Question

2．NH₃和NO_x在催化劑作用下可轉變?yōu)镹₂和H₂O，這是目前硝酸廠尾氣治理所普遍采用的一種方法，為了提高NO的轉化率實際操作中用過量的氨氣．某研究小組擬驗證NO能被氨氣還原并計算其轉化率．（已知：濃硫酸在常溫下不氧化NO氣體）．

（1）裝置③可以選的干燥劑為：b（選填序號，下同）；
a．濃硫酸    b．堿石灰    c．無水氯化鈣
（2）若實驗室只提供濃氨水和生石灰兩種試劑，你會選擇圖2B或C裝置來制取氨氣；所選裝置中盛放生石灰的儀器名稱是錐形瓶．
（3）寫出裝置⑤中反應的化學方程式6NO+4NH₃$\frac{\underline{催化劑}}{△}$5N₂+6H₂O；該反應中的氧化劑是NO．
（4）實驗室在用裝置D制取較純NO過程中，先在試管中加入2～3粒石灰石，注入適量稀硝酸，反應一段時間后，再塞上帶有細銅絲的膠塞進行后續(xù)反應，加入石灰石的作用產(chǎn)生二氧化碳排盡裝置中的空氣，防止氧化NO．
（5）實驗完成后，檢驗裝置⑥中NH₄⁺的存在需要濃NaOH溶液和濕潤的紅色石蕊試紙．
（6）已知NO與FeSO₄溶液反應形成棕色可溶性的[Fe（NO）]SO₄，裝置⑥中，沒有將進氣導管直接插入濃硫酸中，而是接了一小段玻璃管，小段玻璃管的作用是防倒吸；裝置⑦的作用是除去NO和檢驗氨氣是否除盡，若氨氣未除盡觀察到⑦中的實驗現(xiàn)象是⑦中溶液變渾濁．
（7）化學是一門以實驗為基礎的科學，下列敘述正確的是③⑥（填寫序號）．
①將0.2mol•L^-1FeCl₃溶液滴加到沸水中，然后繼續(xù)加熱并不斷攪拌可制得氫氧化鐵膠體．
②檢驗氧化鐵中的氧化亞鐵，先用硫酸溶液溶解，然后加入鹽酸酸化的高錳酸鉀溶液．
③用NaOH固體配制100g 10%的氫氧化鈉溶液時，用到的玻璃儀器主要有玻璃棒、燒杯、量筒和膠頭滴管．
④托盤天平、容量瓶、量筒、滴定管等定量儀器均標有0刻度線．
⑤除去CO₂中HCl，可將混合氣體通過盛有飽和Na₂CO₃溶液的洗氣瓶．
⑥純凈的氫氣在氯氣中安靜地燃燒，產(chǎn)生蒼白色火焰，瓶口伴有白霧．
⑦加入鹽酸，產(chǎn)生能使澄清石灰水變渾濁的無色氣體，則試樣中一定有CO₃^2-．

Answer 1

分析 （1）裝置③干燥氨氣選擇和氨氣不反應、不能溶解氨氣的干燥劑；
（2）濃氨水和生石灰兩種試劑制備氨氣，可以利用濃氨水滴入生石灰中溶解放熱一水合氨分解生成氨氣，也可以加熱氨水生成氨氣；裝置C為錐形瓶；
（3）NO與氨氣反應生成氮氣和水；反應中NO中的N元素得電子化合價降低；
（4）利用稀硝酸和碳酸鈣反應生成二氧化碳氣體充滿試管，避免生成的一氧化氮被空氣中的氧氣氧化；
（5）檢驗銨根離子用濃的氫氧化鈉和濕潤的紅色石蕊試紙；
（6）防止倒吸；裝置⑦是用來檢驗氨氣是否除凈的裝置，若氨氣有剩余，在溶液中會生成沉淀；
（7）①制備氫氧化鐵膠體時，選用氯化鐵飽和溶液，若氯化鐵濃度過低，不利于氫氧化鐵膠體的形成．不能用玻璃棒攪拌，防止膠體聚沉；
②鹽酸能被酸性高錳酸鉀溶液氧化；
③根據(jù)配制溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)一定的溶液的步驟推出需要的儀器；
④容量瓶沒有0刻度線；
⑤CO₂、HCl都能和飽和Na₂CO₃溶液反應；
⑥純凈的氫氣在氯氣中安靜地燃燒，產(chǎn)生蒼白色火焰，瓶口伴有白霧，氯化氫遇水蒸氣生成鹽酸小液滴；
⑦加入鹽酸，產(chǎn)生能使澄清石灰水變渾濁的無色氣體，則試樣中可能有CO₃^2-也可能含有碳酸氫根離子、亞硫酸根離子或亞硫酸氫根離子．

