Question

工業尾氣中氮氧化物通常采用氨催化吸收法，其原理是NH₃與NO_x在催化劑作用下反應生成無毒的物質。某校活動小組同學采用以下裝置和步驟模擬工業上氮氧化物的處理過程。

I．探究制取NH₃的方法
（1）在上述裝置中，H能快速、簡便制取NH₃，裝置中需要添加的反應試劑為      。
（2）為探究更好的實驗效果，活動小組同學采用上述C裝置來制取氨氣，在控制實驗條件相同的情況下，獲得下表中實驗數據。

試劑組合序號	固體試劑		NH3體積（mL）
a	6.0 g Ca(OH)2（過量）	5.4 g NH4Cl	1344
b		5.4g (NH4)2SO4	1364
c	6.0 g NaOH（過量）	5.4 g NH4Cl	1568
d		5.4g (NH4)2SO4	1559
e	6.0 g CaO（過量）	5.4 g NH4Cl	1753
f		5.4 g (NH4)2SO4	1792

 
分析表中數據，你認為哪種方案制取氨氣的效果最好     （填序號），從該方案選擇的原料分析制氣效果好的可能原因是                           。
II．模擬尾氣處理
活動小組同學選用上述部分裝置，按下列順序連接成模擬尾氣處理裝置進行實驗。
（1）請從上述裝置中選擇你認為合理的進行補充（所選裝置不能重復）。

（2）A中反應的離子方程式為                                  。
（3）D裝置的作用有：使氣體混合均勻、調節氣流速度、             。
（4）D裝置中的液體還可換成        （填序號）。
a．H₂O   b．CCl₄  c．濃H₂SO₄    d．CuSO₄溶液
（5）該小組同學所設計的模擬尾氣處理裝置中還存在一處明顯的缺陷是            。

Answer 1

I．（1）生石灰與濃氨水（或燒堿與濃氨水） （答化學式給分）（2分） 
（2）f  （2分）    (NH₄)₂SO₄受熱不分解，CaO又有吸水作用（合理答案均給分）（2分）
II．（1）F  E  B （2分）
（2）3Cu + 2NO₃^－+8H^＋ 3Cu^2＋ + 2NO↑ +4H₂O （2分）
（3）防止氨氣溶解（或防止倒吸）（2分）
（4）b（2分）
（5）未反應的NO無法處理，會污染環境 （2分）

解析試題分析：（1）依據裝置分析制備氨氣氣體是利用液體通過分液漏斗滴入燒瓶中不加熱進行的反應，實驗目的是制取、干燥和收集氨氣的裝置，制備氨氣先干燥再收集，氨氣比空氣輕，應用向下排氣法收集；制備氨氣可以利用濃氨水滴入氧化鈣或固體氫氧化鈉或堿石灰，溶解放熱時一水合氨分解生成氨氣；
（2）因為NH₄Cl受熱易分解，生成的部分NH₃和HCl又重新結合成NH₄Cl，而用NaOH或Ca(OH)₂作反應物產生的水較多，吸收的NH₃較多，由表中數據可以看出，f制NH₃產率最高；   
II．（1）混合氣體干燥后進入反應裝置，然后用濃硫酸吸收沒有反應的氨氣。
（2）稀硝酸具有強氧化性，與銅發生氧化還原反應生成硝酸銅和NO等，反應的離子方程式為3Cu + 2NO₃^－+8H^＋ 3Cu^2＋ + 2NO↑ +4H₂O；
（3）D裝置使氣體混合均勻、調節氣流速度，另外，氨氣難溶于飽和氨水，可防止倒吸；
（4）氨氣可溶于硫酸銅溶液、水以及硫酸中，可產生倒吸，氨氣為極性分子，不溶于非極性溶劑，可用CCl₄代替飽和氨水；
（5）缺少尾氣處理裝置，過量的NO會污染空氣。
考點：考查氮的氧化物的性質以及對環境的影響。