Question

（18分）工業(yè)尾氣中氮氧化物通常采用氨催化吸收法，其原理是NH₃與NOx在催化劑作用下反應(yīng)生成無毒的物質(zhì)。某校活動(dòng)小組同學(xué)采用以下裝置和步驟模擬工業(yè)上氮氧化物 的處理過程。

I．探究制取NH₃的方法
（1）B裝置的名稱：______________
（2）在上述裝置中，H能快速、簡(jiǎn)便制取，裝置中需要添加的反應(yīng)試劑為_________ 。
（3）為探究更好的實(shí)驗(yàn)效果，活動(dòng)小組同學(xué)采用上述C裝置來制取氨氣，在控制實(shí)驗(yàn)條件相同的情況下，獲得下表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
分析表中數(shù)據(jù)，你認(rèn)為哪種方案制取氨氣的效果最好________（填序號(hào)），從該方案選擇的原料分析制氣效果好的可能原因是________，__________。

試劑組合序號(hào)	固體試劑		NH3體積（mL）
a	6.0gCa(OH)2過量	5.4gNH4Cl	1344
b		5.4g(NH4)2SO4	1364
c	6.0gNaOH過量	5.4gNH4Cl	1568
d		5.4g(NH4)2SO4	1559
e	6.0gCaO過量	5.4gNH4Cl	1753
f		5.4g(NH4)2SO4	1792

 
II.模擬尾氣處理
活動(dòng)小組同學(xué)選用上述部分裝置，按下列順序連接成模擬尾氣處理裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
（1）請(qǐng)從上述裝置中選擇你認(rèn)為合理的進(jìn)行補(bǔ)充（所選裝置不能重復(fù)）。

（2）A中反應(yīng)的離子方程式為__________________________
（3）D裝置的作用有：_____________、____________、_____________。
（4）D裝置中的液體還可換成   （填序號(hào)）。
A．H₂OB．CCl₄C．濃H₂SO₄D．CuSO₄溶液
（5）該小組同學(xué)所設(shè)計(jì)的模擬尾氣處理裝置中還存在一處明顯的缺陷是___________.

Answer 1

（18分）Ⅰ（1）洗氣瓶(1分)
（2）生石灰與濃氨水（或燒堿與濃氨水）（答化學(xué)式給分）(2分)
（3）f   (2分)；（NH₄）₂（SO₄）受熱不分解，CaO又有吸水作用（合理答案均給分）(2分)
Ⅱ（1）F E B(2分)
（2）3Cu+2NO₃^-+8H⁺=2NO↑+4H₂O +3Cu²⁺(2分)
（3）使氣體混合均勻，調(diào)節(jié)氣流速度，防止氨氣溶解（或防倒吸）(3分)
（4）b(2分)
（5）未反應(yīng)的NO無法處理，會(huì)污染環(huán)境(2分)

試題分析：Ⅰ（1）裝置B的名稱是洗氣瓶；
（2）能快速、簡(jiǎn)便制取氨氣所用試劑為濃氨水與生石灰或濃氨水與氫氧化鈉都可以，所以H中需要添加的反應(yīng)試劑為生石灰與濃氨水（或燒堿與濃氨水）；
（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，相同質(zhì)量的銨鹽與堿反應(yīng)產(chǎn)生的氨氣的量不同，f方案產(chǎn)生的氨氣最多，且加熱時(shí)硫酸銨不分解，生石灰還具有吸水作用，而氯化銨受熱分解產(chǎn)生氨氣和氯化氫，部分又結(jié)合成氯化銨，氫氧化鈉或氫氧化鈣與銨鹽反應(yīng)產(chǎn)生的水較多，所以f方案制取氨氣的效果最好；
Ⅱ（1）裝置A生成的NO和裝置C生成的NH₃通入裝置D使氣體混合均勻、調(diào)節(jié)氣流速度，裝置F干燥氣體，再通入裝置E反應(yīng)進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)后的氣體通入裝置B干燥，最后收集氣體，故答案為：FEB；
（2）稀硝酸具有強(qiáng)氧化性，與銅發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硝酸銅和NO等，反應(yīng)的離子方程式為  3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（3）D裝置使氣體混合均勻、調(diào)節(jié)氣流速度，另外，氨氣難溶于飽和氨水，可防止倒吸；
（4）氨氣可溶于硫酸銅溶液、水以及硫酸中，可產(chǎn)生倒吸，氨氣為極性分子，不溶于非極性溶劑，可用CCl₄代替飽和氨水，答案選b；
（5）缺少尾氣處理裝置，過量的NO會(huì)污染空氣。