Question

實驗室模擬合成氨和氨催化氧化的流程如下：?

已知
A．實驗室可用飽和亞硝酸鈉（NaNO₂）溶液與飽和氯化銨溶液經加熱后反應制取氮氣．
B．錐形瓶中的鉑絲是氨催化氧化反應的催化劑
（1）從上圖中選擇制取氣體的合適裝置：氮氣

a

、氫氣

b

．
（2）氮氣和氫氣通過甲裝置，甲裝置的作用除了將氣體混合外，還可以

干燥氣體

、

控制氫氣和氮氣的流速

．
（3）氨合成器出來經冷卻的氣體連續通入乙裝置的水中吸收氨，

不會

（“會”或“不會”）發生倒吸，原因是

因為混合氣體中含有大量難溶于水的氮氣、氫氣兩種氣體

．
（4）用乙裝置吸收一段時間氨后，再通入空氣，同時將經加熱的鉑絲插入乙裝置的錐形瓶內，能使鉑絲保持紅熱的原因是：

表明氨的催化氧化反應是一個放熱反應

，錐形瓶中還可觀察到的現象是：

有紅棕色氣體產生?

．
（5）寫出乙裝置中氨氧化的化學方程式：

4NH₃+5O₂

催化劑 .

△

4NO+6H₂O?

．
（6）反應結束后錐形瓶內的溶液中含有H⁺、OH^-、

NH₄⁺

、

NO₃^-

離子．

Answer 1

分析：（1）根據制取氣體的藥品狀態和條件選擇合適的制取儀器；
（2）甲裝置中通過冒氣泡的速率來控制氣體流量；
（3）合成氨的反應是可逆的，還會有一些氮氣、氫氣存在，據此來回答；
（4）氨的催化氧化是一個放熱過程，一氧化氮遇空氣就變為二氧化氮，二氧化氮是紅棕色氣體；
（5）氨的催化氧化生成一氧化氮和水；
（6）根據溶液的組成來確定含有的離子．

解答：解：（1）實驗室可用飽和亞硝酸鈉（NaNO₂）溶液與飽和氯化銨溶液經加熱后反應制取氮氣，可以選擇a，實驗室里用金屬鋅粒和稀硫酸反應制取氫氣，可以選擇裝置b，
故答案為：a；b；
（2）氮氣和氫氣通過甲裝置，甲裝置中的濃硫酸可以將氮氣和氫氣干燥，同時可以根據甲裝置中冒氣泡的速率來控制氣體流量，故答案為：干燥氣體；控制氫氣和氮氣的流速；
（3）合成氨的反應是可逆的，還會有一些氮氣、氫氣存在，這樣會緩解氨氣極易溶于水導致的氣壓差，不會倒吸，故答案為：因為混合氣體中含有大量難溶于水的氮氣、氫氣兩種氣體；
（4）氨的催化氧化反應是一個放熱反應，將經加熱的鉑絲插入乙裝置的錐形瓶內，能使鉑絲保持紅熱，同時氨催化氧化產物一氧化氮極易變為二氧化氮，二氧化氮是紅棕色氣體，
故答案為：表明氨的催化氧化反應是一個放熱反應；有紅棕色氣體產生；
（5）氨的催化氧化反應產物是一氧化氮和水，即4NH₃+5O₂

催化劑 .

△

4NO+6H₂O，故答案為：4NH₃+5O₂

催化劑 .

△

4NO+6H₂O；
（6）氨的催化氧化反應產物是一氧化氮和水，一氧化氮極易變為二氧化氮，二氧化氮和水反應生成硝酸和一氧化氮，所以硝酸的存在會和氨水反應生成硝酸銨，溶液中會存在H⁺、OH^-、NH₄⁺、NO₃^-，故答案為：NH₄⁺；NO₃^-．

點評：本題是一道關于氨氣的制取和性質知識的綜合題目，要求學生具有分析和解決問題的能力，綜合性強．難度大．