Question

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（1）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）该小组同学设计了如图（2）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该装置存在明显缺陷，请指出存在的问题并提出改进意见______．
（4）有同学认为：NH₃与CuO反应生成的红色物质中可能含有Cu₂O．已知：Cu₂O是一种碱性氧化物；在酸性溶液中，Cu⁺的稳定性比Cu²⁺差（Cu⁺ Cu+Cu²⁺）．请你设计一个简单的实验检验该红色物质中是否含有Cu₂O．______；
（5）工业废气中的氮氧化物是主要的大气污染物之一．为了治理污染，工业上常用氨气与之发生反应：NO_x+NH₃→N₂+H₂O，使其转化为无毒的N₂．现有NO₂和NO的混合气体3.0L，跟3.4L（同温同压下）NH₃反应，恰好使其全部转化为氮气，则原混合气体中，NO₂与NO的体积比是______．

Answer 1

解：（1）在加热条件下，氯化铵和氢氧化钙反应生成氯化钙、水和氨气，
故答案为：2NH₄Cl+Ca（OH）₂ CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；
（2）①NH₃极易溶解于水，打开止水夹挤出胶头滴管中的水，然后打开止水夹K，由于氨气迅速溶解导致烧瓶内气体压强迅速减小，导致溶液进入烧瓶产生喷泉现象，
故答案为：轻轻挤压滴管，使少量水加入烧瓶，然后打开止水夹K；
②氨气和水反应生成氨水，氨水能电离出铵根离子和氢氧根离子，导致溶液呈碱性，酚酞试液遇碱变红色，
故答案为：NH₃+H₂O?NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-；
（3）①黑色CuO变为红色，所以生成物是铜；白色无水CuSO₄粉末变为蓝色，说明生成物含有水；同时生成一种无色气体，该气体无污染，所以该气体是氮气，
故答案为：3CuO+2NH₃ 3Cu+N₂+3H₂O；
②碱石灰是干燥剂能吸收水蒸气，，防止干扰产物水的测定，故答案为：吸收氨气中混有的水蒸气，防止干扰产物水的测定；
③氨气是刺激性气体，所以不能排空，应有尾气处理装置，故答案为：此装置无有尾气吸收装置，NH₃排入大气，污染环境；
连接一个吸收氨气装置如图所示：；
（4）在酸性溶液中，Cu⁺的稳定性比Cu²⁺差（Cu⁺ Cu+Cu²⁺）进行实验设计，向溶液中加入酸溶液，如果溶液呈现蓝色，说明说明红色物质中含有Cu₂O反之则没有，
故答案为：取少许样品，加入稀H₂SO₄，若溶液出现蓝色，说明红色物质中含有Cu₂O反之则没有；
（5）3NO_x+2xNH₃=N₂+3xH₂O，
3 2x
3.0L 3.4L
所以x=1.7
故氮氧化物的分子式为NO_1.7，根据氮氧化物的平均化学式计算NO₂与NO的体积比，
，所以二氧化氮和一氧化氮的体积比为11.2：4.8=7：3，
故答案为：7：3．
分析：（1）实验室用氯化铵和氢氧化钙加热制取氨气；棉花有防止空气对流的作用；
（2）①氨气是极易溶于水的气体，使烧瓶内产生压强差导致溶液进入烧瓶；
②氨气易溶于水生成氨水，氨水是弱电解质电离出氢氧根离子；
（3）①先根据实验现象判断生成物，再根据元素守恒写出反应方程式；
②碱石灰是干燥剂；
③根据氨气的性质分析判断；
（4）根据在酸性溶液中，Cu⁺的稳定性比Cu²⁺差（Cu⁺ Cu+Cu²⁺）进行实验设计；
（5）先根据方程式计算X值，再利用十字相乘法计算二氧化氮和一氧化氮的体积比．
点评：本题考查了氨气的性质和制取，难度不大，会根据题中信息设计实验，实验设计是高考的热点和难点．