Question

已知NH₃是一種重要的還原試劑，在化學(xué)研究中應(yīng)用十分廣泛．某�；瘜W(xué)探究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)，按有關(guān)實(shí)驗(yàn)原理和裝置，進(jìn)行氨的制備及性質(zhì)的探究實(shí)驗(yàn)．請(qǐng)你分別參與甲、乙、丙、丁、戊組的實(shí)驗(yàn)探究，并根據(jù)題目的敘述及要求，回答下列問(wèn)題：
（1）甲、乙兩組同學(xué)選擇了不同的實(shí)驗(yàn)裝置和試劑來(lái)制取氨氣．
①甲組實(shí)驗(yàn)裝置是a，實(shí)驗(yàn)試劑是

 

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②乙組實(shí)驗(yàn)試劑是濃氨水和氫氧化鈉固體，實(shí)驗(yàn)裝置是

 

 （填編號(hào)）．用化學(xué)平衡原理分析氫氧化鈉固體的作用

 

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（2）丙、丁兩組同學(xué)選擇了不同的方法來(lái)探究氨的催化氧化實(shí)驗(yàn)．
①丙組用A裝置，加熱鉑絲一段時(shí)間后，通入NH₃和O₂，寫出裝置A硬質(zhì)玻璃管中發(fā)生氨的催化氧化反應(yīng)方程式，并且要求用雙線橋標(biāo)明電子轉(zhuǎn)移的方向與數(shù)目：

 

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②丁組用B裝置吸收一段時(shí)間氨氣后，再通入空氣，同時(shí)將紅熱的鉑絲插入B裝置的錐形瓶?jī)?nèi)，反應(yīng)結(jié)束后，錐形瓶?jī)?nèi)溶液中含有的離子包括H⁺、OH^-、

 

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（3）戊組的同學(xué)按照下列流程，探究不同催化劑對(duì)NH₃還原NO反應(yīng)的催化性能及速率：NH₃、NO混合氣體→催化反應(yīng)器→測(cè)定→尾氣處理
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案及操作】若控制其他條件均相同，在催化反應(yīng)器中分別裝載不同的催化劑，將經(jīng)過(guò)催化反應(yīng)后的混合氣體，分別通入滴有酚酞的稀硫酸（溶液的體積、濃度均相同）中，比較不同催化劑的催化作用，應(yīng)該測(cè)定

 

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Answer 1

考點(diǎn)：氨的制取和性質(zhì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）①甲組實(shí)驗(yàn)用a裝置，是固體+固體加熱反應(yīng)制備氣體的發(fā)生裝置，制備氨氣利用固體氯化銨和氫氧化鈣固體加熱反應(yīng)生成；
②乙組實(shí)驗(yàn)試劑是濃氨水和氫氧化鈉固體，濃氨水滴入氫氧化鈉固體，溶解放熱，使一水合氨分解生成氨氣，利用固體+液體不加熱 反應(yīng)生成氣體；
（2）①丙組用A裝置，加熱鉑絲一段時(shí)間后，通入NH₃和O₂，裝置A硬質(zhì)玻璃管中發(fā)生氨的催化氧化反應(yīng)生成一氧化氮和水，依據(jù)氧化還原反應(yīng)用雙線橋標(biāo)明電子轉(zhuǎn)移的方向與數(shù)目；
②氨的氧化反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng)；生成的一氧化氮與空氣中的氧氣化合成二氧化氮，錐形瓶?jī)?nèi)氮的氧化物與水反應(yīng)生成硝酸，硝酸再與氨水反應(yīng)生成硝酸銨；
（3）根據(jù)不同催化劑的催化性能不同，消耗的氨氣也不同，根據(jù)滴有酚酞的稀硫酸溶液顯色所需時(shí)間可以確定剩余氨氣的多少；通過(guò)含氮氧化物的氣體可以用NH₃在一定條件下進(jìn)行處理變成兩種無(wú)毒的物質(zhì)N₂和H₂O．

解答： 解：（1）①甲組實(shí)驗(yàn)用a裝置，是固體+固體加熱反應(yīng)制備氣體的發(fā)生裝置，制備氨氣利用固體氯化銨和氫氧化鈣固體加熱反應(yīng)生成；
故答案為：氯化銨固體和氫氧化鈣固體；
②乙組實(shí)驗(yàn)試劑是濃氨水和氫氧化鈉固體，選擇b裝置不需要加熱，濃氨水滴入氫氧化鈉固體，溶解放熱，促使NH₃的揮發(fā)，使一水合氨分解生成氨氣，使NH₃+H₂O?NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-向生成NH₃移動(dòng)，加快氨氣逸出，利用固體+液體不加熱 反應(yīng)生成氣體；
故答案為：b；固體氫氧化鈉溶于濃氨水后，放出大量的熱，促使NH₃的揮發(fā)，溶液中OH^-濃度增加，使NH₃+H₂O?NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-向生成NH₃移動(dòng)，加快氨氣逸出．
（2）①丙組用A裝置，加熱鉑絲一段時(shí)間后，通入NH₃和O₂，裝置A硬質(zhì)玻璃管中發(fā)生氨的催化氧化反應(yīng)生成一氧化氮和水，氮元素化合價(jià)-3價(jià)變化為+2價(jià)，氧氣中氧元素化合價(jià)0價(jià)并不會(huì)為-2價(jià)，用電子轉(zhuǎn)移雙線橋法標(biāo)注得到化學(xué)方程式為：；
故答案為：；
②氨的氧化反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng)，放出的熱使鉑絲保持紅熱；生成的一氧化氮與空氣中的氧氣化合成二氧化氮，二氧化氮是紅棕色氣體，錐形瓶?jī)?nèi)氮的氧化物與水反應(yīng)生成硝酸，硝酸再與氨水反應(yīng)生成硝酸銨．所以錐形瓶?jī)?nèi)溶液含有硝酸銨．
所以溶液中含有H⁺、OH^-、NH₄⁺、NO₃^-離子．
故答案為：NH₄⁺、NO₃^-；
（3）不同催化劑的催化性能不同，消耗的氨氣也不同，根據(jù)滴有酚酞的稀硫酸溶液顯色所需時(shí)間可以確定剩余氨氣的多少，顯色所需時(shí)間越長(zhǎng)，催化效果越好；
故答案為：溶液顯色所需要的時(shí)間．

點(diǎn)評(píng)：本題是一道綜合題，涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，考查了學(xué)生運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力，難度中等．