某研究性学习小组为了探究合成氨的原理,设计了下列实验装置。下图中A是简易的氢气发生器,B是圆底烧瓶,C是装有干燥剂的U形管,a是旋转活塞,D是装有还原铁粉的反应管,E是装有酚酞试液的烧杯。
实验前先检查装置的气密性。实验开始时,先关闭活塞a,并取下烧瓶B;向A中加入一定量的适当浓度的盐酸,使之产生氢气。经必要的操作后,在导管出口处点燃氢气,然后如上图所示装上烧瓶B,塞紧瓶塞,氢气在烧瓶中继续燃烧,用酒精灯加热反应管D中的还原铁粉,待B中氢气的火焰熄灭后,打开活塞a,气体通过反应管D进入烧杯E中。
(1)实验前,如何检查装置的气密性?__________________________
(2)点燃氢气前必须进行________操作,进行该操作的方法是_______________。
(3)写出A中反应的离子方程式:_______________; B、D中发生反应的化学方程式:B:________________________; D:_______________________。
(4)C中干燥剂的名称是__________,该干燥剂的作用是__________。
(5)E中的实验现象是_______________,原因是(用电离方程式进行回答)_______________。
(6)工业生产上合成氨一般选择的压强是20MPa~50MPa,其原因是_______________。
(1)在A中放入少量水,使水面刚好浸没漏斗下端,打开旋塞a,在B底部稍加热,若在A中漏斗颈内水面上升,且E中导管口有气泡逸出,停止加热后E中导管有水柱上升,表示装置不漏气(也可关闭活塞a,用同样的方法分别在烧瓶B底部和反应管D下部稍加热,检查活塞前后两部分装置是否漏气)
(2)检验氢气的纯度;用排水法收集一试管氢气,用拇指堵住试管口,移近火焰,产生轻轻的“噗”的一声(或没有尖锐的爆鸣声),表示氢气纯度合格,可以收集和点燃
(3)Zn +2H+==Zn2++H2↑;2H2+O22H2O;N2+3H22NH3
(4)碱石灰(或生石灰、氢氧化钠固体);吸收气体中少量的水蒸气和盐酸酸雾
(5)酚酞试液变红;NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-
(6)由于合成氨的反应是一气体积缩小的可逆反应,增大压强,既有利加快反应速率,又有利于氨的合成,实际生产中,压强越大,需要的动力越大,对材料的强度要求更高,从而会降低综合经济效益,因而选20MPa~50MPa