Question

氮及其化合物在生产、生活中有重要的作用。
（1）NH₃是制碱工业中不可缺少的重要物质。继侯德榜“联合制碱法”后，上世纪50年代某些化工专家开始研究有机胺制碱法，其工艺流程如下：

已知：NR₃ + CO₂ + NaCl + H₂O = NaHCO₃ + NR₃·HCl
NR₃ + HCl = NR₃·HCl，且NR₃·HCl 易溶于有机溶剂。
①操作Ⅰ名称为                 ；
②某实验小组同学查阅资料知，有机溶剂和有机胺沸点差别较大，现欲将A中各成分进行分离，请写出除了导管、酒精灯、牛角管、锥形瓶外，该分离操作所需的玻璃仪器名称                     ；
（2）N₂在化工生产、农业、医疗、航天航空等领域用途广泛。现提供以下装置（连接仪器略去）：

①某化学兴趣小组甲同学欲用加热NaNO₂ 和NH₄Cl的浓溶液制得N₂，应该选择的发生装置是        ，检验该发生装置气密性的操作为                                              ；
②在加热条件下，用NH₃ 还原CuO可制得N₂，同时获得铜粉，此反应的化学方应方程式是                                 。乙同学用此法制得干燥、纯净的N₂，且需要的NH₃ 以生石灰和浓氨水作原料。按气流从左到右，整套装置的连接顺序是                （填写字母序号）；最后一个装置中试剂的作用是                                 ；

Answer 1

（1）①分液（2分）
②蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管（2分，答对2种得1分，全答对得2分）
（2）①A （2分）；关闭分液漏斗下端活塞并将导管连接长导管后置于水中（1分），用酒精灯微热圆底烧瓶，若导管口有气泡冒出，撤掉酒精灯后导管内有一段水柱，则装置气密性好（1分）；反之，则装置气密性不好。
②3CuO+ 2NH₃N₂+ 3Cu + 3H₂O（2分）；DEBC（2分）；干燥N₂（1分）并除去其中的NH₃（1分）

试题分析：（1）①分离互补相溶液体的方法是分液，所以操作Ⅰ名称为分液。
②有机溶剂和有机胺沸点差别较大，可用蒸馏分离，根据蒸馏的仪器：带铁圈的铁架台，酒精灯，石棉网，蒸馏烧瓶，温度计，冷凝管，牛角管，锥形瓶，因此还缺少蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管。
（2）①根据已知信息可知，反应物是亚硝酸钠（NaNO₂）和氯化铵的浓溶液混合加热制备氮气，所以需要圆底烧瓶作反应容器，同时还需要加热，因此A装置适合；检验装置气密性的方法一般是利用压强差来进行，所以正确操作是安装好仪器后，关闭分液漏斗下端活塞并将导管连接长导管后置于水中，用酒精灯微热圆底烧瓶，若导管口有气泡冒出。撤掉酒精灯后导管内有一段水柱，则装置气密性好；反之，则装置气密性不好。
②根据原子守恒可知，NH₃与CuO反应生成N₂、铜和水，所以反应的化学方程式为3CuO+ 2NH₃N₂+ 3Cu + 3H₂O；需要的NH₃ 以生石灰和浓氨水作原料，因此需要用D用来制取氨气，氨气是碱性气体，不能用浓硫酸干燥，应该用E装置（碱石灰）干燥氨气。在B中反应后，剩余的氨气可用C装置来除去，同时C装置中的浓硫酸还能干燥氮气。所以按气流从左到右，整套装置的连接顺序是DEBC。