Question

【题目】某校学习小组的同学设计用分子筛催化CH4还原NO2并检验还原产物。回答下列问题：

（1）甲组同学设计用如图所示装置分别制备CH4和NO2。

①在加热条件下，无水CH3 COONa与NaOH(CaO为催化剂)生成CH4和Na2CO3的化学方程式为___________。

②仪器a的名称为__________，仪器a中的药品是__________(填名称)。__________(填“能”或“不能”)用铁代替圆底烧瓶中的铜。

（2）乙组同学利用甲组制得的干燥气体并利用下列装置用CH4还原NO2

①C装置的作用是______________(列举2点)。

②D装置反应管中盛放玻璃丝的目的是___________；CH4与NO2生成N2和CO2的化学方程式为_____________。

③E装置中澄清石灰水未变浑浊，F装置中澄清石灰水变浑浊，其原因可能是__________。

Answer 1

【答案】CH3COONa+NaOHCH4↑+Na2CO3 分液漏斗 浓硝酸 不能 混合CH4和NO2、调节CH4和NO2的比例（或控制反应的速率） 防止气体将催化剂吹入导管，造成堵塞 CH4+2NO2N2+CO2+2H2O E中二氧化碳过量，反应生成了碳酸氢钙

【解析】

(1)①根据在加热条件下，无水CH3 COONa与NaOH(CaO为催化剂)生成CH4和Na2CO3书写反应的化学方程式；②根据装置图结合常见仪器的结构解答；实验室可以使用浓硝酸与铜反应制备二氧化氮，铁在常温下遇到浓硝酸发生钝化，据此分析解答；

(2)①在C装置中将CH4和NO2混合均匀，并可以通过气泡的速度调节CH4和NO2的比例和反应速率；②D装置中气体可能将催化剂吹入导管，造成堵塞；CH4与NO2生成N2和CO2，结合质量守恒判断其余生成物，再书写反应的化学方程式；③二氧化碳与澄清石灰水反应生成碳酸钙，若二氧化碳过量，生成的碳酸钙被转化为碳酸氢钙而溶解，据此分析解答。

(1)①在加热条件下，无水CH3 COONa与NaOH(CaO为催化剂)生成CH4和Na2CO3的化学方程式为CH3COONa+NaOHCH4↑+Na2CO3，故答案为：CH3COONa+NaOHCH4↑+Na2CO3；

②根据装置图，仪器a为分液漏斗，实验室可以使用浓硝酸与铜反应制备二氧化氮，因此仪器a中的药品为浓硝酸，铁在常温下遇到浓硝酸发生钝化，不能用铁代替圆底烧瓶中的铜，故答案为：分液漏斗；浓硝酸；不能；

(2)①在C装置中将CH4和NO2混合均匀，并可以通过气泡的速率调节CH4和NO2的比例，也可以控制反应的速率，故答案为：混合CH4和NO2；调节CH4和NO2的比例(或控制反应的速率)；

②D装置反应管中盛放玻璃丝可以防止气体将催化剂吹入导管，造成堵塞；CH4与NO2生成N2和CO2，反应的化学方程式为CH4+2NO2N2+CO2+2H2O，故答案为：防止气体将催化剂吹入导管，造成堵塞；CH4+2NO2N2+CO2+2H2O；

③二氧化碳与澄清石灰水反应生成碳酸钙，若二氧化碳过量，生成的碳酸钙被转化为碳酸氢钙而溶解，因此可能造成E装置中澄清石灰水未变浑浊，故答案为：E中二氧化碳过量，生成了碳酸氢钙。