Question

(17分)甲、乙兩個(gè)研究性學(xué)習(xí)小組為測(cè)定氨分子中氮、氫原子個(gè)數(shù)比，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)流程：

實(shí)驗(yàn)中，先用制的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)完畢后，黑色的氧化銅轉(zhuǎn)化為紅色的銅。

下圖A、B、C為甲、乙兩小組制取氨氣時(shí)可能用到的裝置，D為盛有濃硫酸的洗氣瓶。

甲小組測(cè)得，反應(yīng)前氧化銅的質(zhì)量m₁g、氧化銅反應(yīng)后剩余固體的質(zhì)量m₂g、生成氮?dú)庠跇?biāo)準(zhǔn)狀況下的體積V₁L。

乙小組測(cè)得，洗氣前裝置D的質(zhì)量m₃g、洗氣后裝置D的質(zhì)量m₄g、生成氨氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積V₂L。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）寫(xiě)出儀器a的名稱(chēng)               。

（2）檢查A裝置氣密性的操作是                                   。

（3）甲、乙兩小組選擇了不同的方法制取氨氣，請(qǐng)將實(shí)驗(yàn)裝置的字母編號(hào)和制備原理填寫(xiě)在下表的空格中。

	實(shí)驗(yàn)裝置	實(shí)驗(yàn)藥品	制備原理
甲小組	A	氫氧化鈣、硫酸、硫酸銨	反應(yīng)的化學(xué)方程式為       ①       。
乙小組	②	濃氨水、氫氧化鈉	用化學(xué)平衡原理分析氫氧化鈉的作用：                ③                    。

（4）甲小組用所測(cè)得數(shù)據(jù)計(jì)算出氨分子中氮、氫的原子個(gè)數(shù)之比為             。

（5）乙小組用所測(cè)得數(shù)據(jù)計(jì)算出氨分子中氮、氫的原子個(gè)數(shù)比明顯小于理論值，其原因是

                                     。為此，乙小組在原有實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)裝有某藥品的實(shí)驗(yàn)儀器，重新實(shí)驗(yàn)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)前后該藥品的質(zhì)量變化及生成氨氣的體積，得出了合理的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。該藥品的名稱(chēng)是                。

 

Answer 1

【答案】

：（1）圓底燒瓶（2分）（2）連接導(dǎo)管，將導(dǎo)管插入水中，加熱試管，導(dǎo)管口有氣泡產(chǎn)生，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分）（3）①Ca(OH)₂+(NH₄)₂SO₄CaSO₄+2NH₃↑+ H₂O；（2分）②B（2分）氫氧化鈉溶于氨水后放熱，增加氫氧根濃度，使NH₃+H₂ONH₃·H₂ONH₄⁺ + OH^-向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，加快氨氣逸出（2分）（4）5V₁：7(m₁- m₂) （2分）（5）濃硫酸吸收了未參加反應(yīng)的氨氣，從而使計(jì)算的氫的量偏高（2分）堿石灰（氯氧化鈉、氧化鈣等）（2分）。

【解析】：（1）寫(xiě)出儀器a是圓底燒瓶。（2）檢查A裝置氣密性的操作是將導(dǎo)管接入盛水的水槽中，用水握住試管，有氣泡產(chǎn)生，放手后能形成一段穩(wěn)定的水柱，說(shuō)明氣密性良好。（3）①氫氧化鈣和硫酸銨共熱生成硫酸鈣和氨氣，方程式為Ca(OH)₂+(NH₄)₂SO₄CaSO₄+2NH₃↑+ H₂O；②乙小組用濃氨水、氫氧化鈉固體制備氨氣不需加熱，故選用B裝置。濃氨水中存在NH₃+H₂ONH₃·H₂ONH₄⁺ + OH^-，氫氧化鈉固體溶于水，放出大量的熱，使NH₃的溶解度減小，NH₃從氨水中析出，③同時(shí)氫氧化鈉固體溶于水后發(fā)生電離，生成大量OH^-，促使上述平衡向左移動(dòng)，生成更多NH₃，從而使NH₃從氨水中析出。（4）甲小組2NH₃+3CuO3Cu+N₂+3H₂O，由此可知，m₁- m₂為參加反應(yīng)的CuO中氧的質(zhì)量，物質(zhì)的量為(m₁- m₂)/16，即NH₃中H的物質(zhì)的量為(m₁- m₂)/8。測(cè)的N₂在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為V₁L，則N原子的物質(zhì)的量為V₁/22.4，則氨分子中氮、氫的原子個(gè)數(shù)之比為(V₁/22.4): (m₁- m₂)/8，化簡(jiǎn)得V₁/[2.8 (m₁- m₂)]

（5）洗氣前裝置D前后的質(zhì)量差包含未參加反應(yīng)的NH₃，使得氫原子的物質(zhì)的量增大，比值減小。要使沒(méi)定值準(zhǔn)確，只要找一種不吸收NH₃的干燥劑即可，故可選用堿石灰。

考點(diǎn)定位：本題通過(guò)NH₃和氨氣中N、H原子個(gè)數(shù)測(cè)定來(lái)考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)，涉及到儀器的識(shí)別、氣密性的檢查、實(shí)驗(yàn)誤差解釋、相關(guān)計(jì)算、實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)及設(shè)計(jì)。