Question

【题目】学生设计的用氨催化氧化法制取少量HNO3溶液的实验装置如图所示：

（1）实验室制备NH3，下列方法中适宜选用的是__（填序号）。

①固态氯化铵与熟石灰混合加热

②固态氯化铵加热分解

③碱石灰中滴加浓氨水

④氯化铵溶液与氢氧化钠溶液共热

（2）装置B中发生反应的化学方程式为__；

（3）装置C的作用是__；装置C中的现象___；为确保装置D中尽可能多地生成HNO3，所通入O2和NH3的体积比应大于___；

（4）装置D中发生的反应化学方程式为___。(请分步写出化学方程式）

Answer 1

【答案】①③ 4NH3+5O24NO+6H2O 吸收未反应的NH3 气泡从浓硫酸中冒出，且装置C内的上部呈红棕色 2：1 3NO2+H2O═2HNO3+NO、2NO+O2=2NO2

【解析】

NH3与O2一起通入A装置，可以将两种气体混合，还能通过A中冒气泡的情况调节两种气体进入的速率；A中盛放氨水是为了防止NH3溶解；气体进入B装置后，在Pt丝的催化下发生反应：4NH3+5O24NO+6H2O，混合气体经过浓硫酸吸收NH3后进入D装置，与H2O反应生成HNO3。

(1) ①固态氯化铵与熟石灰混合加热是实验室制氨气的主要方法，①选；

②固态氯化铵加热分解成氨气和氯化氢，氯化氢和氨气遇冷重新反应生成氯化铵，不能制得氨气，②不选；

③碱石灰中滴加浓氨水，碱石灰溶于水放热促进一水合氨分解，且增大氢氧根离子浓度促进氨气逸出，也是实验室制氨气的方法之一，③选；

④氯化铵溶液与氢氧化钠溶液共热，可以生成氨气，但氨气极易溶于水，所以此方法制得氨气量少，不适合实验室制备氨气，④不选；

故选：①③；

(2)氨催化氧化生成一氧化氮和水，方程式为： 4NH3+5O24NO+6H2O；

(3)装置C中浓硫酸的作用是吸收未反应的NH3，装置B中产生的NO通过浓硫酸时，可看到浓硫酸中有气泡冒出，同时NO在装置C的上部与O2迅速反应生成红棕色的NO2；为确保装置D中尽可能多地生成HNO3，就是NH3通过转化后全部生成HNO3，由4NH3+5O24NO+6H2O及4NO+3O2+2H2O=4HNO3可得： NH3+2O2=HNO3+H2O，由此可见通入O2和NH3的体积比应大于2： 1；

(4)在装置D中，NO2与H2O反应生成硝酸和一氧化氮，方程式为： 3NO2+H2O=2HNO3+NO，生成的NO又可以和O2反应，方程式为： 2NO+O2=2NO2。