Question

【題目】氮的氧化物（NOx）是大氣污染物之一，工業上在一定溫度和催化劑條件下用NH3將NOx還原生成N2。某同學在實驗室中對NH3與NO2反應進行了探究。回答下列問題：

（1）氨氣的制備

（2）氨氣的發生裝置可以選擇上圖中的________，反應的化學方程式為_______________。

（3）欲收集一瓶干燥的氨氣，選擇上圖中的裝置，其連接順序為：發生裝置→_________（按氣流方向，用各接口小寫字母表示）。

（4）氨氣與二氧化氮的反應

將上述收集到的NH3充入注射器X中，硬質玻璃管Y中加入少量催化劑，充入NO2（兩端用夾子K1、K2夾好）。

在一定溫度下按上圖所示裝置進行實驗。

操作步驟	實驗現象	解釋原因
打開K1，推動注射器活塞，使X中的氣體緩慢通入Y管中	Y管中______	反應的化學方程式：___
將注射器活塞退回原處并固定，將裝置恢復到室溫	Y管中有少量水珠	生成的氣態水冷凝
打開K2	_________	________

Answer 1

【答案】A Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O d→c→f→e→i 紅棕色氣體顏色變淺最終為無色 8NH3+6NO27N2+12H2O Z中NaOH溶液產生倒吸現象 反應后氣體分子數減少，Y管中壓強小于外壓

【解析】

本題是實驗室制氨氣的實驗探究活動。一般在實驗室中，利用氫氧化鈣與氯化銨混合加熱發生復分解反應制取氨氣，由于反應物均為固體，因此選用略向下傾斜試管進行實驗。發生該反應的化學方程式為Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O；在對氣體進行除雜、干燥時，考慮到氨氣是堿性氣體，所以需要利用堿性干燥劑進行干燥，又因為氨氣的密度比空氣的密度小且極易溶于水，因此氨氣只能用向下排空氣法收集。最后為了防止氨氣對環境產生污染，需要對氨氣進行尾氣處理。

（2）在實驗室中，利用氫氧化鈣與氯化銨混合加熱發生復分解反應制取氨氣，由于反應物均為固體，因此選用A裝置進行實驗。發生該反應的化學方程式為Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O。答案為：A、Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O；

（3）利用A裝置制取氨氣，由于氨氣是堿性氣體，所以需要利用堿性干燥劑堿石灰進行干燥，再根據氨氣的密度比空氣的密度小這一性質，需用向下排空氣法收集氨氣 ，最后因為氨氣對環境具有一定的污染性，需要進行尾氣處理，可利用其在水中極容易溶解的性質，用水作吸收劑進行尾氣處理。因此欲收集一瓶干燥的氨氣，其裝置的連接順序為：發生裝置→d→c→f→e→i。答案為：d→c→f→e→i ；

（4）NO2具有強氧化性，NH3有強還原性，兩者相遇，會發生氧化還原反應產生氮氣和水，根據電子守恒、原子守恒，可得反應的方程式：8NH3+6NO27N2+12H2O，根據反應方程式可知反應現象是：Y管內看到紅棕色氣體顏色變淺最終為無色，同時在注射器的內壁有水珠產生。答案為：紅棕色氣體顏色變淺最終為無色、8NH3+6NO27N2+12H2O；

根據上一步分析可知發生該反應后由于容器內氣體的物質的量減少，所以會使容器內氣體壓強減小。因此當打開K2后，燒杯內NaOH溶液在大氣壓強的作用下會倒吸進入Y管內。答案為：Z中NaOH溶液產生倒吸現象、反應后氣體分子數減少，Y管中壓強小于外壓。