如图所示“合成氨”的演示实验(夹持仪器均已省略)。在Y形管的一侧用Zn粒和稀H2SO4反应制取H2,另一侧用NaNO2固体和NH4Cl饱和溶液反应制取N2,N2
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如图所示“合成氨”的演示实验(夹持仪器均已省略)。在Y形管的一侧用Zn粒和稀H2SO4反应制取H2,另一侧用NaNO2固体和NH4Cl饱和溶液反应制取N2,N2和H2混合后通过还原铁粉来合成NH3,再将产生的气体通入酚酞试液中,若酚酞试液变红,则说明产生了氨气。
某课外活动小组通过查阅资料和多次实验,得到了如下信息: 信息一:NaNO2固体和饱和NH4Cl溶液混合加热的过程中发生如下反应: ①NaNO2+NH4Cl NH4NO2+NaCl ②NH4NO2NH3↑+HNO2 ③2HNO2N2O3↑+H2O ④2NH3+N2O32N2+3H2O 信息二:查阅资料,不同体积比的N2、H2混合气体在相同实验条件下合成氨,使酚酞试液变红所需要的时间如下:
N2和H2的体积比
| 5∶1
| 3∶1
| 1∶1
| 1∶3
| 1∶5
| 酚酞变红色所需时间/min
| 8~9
| 7~8
| 6~7
| 3~4
| 9~10
| 据此回答下列问题: (1)Y形管左侧管中发生反应的离子方程式________________________。 (2)铁粉撒在石棉绒上的目的是_________________________________ (3)课外活动小组的同学们认为,该实验中即使酚酞变红也不能说明N2和H2反应合成了NH3,得出此结论的理由是________________________。 请你另设计一个简单的实验验证你的理由____________________。欲解决这一问题,可以选用下图中的________装置连接在原装置中的________和________之间。
(4)在上述实验过程中,为尽快观察到酚酞试液变红的实验现象,应该控制N2和H2的体积比为________比较适宜;但该装置还难以实现此目的,原因是______________________________________。 (5)实验过程中通入试管C中的气体成分有________。 |
答案
(1)Zn+2H+=Zn2++H2↑ (2)增大混合气体与催化剂的接触面积,使反应进行得更快 (3)从分步反应可知,产生N2的过程中,有可能直接产生氨气 将混合加热产生的气体直接通入酚酞试液,若试液变红,则说明理由成立;否则,说明理由不成立 ③ A B (4)1∶3 无法控制通入B中N2和H2的体积比 (5)NH3、N2、H2 |
解析
(1)根据Y形管右侧管需加热,说明右侧管反应制取N2,左侧管反应制取H2。(2)铁粉撒在石棉绒上的目的是增大与混合气体的接触面积,从而提高催化效率,增大反应速率。(3)因为NH4NO2分解可产生NH3,所以不能证明N2和H2反应生成了NH3。直接将Y形管中混合气体通入酚酞试液,若试液变红,则理由成立,否则理由不成立。在A、B之间加一个除NH3的装置,排除了NH3的干扰。(4)由表可知V(N2)∶V(H2)=1∶3时,反应最快,在Y形管中,无法控制气体的体积。(5)气体成分中有生成的NH3,同时还有未反应的N2、H2。 |
举一反三
用下图所示装置进行实验,下表中实验结果能说明结论的是( )
| 甲
| 乙
| 丙
| 结论
| A
| 水
| 电石
| 溴水
| 稳定性:水>C2H2>Br2
| B
| 盐酸
| 石灰石
| 苯酚钠溶液
| 酸性:HCl>H2CO3>苯酚
| C
| 盐酸
| FeS
| 溴水
| 还原性:S2->Br->Cl-
| D
| 浓盐酸
| KMnO4
| KBr溶液
| 氧化性:KMnO4<Cl2<Br2
| |
从下列事实所得出的相应结论正确的是( )
序号
| 实验事实
| 结论
| ①
| Cl2的水溶液可以导电
| Cl2是电解质
| ②
| 将燃烧的镁条放入CO2中能继续燃烧
| 还原性:Mg>C
| ③
| 常温下白磷可自燃而氮气须在放电时才与氧气反应
| 非金属性:P>N
| ④
| 某无色溶液中加入氢氧化钠溶液并加热,产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝
| 该溶液中一定有NH4+
| A.①② B.②④ C.①③ D.③④ |
以下实验目的能达到的是( )A.测Zn的相对原子质量可以通过测Zn的质量以及这些Zn和过量的稀硫酸反应时放出H2的体积 | B.测Na2CO3、NaHCO3混合物中Na2CO3的质量分数可以通过测样品的质量及样品和过量Ba(OH)2溶液反应的沉淀的质量 | C.测中和热时,可以用稀氨水代替NaOH溶液 | D.将淀粉溶液滴入某混合液中,检验是否含有碘化钾 |
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某同学想利用实验证明高锰酸钾溶液的紫色是MnO4-的颜色,而不是K+的颜色,他设计的下列实验步骤中没有意义的是( )A.将高锰酸钾晶体加热分解,所得固体质量减小 | B.观察氯化钾溶液没有颜色,表明溶液中的K+无色 | C.在氯化钾溶液中加入适量锌粉振荡,静置后未见明显变化,表明锌与K+不反应 | D.在高锰酸钾溶液中加入适量锌粉振荡,静置后见紫色褪去,表明MnO4-为紫色 |
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下列实验不能达到目的的是( )
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