Question

13．科學(xué)研究表明，氨氣在常壓下就可以液化為液氨，液氨可用作汽車的清潔燃料，其燃燒時(shí)的主要反應(yīng)為：4NH₃+3O₂ $\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2N₂+6H₂O；還能還原氧化銅，同時(shí)產(chǎn)生水和一種氣體單質(zhì)．如圖是某同學(xué)制取氨氣并測(cè)定氧化銅樣品（雜質(zhì)無揮發(fā)性、不溶于水且不參加反應(yīng)）中氧化銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的實(shí)驗(yàn)．（N₂的密度可以查閱資料）

檢查裝置氣密性后，稱量mg樣品放入質(zhì)量為m₁g的玻璃管中，連接A、B、C
①打開活塞，緩緩加入一定量的濃氨水，一段時(shí)間后連接D；
②點(diǎn)燃酒精燈，待充分反應(yīng)后，停止加熱，繼續(xù)通入氨氣；
③冷卻后，關(guān)閉a并稱量剩余固體及玻璃管的質(zhì)量為m₂g．
試回答：
（1）裝置A中的生石灰還可以用以下試劑b（填序號(hào)）來代替．
a．濃硫酸b．燒堿固體
（2）裝置D的作用是吸收氨氣和水蒸氣．
（3）裝置C中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為2NH₃+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$N₂+3Cu+3H₂O．
（4）甲同學(xué)認(rèn)為根據(jù)玻璃管在反應(yīng)前后的質(zhì)量差可求出氧化銅樣品中氧化銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{5（m+{m}_{1}-{m}_{2}）}{m}$×100%．
（5）通過該裝置能否測(cè)出氨氣分子中氮、氫原子的個(gè)數(shù)比能（選填“能”或“不能”），原因是可以通過C或D裝置前后差量，再利用元素守恒可以得出參加反應(yīng)的氫元素的質(zhì)量，E前后差量可利用密度算出參加反應(yīng)的氮元素的質(zhì)量，則可得出氮?dú)鋫�(gè)數(shù)比．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)生石灰與水反應(yīng)生成氫氧化鈣，放出大量的熱，進(jìn)行分析解答．
（2）裝置D中的藥品是濃硫酸，具有吸水性，能與氨氣反應(yīng)；
（3）C中氨氣與氧化銅反應(yīng)生成銅、水，由質(zhì)量守恒定律，同時(shí)還生成氮?dú)猓瑢懗龇磻?yīng)的化學(xué)方程式即可．
（4）氨氣與氧化銅反應(yīng)生成銅、水和水，由反應(yīng)的化學(xué)方程式，氧化銅減少的質(zhì)量即為氧化銅中氧元素的質(zhì)量，進(jìn)行分析解答．
（5）通過元素守恒計(jì)算裝置前后差量得出氮?dú)湓�素的質(zhì)量進(jìn)行分析解答．

解答 解：（1）生石灰與水反應(yīng)生成氫氧化鈣，放出大量的熱，裝置A中生石灰的作用除了減少氨氣中溶劑的外，還有的作用是利用生石灰與水放出大量的熱，溫度升高，使氨氣揮發(fā)出來．燒堿固體能吸水，且放出大量的熱，可以來代替生石灰．濃硫酸能與氨氣反應(yīng)，不能代替；
（2）裝置D中的藥品是濃硫酸，具有吸水性，能與氨氣反應(yīng)，裝置D的作用是吸收氨氣和水蒸氣．
（3）C中氨氣與氧化銅反應(yīng)生成銅、水，由質(zhì)量守恒定律，同時(shí)還生成氮?dú)�，反�?yīng)的化學(xué)方程式為：2NH₃+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$N₂+3Cu+3H₂O．
（4）氨氣與氧化銅反應(yīng)生成銅、水和水，由反應(yīng)的化學(xué)方程式，氧化銅減少的質(zhì)量即為氧化銅中氧元素的質(zhì)量，稱量mg樣品放入質(zhì)量為m₁g的玻璃管中，冷卻后關(guān)閉a并稱量剩余固體及玻璃管的質(zhì)量為m₂g，則氧化銅中氧元素的質(zhì)量為mg+m₁g-m₂g=（m+m₁-m₂）g，故氧化銅的質(zhì)量為（m+m₁-m₂）g×$\frac{64+16}{16}$=5（m+m₁-m₂）g．
氧化銅樣品中氧化銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 $\frac{5×（m+{m}_{1}-{m}_{2}）g}{mg}$×100%=$\frac{5（m+{m}_{1}-{m}_{2}）}{m}$×100%．
（5）通過該裝置能測(cè)出氨氣分子中氮、氫原子的個(gè)數(shù)比；理由是：可以通過C或D裝置前后差量，再利用元素守恒可以得出參加反應(yīng)的氫元素的質(zhì)量，E前后差量可利用密度算出參加反應(yīng)的氮元素的質(zhì)量，則可得出氮?dú)鋫�(gè)數(shù)比．
故答案為：（1）b；
（2）吸收氨氣和水蒸氣；
\（3）2NH₃+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$N₂+3Cu+3H₂O；
（4）$\frac{5（m+{m}_{1}-{m}_{2}）}{m}$×100%；
（5）能；可以通過C或D裝置前后差量，再利用元素守恒可以得出參加反應(yīng)的氫元素的質(zhì)量，E前后差量可利用密度算出參加反應(yīng)的氮元素的質(zhì)量，則可得出氮?dú)鋫�(gè)數(shù)比．

點(diǎn)評(píng) 本題有一定難度，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c反應(yīng)原理、氧化鈣的化學(xué)性質(zhì)、化學(xué)方程式的書寫方法、常見氣體的性質(zhì)等是正確解答本題的關(guān)鍵．