题目内容

某研究小组进行与NH3有关的系列实验.
(1)现有浓氨水、烧碱固体和碱石灰三种试剂,请你从下图中挑选所需仪器,画出实验室制取干燥NH3的装置简图(添加必要的塞子、玻璃导管、胶皮管.固定装置和尾气处理装置不用画),并标明所用试剂.

(2)将NH3通入溴水中,有N2生成,反应的化学方程式为
 
.
(3)为验证“同温同压下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子”,该小组同学设计了如图所示的装置,图中B管的容积是A管的2倍,活塞K1、K2、K3、K4、K5均关闭(固定装置和尾气处理装置略);HCl和NH3均不溶于石蜡油,也不与之反应;装置气密性好.

①在A管中充满与大气压强相等的干燥HCl气体.操作是
 
.关闭K3和K5,开启K4,从K4处通入干燥的NH3,上下调节C,使B管充满与A管同压的干燥NH3.
②缓缓开启K3,A管中的现象是
 
.要达到实验目的,当反应完成并恢复到室温时,B管中预期的现象是
 
;若观察不到预期现象,主要原因是
 
.
考点:氨的制取和性质
专题:实验题
分析:(1)根据图示中各仪器特点判断制取氨气的反应原理,然后选出需要仪器,并画出装置简图;
(2)判断元素化合价变化,根据氧化还原反应中化合价升降相等配平,然后写出反应的化学方程式;
(3)①将试管A关闭K3打开K1、K2,氯化氢密度大于空气,然后从K2处通入干燥的HCl气体,直至K1处有白雾出现;
②氨气与氯化氢反应生成氯化铵,会出现大量白烟;气体体积减小,则压强减小,石蜡油充满B管;若HCl中混有空气或石蜡两端的液面不相平,则不会出现该现象.
解答: 解:(1)图中的仪器中缺少酒精灯,则不能利用反应2NH4Cl+Ca(OH)2
  △  
.
 
CaCl2+2NH3↑+2H2O来制备NH3,根据图示所给仪器的特点,结合NH3+H2O?NH3?H2O?NH4++OH-可知,需要用到的仪器为:分液漏斗、烧瓶、U型管(或干燥管),据此画出的实验室制取干燥NH3的装置简图为:,
故答案为:;
(2)NH3→N2化合价从-3升高到0价,化合价变化为3,化合价至少升高3×2=6价;Br2在反应中必定化合价降低生成Br-,化合价变化至少为2,则化合价变化的最小公倍数为6,氮气的系数为:
6
6
=1,溴单质的系数为:
6
2
=3,然后根据观察法配平,配平后的反应方程式为:2NH3+3Br2═6HBr+N2,
故答案为:2NH3+3Br2═6HBr+N2;
(3)①要在A中充满与大气压强相等的HCl气体,需在A与大气联通的条件下充入,因ρ(HCl)>ρ(空气),故需打开K1,从K2通入至K1处有HCl逸出(有白雾出现),则A管中充满与大气压强相等的干燥HCl气体,
故答案为:关闭K3打开K1、K2,从K2处通入干燥的HCl气体,直到K1处有白雾出现,关闭K1、K2;
②若缓慢打开K3,则NH3进入A管并发生反应NH3+HCl═NH4Cl而产生白烟,压强减小,石蜡油充满B管(剩余的NH3恰好充满A管),若观察不到上述现象,则可能是HCl中混有空气或石蜡两端的液面不相平所致,
故答案为:生成大量的白烟;B管中充满石蜡油;实验时A管中未全部充满干燥HCl气体(或A管中的空气未除尽).
点评:本题主要考查有关仪器的选择、组装、相关实验现象的描述、分析等知识,题目难度中等,注意掌握化学实验基本操作方法,明确常见气体的制备原理、反应装置为解答本题关键,试题充分考查了学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识解决实际问题的能力.
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