Question

為提高氯化銨的經(jīng)濟價值，我國化學家設計了利用氫氧化鎂和氯化銨制氨氣并得到堿式氯化鎂（MgOHCl）的工藝．某同學根據(jù)該原理設計的實驗裝置如圖1，并利用氨氣還原氧化銅．

請回答下列問題：
（1）裝置A中發(fā)生反應生成堿式氯化鎂的化學方程式為

 

；
（2）連接裝置，并檢查氣密性．通入N₂，裝置D中有連續(xù)的氣泡后，開始加熱A．當AlCl₃溶液中產(chǎn)生

 

（填現(xiàn)象）后，開始加熱C處．AlCl₃溶液中對應現(xiàn)象的離子方程式為

 

；C處發(fā)生反應的化學方程式

 

．
（3）反應過程中持續(xù)通入N₂的作用有兩點：一是

 

，二是

 

．
（4）工業(yè)生產(chǎn)中，合成氨的反應具有極其重要的作用．在一容積為2升的密閉容器內(nèi)加入0.2mol的N₂和0.6mol 的H₂，在一定條件下發(fā)生如下反應：N₂ （g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0．反應中NH₃的物質(zhì)的量濃度的變化的情況如圖2：
①反應達到平衡后，第5分鐘時，保持其它條件不變，若改變反應溫度，則NH₃的物質(zhì)的量濃度不可能為

 

．
A、0.20mol/L B、0.16mol/L  C、0.10mol/L  D、0.05mol/L
②第5分鐘把容器的體積縮小一半后，若在第8分鐘達到新的平衡，請在圖2中畫出第5分鐘到此平衡時N₂和H₂濃度的變化曲線（曲線上必須標明N₂、H₂）．

Answer 1

考點：氨的制取和性質(zhì)

專題：實驗設計題

分析：（1）根據(jù)題目信息：利用氫氧化鎂熱分解氯化銨制氨氣并得到堿式氯化鎂（MgOHCl）來書寫化學方程式即可；
（2）氨水和氯化鋁反應生成氯化銨和氫氧化鋁，C處發(fā)生反應為氨氣和氧化銅的反應，黑色氧化銅粉末變成亮紅色，同時有氮氣和水蒸氣生成；
（3）根據(jù)氮氣性質(zhì)穩(wěn)定實驗過程中不與其它物質(zhì)間產(chǎn)生任何化學反應以及氣體壓強變化原理來回答；
（4）①根據(jù)溫度對化學平衡的影響分析；
②先判斷把容器的體積縮小一半的瞬間氨氣的濃度，再結合平衡時的濃度作圖．

解答： 解：利用氫氧化鎂熱分解氯化銨制氨氣并得到堿式氯化鎂（MgOHCl），為了使反應產(chǎn)生的氨氣完全導出并被稀硫酸充分吸收，并還能防止裝置D中的氯化鋁溶液倒吸入裝置C，反應過程中持續(xù)通入N₂，氨氣極易溶于水，堿石灰吸收水蒸汽，可以用堿石灰來干燥氨氣，氨水可以和氯化鋁之間反應生成氫氧化鋁，氨氣的尾氣處理用硫酸即可．
（1）根據(jù)題意：利用氫氧化鎂熱分解氯化銨制氨氣并得到堿式氯化鎂（MgOHCl），發(fā)生的反應為：Mg（OH）₂+NH₄Cl

△   .

MgOHCl+NH₃↑+H₂O，
故答案為：Mg（OH）₂+NH₄Cl

△   .

MgOHCl+NH₃↑+H₂O；
（2）氨水和氯化鋁反應生成氯化銨和氫氧化鋁，反應的離子方程式為Al³⁺+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，C處發(fā)生反應為氨氣和氧化銅的反應，氨氣具有還原性，發(fā)生反應：2NH₃+CuO

△   .

3Cu+N₂+3H₂O，
故答案為：白色沉淀；Al³⁺+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；2NH₃+CuO

△   .

3Cu+N₂+3H₂O；
（3）由于氨氣是極易溶于水的，反應過程中持續(xù)通入N₂，可以使反應產(chǎn)生的氨氣完全導出并被稀硫酸充分吸收，并還能防止裝置C中的氯化鋁溶液倒吸入裝置B，
故答案為：使反應產(chǎn)生的氨氣完全導出并被稀硫酸充分吸收；防倒吸；
（4）①該反應是可逆反應，所以反應物不能完全轉化為生成物，所以氨氣的濃度不可能為0.20mol/L；Q＞0，所以該反應是放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，降低溫度，平衡向正反應方向移動，所以氨氣的濃度不可能為0.10mol/L，
故選：AC；
②把容器的體積縮小一半的瞬間氨氣的濃度，氨氣的濃度變?yōu)?.20mol/L，圖象起始點應為原平衡時濃度的2倍，壓強增大，平衡正向移動，N₂、H₂濃度減小，物質(zhì)的量濃度變化值之比為1：3，且不能完全轉化，平衡后濃度約為0.25mol/L，由此可畫出相應圖象為：，
故答案為：．

點評：本題是一道實驗方案設計的考查題，涉及物質(zhì)的制備和無機物的推斷，側重于學的分析能力和實驗能力的考查，注意把握物質(zhì)轉化關系、物質(zhì)性質(zhì)的應用和判斷，題目難度中等．