题目内容

某研究性学习小组为测定NH3分子中氮、氢原子个数比,设计如下实验流程:

实验时,先用制得的氨气排尽洗气瓶前所有装置中的空气,再连接洗气瓶和气体收集装置,立即加热氧化铜。
下图A、B、C为该小组制取氨气时可能用到的装置,D为盛有浓硫酸的洗气瓶。

请回答下列问题:
(1)写出仪器的名称:a              ,b              。
(2)硬质玻璃管中发生的反应方程式是                                ,反应过程中硬质玻璃管的现象是                                           。
(3)请判断制取氨气可能用到的装置,在下表中你认为可行的装置中填写对应的实验药品(写出化学式)。

装置
实验药品
A
 
B
b:                 a:
C
c:                隔板:
 
(4)实验时洗气瓶D中的浓硫酸表现                       性;该小组实验测得:洗气前装置D的质量为m1g、洗气后装置D的质量为m2g、生成的氮气在标准状况下的体积为V L。根据该小组计算NH3分子中氮、氢的原子个数比的表达式,请预计该结果与理论值相比,       。
A.在实验误差范围内数值接近理论值   B.数值偏高   C.数值偏低

(1)圆底烧瓶(2分),分液漏斗(2分)
(2)2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O(2分),黑色固体变成红色(2分)
(3)(每种可行装置各2分,共4分)

装置
实验药品
A
NH4Cl、Ca(OH)2
B
b:NH3·H2O(aq)      a:CaO或 NaOH或CaO、NaOH
 
(4)吸水和酸(2分),  C (2分)

解析试题分析:(1)从图中可知仪器a的名称为:圆底烧瓶,b为分液漏斗;
(2)根据试验流程制取得到的氨气干燥后通入了硬质玻璃管中,并在加热下与CuO发生了反应,由于CuO有氧化性,氨气有还原性,所以二者发生氧化还原反应,方程式为2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O,由此可知有铜单质生成,所以可观察到现象是黑色固体变成了红色物质。
(3)图中A、B、C为该小组制取氨气时可能用到的装置,所以根据氨气制备的原理,可以是固-固加热型,也可以是固-液不加热型,所以根据装置类型可以选用相应实验药品为:

装置
实验药品
A
NH4Cl、Ca(OH)2
B
b:NH3·H2O(aq)      a:CaO或 NaOH或CaO、NaOH
 
(4)由于洗气瓶D中的浓硫酸不但吸收了反应生成的水,还吸收了过量的氨气,所以表现的是浓硫酸的吸水性和酸性;正因为浓硫酸吸收了水和氨气,所以根据该计算公式,会使计算的H的量偏高,则N:H反而变小,小于理论值。
考点:本题考查的是利用氨气的还原性进行的探究实验,还考查了氨气的实验室制备和浓硫酸性质。

练习册系列答案
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(14分)草酸是一种重要的化工原料,广泛用于药物生产、高分子合成等工业,草酸晶体受热到100℃时失去结晶水,成为无水草酸。某学习小组的同学拟以甘蔗渣为原料用水解—氧化—水解循环进行制取草酸。

aaaaaa

 

请跟据以上信息回答下列问题:
(1)图示①②的氧化—水解过程是在上图1的装置中进行的,指出装置A的名称                  。
(2)图示①②的氧化—水解过程中,在硝酸用量、反应的时间等条件均相同的情况下,改变反应温度以考察反应温度对草酸收率的影响,结果如上图2所示,请选择最佳的反应温度为          ,为了达到图2所示的温度,选择图1的水浴加热,其优点是                           。
(3)在图示③④中的操作涉及到抽滤,洗涤、干燥,下列有关说法正确的是         。
A.在实验过程中,通过快速冷却草酸溶液,可以得到较大的晶体颗粒,便于抽滤
B.在洗涤沉淀时,应关小水龙头,使洗涤剂缓缓通过沉淀物
C.为了检验洗涤是否完全,应拔下吸滤瓶与安全瓶之间橡皮管,从吸滤瓶上口倒出少量滤液于试管中进行相关实验。
D.为了得到干燥的晶体,可以选择在坩埚中直接加热,并在干燥器中冷却。
(4)要测定草酸晶体(H2C2O4·2H2O)的纯度,称取7.200g制备的草酸晶体溶于适量水配成250mL溶液,取25.00mL草酸溶液于锥形瓶中,用0.1000mol/L酸性高锰酸钾溶液滴定
(5H2C2O4+2MnO4-+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O),
①取25.00mL草酸溶液的仪器是                        ,
②在草酸纯度测定的实验过程中,下列说法正确的是:             。
A.润洗滴定管时,应从滴定管上口加满所需的酸或碱液,使滴定管内壁充分润洗
B.移液管取草酸溶液时,需将尖嘴处的液体吹入锥形瓶,会使实验误差偏低
C.滴定时,左手轻轻向内扣住活塞,手心空握以免碰到活塞使其松动漏出溶液
D.滴定终点读取滴定管刻度时,仰视标准液液面,会使实验误差偏高
③判断滴定已经达到终点的方法是:                                      。
④达到滴定终点时,消耗高锰酸钾溶液共20.00mL,则草酸晶体的纯度为             。