解答 解：（1）裝置③干燥氨氣選擇和氨氣不反應、不能溶解氨氣的干燥劑；
a．濃硫酸和氨氣反應，不能干燥氨氣，故a不符合；
b．堿石灰是堿性干燥劑，可以干燥氨氣，故b符合；
c．無水氯化鈣會和氨氣結合不能干燥氨氣，故c不符合；
故答案為：b；
（2）濃氨水和生石灰兩種試劑制備氨氣，可以利用濃氨水滴入生石灰中溶解放熱一水合氨分解生成氨氣，也可以加熱氨水生成氨氣，反應的化學方程式為：NH₃•H₂O$\frac{\underline{\;CaO\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O或NH₃•H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O，則可以選擇裝置B或C，C裝置中盛放生石灰的儀器名稱是錐形瓶，
故答案為：B或C；錐形瓶；
（3）在加熱和催化劑條件下，NO與氨氣反應生成氮氣和水，其反應的方程式為：6NO+4NH₃$\frac{\underline{催化劑}}{△}$5N₂+6H₂O；反應中NO中的N元素得電子化合價降低，則NO為氧化劑；
故答案為：6NO+4NH₃$\frac{\underline{催化劑}}{△}$5N₂+6H₂O；NO；
（4）利用稀硝酸和碳酸鈣反應生成二氧化碳氣體充滿試管，把裝置中的空氣排凈，可以避免生成的一氧化氮被空氣中的氧氣氧化；
故答案為：產(chǎn)生二氧化碳排盡裝置中的空氣，防止氧化NO；
（5）檢驗銨根離子先加濃的氫氧化鈉，產(chǎn)生的氨氣再用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗；
故答案為：濕潤的紅色石蕊；
（6）裝置⑥中，小段玻璃管的作用是防止氨氣易溶于水發(fā)生倒吸現(xiàn)象；裝置⑦是用來檢驗氨氣是否除凈的裝置，硫酸亞鐵和氨氣反應生成白色沉淀氫氧化亞鐵，若氨氣未除凈，⑦中溶液中會生成氫氧化亞鐵沉淀，則溶液變渾濁；
故答案為：防倒吸；⑦中溶液變渾濁；
（7）①制備氫氧化鐵膠體時，選用氯化鐵飽和溶液，若氯化鐵濃度過低，不利于氫氧化鐵膠體的形成不能用玻璃棒攪拌，防止膠體聚沉，當溶液變?yōu)榧t褐色時應立即停止加熱，如繼續(xù)加熱會導致膠體聚沉，故①錯誤；
②鹽酸能被酸性高錳酸鉀溶液氧化，產(chǎn)生干擾，應該稀硫酸酸化，故②錯誤；
③配制溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)一定的溶液的基本步驟：計算、稱量、量取、溶解、裝瓶存放，所以用NaOH固體配制100g 10%的氫氧化鈉溶液時，用到的玻璃儀器主要有玻璃棒、燒杯、量筒和膠頭滴管，玻璃棒攪拌、量筒量取濃溶液、燒杯稀釋濃溶液，膠頭滴管定容，故③正確；
④容量瓶沒有0刻度線，故④錯誤；
⑤CO₂、HCl都能和飽和Na₂CO₃溶液反應，應該用飽和碳酸氫鈉除去二氧化碳中的氯化氫，故⑤錯誤；
⑥純凈的氫氣在氯氣中安靜地燃燒，產(chǎn)生蒼白色火焰，瓶口伴有白霧，氯化氫遇水蒸氣生成鹽酸小液滴，故⑥正確；
⑦加入鹽酸，產(chǎn)生能使澄清石灰水變渾濁的無色氣體，則試樣中可能有CO₃^2-也可能含有碳酸氫根離子、亞硫酸根離子或亞硫酸氫根離子，所以樣品中不一定含有碳酸根離子，故⑦錯誤；
故選③⑥．

點評 本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的實驗驗證和反應現(xiàn)象的判斷應用，注意掌握常見氣體的制備原理和方法以及常見物質(zhì)的檢驗方法，題目難度中等，側重于考查學生的實驗探究能力和對基礎知識的綜合應用能力．