Question

工業(yè)尾氣中氮氧化物通常采用氨催化吸收法，其原理是NH₃與NO_x在催化劑作用下反應生成無毒的物質(zhì)．某校活動小組同學采用以下裝置和步驟模擬工業(yè)上氮氧化物的處理過程．

Ⅰ．探究制取NH₃的方法
（1）在上述裝置中，H能快速、簡便制取NH₃，裝置中需要添加的反應試劑為

 

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（2）為探究更好的實驗效果，活動小組同學采用上述C裝置來制取氨氣，在控制實驗條件相同的情況下，獲得下表中實驗數(shù)據(jù)．

試劑組合序號	固體試劑		NH3體積（mL）
a	6.0g Ca（OH）2（過量）	5.4g NH4Cl	1344
b		5.4g （NH4）2SO4	1364
c	6.0g NaOH（過量）	5.4g NH4Cl	1568
d		5.4g （NH4）2SO4	1559
e	6.0g CaO（過量）	5.4g NH4Cl	1753
f		5.4g （NH4）2SO4	1792

分析表中數(shù)據(jù)，你認為哪種方案制取氨氣的效果最好（填序號），從該方案選擇的原料分析制氣效果好的可能原因是

 

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Ⅱ．模擬尾氣處理
活動小組同學選用上述部分裝置，按下列順序連接成模擬尾氣處理裝置進行實驗．
（1）請從上述裝置中選擇你認為合理的進行補充（所選裝置不能重復）．

（2）A中反應的離子方程式為

 

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（3）D裝置的作用有：使氣體混合均勻、調(diào)節(jié)氣流速度、

 

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（4）D裝置中的液體還可換成

 

（填序號）．
a．H₂O   b．CCl₄  c．濃H₂SO₄    d．CuSO₄溶液
（5）該小組同學所設計的模擬尾氣處理裝置中還存在一處明顯的缺陷是

 

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Answer 1

分析：Ⅰ．（1）制備氨氣可采用加熱NH₄Cl和Ca（OH）₂或濃氨水加熱的方法制備，其中能快速、簡便制取NH₃的裝置可用加熱濃氨水法制備；
（2）根據(jù)NH₄Cl受熱易分解以及NaOH或Ca（OH）₂作反應物產(chǎn)生的水較多的性質(zhì)分析；
II．（1）根據(jù)實驗目的和實驗原理，選擇儀器的連接順序；
（2）稀硝酸具有強氧化性，與銅發(fā)生氧化還原反應生成硝酸銅和NO等；
（3）氨氣難溶于飽和氨水，可防止倒吸；
（4）氨氣為極性分子，不溶于非極性溶劑；
（5）缺少尾氣處理裝置，過量的NO會污染空氣；

解答：解：I．（1）裝置H為分液漏斗、圓底燒瓶，能快速、簡便制取NH₃，分液漏斗放濃氨水，圓底燒瓶放堿（生石灰或燒堿），
故答案為：生石灰與濃氨水（或燒堿與濃氨水）；
（2）因為NH₄Cl受熱易分解，生成的部分NH₃和HCl又重新結合成NH₄Cl，而用NaOH或Ca（OH）₂作反應物產(chǎn)生的水較多，吸收的NH₃較多，（NH₄）₂SO₄受熱不分解，CaO又有吸水作用，由表中數(shù)據(jù)可以看出，f制NH₃產(chǎn)率最高，
故答案為：f；（NH₄）₂SO₄受熱不分解，CaO又有吸水作用；
II．（1）該反應目的是模擬汽車尾氣中CO和NO_X的反應并測量反應后混合氣體的組成，裝置A生成的CO和裝置C生成的NO_x通入裝置D使氣體混合均勻、調(diào)節(jié)氣流速度，裝置F干燥氣體，再通入裝置E反應進行反應，反應后的氣體通入裝置B干燥，最后收集氣體，
故答案為：F E B；  
（2）稀硝酸具有強氧化性，與銅發(fā)生氧化還原反應生成硝酸銅和NO等，反應的離子方程式為3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，
故答案為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（3）D裝置使氣體混合均勻、調(diào)節(jié)氣流速度，另外，氨氣難溶于飽和氨水，可防止倒吸，
故答案為：防止氨氣溶解（或防止倒吸）；
（4）氨氣可溶于硫酸銅溶液、水以及硫酸中，可產(chǎn)生倒吸，氨氣為極性分子，不溶于非極性溶劑，可用CCl₄代替飽和氨水，
故答案為：b；
（5）缺少尾氣處理裝置，過量的NO會污染空氣，
故答案為：未反應的NO無法處理，會污染環(huán)境；

點評：本題考查氮的氧化物的性質(zhì)以及對環(huán)境的影響，題目難度中等，做題時注意實驗的原理和目的，牢固掌握實驗方法和實驗基本操作為解答該類題目的前提．