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(18分)甲、乙两个研究性学习小组为测定氨分子中氮、氢原子个数比,设计了如下实验流程:

实验中,先用制得的氨气排尽洗气瓶前所有装置中的空气,再连接洗气瓶和气体收集装 置,立即加热氧化铜。反应完成后,黑色氧化铜转化为红色的铜。下图A、B、C为甲、乙两小组制取氨气时可能用到的装置,D为盛有浓硫酸的洗气瓶。

甲小组测得:反应前氧化铜的质量m1 g、氧化铜反应后剩余固体的质量m2g、生成氮气在标准状况下的体积V1L。乙小组测得:洗气前装置D的质量m3g、洗气后装置D的质量为m4g、生成氮气在标准状况下的体积V2L。请回答下列问题:

(1)检查A装置气密性的操作是____________________________________________________。

(2)实验室检验氨气的操作和现象是____________________________________。

(3)甲、乙两小组选择了不同的方法制取氨气,请将实验装置的字母编号和制备制备原理填写在下表的空格中。

 

实验装置

实验药品

制备原理

甲小组

A

氢氧化钙、硫酸铵

反应的化学方程式为____________

乙小组

_____

浓氨水、氢氧化钠

用化学平衡原理分析氢氧化钠的作用:_______

(4)甲小组用所测数据计算出氨分子中氮、氢的原子个数之比为________________。

(5)乙小组用所测数据计算出氨分子中氮、氢的原子个数之比明显小于理论值,其原因是_______。为此,乙小组在原有实验的基础上增加了一个装有某药晶的实验仪器,重新实验。根据实验前后该药品的质量变化及生成氮气的体积,得出了合理的实验结果。该药品的名称是________。

 

(1)连接导管,将导管插入水中,加热试管,导管口有气泡产生;停止加热,导管内有水回流并形成一段稳定的水柱

(2)用湿润的红色石蕊试纸接近导管口,试纸变蓝(或蘸有浓盐酸的玻璃棒接近导管口,产生白烟)

(3)(NH4)2SO4+Ca(OH)2△2NH3↑+2H2O+CaSO4;B;氢氧化钠溶于水后放热使氨气溶解度降低,增加OH-浓度,使NH3+H2ONH3·H2OOH-+NH4+向逆反应方向移动,加快氨气逸出。

(4)5V1:7(m1-m2)

(5)洗气瓶D中的浓硫酸不但吸收了反应生成的水,还吸收了未反应的氨气,从而使计算的氢的量偏高;碱石灰(或无水硫酸铜、氢氧化钠、氧化钙等)

【解析】

试题分析:(1)检查A装置气密性一般是依据压强变化检验,具体操作方法是连接导管,将导管插入水中,用手紧握试管,导管口有气泡产生;松开手后,导管内有水回流并形成一段稳定的水柱。

(2)氨气是碱性气体,据此可以检验,即用湿润的红色石蕊试纸接近导管口,试纸变蓝(或蘸有浓盐酸的玻璃棒接近导管口,产生白烟)。

(3)①氢氧化钙与硫酸铵反应生成硫酸钙、氨气和水,反应的化学方程式为(NH4)2SO4+Ca(OH)2△2NH3↑+2H2O+CaSO4 。浓氨水是液体,氢氧化钠是固体,为使氨气逸出,采用加热降低氨气的溶解度,故选B装置。由于氢氧化钠固体溶于水后放热使氨气溶解度降低,同时增加溶液中OH-浓度,使NH3+H2ONH3·H2OOH-+NH4+向逆反应方向移动,从而加快氨气逸出。

(4)反应前氧化铜的质量为m1g、氧化铜反应后转化成的铜的质量为m2g,则氧化铜中氧元素的质量为m1-m2,生成的水中氧元素的质量等于氧化铜氧元素的质量,则生成的水中氧原子的个数为 ,水中氢原子个数是氧原子个数的两倍,因此氢原子个数为×2,生成的氮气在标准状况下的体积V1L,则氮气中氮原子的个数为 ,因此氮氢原子个数比为×2=5V1:7(m1-m2);

(5)乙小组用所测数据计算出氨分子中氮、氢的原子个数比小于理论值,其原因是洗气瓶D中的浓硫酸不但吸收了反应生成的水,还吸收了未反应的氨气,从而使计算的氢的量偏高. 因此在洗气瓶D前的位置应增加了一个装有碱石灰(氢氧化钠、氧化钙等)的实验仪器只吸收水,减小误差。

考点:考查氨气制备、物质分子组成测定实验方案设计与评价

 

练习册系列答案
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据图回答下列问题:

Ⅰ、(1)若烧杯中溶液为稀硫酸,则观察到的现象是______________________

负极反应式为:_________________________________________________。

(2)若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液,则负极为________(填Mg或Al),总反应化学方程式为

______________________________________________________________。

Ⅱ、由Al、Cu、浓硝酸组成原电池,其正极的电极反应式为

Ⅲ、(1)甲醇是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景,工业上一般可采用如下反应来合成甲醇: CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。

分析该反应并回答下列问题:下列各项中,不能够说明该反应已达到平衡的是________(填序号)。

a.恒温、恒容条件下,混合气体的平均相对分子质量不变

b.一定条件下,CH3OH分解的速率和CH3OH生成的速率相等

c.一定条件下,CO、H2和CH3OH的浓度保持不变

d.一定条件下,单位时间内消耗2 mol H2,同时生成1 mol CH3OH

(2)2009年10月,中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破,组装出了自呼吸电池及主动式电堆。甲醇燃料电池的工作原理如下图所示。

①该电池工作时,b口通入的物质为________________,

c口通入的物质为________________。

②该电池负极的电极反应式为:_______

③工作一段时间后,当6.4 g甲醇完全反应生成CO2时,

有______________NA个电子转移。

 

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(2)基本化工原料苯和乙烯,都有着十分广泛的用途。请回答:

①可以用来鉴别苯蒸气和乙烯的试剂是________(填序号)

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②苯分子具有平面正六边形结构,所有原子共平面,则苯分子中在一条直线上的原子最多有________个

(3)下列营养物质在人体内发生的变化及其对人的生命活动所起的作用不正确的是

A.人体中的糖类、油脂和蛋白质都能为人的生命活动提供能量

B.淀粉和纤维素 葡萄糖 CO2和H2O(释放能量维持生命活动)

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