Question

某小组同学欲探究NH₃催化氧化反应，按下图装置进行实验。

A、B装置可选药品：浓氨水、H₂O₂、蒸馏水、NaOH固体、MnO₂

（1）NH₃催化氧化的化学方程式是___________；

（2）装置B中产生气体的原因有(结合化学用语解释)___________；

（3）甲乙两同学分别按上述装置进行实验。一段时间后，装置G中溶液都变成蓝色。

①甲观察到装置F中有红棕色气体，生成红棕色气体的化学方程式是___________；

②乙观察到装置F中只有白烟生成，白烟的成分是(写化学式)___________；

③用离子方程式解释装置G中溶液变成蓝色的原因：___________；

（4）为帮助乙实现在装置F中也观察到红棕色气体，可在原实验的基础上进行改进。

①甲认为可调节K₁和K₂控制A、B装置中的产气量，应(填“增加”或“减少”)___________装置A中的产气量，或(填“增加”或“减少”)___________装置B中的产气量．

②乙认为可在装置E、F间增加一个装置，该装置可以是(填序号)___________

Answer

（1）4NH3+5O2 4NO+ 6H2O（2）在氨水中存在平衡：NH3 + H2O NH3·H2O NH4+ + OH－，加入NaOH固体，OH－浓度增加，平衡向左移动；NaOH固体溶于水放出大量热，均有利于NH3逸出（3）①2NO+O2==2NO2 ；②NH4NO3；③3Cu+ 8H++2NO3－=3Cu2+ +2NO↑+4H2O（4）①增加；减少；②abc

【解析】

试题分析：（1）氨的催化氧化反应，氨气中-3价的氮被氧气氧化成显+2价的一氧化氮，化学反应方程式为：4NH3+5O24NO+6H2O，故答案为：4NH3+5O24NO+6H2O；

（2）B装置是氨水滴入到氢氧化钠固体上，NaOH固体溶于水放出大量热，氨气在温度高的情况下溶解度小，在氨水中存在平衡：NH3+H2O⇌NH3•H2ONH4++OH-，平衡向左移动；加入NaOH固体，氢氧化钠电离出氢氧根离子，OH-浓度增加，平衡向左移动，故答案为：在氨水中存在平衡：NH3+H2O⇌NH3•H2ONH4++OH-，加入NaOH固体，OH-浓度增加，平衡向左移动，NaOH固体溶于水放出大量热，均有利于NH3逸出；

（3）①氨气发生了催化氧化的产物一氧化氮，一氧化氮极易和氧气化合为二氧化氮，即2NO+O2=2NO2；所以装置F中有红棕色气体产生，故答案为：2NO+O2═2NO2；

②乙观察到装置F中只有白烟生成，白烟是由于氨气和硝酸反应NH3+HNO3=NH4NO3，生成了白色的NH4NO3固体，故答案为：NH4NO3；

③在装置G中，生成的二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，化学方程式为：3NO2+H2O═2HNO3+NO，获得硝酸，金属铜和硝酸反应，3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O实质是：3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O，故答案为：3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O；

（4）①为了氧化氨气，氧气需过量，需增加氧气的量，减少氨气的量，A为制氧气的装置，增加A中氧气的量，装置A中的产气量，装置B中的产气量，故答案为：增加； 减少；

②E装置是氨气的催化氧化装置，从装置中出来的气体中有氧气和氨气和一氧化氮和水蒸气，因4NO + 2H2O + 3O2 = 4HNO3，NH3+HNO3=NH4NO3，所以避免F中生成硝酸铵，实现在F中看到红棕色的二氧化氮，需除去水或氨气，需在装置E、F间增加一个装置，该装置可以将氨气或水除去，a碱石灰吸收水蒸气，可以通过防倒吸的b装置吸收氨气，可以通过浓硫酸吸收氨气和水蒸气，实现在F中看到红棕色的二氧化氮，需选abc，故答案为：abc。

考点：考查了氨气的催化氧化的相关知识。