Question

某版本的化學(xué)教材中安排了如圖所示“合成氨”的演示實(shí)驗(yàn)（夾持儀器均已省略）．在Y形管的一側(cè)用Zn粒和稀H₂SO₄反應(yīng)制取H₂，另一側(cè)用NaNO₂固體和飽和NH₄Cl溶液反應(yīng)制取N₂，N₂和H₂混合通過(guò)還原鐵粉來(lái)合成NH₃，再將產(chǎn)生的氣體通入酚酞試液中，若酚酞試液變紅，即說(shuō)明產(chǎn)生了氨氣．某課外活動(dòng)小組通過(guò)查閱資料和多次實(shí)驗(yàn)，得到了如下信息：
信息一：NaNO₂固體和飽和NH₄Cl溶液混合加熱的過(guò)程中發(fā)生了如下反應(yīng)：
2NH₃+N₂O₃→2N₂+3H₂O
NaNO₂+NH₄CI→NH₄NO₂+NaCI
NH₄NO₂→NH₃+HNO₂
2HNO₂→N₂O₃+H₂O
信息二：不同體積比的N₂、H₂混合氣體在相同實(shí)驗(yàn)條件下合成氨，使酚酞試液變紅所需要的時(shí)間如下：

N2和H2的體積比	5：1	3：1	1：1	1：3	1：5
酚酞變紅所需時(shí)間/min	8～9	7～8	6～7	3～4	9～10

據(jù)此回答下列問(wèn)題：
（1）Y形管左側(cè)管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______．
（2）石棉絨的作用是______．
（3）課外小組的同學(xué)們認(rèn)為，該實(shí)驗(yàn)中即使酚酞試液變紅也不能說(shuō)明N₂和H₂反應(yīng)合成了NH₃，得出此結(jié)論的理由是______，請(qǐng)你另設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證你的理由______；
欲解決這一問(wèn)題，可以選用下圖中的______裝置連接在原裝置中的______和______之間．

（4）在上述實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，為盡快觀察到酚酞變紅的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，應(yīng)該控制N₂和H₂的體積比為______比較適宜；但該裝置還難以實(shí)現(xiàn)此目的，原因是______．
（5）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中通入試管C中的氣體的成分有______．

Answer 1

解：（1）Y形管左側(cè)管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑．
（2）石棉絨的作用是增大混合氣體與催化劑還原鐵粉的接觸面積，使反應(yīng)進(jìn)行得更充分．
（3）課外小組的同學(xué)們認(rèn)為，該實(shí)驗(yàn)中即使酚酞試液變紅也不能說(shuō)明N₂和H₂反應(yīng)合成了NH₃，得出此結(jié)論的理由是：從分步反應(yīng)可知，產(chǎn)生N₂的過(guò)程中，有可能直接產(chǎn)生氨氣，另設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證你的理由：將NaNO₂固體和飽和NH₄Cl溶液混合加熱，產(chǎn)生的氣體直接通入酚酞試液，若酚酞試液變紅，則說(shuō)明理由成立；否則，說(shuō)明理由不成立；欲解決這一問(wèn)題，可以選用下圖中的③裝置連接在原裝置中的A和B之間．
（4）在上述實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，為盡快觀察到酚酞變紅的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，應(yīng)該控制N₂和H₂的體積比為 1：3比較適宜；但該裝置還難以實(shí)現(xiàn)此目的，原因是無(wú)法控制通入B中N₂和H₂的體積比．
（5）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中通入試管C中的氣體的成分有氨氣、水蒸氣、氮?dú)猓?br/>故答案為：（1）Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑；
（2）增大混合氣體與催化劑還原鐵粉的接觸面積，使反應(yīng)進(jìn)行得更充分．
（3）從分步反應(yīng)可知，產(chǎn)生N₂的過(guò)程中，有可能直接產(chǎn)生氨氣．
將NaNO₂固體和飽和NH₄Cl溶液混合加熱，產(chǎn)生的氣體直接通入酚酞試液，若酚酞試液變紅，則說(shuō)明理由成立；否則，說(shuō)明理由不成立． ③； A，B
（4）1：3； 無(wú)法控制通入B中N₂和H₂的體積比．
（5）氨氣、氮?dú)�、水蒸�?br>分析：（1）Y形管左側(cè)管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑．
（2）石棉絨的作用是 增大混合氣體與催化劑還原鐵粉的接觸面積，使反應(yīng)進(jìn)行得更充分．
（3）課外小組的同學(xué)們認(rèn)為，該實(shí)驗(yàn)中即使酚酞試液變紅也不能說(shuō)明N₂和H₂反應(yīng)合成了NH₃，分析得出此結(jié)論的理由；設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證你的理由；
（4）在上述實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，為盡快觀察到酚酞變紅的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，應(yīng)該控制N₂和H₂的體積比為 1：3比較適宜；但無(wú)法測(cè)量氣體體積，該裝置還難以實(shí)現(xiàn)此目的．
（5）有題目信息，推測(cè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中通入試管C中的氣體的成分．
點(diǎn)評(píng)：此題是相關(guān)知識(shí)的考查，解題的關(guān)鍵是根據(jù)題中提供的信息結(jié)合已有的知識(shí)進(jìn)行分析，屬常規(guī)性基礎(chǔ)拓展考查題，考查學(xué)生的知識(shí)遷移運(yùn)用能力．