Question

某化學(xué)學(xué)習(xí)小組同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的制取氨氣的藥品，設(shè)計(jì)了右圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置（部分夾持儀器未畫出），制取并探究氨氣的還原性、檢驗(yàn)反應(yīng)產(chǎn)物。請回答下列問題：

（1）A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是                                              。

（2）B中堿石灰的作用是                                                    。

（3）C中黑色固體變紅，且產(chǎn)生的氣體對空氣無污染，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式                    ；

D中發(fā)生的現(xiàn)象是________________________________________________________________________。

（4）該裝置存在明顯缺陷，該缺陷是                          。

（5）工業(yè)中常用氮?dú)馀c氫氣在高溫、高壓、鐵觸媒做催化劑的條件下合成氨氣，該小組同學(xué)模擬該條件也合成出了氨氣。已知起始時(shí)，將2 mol N₂、6 mol H₂充入一個(gè)容積為2 L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)，過了5 min后，混合氣體的總物質(zhì)的量減少了1 mol，求在這段時(shí)間內(nèi)以H₂表示的化學(xué)反應(yīng)速率

為                          。

 

Answer 1

【答案】

（1）Ca(OH)₂＋2NH₄ClCaCl₂＋2NH₃↑＋2H₂O（2分）；

（2）干燥氨氣（1分）；

（3）3CuO+2NH₃ 3Cu+N₂+3H₂O（2分）；無水硫酸銅變藍(lán)（1分）；

（4）缺少尾氣處理裝置（1分）；

（5）0.15 mol/(L·min)（2分）

【解析】

試題分析：（1）裝置A是制備氨氣的，因此其中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是Ca(OH)₂＋2NH₄ClCaCl₂＋2NH₃↑＋2H₂O。

（2）由于生成的氨氣中混有水蒸氣，會干擾后續(xù)實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)物水的測定，堿石灰是干燥劑能吸收水蒸氣，所以堿石灰的作用是干燥氨氣，防止干擾產(chǎn)物水的測定。

（3）黑色CuO變?yōu)榧t色，所以生成物是銅；同時(shí)生成一種無色氣體，該氣體無污染，因此該氣體是氮?dú)�。根�?jù)原子守恒可知，還有水生成，則反應(yīng)的化學(xué)方程式為3CuO+2NH₃ 3Cu+N₂+3H₂O。無水硫酸銅易吸水由擺手舞變?yōu)樗{(lán)色，所以D中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是白色無水CuSO₄粉末變?yōu)樗{(lán)色。

（4）氨氣是刺激性氣體，所以不能隨意排放到空氣中，應(yīng)有尾氣處理裝置，可用如圖所示裝置吸收氨氣。

（5）合成氨反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

3H_{2     +}    N₂2NH₃    △n↙

3mol          1mol   2mol     2mol

n(H₂)                         1mol

解得n(H₂)＝＝1.5mol

則消耗氫氣的濃度是1.5mol÷2L＝0.75mol/L

因此在這段時(shí)間內(nèi)以H₂表示的化學(xué)反應(yīng)速率＝0.75mol/L÷5min＝0.15 mol/(L·min)

考點(diǎn)：考查氨氣的制備、氣體除雜、性質(zhì)探究、尾氣處理以及反應(yīng)速率的計(jì)算等