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已知NH3是一種重要的還原試劑,在化學研究中應用十分廣泛.某校化學探究性學習小組的同學,按有關實驗原理和裝置,進行氨的制備及性質的探究實驗.請你分別參與甲、乙、丙、丁、戊組的實驗探究,并根據題目的敘述及要求,回答下列問題:
(1)甲、乙兩組同學選擇了不同的實驗裝置和試劑來制取氨氣.
①甲組實驗裝置是a,實驗試劑是
 

②乙組實驗試劑是濃氨水和氫氧化鈉固體,實驗裝置是
 
 (填編號).用化學平衡原理分析氫氧化鈉固體的作用
 

(2)丙、丁兩組同學選擇了不同的方法來探究氨的催化氧化實驗.
①丙組用A裝置,加熱鉑絲一段時間后,通入NH3和O2,寫出裝置A硬質玻璃管中發(fā)生氨的催化氧化反應方程式,并且要求用雙線橋標明電子轉移的方向與數目:
 

②丁組用B裝置吸收一段時間氨氣后,再通入空氣,同時將紅熱的鉑絲插入B裝置的錐形瓶內,反應結束后,錐形瓶內溶液中含有的離子包括H+、OH-
 

(3)戊組的同學按照下列流程,探究不同催化劑對NH3還原NO反應的催化性能及速率:NH3、NO混合氣體→催化反應器→測定→尾氣處理
【設計實驗方案及操作】若控制其他條件均相同,在催化反應器中分別裝載不同的催化劑,將經過催化反應后的混合氣體,分別通入滴有酚酞的稀硫酸(溶液的體積、濃度均相同)中,比較不同催化劑的催化作用,應該測定
 
考點:氨的制取和性質
專題:實驗設計題
分析:(1)①甲組實驗用a裝置,是固體+固體加熱反應制備氣體的發(fā)生裝置,制備氨氣利用固體氯化銨和氫氧化鈣固體加熱反應生成;
②乙組實驗試劑是濃氨水和氫氧化鈉固體,濃氨水滴入氫氧化鈉固體,溶解放熱,使一水合氨分解生成氨氣,利用固體+液體不加熱 反應生成氣體;
(2)①丙組用A裝置,加熱鉑絲一段時間后,通入NH3和O2,裝置A硬質玻璃管中發(fā)生氨的催化氧化反應生成一氧化氮和水,依據氧化還原反應用雙線橋標明電子轉移的方向與數目;
②氨的氧化反應是一個放熱反應;生成的一氧化氮與空氣中的氧氣化合成二氧化氮,錐形瓶內氮的氧化物與水反應生成硝酸,硝酸再與氨水反應生成硝酸銨;
(3)根據不同催化劑的催化性能不同,消耗的氨氣也不同,根據滴有酚酞的稀硫酸溶液顯色所需時間可以確定剩余氨氣的多少;通過含氮氧化物的氣體可以用NH3在一定條件下進行處理變成兩種無毒的物質N2和H2O.
解答: 解:(1)①甲組實驗用a裝置,是固體+固體加熱反應制備氣體的發(fā)生裝置,制備氨氣利用固體氯化銨和氫氧化鈣固體加熱反應生成;
故答案為:氯化銨固體和氫氧化鈣固體;
②乙組實驗試劑是濃氨水和氫氧化鈉固體,選擇b裝置不需要加熱,濃氨水滴入氫氧化鈉固體,溶解放熱,促使NH3的揮發(fā),使一水合氨分解生成氨氣,使NH3+H2O?NH3?H2O?NH4++OH-向生成NH3移動,加快氨氣逸出,利用固體+液體不加熱 反應生成氣體;
故答案為:b;固體氫氧化鈉溶于濃氨水后,放出大量的熱,促使NH3的揮發(fā),溶液中OH-濃度增加,使NH3+H2O?NH3?H2O?NH4++OH-向生成NH3移動,加快氨氣逸出.
(2)①丙組用A裝置,加熱鉑絲一段時間后,通入NH3和O2,裝置A硬質玻璃管中發(fā)生氨的催化氧化反應生成一氧化氮和水,氮元素化合價-3價變化為+2價,氧氣中氧元素化合價0價并不會為-2價,用電子轉移雙線橋法標注得到化學方程式為:;
故答案為:
②氨的氧化反應是一個放熱反應,放出的熱使鉑絲保持紅熱;生成的一氧化氮與空氣中的氧氣化合成二氧化氮,二氧化氮是紅棕色氣體,錐形瓶內氮的氧化物與水反應生成硝酸,硝酸再與氨水反應生成硝酸銨.所以錐形瓶內溶液含有硝酸銨.
所以溶液中含有H+、OH-、NH4+、NO3-離子.
故答案為:NH4+、NO3-
(3)不同催化劑的催化性能不同,消耗的氨氣也不同,根據滴有酚酞的稀硫酸溶液顯色所需時間可以確定剩余氨氣的多少,顯色所需時間越長,催化效果越好;
故答案為:溶液顯色所需要的時間.
點評:本題是一道綜合題,涉及的知識點較多,考查了學生運用知識解決問題的能力,難度中等.
練習冊系列答案
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科目:高中化學 來源: 題型:

