Question

3．實驗室常用氯化銨與氫氧化鈣的固體混合物加熱制取氨氣，該反應的化學方程式為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\stackrel{△}{→}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O．下列是實驗室提供的有關裝置：

氣體發生裝置	a	b	c
氣體收集裝置	①	②	③

（1）請從圖中選擇實驗室制取氨氣的氣體發生裝置b（填序號）、氣體收集裝置①（填序號）．
（2）某學生用100mL注射器收集了50mL純凈的氨氣，然后再抽取10mL滴有酚酞試液的蒸餾水，并用橡皮塞封閉針頭．充分振蕩后，注射器內無（填“有”或“無”）氣體剩余，其中的液體呈紅色，請用方程式解釋液體顏色變化的原因：NH₃+H₂O?NH₃•H₂O?NH₄⁺+OH^-．
（3）氨具有廣泛的用途，它可用于制造化肥/制造硝酸/作冷卻劑（舉出一種即可）．工業上合成氨常常要用鐵觸媒作催化劑，所加催化劑能否提高N₂的轉化率不能．理由是催化劑只改變化學反應速率，不影響平衡移動．
（4）工業合成氨的簡易流程如下：

通過循環Ⅰ可利用的氣態物質是D
A．催化劑       B．只有N₂C．只有H₂       D．N₂和H₂．

Answer 1

分析 （1）依據反應原理2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\stackrel{△}{→}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O反應物狀態和反應條件選擇發生裝置；氨氣密度小于空氣密度，易溶于水，應采用向下排空氣法收集；
（2）依據氨氣極易溶于水，1體積水溶解700體積氨氣，結合氨氣與水反應生成一水合氨，一水合氨電離生成銨根離子與氫氧根離子解答；
（3）依據氨氣在鐵觸媒作用下催化氧化生成一氧化氮，一氧化氮氧化生成二氧化氮，二氧化氮與水反應生成硝酸的性質，結合化學平衡移動影響因素解答；
（4）N₂、H₂在高溫高壓的條件下反應生成NH₃，由圖可知：流程中可循環利用的物質．

解答 解：（1）依據反應原理2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\stackrel{△}{→}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O，可知制備氨氣反應物狀態為固體與固體，反應條件為加熱，所以應選擇裝置b制備；
氨氣密度小于空氣密度，易溶于水，應采用向下排空氣法收集，所以應選擇裝置①收集；
故答案為：b；①；
（2）氨氣極易溶于水，1體積水溶解700體積氨氣，所以用100mL注射器收集了50mL純凈的氨氣，然后再抽取10mL滴有酚酞試液的蒸餾水，并用橡皮塞封閉針頭．充分振蕩后，注射器內無氣體剩余，氨氣與水反應生成一水合氨，一水合氨電離生成銨根離子與氫氧根離子使溶液顯堿性，離子方程式為：NH₃+H₂O?NH₃•H₂O?NH₄⁺+OH^-，所以遇到酚酞變紅色，
故答案為：無；紅；NH₃+H₂O?NH₃•H₂O?NH₄⁺+OH^-；
（3）氨氣在鐵觸媒作用下催化氧化生成一氧化氮，一氧化氮氧化生成二氧化氮，二氧化氮與水反應生成硝酸，所以氨氣可以用來制造硝酸，催化劑只改變化學反應速率，不影響平衡移動，所以使用鐵觸媒做催化劑只能提高反應速率，不能提高N₂的轉化率；
故答案為：制造硝酸；鐵觸媒；不能；催化劑只改變化學反應速率，不影響平衡移動；
（4）N₂、H₂在高溫高壓的條件下反應生成NH₃，由圖可知：流程中可循環利用的物質，故答案為：D．

點評 本題考查了氨氣的實驗室制備及氨氣合成與用途，熟悉氨氣實驗室制備原理，熟悉氨氣的性質是解題關鍵，題目難度不大．