Question

11．硝酸是一種重要的化工原料，氨氧化法是工業生產中制取硝酸的主要途徑，某興趣小組在實驗室模擬氨氧化法制硝酸，實驗裝置如圖所示，回答下列問題：

（注：氯化鈣可以與NH₃反應生成八氨合氯化鈣．）
（1）儀器a的名稱為球形干燥管，其中加的試劑為堿石灰．
（2）實驗時先點燃C中的酒精燈，當催化劑Cr₂O₃由暗綠色變為微紅時通入空氣，3min后Cr₂O₃出現暗紅色，移去酒精燈，Cr₂O₃能保持紅熱狀態的原因是該反應為放熱反應，裝置C中發生反應的總反應方程式為4NH₃+5O₂$\frac{\underline{\;Cr_{2}O_{3}\;}}{△}$4NO+6H₂O．
（3）裝置D的作用是除去氨氣和水蒸氣；裝置G的作用是吸收尾氣．
（4）反應開始后，在裝置E中看到的現象是氣體變為紅棕色．
（5）實驗結束后，證明有HNO₃生成的操作是取少量F中的液體于試管中，滴加幾滴紫色石蕊試液，溶液變紅，證明有HNO₃生成．
（6）為測定所制硝酸的濃度，反應結束后取20mL 裝置F中的液體，加水稀釋至1000mL后，取出20mL加入錐形瓶中，滴加指示劑，然后用0.100mol/L的NaOH溶液滴定，用去25mL的NaOH溶液，則反應制得的硝酸的濃度為6.25 mol/L．

Answer 1

分析 （1）儀器a為球形干燥管，作用是干燥氧氣和氨氣的混合氣體，應選用堿性干燥劑；
（2）移去酒精燈，Cr₂O₃固體保持紅熱說明反應放熱；
裝置C中發生反應的化學反應是氨氣的催化氧化反應生成一氧化氮和水；
（3）無水氯化鈣是常用的干燥劑，同時氯化鈣可以與NH₃反應生成八氨合氯化鈣；氫氧化鈉溶液可以吸收酸性氣體；
（4）一氧化氮與空氣中的氧氣反應生成二氧化氮；
（5）二氧化氮氣體與水反應生成硝酸，硝酸遇到石蕊試液變紅色；
（6）根據氫氧化鈉的物質的量計算硝酸的濃度．

解答 解：（1）儀器a為球形干燥管，作用是干燥氧氣和氨氣的混合氣體，應選用堿性干燥劑堿石灰，故答案為：球形干燥管；堿石灰；
（2）裝置C中發生反應的化學反應是氨氣的催化氧化反應生成一氧化氮和水，反應的化學方程式為：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{\;Cr_{2}O_{3}\;}}{△}$4NO+6H₂O；
移去酒精燈，Cr₂O₃固體保持紅熱說明反應放熱，
故答案為：該反應為放熱反應；4NH₃+5O₂$\frac{\underline{\;Cr_{2}O_{3}\;}}{△}$4NO+6H₂O；
（3）氯化鈣可以與NH₃反應生成八氨合氯化鈣，無水氯化鈣是常用的干燥劑，故可以吸收氨氣和水蒸氣；裝置G中盛放的是氫氧化鈉溶液，可以吸收尾氣，防治污染環境；
故答案為：除去氨氣和水蒸氣；吸收尾氣；
（4）無色的一氧化氮與空氣中的氧氣反應生成紅棕色的二氧化氮，故答案為：氣體變為紅棕色；
（5）二氧化氮氣體與水反應生成硝酸，硝酸遇到石蕊試液變紅色，故證明有HNO₃生成的操作是：取少量F中的液體于試管中，滴加幾滴紫色石蕊試液，溶液變紅，證明有HNO₃生產，
故答案為：取少量F中的液體于試管中，滴加幾滴紫色石蕊試液，溶液變紅，證明有HNO₃生產；
（6）反應制得的硝酸的濃度為$\frac{0.100mol×25ml}{20ml}$×$\frac{1000ml}{20ml}$=6.25mol/L，故答案為：6.25．

點評 本題以氨氧化法制取硝酸為載體考查物質制備的實驗探究和物質性質的分析應用，題目難度中等．