Question

（16分）实验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程如下：

（1）已知实验室可用饱和亚硝酸钠（NaNO₂）溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气,该反应中只有氮元素发生变价，写出该反应的化学方程式            。从下图中选择制取氮气的合适装置      。

（2）氮气和氢气通过甲装置，甲装置的作用除了将气体混合外，还有                               。

（3）用乙装置吸收一段时间氨后，再通入空气，同时将经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内，能使铂丝保持红热的原因是：                        ，锥形瓶中还可观察到的现象是：                     。
（4）反应结束后锥形瓶内的溶液中含有H⁺、OH^-、              离子。

Answer 1

（1）NaNO₂ + NH₄Cl NaCl + N₂↑+2H₂O  a
（2）干燥气体控制氢气和氮气的流速（3）说明氨的氧化反应是一个放热反应；有红棕色气体产生
（4）NH₄⁺、NO₃^-                         

试题分析：（1）已知实验室可用饱和亚硝酸钠（NaNO₂）溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气, 该反应的化学方程式为：NaNO₂ + NH₄ClNaCl + N₂↑+2H₂O。该反应为液+液气体。所以应该选择a装置。（2）氮气和氢气通过甲装置，甲装置的作用除了将气体混合外，还有控制氢气和氮气的流速，以调节二者的混合比例及对气体进行干燥处理。（3）用乙装置吸收一段时间氨后，再通入空气，同时将经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内，能使铂丝保持红热的原因是氨的氧化反应是一个放热反应。氨氧化的方程式为4NH₃+5O₂4NO+6H₂O；产生的NO在锥形瓶上方遇空气发生反应：2NO+ O₂= 2NO₂产生红棕色的NO₂气体。因此锥形瓶中还可观察到的现象是有红棕色气体产生。（4）产生的NO₂在水中溶解发生反应3NO₂+ H₂O == 2HNO₃+ NO得到硝酸，硝酸与氨气发生反应得到NH4NO₃.因此反应结束后锥形瓶内的溶液中含有H⁺、OH^-、NH₄⁺、NO₃^-。