Question

为测定氨分子中氮、氢原子个数比，某研究性学习小组用浓氨水和氧化钙反应制取氨气，然后用氨气与氧化铜粉末发生氧化还原反应．设计了如下实验流程：实验中，先检查装置气密性；然后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测量装置；立即加热氧化铜．反应完成后，黑色的氧化铜转化为红色的铜．
（1）有关浓氨水和氧化钙制取氨气的下列说法正确的是

 

a、氧化钙溶于水为剧烈放热反应使温度升高，氨气的溶解度降低，便于氨气的逸出．
b、生成的氢氧化钙为强碱，使OH-浓度增大，使NH₃+H₂O?NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-平衡向逆反应方向移动，便于氨气的逸出．
c、氧化钙与水反应，消耗溶剂，使溶解的氨减少，便于氨气的逸出．
d、由于氨水的电离是放热反应，氧化钙溶于水剧烈放热，温度升高，使NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-平衡向逆反应方向移动，便于氨气的逸出．
（2）写出氨气与氧化铜反应的化学方程式

 

．
（3）该实验中各装置的连接顺序为

 

→D→

 

→D→

 

→

 

．
（4）装置D中的试剂可以是

 

a、碱石灰       b、氧化钙      c、五氧化二磷     d、无水CaCl₂
（5）实验测得后一个装置装置D在实验前的质量m1g、实验后的质量m2g；装置C在实验前后，量气管的读数的体积（25℃，101kPa下测定）差为VL．已知气体体积与热力学温度成正比，热力学温度为摄氏温度加273K．用所测数据计算出氨分子中氮、氢的原子个数比为

 

（列式计算，不必化简）．
（6）为了较准确地测量氮气的体积，除了必须检查整个装置的气密性之外，在读取反应产生气体的体积时，其操作顺序为

 

 （填写字母编号）．
a．视线与凹液面最低处相平
b．待量气管右边液面最高时，立刻读数
c．将量气管下移，使量气管左右两边液面相平
d．不必使量气管左右两边液面相平，只要两边液面稳定就行
e．恢复到室温
（7）如果将装置C改为下列装置来测量生成的氮气的体积，则集气瓶与量筒之间的导气管是否要充满水？

 

（“是”或“否”）．

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量

专题：

分析：（1）浓氨水和氧化钙制取氨气，利用浓氨水滴入氧化钙，氧化钙和水反应生成氢氧化钙放热，一水合氨分解生成氨气；，氢氧根离子浓度增大，平衡逆向进行生成氨气；
（2）氧化铜氧化氨气生成氮气、铜和水；
（3）实验中，先检查装置气密性；然后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测量装置；立即加热氧化铜．反应完成后，黑色的氧化铜转化为红色的铜．
（4）装置D中的试剂是干燥氨气，试剂不能和氨气反应；
（5）装置D中吸收的是费用生成的水蒸气，依据质量差计算水的物质的量，量取装置测定的是氮气体积，换算成标准状况的体积计算氮气物质的量，计算得到氮原子和氢原子物质的量之比为原子数之比；
（6）在测量氮气体积时，为了使测量更为准确，要注意上下移动仪器C中的量气管，使两管的液面相平，以使管中的气压与大气气压相等，同时视线应与管内凹液面最低处相平，以减少观察误差；
（7）依据装置是排水量气方法分析，为减少误差导气管中需要充满水；

解答： 解：（1）a、氧化钙溶于水为剧烈放热反应使温度升高，氨气的溶解度降低，便于氨气的逸出，故a正确．
b、氧化钙和水反应生成氢氧化钙，生成的氢氧化钙为强碱，使OH-浓度增大，使NH₃+H₂O?NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-平衡向逆反应方向移动，便于氨气的逸出，解释符合反应过程，故b正确．
c、氧化钙与水反应消耗溶剂，使溶解的氨减少，便于氨气的逸出，符合反应过程，故c正确．
d、由于氨水的电离是吸热过程，故d错误；
故答案为：abc；
（2）氨气与氧化铜反应的化学方程式为：2NH₃+3CuO

△   .

N₂+3Cu+3H₂O；
故答案为：2NH₃+3CuO

△   .

N₂+3Cu+3H₂O；
（3）实验中，先检查装置气密性；然后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测量装置；立即加热氧化铜．反应完成后，黑色的氧化铜转化为红色的铜，装置连接为：E接D接F接D接G接C；
故答案为：EFGC；
（4）装置D中的试剂是干燥氨气，试剂不能和氨气反应a、碱石灰，b、氧化钙可以吸收水蒸气，不与氨气发生反应，c、五氧化二磷是酸性干燥剂和氨气发生反应，不能选用，d、无水CaCl₂ 和氨气反应生成络合物，不能选择；
故答案为：a b；
（5）实验测得后一个装置装置D在实验前的质量m1g、实验后的质量m2g，吸收反应生成的水蒸气质量为m₂-m₁，；装置C在实验前后，量气管的读数的体积（25℃，101kPa下测定）差为VL．已知气体体积与热力学温度成正比，热力学温度为摄氏温度加273K，换算标准状况体积=

273V

298

L，则氮气的物质的量=

273V

298×22.4

mol．用所测数据计算出氨分子中氮、氢的原子个数比为：

273V×2

298×22.4

：

2(m2-m1)

18

；
故答案为：

273V×2

298×22.4

：

2(m2-m1)

18

；
（6）为了较准确地测量氮气的体积，除了必须检查整个装置的气密性之外，在读取反应产生气体的体积时，其操作顺序e．恢复到室温，c．将量气管下移，使量气管左右两边液面相平，a．视线与凹液面最低处相平；
故答案为：eca；              
（7）如果将装置C改为下列装置来测量生成的氮气的体积，则集气瓶与量筒之间的导气管要充满水，减少测定误差；
故答案为：是；

点评：本题考查了实验装置选择，气体体积测定方法和装置分析应用，注意装置作用的理解应用，掌握实验基本操作是解题关键，题目难度中等．