Question

10．氨氧化法是工業(yè)生產(chǎn)中制取硝酸的主要途徑，某同學(xué)用該原理在實驗室探究硝酸的制備和性質(zhì)，設(shè)計了如圖1所示的裝置．

（1）若分液漏斗中氨水的濃度為9.0mol•L^-1，配制該濃度的氨水100mL，用到的玻璃儀器有100mL容量瓶、燒杯、量筒、玻璃棒、膠頭滴管．
（2）甲裝置不需要加熱即能同時產(chǎn)生氨氣和氧氣，燒瓶內(nèi)固體X為過氧化鈉或Na₂O₂．
（3）乙裝置的作用是干燥氧氣和氨氣的混合氣體；寫出受熱時丙裝置發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O．
（4）當(dāng)戊中觀察到紫色石蕊試液變紅現(xiàn)象，則說明已制得硝酸．某同學(xué)按圖2組裝儀器并檢驗氣密性后進(jìn)行實驗，沒有觀察到此現(xiàn)象，請分析實驗失敗的可能原因過量的氨氣致使戊中溶液不一定呈酸性．如何改進(jìn)裝置在丙和丁之間連接盛有濃硫酸的洗氣瓶．
（5）改進(jìn)后待反應(yīng)結(jié)束，將丁裝置倒立在盛水的水槽中，會觀察到的現(xiàn)象是試管丁內(nèi)水面慢慢上升，上升到一定高度不再變化，試管內(nèi)氣體顏色由紅棕色逐漸變淡至無色；為測定試管丁內(nèi)硝酸溶液的濃度，從中取10mL溶液于錐形瓶中，用0.1mol•L^-1的NaOH溶液滴定．滴定前發(fā)現(xiàn)滴定管尖嘴處有少量氣泡，請選擇排出氣泡的正確操作是b．

Answer 1

分析 實驗室探究硝酸的制備和性質(zhì)：甲裝置：氨水滴到過氧化鈉固體上，過氧化鈉和水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氧氣，且該反應(yīng)放熱，促進(jìn)濃氨水中氨氣揮發(fā)，且遇氫氧化鈉，促進(jìn)氨水平衡逆向移動，生成氨氣，乙裝置：干燥氧氣和氨氣的混合氣體，丙裝置：發(fā)生反應(yīng)4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O，裝置�。菏占疦O和氧氣，裝置戊：NO和氧氣和水反應(yīng)生成硝酸，因為硝酸具有酸性，能使紫色石蕊試液變紅，所以當(dāng)戊中觀察到紫色石蕊試液變紅，說明已制得硝酸，裝置己：尾氣吸收．
（1）根據(jù)配制溶液的操作步驟判斷所用儀器；
（2）甲裝置不需要加熱即能同時產(chǎn)生氨氣和氧氣，說明固體X溶于氨水即放熱又產(chǎn)生氧氣；
（3）乙裝置為干燥管，作用是干燥氧氣和氨氣的混合氣體；丙裝置發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O；
（4）根據(jù)硝酸具有酸性，能使紫色石蕊試液變紅判斷；沒有觀察到現(xiàn)象說明溶液不呈酸性，則生成的硝酸與堿發(fā)生了反應(yīng)；在丙和丁之間連接盛有無水氯化鈣的干燥管或盛有濃硫酸的洗氣瓶除去多余的氨氣確保戊溶液呈酸性；
（5）紅棕色的二氧化氮和水反應(yīng)生成無色的一氧化氮，據(jù)此書寫反應(yīng)現(xiàn)象，依據(jù)堿式滴定管的使用方法分析判斷，滴定前發(fā)現(xiàn)滴定管尖嘴處有少量氣泡，圖中排出氣泡的正確操作是b．

解答 解：（1）量取濃氨水要用量筒，稀釋濃氨水要用燒杯、玻璃棒，配制溶液要用100mL容量瓶，膠頭滴管，
故答案為：膠頭滴管、量筒；
（2）甲裝置不需要加熱即能同時產(chǎn)生氨氣和氧氣，說明固體X溶于氨水即放熱又產(chǎn)生氧氣，則該固體為過氧化鈉，
故答案為：過氧化鈉；
（3）乙裝置為干燥管，作用是干燥氧氣和氨氣的混合氣體；丙裝置發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O，
故答案為：干燥氧氣和氨氣的混合氣體； 4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O；
（4）因為硝酸具有酸性，能使紫色石蕊試液變紅，所以當(dāng)戊中觀察到紫色石蕊試液變紅，說明已制得硝酸；沒有觀察到現(xiàn)象說明溶液不呈酸性，則生成的硝酸與過量的氨氣發(fā)生了反應(yīng)；在丙和丁之間連接盛有無水氯化鈣的干燥管或盛有濃硫酸的洗氣瓶除去多余的氨氣確保戊溶液呈酸性，
故答案為：紫色石蕊試液變紅；過量的氨氣致使戊中溶液不一定呈酸性；在丙和丁之間連接盛有無水氯化鈣的干燥管或盛有濃硫酸的洗氣瓶；
（5）紅棕色的二氧化氮和水反應(yīng)生成無色的一氧化氮，改進(jìn)后待反應(yīng)結(jié)束，將丁裝置倒立在盛水的水槽中，會觀察到的現(xiàn)象是試管丁內(nèi)水面慢慢上升，上升到一定高度不再變化，試管內(nèi)氣體顏色由紅棕色逐漸變淡至無色，用0.1mol•L^-1的NaOH溶液滴定選擇堿式滴定管，圖2中a、c都為酸式滴定管，排出氣泡的正確操作是將橡皮管稍向上彎曲，擠壓玻璃球，氣泡可被流水?dāng)D出，即選b，
故答案為：試管丁內(nèi)水面慢慢上升，上升到一定高度不再變化，試管內(nèi)氣體顏色由紅棕色逐漸變淡至無色；b．

點評 本題考查了實驗室制氨氣的原理和裝置以及探究硝酸的制備和性質(zhì)，同時考查了濃硫酸、氨氣等物質(zhì)的性質(zhì)應(yīng)用以及滴定管的選擇，題目難度中等．