Question

【題目】某實驗興趣小組用如下兩種方法制取氮氣。

已知:活性炭可用于吸附水中的絮狀沉淀。

（1）方法一所發生反應的化學方程式為_________________。

（2）檢驗方法一反應后所得溶液中是否含有NH4+的實驗方法是_________________。

（3）方法二被冰水冷卻的U 型管中所得物質是_________________，用冰水冷卻的目的是_________________。

（4）方法一與方法二相比所具有的優點是_________________。

（5）方法一和方法二中均需用到NH4Cl，NH4Cl的溶解度隨溫度變化的曲線如右圖所示,工業NH4Cl固體中含有少量的FeCl2，可通過如下實驗來提純:將工業NH4Cl固體溶于水，_________,調節溶液的pH為4~5，向溶液中加入活性炭，將溶液加熱濃縮，________獲得純凈的NH4Cl固體。（實驗中可供選擇的試劑有:雙氧水、KMnO4溶液）

Answer 1

【答案】 NH4Cl+ NaNO2NaCl+N2↑+2H2O 向試管中加入少量反應后所得溶液，向其中加入足量NaOH濃溶液，加熱，若產生能使濕潤紅色石蕊試紙變藍的氣體，則溶液中含有NH4+，若試紙不變藍，則溶液中不含有NH4+ 氨水 將未反應的氨氣冷卻，加大氨氣在水中的溶解度 裝置及操作簡單、所得氮氣純凈、原料的利用率高 加入足量的雙氧水 趁熱過濾，將溶液冷卻到0℃，過濾，低溫干燥

【解析】(1)方法一中氯化銨和亞硝酸鈉反應生成氮氣，氯化鈉和水，反應的化學方程式為NH4Cl+ NaNO2NaCl+N2↑+2H2O，故答案為：NH4Cl+ NaNO2NaCl+N2↑+2H2O；

(2)氨氣的水溶液顯堿性，可以借助于濕潤紅色石蕊試紙檢驗溶液中是否含有NH4+，具體方法為：向試管中加入少量反應后所得溶液，向其中加入足量NaOH濃溶液，加熱，若產生能使濕潤紅色石蕊試紙變藍的氣體，則溶液中含有NH4+，若試紙不變藍，則溶液中不含有NH4+，故答案為：向試管中加入少量反應后所得溶液，向其中加入足量NaOH濃溶液，加熱，若產生能使濕潤紅色石蕊試紙變藍的氣體，則溶液中含有NH4+，若試紙不變藍，則溶液中不含有NH4+；

(3)方法二中生成的氨氣通過堿石灰干燥后，干燥的氨氣與氧化銅在加熱時反應生成銅，氮氣和水，被冰水冷卻的U型管中所得物質是氨水，用冰水冷卻可以將未反應的氨氣冷卻，加大氨氣在水中的溶解度，故答案為：氨水；將未反應的氨氣冷卻，加大氨氣在水中的溶解度；

(4)方法一與方法二相比所具有的優點是裝置及操作簡單、所得氮氣純凈、原料的利用率高，故答案為：裝置及操作簡單、所得氮氣純凈、原料的利用率高；

(5)工業NH4Cl固體中含有少量的FeCl2，提純時，需要將氯化亞鐵首先氧化為氯化鐵，為了不引入雜質，可以選用雙氧水，然后調節pH，使鐵離子水解沉淀除去，再將NH4Cl溶液，加熱濃縮，由于氯化銨的溶解度受溫度的影響較大，需要趁熱過濾，然后冷卻到0℃結晶，過濾，低溫干燥即可，故答案為：加入足量的雙氧水；趁熱過濾，將溶液冷卻到0℃，過濾，低溫干燥。