Question

(17分)甲、乙兩個研究性學習小組為測定氨分子中氮、氫原子個數比，設計如下實驗流程：

實驗中，先用制的的氨氣排盡洗氣瓶前所有裝置中的空氣，再連接洗氣瓶和氣體收集裝置，立即加熱氧化銅。反應完畢后，黑色的氧化銅轉化為紅色的銅。

下圖A、B、C為甲、乙兩小組制取氨氣時可能用到的裝置，D為盛有濃硫酸的洗氣瓶。

甲小組測得，反應前氧化銅的質量m₁g、氧化銅反應后剩余固體的質量m₂g、生成氮氣在標準狀況下的體積V₁L。

乙小組測得，洗氣前裝置D的質量m₃g、洗氣后裝置D的質量m₄g、生成氨氣在標準狀況下的體積V₂L。

請回答下列問題：

（1）寫出儀器a的名稱               。

（2）檢查A裝置氣密性的操作是                                   。

（3）甲、乙兩小組選擇了不同的方法制取氨氣，請將實驗裝置的字母編號和制備原理填寫在下表的空格中。

	實驗裝置	實驗藥品	制備原理
甲小組	A	氫氧化鈣、硫酸、硫酸銨	反應的化學方程式為       ①       。
乙小組	②	濃氨水、氫氧化鈉	用化學平衡原理分析氫氧化鈉的作用：                ③                    。

（4）甲小組用所測得數據計算出氨分子中氮、氫的原子個數之比為             。

（5）乙小組用所測得數據計算出氨分子中氮、氫的原子個數比明顯小于理論值，其原因是

                                     。為此，乙小組在原有實驗的基礎上增加了一個裝有某藥品的實驗儀器，重新實驗。根據實驗前后該藥品的質量變化及生成氨氣的體積，得出了合理的實驗結果。該藥品的名稱是                。

 

Answer 1

【答案】

：（1）圓底燒瓶（2分）（2）連接導管，將導管插入水中，加熱試管，導管口有氣泡產生，停止加熱，導管內有水回流并形成一段穩定的水柱（3分）（3）①Ca(OH)₂+(NH₄)₂SO₄CaSO₄+2NH₃↑+ H₂O；（2分）②B（2分）氫氧化鈉溶于氨水后放熱，增加氫氧根濃度，使NH₃+H₂ONH₃·H₂ONH₄⁺ + OH^-向逆反應方向移動，加快氨氣逸出（2分）（4）5V₁：7(m₁- m₂) （2分）（5）濃硫酸吸收了未參加反應的氨氣，從而使計算的氫的量偏高（2分）堿石灰（氯氧化鈉、氧化鈣等）（2分）。

【解析】：（1）寫出儀器a是圓底燒瓶。（2）檢查A裝置氣密性的操作是將導管接入盛水的水槽中，用水握住試管，有氣泡產生，放手后能形成一段穩定的水柱，說明氣密性良好。（3）①氫氧化鈣和硫酸銨共熱生成硫酸鈣和氨氣，方程式為Ca(OH)₂+(NH₄)₂SO₄CaSO₄+2NH₃↑+ H₂O；②乙小組用濃氨水、氫氧化鈉固體制備氨氣不需加熱，故選用B裝置。濃氨水中存在NH₃+H₂ONH₃·H₂ONH₄⁺ + OH^-，氫氧化鈉固體溶于水，放出大量的熱，使NH₃的溶解度減小，NH₃從氨水中析出，③同時氫氧化鈉固體溶于水后發生電離，生成大量OH^-，促使上述平衡向左移動，生成更多NH₃，從而使NH₃從氨水中析出。（4）甲小組2NH₃+3CuO3Cu+N₂+3H₂O，由此可知，m₁- m₂為參加反應的CuO中氧的質量，物質的量為(m₁- m₂)/16，即NH₃中H的物質的量為(m₁- m₂)/8。測的N₂在標準狀況下體積為V₁L，則N原子的物質的量為V₁/22.4，則氨分子中氮、氫的原子個數之比為(V₁/22.4): (m₁- m₂)/8，化簡得V₁/[2.8 (m₁- m₂)]

（5）洗氣前裝置D前后的質量差包含未參加反應的NH₃，使得氫原子的物質的量增大，比值減小。要使沒定值準確，只要找一種不吸收NH₃的干燥劑即可，故可選用堿石灰。

考點定位：本題通過NH₃和氨氣中N、H原子個數測定來考查化學實驗基礎知識，涉及到儀器的識別、氣密性的檢查、實驗誤差解釋、相關計算、實驗評價及設計。