Question

某化學(xué)課外活動(dòng)小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究氮的化合物的性質(zhì)，裝置如圖所示（A裝置未畫出），其中A為氣體發(fā)生裝置．A中所用試劑從下列固體物質(zhì)中選�。篴．NH₄HCO₃、b．NH₄Cl、c．Ca（OH）₂、d．NaOH

檢查裝置氣密性后，先將C處鉑絲網(wǎng)加熱至紅熱，再將A處產(chǎn)生的氣體通過B裝置片刻后，撤去C處酒精燈．部分實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如下：鉑絲繼續(xù)保持紅熱，F(xiàn)處銅片逐漸溶解．
（1）實(shí)驗(yàn)室制取A中氣體時(shí)若只用一種試劑，該試劑是    （填備選試劑的字母）；此時(shí)A中主要的玻璃儀器有    （填名稱）．
（2）A中產(chǎn)生的物質(zhì)被B中Na₂O₂充分吸收，寫出任意一個(gè)B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：    ．
（3）對(duì)于C中發(fā)生的可逆反應(yīng)，下列說法正確的是    ．
a．增大一種反應(yīng)物的濃度可以提高另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率
b．工業(yè)上進(jìn)行該反應(yīng)時(shí)，可采取高壓的條件提高反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率
c．該反應(yīng)在一定條件下達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)物的平衡濃度之比一定是4：5
（4）請(qǐng)?jiān)谙聢D坐標(biāo)中畫出C裝置中反應(yīng)發(fā)生過程中的能量變化示意圖，并在虛線上分別標(biāo)出反應(yīng)物和生成物的化學(xué)式    ．

（5）待實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，將B中固體混合物溶于500mL1mol?L^-1 鹽酸中，產(chǎn)生無色混合氣體甲，溶液呈中性，則實(shí)驗(yàn)前B中原有Na₂O₂的物質(zhì)的量是    mol，甲在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是    L（忽略氣體的溶解）．

Answer 1

【答案】分析：（1）碳酸氫銨受熱分解產(chǎn)生氨氣、水和二氧化碳，固體加熱分解可以在大試管中進(jìn)行；
（2）二氧化碳和過氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣，水和過氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鈉和氧氣；
（3）先寫出反應(yīng)方程式，根據(jù)反應(yīng)方程式判斷正誤；
（4）撤去C處酒精燈，鉑絲繼續(xù)保持紅熱，說明該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，根據(jù)能量守恒判斷反應(yīng)物和生成物的能量相對(duì)大��；
（5）先判斷溶液中的溶質(zhì)，根據(jù)鈉原子守恒計(jì)算過氧化鈉的物質(zhì)的量；鹽酸與碳酸鈉反應(yīng)生成的二氧化碳與碳酸氫銨分解生成的二氧化碳相同，根據(jù)反應(yīng)方程式判斷二氧化碳和水及過氧化鈉之間的關(guān)系式，從而計(jì)算二氧化碳的體積．
解答：解：（1）根據(jù)題意：C處鉑絲網(wǎng)加熱至紅熱，再將A處產(chǎn)生的氣體通過B裝置片刻后，撤去C處酒精燈，鉑絲繼續(xù)保持紅熱，F(xiàn)處銅片逐漸溶解，說明有硝酸生成，所以A中獲得的是氨氣，加熱NH₄HCO₃分解可以產(chǎn)生氨氣，固體加熱分解可以在大試管中進(jìn)行，故答案為：a；試管、酒精燈；
（2）二氧化碳和過氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣，水和過氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鈉和氧氣，故答案為：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂ 或2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂；
（3）氨氣和氧氣在催化劑條件下能反應(yīng)生成一氧化氮和水，4NH₃ 十 5O₂4NO+6H₂O，
a．增大一種反應(yīng)物的濃度，使反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng)，所以可以提高另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，故正確；
b．工業(yè)上進(jìn)行該反應(yīng)時(shí)，采取高壓的條件反應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，所以反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率降低，故錯(cuò)誤；
c．該反應(yīng)在一定條件下達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)物的平衡濃度之比可能是4：5，這與反應(yīng)物的初始濃度和轉(zhuǎn)化率有關(guān)，故錯(cuò)誤；
故選a．
（4）撤去C處酒精燈，鉑絲繼續(xù)保持紅熱，說明該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，根據(jù)能量守恒知，反應(yīng)物的能量大于生成物的能量，
，故答案為：；
（5）水和過氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鈉和氧氣，二氧化碳和過氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣，將B中固體混合物溶于500mL1mol?L^-1 鹽酸中，產(chǎn)生無色混合氣體甲，溶液呈中性，所以溶液中的溶質(zhì)是氯化鈉，根據(jù)鈉原子守恒計(jì)算過氧化鈉的物質(zhì)的量，HCl--NaCl--Na₂O₂
      1              
1mol?L^-1×0.5L         0.25mol
所以過氧化鈉的物質(zhì)的量為0.25mol．
NH₄HCO₃NH₃↑+H₂O+CO₂↑
2H₂O+2Na₂O₂=4NaOH+O₂↑
2CO₂+2Na₂O₂=2Na₂CO₃+O₂
根據(jù)方程式知，碳酸氫銨分解生成的水和二氧化碳的物質(zhì)的量相同，水和二氧化碳分別與過氧化鈉反應(yīng)需要的過氧化鈉的物質(zhì)的量相同，都是0.125mol；
碳酸氫銨生成的二氧化碳和過氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉，碳酸鈉和鹽酸反應(yīng)生成的二氧化碳，所以碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)生成的二氧化碳和碳酸氫銨分解生成的二氧化碳相同．
設(shè)二氧化碳的體積為V．
2CO₂+2Na₂O₂=2Na₂CO₃+O₂
  44.8L       2mol
  V            0.125mol
V=2.8L
故答案為：0.25；2.8．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了氨氣的制取和性質(zhì)，難度較大，易錯(cuò)題是（5），會(huì)分析整個(gè)裝置反應(yīng)過程是解本題的關(guān)鍵．