Question

2．某化學學習小組同學根據實驗室現有的制取氨氣的藥品，設計了如圖所示的實驗裝置（部分夾持儀器未畫出），制取并探究氨氣的還原性、檢驗反應產物．請回答下列問題：
（1）A中發生反應的化學方程式是2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O．
（2）B中堿石灰的作用是干燥氨氣．
（3）C中黑色固體變紅，且產生的氣體對空氣無污染，寫出該反應的化學方程式；D中發生的現象是無水硫酸銅變藍．
（4）該裝置存在明顯缺陷，該缺陷是此裝置無有尾氣吸收裝置，NH₃排入大氣，污染環境．
（5）工業中常用氮氣與氫氣在高溫、高壓、鐵觸媒做催化劑的條件下合成氨氣，該小組同學模擬該條件也合成出了氨氣．已知起始時，將2molN₂、6molH₂充入一個容積為2L的密閉容器中發生反應，過了5min后，混合氣體的總物質的量減少了1mol，求在這段時間內以H₂表示的化學反應速率為0.15mol/（L•min）．

Answer 1

分析 （1）實驗室用氯化銨和氫氧化鈣加熱制取氨氣；
（2）制得的氨氣中含有水份，可以用堿石灰干燥；
（3）根據元素守恒寫出反應方程式，再根據生成物判斷實驗現象；
（4）根據氨氣的性質結合題中裝置圖分析判斷；
（5）將2molN₂、6molH₂充入一個容積為2L的密閉容器中發生反應，過了5min后，混合氣體的總物質的量減少了1mol，根據合成氨的方程式N₂+3H₂?2NH₃，可知有0.5mol氫氣參加了反應，根據$v=\frac{△c}{t}$計算反應速率；

解答 解：（1）實驗室用氯化銨和氫氧化鈣加熱制取氨氣，反應的方程式為2NH₄Cl+Ca（OH）₂  $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O，
故答案為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂  $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；
（2）制得的氨氣中含有水份，可以用堿石灰干燥，所以堿石灰的作用是干燥氨氣，
故答案為：干燥氨氣；
（3）C中黑色固體變紅，且產生的氣體對空氣無污染，該反應的化學方程式為3CuO+2NH₃ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ 3Cu+N₂+3H₂O；C中產生的水能使D無水硫酸銅呈藍色，所以D中發生的現象是無水硫酸銅變藍，
故答案為：3CuO+2NH₃ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ 3Cu+N₂+3H₂O；無水硫酸銅變藍；
（4）氨氣是刺激性氣體，所以不能排空，應有尾氣處理裝置，
故答案為：此裝置無有尾氣吸收裝置，NH₃排入大氣，污染環境；
（5）將2molN₂、6molH₂充入一個容積為2L的密閉容器中發生反應，過了5min后，混合氣體的總物質的量減少了1mol，根據合成氨的方程式N₂+3H₂?2NH₃，可知有1.5mol氫氣參加了反應，根據$v=\frac{△c}{t}$可知，以H₂表示的反應速率為$\frac{\frac{1.5mol}{2L}}{5min}$=0.15 mol/（L•min），
故答案為：0.15 mol/（L•min）．

點評 本題考查了氨氣的性質和制取，難度不大，會根據題中信息設計實驗，實驗設計是高考的熱點和難點．