德國人弗里茨?哈伯(Fritz Haber)由于發(fā)明了合成氨的方法而獲得1918年諾貝爾化學獎,他的發(fā)明大大提高了農作物的產量同時也提高了硝酸、炸藥的產量.下列說法中正確的是( 。
A、N2和H2在點燃或光照條件下可合成氨
B、氨是共價化合物,硝酸是離子化合物
C、氨氣遇到濃硝酸會發(fā)生反應產生白煙
D、由氨制取硝酸過程中,氮元素被還原

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科目:高中化學 來源: 題型:

可逆反應2A(g)+3B(g)?2C(g);△H=-QkJ?mol-1(Q>0).現有甲、乙兩個容積相同且不變的真空密閉容器,向甲容器中加入2molA和3molB,在一定條件下達到平衡時放出熱量為Q1kJ;在相同的條件下,向乙容器中加入2molC達到平衡后吸收熱量為Q2 kJ;已知2Q1=Q2.下列敘述正確的( 。
A、平衡時甲、乙中C的體積分數甲>乙
B、平衡時甲中A的轉化率為60%
C、達到平衡后,再向乙中加入0.8molA+1.2molB+1.2molC,平衡向生成A的正向移動
D、D甲容器達到平衡后,升溫,反應的平衡常數增大

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科目:高中化學 來源: 題型:

鈣的化合物在共農業(yè)生產和生活中有廣泛的應用.
(1)已知CaC2與水反應生成乙炔,請回答下列問題:
①將乙炔通入[Cu(NH32]Cl溶液中反應生成紅棕色Cu2C2沉淀,Cu+基態(tài)核外電子排布式為
 

②CaC2中C22-與O22+互為等電子體,O22+的電子式可表示為
 
;1mol O22+中含有的π鍵數目為
 

③乙炔與氫氰酸反應可得丙烯腈(H2C=CH-C≡N).丙烯腈分子中碳原子軌道雜化類型是
 
;構成丙烯腈的元素中,電負極性最小的是
 
,第一電離能最大的是
 

(2)離子化合物抗壞血酸鈣的組成為Ca(C6H7O62?4H2O,其結構示意圖如1:該物質中存在的化學鍵類型包括
 
(填字母).
A.金屬鍵  B.離子鍵  C.非極性共價鍵  D.配位鍵
(3)CaF2晶體的最小單元如圖2所示,密度為dg?cm-1,阿伏伽德羅常數的數值為NA,則晶體中兩個距離最近的Ca2+中心間的距離為
 
cm.

