某版本的化学教材中安排了如图所示“合成氨”的演示实验(夹持仪器均已省略).在Y形管的一侧用Zn粒和稀H2SO4反应制取H2,另一侧用NaNO2固体和饱和NH4Cl溶液反应制取N2,N2和H2混合通过还原铁粉来合成NH3,再将产生的气体通入酚酞试液中,若酚酞试液变红,即说明产生了氨气.某课外活动小组通过查阅资料和多次实验,得到了如下信息:
信息一:NaNO2固体和饱和NH4Cl溶液混合加热的过程中发生了如下反应:
2NH3+N2O3→2N2+3H2O
NaNO2+NH4CI→NH4NO2+NaCI
NH4NO2→NH3+HNO2
2HNO2→N2O3+H2O
信息二:不同体积比的N2、H2混合气体在相同实验条件下合成氨,使酚酞试液变红所需要的时间如下:
N2和H2的体积比5:13:11:11:31:5酚酞变红所需时间/min8~97~86~73~49~10据此回答下列问题:
(1)Y形管左侧管中发生反应的化学方程式为______.
(2)石棉绒的作用是______.
(3)课外小组的同学们认为,该实验中即使酚酞试液变红也不能说明N2和H2反应合成了NH3,得出此结论的理由是______,请你另设计一个简单的实验验证你的理由______;
欲解决这一问题,可以选用下图中的______装置连接在原装置中的______和______之间.
(4)在上述实验过程中,为尽快观察到酚酞变红的实验现象,应该控制N2和H2的体积比为______比较适宜;但该装置还难以实现此目的,原因是______.
(5)实验过程中通入试管C中的气体的成分有______.
网友回答
解:(1)Y形管左侧管中发生反应的化学方程式为 Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑.
(2)石棉绒的作用是增大混合气体与催化剂还原铁粉的接触面积,使反应进行得更充分.
(3)课外小组的同学们认为,该实验中即使酚酞试液变红也不能说明N2和H2反应合成了NH3,得出此结论的理由是:从分步反应可知,产生N2的过程中,有可能直接产生氨气,另设计一个简单的实验验证你的理由:将NaNO2固体和饱和NH4Cl溶液混合加热,产生的气体直接通入酚酞试液,若酚酞试液变红,则说明理由成立;否则,说明理由不成立;欲解决这一问题,可以选用下图中的③装置连接在原装置中的A和B之间.
(4)在上述实验过程中,为尽快观察到酚酞变红的实验现象,应该控制N2和H2的体积比为 1:3比较适宜;但该装置还难以实现此目的,原因是无法控制通入B中N2和H2的体积比.
(5)实验过程中通入试管C中的气体的成分有氨气、水蒸气、氮气.
故