Question

14．如图是在实验室进行氨气快速制备与性质实验的组合装置，部分固定装置未画出．

（1）在组装好装置后，若要检验A～E装置的气密性，其操作是首先关闭弹簧夹2和分液漏斗活塞，打开弹簧夹1，在E中装入水，然后微热A，观察到E中有气泡冒出，移开酒精灯或松开双手，E中导管有水柱形成，说明装置气密性良好．
（2）装置B中盛放的试剂是碱石灰，装置D的作用是防止倒吸
（3）点燃C处酒精灯，关闭弹簧夹2，打开弹簧夹l，从分液漏斗放出浓氨水至浸没烧瓶    中固体后关闭分液漏斗，稍候片刻，装置C中黑色固体逐渐变红，装置E中溶液里出现大量气泡，同时还可能产生的现象是白色沉淀；从E中逸出液面的气体可以直接排入空气，请写出在C中发生反应的化学方程式：2NH₃+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+N₂↑+3H₂O．
（4）当C中固体全部变红色后，关闭弹簧夹1，慢慢移开酒精灯，待冷却后，称量C中    固体质量，若反应前固体质量为16g，反应后称重固体质量减少2.4g，通过计算确定该固体产物的成分是Cu₂O、Cu（用化学式表示）．
（5）在关闭弹簧夹1后，打开弹簧夹2，残余气体进入F中，很快发现装置F中产生白烟，同时发现G中溶液迅速倒吸流入F中．请写出产生白烟的化学方程式：3Cl₂+8NH₃═N₂+6NH₄Cl，迅速产生倒吸的原因是盛满氯气的集气瓶中因与氨气反应消耗氯气生成部分固体，导致瓶内压强减小，引起溶液倒吸．

Answer 1

分析 （1）检验装置的气密性一般先形成封闭体系，然后微弱观察插入液面以下的导管口是否有气泡生成，停止加热后，导管形成一段水柱；
（2）依据氨气为碱性气体，应选择碱性干燥剂，氨气极易溶于水，溶液发生倒吸解答；
（3）反应后的尾气中含有未反应的氨气，氨气在E溶液中与二氧化硫反应生成亚硫酸铵，亚硫酸铵与氯化钡反应生成亚硫酸钡；
装置C中黑色固体逐渐变红，说明有Cu生成，从E中逸出液面的气体可以直接排入空气，说明氨气被氧化为氮气，同时生成水；
（4）反应前固体质量为16g，反应后称重固体质量减少2.4g，剩余固体质量为16g-2.4g=13.6g，计算剩余固体中Cu、O质量，进而计算n（Cu）：n（O）确定组成；
（5）氯气有强氧化性，氧化氨气生成N₂，产生白烟，说明生成固体，故还生成NH₄Cl；
盛满氯气的集气瓶中因氨气消耗氯气生成部分固体，导致内压减小，引起溶液倒吸．

解答 解：（1）组装好装置后，若要检验A-E装置的气密性，其操作是：首先关闭弹簧夹2和分液漏斗活塞，打开弹簧夹1，在E中装入水后，然后微热A，观察到E中有气泡冒出，移开酒精灯或松开双手，E中导管有水柱形成说明装置气密性良好，
故答案为：关闭弹簧夹2和分液漏斗活塞，打开弹簧夹1，在E中装入水；
（2）氨气为碱性气体，应选择碱性干燥剂碱石灰或者生石灰；氨气极易溶于水，溶液发生倒吸，装置D为安全瓶可以防止倒吸；
故答案为：碱石灰 （生石灰）；防止倒吸；
（3）反应后的尾气中含有未反应的氨气，氨气在E溶液中与二氧化硫反应生成亚硫酸铵，亚硫酸铵与氯化钡反应生成亚硫酸钡，故还有白色沉淀沉淀，
装置C中黑色固体逐渐变红，说明有Cu生成，从E中逸出液面的气体可以直接排入空气，说明氨气被氧化为氮气，同时生成水，C中发生反应的化学方程式为：2NH₃+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+N₂+3H₂O，
故答案为：白色沉淀；2NH₃+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+N₂+3H₂O；
（4）16gCuO中含有Cu元素质量为16g×$\frac{65}{80}$=12.8g，含有氧元素质量为16g-12.8g=3.2g，反应后称重固体质量减少2.4g，剩余固体质量为16g-2.4g=13.6g，大于12.8g，故剩余固体含有Cu、O元素，故n（Cu）=$\frac{12.8g}{64g/mol}$=0.2mol，含有O元素的质量为13.6g-12.8g=0.8g，n（O）=$\frac{0.8g}{16g/mol}$=0.05mol，n（Cu）：n（O）=0.2mol：0.05mol=4：1＞2：1，故剩余固体为Cu₂O、Cu，
故答案为：Cu₂O、Cu；
（5）氯气有强氧化性，氧化氨气生成N₂，产生白烟，说明生成固体，故还生成NH₄Cl，反应方程式为：3Cl₂+8NH₃=N₂+6NH₄Cl．盛满氯气的集气瓶中因氨气消耗氯气生成部分固体，导致内压减小，引起溶液倒吸，
故答案为：3Cl₂+8NH₃=N₂+6NH₄Cl；盛满氯气的集气瓶中因氨气消耗氯气生成部分固体，导致内压减小，引起溶液倒吸．

点评 本题考查氨气的制备与性质实验、对装置的理解、实验操作、化学计算等，掌握氨气的性质、明确氨气制备的原理是解题关键，侧重考查学生实验能力和分析能力，题目难度中等．