Question

(17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，设计如下实验流程：

实验中，先用制的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。反应完毕后，黑色的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m₁g、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m₄g、生成氨气在标准状况下的体积V₂L。

请回答下列问题：

（1）写出仪器a的名称               。

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

（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、硫酸铵	反应的化学方程式为       ①       。
乙小组	②	浓氨水、氢氧化钠	用化学平衡原理分析氢氧化钠的作用：                ③                    。

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

（5）乙小组用所测得数据计算出氨分子中氮、氢的原子个数比明显小于理论值，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品的实验仪器，重新实验。根据实验前后该药品的质量变化及生成氨气的体积，得出了合理的实验结果。该药品的名称是                。

 

Answer 1

【答案】

：（1）圆底烧瓶（2分）（2）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（3分）（3）①Ca(OH)₂+(NH₄)₂SO₄CaSO₄+2NH₃↑+ H₂O；（2分）②B（2分）氢氧化钠溶于氨水后放热，增加氢氧根浓度，使NH₃+H₂ONH₃·H₂ONH₄⁺ + OH^-向逆反应方向移动，加快氨气逸出（2分）（4）5V₁：7(m₁- m₂) （2分）（5）浓硫酸吸收了未参加反应的氨气，从而使计算的氢的量偏高（2分）碱石灰（氯氧化钠、氧化钙等）（2分）。

【解析】：（1）写出仪器a是圆底烧瓶。（2）检查A装置气密性的操作是将导管接入盛水的水槽中，用水握住试管，有气泡产生，放手后能形成一段稳定的水柱，说明气密性良好。（3）①氢氧化钙和硫酸铵共热生成硫酸钙和氨气，方程式为Ca(OH)₂+(NH₄)₂SO₄CaSO₄+2NH₃↑+ H₂O；②乙小组用浓氨水、氢氧化钠固体制备氨气不需加热，故选用B装置。浓氨水中存在NH₃+H₂ONH₃·H₂ONH₄⁺ + OH^-，氢氧化钠固体溶于水，放出大量的热，使NH₃的溶解度减小，NH₃从氨水中析出，③同时氢氧化钠固体溶于水后发生电离，生成大量OH^-，促使上述平衡向左移动，生成更多NH₃，从而使NH₃从氨水中析出。（4）甲小组2NH₃+3CuO3Cu+N₂+3H₂O，由此可知，m₁- m₂为参加反应的CuO中氧的质量，物质的量为(m₁- m₂)/16，即NH₃中H的物质的量为(m₁- m₂)/8。测的N₂在标准状况下体积为V₁L，则N原子的物质的量为V₁/22.4，则氨分子中氮、氢的原子个数之比为(V₁/22.4): (m₁- m₂)/8，化简得V₁/[2.8 (m₁- m₂)]

（5）洗气前装置D前后的质量差包含未参加反应的NH₃，使得氢原子的物质的量增大，比值减小。要使没定值准确，只要找一种不吸收NH₃的干燥剂即可，故可选用碱石灰。

考点定位：本题通过NH₃和氨气中N、H原子个数测定来考查化学实验基础知识，涉及到仪器的识别、气密性的检查、实验误差解释、相关计算、实验评价及设计。