Question

【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 _____________。

(2)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 ____________。

(3)E 装置中浓硫酸的作用 ____________。

(4)读取气体体积前，应对装置 F 进行的操作：_____________。

(5)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 n L（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）

(6)在实验室中用图中 A 装置也可制取 SO2 气体：

①选用的药品可以是 _____________。

A．Na2SO3 溶液与 HNO3 B．Na2SO3 固体与浓 H2SO4

C．碳与浓 H2SO4 D．铜与浓 H2SO4

②将制得的 SO2通入淀粉碘化钾溶液，现象为 _________，表明 SO2 的氧化性比 I2___________(填“强或“弱”)。

③实验室用 NaOH 溶液作为 SO2 的吸收剂防止污染空气，若向 100mL 0.3mol/L 的 NaOH溶液中通入标准状况下 0.448LSO2 气体，所得溶液中的溶质是_________（填化学式）。

④某硫酸厂拟用含 Cr2O72-的酸性废水处理烟气中 SO2，反应后的铬元素以 Cr3+形式存在， 则反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比是 ______________。

Answer 1

【答案】分液漏斗 还原性 2NH3 + 3CuO 3Cu + N2 + 3H2O 防止F中的水分进入D装置，并吸收未反应的氨气 调整F装置，使两边液面相平 B 无明显现象 弱 Na2SO3和NaHSO3 1：3

【解析】

(1)~(5) 根据题意观察装置可知：A装置为氨气发生装置，B装置干燥氨气，C为反应装置，D装置吸收反应产生的水，E装置防止F中的水分进入D装置干扰实验结果，F装置测量生成氮气的体积。可在此基础上结合相关知识解(1)~(5)小题；

(6) ① A装置特点为固液不加热制取气体，根据各反应的条件和产物可对各选项作出判断；

② SO2不能和KI反应，无法将I-氧化为I2；

③ 将SO2通到NaOH溶液中，发生的反应为：2NaOH + SO2 = Na2SO3 + H2O，或NaOH + SO2 = NaHSO3，根据题给数据计算n(NaOH)和n(SO2)的比值，可判断反应的产物。

④ 氧化还原反应中有元素化合价升高，同时有元素化合价降低。反应中Cr元素化合价升高，则S元素的化合价降低，根据电子得失守恒可计算氧化剂和还原剂的物质的量之比。

(1) 装置中仪器a为分液漏斗。

答案为：分液漏斗；

(2) 装置C中黑色粉末变为红色固体，说明氧化铜被还原为铜单质，说明氨气具有还原性，量气管有无色无味的气体，根据元素守恒该气体肯定含有氮元素，只能是氮气，故方程式为2NH3 + 3CuO 3Cu + N2 + 3H2O。

答案为：还原性；2NH3 + 3CuO 3Cu + N2 + 3H2O

(3) 根据实验目的，需要测定D装置的质量变化来确定生成水的量，故E装置的作用是防止F中的水分进入D装置，同时浓硫酸还能吸收氨气。

答案为：防止F中的水分进入D装置，并吸收未反应的氨气；

(4) 为保证读出的气体体积为标准大气压下的体积，需要调整F装置，使两边液面相平。

答案为：调整F装置，使两边液面相平；

(5) 测得干燥管D增重m g，即生成m g水，装置F测得气体的体积为n L，即n L氮气，根据元素守恒，水中的氢元素都来自于氨气，氮气中的氮元素都来自于氨气，故氨分子中氮、氢的原子个数比为：。

答案为：；

(6) ① A装置特点为固液不加热制取气体，

A. Na2SO3 会被 HNO3氧化，A选项错误；

B. Na2SO3 固体与浓 H2SO4反应可生成SO2：Na2SO3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2↑ + H2O，B选项正确；

C. 碳与浓 H2SO4反应需加热：2H2SO4(浓) + C CO2↑ + 2SO2↑ + 2H2O，C选项错误；

D. 铜与浓 H2SO4需加热：2H2SO4(浓) + Cu CuSO4 + 2H2O + SO2↑，D选项错误；

答案为：B；

② SO2不能和KI反应，所以将制得的 SO2通入淀粉碘化钾溶液，无明显现象；SO2不能将I- 氧化成I2，表明 SO2 的氧化性比 I2弱。

答案为：无明显现象；弱；

③ 将SO2通到NaOH溶液中，发生的反应先是：2NaOH + SO2 = Na2SO3 + H2O，n(NaOH)：n(SO2)=2：1时恰好完全反应生成Na2SO3；然后是：Na2SO3 + SO2 + H2O = 2NaHSO3，总反应为：NaOH + SO2 = NaHSO3，n(NaOH)：n(SO2)=1：1时恰好完全反应生成NaHSO3。根据题给信息，n(NaOH)= 100×10-3 L × 0.3mol/L = 0.03 mol，n(SO2)= ，n(NaOH)：n(SO2)= 0.03：0.02=3：2，介于2：1和1：1之间，所以，所得溶质为Na2SO3和NaHSO3。

答案为：Na2SO3和NaHSO3。

④ 氧化还原反应中有元素化合价升高，同时有元素化合价降低。根据题意，Cr的化合价变化为：+6→+3，Cr2O72-为氧化剂，1mol Cr2O72-得电子2×(6-3)mol=6mol；则SO2被氧化为SO42-，SO2为还原剂，S的化合价变化为：+4→+6，1molSO2失电子(6-4)mol=2mol。根据电子得失守恒，氧化剂和还原剂的物质的量之比为：2：6=1：3。

答案为：1：3