Question

10．Ⅰ．實驗室常見的幾種氣體發(fā)生裝置如圖A、B、C所示．

（1）實驗室可以用B或C裝置制取氨氣，如果用B裝置制取氨氣，化學反應方程式：2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O．
（2）氣體的性質是選擇氣體收集方法的主要依據(jù)，下列性質與收集方法無關的是（填序號，下同）②④．
①密度    ②顏色    ③溶解性    ④熱穩(wěn)定性    ⑤與氧氣反應
（3）若用A裝置與D裝置相連制取并收集X氣體，則X氣體可以是下列氣體中的③．
①CO₂    ②NO     ③Cl₂       ④H₂         ⑤HCl
其中D裝置中連接小燒杯的目的是尾氣處理防止污染．
Ⅱ．某小組以CoCl₂•6H₂O、NH₄Cl、H₂O₂、濃氨水為原料，在活性炭催化下，合成橙黃色晶體X．為確定其組成，進行如下實驗．
（4）經測定，樣品X中鈷、氨、氯的物質的量之比為1：6：3，鈷的化合價為+3．
已知X的化學式類似于下列化學式：
氫氧化二氨合銀Ag（NH₃）₂OH、硫酸四氨合銅[Cu（NH₃）₄]SO₄
制備X的化學方程式2CoCl₂+2NH₄Cl+10NH₃+H₂O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$2[Co（NH₃）₆]Cl₃+2H₂O．
（5）氨的測定：精確稱取wgX，加適量水溶解，注入如下圖所示的三頸瓶中，然后逐滴加入足量10%NaOH溶液，通入水蒸氣，將樣品液中的氨全部蒸出，用V₁mL c₁mol•L^-1的鹽酸標準溶液吸收，蒸氨結束后取下接收瓶，用c₂mol•L^-1NaOH標準溶液滴定過剩的HCl，到終點時消耗V₂mL NaOH溶液．

①5（裝鹽酸標準液）的儀器名稱酸式滴定管．
②裝置中安全管的作用原理當A中壓力過大，安全管中液面升高，使A瓶壓力穩(wěn)定．
③樣品中氨的質量分數(shù)表達式$\frac{（C{\;}_{1}{V}_{1}-{C}_{2}{V}_{2}）×1{0}^{-3}mol×17g/mol}{W}$×100%．

Answer 1

分析 （1）實驗室用加熱氯化銨與氫氧化鈣的方法制取氯氣；
（2）收集氣體依據(jù)氣體的密度與溶解度選擇排氣法或者排液法；
（3）AD相連制取的氣體特點：固體與液體加熱，不能與濃硫酸反應，密度大于空氣密度；D為尾氣處理裝置，防止污染空氣；
（4）樣品X中鈷、氨和氯的物質的量之比為1：6：3，則其化學式為[Co（NH₃）₆]Cl₃，根據(jù)化合物中各元素化合價的代數(shù)和為0計算Co元素化合價；
該反應中Co失電子、雙氧水得電子，CoCl₂•6H₂O、NH₄Cl、H₂O₂、NH₃發(fā)生反應生成[Co（NH₃）₆]Cl₃和水；
（5）①酸性溶液只能盛放在酸式滴定管中；
②通過2中液面調節(jié)A中壓強；
③根據(jù)氨氣與和鹽酸反應之間的關系式計算氨氣的質量，再根據(jù)質量分數(shù)公式計算氨質量分數(shù)．

解答 解：（1）氯化銨與氫氧化鈣加熱生成氨氣、氯化鈣和水，方程式為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；
故答案為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；
（2）收集氣體依據(jù)氣體的密度以及能否與空氣反應、溶解度選擇排氣法或者排液法，與氣體顏色、熱穩(wěn)定性無關；
故選：②④；
（3）AD相連制取的氣體特點：固體與液體加熱，不能與濃硫酸反應，密度大于空氣密度、能溶于水，D為尾氣處理裝置，防止污染空氣；
①制取CO₂不需加熱，故不選；
②NO 能夠與氧氣反應，不能用排氣法收集，故不選；
③制取Cl₂  用濃鹽酸與二氧化錳加熱制取，其密度大于空氣密度，用向上排氣法收集，能用濃硫酸干燥，溶于水，故選；
④制備H₂ 不需加熱，且氫氣密度小于空氣密度，收集應短進長出，故不選；
⑤HCl極易溶于水，尾氣直接插入水中會發(fā)生倒吸，故不選；
故選：③；D為尾氣處理裝置，防止污染空氣；
（4）樣品X中鈷、氨和氯的物質的量之比為1：6：3，則其化學式為[Co（NH₃）₆]Cl₃，根據(jù)化合物中各元素化合價的代數(shù)和為0得Co元素化合價為+3價；該反應中Co失電子、雙氧水得電子，CoCl₂•6H₂O、NH₄Cl、H₂O₂、NH₃發(fā)生反應生成[Co（NH₃）₆]Cl₃和水，反應方程式為2CoCl₂+2NH₄Cl+10NH₃+H₂O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$2[Co（NH₃）₆]Cl₃+2H₂O，
故答案為：+3；2CoCl₂+2NH₄Cl+10NH₃+H₂O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$2[Co（NH₃）₆]Cl₃+2H₂O；
（5）①酸性溶液只能盛放在酸式滴定管中，所以盛標準溶液鹽酸的儀器為酸式滴定管，
故答案為：酸式滴定管；
②無論三頸瓶中壓強過大或過小，都不會造成危險，若過大，A在導管內液面升高，將緩沖壓力，若過小，外界空氣通過導管進入燒瓶，也不會造成倒吸，安全作用的原理是使A中壓強穩(wěn)定；
故答案為：當A中壓力過大，安全管中液面升高，使A瓶壓力穩(wěn)定；
③與氨氣反應的n（HCl）=V₁×10^-3L×C₁mol•L^-1-C₂mol•L^-1 ×V₂×10^-3L=（C₁V₁-C₂V₂）×10^-3mol，根據(jù)氨氣和HCl的關系式知，n（NH₃）=n（HCl）=（C₁V₁-C₂V₂）×10^-3mol，氨的質量分數(shù)=$\frac{（C{\;}_{1}{V}_{1}-{C}_{2}{V}_{2}）×1{0}^{-3}mol×17g/mol}{W}$×100%；
故答案為：$\frac{（C{\;}_{1}{V}_{1}-{C}_{2}{V}_{2}）×1{0}^{-3}mol×17g/mol}{W}$×100%．

點評 本題為綜合題，考查了常見氣體制備原理和裝置選擇的原則，物質含量的測定，熟悉氣體制備原理及氣體的性質是解題關鍵，題目難度中等．