Question

某化學(xué)課外活動小組設(shè)計如圖實驗（A裝置未畫出）探究氮的一些化合物的性質(zhì)．其中A是某氣體發(fā)生裝置，A中所用試劑從下列固體物質(zhì)中選擇：①NH₄HCO₃、②NH₄Cl、③Ca（OH）₂、④NaOH．

檢查裝置氣密性后，先將C裝置鉑絲網(wǎng)加熱至紅熱，再將A裝置產(chǎn)生的氣體通過B裝置一定時間后，撤去C處酒精燈，鉑絲繼續(xù)保持紅熱，F(xiàn)中銅片逐漸溶解．
（1）若A中只用一種試劑，該試劑是

 

（填所選試劑的化學(xué)式）；A裝置中主要的玻璃儀器有

 

（填名稱）．
（2）C中發(fā)生催化氧化反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
（3）F中Cu片發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

 

；假設(shè)A、B中藥品充足，則F中可以觀察到的現(xiàn)象有

 

．
（4）待實驗結(jié)束后，將B中固體混合物溶于1mol/L的 500mL鹽酸中，產(chǎn)生無色混合氣體，且溶液呈中性，則實驗前B中原有過氧化鈉的物質(zhì)的量是

 

 mol．
（5）指導(dǎo)老師從安全與環(huán)保角度考慮，指出該裝置有明顯的缺陷，請你提出修改建議：

 

．

Answer 1

考點：性質(zhì)實驗方案的設(shè)計

專題：實驗設(shè)計題

分析：（1）碳酸氫銨受熱分解產(chǎn)生氨氣、水和二氧化碳，固體加熱分解可以在大試管中進行；
（2）C中發(fā)生氨氣和氧氣在催化劑條件下能反應(yīng)生成一氧化氮和水；
（3）一氧化碳難溶于水，極易和氧氣化合為二氧化氮，二氧化氮和水反應(yīng)生成硝酸，硝酸能將金屬銅溶解．
（4）先判斷溶液中的溶質(zhì)，根據(jù)鈉原子守恒計算過氧化鈉的物質(zhì)的量；鹽酸與碳酸鈉反應(yīng)生成的二氧化碳與碳酸氫銨分解生成的二氧化碳相同，根據(jù)反應(yīng)方程式判斷二氧化碳和水及過氧化鈉之間的關(guān)系式，從而計算二氧化碳的體積；
（5）二氧化氮和水反應(yīng)，為防止倒吸可以在裝置E、F之間增加一個防倒吸裝置，銅和硝酸反應(yīng)的產(chǎn)物一氧化氮以及生成的二氧化氮均有毒，應(yīng)加一個尾氣吸收裝置．

解答： 解：（1）根據(jù)題意：C處鉑絲網(wǎng)加熱至紅熱，再將A處產(chǎn)生的氣體通過B裝置片刻后，撤去C處酒精燈，鉑絲繼續(xù)保持紅熱，F(xiàn)處銅片逐漸溶解，說明有硝酸生成，所以A中獲得的是氨氣，加熱NH₄HCO₃分解可以產(chǎn)生氨氣，固體加熱分解可以在大試管中進行，故答案為：①；試管、酒精燈；
（2）C中發(fā)生氨氣和氧氣在催化劑條件下能反應(yīng)生成一氧化氮和水，4NH₃ 十 5O₂

Pt

△

4NO+6H₂O，故答案為：4NH₃ 十 5O₂

Pt

△

4NO+6H₂O；
（3）A、B中的藥品充足，碳酸氫銨分解產(chǎn)物通過B后生成了氧氣，在鉑的作用下和氨氣反應(yīng)生成一氧化氮，迅速被氧化為二氧化氮，再和水反應(yīng)生成硝酸，硝酸和金屬銅反應(yīng)生成硝酸銅、一氧化氮和水，離子方程式為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，無色的一氧化氮會迅速被氧化為紅棕色的二氧化氮，故答案為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；水中產(chǎn)生氣泡，溶液逐漸變?yōu)樗{色，氣體在廣口瓶上方變?yōu)榧t棕色；
（4）水和過氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鈉和氧氣，二氧化碳和過氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣，將B中固體混合物溶于500mL1mol?L^-1 鹽酸中，產(chǎn)生無色混合氣體，溶液呈中性，所以溶液中的溶質(zhì)是氯化鈉，根據(jù)鈉原子守恒計算過氧化鈉的物質(zhì)的量，
        HCl～NaCl～

1

2

Na₂O₂
        1           

1

2

1mol?L^-1×0.5L     0.25mol
所以過氧化鈉的物質(zhì)的量為0.25mol．
故答案為：0.25；
（5）二氧化氮和水反應(yīng)，為防止倒吸可以在裝置E、F之間增加一個防倒吸裝置，銅和硝酸反應(yīng)的產(chǎn)物一氧化氮以及生成的二氧化氮均有毒，應(yīng)加一個尾氣吸收裝置，
故答案為：在裝置E、F之間增加一個防倒吸裝置，在裝置F后面增加一個尾氣吸收裝置．

點評：本題考查了氨氣的制取和性質(zhì)，難度較大，易錯題是（4），會分析整個裝置反應(yīng)過程是解本題的關(guān)鍵．