Question

實驗室模擬合成氨和氨催化氧化的流程如下：

已知實驗室可用飽和亞硝酸鈉（NaNO₂）溶液與飽和氯化銨溶液經加熱后反應制取氮氣．
（1）從如圖a、b、c三個裝置中選擇制取氣體的合適裝置：
制氮氣選擇

a

裝置、制氫氣選擇

b

裝置（填裝置編號）．
（2）將氮氣和氫氣通過上圖甲裝置．甲裝置的作用除了將氣體混合外，還能夠起到

控制氫氣和氮氣的流速

、

干燥氣體

的作用．
（3）氨合成器出來經冷卻的氣體除氨外常含有大量的氮氣和氫氣，將該氣體連續通入乙裝置的水中吸收氨，不會發生倒吸現象，原因是

因為混合氣體中含有大量難溶于水的氮氣、氫氣兩種氣體

．
（4）用乙裝置吸收一段時間氨后，再通入空氣，同時將加熱的鉑絲插入乙裝置的錐形瓶內，能使鉑絲保持紅熱的原因是：

氨的氧化反應是一個放熱反應，放出的熱使鉑絲保持紅熱

，錐形瓶中還有可能生成的物質是：

BCD

（可多選）．
A  H₂B  NO₂     C  HNO₃    D  NH₄NO₃
（5）寫出乙裝置中氨催化氧化的化學方程式：

4NH₃+5O₂

催化劑 .

△

4NO+6H₂O

．
（6）反應結束后錐形瓶內的溶液中含有H⁺、OH^-、

NH₄⁺

、

NO₃^-

離子．

Answer 1

分析：（1）根據制取氣體的藥品狀態和條件選擇合適的制取儀器；
（2）根據甲裝置的作用有將氣體混合均勻、控制氫氣和氮氣的流速、干燥氣體．
（3）根據合成氨的反應是可逆的，還會有一些氮氣、氫氣存在；
（4）根據氨的催化氧化是一個放熱過程，一氧化氮遇空氣就變為二氧化氮，二氧化氮和水反應生成硝酸和一氧化氮，所以硝酸的存在會和氨水反應生成硝酸銨；
（5）根據氨的催化氧化生成一氧化氮和水；
（6）根據氨的催化氧化反應產物是一氧化氮和水，一氧化氮極易變為二氧化氮，二氧化氮和水反應生成硝酸和一氧化氮，所以硝酸的存在會和氨水反應生成硝酸銨，最后來確定溶液中離子的成分．

解答：解：（1）實驗室可用飽和亞硝酸鈉（NaNO₂）溶液與飽和氯化銨溶液經加熱后反應制取氮氣，是溶液與溶液反應，可以選擇a，實驗室里用金屬鋅粒和稀硫酸反應制取氫氣，是固體和液體反應，可以選擇裝置b，
故答案為：a；b；
（2）甲裝置的作用有將氣體混合均勻、控制氫氣和氮氣的流速、干燥氣體．
故答案為：控制氫氣和氮氣的流速；干燥氣體；
（3）合成氨的反應是可逆的，還會有一些氮氣、氫氣存在，這樣會緩解氨氣極易溶于水導致的氣壓差，不會倒吸，故答案為：因為混合氣體中含有大量難溶于水的氮氣、氫氣兩種氣體；
氨的氧化反應是一個放熱反應，放出的熱使鉑絲保持紅熱；二氧化氮和水反應生成硝酸和一氧化氮，所以硝酸的存在會和氨水反應生成硝酸銨，錐形瓶中還有可能生成的物質是二氧化氮、硝酸、硝酸銨；
故答案為：氨的氧化反應是一個放熱反應，放出的熱使鉑絲保持紅熱；BCD；
（5）氨的催化氧化反應產物是一氧化氮和水，方程式為：4NH₃+5O₂

催化劑 .

△

4NO+6H₂O，
故答案為：4NH₃+5O₂

催化劑 .

△

4NO+6H₂O；
（6）氨的催化氧化反應產物是一氧化氮和水，一氧化氮極易變為二氧化氮，二氧化氮和水反應生成硝酸和一氧化氮，所以硝酸的存在會和氨水反應生成硝酸銨，溶液中會存在：H⁺、OH^-、NH₄⁺、NO₃^-，
故答案為：NH₄⁺；NO₃^-．

點評：本題主要考查了氮氣的制取、以及氮的化合物的性質，綜合性較大，旨在考查學生對知識的遷移運用，依據已有的知識進行．