Question

工業(yè)尾氣中的氮氧化物常用氨催化吸收法，原理是NH₃與NO_x反應(yīng)生成無毒的物質(zhì)．某同學(xué)采用以下裝置和步驟模擬工業(yè)上氮的氧化物處理過程．
（一）提供的裝置

（二）NH₃的制取
（1）下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)室制備氣體的說法正確的是

 

（填序號(hào)）．
①可以用排飽和食鹽水的方法收集氯氣②用赤熱的炭與水蒸氣反應(yīng)制取氫氣③實(shí)驗(yàn)室制氧氣有時(shí)需要加熱，有時(shí)不需要加熱④用無水氯化鈣干燥氨氣⑤用濃鹽酸洗滌分解高錳酸鉀分解制氧氣的試管⑥將制備裝置中導(dǎo)出的乙炔氣體通過CuSO₄溶液后再通過石灰水即可獲得純凈干燥的乙炔
（2）從所提供的裝置中選取一個(gè)能制取氨氣的裝置是

 

（填序號(hào)）
（3）當(dāng)采用你所選用的裝置制取氨氣時(shí)，相應(yīng)反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

．
（三）模擬尾氣的處理
選用上述部分裝置，按下列順序連接成模擬尾氣處理裝置，回答有關(guān)問題：

（4）A中反應(yīng)的離子方程式為：

 

．
（5）裝置D的作用有：使氣體混合均勻、調(diào)節(jié)氣流速度，還有一個(gè)作用是：

 

．
（6）D裝置中的液體可換成

 

（填序號(hào)）
a CuSO₄        b H₂O        c CCl₄         d 濃硫酸
（7）該同學(xué)所設(shè)計(jì)的模擬尾氣處理實(shí)驗(yàn)還存在的明顯缺陷是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),硝酸的化學(xué)性質(zhì)

專題：實(shí)驗(yàn)題

分析：（1））①氯氣難溶于飽和食鹽水，可用排飽和食鹽水集氣法收集；
②赤熱的炭與水蒸氣反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣，制取的氫氣不純，且操作方法復(fù)雜；
③用高錳酸鉀、氯酸鉀制取氧氣時(shí)需要加熱，用雙氧水分解獲得氧氣不需要加熱；
④氨氣與氯化鈣發(fā)生反應(yīng)，所以不能使用無水氯化鈣干燥氨氣；
⑤殘留在試管內(nèi)壁上的黑色物質(zhì)是二氧化錳，二氧化錳能和濃鹽酸反應(yīng)；
⑥最后得到的乙炔氣體中混有水蒸氣，得到的不是干燥的乙炔；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)室中制取氨氣的反應(yīng)原理選用裝置，如：加熱時(shí)用氫氧化鈣和氯化銨固體，不加熱時(shí)可以利用濃氨水與氫氧化鈉固體混合；
（3）根據(jù)（2）選取的裝置寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（4）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；
（5）氨氣難溶于飽和氨水，可防止倒吸；
（6）氨氣為極性分子，不溶于非極性溶劑；
（7）缺少尾氣處理裝置，過量的NO會(huì)污染空氣．

解答： 解：（1）①氯氣難溶于飽和食鹽水，實(shí)驗(yàn)室制備Cl₂，可用排飽和食鹽水集氣法收集，故①正確；
②赤熱的炭與水蒸氣反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣，制取的氫氣不純，操作方法復(fù)雜，實(shí)驗(yàn)室通常使用鋅與稀硫酸反應(yīng)制取氫氣，故②錯(cuò)誤；
③實(shí)驗(yàn)室制氧氣有時(shí)需要加熱，有時(shí)不需要加熱：用高錳酸鉀、氯酸鉀制取氧氣時(shí)需要加熱，用雙氧水分解獲得氧氣不需要加熱，故③正確；
④用無水氯化鈣干燥氨氣：氨氣與氯化鈣發(fā)生反應(yīng)，不能使用無水氯化鈣干燥氨氣，可以用堿石灰干燥氨氣，故④錯(cuò)誤；
⑤分解高錳酸鉀制氧氣后，殘留在試管內(nèi)壁上的黑色物質(zhì)是二氧化錳，二氧化錳能和濃鹽酸反應(yīng)，可用濃鹽酸洗滌分解高錳酸鉀分解制氧氣的試管，故⑤正確；
⑥制取的乙炔氣體中混有二氧化碳、硫化氫和水，將制備裝置中導(dǎo)出的乙炔氣體通過CuSO₄溶液除去硫化氫，再通過石灰水除去二氧化碳即可獲得不干燥的乙炔氣體，還需要通過堿石灰干燥，故⑥錯(cuò)誤；
故答案為：①③⑤；
（2）加熱氫氧化鈣和氯化銨固體可以獲得氨氣，反應(yīng)的方程式為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△   .

2NH₃↑CaCl₂+2H₂O，可以選用裝置C；
不加熱時(shí)可以利用濃氨水與氫氧化鈉固體獲得氨氣，反應(yīng)方程式為：NH₃．H₂O=NH₃+H₂O，可選用裝置H，
故答案為：C或H；
（3）如果選用裝置C，則反應(yīng)的方程式為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△   .

2NH₃↑CaCl₂+2H₂O；
若選用裝置H，則反應(yīng)的方程式為：NH₃．H₂O=NH₃+H₂O，
故答案為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△   .

2NH₃↑CaCl₂+2H₂O 或NH₃．H₂O=NH₃+H₂O；
（4）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，
故答案為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（5）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，
故答案為：防止NH₃發(fā)生倒吸；
（6）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，所以c正確，
故答案為：c；
（7）NO有毒，能夠造成空氣污染，圖示裝置中缺少尾氣處理裝置，過量的NO會(huì)污染空氣，
故答案為：NO尾氣直接排放，沒有進(jìn)行處理．

點(diǎn)評(píng)：本題通過常見氣體的性質(zhì)及制備，考查了物質(zhì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)方法，題目難度中等，試題知識(shí)點(diǎn)較多、綜合性較強(qiáng)，充分考查了學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�，注意掌握常見氣體的化學(xué)性質(zhì)及制備裝置、反應(yīng)原理．