题目内容
(Ⅰ)图甲和乙是某学校王老师制备NH3并进行性质实验时的改进装置.按图甲把仪器安装好,称取2g 固体氯化铵装入试管底部,再快速称取2g 氢氧化钠覆盖在氯化铵上方;立即用带有滴管的塞子塞紧(滴管预先吸入约2mL 浓氨水);烧杯内盛滴有酚酞试液的水:把浓氨水滴入试管里,可立即观察到试管内发生剧烈反应,有大量气泡.
将上述中收满NH3的圆底烧瓶取下,改装成图乙所示的装置,胶头滴管内事先预吸入2mLH2O,此时小气球系在玻璃棒上呈自然松驰状态;将滴管内的水慢慢滴入烧瓶中,轻轻晃动烧瓶,通过观察实验现象便可以验证NH3 的某个性质.按要求回答下列问题:
(1)中学化学教材中是用与制O2相同的制备装置来加热制取NH3的,该化学方程式为:
(2)下面是某同学关于王老师能用图甲制取NH3的原因分析,有道理的是
①在NH3?H2O 中有平衡NH3+H2O?NH3?H2O?NH
+ 4 |
②在NH3?H2O 中有平衡NH3+H2O?NH3?H2O?NH
+ 4 |
③Na0H溶于水时放热,使体系的温度升高,NH3的溶解度减小
④NH4Cl与NaOH 在此情况下可反应生成NH3,即NH
+ 4 |
| ||
⑤NH4Cl 会分解释放出NH3
(3)图甲中的NH4Cl 与NaOH 固体混合物能否用CaO固体代替
(4)如何判断图甲中烧瓶己收满NH3?
(5)图乙中胶头滴管中的水挤入烧瓶后,观察到的现象是
(Ⅱ)如图2所示:在B槽中装有500mL水,容积为a mL的试管A充满了NO2和NO的混合气体(标准状况),将试管A倒插入B槽的水中.充分反应后,试管A中余下气体的体积为0.5a mL,则原混合气体中NO2和NO的物质的量之比为
通过导气管C往余下0.5a mL气体的试管A中持续通入氧气,A中可能观察到的现象是:
当试管A中充满气体时停止通入氧气,然后将试管取出水槽,水槽B中溶液的物质的量浓度为
考点:氨的制取和性质,氨的实验室制法,常见气体制备原理及装置选择
专题:实验题
分析:(Ⅰ)(1)实验室用加热铵盐和碱的固体混合物制取氨气,所用装置与制O2装置相同;
(2)在氨水中存在平衡:NH3+H2O?NH3?H2O?NH4++OH-,根据平衡移动的原理进行解答;
(3)氧化钙与水反应生成氢氧化钙,且反应中放入热量,有利于氨气的生成;
(4)氨水呈碱性,酚酞遇碱显红色;
(5)NH3极易溶解于水,1体积水溶解700体积氨气;
(Ⅱ)发生3NO2+2H2O=2HNO3+NO,导致气体的体积减小,根据气体体积减小,利用差量法计算二氧化氮的体积,进而计算NO的体积,体积之比等于物质的量之比;
剩余NO,持续通入氧气,会发生,4NO+3O2+2H2O=4HNO3无色气体变为红棕色气体,试管中液面不断上升至全充满,继续通入氧气后,试管中液面下降,最后充满无色气体;
根据氮元素守恒,氮元素守恒可知n(HNO3)=n(NO2)+n(NO),再根据c=
计算所得硝酸的浓度.
(2)在氨水中存在平衡:NH3+H2O?NH3?H2O?NH4++OH-,根据平衡移动的原理进行解答;
(3)氧化钙与水反应生成氢氧化钙,且反应中放入热量,有利于氨气的生成;
(4)氨水呈碱性,酚酞遇碱显红色;
(5)NH3极易溶解于水,1体积水溶解700体积氨气;
(Ⅱ)发生3NO2+2H2O=2HNO3+NO,导致气体的体积减小,根据气体体积减小,利用差量法计算二氧化氮的体积,进而计算NO的体积,体积之比等于物质的量之比;
剩余NO,持续通入氧气,会发生,4NO+3O2+2H2O=4HNO3无色气体变为红棕色气体,试管中液面不断上升至全充满,继续通入氧气后,试管中液面下降,最后充满无色气体;
根据氮元素守恒,氮元素守恒可知n(HNO3)=n(NO2)+n(NO),再根据c=
| n |
| V |
解答:
解:(Ⅰ)(1)实验室用氯酸钾固体和二氧化锰固体或用高锰酸钾加热制O2,与制O2相同的制备装置制氨气,实验室用加热氯化铵和消石灰的固体混合物制取氨气,反应方程式为:2NH4Cl+Ca(OH)2
2NH3↑+2H2O+CaCl2,
故答案为:2NH4Cl+Ca(OH)2
2NH3↑+2H2O+CaCl2;
(2)①在氨水中存在平衡:NH3+H2O?NH3?H2O?NH4++OH-,加氢氧化钠增大氢氧根离子的浓度,使平衡逆向移动,从而使NH3逸出,故①正确;
②加NH4Cl增大了溶液中氨根离子浓度,使平衡向左移动,故②正确;
③NaOH溶于水放出热量,使体系温度升高,使NH3的溶解度减小而逸出,故③正确;
④NH4Cl与NaOH在此情况下可反应生成NH3,离子方程式为:NH4++OH-
NH3↑+H2O,故④正确;
