Question

8．某課外活動小組欲利用CuO與NH₃反應(yīng)，研究NH₃的某種性質(zhì)并測定其組成，設(shè)計了如圖實驗裝置（夾持裝置未畫出）進行實驗．請回答下列問題．

（1）儀器a的名稱為分液漏斗；儀器b中可選擇的試劑為固體氫氧化鈉或氧化鈣或堿石灰．
（2）實驗室中，利用裝置A，還可制取的無色氣體是bc（填字母）．
a． Cl₂               b．O₂c．SO₂           d．NO₂
（3）實驗中觀察到裝置C中黑色CuO粉末逐漸變紅，量氣管中有無色無味的氣體產(chǎn)生，上述現(xiàn)象證明NH₃具有還原性，寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式3CuO+2NH₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+3H₂O+N₂．
（4）裝置E中濃硫酸的作用是吸收未反應(yīng)的氨氣，阻止裝置F中水蒸氣進入裝置D．
（5）實驗完畢，若測得干燥管D增重m g，裝置F測得氣體的體積為n L（已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況），則氨分子中氮、氫的原子個數(shù)比為$\frac{9n}{11.2m}$（用含m、n字母的代數(shù)式表示）．

Answer 1

分析 濃氨水在氧化鈣或氫氧化鈉、堿石灰等作用下可放出大量的氨氣，B中堿石灰用于干燥氨氣，加熱條件下，氨氣與CuO發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氮氣和銅，D中堿石灰用于吸收氨氣，E用于吸收氨氣，F(xiàn)用于測量生成氮氣的體積，測量氣體體積時量氣管液面應(yīng)相等，以排除壓強的影響，以此解答該題．
（1）依據(jù)裝置儀器分析回答，濃氨水滴入錐形瓶中利用固體溶解放熱使一水合氨分解生成氨氣，需要選擇氫氧化鈉固體，氧化鈣固體或堿石灰；
（2）a．制備氯氣Cl₂需要加熱，且氯氣為黃綠色氣體；
b．利用固體過氧化鈉和水的反應(yīng)，可以制備O₂；
c．利用稀鹽酸滴入大理石上反應(yīng)生成，可以制備CO₂ 氣體；
d．NO₂是紅棕色氣體；
（3）C中黑色CuO粉末變?yōu)榧t色固體，量氣管有無色無味的氣體，說明氧化銅做氧化劑氧化氨氣生成銅、氮氣和水；
（4）E裝置中濃硫酸的作用依據(jù)裝置圖分析判斷是利用濃硫酸吸收過量氨氣，同時避免F裝置中的水蒸氣進入D；
（5）干燥管D增重mg為反應(yīng)生成的水，裝置F測得氣體的體積為nL為反應(yīng)生成的氮氣；依據(jù)元素守恒計算得到．

解答 解：（1）裝置中儀器a為分液漏斗；儀器b是利用分液漏斗中滴入的氨水使錐形瓶中的固體溶解放熱促進一水合氨分解生成氨氣，氫氧化鈉固體、氧化鈣固體、堿石灰固體，
故答案為：分液漏斗；固體氫氧化鈉或氧化鈣或堿石灰；
（2）利用裝置A，可制取的無色氣體；
a．制備氯氣Cl₂需要加熱，且氯氣為黃綠色氣體，故a錯誤；
b．可以制備O₂，利用固體過氧化鈉和水的反應(yīng)，故b正確；
c．可以制備CO₂ 氣體，利用稀鹽酸滴入大理石上反應(yīng)生成，故c正確；
d．NO₂是紅棕色氣體，故d錯誤；
故答案為：bc；
（3）實驗中觀察到裝置C中黑色CuO粉末變?yōu)榧t色固體，量氣管有無色無味的氣體，說明氨氣和氧化銅反應(yīng)生成銅和氮氣與水，氨氣被氧化銅氧化表現(xiàn)還原性，結(jié)合原子守恒配平寫出的化學(xué)方程式為：3CuO+2NH₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+3H₂O+N₂ ，
故答案為：還原；3CuO+2NH₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+3H₂O+N₂ ；
（4）依據(jù)流程分析，濃硫酸是吸收過量的氨氣，阻止F中水蒸氣進入D影響實驗效果，
故答案為：吸收未反應(yīng)的氨氣，阻止F中水蒸氣進入D；
（5）若測得干燥管D增重mg為水物質(zhì)的量=$\frac{mg}{18g/mol}$，裝置F測得氣體的體積為nL（已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況）為N₂，物質(zhì)的量=$\frac{nL}{22.4L/mol}$，依據(jù)元素守恒得到氮原子和氫原子物質(zhì)的量之比=（$\frac{nL}{22.4L/mol}$×2）：（$\frac{mg}{18g/mol}$×2）=，則氨分子中氮、氫的原子個數(shù)比為$\frac{9n}{11.2m}$，
故答案為：$\frac{mg}{18g/mol}$．

點評 本題考查了氨氣的實驗室制備，性質(zhì)驗證和反應(yīng)現(xiàn)象分析判斷判斷，裝置流程分析，量氣裝置的使用方法，測定元素物質(zhì)的量之比的計算，題目難度中等．