Question

氨是一种重要的化工产品，也是重要的化工原料。某化学兴趣小组在实验室制备氨并完成相关性质实验。

I.实验室制取氨气通常有两种方法:①固体氢氧化钙与氯化铵共热制备氨气(装置如图 甲②在锥形瓶中加入NaOH固体，在分液漏斗中加入浓氨水制备氨气(装置如图乙）。请回答：

(1)用方法①制备并收集NH₃ 。装置甲中生成NH₃的化学方程式为______。用圆底烧瓶收集NH₃的方法为_____(填“向上排空气法”或“向下排空气法”），检验圆底烧瓶中已收集满氨气的方法是_______。

(2)利用装置乙可用方法②制取氨气，利用该装置还可制取_____(填字母)等气体。    

a.H₂      b.CO₂      c.Cl₂  

II.该化学兴趣小组设计了如图所示的实验装置模拟工业生产制备少量硝酸。

(1)实验时先用酒精喷灯预热催化剂，然后通入反应气体，当催化剂红热后移走酒精喷灯，催化剂始终保持红热，温度可达到700℃以上，由此可知该反应是______反应(填“吸热”或“放热”)。

(2)B中试剂为 __________，NaOH溶液的作用是________。

(3)控制氨气和氧气的比例是制备硝酸的关键。当比例不合适时，A中不仅有红棕色气体产生，还伴有白烟，白烟的化学式是_________。欲使氨气尽可能完全转化为_______，理论上n(NH₃) : n(O₂)的最佳比例为______。

Answer

向下排空气法 放湿润的红色石蕊试纸在瓶口，试纸变蓝色则说明气体已收集满 abc 放热 水 吸收尾气 硝酸 1：2

【解析】

I(1)用固体氢氧化钙与氯化铵共热制备氨气的化学方程式为：；氨气的密度比空气小，所以在收集气体时采用向下排空气法；验证氨气是否集满时，可用湿润的红色石蕊试纸在瓶口，若试纸变蓝色，则氨气已集满；(2)利用装置乙可用方法②制取氨气，属于固液混合不加热型发生装置，制取氢气与二氧化碳也采用一样的发生装置；

II该小组要制备硝酸，原料是氨气和氧气，实验时先用酒精喷灯预热催化剂，当催化剂红热后移走酒精喷灯，催化剂始终保持红热，温度可达到700℃以上，说明该反应放热保持温度恒定，整个过程中会发生下列反应： ；在A、B中再与氧气及水充分反应： ，氢氧化钠是吸收前面生成的酸性气体，所以最后一个是尾气处理装置；硝酸和氨气可生成硝酸铵，所以A中的白烟是硝酸铵，要使氨气全部转化为硝酸，则中间产物一氧化氮全部反应。

I(1)用固体氢氧化钙与氯化铵共热制备氨气的化学方程式为：；氨气的密度比空气小，所以在收集气体时采用向下排空气法；氨气是碱性气体，所以在验证氨气是否集满时，可用湿润的红色石蕊试纸在瓶口，若试纸变蓝色，则氨气已集满； (2)利用装置乙可用方法②制取氨气，属于固液混合不加热型发生装置，制取氢气、二氧化碳、氯气（高锰酸钾与浓盐酸）也采用一样的发生装置，制备氯气需要加热；

故答案为：；向下排空气法；放湿润的红色石蕊试纸在瓶口，试纸变蓝色则说明气体已收集满；abc；

II该小组要制备硝酸，原料是氨气和氧气，实验时先用酒精喷灯预热催化剂，当催化剂红热后移走酒精喷灯，催化剂始终保持红热，温度可达到700℃以上，说明该反应放热保持温度恒定，整个过程中会发生下列反应： ；在A、B中再与氧气及水充分反应： ，氢氧化钠是吸收前面生成的酸性气体，所以最后一个是尾气处理装置；硝酸和氨气可生成硝酸铵，所以A中的白烟是硝酸铵，化学式为：，要使氨气全部转化为硝酸，则中间产物一氧化氮全部反应，由两方程叠加，可得4mol氨气参与反应会消耗氧气8mol，故n(NH3) : n(O2) 的最佳比例为1：2；

故答案为：放热；水；吸收尾气；；硝酸；1：2。