题目

题型：不详难度：来源：

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）甲同学用此装置（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，请解释原因                       。
（2）乙同学用此套装置合成SO₃，B处冰水冷却的U型管中有固体出现。C中
若盛放酸性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，并用简要文字说明补充和替换的位置）。

（3）丙同学拟验证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11.2LN₂，则NO的转化率是            。

答案

（1）实验室制取氨气的反应是，2NH₄Cl+Ca（OH）₂CaCl₂+NH₃+2H₂O 因为氨气催化氧化生成NO，2NO+O₂=2NO₂，2NO₂（红棕）N₂O₄（无色），正反应是放热，U型管底部的温度降低，上述平衡向右移动，NO2的浓度降低，颜色变浅。
（2）Cr₂O₇^2-+3SO₂+2H⁺=2Cr³⁺+3SO₄^2-+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

（1））实验室制取氨气的反应是，2NH₄Cl+Ca（OH）₂CaCl₂+NH₃+2H₂O 因为氨气催化氧化生成NO，2NO+O₂=2NO₂，2NO₂（红棕）N₂O₄（无色），正反应是放热，U型管底部的温度降低，上述平衡向右移动，NO₂的浓度降低，颜色变浅。
（2）酸性K₂Cr₂O₇溶液氧化未反应的二氧化硫，
Cr₂O₇^2-+3SO₂+2H⁺=2Cr³⁺+3SO₄^2-+H₂O，此装置中存在明显不足是易发生倒吸且空气的水蒸气进入B中，得不到纯净干燥的三氧化硫，需在B、C之间依次加装置e、m，e装置防止空气的水蒸气进入B，m是安全瓶的起防止倒吸，或将C装置换成f装置，既可以吸收二氧化硫，还可防倒吸现象，防止水蒸气进入B中。
（3）装置⑥的作用是吸收未反应的的氨气，则⑦的作用是吸收未反应的NO；根据反应方程式有6NO—5N₂，生成标准状况下11.2LN₂,消耗NO的物质的量为0.6mol,原有NO的物质的量是22.4L/22.4L/mol=1mol，则NO转化率是60%。