Question

某学生利用以下装置探究氯气与氨气之间的反应。其中A、F分别为氨气和氯气的发生装置，C为纯净干燥的氯气与氨气反应的装置。

请回答下列问题：

（1）装置A中的烧瓶内固体可选用__(填字母)。

A.碱石灰        B.生石灰        C.二氧化硅        D.五氧化二磷       E.烧碱

（2）虚线框内应添加必要的除杂装置，请从表格中的备选装置中选择，并将编号填入下列空格：B__，D__，E__。

（3）通入C装置的两根导管左边较长、右边较短，目的是__。

（4）装置C内出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结，另一生成物是空气的主要成分之一。请写出反应的化学方程式：__；其中氧化剂与还原剂的物质的量之比为__；当amol氯气参加反应时，转移的电子总数为b个，则阿伏加德罗常数为__mol^-1(用含a、b的代数式表示)。

（5）从装置C的出气管口G处逸出的尾气可能含有污染环境的气体，如何处理？_。

Answer

ABE Ⅰ Ⅱ Ⅲ 使密度较大的Cl2和密度较小的NH3较快地混合均匀 3Cl2＋8NH3=N2＋6NH4Cl 3：2 在G后连接导管，直接把尾气通入盛有NaOH溶液的烧杯中

【解析】

探究氯气和氨气的反应，则首先要制得氨气和氯气，装置A用于制取氨气，制得的氨气中含有水蒸气，需要除去，干燥氨气选用碱石灰，装置F制取氯气，氯气中含有HCl和H2O，需要除去和干燥，利用饱和食盐水除去HCl，利用浓硫酸除去H2O。在C中发生氨气与氯气的反应。

(1)装置A用于制取氨气，碱石灰、生石灰、烧碱遇水都会放热，使氨水温度升高，导致氨气逸出，可以选ABE；

(2)氨气是碱性气体，要用碱性干燥剂碱石灰干燥；由于浓盐酸有挥发性，所以制取的Cl2含有杂质HCl，应该先用饱和NaCl溶液除去其中的HCl，再用浓硫酸干燥，所以B选Ⅰ装置，D选Ⅱ装置，E选Ⅲ装置，经过除杂干燥后在装置C中发生反应；

(3)氨气的密度比Cl2的密度小，通入C装置的两根导管左边较长、右边较短，就可以使密度较大的Cl2和密度较小的NH3较快地混合均匀；

(4)装置C内出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结，另一生成物是空气的主要成分之一。则白色固体是NH4Cl，另一生成物是N2，根据得失电子守恒、原子守恒可得该反应的化学方程式是3Cl2＋8NH3=N2＋6NH4Cl；在该反应中氧化剂是Cl2，还原剂是NH3，每有3molCl2发生反应，消耗8molNH3，其中有2molNH3做还原剂。故氧化剂与还原剂的物质的量之比为3：2；当amol氯气参加反应时，转移的电子为2amol，转移电子的个数为b，所以阿伏加德罗常数为NA＝mol－1；

(5)从装置C的出气管口G处逸出的尾气可能含有Cl2、NH3，Cl2能够与NaOH溶液发生反应，NH3易溶于NaOH溶液，则应该将尾气通入到盛有NaOH溶液的烧杯中。