Question

13．某小组模拟工业合成氨，并制备NaHCO₃，设计实验如下（夹持装置略去）．

回答下列问题：
（1）装置E中盛放碱石灰的仪器名称为干燥管．
（2）装置A中发生反应的离子方程式为NO₂^-+NH₄⁺$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$N₂↑+2H₂O．
（3）装置C的作用为使N₂和H₂混合均匀干燥氮气和氢气、通过气泡的溢出速率控制氮气和氢气的混合比例．
（4）实验时，应先打开装置B中分液漏斗活塞，反应一段时间，在装置末端导管处收集H₂并验纯后，再点燃D处酒精灯，原因为防止加热时空气中的氧气和水蒸气和金属铁反应使金属铁失去金属活性；防止氢气和氧气混合加热爆炸．
（5）当F中的氨气饱和后，取下装置F，再向其中通入足量CO₂，现象为白色的晶体析出；发生反应的离子方程式为Na⁺+CO₂+NH₃+H₂O=NH₄⁺+NaHCO₃．
（6）已知：Ksp（AgCl）=1.8×10^-10；Ag₂CrO₄为砖红色，Ksp（Ag₂CrO₄）=1.2×10^-12．该小组同学设计实验测定25℃时，NH₄Cl饱和溶液的物质的量浓度．取NH₄Cl饱和溶液10.00mL，于锥形瓶中，滴加2～3滴K₂CrO₄溶液；用2.000mol•L^-1的AgNO₃标准溶液滴定，重复滴定3次，平均消耗AgNO₃溶液26.00mL．判断达到滴定终点的方法为滴入最后一滴硝酸银出现砖红色沉淀，半分钟内沉淀不消失；NH₄Cl饱和溶液的物质的量浓度为5.2mol/L．

Answer 1

分析 （1）根据装置图可以知道装置E中盛放碱石灰的仪器名称；
（2）根据图示，装置A的作用是制备氮气，氯化铵和亚硝酸钠之间反应产生氮气；
（3）装置D中氮气和氢气按照一定的比例混合可以得到氨气，装置C的作用为使N₂和H₂混合均匀、干燥氮气和氢气、通过气泡的溢出速率控制氮气和氢气的混合比例；
（4）加热时空气中的氧气和水蒸气和金属铁反应使金属铁失去金属活性、氢气和氧气混合加热爆炸，氢气可以做保护气，点燃之前要验纯；
（5）饱和氯化钠可以吸收氨气，得到碱性溶液，该溶液可以吸收二氧化碳气体，得到溶解度较小的碳酸氢钠晶体；
（6）根据溶度积常数的意义，知道先生成的是AgCl，再生成砖红色的铬酸银，可以确定滴定终点的现象；氯化铵饱和溶液的物质的量浓度是2mol/L×0.026L÷0.01L=5.2mol/L．

解答 解：（1）根据装置图可以知道装置E中盛放碱石灰的仪器名称为干燥管，故答案为：干燥管；
（2）根据图示，装置A的作用是制备氮气，氯化铵和亚硝酸钠之间的反应为：NO₂^-+NH₄⁺$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$N₂↑+2H₂O，故答案为：NO₂^-+NH₄⁺$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$N₂↑+2H₂O；
（3）装置D中氮气和氢气按照一定的比例混合可以得到氨气，装置C的作用为使N₂和H₂混合均匀、干燥氮气和氢气、通过气泡的溢出速率控制氮气和氢气的混合比例，故答案为：干燥氮气和氢气；通过气泡的溢出速率控制氮气和氢气的混合比例；
（4）实验时，应先打开装置B中分液漏斗活塞，反应一段时间，在装置末端导管处收集H₂并验纯后，再点燃D处酒精灯，这样不但防止加热时空气中的氧气和水蒸气和金属铁反应使金属铁失去金属活性，还可以防止氢气和氧气混合加热爆炸，故答案为：防止加热时空气中的氧气和水蒸气和金属铁反应使金属铁失去金属活性；防止氢气和氧气混合加热爆炸；
（5）饱和氯化钠可以吸收氨气，得到碱性溶液，该溶液可以吸收二氧化碳气体，得到溶解度较小的碳酸氢钠晶体，即Na⁺+CO₂+NH₃+H₂O=NH₄⁺+NaHCO₃；
故答案为：白色的晶体析出；Na⁺+CO₂+NH₃+H₂O=NH₄⁺+NaHCO₃；
（6）根据溶度积常数的意义，知道先生成的是AgCl，再生成砖红色的铬酸银，可以确定滴定终点的现象是：滴入最后一滴硝酸银出现砖红色沉淀，半分钟内沉淀不消失，氯化铵饱和溶液的物质的量浓度是2mol/L×0.026L÷0.01L=5.2mol/L，故答案为：滴入最后一滴硝酸银出现砖红色沉淀，半分钟内沉淀不消失；5.2mol/L．

点评 本题是一道考查侯氏制碱法原理的实验方案设计题，注重元素化合物性质的考查，难度不大．