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科目:高中化學 來源: 題型:

牙有的成分有活性物質、摩擦劑、保持牙有濕潤的甘油等物質.牙宵中的摩擦劑一般由CaCO3,、Al(OH)3,SiO2中的一種或兒種物質組成.為探究某品牌牙有中摩擦劑的成分,化學興趣小組同學做了以下實驗:取適愛牙宵樣品,加水充分攪拌、靜置、過濾.在濾渣中加入足量鹽酸后,發(fā)現仍有少鋱不溶物.為進一步探究牙有中燴擦劑成分,同學們進行了以下探究:
【提出假設】根據題目信息同學們提出了如下假設:
假設1:牙斉鷹擦劑的成分為SiO2和CaCO3
假設2:牙宵摩擦劑的成分為SiO2和Al(OH)3
假設 3:
 

【實驗驗證】設計實驗方案,驗證假設.請寫出實驗步驤以及預期現象和結論.(可不填滿也可補充).可選的試劑:稀鹽酸、稀硫酸、NaOH溶液、澄淸石灰水
實驗步驟預期現象和結論
步驟1:取適量牙膏樣品,加水充分攪拌、過濾
步驟2:
步驟3:
【交流提髙】
辦組同學了解到一些品牌牙裔中的摩擦劑使用了納米級碳酸鈣.查閱資料知工業(yè)上常將電石渣進行處理,得到Ca(OH)2懸濁液,畀不斷通入CO2,即可制得納米級的CaCO3.通過傳感器測得反應過程中溶液pH與反應時間的關系如圖.
試回答:①反應一段時間內,PH變化很小的原因是
 
;
②臨近反應終點時,溶液的PH急劇下降的原因是
 

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科目:高中化學 來源: 題型:

實驗室配制1000mL 0.1mol?L-1標準Na2CO3溶液,須稱取
 
克Na2CO3固體,正確操作順序是
 
(填序號).
A.用適量蒸餾水洗滌燒杯和玻璃棒2次,洗滌液轉移至容量瓶中
B.把樣品加入燒杯并加適量水溶解,冷卻至室溫后轉移至容量瓶中
C.選擇1000mL容量瓶,并檢驗是否漏水
D.用膠頭滴管向容量瓶中加水至刻度線
E.向容量瓶中加水至距刻度線1~2cm處
F.把容量瓶塞好,反復搖勻
在以上過程中玻璃棒起到的作用有
 
、
 

若沒有進行以上A操作,則會使結果濃度
 
 (填“偏高”、“偏低”或“無影響”,下同),若稱量時砝碼與物品顛倒放置,則會使結果濃度
 

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科目:高中化學 來源: 題型:

物質A~K有如圖所示的轉化關系(反應條件及部分產物未列出)其中A由兩種元素組成,且兩種元素的質量之比為7:8,B是非金屬固態(tài)單質,G是金屬單質,H是黃綠色氣體,D為紅棕色固體,C是形成酸雨的主要氣體.
(1)寫出下列物質的化學式:C
 
,H
 
,K
 

(2)反應②的化學方程式為
 

(3)常溫下,向I溶液中滴加NaOH溶液至溶液的pH=4產生沉淀,此時測得溶液中I的陽離子的物質的量濃度為3.8×10-8mol?L-1,則其氫氧化物的溶度積常數為
 

(4)C與I的反應中氧化劑與還原劑的物質的量之比為
 

(5)在化工生產中毎燃燒0.12kgA就會放出853kJ的熱量,則A燃燒的熱化學方程式為
 

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科目:高中化學 來源: 題型:

下列說法不正確的是( 。
A、在干冰晶體中,與一個CO2分子相鄰且等距離的CO2分子共有12個
B、在SiO2晶體中,若含有1molSi原子,則Si-O鍵數為4NA
C、在金剛石晶體中,一個碳原子被12個六元碳環(huán)所共用,一個C-C鍵最多可形成6個六元環(huán),一個六元環(huán)實際擁有一個碳原子
D、mg石墨中,正六邊形數目為m NA/24,每個環(huán)擁有碳原子數與C-C鍵數之比為2:3

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科目:高中化學 來源: 題型:

下列敘述正確的是( 。
A、用熱的純溶液清洗油污的原理可表示為:CO3 2-+H2O?HCO3-+OH-
B、0.1 mol?L-1的NaHCO3溶液中:K+、Al 3+、Fe3+、NO3- 可大量存在
C、室溫下,某溶液中只含有Al 3+、K+、NO3-、SO4 2-,則該溶液由水電離出的c(H+ )=10-13 mol?L-1
D、可以用加熱蒸干并充分灼燒的方法得到CuCl2溶液的溶質固體

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