Question

10．Ⅰ．实验室常见的几种气体发生装置如图A、B、C所示．

（1）实验室可以用B或C装置制取氨气，如果用B装置制取氨气，化学反应方程式：2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O．
（2）气体的性质是选择气体收集方法的主要依据，下列性质与收集方法无关的是（填序号，下同）②④．
①密度    ②颜色    ③溶解性    ④热稳定性    ⑤与氧气反应
（3）若用A装置与D装置相连制取并收集X气体，则X气体可以是下列气体中的③．
①CO₂    ②NO     ③Cl₂       ④H₂         ⑤HCl
其中D装置中连接小烧杯的目的是尾气处理防止污染．
Ⅱ．某小组以CoCl₂•6H₂O、NH₄Cl、H₂O₂、浓氨水为原料，在活性炭催化下，合成橙黄色晶体X．为确定其组成，进行如下实验．
（4）经测定，样品X中钴、氨、氯的物质的量之比为1：6：3，钴的化合价为+3．
已知X的化学式类似于下列化学式：
氢氧化二氨合银Ag（NH₃）₂OH、硫酸四氨合铜[Cu（NH₃）₄]SO₄
制备X的化学方程式2CoCl₂+2NH₄Cl+10NH₃+H₂O₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$2[Co（NH₃）₆]Cl₃+2H₂O．
（5）氨的测定：精确称取wgX，加适量水溶解，注入如下图所示的三颈瓶中，然后逐滴加入足量10%NaOH溶液，通入水蒸气，将样品液中的氨全部蒸出，用V₁mL c₁mol•L^-1的盐酸标准溶液吸收，蒸氨结束后取下接收瓶，用c₂mol•L^-1NaOH标准溶液滴定过剩的HCl，到终点时消耗V₂mL NaOH溶液．

①5（装盐酸标准液）的仪器名称酸式滴定管．
②装置中安全管的作用原理当A中压力过大，安全管中液面升高，使A瓶压力稳定．
③样品中氨的质量分数表达式$\frac{（C{\;}_{1}{V}_{1}-{C}_{2}{V}_{2}）×1{0}^{-3}mol×17g/mol}{W}$×100%．

Answer 1

分析 （1）实验室用加热氯化铵与氢氧化钙的方法制取氯气；
（2）收集气体依据气体的密度与溶解度选择排气法或者排液法；
（3）AD相连制取的气体特点：固体与液体加热，不能与浓硫酸反应，密度大于空气密度；D为尾气处理装置，防止污染空气；
（4）样品X中钴、氨和氯的物质的量之比为1：6：3，则其化学式为[Co（NH₃）₆]Cl₃，根据化合物中各元素化合价的代数和为0计算Co元素化合价；
该反应中Co失电子、双氧水得电子，CoCl₂•6H₂O、NH₄Cl、H₂O₂、NH₃发生反应生成[Co（NH₃）₆]Cl₃和水；
（5）①酸性溶液只能盛放在酸式滴定管中；
②通过2中液面调节A中压强；
③根据氨气与和盐酸反应之间的关系式计算氨气的质量，再根据质量分数公式计算氨质量分数．

解答 解：（1）氯化铵与氢氧化钙加热生成氨气、氯化钙和水，方程式为：2NH₄Cl+Ca（OH）₂ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；
故答案为：2NH₄Cl+Ca（OH）₂ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；
（2）收集气体依据气体的密度以及能否与空气反应、溶解度选择排气法或者排液法，与气体颜色、热稳定性无关；
故选：②④；
（3）AD相连制取的气体特点：固体与液体加热，不能与浓硫酸反应，密度大于空气密度、能溶于水，D为尾气处理装置，防止污染空气；
①制取CO₂不需加热，故不选；
②NO 能够与氧气反应，不能用排气法收集，故不选；
③制取Cl₂  用浓盐酸与二氧化锰加热制取，其密度大于空气密度，用向上排气法收集，能用浓硫酸干燥，溶于水，故选；
④制备H₂ 不需加热，且氢气密度小于空气密度，收集应短进长出，故不选；
⑤HCl极易溶于水，尾气直接插入水中会发生倒吸，故不选；
故选：③；D为尾气处理装置，防止污染空气；
（4）样品X中钴、氨和氯的物质的量之比为1：6：3，则其化学式为[Co（NH₃）₆]Cl₃，根据化合物中各元素化合价的代数和为0得Co元素化合价为+3价；该反应中Co失电子、双氧水得电子，CoCl₂•6H₂O、NH₄Cl、H₂O₂、NH₃发生反应生成[Co（NH₃）₆]Cl₃和水，反应方程式为2CoCl₂+2NH₄Cl+10NH₃+H₂O₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$2[Co（NH₃）₆]Cl₃+2H₂O，
故答案为：+3；2CoCl₂+2NH₄Cl+10NH₃+H₂O₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$2[Co（NH₃）₆]Cl₃+2H₂O；
（5）①酸性溶液只能盛放在酸式滴定管中，所以盛标准溶液盐酸的仪器为酸式滴定管，
故答案为：酸式滴定管；
②无论三颈瓶中压强过大或过小，都不会造成危险，若过大，A在导管内液面升高，将缓冲压力，若过小，外界空气通过导管进入烧瓶，也不会造成倒吸，安全作用的原理是使A中压强稳定；
故答案为：当A中压力过大，安全管中液面升高，使A瓶压力稳定；
③与氨气反应的n（HCl）=V₁×10^-3L×C₁mol•L^-1-C₂mol•L^-1 ×V₂×10^-3L=（C₁V₁-C₂V₂）×10^-3mol，根据氨气和HCl的关系式知，n（NH₃）=n（HCl）=（C₁V₁-C₂V₂）×10^-3mol，氨的质量分数=$\frac{（C{\;}_{1}{V}_{1}-{C}_{2}{V}_{2}）×1{0}^{-3}mol×17g/mol}{W}$×100%；
故答案为：$\frac{（C{\;}_{1}{V}_{1}-{C}_{2}{V}_{2}）×1{0}^{-3}mol×17g/mol}{W}$×100%．

点评 本题为综合题，考查了常见气体制备原理和装置选择的原则，物质含量的测定，熟悉气体制备原理及气体的性质是解题关键，题目难度中等．