Question

（Ⅰ）圖甲和乙是某學(xué)校王老師制備NH₃并進(jìn)行性質(zhì)實(shí)驗(yàn)時(shí)的改進(jìn)裝置．按圖甲把儀器安裝好，稱取2g 固體氯化銨裝入試管底部，再快速稱取2g 氫氧化鈉覆蓋在氯化銨上方；立即用帶有滴管的塞子塞緊（滴管預(yù)先吸入約2mL 濃氨水）；燒杯內(nèi)盛滴有酚酞試液的水：把濃氨水滴入試管里，可立即觀察到試管內(nèi)發(fā)生劇烈反應(yīng)，有大量氣泡．
將上述中收滿NH₃的圓底燒瓶取下，改裝成圖乙所示的裝置，膠頭滴管內(nèi)事先預(yù)吸入2mLH₂O，此時(shí)小氣球系在玻璃棒上呈自然松馳狀態(tài)；將滴管內(nèi)的水慢慢滴入燒瓶中，輕輕晃動(dòng)燒瓶，通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象便可以驗(yàn)證NH₃ 的某個(gè)性質(zhì)．按要求回答下列問題：
（1）中學(xué)化學(xué)教材中是用與制O₂相同的制備裝置來加熱制取NH₃的，該化學(xué)方程式為：

 

（2）下面是某同學(xué)關(guān)于王老師能用圖甲制取NH₃的原因分析，有道理的是

 

．
①在NH₃?H₂O 中有平衡NH₃+H₂O?NH₃?H₂O?NH

+ 4

+OH^-，NaOH使平衡向左移動(dòng)
②在NH₃?H₂O 中有平衡NH₃+H₂O?NH₃?H₂O?NH

+ 4

+OH^-，NH₄Cl使平衡向左移動(dòng)
③Na0H溶于水時(shí)放熱，使體系的溫度升高，NH₃的溶解度減小
④NH₄Cl與NaOH 在此情況下可反應(yīng)生成NH₃，即NH

+ 4

+OH^-

△   .

NH₃↑+H₂O
⑤NH₄Cl 會分解釋放出NH₃
（3）圖甲中的NH₄Cl 與NaOH 固體混合物能否用CaO固體代替

 

（填”能”與”不能”）
（4）如何判斷圖甲中燒瓶己收滿NH₃？

 

（5）圖乙中膠頭滴管中的水?dāng)D入燒瓶后，觀察到的現(xiàn)象是

 

它說明了NH₃

 

（Ⅱ）如圖2所示：在B槽中裝有500mL水，容積為a mL的試管A充滿了NO₂和NO的混合氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況），將試管A倒插入B槽的水中．充分反應(yīng)后，試管A中余下氣體的體積為0.5a mL，則原混合氣體中NO₂和NO的物質(zhì)的量之比為

 

通過導(dǎo)氣管C往余下0.5a mL氣體的試管A中持續(xù)通入氧氣，A中可能觀察到的現(xiàn)象是：

 

當(dāng)試管A中充滿氣體時(shí)停止通入氧氣，然后將試管取出水槽，水槽B中溶液的物質(zhì)的量濃度為

 

mol?L^-1（設(shè)溶液的體積仍為500mL）

Answer 1

考點(diǎn)：氨的制取和性質(zhì),氨的實(shí)驗(yàn)室制法,常見氣體制備原理及裝置選擇

專題：實(shí)驗(yàn)題

分析：（Ⅰ）（1）實(shí)驗(yàn)室用加熱銨鹽和堿的固體混合物制取氨氣，所用裝置與制O₂裝置相同；
（2）在氨水中存在平衡：NH₃+H₂O?NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-，根據(jù)平衡移動(dòng)的原理進(jìn)行解答；
（3）氧化鈣與水反應(yīng)生成氫氧化鈣，且反應(yīng)中放入熱量，有利于氨氣的生成；
（4）氨水呈堿性，酚酞遇堿顯紅色；
（5）NH₃極易溶解于水，1體積水溶解700體積氨氣；
（Ⅱ）發(fā)生3NO₂+2H₂O=2HNO₃+NO，導(dǎo)致氣體的體積減小，根據(jù)氣體體積減小，利用差量法計(jì)算二氧化氮的體積，進(jìn)而計(jì)算NO的體積，體積之比等于物質(zhì)的量之比；
剩余NO，持續(xù)通入氧氣，會發(fā)生，4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃無色氣體變?yōu)榧t棕色氣體，試管中液面不斷上升至全充滿，繼續(xù)通入氧氣后，試管中液面下降，最后充滿無色氣體；
根據(jù)氮元素守恒，氮元素守恒可知n（HNO₃）=n（NO₂）+n（NO），再根據(jù)c=

