甲、乙兩個研究性學習小組為測定氨分子中氮、氫原子個數(shù)比,設計了如圖1實驗流程:實驗中,先用制得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.反應完成后,黑色氧化銅轉(zhuǎn)化為紅色的銅.圖2中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(zhì)量m1 g、氧化銅反應后剩余固體的質(zhì)量m2 g、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(zhì)量m3 g、洗氣后裝置D的質(zhì)量為m4 g、生成氮氣在標準狀況下的體積V2 L.請回答下列問題:
(1)檢查A裝置氣密性的操作是
 

(2)實驗室檢驗氨氣的操作和現(xiàn)象是
 

(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、硫酸銨反應的化學方程式為:
 
乙小組 
 
濃氨水、氫氧化鈉用化學平衡原理分析氫氧化鈉的作用:

 
(4)甲小組用所測數(shù)據(jù)計算出氨分子中氮、氫的原子個數(shù)之比為
 

(5)乙小組用所測數(shù)據(jù)計算出氨分子中氮、氫的原子個數(shù)之比明顯小于理論值,其原因是
 
.為此,乙小組在原有實驗的基礎(chǔ)上增加了一個裝有某藥晶的實驗儀器,重新實驗.根據(jù)實驗前后該藥品的質(zhì)量變化及生成氮氣的體積,得出了合理的實驗結(jié)果.該藥品的名稱是
 
考點:探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量
專題:實驗探究和數(shù)據(jù)處理題
分析:(1)根據(jù)裝置氣密性檢查方法分析;
(2)氨氣遇到濕潤的紅色石蕊試紙,試紙變藍;
(3)根據(jù)復分解反應的特點及書寫方程式的原則寫出化學方程式;依據(jù)試劑特點和反應生成產(chǎn)物選擇裝置;利用氫氧化鈉固體溶解放熱促進氨水溶液中平衡向放氨氣的方向進行;
(4)根據(jù)氧化銅中氧元素的質(zhì)量等于生成的水中氧元素的質(zhì)量,根據(jù)氮氣的體積計算出氮氣的物質(zhì)的量,從而求出氮原子的個數(shù);
(5)根據(jù)濃硫酸的吸水性及能與氨氣反應進行分析.
解答: 解:(1)檢查A裝置氣密性的具體操作方法是連接導管,將導管插入水中,用手緊握試管或加熱試管,導管口有氣泡產(chǎn)生;松開手后或停止加熱,導管內(nèi)有水回流并形成一段穩(wěn)定的水柱,
故答案為:連接導管,將導管插入水中,用手緊握試管或加熱試管,導管口有氣泡產(chǎn)生,松開手后或停止加熱,導管內(nèi)有水回流并形成一段穩(wěn)定的水柱;
(2)氨氣遇到濕潤的紅色石蕊試紙,試紙變藍,所以用濕潤的紅色石蕊試紙靠近試管口,試紙變藍,則說明氨氣已收滿;
故答案為:濕潤的紅色石蕊試紙靠近試管口,試紙變藍;
(3)甲小組:氫氧化鈣與硫酸銨反應生成硫酸鈣、氨氣和水,反應的化學方程式為(NH42SO4+Ca(OH)2
  △  
.
 
2NH3↑+2H2O+CaSO4
乙小組:濃氨水是液體,氫氧化鈉是固體,為使氨氣逸出,把氨水滴入固體氫氧化鈉中,隨著氫氧化鈉溶解放熱,氨氣揮發(fā)放出氣體,故選B裝置;氫氧化鈉溶于氨水后放熱使氨氣溶解度降低,增加氫氧根濃度,使NH3+H2O?NH3?H2O?NH4++OH-向逆方向移動,加快氨氣逸出,
故答案為:
實驗裝置實驗藥品制備原理
甲小組A氫氧化鈣、硫酸銨反應的化學方程式為:
(NH42SO4+Ca(OH)2
  △  
.
 
