Question

8．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，设计了如图实验装置（夹持装置未画出）进行实验．请回答下列问题．

（1）仪器a的名称为分液漏斗；仪器b中可选择的试剂为固体氢氧化钠或氧化钙或碱石灰．
（2）实验室中，利用装置A，还可制取的无色气体是bc（填字母）．
a． Cl₂               b．O₂c．SO₂           d．NO₂
（3）实验中观察到装置C中黑色CuO粉末逐渐变红，量气管中有无色无味的气体产生，上述现象证明NH₃具有还原性，写出相应的化学方程式3CuO+2NH₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+3H₂O+N₂．
（4）装置E中浓硫酸的作用是吸收未反应的氨气，阻止装置F中水蒸气进入装置D．
（5）实验完毕，若测得干燥管D增重m g，装置F测得气体的体积为n L（已折算成标准状况），则氨分子中氮、氢的原子个数比为$\frac{9n}{11.2m}$（用含m、n字母的代数式表示）．

Answer 1

分析 浓氨水在氧化钙或氢氧化钠、碱石灰等作用下可放出大量的氨气，B中碱石灰用于干燥氨气，加热条件下，氨气与CuO发生氧化还原反应生成氮气和铜，D中碱石灰用于吸收氨气，E用于吸收氨气，F用于测量生成氮气的体积，测量气体体积时量气管液面应相等，以排除压强的影响，以此解答该题．
（1）依据装置仪器分析回答，浓氨水滴入锥形瓶中利用固体溶解放热使一水合氨分解生成氨气，需要选择氢氧化钠固体，氧化钙固体或碱石灰；
（2）a．制备氯气Cl₂需要加热，且氯气为黄绿色气体；
b．利用固体过氧化钠和水的反应，可以制备O₂；
c．利用稀盐酸滴入大理石上反应生成，可以制备CO₂ 气体；
d．NO₂是红棕色气体；
（3）C中黑色CuO粉末变为红色固体，量气管有无色无味的气体，说明氧化铜做氧化剂氧化氨气生成铜、氮气和水；
（4）E装置中浓硫酸的作用依据装置图分析判断是利用浓硫酸吸收过量氨气，同时避免F装置中的水蒸气进入D；
（5）干燥管D增重mg为反应生成的水，装置F测得气体的体积为nL为反应生成的氮气；依据元素守恒计算得到．

解答 解：（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，氢氧化钠固体、氧化钙固体、碱石灰固体，
故答案为：分液漏斗；固体氢氧化钠或氧化钙或碱石灰；
（2）利用装置A，可制取的无色气体；
a．制备氯气Cl₂需要加热，且氯气为黄绿色气体，故a错误；
b．可以制备O₂，利用固体过氧化钠和水的反应，故b正确；
c．可以制备CO₂ 气体，利用稀盐酸滴入大理石上反应生成，故c正确；
d．NO₂是红棕色气体，故d错误；
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和氮气与水，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+2NH₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+3H₂O+N₂ ，
故答案为：还原；3CuO+2NH₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+3H₂O+N₂ ；
（4）依据流程分析，浓硫酸是吸收过量的氨气，阻止F中水蒸气进入D影响实验效果，
故答案为：吸收未反应的氨气，阻止F中水蒸气进入D；
（5）若测得干燥管D增重mg为水物质的量=$\frac{mg}{18g/mol}$，装置F测得气体的体积为nL（已折算成标准状况）为N₂，物质的量=$\frac{nL}{22.4L/mol}$，依据元素守恒得到氮原子和氢原子物质的量之比=（$\frac{nL}{22.4L/mol}$×2）：（$\frac{mg}{18g/mol}$×2）=，则氨分子中氮、氢的原子个数比为$\frac{9n}{11.2m}$，
故答案为：$\frac{mg}{18g/mol}$．

点评 本题考查了氨气的实验室制备，性质验证和反应现象分析判断判断，装置流程分析，量气装置的使用方法，测定元素物质的量之比的计算，题目难度中等．