题目内容
【题目】氮家族化合物繁多，某校研究性学习小组对其进行研究。
研究1：选用下图装置组装制备纯净干燥的NH3并探究NH3与CuO发生的反应，同时检验和收集非固态产物（提示：每个装置只使用一次）。请回答下列问题：
(1)完成实验所需装置按气流方向从左到右的连接顺序为A-（______）-（______）-（______）-G-B-（______）
(2)装置A中发生反应的化学方程式为_________。
(3)D中盛放碱石灰的仪器名称是________，E装置的作用是______。
(4)通过进一步检测发现F中收集到的气体是一种常见的单质气体，硬质玻璃管中得到一种固体单质。试描述该小组同学还能观察到的其它现象为：①C中_____；②E中___；C中反应的化学方程式为：_______
研究2：将32g铜与150mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2L，请回答：
(5)在标况下，NO的体积为______L，NO2的体积为______L。
(6)若将产生的气体全部释放后，向溶液中加入VmLa mol/L的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2+全部转化为沉淀，则原硝酸溶液的浓度为____mol/L。（用含a和V的式子表示）
【答案】D C E F 2NH4C1+Ca(OH)2
CaCl2+2NH3↑+2H2O 球形干燥管 检验NH3与CuO反应的产物中是否有水生成 C中黑色固体逐渐变红，试管壁上有液珠产生 E中白色固体逐渐变蓝 2NH3+3CuO3Cu+3H2O+N2 5.6 5.6 
(其他合理答案也可)
【解析】
(1)利用A装置制备NH3，用装置D干燥氨气，再将干燥的氨气通过C装置，与加热的CuO反应，并用无水硫酸铜检验是否有水生成，利用F装置收集反应生成的气体，据此分析连接装置；
(2)实验室用氯化铵和消石灰反应制备氨气；
(3)根据仪器的结构和性能确定仪器D的名称；无水硫酸铜遇水蒸气变蓝色；
(4)发现F中收集到的气体是一种常见的单质气体，硬质玻璃管中得到一种红色固体单质，结合化学反应的本质，反应前后元素不发生改变，可知生成物为铜、氮气和水，以此书写化学方程式；
(5)根据反应过程中电子转移数目相等，结合原子数目相等，可计算出NO、NO2的体积；
(6)根据N元素守恒，结合Cu失去电子的物质的量与反应得到的Cu2+结合的OH-物质的量相等，结合物质的量浓度定义式计算。
(1)将A装置制备的NH3通过D中盛装的碱石灰干燥，再依次通通过加热的CuO反应反应，用E中无水硫酸铜检验水的产生，并连接G装置防止倒吸现象的发生，再利用B中的浓硫酸吸收未反应的氨气，最后利用F装置收集反应生成的气体，同时也利用氨气极容易溶于水，未反应的氨气被水吸收，故装置连接顺序为ADCEGBF；
(2)在实验室用氯化铵和消石灰反应制备氨气，反应的化学方程式为2NH4C1+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O；
(3)D中盛放碱石灰的仪器名称是球形干燥管；装置E中无水硫酸铜遇水蒸气变蓝色，则可检验NH3与CuO反应的产物中是否有水生成，
(4)C中黑色的固体CuO变为红色固体单质物质，该红色固体单质是Cu，无水CuSO4变蓝色，说明反应产生了水，同时生成一种无污染的气体，因此说明生成铜、氮气和水，C中发生反应的化学方程式为：2NH3+3CuO3Cu+3H2O+N2；
(5)n(Cu)=32g÷64g/mol=0.5mol，假设反应产生的NO、NO2的物质的量为x、y，则根据电子守恒可得2×0.5mol=3x+y；根据N原子守恒可得x+y=11.2L÷22.4L/mol，解得x=0.25mol，y=0.25mol，所以V(NO)=0.25mol×22.4L/mol=5.6L；V(NO2)=0.25mol×22.4L/mol=5.6L；
(6)HNO3在反应中的作用，一部分变为Cu(NO3)2，结合形成硝酸盐，另一部分变为NO、NO2，n(HNO3)=2n[Cu(NO3)2]+n(NO)+n(NO2)。加入的NaOH的物质的量等于硝酸铜中硝酸根离子的物质的量，所以n(HNO3)=aV×10-3mol+0.5mol，根据物质的量浓度定义式可得c(HNO3)=
mol/L。