硫酸铜晶体俗称“胆矾”,在无机化工及生产生活中有广泛的应用。某课外研究小组的同学用粗铜粉(含有碳等杂质)设计了两种制备胆矾的途径,并测定了其中结晶水的含量。设计的流程如下:

(1)“较纯铜”转化为氧化铜时,应将其置于          内进行灼烧(填写仪器名称)。“粗铜”表面的油脂可以用热碱溶液洗去,原因是                     。若灼烧“粗铜”,获得的产物是混有少量铜的氧化铜。存在少量铜的可能原因是          。
a.灼烧过程中部分氧化铜被还原         b.该条件下铜无法被氧气氧化
c.氧化铜在加热过程中分解生成铜       d.灼烧不充分铜未被完全氧化
(2)通过途径I实现用粗制氧化铜制取胆矾,必须进行的实验操作步骤是:酸溶、加热通氧气、过滤、       、冷却结晶、        、自然干燥。比较由粗制氧化铜制取胆矾的两种途径,途径Ⅰ有明显的两个优点:
①                                             。
②                                                          。
(3)测定胆矾晶体里结晶水的含量时,若测定的相对误差大于零,则产生误差的原因可能是___________。
a.加热后容器未放入干燥器中冷却
b.最后两次加热后的质量相差较大
c.加热前称量时容器未完全干燥 
d.加热过程中有少量溅失
(4)利用下图装置加热无水硫酸铜粉末直至完全分解,A的试管中剩余黑色粉末,用带火星的木条伸入集气瓶D,发现木条能复燃。反应前后各装置的质量见图下方的表格所示。

请通过计算,推断该实验条件下硫酸铜分解的化学方程式:                  。

K3[Fe(C2O4)3]·3H2O[三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体]易溶于水,难溶于乙醇,可作为有机反应的催化剂。实验室可用铁屑为原料制备,相关反应的化学方程式为:Fe+H2SO4FeSO4+H2↑
FeSO4+H2C2O4+2H2OFeC2O4·2H2O↓+H2SO4
2FeC2O4·2H2O+H2O2+H2C2O4+3K2C2O42K3[Fe(C2O4)3]+6H2O
2Mn+5C2+16H+2Mn2++10CO2↑+8H2O
回答下列问题:
(1)铁屑中常含硫元素,因而在制备FeSO4时会产生有毒的H2S气体,该气体可用氢氧化钠溶液吸收。下列吸收装置正确的是     。 

(2)在将Fe2+氧化的过程中,需控制溶液温度不高于40 ℃,理由是       ;得到K3[Fe(C2O4)3]溶液后,加入乙醇的理由是        。 
(3)晶体中所含结晶水可通过重量分析法测定,主要步骤有:①称量,②置于烘箱中脱结晶水,③冷却,④称量,⑤          (叙述此步操作),⑥计算。步骤③若未在干燥器中进行,测得的晶体中所含结晶水含量    (填“偏高”“偏低”或“无影响”);步骤⑤的目的是               。 
(4)晶体中C2含量的测定可用酸性KMnO4标准溶液滴定。称取三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体m g溶于水配成250 mL溶液,取出20.00 mL放入锥形瓶中,用0.010 0 mol·L-1酸化的高锰酸钾溶液进行滴定。
①下列操作及说法正确的是   。 
A.滴定管用蒸馏水洗涤后,即可装入标准溶液
B.装入标准溶液后,把滴定管夹在滴定管夹上,轻轻转动活塞,放出少量标准液,使尖嘴充满液体
C.接近终点时,需用蒸馏水冲洗瓶壁和滴定管尖端悬挂的液滴
②有同学认为该滴定过程不需要指示剂,那么滴定终点的现象为        ,若达到滴定终点消耗高锰酸钾溶液V mL,那么晶体中所含C2的质量分数为    (用含V、m的式子表示)。 

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