Question

【題目】常溫下氨氣能被氯氣氧化生成N2，化工廠常用此法檢驗(yàn)管道是否泄漏氯氣。某探究小組在實(shí)驗(yàn)室對(duì)氨氣與氯氣反應(yīng)進(jìn)行了探究，回答下列問(wèn)題。

Ⅰ．氨氣的制備

（1）氨氣的發(fā)生裝置可以選擇上圖中的________（填大寫字母），反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________________。

（2）欲收集一瓶干燥的氨氣，選擇上圖中的裝置，按氣流方向?qū)懗銎浣涌诘倪B接順序：發(fā)生裝置管口→________（填小寫字母）。

Ⅱ．氯氣與氨氣的反應(yīng)

室溫下，用收集到的氨氣按下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)前k1、k2關(guān)閉）。

（3）打開(kāi)k1，緩緩?fù)苿?dòng)注射器活塞，向試管中注入約3倍于氯氣體積的氨氣，關(guān)閉k1，恢復(fù)室溫。試管中可觀察到的現(xiàn)象是________。發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________。

（4）再打開(kāi)k2，可觀察到的現(xiàn)象是________。

Answer 1

【答案】 A 2NH4Cl＋Ca（OH）2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O（或B NH3·H2ONH3↑＋H2O） d→c→f→e→（d→c→）i 生成白煙，而后凝結(jié)在試管內(nèi)壁，試管內(nèi)黃綠色氣體顏色逐漸變淺至褪去 3C12＋8NH3＝6NH4Cl＋N2（或分開(kāi)寫：3C12＋2NH3＝6HCl＋N2、HCl＋NH3＝NH4Cl） 燒杯中的水倒流進(jìn)入試管中

【解析】Ⅰ．氨氣的制備

（1）實(shí)驗(yàn)室通常用氯化銨與氫氧化鈣加熱法制備氨氣，氨氣的發(fā)生裝置可以選擇上圖中的A，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH4Cl＋Ca（OH）2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。也可以選擇B裝置加熱濃氨水制備少量氨氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為NH3·H2ONH3↑＋H2O。

（2）實(shí)驗(yàn)室通常用盛有堿石灰的干燥管來(lái)干燥氨氣，氨氣會(huì)污染空氣，所以要設(shè)計(jì)一個(gè)尾氣處理裝置，因?yàn)榘睔鈽O易溶于水，常用一個(gè)小漏斗倒扣在水面上吸收氨氣。實(shí)驗(yàn)室常用向下排空氣法收集氨氣，為防止尾氣吸收裝置中的水蒸氣回流進(jìn)集氣瓶，可以在兩者之間再加一個(gè)盛有堿石灰的干燥管。所以欲收集一瓶干燥的氨氣，選擇上圖中的裝置，按氣流方向?qū)懗銎浣涌诘倪B接順序：發(fā)生裝置管口→d→c→f→e→（d→c→）i。

Ⅱ．氯氣與氨氣的反應(yīng)

根據(jù)題中信息“常溫下氨氣能被氯氣氧化生成N2，化工廠常用此法檢驗(yàn)管道是否泄漏氯氣”可知，該反應(yīng)中，氨氣被氧化為氮?dú)�，氯氣被還原為氯化氫，然后氯化氫再與氨氣化合為氯化銨，反應(yīng)的總化學(xué)方程式為3C12＋8NH3＝6NH4Cl＋N2，所以若看到白煙產(chǎn)生，則證明有氯氣從管道中泄漏。

（3）打開(kāi)k1，緩緩?fù)苿?dòng)注射器活塞，向試管中注入約3倍于氯氣體積的氨氣，關(guān)閉k1，恢復(fù)室溫。試管中可觀察到的現(xiàn)象是生成白煙，而后凝結(jié)在試管內(nèi)壁，試管內(nèi)黃綠色氣體顏色逐漸變淺至褪去。發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為3C12＋8NH3＝6NH4Cl＋N2（或分開(kāi)寫：3C12＋2NH3＝6HCl＋N2、HCl＋NH3＝NH4Cl）。

（4）由化學(xué)方程式可知，向試管中注入約3倍于氯氣體積的氨氣，反應(yīng)前３體積的氯氣反應(yīng)后變?yōu)?/span>１體積的氮?dú)�，還剩余約１體積的氨氣，反應(yīng)后試管中的氣體變少了，試管中的氣壓小于外界大氣壓，所以打開(kāi)k2，可觀察到的現(xiàn)象是燒杯中的水倒流進(jìn)入試管中。