Question

（18分）

Ⅰ. 氨是一种重要的化工原料，某学习小组欲制取氨气并探究其性质。

请回答：

（1）实验室制取氨气的化学方程式是                          。

（2）① 如图是进行氨气喷泉实验的装置，引发喷泉的操作步骤是                   。

 

② 氨气使烧杯中溶液由无色变为红色，其原因是（用电离方程式表示）             。

（3）该小组同学设计了下图所示的实验装置（部分夹持仪器未画出），探究氨气的还原性并检验产物。

① 实验现象为：黑色CuO变为红色；白色无水CuSO₄粉末变为蓝色；同时生成一种无色气体，该气体无污染。请写出氨气与CuO反应的化学方程式                     。  

② 碱石灰的作用是                                                          。 

③ 整套装置在方框处应添加一种装置后，此实验设计才较完善，请在方框中补画出E装置图(要求注明装置中所加试剂名称)。

Ⅱ. 3.2g Cu与30mL，8mol/L过量HNO₃反应，硝酸的还原产物为NO，NO_2，反应后溶液中所含H⁺为a mol，则：①此时溶液中所含的NO₃^-为                   mol。

②所生成的NO在标准状况下体积为            L。(以上结果均用含a的代数式表示)

Ⅲ. 某黑色固体甲可能含有氧化铜、硫化铜、硫化亚铜，以及被掩蔽的氧化亚铜。

查阅资料知道：①氧化亚铜在酸性环境下会发生自身氧化还原反应生成Cu²⁺和铜单质，在氧气流中煅烧，可以转化为氧化铜。②硫化铜和硫化亚铜常温下都不溶于稀盐酸。在氧气流中煅烧，硫化铜和硫化亚铜都转化为氧化铜和二氧化硫。为了研究甲的成分，该小组同学在收集到足够量的固体甲后，进行了如图所示的实验：

（1）③中在煅烧过程中一定发生的反应的化学方程式为                          。

（2）关于固体甲的成分的判断中，下列说法正确的是                   

A．固体甲中，CuS和Cu₂S不能同时存在；

B．固体甲中，CuO和Cu₂O至少有一种； 

C．固体甲中若没有Cu₂O，则一定有Cu₂S；

D．固体甲中若存在Cu₂O，也可能有Cu₂S。

 

Answer 1

【答案】

Ⅰ.（1）2NH₄Cl + Ca(OH)₂CaCl₂ + 2NH₃↑+2H₂O

（2）①轻轻挤压滴管，使少量水加入烧瓶，然后打开止水夹K。  

②NH₃ + H₂ONH₃·H₂ONH₄⁺ + OH^－     

（3）① 3CuO + 2NH₃3Cu + N₂ + 3H₂O   

② 吸收氨气中有的水蒸气，防止干扰产物水的测定。 

③ 如图所示：（合理即给分）。

最好是下层CCl₄上层H₂O，导管通到CCl₄中 

Ⅱ. ①（a+0.1）mol   ② 11.2(a－0.04) L

Ⅲ（1）CuS+3O₂ 2SO₂+2CuO （条件：高温或煅烧都可）

（2） BCD 

【解析】

试题分析：I. （1）实验室用加热氯化铵和氢氧化钙的混合物制取氨气，反应方程式为2NH₄Cl + Ca(OH)₂CaCl₂ + 2NH₃↑+2H₂O。

（2）①要产生喷泉现象，可使烧瓶中压强减小。挤压胶头滴管，使少量水进入烧瓶，氨气极易溶于水，使烧瓶中压强减小，然后打开止水夹K，即可看到喷泉现象。

②氨气溶于水形成氨水，氨水显碱性，能使酚酞试液变红，原理为NH₃ + H₂O  NH₃·H₂O  NH₄⁺ + OH^－ 。

（3）①黑色氧化铜变为红色，红色固体为Cu，白色无水硫酸铜变为蓝色，说明生成了H₂O，反应中CuO作氧化剂，NH₃作还原剂，N化合价升高，所以生成的无色气体为N₂。反应方程式为3CuO + 2NH₃3Cu + N₂ + 3H₂O。

②碱石灰作用是干燥氨气，防止干扰水的检验。

③本实验尾气中含有NH₃，NH₃排放到空气中会污染环境，所以应将其除去，考虑到NH₃在水中溶解度很大，所以不能把氨气直接通入水中，应采用防倒吸装置。

II. ①Cu与过量稀硝酸反应后溶液中溶质有硝酸铜和过量的硝酸，根据电荷守恒n(H⁺)+2n(Cu²⁺)=n(NO₃^－)，其中n(Cu²⁺)=n(Cu)=0.05mol，n(NO₃^－)=(a+0.1)mol。

②设生成NO和NO₂物质的量分别为xmol、ymol。由得失电子相等得：3x+y=2n(Cu)，由N守恒得：x+y+(a+0.1)mol=0.03×8mol。解得x=(0.5a－0.02)mol

III．固体甲加入稀盐酸后，得到蓝色溶液，说明固体甲的成分中CuO和Cu₂O至少有一种。滤渣可能为Cu、CuS、Cu₂S，考察反应方程式：2Cu + O₂ 2 CuO（固体质量增加）；Cu₂S+2O₂ 2CuO+2SO₂ （固体质量不变）；2CuS+3O₂2CuO+2SO₂ （固体质量减小）。题中固体乙生成固体丙质量减小，说明固体乙中一定有CuS【③中在煅烧过程中一定发生的反应的化学方程式为2CuS+3O₂2CuO+2SO₂ 】。若2g乙全是CuS，则生成CuO1.67g，而题中固体乙为1.84g，说明固体乙中除了CuS，还有其他物质。

固体乙可能的情况有：①CuS+CuO；②CuS+Cu₂S；③CuS+CuO+Cu₂S。

所以固体甲中一定有CuS，固体甲中若有Cu₂O，Cu₂S可有可无；若无Cu₂O，则一定有Cu₂S。

由以上分析可知，对于固体甲的成分的判断，正确的是B、C、D。

考点：化学实验    化学计算

点评：本题拓展了教材中的典型实验，测重基本实验操作能力考查。化学计算注重解题技巧，尤其是最后一题考查思维的深刻性和灵活性。