Question

（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________。

Answer 1

（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