- 氮气的应用
- 共181题
（1）超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层．科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，化学方程式如下：2NO+2CO
2CO2+N2
研究表明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂比表面积可提高化学反应速率．为了分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面实验设计表中：
①请在表格中填入剩余的实验条件数据．
②设计实验Ⅱ、Ⅲ的目的是______．
（2）工业尾气中氮的氧化物常采用氨催化吸收法，原理是NH3与NOx反应生成无毒的物质．某同学采用以下装置和步骤模拟工业上氮的氧化物处理过程．提供的装置：
步骤一、NH3的制取
①所提供的装置中能快速、简便制取NH3的装置是：______（填装置序号）．
②若采用C装置制取氨气（控制实验条件相同），情况如下表：
分析表中数据，实验室制NH3产率最高的是______（填序号）．
步骤二、模拟尾气的处理：
选用上述部分装置，按下列顺序连接成模拟尾气处理装置：
③A中反应的离子方程式：______．
④D装置作用有：使气体混合均匀、调节气流速度，还有一个作用是：______．
⑤D装置中的液体可换成______（填序号）．
a．CuSO4溶液 b．H2O c．CCl4 d．浓H2SO4
⑥该同学所设计的模拟尾气处理实验还存在的明显缺陷是：______．
正确答案
（1）①该实验是验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律，所以Ⅰ、Ⅱ是只改变催化剂表面积，Ⅱ、Ⅲ只改变温度．
所以应填入的数据为：
Ⅱ280 1.2×10-3 5.80×10-3
Ⅲ1.2×10-3 5.80×10-3
②Ⅱ、Ⅲ只改变温度，所以目的是探究温度对化学反应速率的影响．
故答案为：探究温度对化学反应速率的影响．
（2）步骤一、NH3的制取
①制备氨气可采用解热NH4Cl和Ca（OH）2或浓氨水加热的方法制备，其中能快速、简便制取NH3的装置可用加热浓氨水法制备，用H装置，故答案为：H；
②因为NH4Cl受热易分解，生成的部分NH3和HCl又重新结合成NH4Cl，而用NaOH或Ca（OH）2作反应物产生的水较多，吸收的NH3较多，由表中数据可以看出，f制NH3产率最高，
故答案为：f；因为NH4Cl受热易分解，生成的部分NH3和HCl又重新结合成NH4Cl，而用NaOH或Ca（OH）2作反应物产生的水较多，吸收的NH3较多；
步骤二、模拟尾气的处理
③稀硝酸具有强氧化性，与铜发生氧化还原反应生成硝酸铜和NO等，反应的离子方程式为3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O，
故答案为：3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O；
④D装置使气体混合均匀、调节气流速度，另外，氨气难溶于饱和氨水，可防止倒吸，
故答案为：防止氨气溶解（或防止倒吸）；
⑤氨气可溶于硫酸铜溶液、水以及硫酸中，可产生倒吸，氨气为极性分子，不溶于非极性溶剂，可用CCl4代替饱和氨水，
故答案为：c；
⑥缺少尾气处理装置，过量的NO会污染空气，故答案为：未反应的NO无法处理，会污染环境．
实验室常用加热铵盐和碱的固体混合物的方法制取氨气．根据如图回答问题：
（1）实验室制取氨气的发生装置为______（填序号），该反应的化学方程式为______．
（2）下列气体可以用与氨气相同的收集装置收集的是______（填序号）．
A．H2 B．CO2
正确答案
（1）由于实验室制取氨气需要加热，应该是A装置；反应的化学方程式是：2NH4Cl+Ca（OH）2 
故答案是：A；2NH4Cl+Ca（OH）2 
（2）由于氨气极易溶于水，密度小于空气的，所以收集方法采用的是向下排空气法，
A、氢气密度比空气下，采用向下排空气法，故A正确；
B、二氧化碳密度比空气大，不能使用向下排空气法，故B错误；
故选A．
某课外活动小组用下图所示的实验装置探究氯气与氨气之间的反应．其中A、F为氯气和氨气的发生装置，D为纯净、干燥的氯气与氨气反应的装置．
请回答下列问题：
（1）写出A中反应的化学方程式并用单线桥标出电子转移的方向和数目______
（2）洗气瓶B中试剂是______，F中所装试剂的作用是______
（3）从绿色化学的角度考虑该装置中有一明显不合理之处，请你提出改进的意见______
