Question

氮及其化合物在生產、生活中有重要的作用。
（1）NH₃是制堿工業中不可缺少的重要物質。繼侯德榜“聯合制堿法”后，上世紀50年代某些化工專家開始研究有機胺制堿法，其工藝流程如下：

已知：NR₃ + CO₂ + NaCl + H₂O = NaHCO₃ + NR₃·HCl
NR₃ + HCl = NR₃·HCl，且NR₃·HCl 易溶于有機溶劑。
①操作Ⅰ名稱為                 ；
②某實驗小組同學查閱資料知，有機溶劑和有機胺沸點差別較大，現欲將A中各成分進行分離，請寫出除了導管、酒精燈、牛角管、錐形瓶外，該分離操作所需的玻璃儀器名稱                     ；
（2）N₂在化工生產、農業、醫療、航天航空等領域用途廣泛。現提供以下裝置（連接儀器略去）：

①某化學興趣小組甲同學欲用加熱NaNO₂ 和NH₄Cl的濃溶液制得N₂，應該選擇的發生裝置是        ，檢驗該發生裝置氣密性的操作為                                              ；
②在加熱條件下，用NH₃ 還原CuO可制得N₂，同時獲得銅粉，此反應的化學方應方程式是                                 。乙同學用此法制得干燥、純凈的N₂，且需要的NH₃ 以生石灰和濃氨水作原料。按氣流從左到右，整套裝置的連接順序是                （填寫字母序號）；最后一個裝置中試劑的作用是                                 ；

Answer 1

（1）①分液（2分）
②蒸餾燒瓶、溫度計、冷凝管（2分，答對2種得1分，全答對得2分）
（2）①A （2分）；關閉分液漏斗下端活塞并將導管連接長導管后置于水中（1分），用酒精燈微熱圓底燒瓶，若導管口有氣泡冒出，撤掉酒精燈后導管內有一段水柱，則裝置氣密性好（1分）；反之，則裝置氣密性不好。
②3CuO+ 2NH₃N₂+ 3Cu + 3H₂O（2分）；DEBC（2分）；干燥N₂（1分）并除去其中的NH₃（1分）

試題分析：（1）①分離互補相溶液體的方法是分液，所以操作Ⅰ名稱為分液。
②有機溶劑和有機胺沸點差別較大，可用蒸餾分離，根據蒸餾的儀器：帶鐵圈的鐵架臺，酒精燈，石棉網，蒸餾燒瓶，溫度計，冷凝管，牛角管，錐形瓶，因此還缺少蒸餾燒瓶、溫度計、冷凝管。
（2）①根據已知信息可知，反應物是亞硝酸鈉（NaNO₂）和氯化銨的濃溶液混合加熱制備氮氣，所以需要圓底燒瓶作反應容器，同時還需要加熱，因此A裝置適合；檢驗裝置氣密性的方法一般是利用壓強差來進行，所以正確操作是安裝好儀器后，關閉分液漏斗下端活塞并將導管連接長導管后置于水中，用酒精燈微熱圓底燒瓶，若導管口有氣泡冒出。撤掉酒精燈后導管內有一段水柱，則裝置氣密性好；反之，則裝置氣密性不好。
②根據原子守恒可知，NH₃與CuO反應生成N₂、銅和水，所以反應的化學方程式為3CuO+ 2NH₃N₂+ 3Cu + 3H₂O；需要的NH₃ 以生石灰和濃氨水作原料，因此需要用D用來制取氨氣，氨氣是堿性氣體，不能用濃硫酸干燥，應該用E裝置（堿石灰）干燥氨氣。在B中反應后，剩余的氨氣可用C裝置來除去，同時C裝置中的濃硫酸還能干燥氮氣。所以按氣流從左到右，整套裝置的連接順序是DEBC。