Question

（16分）實驗室模擬合成氨和氨催化氧化的流程如下：

（1）已知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,該反應中只有氮元素發生變價，寫出該反應的化學方程式            。從下圖中選擇制取氮氣的合適裝置      。

（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，還有                               。

（3）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：                        ，錐形瓶中還可觀察到的現象是：                     。
（4）反應結束后錐形瓶內的溶液中含有H⁺、OH^-、              離子。

Answer 1

（1）NaNO₂ + NH₄Cl NaCl + N₂↑+2H₂O  a
（2）干燥氣體控制氫氣和氮氣的流速（3）說明氨的氧化反應是一個放熱反應；有紅棕色氣體產生
（4）NH₄⁺、NO₃^-                         

試題分析：（1）已知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, 該反應的化學方程式為：NaNO₂ + NH₄ClNaCl + N₂↑+2H₂O。該反應為液+液氣體。所以應該選擇a裝置。（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，還有控制氫氣和氮氣的流速，以調節二者的混合比例及對氣體進行干燥處理。（3）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氨的氧化反應是一個放熱反應。氨氧化的方程式為4NH₃+5O₂4NO+6H₂O；產生的NO在錐形瓶上方遇空氣發生反應：2NO+ O₂= 2NO₂產生紅棕色的NO₂氣體。因此錐形瓶中還可觀察到的現象是有紅棕色氣體產生。（4）產生的NO₂在水中溶解發生反應3NO₂+ H₂O == 2HNO₃+ NO得到硝酸，硝酸與氨氣發生反應得到NH4NO₃.因此反應結束后錐形瓶內的溶液中含有H⁺、OH^-、NH₄⁺、NO₃^-。