（4）反应开始后装置D中出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结，活动小组拟继续通过实验鉴定该固体的成分．请你协助他们完成该实验探究．
取固体样品加少量水溶解，分装于两支试管中．
步骤①：加入硝酸酸化的硝酸银，产生白色沉淀；
步骤②：______．
正确答案
（1）A中发生MnO2+4HCl（浓）
，故答案为：
；
（2）因氯气中混有HCl，且氯气在饱和食盐水中的溶解度很小，HCl在饱和食盐水中溶解度较大，则可用饱和食盐水来除去氯气中混有的HCl，F中利用生石灰吸水并放出热从而使氨气逸出，故答案为：饱和食盐水；吸水放热使浓氨水中的氨气逸出；
（3）因氯气、氨气都污染环境，不能直接排放，则缺少尾气处理装置，可以连接气球，故答案为：缺少尾气处理装置，可以连接气球；
（4）由出现白烟可知生成的固体为氯化铵，步骤①中白色沉淀为氯化银，可证明原固体中存在氯离子，步骤②来证明铵根离子，则应加入氢氧化钠溶液，加热产生气体使湿润红色石蕊试纸变蓝，说明生成氨气，即原固体中存在铵根离子，故答案为：加入氢氧化钠溶液，加热产生气体使湿润红色石蕊试纸变蓝．
某课外小组在实验室制备氨气，并进行有关氨气的性质探究。
（1）该小组同学加热生石灰与氯化铵的混合物制取干燥的氨气。
①应该选用的仪器及装置有（填字母）_________________。
②生石灰与氯化铵反应生成氨气的化学方程式为_________________________。
（2）该小组同学设计如图所示装置探究氨气的还原性。
在上述过程会同时发生多个反应，写出其中属于置换反应的化学方程式________________________。若实验时通入氨气的速率过快，在烧瓶中会出现白烟，该物质的化学式为________________。
（3）该小组同学以氨气和二氧化碳为原料制备碳酸氢铵。
甲同学先将二氧化碳通入水中，充分溶解后，再通入氨气；乙同学先将氨气通入水中，充分溶解后，再通入二氧化碳。合适的方案是_________（填“甲”或“乙”），原因是___________________。检验产物中有NH4+的方法为________________________________。
正确答案
（1）①I、F、G、E、C；② CaO+2NH4Cl
（2）4NH3+3O2
（3）乙；二氧化碳在水中溶解度较小，先通入二氧化碳，再通入氨气，生成的产物量少，且易生成碳酸铵，氨气在水中溶解度很大，先通入氨气，再通入CO2，生成的产物量多，且易生成碳酸氢铵；取少量产物放入试管中，加入浓NaOH溶液，加热，在试管口放置湿润的红色石蕊试纸，若试纸变蓝，则证明产物中有NH4+
氨是一种重要的化工原料，某学习小组欲制取氨气并探究其性质。请回答
（1）实验室制取氨气的化学方程式是_____________________。
（2）①上图是进行氨气喷泉实验的装置，引发喷泉的操作步骤是_____________________。
②氨气使烧杯中溶液由无色变为红色，其原因是 _______________________（用电离方程式表示）。（3）该小组同学设计了下图所示的实验装置（部分夹持仪器未画出），探究氨气的还原性并检验产物。
①实验现象为：黑色CuO变为红色；白色无水CuSO4粉末变为蓝色；同时生成一种无色气体，该气体无污染。请写出氨气与CuO反应的化学方程式_______________________。
②碱石灰的作用是_____________________。
③该装置存在明显缺陷，请指出存在的问题并提出改进意见_________________________。
（4）有同学认为：NH3与CuO反应生成的红色物质中可能含有Cu2O。已知：Cu2O是一种碱性氧化物；在酸性溶液中，Cu+的稳定性比Cu2+差（Cu+
（5）工业废气中的氮氧化物是主要的大气污染物之一。为了治理污染，工业上常用氨气与之发生反应：NOx+NH3→N2+H2O，使其转化为无毒的N2。现有NO2和NO的混合气体3．0L，跟3．4L（同温同压下）NH3反应，恰好使其全部转化为氮气，则原混合气体中，NO2与NO的体积比是_________
正确答案
（1）2NH4Cl+Ca(OH)2
（2）①轻轻挤压滴管，使少量水加入烧瓶，然后打开止水夹K
②NH3+H2O
（3）①3CuO+2NH3
③此装置没有尾气吸收装置，NH3排入大气，污染环境，连接一个吸收氨气装置如图所示：
（4）取少许样品，加入稀H2SO4，若溶液出现蓝色，说明红色物质中含有Cu2O反之则没有
（5）7：3
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