Question

某化学兴趣小组参考工业制硝酸的化学原理，在实验室用下列各装置进行组合来制备硝酸并验证硝酸的性质（所给装置必须用到并且只能用一次，各装置中的试剂均足量．已知常温下CaCl₂能吸收氨气）．

（1）装置的连接顺序为（用a、b、c、d等字母表示）：b接

 

，

 

接

 

，

 

接

 

．
（2）写出氨气催化氧化的化学方程式

 

；
（3）进行实验时，装置A中碱石灰的作用是

 

，D中的现象是

 

；
（4）能证明有硝酸生成的现象是

 

；
（5）实验开始时，下列操作顺序最合理的是

 

a．先加热A装置中的催化剂．再由导管a通入空气
b．先由导管a通入空气，再加热A装置中的催化剂
c．在由导管a通入空气的同时，加热A装置中的催化剂．

Answer 1

考点：制备实验方案的设计,工业制取硝酸

专题：氮族元素

分析：实验目的是制备硝酸，原理是空气通入氨水中得到氧气和氨气的混合气体，经碱石灰干燥后，在催化剂、加热条件下反应可生成NO，进而与氧气反应生成NO₂，用氯化钙吸收未反应的氨气，在C中NO₂和水反应生成硝酸，可观察到C中溶液由紫色变为红色，以此解答该题．

解答： 解：（1）实验的顺序应符合气体发生装置、收集装置、性质实验和尾气吸收等顺序，则连接顺序应为b→g→h→e→f→c，故答案为：g；h；e；f；c；
（2）氨气在催化剂条件下加热可生成NO，反应的方程式为4NH₃+5O₂

催化剂 .

△

4NO+6H₂O，故答案为：4NH₃+5O₂

催化剂 .

△

4NO+6H₂O；
（3）空气通入氨水中得到氧气和氨气的混合气体，气体中混有水蒸气，经碱石灰干燥后，在催化剂、加热条件下反应可生成NO，生成的NO在D中可被氧化生成红棕色的NO₂，
故答案为：吸收反应物中的水，防止反应温度降低；气体由无色变为红棕色；
（4）在C中NO₂和水反应生成硝酸，可观察到C中溶液由紫色变为红色，故答案为：C中溶液由紫色变为红色；
（5）实验时，为使氨气充分和氧气在较高温度下反应，应先加热催化剂，然后在通入空气，故答案为：a．

点评：本题综合考查物质的制备和性质探究等知识，侧重于学生的分析能力、实验能力的考查，为高考常见题型，注意把握实验的操作原理和步骤，把握相关物质的性质，难度中等．