Question

【題目】某小組同學欲探究NH3的催化氧化反應，按下圖裝置進行實驗。A、B裝置可選用的藥品:濃氨水、H2O2溶液、蒸餾水、NaOH固體、MnO2。

（1）NH3催化氧化的化學方程式是__________。

（2）甲、乙兩同學分別按上圖裝置進行實驗。一段時間后，裝置G中的溶液都變成藍色。

①甲觀察到裝置F中有紅棕色氣體，生成紅棕色氣體的化學方程式是__________。

②乙觀察到裝置F中只有白煙生成，白煙的成分是__________(填化學式)。

③用離子方程式解釋裝置G中溶液變成藍色的原因:__________。

（3）為幫助乙實現在裝置F中也觀察到紅棕色氣體，可在原實驗的基礎上進行改進:

①甲認為可調節K1和K2控制A、B裝置中的產氣量，應__________(填“增加”或“減少”)裝置A中的產氣量，或__________(填“增加”或“減少”)裝置B中的產氣量。

②乙認為可在裝置E、F間增加置，該裝置可以是__________(填字母序號)。

（4）為實現該反應，也可用下圖所示的裝置替換題.給裝置中虛線框部分，

化合物X為__________。NH4HCO3的作用是__________。

Answer 1

【答案】4NH3+5O24NO+6H2O2NO + O22NO2NH4NO33Cu + 8H+ +2NO3- =3Cu2++2NO↑ +4H2O增加減少abcNa2O2NH4HCO3受熱分解放出NH3；同時放出的CO2 和H2O分別與Na2O2反應生成O2

【解析】

（1）氨的催化氧化反應，氨氣中-3價的氮被氧氣氧化成顯+2價的一氧化氮，化學反應方程式為：4NH3+5O24NO+6H2O，故答案為：4NH3+5O24NO+6H2O；
（2）①氨氣發生了催化氧化的產物一氧化氮，一氧化氮極易和氧氣化合為二氧化氮，即2NO+O2=2NO2；所以裝置F中有紅棕色氣體產生，故答案為：2NO+O2═2NO2；
②乙觀察到裝置F中只有白煙生成，白煙是由于氨氣和硝酸反應NH3+HNO3=NH4NO3，生成了白色的NH4NO3固體，故答案為：NH4NO3；
③在裝置G中，生成的二氧化氮和水反應生成硝酸和一氧化氮，化學方程式為：3NO2+H2O═2HNO3+NO，獲得硝酸，金屬銅和硝酸反應，3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O實質是：3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O，故答案為：3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O；
（3）①為了充分氧化氨氣，氧氣需過量，故需增加氧氣的量或減少氨氣的量。由氣體的干燥裝置可知，A為制氧氣的裝置、B為制取氨氣的裝置，故可增加裝置A中的產氣量或減少裝置B中的產氣量，故答案為：增加； 減少；
②E裝置是氨氣的催化氧化裝置，從裝置中出來的氣體中有氧氣和氨氣和一氧化氮和水蒸氣，因4NO+2H2O+3O2=4HNO3，NH3+HNO3=NH4NO3，所以避免F中生成硝酸銨，實現在F中看到紅棕色的二氧化氮，需除去水或氨氣，需在裝置E、F間增加一個裝置，該裝置可以將氨氣或水除去，a堿石灰吸收水蒸氣，可以通過防倒吸的b裝置吸收氨氣，可以通過濃硫酸吸收氨氣和水蒸氣，實現在F中看到紅棕色的二氧化氮，需選abc，故答案為：abc；
（4）為實現2NO+O2═2NO2該反應，須生成氧氣，碳酸氫銨受熱分解生成氨氣和水和二氧化碳，放出的CO2和H2O與Na2O2反應生成O2，則X為Na2O2，故答案為：Na2O2、NH4HCO3受熱分解放出NH3；同時放出的CO2 和H2O分別與Na2O2反應生成O2。