Question

常温下氨气能被氯气氧化生成N₂，化工厂常用此法检验管道是否泄漏氯气。某探究小组在实验室对氨气与氯气反应进行了探究，回答下列问题。

Ⅰ．氨气的制备

（1）氨气的发生装置可以选择上图中的________（填大写字母），反应的化学方程式为____________________________________。

（2）欲收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，按气流方向写出其接口的连接顺序：发生装置管口→________（填小写字母）。

Ⅱ．氯气与氨气的反应

室温下，用收集到的氨气按下图所示装置进行实验（实验前k₁、k₂关闭）。

（3）打开k₁，缓缓推动注射器活塞，向试管中注入约3倍于氯气体积的氨气，关闭k₁，恢复室温。试管中可观察到的现象是________。发生反应的化学方程式为________。

（4）再打开k₂，可观察到的现象是________。

Answer

A2NH4Cl＋Ca（OH）2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O（或B NH3·H2ONH3↑＋H2O）d→c→f→e→（d→c→）i生成白烟，而后凝结在试管内壁，试管内黄绿色气体颜色逐渐变浅至褪去3C12＋8NH3＝6NH4Cl＋N2（或分开写：3C12＋2NH3＝6HCl＋N2、HCl＋NH3＝NH4Cl）烧杯中的水倒流进入试管中

【解析】

Ⅰ．氨气的制备

（1）实验室通常用氯化铵与氢氧化钙加热法制备氨气，氨气的发生装置可以选择上图中的A，反应的化学方程式为2NH4Cl＋Ca（OH）2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。也可以选择B装置加热浓氨水制备少量氨气，反应的化学方程式为NH3·H2ONH3↑＋H2O。

（2）实验室通常用盛有碱石灰的干燥管来干燥氨气，氨气会污染空气，所以要设计一个尾气处理装置，因为氨气极易溶于水，常用一个小漏斗倒扣在水面上吸收氨气。实验室常用向下排空气法收集氨气，为防止尾气吸收装置中的水蒸气回流进集气瓶，可以在两者之间再加一个盛有碱石灰的干燥管。所以欲收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，按气流方向写出其接口的连接顺序：发生装置管口→d→c→f→e→（d→c→）i。

Ⅱ．氯气与氨气的反应

根据题中信息“常温下氨气能被氯气氧化生成N2，化工厂常用此法检验管道是否泄漏氯气”可知，该反应中，氨气被氧化为氮气，氯气被还原为氯化氢，然后氯化氢再与氨气化合为氯化铵，反应的总化学方程式为3C12＋8NH3＝6NH4Cl＋N2，所以若看到白烟产生，则证明有氯气从管道中泄漏。

（3）打开k1，缓缓推动注射器活塞，向试管中注入约3倍于氯气体积的氨气，关闭k1，恢复室温。试管中可观察到的现象是生成白烟，而后凝结在试管内壁，试管内黄绿色气体颜色逐渐变浅至褪去。发生反应的化学方程式为3C12＋8NH3＝6NH4Cl＋N2（或分开写：3C12＋2NH3＝6HCl＋N2、HCl＋NH3＝NH4Cl）。

（4）由化学方程式可知，向试管中注入约3倍于氯气体积的氨气，反应前３体积的氯气反应后变为１体积的氮气，还剩余约１体积的氨气，反应后试管中的气体变少了，试管中的气压小于外界大气压，所以打开k2，可观察到的现象是烧杯中的水倒流进入试管中。