Question

12．甲、乙兩個研究性學(xué)習(xí)小組為測定氨分子中氮、氫原子個數(shù)比，設(shè)計了如圖1實驗流程：

實驗中，先用制得的氨氣排盡洗氣瓶前所有裝置中的空氣，再連接洗氣瓶和氣體收集裝置，立即加熱氧化銅．反應(yīng)完成后，黑色的氧化銅轉(zhuǎn)化為紅色的銅．圖2中A、B、C為甲、乙兩小組制取氨氣時可能用到的裝置，D為盛有濃硫酸的洗氣瓶．

甲小組測得：反應(yīng)前氧化銅的質(zhì)量為m₁g，氧化銅反應(yīng)后剩余固體的質(zhì)量為m₂g，生成氮氣在標(biāo)準(zhǔn)狀下的體積為V₁L．
乙小組測得：洗氣前裝置D的質(zhì)量為m₃g，洗氣后裝置D的質(zhì)量為m₄g，生成氮氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為V₂ L．
請回答下列問題：
（1）寫出儀器a的名稱：圓底燒瓶．
（2）檢查A裝置氣密性的操作是連接導(dǎo)管，將導(dǎo)管插入水中；用手緊握試管或加熱試管，導(dǎo)管口有氣泡產(chǎn)生；松開手后或停止加熱，導(dǎo)管內(nèi)有水回流并形成一段穩(wěn)定的水柱．
（3）甲、乙兩小組選擇了不同的方法制取氨氣，請將實驗裝置的字母編號和制備原理填    寫在如表的空格中．

	實驗裝置	實驗藥品	制備原理
甲小組	A	氫氧化鈣、硫酸銨	反應(yīng)的化學(xué)方程式為①（NH4）2SO4+Ca（OH）2═2NH3↑+2H2O+CaSO4
乙小組	②B	濃氨水、氫氧化鈉	用化學(xué)平衡原理分析氫氧化鈉的作用______

（4）甲小組用所測數(shù)據(jù)計算出氨分子中氮、氫的原子個數(shù)之比為5V₁：7（m₁-m₂）．
（5）乙小組用所測數(shù)據(jù)計算出氨分子中氮、氫的原子個數(shù)比明顯小于理論值，其原因是洗氣瓶D中的濃硫酸不但吸收了反應(yīng)生成的水，還吸收了未反應(yīng)的氨氣，從而使計算的氫的量偏高．
為此，乙小組在原有實驗的基礎(chǔ)上增加了一個裝有某藥品的實驗儀器，重新實驗．根據(jù)實驗前后該藥品的質(zhì)量變化及生成氮氣的體積，得出了合理的實驗結(jié)果．該藥品的名稱是堿石灰（氫氧化鈉、氧化鈣等）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)儀器用途填寫名稱，儀器a是反應(yīng)容器屬于圓底燒瓶；
（2）根據(jù)裝置氣密性檢查方法分析，裝置密閉后通過改變溫度改變壓強(qiáng)，觀察導(dǎo)氣管插入水中是否冒氣泡，恢復(fù)常溫觀察導(dǎo)氣管中是否上升一段水柱判斷裝置氣密性；
（3）氫氧化鈣與硫酸銨反應(yīng)生成硫酸鈣、氨氣和水，根據(jù)復(fù)分解反應(yīng)的特點及書寫方程式的原則寫出化學(xué)方程式；
依據(jù)試劑特點和反應(yīng)生成產(chǎn)物選擇裝置，濃氨水是液體，氫氧化鈉是固體，為使氨氣逸出，把氨水滴入固體氫氧化鈉中，隨著氫氧化鈉溶解放熱，氨氣揮發(fā)放出氣體；
利用氫氧化鈉固體溶解放熱促進(jìn)氨水溶液中平衡向放氨氣的方向進(jìn)行分析氫氧化鈉的作用；
（4）根據(jù)氧化銅中氧元素的質(zhì)量等于生成的水中氧元素的質(zhì)量，根據(jù)氮氣的體積計算出氮氣的物質(zhì)的量，從而求出氮原子的個數(shù)；
（5）濃硫酸具有吸水性及能與氨氣反應(yīng)進(jìn)行分析，在洗氣瓶D前的位置應(yīng)增加了一個裝有堿石灰（無水硫酸銅、氫氧化鈉、氧化鈣等）的實驗儀器只吸收水，利用濃硫酸吸收氨氣，得到正確的結(jié)果；