2NH3↑+2H2O+CaSO4
乙小組
B
濃氨水、氫氧化鈉用化學平衡原理分析氫氧化鈉的作用:

氫氧化鈉溶于氨水后放熱使氨氣溶解度降低,增加氫氧根濃度,使NH3+H2O?NH3?H2O?NH4++OH-向逆方向移動,加快氨氣逸出
;
(4)反應前氧化銅的質(zhì)量為m1g、氧化銅反應后轉(zhuǎn)化成的銅的質(zhì)量為m2g,則氧化銅中氧元素的質(zhì)量為m1-m2,生成的水中氧元素的質(zhì)量等于氧化銅氧元素的質(zhì)量,則生成的水中氧原子的個數(shù)為
m1-m2
16
;水中氫原子個數(shù)是氧原子個數(shù)的兩倍,因此氫原子個數(shù)為
m1-m2
16
×2,生成的氮氣在標準狀況下的體積V1L,則氮氣中氮原子的個數(shù)為
V1×2
22.4
;因此氮氫原子個數(shù)比為為
V1×2
22.4
:(
m1-m2
16
×2)=5V1:7(m1-m2),
故答案為:5V1:7(m1-m2);
(5)乙小組用所測數(shù)據(jù)計算出氨分子中氮、氫的原子個數(shù)比小于理論值,其原因是洗氣瓶D中的濃硫酸不但吸收了反應生成的水,還吸收了未反應的氨氣,從而使計算的氫的量偏高. 因此在 洗氣瓶D前的位置應增加了一個裝有堿石灰(無水硫酸銅、氫氧化鈉、氧化鈣等)的實驗儀器只吸收水,減小誤差,
故答案為:洗氣瓶D中的濃硫酸不但吸收了反應生成的水,還吸收了未反應的氨氣,從而使計算的氫的量偏高;堿石灰(氫氧化鈉、氧化鈣等).
點評:本題是一道綜合性很強的實驗探究題,要求學生具有分析和解決問題的能力,主要是物質(zhì)探究物質(zhì)組成和方法的應用,難度較大,搞清楚實驗原理是解題的關(guān)鍵.
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中化學 來源: 題型:

設NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列有關(guān)敘述正確的是(  )
A、28 g乙烯和28g丙烯中均含有6NA對共用電子對
B、在熔融狀態(tài)下,l mol NaHSO4完全電離出的陽離子數(shù)目為2NA
C、7.8 g Na2O2含有的陰離子數(shù)目為0.2 NA
D、在1L濃度為0.1mol?L-的NaCO3溶液中所含陰離子數(shù)為0.1 NA

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科目:高中化學 來源: 題型:

向氫氧化鐵溶膠中逐滴加入一種液體,首先使溶膠發(fā)生凝聚而沉淀,繼續(xù)加入使沉淀消失,這種液體是( 。
A、蒸餾水
B、0.5 mol?L-1硫酸鎂溶液
C、0.5 mol?L-1氯化鉀溶液
D、0.5 mol?L-1鹽酸

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科目:高中化學 來源: 題型:

菠菜營養(yǎng)豐富,“菠菜中富含可溶性草酸鹽和碳酸鹽”,長期以來民間流傳著“菠菜不能與豆腐同食”的說法.某學校化學興趣小組的同學擬通過實驗探宄:菠菜是否含有草酸類物質(zhì)?草酸又有哪些性質(zhì)?通過上網(wǎng)查詢,獲得以下資料:草酸又名乙二酸,其酸性比乙酸稍強,草酸及其鹽具有較強的還原性,草酸晶體(H2C2O4?2H2O)的熔點為100.1℃,在175℃時受熱分解,草酸鈣是難溶于水的白色固體,不溶于醋酸,能溶于強酸.
他們設計的實驗步驟如下:
(1)將菠菜研磨成汁、熱水浸泡、過濾得到溶液,調(diào)節(jié)溶液呈堿性,加入足量的CaCl2溶液,產(chǎn)生白色沉淀,過濾、洗滌.沉淀備用,對生成的沉淀進行探究.
①提出合理假設:
假設1:只存在:CaCO3;假設2:既存在CaCO3,也存在CaC2O4;假設3:
 

