（2007•石家庄一模）如图1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NH4Cl饱和溶液反应制取N2，N2和H2混合后通过还原铁

Question

（2007•石家庄一模）如图1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NH₄Cl饱和溶液反应制取N₂，N₂和H₂混合后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，则说明产生了氨气．
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如下反应：
①NaNO₂+NH₄Cl→NH₄NO₂+NaCl     
②NH₄NO₂→NH₃+HNO₂
③2HNO₂→N₂O₃+H₂O              
④2NH₃+N₂O₃→2N₂+3H₂O
信息二：查阅资料，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	5：1	3：1	1：1	1：3	1：5
酚酞变红色所需时间/min	8～9	7～8	6～7	3～4	9～10

据此回答下列问题：
（1）Y形管左侧管中发生反应的离子方程式：______．
（2）铁粉撒在石棉绒上的目的是______．
（3）课外活动小组的同学们认为，该实验中即使酚酞变红也不能说明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，可以选用图2中的______装置连接在原装置中的______和______之间．
（4）在上述实验过程中，为尽快观察到酚酞试液变红的实验现象，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中的气体成分有______．

Answer 1

（1）Y形管左侧管中发生反应的化学方程式为 Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑；
故答案为：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；
故答案为：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；
钴答案为：从分步反应可知，产生N₂的过程中，有可能直接产生氨气．
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． ③； A，B；
（4）在上述实验过程中，为尽快观察到酚酞变红的实验现象，依据化学反应定量关系，N₂+3H₂⇌2NH₃，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；
故答案为：体积比为 1：3比较适宜；无法控制通入B中N₂和H₂的体积比；
（5）实验过程中，依据氮气和氢气合成氨是可逆反应，不能进行彻底，所以通入试管C中的气体成分有 NH₃、N₂、H₂；
故答案为：NH₃、N₂、H₂；