Question

15．NH₃和NO_x在催化劑作用下可轉變?yōu)镹₂和H₂O，這是目前硝酸廠尾氣治理所普遍采用的一種方法，為了提高NO的轉化率實際操作中用過量的氨氣．某研究小組擬驗證NO能被氨氣還原并計算其轉化率．（已知：濃硫酸在常溫下不氧化NO氣體）．

（1）裝置③可以選的干燥劑為：b（選填序號，下同）；
a．濃硫酸    b．堿石灰    c．無水氯化鈣
（2）若實驗室只提供濃氨水和生石灰兩種試劑，你會選擇下圖B或C裝置來制取氨氣；下圖裝置C中盛放固體藥品的儀器名稱是錐形瓶．

（3）寫出裝置⑤中反應的化學方程式6NO+4NH₃$\frac{\underline{催化劑}}{△}$5N₂+6H₂O；該反應中的氧化劑是NO．
（4）實驗室在用裝置D制取較純NO過程中，先在試管中加入2～3粒石灰石，注入適量稀硝酸，反應一段時間后，再塞上帶有細銅絲的膠塞進行后續(xù)反應，加入石灰石的作用產生二氧化碳排盡裝置中的空氣，防止氧化NO．
（5）實驗完成后，檢驗裝置⑥中NH₄⁺的存在需要濃NaOH溶液和濕潤的紅色石蕊試紙．
（6）已知NO與FeSO₄溶液反應形成棕色可溶性的[Fe（NO）]SO₄，裝置⑥中，小段玻璃管的作用是防倒吸；裝置⑦的作用是除去NO和檢驗氨氣是否除盡，若氨氣未除盡觀察到的實驗現象是⑦中溶液變渾濁．

Answer 1

分析 （1）裝置③干燥氨氣選擇和氨氣不反應、不能溶解氨氣的干燥劑；
（2）濃氨水和生石灰兩種試劑制備氨氣，可以利用濃氨水滴入生石灰中溶解放熱一水合氨分解生成氨氣，也可以加熱氨水生成氨氣；裝置C為錐形瓶；
（3）NO與氨氣反應生成氮氣和水；反應中NO中的N元素得電子化合價降低；
（4）利用稀硝酸和碳酸鈣反應生成二氧化碳氣體充滿試管，避免生成的一氧化氮被空氣中的氧氣氧化；
（5）檢驗銨根離子用濃的氫氧化鈉和濕潤的紅色石蕊試紙；
（6）防止倒吸；裝置⑦是用來檢驗氨氣是否除凈的裝置，若氨氣有剩余，在溶液中會生成沉淀．

解答 解：（1）裝置③干燥氨氣選擇和氨氣不反應、不能溶解氨氣的干燥劑；
a．濃硫酸和氨氣反應，不能干燥氨氣，故a不符合；
b．堿石灰是堿性干燥劑，可以干燥氨氣，故b符合；
c．無水氯化鈣會和氨氣結合不能干燥氨氣，故c不符合；
故答案為：b．
（2）濃氨水和生石灰兩種試劑制備氨氣，可以利用濃氨水滴入生石灰中溶解放熱一水合氨分解生成氨氣，也可以加熱氨水生成氨氣，反應的化學方程式為：NH₃•H₂O$\frac{\underline{\;CaO\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O或NH₃•H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O，則可以選擇裝置B或C；
故答案為：B或C；
（3）在加熱和催化劑條件下，NO與氨氣反應生成氮氣和水，其反應的方程式為：6NO+4NH₃$\frac{\underline{催化劑}}{△}$5N₂+6H₂O；反應中NO中的N元素得電子化合價降低，則NO為氧化劑；
故答案為：6NO+4NH₃$\frac{\underline{催化劑}}{△}$5N₂+6H₂O；NO；
（4）利用稀硝酸和碳酸鈣反應生成二氧化碳氣體充滿試管，把裝置中的空氣排凈，可以避免生成的一氧化氮被空氣中的氧氣氧化；
故答案為：產生二氧化碳排盡裝置中的空氣，防止氧化NO；
（5）檢驗銨根離子先加濃的氫氧化鈉，產生的氨氣再用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗；
故答案為：濕潤的紅色石蕊；
（6）裝置⑥中，小段玻璃管的作用是防止氨氣易溶于水發(fā)生倒吸現象；裝置⑦是用來檢驗氨氣是否除凈的裝置，硫酸亞鐵和氨氣反應生成白色沉淀氫氧化亞鐵，若氨氣未除凈，⑦中溶液中會生成氫氧化亞鐵沉淀，則溶液變渾濁；
故答案為：防倒吸；⑦中溶液變渾濁．

點評 本題考查了物質性質的實驗驗證和反應現象的判斷應用，注意掌握常見氣體的制備原理和方法以及常見物質的檢驗方法，題目難度中等，側重于考查學生的實驗探究能力和對基礎知識的綜合應用能力．