Question

Ⅰ.合成氨工業對化學和國防工業具有重要意義。寫出氨的兩種重要用途_______________________________。

    Ⅱ.實驗室制備氨氣，下列方法適宜選用的是_____________________。

    ①固態氯化銨加熱分解  ②固體氫氧化鈉中滴加濃氨水  ③氯化銨溶液與氫氧化鈉溶液共熱  ④固態氯化銨與氫氧化鈣混合加熱

    Ⅲ.為了在實驗室利用工業原料制備少量氨氣，有人設計了如圖6-25裝置(圖中夾持裝置均已略去)。

                                圖6-25

    實驗操作：

    ①檢查實驗裝置的氣密性后，關閉彈簧夾a、b、c、d、e。在A中加入鋅粒，向長頸漏斗中注入一定量稀硫酸。打開彈簧夾c、d、e，則A中有氫氣產生。在F出口處收集氫氣并檢驗其純度。

    ②關閉彈簧夾c，取下截去底部的細口瓶C，打開彈簧夾a，將氫氣經導管B驗純后點燃，然后立即罩上無底細口瓶C，塞緊瓶塞，放入水槽中，如圖6-25所示。氫氣繼續在瓶內燃燒，幾分鐘后火焰熄滅。

    ③用酒精燈加熱反應管E，繼續通入氫氣，待無底細口瓶C內水位下降到液面保持不變時，打開彈簧夾b，無底細口瓶C內氣體經D進入反應管E，片刻后F中的溶液變紅。

回答下列問題：

    (1)檢驗氫氣純度的目的是____________________________________________。

    (2)C瓶內水位下降到液面保持不變時，A裝置內發生的現象是______________________，防止實驗裝置中壓強過大。此時再打開彈簧夾b的原因是__________________________，C瓶內氣體的成分是_______________________。

    (3)在步驟③中，先加熱鐵觸媒的原因是_________________。反應管E中發生反應，化學方程式是____________________________。

Answer 1

解析：Ⅰ.氨氣可用來制NH₄HCO₃、CO(NH₂)₂等多種氮肥；通過氨氧化法制硝酸是獲得硝酸的重要途徑。

    Ⅱ.方法①同時產生HCl和NH₃，無法分離，不合理。方法②利用NaOH吸水和吸水時放熱的特點可以快速制得NH₃。方法③中使用的試劑均是溶液，會導致NH₃大量溶解，不合理。實驗室通常使用固態銨鹽和強堿加熱制取NH₃。所以選②④。

    Ⅲ.(1)H₂和空氣混合氣體受熱易爆炸。若不檢驗H₂純度，可能在E處發生危險。

    (2)A裝置原理類似啟普發生器，當試管內壓強過大，酸會流回長頸漏斗中，使反應停止。C瓶利用排水法收集H₂，H₂集滿后，再通入氣體，壓強變大，導致A中酸流回漏斗和Zn脫離，反應停止。

    C中原有空氣里的O₂被H₂燃燒而消耗，最終主要剩余N₂，所以C中氣體主要成分為N₂和H₂。通入H₂一直到壓強增大到不能增加為止，可以讓通入的H₂盡可能多。根據化學平衡原理，增大H₂的濃度，可以提高N₂的轉化率。

    (3)鐵觸媒在較高溫度時活性增大，加快氨合成的反應速率。發生的反應為：

                  N₂+3H₂2NH₃。

答案：Ⅰ.制化肥、制硝酸

Ⅱ.②④

Ⅲ.(1)排除空氣，保證安全

    (2)鋅粒與酸脫離  盡量增大氫氣的濃度以提高氮氣的轉化率  N₂、H₂

    (3)鐵觸媒在較高溫度時活性增大，加快氨合成的反應速率  N₂+3H₂2NH₃