⑤加热NH4Cl分解生成氯化氢和氨气,氯化氢和氨气又能够结合生成氯化铵,无法获得氨气,故⑤错误;
故答案为:①②③④;
(3)CaO与水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙能够电离出氢氧根离子,且该反应为放热反应,降低了氨气的溶解度,有利于氨气的生成,所以可用氧化钙代替氢氧化钠,
故答案为:能;
(4)当烧瓶内的氨气收集满时,氨气会逸到烧杯中,氨气和烧杯中的水结合生成氨水显碱性,碱能使无色的酚酞变红,
故答案为:烧杯内的溶液变红;
(5)胶头滴管中的水挤入烧瓶后,由于NH3极易溶于水,烧瓶中压强减小,气球会逐渐变大,
故答案为:气球逐渐变大; 极易溶于水;
(Ⅱ)充满了NO2和NO的混合气体(标准状况)试管A倒水中,充分反应后,试管A中余下气体的体积为0.5a mL,则:
3NO2+2H2O=2HNO3+NO,体积减少△V
3 2
V(NO2) amL-0.5amL=0.5amL
解得:V(NO2)=
=0.75amL,
则:V(NO)=amL-0.75amL=0.25mL,
则原混合气体中NO2和NO的物质的量之比为:n(NO2):n(NO)=V(NO2):V(NO)=0.75amL:0.25mL=3:1;
剩余气体为NO,持续通入氧气,会发生4NO+3O2+2H2O=4HNO3,无色气体变为红棕色气体,试管中液面不断上升至全充满,继续通入氧气后,试管中液面下降,最后充满无色气体;
V(NO2)=0.75amL,氮元素守恒可知n(HNO3)=n(NO2)+n(NO)=
×10-3mol,
故c(HNO3)=
=
mol/L,
故答案为:3:1;无色气体变为红棕色气体,试管中液面不断上升至全充满,继续通入氧气后,试管中液面下降,最后充满无色气体;
.
| ||
故答案为:2NH4Cl+Ca(OH)2
| ||
(2)①在氨水中存在平衡:NH3+H2O?NH3?H2O?NH4++OH-,加氢氧化钠增大氢氧根离子的浓度,使平衡逆向移动,从而使NH3逸出,故①正确;
②加NH4Cl增大了溶液中氨根离子浓度,使平衡向左移动,故②正确;
③NaOH溶于水放出热量,使体系温度升高,使NH3的溶解度减小而逸出,故③正确;
④NH4Cl与NaOH在此情况下可反应生成NH3,离子方程式为:NH4++OH-
| ||
⑤加热NH4Cl分解生成氯化氢和氨气,氯化氢和氨气又能够结合生成氯化铵,无法获得氨气,故⑤错误;
故答案为:①②③④;
(3)CaO与水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙能够电离出氢氧根离子,且该反应为放热反应,降低了氨气的溶解度,有利于氨气的生成,所以可用氧化钙代替氢氧化钠,
故答案为:能;
(4)当烧瓶内的氨气收集满时,氨气会逸到烧杯中,氨气和烧杯中的水结合生成氨水显碱性,碱能使无色的酚酞变红,
故答案为:烧杯内的溶液变红;
(5)胶头滴管中的水挤入烧瓶后,由于NH3极易溶于水,烧瓶中压强减小,气球会逐渐变大,
故答案为:气球逐渐变大; 极易溶于水;
(Ⅱ)充满了NO2和NO的混合气体(标准状况)试管A倒水中,充分反应后,试管A中余下气体的体积为0.5a mL,则:
3NO2+2H2O=2HNO3+NO,体积减少△V
3 2
V(NO2) amL-0.5amL=0.5amL
解得:V(NO2)=
| 0.5amL×3 |
| 2 |
则:V(NO)=amL-0.75amL=0.25mL,
则原混合气体中NO2和NO的物质的量之比为:n(NO2):n(NO)=V(NO2):V(NO)=0.75amL:0.25mL=3:1;
剩余气体为NO,持续通入氧气,会发生4NO+3O2+2H2O=4HNO3,无色气体变为红棕色气体,试管中液面不断上升至全充满,继续通入氧气后,试管中液面下降,最后充满无色气体;
V(NO2)=0.75amL,氮元素守恒可知n(HNO3)=n(NO2)+n(NO)=
| a |
| 22.4 |
故c(HNO3)=
| ||
| 0.5L |
| a |
| 11200 |
故答案为:3:1;无色气体变为红棕色气体,试管中液面不断上升至全充满,继续通入氧气后,试管中液面下降,最后充满无色气体;
| a |
| 11200 |
点评:本题考查了氨气的化学性质、氨气的实验室制法等知识,题目难度中等,试题涉及的知识点较多、综合性较强,充分考查了学生的分析、理解能力及综合应用所学知识的能力,要求学生熟练掌握氨气的制备原理、制备装置及化学性质.
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