②基于假設2,設計實驗方案,進行實驗探究.請將實驗步驟以及預期現(xiàn)象和結(jié)論填入表中.限選實驗試劑:1mol?L-1溶液、0.1mol?L-1HCl溶液、O.O1mol?L-1 KMnO4溶液、澄清石灰水.
實驗步驟預期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟1:取少量沉淀于試管中,加入
 
步驟2:
 
(2)用草酸晶體(H2C2O4?2H2O)做以下實驗,請回答以下問題:
①A處應選擇
 
(填“I”或“Ⅱ”),在做實驗之前,應先
 

②實驗2過程中觀察到C、E裝置中的溶液均變渾濁,且D裝置中黑色粉末變?yōu)榧t色,寫出A中草酸晶體(H2C2O4?2H2O)發(fā)生反應的化學方程式:
 

③為使實驗結(jié)論更加嚴密和安全,在以上所連接的裝置C、D間還需依添加裝有
 
(液體試劑)的洗氣瓶,此外指出上述裝置中的不足之處還有
 

(3)欲測定草酸晶體樣品中H2C2O4?2H2O的含量,稱取0.6g該樣品,加100mL水使其完全溶解后平均分成5份,其中一份用0.0200moL?L-1的酸性KMnO4溶液滴定至終點,(雜質(zhì)不參與反應),消耗酸性溶液16.00mL,則該草酸晶體樣品中H2C2O4?2H2O的質(zhì)量分數(shù)是
 

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科目:高中化學 來源: 題型:

原子序數(shù)由小到大排列的四種短周期元素X、Y、Z、W,四種元素的原子序數(shù)之和為32,在周期表中X是原子半徑最小的元素,Y、Z左右相鄰,Z、W位于同主族.
(1)Z原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖為
 

(2)化合物甲由元素X與Y組成,1mol甲含18mol電子,請寫出甲的電子式:
 

(3)由X、Y、Z、W四種元素中的三種組成的一種強酸,該強酸的稀溶液能與銅反應,其離子方程式為
 

(4)已知離子化合物乙由X、Y、Z、W四種元素組成,乙既能與鹽酸反應,又能與氯水反應,1mol 乙能與過量NaOH濃溶液反應,最多可生成22.4L氣體(標準狀況).寫出加熱條件下乙與過量NaOH溶液反應的離子方程式
 

(5)用亞硝酸氧化化合物甲,可生成氮的另一種氫化物,該氫化物的相對分子質(zhì)量為43,其中氮原子的質(zhì)量分數(shù)為97.7%,該氫化物的分子式為
 
.該氫化物受撞擊時完全分解為氮氣和氫氣,則2.15g該氫化物受撞擊后產(chǎn)生的氣體在標況下的體積為
 
L.

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科目:高中化學 來源: 題型:

某鏈烴A的分子式為C6H12,已知其分子中所有的碳原子共平面,且該分子的一氯取代物只有一種,回答下列問題:
(1)A的結(jié)構(gòu)簡式為
 
;下列物質(zhì)與A以任意比例混合,若總物質(zhì)的量一定,充分燃燒消耗氧氣的量相同的是
 
.(填序號).
A、C7H12O2          b、C6H14        C、C6H14O        D、C7H14O3
(2)A與Br2的CCl4溶液反應生成B,B與NaOH的醇溶液共熱可得到D,D分子中無溴原子.請寫出由B制備D的化學反應方程式:
 

(3)B與足量NaOH水溶液完全反應,生成有機物E.
①E可能發(fā)生的反應類型有
 
.(填序號)
A、取代反應             B、消去反應        C、加聚反應      D、還原反應
②E與乙二醇的關(guān)系是
 
.(填序號)
A、同分異構(gòu)體           B、同系物          C、同一物質(zhì)      D、同素異形體
(4)E與乙二酸在一定條件下生成分子式為C8H12O4的有機物,請寫出該反應的化學方程式
 

