Question

某化學(xué)課外活動(dòng)小組的同學(xué)在學(xué)習(xí)NH₃的性質(zhì)時(shí)討論：既然NH₃具有還原性，能否像H₂那樣還原CuO呢？于是他們?cè)O(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)裝置（夾持裝置未畫出）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）儀器a的名稱為

 

；儀器b中可選擇的試劑為

 

；
（2）實(shí)驗(yàn)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(wú)色無(wú)味的單質(zhì)氣體，上述現(xiàn)象可以證明NH₃具有

 

性，寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式

 

；
（3）E裝置中濃硫酸的作用是

 

；
（4）讀取氣體體積前，應(yīng)對(duì)裝置F進(jìn)行的操作是：

 

若讀數(shù)時(shí)，量氣管中的液面低于水準(zhǔn)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(xué)認(rèn)為：NH₃與CuO反應(yīng)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(yīng)（2Cu⁺→Cu+Cu²⁺）．請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)該紅色物質(zhì)中是否含有Cu₂O：

 

．
（6）此套實(shí)驗(yàn)裝置還可用于測(cè)定氨氣的分子組成．若實(shí)驗(yàn)完畢，測(cè)得干燥管D增重m克，裝置F測(cè)得氣體的體積為n升（已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況），則氨分子中氮、氫的原子個(gè)數(shù)比為

 

（用含m、n字母的代數(shù)式表示）．

Answer 1

考點(diǎn)：性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)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(wú)色無(wú)味的氣體，說(shuō)明氧化銅做氧化劑氧化氨氣生成銅、氮?dú)夂退��?br />（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(guò)量氨氣，同時(shí)避免F裝置中的水蒸氣進(jìn)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(yīng)（2Cu⁺→Cu+Cu²⁺），得出檢驗(yàn)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(yīng)生成的水，裝置F測(cè)得氣體的體積為nL為反應(yīng)生成的氮?dú)猓灰罁?jù)元素守恒計(jì)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(jìn)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(shí)驗(yàn)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(wú)色無(wú)味的氣體，說(shuō)明氨氣和氧化銅反應(yīng)生成銅和氮?dú)馀c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(xué)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(guò)量的氨氣，阻止F中水蒸氣進(jìn)入D影響實(shí)驗(yàn)效果，故答案為：吸收未反應(yīng)的氨氣，阻止F中水蒸氣進(jìn)入D；
（4）讀取氣體體積前，應(yīng)對(duì)裝置F進(jìn)行的操作是慢慢上下移動(dòng)右邊漏斗，使左右兩管液面相平，保持壓強(qiáng)平衡再讀數(shù)；量氣管中的液面低于水準(zhǔn)管的液面，說(shuō)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(dòng)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(yīng)（2Cu⁺→Cu+Cu²⁺），得出檢驗(yàn)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(lán)色，說(shuō)明紅色物質(zhì)中含有Cu₂O，反之則沒(méi)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(lán)色，說(shuō)明紅色物質(zhì)中含有Cu₂O，反之則沒(méi)有；
（6）若測(cè)得干燥管D增重mg為水物質(zhì)的量=

mg

18g/mol

，裝置F測(cè)得氣體的體積為nL（已折算成標(biāo)準(zhǔn)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(gè)數(shù)比為

9n

11.2m

，故答案為：

9n

11.2m

．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了氨氣的實(shí)驗(yàn)室制備，性質(zhì)驗(yàn)證和反應(yīng)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(cè)定元素物質(zhì)的量之比的計(jì)算，題目難度中等．