《2025年金版新学案高三总复习化学》

2. (2024·广东广州模拟预测)利用氨的催化氧化原理制备硝酸并进行喷泉实验，装置如图所示(省略夹持装置)，下列说法正确的是(C)


A.也可以通过加热 NH₄Cl 固体制备氨气
B.一段时间后，可以在圆底烧瓶观察到无色喷泉
C.实验过程中，硬质玻璃管中可以观察到红棕色气体
D.氨的催化氧化反应中，氧化剂与还原剂物质的量之比为 4:5

答案： 2.C 氯化铵加热分解产生氨气和氯化氢，氨气和氯化氢又会在试管口生成氯化铵，故不能加热氯化铵制备氨气，A错误；NO、氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮与水反应生成硝酸（或NO、O₂与水反应生成硝酸），溶液为酸性，可以在圆底烧瓶观察到红色喷泉，B错误；NH₃催化氧化转化为NO，NO、氧气反应生成红棕色气体二氧化氮，故实验过程中，硬质玻璃管中可以观察到红棕色气体，C正确；氨气催化氧化转化为NO，化学方程式为$4NH₃ + 5O₂\stackrel{△}{\underset{催化剂}{=}}4NO + 6H₂O，$氨气为还原剂，氧气为氧化剂，则氧化剂与还原剂物质的量之比为5:4，D错误。

3. 利用压强传感器测定氨气的喷泉实验中压强变化的装置如图 1 所示(夹持仪器略)。下列说法错误的是(D)


A.取下 a 处胶头滴管，用湿润的红色石蕊试纸在瓶口验满
B.打开弹簧夹 b，挤压 a 处胶头滴管，使少量水进入三颈瓶引发喷泉
C.喷泉实验时三颈瓶内压强变化曲线如图 2，C 点时喷泉最剧烈
D.常温常压下，实验结束后所得溶液的物质的量浓度为$\frac{1}{22.4}$mol·L⁻¹

答案： 3.D 氨气溶于水呈碱性，取下a处胶头滴管，用湿润的红色石蕊试纸在瓶口验满，若红色石蕊试纸变蓝，说明氨气已经充满装置，A正确；氨气极易溶于水，打开弹簧夹b，挤压a处胶头滴管，使少量水进入三颈瓶，氨气溶于水使瓶内压强减小，引发喷泉，B正确；电脑绘制三颈瓶内压强变化曲线如图2，C点时容器内外压强差最大，则喷泉最剧烈，C正确；若在标准状况下完成该实验，假设溶液刚好充满烧瓶且混合均匀，容器的容积为VL，则溶液的物质的量浓度为$\frac{VL}{22.4L/mol} = \frac{1}{22.4}mol·L⁻¹$，常温下应小于该值，D错误。

4. 探究 NO₂、O₂混合气体的喷泉实验。

(1) 请在 G 装置中的虚线上描出导管实线图。
(2) G 装置中浓硫酸有三种作用：混合 NO₂、O₂气体；干燥 NO₂、O₂；观察气泡的生成速率，控制混合气体的比例。
(3) 将 G 装置上面的圆底烧瓶收集满气体(标准状况下)进行喷泉实验，若混合气体全部被吸收，则所得溶液物质的量浓度为0.036mol·L⁻¹(结果保留两位有效数字)。

答案：
4.
(1)（进气管短，出气管长）
(2)观察气泡的生成速率，控制混合气体的比例
(3)0.036
解析：
(3)混合气体全部被吸收，则恰好发生反应4NO₂ + O₂ + 2H₂O = 4HNO₃，HNO₃的物质的量恰好是完全反应的NO₂和O₂（体积比4:1）总物质的量的$\frac{4}{5}$，溶液体积等于烧瓶体积，设烧瓶体积为VL，则溶液的物质的量浓度为$\frac{\frac{VL}{22.4L·mol⁻¹}×\frac{4}{5}}{VL} = \frac{1}{22.4}×\frac{4}{5}mol·L⁻¹ ≈ 0.036mol·L⁻¹$。

5. 如图为化学教学中所用的喷泉实验装置。某同学在烧瓶中盛不同成分的气体进行喷泉实验，请帮助分析实验后烧瓶中所得溶液的浓度。（假设是在标准状况下完成实验，且溶质不扩散）

(1) 若用 HCl 气体，则 c(HCl) =$\frac{1}{22.4}mol·L⁻¹$。
(2) 若用 NO₂气体，则 c(HNO₃) =$\frac{1}{22.4}mol·L⁻¹$。
(3) 若用 n(NO₂) : n(O₂) = 2 : 1 的混合气体，则 c(HNO₃) =$\frac{1}{28}mol·L⁻¹$。

答案： 5.
(1)$\frac{1}{22.4}mol·L⁻¹$
(2)$\frac{1}{22.4}mol·L⁻¹$
(3)$\frac{1}{28}mol·L⁻¹$
解析：设烧瓶的容积为VL，则气体的物质的量均为$\frac{V}{22.4}mol$。
(1)若是HCl气体，喷泉后，溶液充满烧瓶，则溶液的体积为VL，$c(HCl) = \frac{\frac{V}{22.4}mol}{VL} = \frac{1}{22.4}mol·L⁻¹$。
(2)若为NO₂，喷泉后，溶质为HNO₃，$3NO₂ + H₂O = 2HNO₃ + NO$，则喷泉后溶液的体积为$\frac{2}{3}VL$，$c(HNO₃) = \frac{\frac{2}{3}×\frac{V}{22.4}mol}{\frac{2}{3}VL} = \frac{1}{22.4}mol·L⁻¹$。
(3)若$n(NO₂):n(O₂) = 2:1$，发生反应：$4NO₂ + O₂ + 2H₂O = 4HNO₃$，则反应剩余$\frac{V}{6}LO₂$，溶液的体积为$\frac{5}{6}VL$，溶质为HNO₃，则$c(HNO₃) = \frac{\frac{2}{3}×\frac{V}{22.4}mol}{\frac{5}{6}VL} = \frac{1}{28}mol·L⁻¹$。