解答 解：（1）儀器a的名稱為：圓底燒瓶，
故答案為：圓底燒瓶；
（2）檢查A裝置氣密性的具體操作方法是連接導(dǎo)管，將導(dǎo)管插入水中，用手緊握試管或加熱試管，導(dǎo)管口有氣泡產(chǎn)生；松開手后或停止加熱，導(dǎo)管內(nèi)有水回流并形成一段穩(wěn)定的水柱，
故答案為：連接導(dǎo)管，將導(dǎo)管插入水中；用手緊握試管或加熱試管，導(dǎo)管口有氣泡產(chǎn)生；松開手后或停止加熱，導(dǎo)管內(nèi)有水回流并形成一段穩(wěn)定的水柱；
（3）甲小組：氫氧化鈣與硫酸銨反應(yīng)生成硫酸鈣、氨氣和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為（NH₄）₂SO₄+Ca（OH）₂═2NH₃↑+2H₂O+CaSO₄，
故答案為：（NH₄）₂SO₄+Ca（OH）₂═2NH₃↑+2H₂O+CaSO₄；
乙小組：濃氨水是液體，氫氧化鈉是固體，為使氨氣逸出，把氨水滴入固體氫氧化鈉中，隨著氫氧化鈉溶解放熱，氨氣揮發(fā)放出氣體，故選B裝置；氫氧化鈉溶于氨水后放熱、增加氫氧根濃度，使NH₃+H₂O?NH₃•H₂O?NH₄⁺+OH^-向逆方向移動，加快氨氣逸出，
故答案為：B；氫氧化鈉溶于氨水后放熱、增加氫氧根濃度，使NH₃+H₂O?NH₃•H₂O?NH₄⁺+OH^-向逆方向移動，加快氨氣逸出；
（4）反應(yīng)前氧化銅的質(zhì)量為m₁g、氧化銅反應(yīng)后轉(zhuǎn)化成的銅的質(zhì)量為m₂g，則氧化銅中氧元素的質(zhì)量為m₁-m₂，生成的水中氧元素的質(zhì)量等于氧化銅氧元素的質(zhì)量，則生成的水中氧原子的個數(shù)為$\frac{{m}_{1}-{m}_{2}}{16}$；水中氫原子個數(shù)是氧原子個數(shù)的兩倍，因此氫原子個數(shù)為$\frac{{m}_{1}-{m}_{2}}{16}$×2，生成的氮氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積V₁L，則氮氣中氮原子的個數(shù)為$\frac{{V}_{1}×2}{22.4}$；
因此氮氫原子個數(shù)比為$\frac{{V}_{1}×2}{22.4}$：$\frac{{m}_{1}-{m}_{2}}{16}$×2=5V₁：7（m₁-m₂），
故答案為：5V₁：7（m₁-m₂）；
（5）乙小組用所測數(shù)據(jù)計算出氨分子中氮、氫的原子個數(shù)比小于理論值，其原因是洗氣瓶D中的濃硫酸不但吸收了反應(yīng)生成的水，還吸收了未反應(yīng)的氨氣，從而使計算的氫的量偏高． 因此在洗氣瓶D前的位置應(yīng)增加了一個裝有堿石灰（無水硫酸銅、氫氧化鈉、氧化鈣等）的實驗儀器只吸收水，減小誤差，
故答案為：洗氣瓶D中的濃硫酸不但吸收了反應(yīng)生成的水，還吸收了未反應(yīng)的氨氣，從而使計算的氫的量偏高；堿石灰（氫氧化鈉、氧化鈣等）．

點評 本題是一道綜合性很強(qiáng)的實驗探究題，要求學(xué)生具有分析和解決問題的能力，主要是物質(zhì)探究物質(zhì)組成和方法的應(yīng)用，題目難度中等．