）氨气与浓硫酸反应，可以用浓硫酸吸收过量的氨气和气体中的水蒸气；
（5）由于NO₂和剩余的氧气溶于水会有硝酸生成，溶液显酸性，因此石蕊试液变为红色．

解答 解：（1）氨气与氧气在催化剂条件下加热生成一氧化氮和水，化学方程式为：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H₂O，由于是两种气体之间的反应，所以根据装置的特点可知，应选择装置F制备；
故答案为：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H₂O；F；
 （2）要快速制备氨气，则应该是将生石灰加入到浓氨水中，所以选择的装置是A，反应的化学方程式是NH₃•H₂O=NH₃↑+H₂O；
双氧水在催化剂条件下，不需要加热就会迅速产生大量氧气，反应物状态为固体与液体，条件不加热，选择装置A；方程式为：2H₂O₂ $\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$ 2H₂O+O₂↑；
故答案为：2H₂O₂ $\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；NH₃•H₂O=NH₃↑+H₂O；
（3）快速制NH₃和O₂含有水蒸气，所以需要干燥，用碱石灰进行干燥，然后进入F发生成催化氧化，剩余的氨气需要用浓硫酸吸收，同时还要干燥NO，最后检验硝酸的生成，所以正确的连接顺序是；
故答案为：；
（4）C中的浓硫酸用来吸收过来的氨气，干燥气体吸收水蒸气，故答案为：吸收多余NH₃和水蒸气；
（5）由于NO₂和剩余的氧气溶于水会有硝酸生成，溶液显酸性，因此石蕊试液变为红色，反应的化学方程式是：4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃；
故答案为：4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃．

点评 本题考查气体的制备和性质的检验，熟悉发生装置选择的依据、氨气、氧气的制备原理和性质是解题关键，题目难度中等．