题目内容
【题目】某课外活动小组欲利用 CuO 与 NH3 反应,研究 NH3 的某种性质并测定其组成,设计了如下实验装置(夹持装置未画出)进行实验。请回答下列问题:
(1)仪器a的名称为_____;仪器b中可选择的试剂为________(填名称)。
(2)实验室中,利用装置A,还可制取的无色气体是______ (填字母)。
A.Cl2 B.O2 C.CO2 D.NO2
(3)实验中观察到装置C中黑色CuO粉末变为红色固体,量气管有无色无味的气体,上述现象证明NH3具有______性,写出相应的化学方程式____________。
(4)E装置中浓硫酸的作用________。
(5)读取气体体积前,应对装置F进行的操作:__________。
(6)实验完毕,若测得干燥管D增重mg,装置F测得气体的体积为nL(已折算成标准状况),则氨分子中氮、氢的原子个数比为___________(用含m、n字母的代数式表示)。
【答案】分液漏斗 固体氢氧化钠或氧化钙或碱石灰 BC 还原 3CuO+2NH33Cu+3H2O+N2, 吸收未反应的氨气,阻止F中水蒸气进入D 慢慢上下移动右边漏斗,使左右两管液面相平
【解析】
A装置利用浓氨水与固体氢氧化钠、氧化钙或碱石灰作用制得氨气,经过B中碱石灰干燥后的氨气进入C中,将加热的CuO还原为Cu,同时生成水和氮气,其中D中碱石灰增重的质量就是反应生成的水,F中所得气体的体积为氮气,结合原子守恒即可计算出氨分子中氮、氢的原子个数比,据此分析解题。
(1)装置中仪器a为分液漏斗;仪器b是利用分液漏斗中滴入的氨水使锥形瓶中的固体溶解放热促进一水合氨分解生成氨气,可选择固体氢氧化钠、氧化钙或碱石灰;
(2)利用装置A,可制取的无色气体;
A.可利用高锰酸钾与浓盐酸反应制备氯气,但氯气为黄绿色气体,故A不选;
B.利用过氧化氢在二氧化锰催化下分解制备氧气,氧气是无色气体,故B选;
C.利用稀盐酸滴入大理石上反应制备无色的二氧化碳气体,故C选;
D.可利用Cu和浓硝酸反应制备二氧化氮,但NO2是红棕色气体,故D不选;
故答案为BC;
(3)实验中观察到装置C中黑色CuO粉末变为红色固体,量气管有无色无味的气体,说明氨气和氧化铜反应生成铜、氮气和水,氨气被氧化铜氧化,表现还原性,结合原子守恒配平写出的化学方程式为:3CuO+2NH33Cu+3H2O+N2;
(4)依据流程分析,浓硫酸是吸收过量的氨气,且阻止F中水蒸气进入D,以免影响生成水的测定;
(5)读取气体体积前,应对装置F进行的操作是:慢慢上下移动右边漏斗,使左右两管液面相平,保证氮气产生的压强等于外界大气压,再读数;
(6)若测得干燥管D增重mg,则生成水的物质的量=,装置F测得气体的体积为nL(已折算成标准状况)为N2,物质的量=,依据元素守恒得到氮原子和氢原子物质的量之比=(×2):(×2)=,则氨分子中氮、氢的原子个数比为。