Question

某化學(xué)小組模擬工業(yè)生產(chǎn)制取HNO₃，設(shè)計如圖1所示裝置，其中a為一個可持續(xù)鼓入空氣的橡皮球．請回答下列問題：

（1）寫出裝置A中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式______．
（2）已知1mol NO₂與液態(tài)水反應(yīng)生成HNO₃溶液和NO氣體放出熱量46kJ，寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式______．
該反應(yīng)是一個可逆反應(yīng)，欲要提高NO₂的轉(zhuǎn)化率，可采取的措施是______．
A．降低溫度　　B．升高溫度　　C．減小壓強　　D．增大壓強
（3）實驗結(jié)束后，關(guān)閉止水夾b、c，將裝置D，浸入冰水中，現(xiàn)象是______．
（4）裝置C中濃H₂SO₄的作用是______．
（5）請你幫助該化學(xué)小組設(shè)計實驗室制取NH₃的另一方案______．
（6）干燥管中的堿石灰用于干燥NH₃，某同學(xué)思考是否可用無水氯化鈣代替堿石灰，并設(shè)計如圖2所示裝置（儀器固定裝置省略未畫）進行驗證．實驗步驟如下：
①用燒瓶收集滿干燥的氨氣，立即塞上如圖所示的橡膠塞．
②正立燒瓶，使無水氯化鈣固體滑入燒瓶底部，搖動，可以觀察到的現(xiàn)象是______，由此，該同學(xué)得出結(jié)論：不能用CaCl₂代替堿石灰．

Answer 1

解：（1）裝置為實驗室制氨氣的實驗裝置，目的是制取氨氣，所以化學(xué)方程式為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂2NH₃↑+CaCl₂+2H₂O，
故答案為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂2NH₃↑+CaCl₂+2H₂O；
（2）1molNO₂與液態(tài)水反應(yīng)生成HNO₃溶液和NO氣體放出熱量45.5kJ，熱化學(xué)方程式為3NO₂（g）+H₂O（l）=2HNO₃（aq）+NO（g）△H=-136.5kJ?mol^-1，兩種反應(yīng)物，需加入一種物質(zhì)的量來提高另一種物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率，改變溫度會改變平衡，對有氣體參加的反應(yīng)，改變壓器平衡移動； 采取的措施：因反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以降低溫度平衡右移，二氧化氮轉(zhuǎn)化率提高；反應(yīng)前后氣體體積減少，所以增大壓強平衡右移，二氧化氮轉(zhuǎn)化率提高；所以選AD；
故答案為：3NO₂（g）+H₂O（l）=2HNO₃（aq）+NO（g）△H=-136.5kJ?mol^-1；AD；
（3）制得的二氧化氮氣體會轉(zhuǎn)化為四氧化二氮，形成化學(xué)平衡 2NO₂?N₂O₄，正向是放熱反應(yīng)，二氧化氮氣體是紅棕色，四氧化二氮是無色氣體，所以放入冰中溫度降低，平衡右移，混合氣體顏色變淺；故答案為：顏色變淺；
（4）濃硫酸具有吸水性，可以干燥與之不反應(yīng)的氣體，同時吸收過量的氨氣；故答案為：干燥氣體，吸收多余的NH₃；
（5）利用濃氨水分解制取氨氣，故答案為：加熱濃氨水制取NH₃；
（6）當(dāng)氣球膨脹時，說明燒瓶內(nèi)的氣體壓強減小，即氨氣被無水氯化鈣吸收，故答案為：氣球膨脹．
分析：（1）根據(jù)實驗裝置圖，結(jié)合反應(yīng)過程可知，A裝置是實驗室制取氨氣的裝置，反應(yīng)化學(xué)方程式為2NH₄Cl+Ca（OH）₂2NH₃↑+CaCl₂+2H₂O；
（2）1molNO₂與液態(tài)水反應(yīng)生成HNO₃溶液和NO氣體放出熱量45.5kJ，書寫熱化學(xué)方程式注意標(biāo)注物質(zhì)聚集狀態(tài)、配平化學(xué)方程式、給定條件下反應(yīng)的焓變；欲提高NO₂的轉(zhuǎn)化率，使平衡向右移動即可；
（3）實驗結(jié)束后，關(guān)閉止水夾b、c，將裝置D浸入冰水中，根據(jù)實驗裝置可知D裝置中收集的是干燥的二氧化氮氣體，存在平衡 2NO₂?N₂O₄，正向是放熱反應(yīng)，二氧化氮氣體是紅棕色，四氧化二氮是無色氣體，所以放入冰中溫度降低，平衡右移，混合氣體顏色變淺；
（4）濃硫酸吸收過量的氨氣；
（5）可以利用濃氨水分解制取氨氣；
（6）氨氣能被無水氯化鈣吸收．
點評：本題考查了實驗室制氨氣的原理和裝置，催化氧化反應(yīng)的條件，影響化學(xué)平衡的因素，同時考查了濃硫酸、氨氣等物質(zhì)的性質(zhì)應(yīng)用．