Question

氮的氧化物(NO_x)是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下用NH₃将NO_x还原生成N₂。某同学在实验室中对NH₃与NO_x反应进行了探究。回答下列问题：

（1）氨气的制备

①氨气的发生装置可以选择上图中的_________，反应的化学方程式为_______________。

②欲收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接顺序为：发生装置→______(按气流方向，用小写字母表示)。

（2）氨气与二氧化氮的反应

将上述收集到的NH₃充入注射器X中，硬质玻璃管Y中加入少量催化剂，充入NO₂(两端用夹子K₁、K₂夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。

操作步骤	实验现象	解释原因
打开K1，推动注射器活塞，使X中的气体缓慢通入Y管中	①Y管中_____________	②反应的化学方程式 ____________
将注射器活塞退回原处并固定，待装置恢复到室温	Y管中有少量水珠	生成的气态水凝集
打开K2	③_______________	④______________

Answer

（1）① A； 2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+ CaCl2+2H2O(或B；NH3·H2ONH3↑+H2O)；

②d c f e i；

（2）①红棕色气体慢慢变浅；②8NH3+6NO2 7N2 +12H2O；

③Z中NaOH溶液产生倒吸现象；④反应后气体分子数减少，Y管中压强小于外压。

【解析】

试题分析：（1）①在实验室中，利用氢氧化钙与NH4Cl混合加热发生复分解反应制取氨气，氢氧化钙与NH4Cl都是固体，固体混合物加热制取气体，故应选用A装置进行，制取氨气，发生反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O；也可以利用NH3·H2O的不稳定性，该物质受热分解产生氨气和水制取氨气，这时应该选择的装置是装置B，反应的化学方程式是：NH3·H2ONH3↑+H2O；②利用A(或B)装置制得的氨气，由于氨气是碱性气体，所以需要利用碱性干燥剂碱石灰进行干燥，然后再根据氨气的密度比空气小的性质，用向下排空气法收集，氨气是大气污染物，要进行尾气处理，可利用其在水中极易溶解的性质，用水作吸收剂进行尾气处理，故装置的连接顺序为d→c→f→e→i；（2）①NO2具有强氧化性，NH3有强还原性，两者相遇，会发生氧化还原反应产生氮气和水，根据电子守恒、原子守恒，可得反应的方程式：8NH3+6NO27N2 +12H2O，根据反应方程式可知反应现象是：Y管内看到红棕色气体慢慢变浅，同时在注射器的内壁有水珠产生；②根据①分析可知发生该反应的方程式是8NH3+6NO27N2 +12H2O；③反应后由于容器内气体的物质的量减少，所以会使容器内气体压强减小。当打开K2后，烧杯内NaOH溶液在大气压强的作用下会倒吸进入Y管内；④溶液进入Y管内的原因是由于该反应是气体体积减小的反应，反应发生导致装置内压强降低，在外界大气压的作用下而发生倒吸现象。

【考点定位】考查化学实验原理分析、气体收集、装置连接等基本操作及实验方案的设计的知识。

【名师点睛】制取气体的装置与反应物的状态有关，由固体混合物加热制取气体可以用略向下倾斜试管进行；固体混合或固体与液体混合不加热制取气体可以在锥形瓶中进行，也可以在烧瓶中进行。液体可以通过分液漏斗或长颈漏斗加入；若是液体与固体混合物加热制取气体，要在烧瓶中进行，同时为了受热均匀，应该垫上石棉网；装置的连接顺序一般是：制取气体、除杂、干燥、收集、尾气处理。要根据除杂原则，选取适当的试剂除杂、干燥，根据物质的物理性质或化学性质进行气体的收集和尾气处理。对于极易溶于水或某溶液的气体，尾气处理要注意防止倒吸现象的发生。要会根据物质的性质判断反应现象。