Question

【題目】某化學興趣小組欲在實驗室模擬工業制硝酸的過程。設計了如下裝置（夾持裝置略去）：

（1）裝置B中固體氫氧化鈉的作用是_____________________。

（2）請在裝置圖方框處畫出必要儀器_____________________，并指出所加試劑。

（3）①裝置D中發生反應的化學方程式為_____________________；開始反應一段時間后，撤離熱源反應也可以持續進行，原因為____________________________________________。

②某同學認為在裝置F中可能出現白煙，應在裝置D和裝置F之間增加下列裝置中的________（填序號），從而避免此現象發生，提髙硝酸的產率。

利用改進后的裝置進行實驗，裝置F中發生反應的化學方程式為_________________。

（4）取反應后裝置G中得到的溶液20.00 mL，加2~3滴酚酞溶液，用0.002mol/L的NaOH標準溶液滴定，用去10.00mL時，達到滴定終點，則裝置G中得到的溶液pH=________。

Answer 1

【答案】 氫氧化鈉固體溶于水放熱，使氨氣溶解度減小，且電離出OH-，使NH4++OH- NH3H2ONH3↑+H2O向正向移動，使氨氣逸出 4NH3+5O24NO+6H2O 此反應為放熱反應，反應放出的熱量可維持反應繼續進行 a 2NO+O2=2NO2 3

【解析】（1）氫氧化鈉溶解時放熱，使一水合氨分解放出氨氣，故答案為：氫氧化鈉同體溶于水放熱，使氨氣溶解度減小，且電離出OH-，使NH4++OH- NH3H2ONH3↑+H2O向正向移動，使氨氣逸出；

（2）生成的氨氣中混有水蒸氣，需要去除，因此方框處需要連接盛有堿石灰的干燥管，故答案為：；

（3）①裝置D中氨氣發生催化氧化，反應的化學方程式為4NH3+5O24NO+6H2O；該反應是放熱反應，開始反應一段時間后，撤離熱源反應也可以持續進行，故答案為：4NH3+5O24NO+6H2O；此反應為放熱反應，反應放出的熱量可維持反應繼續進行；

②氨氣催化氧化生成的一氧化氮被氧氣氧化生成二氧化氮，二氧化氮與水蒸氣反應生成部分硝酸蒸汽，氨氣與硝酸蒸汽反應出現白煙，因此為了避免這種現象的發生，對生成的氣體進行干燥即可，故選a；利用改進后的裝置進行實驗，裝置F中一氧化氮被氧化為二氧化氮，反應的化學方程式為2NO+O2=2NO2，故答案為：a；2NO+O2=2NO2；

（4）裝置G為稀硝酸，消耗的氫氧化鈉的物質的量為0.002mol/L×0.01L=0.00002mol，因此硝酸的物質的量為0.00002mol，硝酸的濃度= =0.001 mol/L，即c(H+)=0.001 mol/L，溶液pH=3，故答案為：3。