Question

某化学课外小组设计了如图所示的实验装置，进行气体性质实验．如图中箭头表示气体流向．A表示一种纯净、干燥的气体，B是另一种气体，反应进行一段时间后，装置己中有红棕色气体生成．
实验中所用的药品和干燥剂只能从下列物质中选取：Na₂CO₃、NaHCO₃、MnO₂、Na₂O₂、NaCl、无水CaCl₂、NH₄HCO₃、碱石灰、NaOH溶液等固体和蒸馏水．

根据图中装置和反应现象请回答：
（1）丁中的干燥剂应选

 

．
（2）戊中发生的主要反应的化学方程式为

 

，能使铂丝保持红热的原因是

 

．
（3）当己中充满红棕色气体后，停止给丙加热，并关闭a、b两个活塞，若将己浸入冰水中，则己中会出现的现象是

 

，简述产生此现象的原因

 

．
（4）将过量的氧气与A产生的氨气分别从a、b两管进气口通入到庚装置中，并在b管上端点燃氨气：先通入的气体是

 

，理由是

 

．

Answer 1

考点：性质实验方案的设计

专题：实验设计题

分析：装置己中有红棕色气体生成，说明有二氧化氮气体生成，所以该题实验目的为探究氨气的催化氧化，装置甲、丙是制取氧气和氨气的装置，根据提供药品及装置特点可知，装置甲的目的过氧化钠与水蒸馏水反应制取氧气，装置丙只能为碳酸氢铵固体，装置乙为干燥氧气装置，应该选用无水氯化钙，装置丁用于干燥氨气，应该为碱石灰，
（1）装置丁为干燥氨气的干燥剂，应该为碱石灰；
（2）氨气与氧气在催化剂作用下加热反应生成一氧化氮和水，铂丝能继续保持红热，一方面说明氨气被催化氧化，另一方面说明该反应为放热反应；
（3）NO₂发生反应：2NO₂?N₂O₄，该反应为放热反应，根据温度对化学平衡的影响分析；
（4）氨气有毒，需要进行尾气处理，根据氨气直接点燃不燃烧分析．

解答： 解：根据题干信息可知，装置己中有红棕色气体生成，说明有二氧化氮气体生成，所以该题实验目的为探究氨气的催化氧化，装置甲、丙是制取氧气和氨气的装置，根据提供药品及装置特点可知，装置甲的目的过氧化钠与水蒸馏水反应制取氧气，装置丙只能为碳酸氢铵固体，装置乙为干燥氧气装置，应该选用无水氯化钙，装置丁用于干燥氨气，应该为碱石灰，
（1）装置丙制取氨气，能干燥氨气的只能是中性干燥剂或碱性干燥剂，可以选用碱石灰，而氨气能和无水氯化钙反应生成配位化合物，反应为：CaCl₂+8NH₃═CaCl₂?8NH₃，故不能用中性干燥剂CaCl₂干燥NH₃气体，
故答案为：碱石灰；
（2）戊中是氧气和氨气催化氧化装置，发生的主要反应是氨气的催化氧化，生成一氧化氮，反应的化学方程式为：4NH₃+5O₂

催化剂 .

△

 4NO+6H₂O；铂丝能继续保持红热，说明该反应为放热反应，
故答案为：4NH₃+5O₂

催化剂 .

△

 4NO+6H₂O；该反应是放热反应；
（3）当己中充满红棕色气体后，停止给丙加热，并关闭a、b两个活塞，若将己浸入冰水中，由于NO₂发生反应：2NO₂?N₂O₄，该反应属于放热反应，达到平衡后，若降低温度，平衡向右移动，NO₂浓度减少，N₂O₄浓度增大，而N₂O₄无色，所以气体颜色会变浅，
故答案为：气体颜色变浅；NO₂发生反应：2NO₂?N₂O₄，属于放热反应，达到平衡后，若降低温度，平衡向右移动，NO₂浓度减少，N₂O₄浓度增大，而N₂O₄无色，所以气体颜色变浅；
（4）庚装置为氨气的完全处理装置，由于庚装置上端开口，要点燃NH₃，须先通入O₂、后通入NH₃，若先通入NH₃，NH₃在空气中不能点燃，NH₃逸出会造成污染，所以应该先通入氧气，
故答案为：O₂；由于庚装置上端开口，要点燃NH₃，须先通入O₂，后通入NH₃，因为若先通入NH₃，NH₃在空气中不能点燃，NH₃逸出会造成污染．

点评：本题考查了性质实验方案的设计，题目难度中等，注意掌握常见气体的性质、制备原理及制备装置，根据题干信息明确该实验目的是探究氨气的催化氧化为解答关键，试题培养了学生的分析、理解能力及化学实验能力．