Question

【題目】硝酸是常見的無機強酸，是重要的化工原料。實驗室模擬硝酸的制備可用以下裝置，其中a為一個可持續鼓入空氣的橡皮球，b、c為止水夾。

(1)實驗開始前，應檢驗裝置的氣密性，請寫出檢驗A~E裝置（不必考慮a）的氣密性方法________________。

(2)裝置A中發生反應的化學方程式為___________。裝置C中濃硫酸的作用是__________。

(3)實驗進行一段時間，待制備一定量硝酸后，停止加熱A和B中裝置，但仍要通過a鼓入一定量的空氣，該操作的目的是____________________。

(4)若F裝置中所選用試劑為酸性KMnO4溶液，請寫出F裝置處理NO尾氣的離子方程式：_____________________。

(5)欲使A中產生的氨氣盡可能轉化為硝酸，理論上氨氣與鼓入空氣的最佳比例為_______。

(6)實驗完畢后，取E中的溶液，加入幾滴酚酞溶液，用0.10 mol/L的NaOH標準液滴定，發現加入過量標準液后仍無現象，試解釋沒有觀察到滴定終點的原因_________________。

Answer 1

【答案】將E中右側導管浸沒在水中，打開b和c，微熱A中試管，最右側導管口有氣泡產生，停止加熱冷卻至室溫，最右側導管有一段回流水柱(無“E中右側導管浸沒在水中”不得分，無“打開b和c”可給分) 2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O； 除水蒸氣和氨氣 使氧氣與氮氧化物及水反應成硝酸，提高氮氧化物的轉化率 5NO+4H++3MnO4-=3Mn2++5NO3-+2H2O 1:10 硝酸將酚酞氧化

【解析】

(1)檢驗A~E裝置（不必考慮a）的氣密性方法是將E中右側導管浸沒在水中，打開b和c，微熱A中試管，最右側導管口有氣泡產生，停止加熱冷卻至室溫，最右側導管有一段回流水柱；綜上所述，本題答案是：將E中右側導管浸沒在水中，打開b和c，微熱A中試管，最右側導管口有氣泡產生，停止加熱冷卻至室溫，最右側導管有一段回流水柱(無“E中右側導管浸沒在水中”不得分，無“打開b和c”可給分)。

(2) 裝置A中為氯化銨固體與氫氧化鈣固體加熱反應制備氨氣，反應的化學方程式為2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O；氨氣和氧氣反應生成一氧化氮和水，會有氨氣剩余，因此裝置C中濃硫酸的作用是除水蒸氣和氨氣；綜上所述，本題答案是：2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O； 除水蒸氣和氨氣。

(3) 氮的氧化物能夠與氧氣、水共同作用生成硝酸，停止加熱A和B中裝置，但仍要通過a鼓入一定量的空氣，可以提高氮氧化物的轉化率，提高硝酸的產率；綜上所述，本題答案是：使氧氣與氮氧化物及水反應成硝酸，提高氮氧化物的轉化率。

(4)酸性KMnO4溶液具有強氧化性，能夠把NO氧化為硝酸根離子，變為無害物質，反應的離子方程式5NO+4H++3MnO4-=3Mn2++5NO3-+2H2O；綜上所述，本題答案是：5NO+4H++3MnO4-=3Mn2++5NO3-+2H2O。

(5) 氨氣中-3價氮被氧化到+5價，氧氣中0價氧被還原到-2價，設氨氣有xmol，氧氣有ymol，根據電子得失守恒可知：8x=4y，x:y=1:2，,空氣中氧氣大約占1/5體積，所以理論上氨氣與鼓入空氣的最佳比例為1:10；綜上所述，本題答案是：1:10。

(6)硝酸具有氧化性，能夠將酚酞氧化為無色；綜上所述，本題答案是：硝酸將酚酞氧化。