Question

為了在實驗室利用工業原料制備少量氨氣，有人設計了如圖所示裝置(圖中夾持裝置均已略去)．

[實驗操作]

①檢查實驗裝置的氣密性后，關閉彈簧夾a、b、c、d、e，在A中加入鋅粒，向長頸漏斗中注入一定量稀硫酸，打開彈簧夾c、d、e，則A中有氫氣產生，在F出口處收集氫氣并檢驗其純度．

②關閉彈簧夾c取下截去底部的細口瓶C，打開彈簧夾a，將氫氣經導管B驗純后點燃，然后立即罩上無底細口瓶C，塞緊瓶塞，如圖所示，氫氣繼續在瓶內燃燒，幾分鐘后火焰熄滅．

③用酒精燈加熱反應管E，繼續通氫氣，待無底細口瓶C內水位下降到液面保持不變時，打開彈簧夾b，無底細口瓶C內氣體經D進入反應管E，片刻后F中的溶液變紅．

回答下列問題：

(1)檢驗氫氣純度的目的是________．

(2)C瓶內水位下降到液面保持不變時，A裝置內發生的現象是________，防止實驗裝置中壓強過大．此時再打開彈簧夾b的原因是________，C瓶內氣體的成分是________．

(3)在步驟③中，先加熱鐵觸媒的原因是________．反應管E中發生反應的化學方程式是________．

Answer 1

答案：
解析：

答案：(1)通過檢驗H2的純度證明E管中空氣被排盡，同時也防止點燃氫氣時發生爆炸 　　(2)A裝置中液面下降，酸液與鋅粒脫離，反應停止；使C瓶內氣體進入E管中；N2、H2、少量的CO2和水蒸氣 　　(3)合成氨反應需在高溫下進行，故需先加熱鐵觸媒； 　　 　　解析：(1)在該實驗中，關閉彈簧夾a、b，打開彈簧夾c、d、e，H2可以進入E裝置，排盡其中的空氣，防止空氣中的O2將E裝置中的鐵觸媒氧化，通過檢驗H2的純度可以證明E裝置中空氣是否被排盡，同時在②步實驗中要點燃H2，在點燃之前，也必須檢驗其純度，防止爆炸． 　　(2)C瓶內水位下降，說明瓶內壓強大于外界壓強，會導致A裝置中長頸漏斗內液面上升，試管內液面下降，使酸液與Zn粒相脫離，停止反應．此時打開彈簧夾b，H2和N2混合氣體在較大的壓強作用下會通過導氣管，經干燥管進入E管．由于空氣中的O2與H2反應了，所以C瓶內氣體的成分是N2、H2及少量的CO2和水蒸氣． 　　(3)N2與H2需在高溫下才能反應生成NH3，故需先加熱鐵觸媒．反應的化學方程式為：N2＋3H22NH3