Question

某化學課外小組設計了如下圖所示的裝置，進行氨氣性質實驗．利用圖1完成氨的催化氧化實驗，其中箭頭表示氣體流向，A、B表示兩種純凈、干燥的氣體，反應進行一段時間后，裝置已中有紅棕色氣體生成．實驗中所用的藥品和干燥劑只能從下列物質中選取KMnO₄、Na₂O₂、NH₄Cl、NH₄HCO₃、P₂O₅、堿石灰、生石灰、蒸餾水、濃硫酸、濃氨水

根據圖1中裝置和反應現象請回答：
（1）若乙中盛有P₂O₅，此時丙裝置中發生反應的化學方程式為______．若丁中盛有P₂O₅，此時甲裝置中應選擇的試劑是______．
（2）檢驗甲裝置氣密性的方法______．
（3）當己中充滿紅棕色氣體后，停止甲、丙裝置中的反應，并關閉a、b兩個活塞，將己裝置浸入冰水中，出現的現象是______簡述產生此現象的原因______，若將己裝置中的試管倒置于盛有水的水槽中，發生的現象是______．
（4）已知氨氣在純氧中安靜的燃燒，如圖2，將過量O₂與NH₃分別從a、b兩管進氣口通入到裝置C中，并在b管上端點燃氨氣．先通入O₂，后通過NH₃的理由是______．
（5）液氨與水性質頗為相似，其電離方程式可表示為：2NH₃?NH₄⁺+NH₂^-．某溫度下其離子積常數為1×10^-30（mol?L^-1）²．液氨中的pNH₄與水中的pH類似，向1L液氨中加入2.3gNa此時上述平衡______移動（填“向正方向”“向逆方向”或“不”），完全反應后溶液的pNH₄=______．

Answer 1

解：（1）如果乙中是五氧化二磷，則甲中產生的氣體是氧氣，丙中產生的氣體是氨氣，根據反應物的狀態知，反應物是碳酸氫銨，在加熱條件下，碳酸氫銨分解生成氨氣、水和二氧化碳，反應方程式為：NH₄HCO₃NH₃↑+CO₂↑+H₂O；
如果丁中盛有P₂O₅，則丙中產生的氣體是氧氣，甲中產生的氣體是氨氣，根據反應物的狀態及反應條件知，反應物是濃氨水和生石灰（或堿石灰），
故答案為：NH₄HCO₃NH₃↑+CO₂↑+H₂O；濃氨水和生石灰（或堿石灰）；
（2）利用氣體的壓強差檢驗裝置的氣密性，檢驗方法是：關閉分液漏斗的活塞，將試管中的導管口浸沒在水槽中的液面以下，雙手緊貼試管外壁，導管口有氣泡冒出，松開手后，導管內形成一段水柱，證明裝置的氣密性良好，
故答案為：關閉分液漏斗的活塞，將試管中的導管口浸沒在水槽中的液面以下，雙手緊貼試管外壁，導管口有氣泡冒出，松開手后，導管內形成一段水柱，證明裝置的氣密性良好；
（3）二氧化氮和四氧化二氮之間的反應是可逆的放熱反應，降低溫度，平衡向正反應方向移動，則二氧化氮濃度減小，所以氣體顏色變淺；
二氧化氮和水反應生成硝酸和一氧化氮，一氧化氮是無色氣體，二氧化氮是紅棕色氣體，二氧化氮和水反應后氣體壓強減小，外界大氣壓不變，所以外界大氣壓對水作用而使水進入試管中，
故答案為：氣體顏色變淺；2NO₂?N₂O₄，正反應屬于放熱反應，達到平衡后，降低溫度，平衡向右移動，NO₂濃度減小，所以氣體顏色變淺；紅棕色氣體變為無色，試管內液面上升；
（4）氨氣有刺激性氣味，對大氣有污染，且氨氣在空氣中不能點燃，所以應先通入O₂，后通過NH₃，
故答案為：氨氣在空氣中不能點燃，逸出造成污染；
（5）將2.3g金屬鈉投入1.0L液氨中發生反應為：2Na+2NH₃=2NaNH₂+H₂↑，所以促進液氨的電離，依據：NH₃+NH₃=NH₄⁺+NH₂^-，[NH₄⁺][NH₂^-]=l.0×l0^-30，反應生成NH₂^-物質的量為0.1mol，濃度為0.1mol/L，所得溶液中NH₄⁺的濃度l.0×l0^-29mol/L，所以pNH₄⁺=29，
故答案為：正方向；29．
分析：（1）如果乙中是五氧化二磷，則甲中產生的氣體是氧氣，丙中產生的氣體是氨氣，根據反應物的狀態選取反應物；如果丁中盛有P₂O₅，則丙中產生的氣體是氧氣，甲中產生的氣體是氨氣，根據反應物的狀態及反應條件選取反應物；
（2）利用氣體的壓強差檢驗裝置的氣密性；
（3）二氧化氮和四氧化二氮之間的反應是可逆的放熱反應，降低溫度，平衡向放熱反應方向移動，二氧化氮和水反應生成硝酸和一氧化氮，二氧化氮是紅棕色氣體，一氧化氮是無色氣體，根據二氧化氮、一氧化氮的顏色及氧氣的壓強變化分析；
（4）氨氣在空氣中不能點燃且有刺激性氣味，污染大氣；
（5）液氨和水類似，也能發生電離：NH₃+NH₃=NH₄⁺+NH₂^-，鈉和液氨反應方程式為：2Na+2NH₃=2NaNH₂+H₂↑，據此判斷反應方向，結合化學方程式計算．
點評：本題考查了氣體的制取和干燥、外界條件對化學平衡的影響、弱電解質的電離等知識點，會根據氧氣、氨氣的制取原理、化學平衡移動原理、水的電離平衡原理來大小解答，利用知識遷移的方法分析液氨和鈉的反應，難度中等．