人教版-必修二-第五章化工生產中的重要非金屬元素-第二節(jié)氮及其化合物-“江南聯(lián)賽”一等獎

《氮及其化合物》素材(2020·武漢模擬)氮的氧化物(NOx)是大氣污染物之一，工業(yè)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NO2反應進行了探究。回答下列問題：(1)氨氣的制備①氨氣的發(fā)生裝置可以選擇上圖中的____________，反應的化學方程式為__

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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(fā)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(xiàn)象解釋原因打開K1，推動注射器活塞，使X中的氣體緩慢充入Y管中①Y管中______

②反應的化學方程式為

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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(tài)水凝聚打開K2③

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④

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【解析】(1)①圖中給出了兩種氣體制備裝置，一種是固固加熱制氣裝置，一種是固液加熱制氣裝置。如果選擇A裝置制取氨氣，則反應的化學方程式為2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O；如果選擇B裝置制取氨氣，則反應的化學方程式為NH3·H2ONH3↑+H2O。②欲收集一瓶干燥的氨氣，首先要除去雜質，制備氨氣的雜質只有水蒸氣，由于氨氣溶于水顯堿性，因此要選用堿石灰作干燥劑，干燥管的進出口方向為粗進細出，因此先接d后接c；其次要收集氨氣，由于氨氣的密度小于空氣，要從短管進氣，因此先接f再接e；最后要進行尾氣處理，由于氨氣極易溶于水，因此可以選擇水吸收尾氣，還要注意防倒吸，所以接i。(2)由題干內容“工業(yè)上在一定溫度和催化劑條件下用NH3將NOx還原生成N2”，結合實驗條件可知反應為8NH3+6NO27N2+12H2O，NO2為紅棕色氣體，發(fā)生反應后變成無色氣體，因此現(xiàn)象為紅棕色氣體逐漸變淺。反應后氣體分子數(shù)減少，Y管中的壓強小于外界大氣壓，答案：(1)①A2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O(或BNH3·H2ONH3↑+H2O)②dcfei(2)①紅棕色氣體慢慢變淺②8NH3+6NO27N2+12H2O③Z中NaOH溶液產生倒吸現(xiàn)象④反應后氣體分子數(shù)減少，Y管中壓強小于外界大氣壓【歸納提升】有氣體參與的實驗中的注意事項(1)操作順序問題與氣體有關的實驗操作順序：裝置選擇與連接?氣密性檢查?裝入固體試劑?加入液體試劑?按程序實驗?拆卸儀器(2)加熱操作要求①使用可燃性氣體(如H2、CO、CH4等)，先用原料氣趕走系統(tǒng)內的空氣，再點燃酒精燈加熱，以防止爆炸。②制備一些易與空氣中的成分發(fā)生反應的物質(如H2還原CuO的實驗)，反應結束時，應先熄滅酒精燈，繼續(xù)通原料氣至試管冷卻。(3)尾氣處理方法有毒氣體常采用溶液(或固體)吸收或將之點燃