Question

3．甲、乙、丙三位同學(xué)分別用圖1所示實(shí)驗(yàn)裝置制取氨氣．請(qǐng)你根據(jù)實(shí)驗(yàn)探究的過程，回答下列有關(guān)問題．

（1）三位同學(xué)制取氨氣的化學(xué)方程式是2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O．
（2）三位同學(xué)用上述裝置制取氨氣時(shí)，其中有一位同學(xué)沒有收集到氨氣（實(shí)驗(yàn)操作都正確），你認(rèn)為沒有收集到氨氣的同學(xué)是乙（填圖1中“甲”、“乙”或“丙”）．
（3）為確定試管內(nèi)是否已收集滿氨氣，應(yīng)將濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙（或用蘸有濃鹽酸的玻璃棒）置于收集氣體的試管口處，若觀察到試紙變藍(lán)（或白煙產(chǎn)生），則說明氨氣已收集滿．
（4）三位同學(xué)都認(rèn)為他們的實(shí)驗(yàn)裝置還可用于加熱碳酸氫銨固體來(lái)制取純凈的氨氣，你判斷能夠達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐瑢W(xué)是丙（填圖1中“甲”、“乙”或“丙”）．
（5）氨氣是一種重要的化工產(chǎn)品，氨氣經(jīng)一系列反應(yīng)可制得硝酸，其中關(guān)鍵步驟之一是將二氧化氮溶于水生成硝酸．為使二氧化氮盡可能全部被水吸收，且殘留的氣體盡可能少，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖2所示的實(shí)驗(yàn)裝置，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)探究過程．請(qǐng)回答有關(guān)問題．

實(shí)驗(yàn)過程		實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
步驟一	將收集滿NO2的集氣瓶倒立在水槽中．	集氣瓶中液面上升；集氣瓶中氣體由紅棕色變成無(wú)色；最終剩余氣體約占集氣瓶體積的三分之一．
步驟二	將分液漏斗中的水逐滴滴入燒瓶，使少量O2進(jìn)入盛有NO2的集氣瓶后，停止滴水．	集氣瓶中氣體顏色的變化情況是先由無(wú)色變?yōu)榧t棕色，再變成無(wú)色；集氣瓶中液面繼續(xù)上升．
步驟三	多次重復(fù)步驟二操作，并依次減少O2通入量，直至O2通入后，氣體不再變成紅棕色．	現(xiàn)象與步驟二相同，最后集氣瓶?jī)?nèi)幾乎充滿液體，只含極少量氣體．
計(jì)算	用上述實(shí)驗(yàn)方法，將標(biāo)準(zhǔn)狀況下448mLNO2全部溶于水，得到500mL溶液，則溶液中HNO3的物質(zhì)的量濃度為0.04mol/L．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)圖一裝置可知三位同學(xué)制取氯氣方法都是用加熱固體 氯化銨和氫氧化鈣的方法；
（2）濃硫酸為堿性氣體，不能干燥氨氣；
（3）氨氣為堿性氣體，能夠使石蕊的紅色石蕊試紙變藍(lán)，氨氣能夠與氯化氫反應(yīng)生成白色固體氯化銨，產(chǎn)生大量白煙，據(jù)此檢驗(yàn)氨氣存在；
（4）碳酸氫銨受熱分解生成氨氣、二氧化碳和水，制取純凈氨氣應(yīng)除去二氧化碳和水蒸氣；
（5）二氧化氮溶于水，發(fā)生3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，通入氧氣發(fā)生2NO+O₂=2NO₂，重復(fù)操作②，總反應(yīng)為4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，據(jù)此解答．

解答 解：（1）三位同學(xué)制取氯氣方法都是用氯化銨和氫氧化鈣加熱生成氨氣、氯化鈣和水，化學(xué)方程式：2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；
故答案為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；
（2）濃硫酸為堿性氣體，能夠與氨氣反應(yīng)吸收氨氣，不能干燥氨氣，所以乙同學(xué)不能收集到氨氣；
故答案為：乙；
（3）氨氣為堿性氣體，能夠使石蕊的紅色石蕊試紙變藍(lán)，氨氣能夠與氯化氫反應(yīng)生成白色固體氯化銨，產(chǎn)生大量白煙，所以為確定試管內(nèi)是否已收集滿氨氣，應(yīng)將濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙（或用蘸有濃鹽酸的玻璃棒）置于收集氣體的試管口處，若觀察到試紙變藍(lán)（或白煙產(chǎn)生），則說明氨氣已收集滿；
故答案為；濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙（或用蘸有濃鹽酸的玻璃棒）；試紙變藍(lán)（或白煙產(chǎn)生）；
（4）碳酸氫銨受熱分解生成氨氣、二氧化碳和水，制取純凈氨氣應(yīng)除去二氧化碳和水蒸氣，甲同學(xué)沒有除去二氧化碳，乙同學(xué)用濃硫酸干燥氨氣，能夠吸收氨氣，丙同學(xué)用堿石灰可以吸收氨氣中的水蒸氣和二氧化碳，能夠制取氨氣；
故選：丙；
（5）①依據(jù)方程式：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，可知3體積二氧化氮與水反應(yīng)生成1體積一氧化氮，一氧化氮難溶于水，所以最終剩余氣體約占集氣瓶體積的三分之一；
②將水逐滴滴入燒瓶，向盛有NO₂的集氣瓶通入少量氧氣后，停止通氣，先后發(fā)生反應(yīng)：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，2NO+O₂=2NO₂，3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，所以看到的現(xiàn)象為：先由無(wú)色變?yōu)榧t棕色，再變成無(wú)色；
③多次重復(fù)步驟二操作，并依次減少O₂通入量，直至O₂通入后，最終二氧化氮全部被吸收生成硝酸，所以氣體不再變成紅棕色；
依據(jù)4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，可知二氧化氮都能轉(zhuǎn)化為硝酸，448mLNO₂全部溶于水，得到500mL溶液，則硝酸的物質(zhì)的量=$\frac{0.448L}{22.4L/mol}$=0.02mol；
硝酸的物質(zhì)的量濃度C=$\frac{0.02mol}{0.5L}$=0.04mol/L；
故答案為：

實(shí)驗(yàn)過程		實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
步驟一	將收集滿NO2的集氣瓶倒立在水槽中．	集氣瓶中液面上升；集氣瓶中氣體由紅棕色變成無(wú)色；最終剩余氣體約占集氣瓶體積的 三分之一．
步驟二	將分液漏斗中的水逐滴滴入燒瓶，使少量O2進(jìn)入盛有NO2的集氣瓶后，停止滴水．	集氣瓶中氣體顏色的變化情況是 先由無(wú)色變?yōu)榧t棕色，再變成無(wú)色；集氣瓶中液面繼續(xù)上升．
步驟三	多次重復(fù)步驟二操作，并依次減少O2通入量，直至O2通入后，氣體不再變成 紅棕色．	現(xiàn)象與步驟二相同，最后集氣瓶?jī)?nèi)幾乎充滿液體，只含極少量氣體．
計(jì)算	用上述實(shí)驗(yàn)方法，將標(biāo)準(zhǔn)狀況下448mLNO2全部溶于水，得到500mL溶液，則溶液中HNO3的物質(zhì)的量濃度為 0.04mol/L．

點(diǎn)評(píng) 本題以氨氣、硝酸的制備為載體，考查了氨氣制備方法、硝酸的制備方法，明確制備原理及氨氣、一氧化氮、二氧化氮的性質(zhì)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．