Question

下图为某套实验装置示意图，其中加热装置和部分药品等均已经省略(装置①和装置②为气体发生装置)。

（1）甲同学利用如图1所示装置(在A、B间增加一盛有浓硫酸的洗气瓶)制备NO₂并验证其性质。装置①用于实验室制备NH₃，用装置②制备过量O₂．装置①中发生反应的化学方程式是__________________________；B处冰水冷却的U型管中有红棕色气体生成且越接近U型管底部颜色越浅，请写出有关反应的化学方程式_________________________；

（2）SO₃常温下是液体，16.8℃以下是无色或白色晶体。乙同学利用此套装置合成SO₃，其反应为2SO₂+O₂2SO₃,B处冰水冷却的U型管中的固体出现．C中若盛放K₂Cr₂O₇溶液，则在C中发生的氧化还原反应的离子方程式是_________________________；(生成物中Cr以Cr³⁺形式存在)；现欲制得纯净干燥的SO₃，若C中盛放NaOH溶液，则此装置中存在明显不足，应如何改进_________________________(从下面给出的实验装置中选择字母标号补充或替换，并用简要文字说明)

（3）丙同学采用图3所示装置拟验证NO能被氨气还原并测算其转化率(装置①、装置②分别制NO和NH₃)，将上述装置A、B、C分别换成下列⑤、⑥、⑦。

请回答：装置⑦的作用可能是__________________________；若进入装置⑤的NO共22.4L(已折算为标准状况，下同)，氨气过量，最后收集到标准状况下11.2L N₂，则NO的转化率(转化率=已转化的量/原来的总量)是______________(能正确表达出计算过程即可)。

Answer

（1）2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O 2NO+O2=2NO2 2NO2(红棕)N2O4(无色)（2）Cr2O72-+3SO2+2H+=2Cr3++3SO42-+H2O 将e、m依次连接在B、C之间或将C装置换成f（3）吸收未反应的NO 60%

【解析】

试题分析：（1）实验室利用氯化铵和消石灰混合加热制NH3，装置①中发生反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O；氨气和氧气发生催化氧化反应，生成的一氧化氮易被氧气氧化，反应方程式为2NO+O2=2NO2，二氧化氮为红棕色，二氧化氮会转化为无色的四氧化二氮，反应方程式为2NO2(红棕)N2O4(无色)，该反应的正反应为放热反应，根据平衡移动的原理，U型管底部的温度降低，上述平衡向右移动，NO2浓度降低，颜色变浅；（2）K2Cr2O7中的铬为+6价具有强氧化性，二氧化硫中的硫为+4价的硫具有还原性，发生氧化还原反应，+6铬变为产物中的+3价铬，二氧化硫中+4价的硫变为产物中+6价的硫，反应方程式为Cr2O72-+3SO2+2H+=2Cr3++3SO42-+H2O，欲制得纯净干燥的SO3，需用浓硫酸干燥需选e，不能选f，然后用m收集，将e、m依次连接在B、C之间或将C装置换成f；（3）一氧化氮与二价铁形成配位键，溶液中淡绿色的二价铁变成棕色的一氧化氮配合物，反应为FeSO4+NO=Fe(NO)SO4，因此装置⑦的作用是吸收未反应的NO；根据反应6NO+4NH3═5N2+6H2O计算，在一定条件下气体的体积之比等于物质的量之比，

6NO+4NH3═5N2+6H2O

6mol 5mol

V 11.2L

V=(6mol×11.2L)/5mol=13.44L，则NO的转化率为13.44L/22.4L×100%=60%。

考点：考查氨的性质及氧化还原反应的计算。