Question

為了在實(shí)驗(yàn)室利用工業(yè)原料制備少量氨氣，有人設(shè)計(jì)了如圖所示裝置(圖中夾持裝置均已略去)．

[實(shí)驗(yàn)操作]

①檢查實(shí)驗(yàn)裝置的氣密性后，關(guān)閉彈簧夾a、b、c、d、e，在A中加入鋅粒，向長(zhǎng)頸漏斗中注入一定量稀硫酸，打開(kāi)彈簧夾c、d、e，則A中有氫氣產(chǎn)生，在F出口處收集氫氣并檢驗(yàn)其純度．

②關(guān)閉彈簧夾c取下截去底部的細(xì)口瓶C，打開(kāi)彈簧夾a，將氫氣經(jīng)導(dǎo)管B驗(yàn)純后點(diǎn)燃，然后立即罩上無(wú)底細(xì)口瓶C，塞緊瓶塞，如圖所示，氫氣繼續(xù)在瓶?jī)?nèi)燃燒，幾分鐘后火焰熄滅．

③用酒精燈加熱反應(yīng)管E，繼續(xù)通氫氣，待無(wú)底細(xì)口瓶C內(nèi)水位下降到液面保持不變時(shí)，打開(kāi)彈簧夾b，無(wú)底細(xì)口瓶C內(nèi)氣體經(jīng)D進(jìn)入反應(yīng)管E，片刻后F中的溶液變紅．

回答下列問(wèn)題：

(1)檢驗(yàn)氫氣純度的目的是________．

(2)C瓶?jī)?nèi)水位下降到液面保持不變時(shí)，A裝置內(nèi)發(fā)生的現(xiàn)象是________，防止實(shí)驗(yàn)裝置中壓強(qiáng)過(guò)大．此時(shí)再打開(kāi)彈簧夾b的原因是________，C瓶?jī)?nèi)氣體的成分是________．

(3)在步驟③中，先加熱鐵觸媒的原因是________．反應(yīng)管E中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是________．

Answer 1

答案：
解析：

答案：(1)通過(guò)檢驗(yàn)H2的純度證明E管中空氣被排盡，同時(shí)也防止點(diǎn)燃?xì)錃鈺r(shí)發(fā)生爆炸 　　(2)A裝置中液面下降，酸液與鋅粒脫離，反應(yīng)停止；使C瓶?jī)?nèi)氣體進(jìn)入E管中；N2、H2、少量的CO2和水蒸氣 　　(3)合成氨反應(yīng)需在高溫下進(jìn)行，故需先加熱鐵觸媒； 　　 　　解析：(1)在該實(shí)驗(yàn)中，關(guān)閉彈簧夾a、b，打開(kāi)彈簧夾c、d、e，H2可以進(jìn)入E裝置，排盡其中的空氣，防止空氣中的O2將E裝置中的鐵觸媒氧化，通過(guò)檢驗(yàn)H2的純度可以證明E裝置中空氣是否被排盡，同時(shí)在②步實(shí)驗(yàn)中要點(diǎn)燃H2，在點(diǎn)燃之前，也必須檢驗(yàn)其純度，防止爆炸． 　　(2)C瓶?jī)?nèi)水位下降，說(shuō)明瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)大于外界壓強(qiáng)，會(huì)導(dǎo)致A裝置中長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)液面上升，試管內(nèi)液面下降，使酸液與Zn粒相脫離，停止反應(yīng)．此時(shí)打開(kāi)彈簧夾b，H2和N2混合氣體在較大的壓強(qiáng)作用下會(huì)通過(guò)導(dǎo)氣管，經(jīng)干燥管進(jìn)入E管．由于空氣中的O2與H2反應(yīng)了，所以C瓶?jī)?nèi)氣體的成分是N2、H2及少量的CO2和水蒸氣． 　　(3)N2與H2需在高溫下才能反應(yīng)生成NH3，故需先加熱鐵觸媒．反應(yīng)的化學(xué)方程式為：N2＋3H22NH3