Question

2．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）从图1中选择制取气体的合适装置：氮气a、氢气b．

（2）氮气和氢气通过图2甲装置，甲装置的作用除了将气体混合外，还有干燥气体　控制氢气和氮气的流速、．
（3）氨合成器出来经冷却的气体连续通入图2乙装置的水中吸收氨，不会（填“会”或“不会”）发生倒吸，原因是混合气体中含有大量难溶于水的氮气、氢气两种气体．
（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，锥形瓶中还可观察到的现象是有红棕色气体产生．
（5）写出乙装置中氨氧化的化学方程式：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{△}$4NO+6H₂O．
（6）反应结束后锥形瓶内的溶液中含有H⁺、OH^-、NH₄⁺、NO₃^-．

Answer 1

分析 （1）依据反应物状态和反应条件选择合适的发生装置；
（2）浓硫酸具有吸水性，通过观察图2甲装置中冒气泡的速率来控制气体流量；
（3）合成氨的反应是可逆的，还会有一些氮气、氢气存在，据此来回答；
（4）氨气催化氧化生成一氧化氮，一氧化氮氧化生成红棕色二氧化氮；
（5）氨气催化氧化生成一氧化氮和水；
（6）锥形瓶内氮的氧化物与水反应生成硝酸，硝酸再与氨水反应生成硝酸铵．

解答 解：（1）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，所以应选择a装置；
制取氢气用稀盐酸与锌不需要加热，所以应选择装置b；
故答案为：a；b；
（2）浓硫酸具有吸水性，氮气和氢气通过甲装置，图2甲装置中的浓硫酸可以将氮气和氢气干燥，同时可以根据甲装置中冒气泡的速率来控制气体流量，
故答案为：干燥气体；控制氢气和氮气的流速；
（3）合成氨的反应为为可逆反应，还会有一些氮气、氢气存在，这样会缓解氨气极易溶于水导致的气压差，不会倒吸，故答案为：不会；因为混合气体中含有大量难溶于水的氮气、氢气两种气体；
（4）氨催化氧化产物一氧化氮极易变为二氧化氮，二氧化氮是红棕色气体，故答案为：有红棕色气体产生；
（5）氨气催化氧化生成一氧化氮和水，方程式；4NH₃+5O₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{△}$4NO+6H₂O，故答案为：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{△}$4NO+6H₂O；
（6）锥形瓶内氮的氧化物与水反应生成硝酸，硝酸再与氨水反应生成硝酸铵．所以锥形瓶内溶液含有硝酸铵，所以溶液中含有H⁺、OH^-、NH₄⁺、NO₃^-离子；
故答案为：NH₄⁺；NO₃^-．

点评 本题为信息题，考查了氮气、氢气、氨气的制备，熟悉反应原理是解题关键，注意依据反应物状态和反应条件选择合适的发生装置，题目难度不大．