Question

【題目】學生設計的用氨催化氧化法制取少量HNO3溶液的實驗裝置如圖所示：

（1）實驗室制備NH3，下列方法中適宜選用的是__（填序號）。

①固態氯化銨與熟石灰混合加熱

②固態氯化銨加熱分解

③堿石灰中滴加濃氨水

④氯化銨溶液與氫氧化鈉溶液共熱

（2）裝置B中發生反應的化學方程式為__；

（3）裝置C的作用是__；裝置C中的現象___；為確保裝置D中盡可能多地生成HNO3，所通入O2和NH3的體積比應大于___；

（4）裝置D中發生的反應化學方程式為___。(請分步寫出化學方程式）

Answer 1

【答案】①③ 4NH3+5O24NO+6H2O 吸收未反應的NH3 氣泡從濃硫酸中冒出，且裝置C內的上部呈紅棕色 2：1 3NO2+H2O═2HNO3+NO、2NO+O2=2NO2

【解析】

NH3與O2一起通入A裝置，可以將兩種氣體混合，還能通過A中冒氣泡的情況調節兩種氣體進入的速率；A中盛放氨水是為了防止NH3溶解；氣體進入B裝置后，在Pt絲的催化下發生反應：4NH3+5O24NO+6H2O，混合氣體經過濃硫酸吸收NH3后進入D裝置，與H2O反應生成HNO3。

(1) ①固態氯化銨與熟石灰混合加熱是實驗室制氨氣的主要方法，①選；

②固態氯化銨加熱分解成氨氣和氯化氫，氯化氫和氨氣遇冷重新反應生成氯化銨，不能制得氨氣，②不選；

③堿石灰中滴加濃氨水，堿石灰溶于水放熱促進一水合氨分解，且增大氫氧根離子濃度促進氨氣逸出，也是實驗室制氨氣的方法之一，③選；

④氯化銨溶液與氫氧化鈉溶液共熱，可以生成氨氣，但氨氣極易溶于水，所以此方法制得氨氣量少，不適合實驗室制備氨氣，④不選；

故選：①③；

(2)氨催化氧化生成一氧化氮和水，方程式為： 4NH3+5O24NO+6H2O；

(3)裝置C中濃硫酸的作用是吸收未反應的NH3，裝置B中產生的NO通過濃硫酸時，可看到濃硫酸中有氣泡冒出，同時NO在裝置C的上部與O2迅速反應生成紅棕色的NO2；為確保裝置D中盡可能多地生成HNO3，就是NH3通過轉化后全部生成HNO3，由4NH3+5O24NO+6H2O及4NO+3O2+2H2O=4HNO3可得： NH3+2O2=HNO3+H2O，由此可見通入O2和NH3的體積比應大于2： 1；

(4)在裝置D中，NO2與H2O反應生成硝酸和一氧化氮，方程式為： 3NO2+H2O=2HNO3+NO，生成的NO又可以和O2反應，方程式為： 2NO+O2=2NO2。