Question

Ⅰ、某學(xué)習(xí)小組探究氨的還原性及檢驗產(chǎn)物的性質(zhì)，按圖1裝置進行實驗（夾持儀器已略去）．將B處的Cr₂O₃加熱至紅熱，再鼓入空氣．

已知：無水CaCl₂可吸收氨氣和水回答下列問題：
（1）B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

．
（2）證明氨氣發(fā)生了催化氧化的現(xiàn)象是：D廣口瓶中有

 

產(chǎn)生．
（3）E中少量鐵片以

 

（寫離子符號）離子存在．
（4）若向E中緩緩?fù)ㄈ肟諝猓�空氣中氧氣占l/4體積）的目的是使NO充分轉(zhuǎn)化為  NO₃^-，假設(shè)產(chǎn)生NO的速率是V（L/s），則通入空氣的速率是

 

（L/s）．
（5）整套裝置F址添加一種裝置后，此實驗設(shè)計才較完善，請補畫出F裝置圖（要求  注明裝置中所加試劑名稱）．
（6）氨作為燃料電池的燃氣，電池的總反應(yīng)為4NH₃+3O₂=2N₂+6H₂O，該燃料電池以KOH溶液為電解質(zhì)溶液，負極反應(yīng)式為

 

Ⅱ探究甲烷與氯氣反應(yīng)
某同學(xué)設(shè)計如圖2所示裝置進行探究．反應(yīng)結(jié)束后，打開旋塞．
（7）能證明甲烷與氯氣確實發(fā)生了反應(yīng)的現(xiàn)象是

 

（8）甲烷與氧氣完全反應(yīng)，當產(chǎn)生1.8g水蒸氣時，放熱a kJ，寫出甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式

 

．

Answer 1

考點：性質(zhì)實驗方案的設(shè)計

專題：

分析：（1）氨的催化氧化產(chǎn)物是一氧化氮和水，據(jù)此來書寫反應(yīng)方程式；
（2）氨氣發(fā)生了催化氧化的產(chǎn)物一氧化氮極易和氧氣化合為二氧化氮；
（3）二氧化氮和水反應(yīng)會獲得硝酸，少量鐵和硝酸反應(yīng)生成硝酸鐵、一氧化氮和水；
（4）根據(jù)反應(yīng)2NO+O₂=2NO₂和3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO推出反應(yīng)4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃，可判斷通入空氣的速率；
（5）應(yīng)該在裝置F中用堿性溶液來吸收生成的氮的氧化物；
（6）燃料電池中，負極是燃料發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)；
（7）甲烷與氯氣反應(yīng)生成HCl氣體和氯代烷，HCl溶于水使NaCl的溶解平衡左移，析出氯化鈉固體；
（8）根據(jù)一定質(zhì)量的甲烷燃燒放出的熱量可計算反應(yīng)熱，進而可寫出熱化學(xué)方程式．

解答： 解：（1）B中發(fā)生的反應(yīng)是氨的催化氧化反應(yīng)，原理方程式為：4NH₃+5O₂

催化劑 .

△

4NO+6H₂O，
故答案為：4NH₃+5O₂

催化劑 .

△

4NO+6H₂O；
（2）氨氣發(fā)生了催化氧化的產(chǎn)物一氧化氮極易和氧氣化合為二氧化氮，即2NO+O₂=2NO₂，所以D中廣口瓶中有紅棕色氣體產(chǎn)生，
故答案為：紅棕色氣體；
（3）在E中，生成的二氧化氮和水反應(yīng)會生成硝酸，金屬鐵和硝酸反應(yīng)方程式為Fe+4HNO3HNO₃=Fe（NO₃）₃+NO↑+2H₂O，故鐵以Fe³⁺方式存在，
故答案為：Fe³⁺；
（4）根據(jù)反應(yīng)2NO+O₂=2NO₂和3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO推出反應(yīng)4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃，可知NO和O₂的體積之比為4：3時，完全反應(yīng)生成硝酸，空氣中氧氣占

1

4

體積，產(chǎn)生NO的速率是V（L/s），所以通入空氣的速率是3V（L/s），
故答案為：3V；
（5）E中鐵與硝酸反應(yīng)生成氮的氧化物，直接排放會污染大氣，需要用NaOH溶液吸收，圖為，
故答案為：；
（6）燃料電池中，負極是燃料發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，所以氨作為燃料電池燃氣時，負極上是氨氣失電子的過程，即2NH₃-6e^-+6OH^-=N₂+6H₂O，
故答案為：2NH₃-6e^-+6OH^-=N₂+6H₂O；
（7）甲烷與氯氣反應(yīng)生成HCl氣體和氯代烷，反應(yīng)結(jié)束后，打開旋塞，HCl溶于水使NaCl的溶解平衡左移，析出氯化鈉固體，
故答案為：有白色晶體析出；
（8）n（CH₄）=

1.8g

18g/mol

×2×

1

4

=0.05mol，放熱a kJ，則1mol甲烷反應(yīng)可放出20akJ熱量，熱化學(xué)方程式為CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-20akJ?mol^-1，
故答案為：CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-20akJ?mol^-1．

點評：本題是一道實驗探究題目，考查學(xué)生氨氣的制取和性質(zhì)以及探究甲烷與氯氣反應(yīng)，要求學(xué)生具有分析和解決問題的能力，難度不大．