n

V

計(jì)算所得硝酸的濃度．

解答： 解：（Ⅰ）（1）實(shí)驗(yàn)室用氯酸鉀固體和二氧化錳固體或用高錳酸鉀加熱制O₂，與制O₂相同的制備裝置制氨氣，實(shí)驗(yàn)室用加熱氯化銨和消石灰的固體混合物制取氨氣，反應(yīng)方程式為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△   .

2NH₃↑+2H₂O+CaCl₂，
故答案為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△   .

2NH₃↑+2H₂O+CaCl₂；
（2）①在氨水中存在平衡：NH₃+H₂O?NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-，加氫氧化鈉增大氫氧根離子的濃度，使平衡逆向移動(dòng)，從而使NH₃逸出，故①正確；
②加NH₄Cl增大了溶液中氨根離子濃度，使平衡向左移動(dòng)，故②正確；
③NaOH溶于水放出熱量，使體系溫度升高，使NH₃的溶解度減小而逸出，故③正確；
④NH₄Cl與NaOH在此情況下可反應(yīng)生成NH₃，離子方程式為：NH₄⁺+OH^-

△   .

NH₃↑+H₂O，故④正確；
⑤加熱NH₄Cl分解生成氯化氫和氨氣，氯化氫和氨氣又能夠結(jié)合生成氯化銨，無法獲得氨氣，故⑤錯(cuò)誤；
故答案為：①②③④；
（3）CaO與水反應(yīng)生成氫氧化鈣，氫氧化鈣能夠電離出氫氧根離子，且該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低了氨氣的溶解度，有利于氨氣的生成，所以可用氧化鈣代替氫氧化鈉，
故答案為：能；
（4）當(dāng)燒瓶內(nèi)的氨氣收集滿時(shí)，氨氣會逸到燒杯中，氨氣和燒杯中的水結(jié)合生成氨水顯堿性，堿能使無色的酚酞變紅，
故答案為：燒杯內(nèi)的溶液變紅；
（5）膠頭滴管中的水?dāng)D入燒瓶后，由于NH₃極易溶于水，燒瓶中壓強(qiáng)減小，氣球會逐漸變大，
故答案為：氣球逐漸變大； 極易溶于水；
（Ⅱ）充滿了NO₂和NO的混合氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況）試管A倒水中，充分反應(yīng)后，試管A中余下氣體的體積為0.5a mL，則：
3NO₂+2H₂O=2HNO₃+NO，體積減少△V
3                         2
V（NO₂）             amL-0.5amL=0.5amL
解得：V（NO₂）=

0.5amL×3

2

=0.75amL，
則：V（NO）=amL-0.75amL=0.25mL，
則原混合氣體中NO₂和NO的物質(zhì)的量之比為：n（NO₂）：n（NO）=V（NO₂）：V（NO）=0.75amL：0.25mL=3：1；
剩余氣體為NO，持續(xù)通入氧氣，會發(fā)生4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃，無色氣體變?yōu)榧t棕色氣體，試管中液面不斷上升至全充滿，繼續(xù)通入氧氣后，試管中液面下降，最后充滿無色氣體；
V（NO₂）=0.75amL，氮元素守恒可知n（HNO₃）=n（NO₂）+n（NO）=

a

22.4

×10^-3mol，
故c（HNO₃）=

a 22.4 ×10-3mol

0.5L

=

a

11200

mol/L，
故答案為：3：1；無色氣體變?yōu)榧t棕色氣體，試管中液面不斷上升至全充滿，繼續(xù)通入氧氣后，試管中液面下降，最后充滿無色氣體；

a

11200

．

點(diǎn)評：本題考查了氨氣的化學(xué)性質(zhì)、氨氣的實(shí)驗(yàn)室制法等知識，題目難度中等，試題涉及的知識點(diǎn)較多、綜合性較強(qiáng)，充分考查了學(xué)生的分析、理解能力及綜合應(yīng)用所學(xué)知識的能力，要求學(xué)生熟練掌握氨氣的制備原理、制備裝置及化學(xué)性質(zhì)．