某校化学兴趣小组的同学拟用以下流程研究工业合成氨以及氨氧化法制硝酸，氨氧化法制硝酸最关键的一步是让氨气与氧气在有催化剂存在的高温条件下反应生成NO，请据此回答下列问题：

Question

某校化学兴趣小组的同学拟用以下流程研究工业合成氨以及氨氧化法制硝酸，氨氧化法制硝酸最关键的一步是让氨气与氧气在有催化剂存在的高温条件下反应生成NO，请据此回答下列问题：

（1）流程第④步用于制取氨气，该步的化学方程式为

N₂+3H₂

高温高压

催化剂

2NH₃

N₂+3H₂

高温高压

催化剂

2NH₃

．
（2）产生的氨气与过量的氧气混合后在第⑦步反应，用酒精喷灯加热，则氨催化氧化的化学方程式是

4NH₃+5O₂(催化剂.)/()4NO+6H₂O

4NH₃+5O₂(催化剂.)/()4NO+6H₂O

；经第⑧步净化后收集到的气体为红棕色，试解释其原因______；将收集到的气体浸入冰水中，试管内气体颜色变浅，请结合化学方程式说明原因______．
（3）若用一大试管收集产生的气体48mL，然后将此大试管倒置于盛满水的水槽中，保持温度和压强不变，待液面稳定后，容器中剩余24mL气体，则原混合气体的组成为______，若在剩余24mL气体中通入24mLO₂，待液面稳定后气体体积为______，在原混合气体中通入______mL O₂，水将充满整个试管．

Answer 1

（1）第④步是氮气和氢气在高温、高压以及催化剂的条件下反应生成氨气，反应的化学方程式为：
N₂+3H₂

高温高压

催化剂

2NH₃，
故答案为：N₂+3H₂

高温高压

催化剂

2NH₃；
（2）氨催化氧化是氨气和氧气在铂作催化剂和一定温度下反应生成一氧化氮和水，化学方程式为：4NH₃+5O₂(催化剂.)/()4NO+6H₂O；
NO与氧气反应生成NO₂：2NO+O₂=2NO₂，NO₂为红棕色气体，所以净化后收集到的气体为红棕色；
NO₂气体中存在平衡2NO₂⇌N₂O₄△H＜0，收集到的气体浸入冰水中，温度降低，平衡正向移动，红棕色气体NO₂转变为无色气体N₂O₄，所以试管内气体颜色变浅，
故答案为：4NH₃+5O₂(催化剂.)/()4NO+6H₂O；NO与氧气反应生成红棕色的NO₂；NO₂气体中存在平衡2NO₂⇌N₂O₄△H＜0，收集到的气体浸入冰水中，温度降低，平衡正向移动，红棕色气体NO₂转变为无色气体N₂O₄，所以试管内气体颜色变浅；
（3）由题意以及二氧化氮和水反应的方程式为：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，可知气体的成分为二氧化氮和一氧化氮，
  3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO△V
  3              1     2
  36mL         12mL   24mL
则原气体中二氧化氮的体积为36mL，一氧化氮的体积为48mL-36mL=12mL，所以反应后气体为一氧化氮，体积为24mL；
若在剩余24mL气体中通入24mLO₂，发生反应：
   4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃
    4   3
  24mL  24mL
氧气过量，参加反应的氧气为18mL，过量的氧气为6mL，
原气体中二氧化氮的体积为36mL，一氧化氮的体积为12mL，原混合气体中通入氧气，先发生反应：
   3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO
   36mL         12mL
所以反应后一氧化氮的体积为24mL，后发生反应 4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，若要水将充满整个试管，则气体恰好反应：
  4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃
  4    3
 24mL  18mL
故答案为：36mLNO₂和12mLNO；6mL；18；