Question

【題目】氮的氧化物(NOx)是大氣污染物之一，工業上在一定溫度和催化劑條件下用NH3將NOx還原生成N2。某同學在實驗室中對NH3與NOx反應進行了探究。回答下列問題：

（1）氨氣的制備

①氨氣的發生裝置可以選擇上圖中的_________，反應的化學方程式為_______________。

②欲收集一瓶干燥的氨氣，選擇上圖中的裝置，其連接順序為：發生裝置→______(按氣流方向，用小寫字母表示)。

（2）氨氣與二氧化氮的反應

將上述收集到的NH3充入注射器X中，硬質玻璃管Y中加入少量催化劑，充入NO2(兩端用夾子K1、K2夾好)。在一定溫度下按圖示裝置進行實驗。

操作步驟	實驗現象	解釋原因
打開K1，推動注射器活塞，使X中的氣體緩慢通入Y管中	①Y管中_____________	②反應的化學方程式 ____________
將注射器活塞退回原處并固定，待裝置恢復到室溫	Y管中有少量水珠	生成的氣態水凝集
打開K2	③_______________	④______________

Answer 1

【答案】（1）① A； 2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+ CaCl2+2H2O

(或B；NH3·H2ONH3↑+H2O)；②d c f e i；

（2）①紅棕色氣體慢慢變淺；②8NH3+6NO2 7N2 +12H2O；

③Z中NaOH溶液產生倒吸現象；④反應后氣體分子數減少，Y管中壓強小于外壓。

【解析】（1）①在實驗室中，利用氫氧化鈣與NH4Cl混合加熱發生復分解反應制取氨氣，氫氧化鈣與NH4Cl都是固體，固體混合物加熱制取氣體，故應選用A裝置進行，制取氨氣，發生反應的化學方程式為2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O；也可以利用NH3·H2O的不穩定性，該物質受熱分解產生氨氣和水制取氨氣，這時應該選擇的裝置是裝置B，反應的化學方程式是：NH3·H2ONH3↑+H2O；②利用A(或B)裝置制得的氨氣，由于氨氣是堿性氣體，所以需要利用堿性干燥劑堿石灰進行干燥，然后再根據氨氣的密度比空氣小的性質，用向下排空氣法收集，氨氣是大氣污染物，要進行尾氣處理，可利用其在水中極易溶解的性質，用水作吸收劑進行尾氣處理，故裝置的連接順序為d→c→f→e→i；（2）①NO2具有強氧化性，NH3有強還原性，兩者相遇，會發生氧化還原反應產生氮氣和水，根據電子守恒、原子守恒，可得反應的方程式：8NH3+6NO27N2 +12H2O，根據反應方程式可知反應現象是：Y管內看到紅棕色氣體慢慢變淺，同時在注射器的內壁有水珠產生；②根據①分析可知發生該反應的方程式是8NH3+6NO27N2 +12H2O；③反應后由于容器內氣體的物質的量減少，所以會使容器內氣體壓強減小。當打開K2后，燒杯內NaOH溶液在大氣壓強的作用下會倒吸進入Y管內；④溶液進入Y管內的原因是由于該反應是氣體體積減小的反應，反應發生導致裝置內壓強降低，在外界大氣壓的作用下而發生倒吸現象。