Question

19．实验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程如图1所示，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氨气．
（1）从图2中选择制取气体的合适装置，氮气a，氢气b；
（2）氨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乙装置的水中吸收氨不会（填“会”或“不会”）发生倒吸，原因是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）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氨的氧化反应是一个放热反应，放出的热使铂丝保持红热，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\;\;}}{高温高压}$4NO+6H₂O；
（6）反应结束后锥形瓶内的溶液中含有H⁺、OH^-、NH₄⁺、NO₃^-离子

Answer 1

分析 （1）可根据制取气体的药品状态和条件选择合适的制取仪器；
（2）通过观察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）氨的氧化反应是一个放热反应；生成的一氧化氮与空气中的氧气化合成二氧化氮；
（5）氨的催化氧化生成一氧化氮和水；
（6）根据溶液的组成来确定含有的离子

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，是溶液与溶液反应，可以选择a，实验室里用金属锌粒和稀硫酸反应制取氢气，是固体和液体反应，可以选择装置b，
故答案为：a；b；
（2）氮气和氢气通过甲装置，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）氨的氧化反应是一个放热反应，放出的热使铂丝保持红热；
生成的一氧化氮与空气中的氧气化合成二氧化氮，二氧化氮是红棕色气体，
故答案为：氨的氧化反应是一个放热反应，放出的热使铂丝保持红热；有红棕色气体产生；
（5）根据反应物的性质进行分析，氨的催化氧化生成一氧化氮和水，氨的催化氧化反应为：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{\;\;催化剂\;\;}}{高温高压}$4NO+6H₂O，
故答案为：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{\;\;催化剂\;\;}}{高温高压}$4NO+6H₂O；
（6）氨的催化氧化反应产物是一氧化氮和水，一氧化氮极易与空气中的氧气变为二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，所以硝酸的存在会和氨水反应生成硝酸铵，溶液中会存在H⁺、OH^-、NH₄⁺、NO₃^-，
故答案为：NH₄⁺；NO₃^-．

点评 本题以信息形式主要考查了氮气的制取、以及氮的化合物的性质，题目难度中等，试题综合性较大，旨在考查学生对所学知识的迁移运用，注意熟练掌握合成氨的反应原理，试题培养了学生的分析能力及化学实验能力．