Question

活性亞鉻酸銅催化劑在一定溫度下，將NH₃和NOx轉(zhuǎn)變?yōu)镹₂和H₂O，這是目前硝酸廠尾氣治理所普遍采用的一種方法．某�；瘜W(xué)研究小組擬驗(yàn)證NO能被氨氣還原并計(jì)算其轉(zhuǎn)化率．
將一定量硝酸銅溶液、重鉻酸銨溶液與氨水作用得沉淀物（CuNH₄（OH）CrO₄），過(guò)濾、洗滌，80℃烘干12h，最后焙燒得活性亞鉻酸銅催化劑．用得到的催化劑按下列流程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（已知：濃硫酸在常溫下不氧化NO氣體）．

根據(jù)題意完成下列各題：
（1）裝置③可以選的干燥劑為：

 

（選填序號(hào)，下同）；裝置④可以選的固體干燥劑為：

 

．
A．濃硫酸    B．堿石灰    C．硅膠    D．無(wú)水氯化鈣
（2）若實(shí)驗(yàn)室只提供濃氨水和生石灰兩種試劑，你會(huì)選擇下圖

 

裝置來(lái)制取氨氣，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

 

；

（3）若實(shí)驗(yàn)室提供稀硝酸、銅絲和小顆粒石灰石，若選用上圖D裝置制取較純NO，其操作方法是：

 

．
（4）裝置⑥中，小段玻璃管的作用是

 

：
（5）裝置⑦的作用可能是：

 

；
（6）若進(jìn)入裝置⑤的NO共2688mL（已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況，下同），氨氣過(guò)量，最后收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下2016mL N₂，則NO的轉(zhuǎn)化率為：

 

．

Answer 1

分析：（1）裝置③干燥氨氣選擇和氨氣不反應(yīng)、不能溶解氨氣的干燥劑；裝置④是干燥一氧化氮?dú)怏w，干燥劑不選強(qiáng)氧化性物質(zhì)；
（2）濃氨水和生石灰兩種試劑制備氨氣，可以利用濃氨水滴入生石灰中溶解放熱一水合氨分解生成氨氣，也可以加熱氨水生成氨氣；
（3）利用稀硝酸和碳酸鈣反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w充滿(mǎn)試管，避免生成的一氧化氮被空氣中的氧氣氧化，用銅絲伸入稀硝酸反應(yīng)生成一氧化氮?dú)怏w；
（4）防止倒吸；
（5）裝置⑦是用來(lái)檢驗(yàn)氨氣是否除凈的裝置，觀察是否有沉淀；
（6）依據(jù)6NO+4NH₃=5N₂+6H₂O的化學(xué)方程式計(jì)算反應(yīng)的一氧化氮，結(jié)合轉(zhuǎn)化率概念分析計(jì)算得到；

解答：解：（1）裝置③干燥氨氣選擇和氨氣不反應(yīng)、不能溶解氨氣的干燥劑；A．濃硫酸和氨氣反應(yīng)，不能干燥氨氣，故A不符合；
B．堿石灰是堿性干燥劑，可以干燥氨氣，故B符合；
C．硅膠是中性干燥劑可以干燥氨氣，故C符合；
D．無(wú)水氯化鈣會(huì)和氨氣結(jié)合不能干燥氨氣，故D不符合；
g故答案為：BC．
裝置④是干燥一氧化氮?dú)怏w
A、濃硫酸具有強(qiáng)氧化性能氧化一氧化氮，不能干燥一氧化氮，故A不符合；
B、堿石灰是堿性干燥劑，可以干燥一氧化氮，故B符合；
C、硅膠是中性干燥劑不和一氧化氮反應(yīng)，可以干燥一氧化氮，故C符合；
D、無(wú)水氯化鈣不與一氧化氮反應(yīng)，可以干燥一氧化氮，故D符合；
故答案為：BCD；
（2）濃氨水和生石灰兩種試劑制備氨氣，可以利用濃氨水滴入生石灰中溶解放熱一水合氨分解生成氨氣，也可以加熱氨水生成氨氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：NH₃?H₂O

CaO  .

NH₃↑+H₂O或NH₃?H₂O

△   .

NH₃↑+H₂O；
故答案為：NH₃?H₂O

CaO  .

NH₃↑+H₂O或NH₃?H₂O

△   .

NH₃↑+H₂O；
（3）利用稀硝酸和碳酸鈣反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w充滿(mǎn)試管，避免生成的一氧化氮被空氣中的氧氣氧化，用銅絲伸入稀硝酸反應(yīng)生成一氧化氮?dú)怏w；
故答案為：先在試管中加入2-3粒石灰石，注入適量稀硝酸，反應(yīng)一段時(shí)間后，塞上帶有細(xì)銅絲的膠塞，連接好裝置，再將細(xì)銅絲伸入與稀硝酸反應(yīng)即可產(chǎn)生較純凈的一氧化氮?dú)怏w；
（4）裝置⑥中，小段玻璃管的作用是防止氨氣易溶于水發(fā)生倒吸現(xiàn)象；
故答案為：防倒吸；
（5）裝置⑦是用來(lái)檢驗(yàn)氨氣是否除凈的裝置，利用硫酸亞鐵和氨氣反應(yīng)生成白色沉淀氫氧化亞鐵的現(xiàn)象判斷，觀察是否有沉淀證明氨氣是否除凈；
故答案為：看是否變渾濁來(lái)判斷氨氣是否被除凈；
（6）若進(jìn)入裝置⑤的NO共2688mL（已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況，下同）物質(zhì)的量=

2.688L

22.4L/mol

=0.12mol，氨氣過(guò)量，最后收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下2016mL N₂，物質(zhì)的量=

2.016L

22.4L/mol

=0.09mol；6NO+4NH₃=5N₂+6H₂O，依據(jù)反應(yīng)化學(xué)方程式計(jì)算反應(yīng)的一氧化氮物質(zhì)的量=

6×0.09mol

5

=0.108mol，則NO的轉(zhuǎn)化率=

0.108mol

0.12mol

×100%=90%；
故答案為：90%；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)現(xiàn)在的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和反應(yīng)現(xiàn)象的判斷應(yīng)用，化學(xué)方程式的計(jì)算應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．