Question

（1）超音速飛機在平流層飛行時，尾氣中的NO會破壞臭氧層．科學(xué)家正在研究利用催化技術(shù)將尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)變成CO₂和N₂，化學(xué)方程式如下：2NO+2CO

催化劑  .

 2CO₂+N₂．
研究表明：在使用等質(zhì)量催化劑時，增大催化劑比表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率．為了分別驗證溫度、催化劑比表面積對化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律，某同學(xué)設(shè)計了三組實驗，部分實驗條件已經(jīng)填在下面實驗設(shè)計表中：

實驗編號	T/℃	NO初始濃度 mol?L-1	CO初始濃度 mol?L-1	催化劑的比表面積 ㎡?g-1
Ⅰ	280	1.2×10-3	5.8×10-3	82
Ⅱ				124
Ⅲ	350			124

①請在表格中填入剩余的實驗條件數(shù)據(jù)．
②設(shè)計實驗Ⅱ、Ⅲ的目的是

 

．
（2）工業(yè)尾氣中氮的氧化物常采用氨催化吸收法，原理是NH₃與NO_x反應(yīng)生成無毒的物質(zhì)．某同學(xué)采用以下裝置和步驟模擬工業(yè)上氮的氧化物處理過程．提供的裝置如圖：

步驟一、NH₃的制取
①所提供的裝置中能快速、簡便制取NH₃的裝置是：

 

（填裝置序號）．
②若采用C裝置制取氨氣（控制實驗條件相同），情況如下表：

試劑組合序號	固體試劑（g）		NH3體積（mL）
a	12.0g Ca（OH）2（過量）	10.8g NH4Cl	2688
b		10.8g（NH4）2SO4	2728
c	12.0g NaOH（過量）	10.8g NH4Cl	3136
d		10.8g（NH4）2SO4	3118
e	12.0g CaO（過量）	10.8g NH4Cl	3506
f		10.8g（NH4）2SO4	3584

分析表中數(shù)據(jù)，實驗室制NH₃產(chǎn)率最高的是

 

（填序號），其它組合NH₃產(chǎn)率不高的原因是

 

．
步驟二、模擬尾氣的處理選用上述部分裝置，按下列順序連接成模擬尾氣處理裝置：

①A中反應(yīng)的離子方程式：

 

．
②D裝置作用有：使氣體混合均勻、調(diào)節(jié)氣流速度，還有一個作用是：

 

．
③D裝置中的液體可換成

 

（填序號）．
a．CuSO₄溶液          b．H₂O        c．CCl₄         d．濃H₂SO₄
④該同學(xué)所設(shè)計的模擬尾氣處理實驗還存在的明顯缺陷是：

 

．

Answer 1

分析：（1）①該實驗是驗證溫度、催化劑比表面積對化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律，所以Ⅰ、Ⅱ是只改變催化劑表面積，Ⅱ、Ⅲ只改變溫度．　　　　
②Ⅱ、Ⅲ只改變溫度，目的是探究溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響．
（2）步驟一 ①制備氨氣可采用解熱NH₄Cl和Ca（OH）₂或濃氨水加熱的方法制備；
②根據(jù)NH₄Cl受熱易分解以及NaOH或Ca（OH）₂作反應(yīng)物產(chǎn)生的水較多的性質(zhì)分析；
步驟二 ①稀硝酸具有強氧化性，與銅發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硝酸銅和NO等；
②氨氣難溶于飽和氨水，可防止倒吸；
③氨氣為極性分子，不溶于非極性溶劑；
④缺少尾氣處理裝置，過量的NO會污染空氣．

解答：解：（1）①該實驗是驗證溫度、催化劑比表面積對化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律，所以Ⅰ、Ⅱ是只改變催化劑表面積，Ⅱ、Ⅲ只改變溫度．　　　　
所以應(yīng)填入的數(shù)據(jù)為：
Ⅱ280　　　1.2×10^-3　　　　5.80×10^-3　　　　
Ⅲ1.2×10^-3　　 　5.80×10^-3　　　　　
②Ⅱ、Ⅲ只改變溫度，所以目的是探究溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響．
故答案為：探究溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響．
（2）步驟一、NH₃的制取
①制備氨氣可采用解熱NH₄Cl和Ca（OH）₂或濃氨水加熱的方法制備，其中能快速、簡便制取NH₃的裝置可用加熱濃氨水法制備，用H裝置；
故答案為：H；
②因為NH₄Cl受熱易分解，生成的部分NH₃和HCl又重新結(jié)合成NH₄Cl，而用NaOH或Ca（OH）₂作反應(yīng)物產(chǎn)生的水較多，吸收的NH₃較多，由表中數(shù)據(jù)可以看出，f制NH₃產(chǎn)率最高，
故答案為：f；因為NH₄Cl受熱易分解，生成的部分NH₃和HCl又重新結(jié)合成NH₄Cl，而用NaOH或Ca（OH）₂作反應(yīng)物產(chǎn)生的水較多，吸收的NH₃較多；
步驟二、模擬尾氣的處理
①稀硝酸具有強氧化性，與銅發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硝酸銅和NO等，反應(yīng)的離子方程式為3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，
故答案為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
②D裝置使氣體混合均勻、調(diào)節(jié)氣流速度，另外，氨氣難溶于飽和氨水，可防止倒吸，
故答案為：防止氨氣溶解（或防止倒吸）；
③氨氣可溶于硫酸銅溶液、水以及硫酸中，可產(chǎn)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，
故答案為：c；
④缺少尾氣處理裝置，過量的NO會污染空氣；
故答案為：未反應(yīng)的NO無法處理，會污染環(huán)境．

點評：本題考查氮的氧化物的性質(zhì)以及對環(huán)境的影響，題目難度中等，做題時注意實驗的原理和目的，牢固掌握實驗方法和實驗基本操作為解答該類題目的前提．