Question

如圖1為某套實驗裝置示意圖，其中加熱裝置和部分藥品等已經(jīng)省略（裝置①和裝置②為氣體發(fā)生裝置）．
（1）甲同學利用如圖1所示裝置（在A、B間增加一盛有濃硫酸的洗氣瓶）制備NO₂并驗證其性質．裝置①用于實驗室制備NH₃，用裝置②制備過量O₂．A裝置中相應藥品在催化加熱時發(fā)生反應的化學方程式是______．B處冰水冷卻的U型管中有紅棕色氣體生成且越接近U型管底部顏色越淺，請解釋原因______．
（2）乙同學利用圖2所示裝置合成SO₃，B處冰水冷卻的U型管中的固體出現(xiàn)．C中若盛放K₂Cr₂O₇溶液，則在C中發(fā)生的氧化還原反應的離子方程式是______（生成物中Cr以Cr³⁺形式存在）；現(xiàn)欲制得純凈干燥的SO₃，若C中盛放NaOH溶液，則此裝置中存在明顯不足，應如何改進______（從下面給出的實驗裝置中選擇字母標號補充或替換，并用簡要文字說明）

（3）丙同學采用圖3所示裝置擬驗證NO能被氨氣還原并測算其轉化率（裝置①、裝置②分別制NO和NH₃），將上述裝置A、B、C分別換成下列⑤、⑥、⑦．
請回答：裝置⑦的作用可能是______；若進入裝置⑤的NO共2688mL（已折算為標準狀況，下同），氨氣過量，最后收集到標準狀況下2016ml N₂，則NO的轉化率是______（能正確表達出計算過程即可）

Answer 1

解：（1）氨氣和氧氣發(fā)生催化氧化反應，氨氣中-3價的氮被氧氣氧化成-2價的一氧化氮中的氮，反應化學方程式為4NH₃+5O₂ 4NO+6H₂O；生成的一氧化氮易被氧氣氧化，反應方程式為2NO+O₂=2NO₂，二氧化氮為紅棕色，二氧化氮會轉化為無色的四氧化二氮，反應方程式為2NO₂（紅棕）?N₂O₄（無色），該反應的正反應為放熱反應，根據(jù)平衡移動的原理，U型管底部的溫度降低，上述平衡向右移動，NO₂濃度降低，顏色變淺；
故答案為：4NH₃+5O₂ 4NO+6H₂O；因為2NO+O₂=2NO₂，2NO₂（紅棕）?N₂O₄（無色），正反應是放熱反應，U型管底部的溫度降低，上述平衡向右移動，NO₂濃度降低，顏色變淺；
（2）K₂Cr₂O₇中的鉻為+6價具有強氧化性，二氧化硫中的硫為+4價的硫具有還原性，發(fā)生氧化還原反應，+6鉻變?yōu)楫a(chǎn)物中的+3價鉻，二氧化硫中+4價的硫變?yōu)楫a(chǎn)物中+6價的硫，反應方程式為Cr₂O₇^2-+3SO₂+2H⁺=2Cr³⁺+3SO₄^2-+H₂O，欲制得純凈干燥的SO₃，需用濃硫酸干燥需選e，不能選f，然后用m收集，將e、m依次連接在B、C之間或將C裝置換成f，
故答案為：Cr₂O₇^2-+3SO₂+2H⁺=2Cr³⁺+3SO₄^2-+H₂O；將e、m依次連接在B、C之間或將C裝置換成f；
（3）一氧化氮與二價鐵形成配位鍵，溶液中淡綠色的二價鐵變成棕色的一氧化氮配合物，反應為FeSO₄+NO=Fe（NO）SO₄，根據(jù)反應6NO+4NH₃═5N₂+6H₂O計算，在一定條件下氣體的體積之比等于物質的量之比，
6NO+4NH₃═5N₂+6H₂O
6mol 5mol
V 2016ml
V=，則NO的轉化率為×100%=90%，
故答案為：吸收未反應的NO；×100=90%；
分析：（1）氨氣催化氧化反應生成一氧化氮和水，據(jù)此書寫化學反應方程式；一氧化氮易被氧氣氧化成紅棕色的二氧化氮，所以B處冰水冷卻的U型管中有紅棕色氣體生成，二氧化氮中存在一個平衡，會轉化為無色的四氧化二氮，溫度降低，平衡向正反應方向移動，所以，U型管底部顏色越淺；
（2）K₂Cr₂O₇中的鉻為+6價具有強氧化性，二氧化硫中的硫為+4價的硫具有還原性，發(fā)生氧化還原反應，據(jù)此書寫化學方程式；欲制得純凈干燥的SO₃，若C中盛放NaOH溶液需將C裝置換成f，或將e、m依次連接在B、C之間；
（3）硫酸亞鐵吸收NO，F(xiàn)e²⁺+NO=Fe（NO）²⁺生成配合物；根據(jù)反應6NO+4NH₃═5N₂+6H₂O計算NO的轉化率；
點評：本題考查的知識點較多，主要考查了氨氣的催化氧化、二氧化硫的還原性、一氧化氮的性質和一氧化氮和氨氣的反應的計算等知識，依據(jù)相關知識結合裝置圖進行分析解答是答題的關鍵，題目較為綜合，具有一定難度．