Question

3．甲、乙、丙三位同學分別用圖1所示實驗裝置制取氨氣．請你根據(jù)實驗探究的過程，回答下列有關問題．

（1）三位同學制取氨氣的化學方程式是2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O．
（2）三位同學用上述裝置制取氨氣時，其中有一位同學沒有收集到氨氣（實驗操作都正確），你認為沒有收集到氨氣的同學是乙（填圖1中“甲”、“乙”或“丙”）．
（3）為確定試管內(nèi)是否已收集滿氨氣，應將濕潤的紅色石蕊試紙（或用蘸有濃鹽酸的玻璃棒）置于收集氣體的試管口處，若觀察到試紙變藍（或白煙產(chǎn)生），則說明氨氣已收集滿．
（4）三位同學都認為他們的實驗裝置還可用于加熱碳酸氫銨固體來制取純凈的氨氣，你判斷能夠達到實驗目的同學是丙（填圖1中“甲”、“乙”或“丙”）．
（5）氨氣是一種重要的化工產(chǎn)品，氨氣經(jīng)一系列反應可制得硝酸，其中關鍵步驟之一是將二氧化氮溶于水生成硝酸．為使二氧化氮盡可能全部被水吸收，且殘留的氣體盡可能少，某同學設計了如圖2所示的實驗裝置，進行了如下實驗探究過程．請回答有關問題．

實驗過程		實驗現(xiàn)象
步驟一	將收集滿NO2的集氣瓶倒立在水槽中．	集氣瓶中液面上升；集氣瓶中氣體由紅棕色變成無色；最終剩余氣體約占集氣瓶體積的三分之一．
步驟二	將分液漏斗中的水逐滴滴入燒瓶，使少量O2進入盛有NO2的集氣瓶后，停止滴水．	集氣瓶中氣體顏色的變化情況是先由無色變?yōu)榧t棕色，再變成無色；集氣瓶中液面繼續(xù)上升．
步驟三	多次重復步驟二操作，并依次減少O2通入量，直至O2通入后，氣體不再變成紅棕色．	現(xiàn)象與步驟二相同，最后集氣瓶內(nèi)幾乎充滿液體，只含極少量氣體．
計算	用上述實驗方法，將標準狀況下448mLNO2全部溶于水，得到500mL溶液，則溶液中HNO3的物質的量濃度為0.04mol/L．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)圖一裝置可知三位同學制取氯氣方法都是用加熱固體 氯化銨和氫氧化鈣的方法；
（2）濃硫酸為堿性氣體，不能干燥氨氣；
（3）氨氣為堿性氣體，能夠使石蕊的紅色石蕊試紙變藍，氨氣能夠與氯化氫反應生成白色固體氯化銨，產(chǎn)生大量白煙，據(jù)此檢驗氨氣存在；
（4）碳酸氫銨受熱分解生成氨氣、二氧化碳和水，制取純凈氨氣應除去二氧化碳和水蒸氣；
（5）二氧化氮溶于水，發(fā)生3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，通入氧氣發(fā)生2NO+O₂=2NO₂，重復操作②，總反應為4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，據(jù)此解答．

解答 解：（1）三位同學制取氯氣方法都是用氯化銨和氫氧化鈣加熱生成氨氣、氯化鈣和水，化學方程式：2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；
故答案為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；
（2）濃硫酸為堿性氣體，能夠與氨氣反應吸收氨氣，不能干燥氨氣，所以乙同學不能收集到氨氣；
故答案為：乙；
（3）氨氣為堿性氣體，能夠使石蕊的紅色石蕊試紙變藍，氨氣能夠與氯化氫反應生成白色固體氯化銨，產(chǎn)生大量白煙，所以為確定試管內(nèi)是否已收集滿氨氣，應將濕潤的紅色石蕊試紙（或用蘸有濃鹽酸的玻璃棒）置于收集氣體的試管口處，若觀察到試紙變藍（或白煙產(chǎn)生），則說明氨氣已收集滿；
故答案為；濕潤的紅色石蕊試紙（或用蘸有濃鹽酸的玻璃棒）；試紙變藍（或白煙產(chǎn)生）；
（4）碳酸氫銨受熱分解生成氨氣、二氧化碳和水，制取純凈氨氣應除去二氧化碳和水蒸氣，甲同學沒有除去二氧化碳，乙同學用濃硫酸干燥氨氣，能夠吸收氨氣，丙同學用堿石灰可以吸收氨氣中的水蒸氣和二氧化碳，能夠制取氨氣；
故選：丙；
（5）①依據(jù)方程式：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，可知3體積二氧化氮與水反應生成1體積一氧化氮，一氧化氮難溶于水，所以最終剩余氣體約占集氣瓶體積的三分之一；
②將水逐滴滴入燒瓶，向盛有NO₂的集氣瓶通入少量氧氣后，停止通氣，先后發(fā)生反應：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，2NO+O₂=2NO₂，3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，所以看到的現(xiàn)象為：先由無色變?yōu)榧t棕色，再變成無色；
③多次重復步驟二操作，并依次減少O₂通入量，直至O₂通入后，最終二氧化氮全部被吸收生成硝酸，所以氣體不再變成紅棕色；
依據(jù)4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，可知二氧化氮都能轉化為硝酸，448mLNO₂全部溶于水，得到500mL溶液，則硝酸的物質的量=$\frac{0.448L}{22.4L/mol}$=0.02mol；
硝酸的物質的量濃度C=$\frac{0.02mol}{0.5L}$=0.04mol/L；
故答案為：

實驗過程		實驗現(xiàn)象
步驟一	將收集滿NO2的集氣瓶倒立在水槽中．	集氣瓶中液面上升；集氣瓶中氣體由紅棕色變成無色；最終剩余氣體約占集氣瓶體積的 三分之一．
步驟二	將分液漏斗中的水逐滴滴入燒瓶，使少量O2進入盛有NO2的集氣瓶后，停止滴水．	集氣瓶中氣體顏色的變化情況是 先由無色變?yōu)榧t棕色，再變成無色；集氣瓶中液面繼續(xù)上升．
步驟三	多次重復步驟二操作，并依次減少O2通入量，直至O2通入后，氣體不再變成 紅棕色．	現(xiàn)象與步驟二相同，最后集氣瓶內(nèi)幾乎充滿液體，只含極少量氣體．
計算	用上述實驗方法，將標準狀況下448mLNO2全部溶于水，得到500mL溶液，則溶液中HNO3的物質的量濃度為 0.04mol/L．

點評 本題以氨氣、硝酸的制備為載體，考查了氨氣制備方法、硝酸的制備方法，明確制備原理及氨氣、一氧化氮、二氧化氮的性質是解題關鍵，題目難度中等．