Question

某化學課外活動小組的同學在學習NH₃的性質(zhì)時討論：既然NH₃具有還原性，能否像H₂那樣還原CuO呢？于是他們設計了如下實驗裝置（夾持裝置未畫出）進行實驗．

請回答下列問題：
（1）儀器a的名稱為

 

；儀器b中可選擇的試劑為

 

；
（2）實驗中觀察到裝置C中黑色CuO粉末變?yōu)榧t色固體，干燥管D增重，量氣管內(nèi)收集到無色無味的單質(zhì)氣體，上述現(xiàn)象可以證明NH₃具有

 

性，寫出相應的化學方程式

 

；
（3）E裝置中濃硫酸的作用是

 

；
（4）讀取氣體體積前，應對裝置F進行的操作是：

 

若讀數(shù)時，量氣管中的液面低于水準管的液面，則量氣管中氣體的體積將

 

．（填“偏大”、“偏小”或“不變”）．
（5）有同學認為：NH₃與CuO反應生成的紅色物質(zhì)中可能含有Cu₂O．已知：Cu₂O是一種堿性氧化物，在酸性溶液中，Cu⁺易發(fā)生自身的氧化還原反應（2Cu⁺→Cu+Cu²⁺）．請你設計一個簡單的實驗檢驗該紅色物質(zhì)中是否含有Cu₂O：

 

．
（6）此套實驗裝置還可用于測定氨氣的分子組成．若實驗完畢，測得干燥管D增重m克，裝置F測得氣體的體積為n升（已折算成標準狀況），則氨分子中氮、氫的原子個數(shù)比為

 

（用含m、n字母的代數(shù)式表示）．

Answer 1

考點：性質(zhì)實驗方案的設計

專題：實驗設計題

分析：（1）依據(jù)裝置儀器分析回答，濃氨水滴入錐形瓶中利用固體溶解放熱使一水合氨分解生成氨氣，需要選擇氫氧化鈉固體，氧化鈣固體或堿石灰；
（2）C中黑色CuO粉末變?yōu)榧t色固體，量氣管有無色無味的氣體，說明氧化銅做氧化劑氧化氨氣生成銅、氮氣和水；
（3）E裝置中濃硫酸的作用依據(jù)裝置圖分析判斷是利用濃硫酸吸收過量氨氣，同時避免F裝置中的水蒸氣進入D；
（4）依據(jù)量氣管的使用方法回答；
（5）根據(jù)已知：Cu₂O是一種堿性氧化物，在酸性溶液中，Cu⁺易發(fā)生自身的氧化還原反應（2Cu⁺→Cu+Cu²⁺），得出檢驗該紅色物質(zhì)中是否含有Cu₂O的方法；（6）干燥管D增重mg為反應生成的水，裝置F測得氣體的體積為nL為反應生成的氮氣；依據(jù)元素守恒計算得到．

解答： 解：（1）裝置中儀器a為分液漏斗；儀器b是利用分液漏斗中滴入的氨水使錐形瓶中的固體溶解放熱促進一水合氨分解生成氨氣，氫氧化鈉固體、氧化鈣固體、堿石灰固體，
故答案為：分液漏斗；固體氫氧化鈉或氧化鈣或堿石灰；
（2）實驗中觀察到裝置C中黑色CuO粉末變?yōu)榧t色固體，量氣管有無色無味的氣體，說明氨氣和氧化銅反應生成銅和氮氣與水，氨氣被氧化銅氧化表現(xiàn)還原性，結(jié)合原子守恒配平寫出的化學方程式為3CuO+2NH₃

△   .

3Cu+3H₂O+N₂ ，故答案為：還原；3CuO+2NH₃

△   .

3Cu+3H₂O+N₂ ；
（3）依據(jù)流程分析，濃硫酸是吸收過量的氨氣，阻止F中水蒸氣進入D影響實驗效果，故答案為：吸收未反應的氨氣，阻止F中水蒸氣進入D；
（4）讀取氣體體積前，應對裝置F進行的操作是慢慢上下移動右邊漏斗，使左右兩管液面相平，保持壓強平衡再讀數(shù)；量氣管中的液面低于水準管的液面，說明內(nèi)部氣壓大于大氣壓，則量氣管中氣體的體積將偏小，故答案為：慢慢上下移動右邊漏斗，使左右兩管液面相平，偏�。�
（5）根據(jù)已知：Cu₂O是一種堿性氧化物，在酸性溶液中，Cu⁺易發(fā)生自身的氧化還原反應（2Cu⁺→Cu+Cu²⁺），得出檢驗該紅色物質(zhì)中是否含有Cu₂O的方法：取少許樣品，加入稀H₂SO₄（或稀鹽酸），若溶液出現(xiàn)藍色，說明紅色物質(zhì)中含有Cu₂O，反之則沒有，
故答案為：取少許樣品，加入稀H₂SO₄（或稀鹽酸），若溶液出現(xiàn)藍色，說明紅色物質(zhì)中含有Cu₂O，反之則沒有；
（6）若測得干燥管D增重mg為水物質(zhì)的量=

mg

18g/mol

，裝置F測得氣體的體積為nL（已折算成標準狀況）為N₂，物質(zhì)的量=

nL

22.4L/mol

，依據(jù)元素守恒得到氮原子和氫原子物質(zhì)的量之比=

nL

22.4L/mol

×2：

mg

18g/mol

×2=

9n

11.2m

，則氨分子中氮、氫的原子個數(shù)比為

9n

11.2m

，故答案為：

9n

11.2m

．

點評：本題考查了氨氣的實驗室制備，性質(zhì)驗證和反應現(xiàn)象分析判斷判斷，裝置流程分析，量氣裝置的使用方法，測定元素物質(zhì)的量之比的計算，題目難度中等．