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科目:高中化學 來源: 題型:

A、B、C、D、E均是短周期元素,其原子序數(shù)依次增大,A和B同周期,A和D同族,A原子最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的二倍,B元素族序數(shù)是周期數(shù)的三倍,B的陰離子與C的陽離子電子層結(jié)構(gòu)相同,C的單質(zhì)與 B 的單質(zhì)在不同條件下反應,可生成C2B或C2B2,E是所在周期中原子半徑最小的元素,請回答.
(1)D在元素周期表中的位置是
 

(2)C2B的電子式是
 
;AB2的結(jié)構(gòu)式是
 

(3)B、C、E離子半徑的由大到小的順序為
 
;(用離子符號回答)A、D、E最高價氧化物對應水化物的酸性由強到弱的順序為
 
.(用化學式回答)
(4)A、B氣態(tài)氫化物沸點高的是
 
;(用化學式回答)原因
 

(5)水中錳含量超標,容易使?jié)嵕吆鸵挛锶旧,使水產(chǎn)生異味,EB2可以用來出去水中超標的Mn2+,生成黑色沉淀,當消耗13.50g EB2時,共轉(zhuǎn)移了1mol電子,則反應的離子方程式為
 

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科目:高中化學 來源: 題型:

已知X為Fe2O3和CuO的混合物,且知氧化性順序:Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+.取X樣品進行如圖所示的實驗

(1)寫出③步可能發(fā)生反應的離子方程式為
 
.(共有3個)
(2)若溶液E中只有一種金屬離子,則一定是
 
;若溶液E含有兩種金屬離子,則一定是
 

(3)若D固體是純凈物,該固體是
 
.(填化學式)
(4)印刷電路板是由高分子材料和銅箔復合而成,可用FeCl3溶液作“腐蝕劑”刻制印刷電路的離子反應方程式為
 

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科目:高中化學 來源: 題型:

乙烯是重要的化工原料,煉油廠常將裂解產(chǎn)生的其它烯烴加氫,對產(chǎn)物再次裂解以提高乙烯產(chǎn)量.相關(guān)加成反應如下:
①:CH3CH=CH2(g)+H2(g)→CH3CH2CH3(g)△H1=-125.4kJ?mol-1
②:
③:
請回答下列問題:
(1)判斷反應①能否自發(fā)進行?
 
(填“低于一定溫度能自發(fā)”、“高于一定溫度能自發(fā)”、“任何溫度下都能自發(fā)”、“任何溫度下都不能自發(fā)”);
(2)已知表示H2和CH3CH2CH3標準燃燒熱的熱化學方程式為:
H2(g)+
1
2
O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ?mol-1
CH3CH2CH3(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)△H=-2215kJ?mol-1
則表示CH3CH=CH2標準燃燒熱的熱化學方程式為
 
;
(3)已知反應②、反應③平衡常數(shù)如下,下列敘述正確的是
 
;
溫度(℃)300320340
k24.8×10-42.5×10-41.3×10-4
k38.4×1053.5×1031.6×103
A.△H2>0;△H3<0
B.反應②、反應③都是丙烯加氫,所以△H2=△H3
C.相同條件下反應③的轉(zhuǎn)化率大于反應②的轉(zhuǎn)化率
D.從平衡常數(shù)推測,相同條件下反應③的反應速率很大,反應②的反應速率很小
(4)在一定溫度下,將等物質(zhì)的量的反式2-丁烯和H2充入2L密閉容器中,發(fā)生反應③,容器內(nèi)各物質(zhì)濃度如圖所示:

①前10分鐘,平均反應速率v(H2)為
 
mol?L-1?min-1
②該溫度下,此反應平衡常數(shù)K=
 

③當時間到達15min時,增大壓強將容器體積調(diào)整為1.25L.請在圖中畫出15min后丁烷的濃度變化趨勢曲線.

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