Question

2．某化学学习小组同学根据实验室现有的制取氨气的药品，设计了如图所示的实验装置（部分夹持仪器未画出），制取并探究氨气的还原性、检验反应产物．请回答下列问题：
（1）A中发生反应的化学方程式是2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O．
（2）B中碱石灰的作用是干燥氨气．
（3）C中黑色固体变红，且产生的气体对空气无污染，写出该反应的化学方程式；D中发生的现象是无水硫酸铜变蓝．
（4）该装置存在明显缺陷，该缺陷是此装置无有尾气吸收装置，NH₃排入大气，污染环境．
（5）工业中常用氮气与氢气在高温、高压、铁触媒做催化剂的条件下合成氨气，该小组同学模拟该条件也合成出了氨气．已知起始时，将2molN₂、6molH₂充入一个容积为2L的密闭容器中发生反应，过了5min后，混合气体的总物质的量减少了1mol，求在这段时间内以H₂表示的化学反应速率为0.15mol/（L•min）．

Answer 1

分析 （1）实验室用氯化铵和氢氧化钙加热制取氨气；
（2）制得的氨气中含有水份，可以用碱石灰干燥；
（3）根据元素守恒写出反应方程式，再根据生成物判断实验现象；
（4）根据氨气的性质结合题中装置图分析判断；
（5）将2molN₂、6molH₂充入一个容积为2L的密闭容器中发生反应，过了5min后，混合气体的总物质的量减少了1mol，根据合成氨的方程式N₂+3H₂?2NH₃，可知有0.5mol氢气参加了反应，根据$v=\frac{△c}{t}$计算反应速率；

解答 解：（1）实验室用氯化铵和氢氧化钙加热制取氨气，反应的方程式为2NH₄Cl+Ca（OH）₂  $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O，
故答案为：2NH₄Cl+Ca（OH）₂  $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；
（2）制得的氨气中含有水份，可以用碱石灰干燥，所以碱石灰的作用是干燥氨气，
故答案为：干燥氨气；
（3）C中黑色固体变红，且产生的气体对空气无污染，该反应的化学方程式为3CuO+2NH₃ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ 3Cu+N₂+3H₂O；C中产生的水能使D无水硫酸铜呈蓝色，所以D中发生的现象是无水硫酸铜变蓝，
故答案为：3CuO+2NH₃ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ 3Cu+N₂+3H₂O；无水硫酸铜变蓝；
（4）氨气是刺激性气体，所以不能排空，应有尾气处理装置，
故答案为：此装置无有尾气吸收装置，NH₃排入大气，污染环境；
（5）将2molN₂、6molH₂充入一个容积为2L的密闭容器中发生反应，过了5min后，混合气体的总物质的量减少了1mol，根据合成氨的方程式N₂+3H₂?2NH₃，可知有1.5mol氢气参加了反应，根据$v=\frac{△c}{t}$可知，以H₂表示的反应速率为$\frac{\frac{1.5mol}{2L}}{5min}$=0.15 mol/（L•min），
故答案为：0.15 mol/（L•min）．

点评 本题考查了氨气的性质和制取，难度不大，会根据题中信息设计实验，实验设计是高考的热点和难点．