Question

實驗室常用亞硝酸鈉（NaNO₂）與氯化銨溶液（NH₄Cl）反應制取N₂．N₂的化學性質十分穩定，但在一定條件下能與H₂部分化合生成NH₃．下圖為制取少量NH₃并檢驗NH₃的裝置（制取H₂的裝置已略去）：
（1）NaNO₂是一種工業用鹽，它________（填“能”或“不能”）當作食鹽使用．A裝置中添加NaNO₂溶液的儀器名稱是________．
（2）C裝置的硬質試管中發生反應的化學方程式為________，反應中N₂和H₂的最佳質量比是________，按此比例進行反應，D中導管口________（填“會”或“不會”）逸出氣泡（已知NH₃極易溶于水，密度小于空氣）．請設計能說明有NH₃生成的實驗________．
（3）為收集少量氨氣，請在右框中，畫出收集NH₃的裝置圖．
（4）B中濃硫酸的作用是________、________（填2種即可）
（5）實驗中，N₂的平均流量為1.4m g/s，H₂的流量為0.3m g/s，N₂和H₂在反應中只能轉化40%．
①請計算生成NH₃的平均流量．

②若用Zn和稀硫酸反應提供H₂，制取1.36mg NH₃，計算至少需要金屬Zn的質量．

Answer 1

解：（1）由于亞硝酸鈉有毒，它不能當作食鹽使用．A裝置中添加NaNO₂溶液的儀器是分液漏斗；
（2）氮氣與氫氣在C處發生反應生成氨氣，反應的方程式是：N₂+3H₂ 2NH₃．化學方程式的物質的質量比兩物質的最佳質量比，為：14：3；由于是“部分化合”，仍會有未反應的H₂和N₂逸出．所以，D中導管口會逸出出氣泡；由于氨氣的水溶液顯堿性．所以，驗證有NH₃生成的實驗是：向D中滴入無色酚酞溶液，酚酞變紅；
（3）由氨氣極易溶于水、密度比空氣小，應用向下排空氣法收集，裝置如圖：
（4）由于濃硫酸具有吸水性，可用來干燥氨氣和氫氣；
（5）①由N₂+3H₂ 2NH₃的各物質的質量比為28：6：34=14：3：17，N₂的平均流量為1.4m g/s，H₂的流量為0.3m g/s，N₂和H₂在反應中只能轉化40%可知，生成NH₃的平均流量為：1.7m g/s×40%=0.68m g/s；
②設至少需要金屬Zn的質量為X
由制取氨氣反應：Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑、N₂+3H₂ 2NH₃，得出鋅與氨氣的關系式為：
3Zn～2NH₃
195 34
X 1.36mg
解得：X=7.8mg
故答為：（1）不能，分液漏斗；（2）N₂+3H₂ 2NH₃，14：3，會，向D中滴入無色酚酞溶液，酚酞變紅；（3）見上圖；（4）干燥氮氣，干燥氫氣；（5）①0.68m g/s； ②7.8mg．
分析：（1）根據亞硝酸鈉的毒性進行分析，了解常用儀器的名稱和用途；
（2）根據題意可知：氮氣與氫氣在C處發生反應生成氨氣，寫出反應方程式；反應中N₂和H₂的最佳質量比就是方程適中二者的質量比；根據實際的反映情況分析D中導管口有氣泡生成，根據氨氣的性質進行驗證；
（3）根據氨氣收集方法確定收集裝置；
（4）根據濃硫酸的吸水性分析；
（5））①根據反應的質量比及轉化率計算；
②根據鋅與稀硫酸反應、氮氣與氫氣的反應，由氨氣的質量求出鋅的質量．
點評：本題考查氨氣的實驗室制法、氨氣的檢驗、濃硫酸的性質等內容，利用所學知識對知識進行遷移即可解決問題．