Question

（18分）工業尾氣中氮氧化物通常采用氨催化吸收法，其原理是NH₃與NOx在催化劑作用下反應生成無毒的物質。某校活動小組同學采用以下裝置和步驟模擬工業上氮氧化物 的處理過程。

I．探究制取NH₃的方法
（1）B裝置的名稱：______________
（2）在上述裝置中，H能快速、簡便制取，裝置中需要添加的反應試劑為_________ 。
（3）為探究更好的實驗效果，活動小組同學采用上述C裝置來制取氨氣，在控制實驗條件相同的情況下，獲得下表中實驗數據。
分析表中數據，你認為哪種方案制取氨氣的效果最好________（填序號），從該方案選擇的原料分析制氣效果好的可能原因是________，__________。

試劑組合序號	固體試劑		NH3體積（mL）
a	6.0gCa(OH)2過量	5.4gNH4Cl	1344
b		5.4g(NH4)2SO4	1364
c	6.0gNaOH過量	5.4gNH4Cl	1568
d		5.4g(NH4)2SO4	1559
e	6.0gCaO過量	5.4gNH4Cl	1753
f		5.4g(NH4)2SO4	1792

 
II.模擬尾氣處理
活動小組同學選用上述部分裝置，按下列順序連接成模擬尾氣處理裝置進行實驗。
（1）請從上述裝置中選擇你認為合理的進行補充（所選裝置不能重復）。

（2）A中反應的離子方程式為__________________________
（3）D裝置的作用有：_____________、____________、_____________。
（4）D裝置中的液體還可換成   （填序號）。
A．H₂OB．CCl₄C．濃H₂SO₄D．CuSO₄溶液
（5）該小組同學所設計的模擬尾氣處理裝置中還存在一處明顯的缺陷是___________.

Answer 1

（18分）Ⅰ（1）洗氣瓶(1分)
（2）生石灰與濃氨水（或燒堿與濃氨水）（答化學式給分）(2分)
（3）f   (2分)；（NH₄）₂（SO₄）受熱不分解，CaO又有吸水作用（合理答案均給分）(2分)
Ⅱ（1）F E B(2分)
（2）3Cu+2NO₃^-+8H⁺=2NO↑+4H₂O +3Cu²⁺(2分)
（3）使氣體混合均勻，調節氣流速度，防止氨氣溶解（或防倒吸）(3分)
（4）b(2分)
（5）未反應的NO無法處理，會污染環境(2分)

試題分析：Ⅰ（1）裝置B的名稱是洗氣瓶；
（2）能快速、簡便制取氨氣所用試劑為濃氨水與生石灰或濃氨水與氫氧化鈉都可以，所以H中需要添加的反應試劑為生石灰與濃氨水（或燒堿與濃氨水）；
（3）根據表中數據，相同質量的銨鹽與堿反應產生的氨氣的量不同，f方案產生的氨氣最多，且加熱時硫酸銨不分解，生石灰還具有吸水作用，而氯化銨受熱分解產生氨氣和氯化氫，部分又結合成氯化銨，氫氧化鈉或氫氧化鈣與銨鹽反應產生的水較多，所以f方案制取氨氣的效果最好；
Ⅱ（1）裝置A生成的NO和裝置C生成的NH₃通入裝置D使氣體混合均勻、調節氣流速度，裝置F干燥氣體，再通入裝置E反應進行反應，反應后的氣體通入裝置B干燥，最后收集氣體，故答案為：FEB；
（2）稀硝酸具有強氧化性，與銅發生氧化還原反應生成硝酸銅和NO等，反應的離子方程式為  3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（3）D裝置使氣體混合均勻、調節氣流速度，另外，氨氣難溶于飽和氨水，可防止倒吸；
（4）氨氣可溶于硫酸銅溶液、水以及硫酸中，可產生倒吸，氨氣為極性分子，不溶于非極性溶劑，可用CCl₄代替飽和氨水，答案選b；
（5）缺少尾氣處理裝置，過量的NO會污染空氣。