Question

某校研究性學習小組就氮及其化合物展開研究．
（1）①實驗室加熱氯化銨和氫氧化鈣的固體混合物制取氨氣的化學方程式是

 

②檢驗氨氣的方法是

 

③如圖1裝置中，干燥燒瓶內(nèi)盛有某種氣體，燒杯和滴管內(nèi)盛放某種溶液（括號內(nèi)物質(zhì)），擠壓膠頭滴管的膠頭，下列選項與實驗事實不相符的是

 

 
A．CO₂（NaHCO₃溶液）形成無色噴泉    
B．NH₃（H₂O含酚酞）形成紅色噴泉
C．SO₂（NaOH溶液）形成無色噴泉      
D．HCl（AgNO₃溶液）形成白色噴泉
（2）某研究性學習小組用稀硝酸和含有雜質(zhì)的銅粉通過下列如圖2過程制取硝酸銅晶體[Cu（NO₃）₂?3H₂O]．

①含有雜質(zhì)的銅中含有大量的有機物，可以用灼燒的方法除去，灼燒時將坩堝置于

 

上（填寫儀器序號，下同），取用坩堝應使用

 

，灼燒后的坩堝應放在

 

上，不能直接放在桌面上．
實驗用儀器：
a．蒸發(fā)皿   b．石棉網(wǎng)   c．泥三角    d．表面皿   e．坩堝鉗    f．試管夾
②在步驟Ⅲ中，必須進行的實驗操作是

 

、冷卻結(jié)晶、

 

、洗滌、干燥．
（3）該小組成員用氨氣還原氧化銅的方法測定銅的近似相對原子質(zhì)量，其化學反應方程式為 3CuO+2NH₃

△   .

3Cu+N₂+3H₂O他們選用測定CuO和H₂O的質(zhì)量m（CuO）和m（H₂O）的方法，并利用如圖3所示的儀器完成該測定實驗．

①儀器連接的順序是

 

（填序號，儀器可重復使用）．
②列出計算銅的近似相對原子質(zhì)量的表達式

 

．
③下列情況將使測定結(jié)果偏小的是

 

．
A．CuO未全部還原為Cu        B．CuO受潮         C．CuO中混有Cu．

Answer 1

考點：性質(zhì)實驗方案的設計,制備實驗方案的設計

專題：實驗設計題

分析：（1）①實驗室用氫氧化鈣和氯化銨在加熱條件下制備氨氣，反應方程式為2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△   .

CaCl₂+2H₂O+2NH₃↑；
②氨氣為堿性氣體，與水反應生成NH₃?H₂O，電離子出OH^-離子，溶液呈堿性，可以利用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗，也可以利用氨氣和氯化氫氣體相遇生成白煙設計實驗檢驗；
③燥燒瓶中盛有某種氣體，燒杯和膠頭滴管內(nèi)盛放同一種溶液，擠壓膠頭滴管，如能形成噴泉，說明氣體能溶于溶液或與溶液反應，導致燒瓶內(nèi)壓強減小而形成噴泉，結(jié)合題中對應物質(zhì)的性質(zhì)解答該題；
（2）銅和氧氣反應生成氧化銅，氧化銅和硝酸反應生成硝酸銅，蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶析出硝酸銅晶體，過濾、洗滌、干燥得純凈硝酸銅晶體；
①灼燒時將瓷坩堝置于泥三角上，取用坩堝使用坩堝鉗，灼燒后的坩堝應放在石棉網(wǎng)上；
②過濾后濾液為硫酸銅溶液，然后蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾后洗滌干燥得到晶體；
（3）①按照氣體發(fā)生裝置、除雜裝置、性質(zhì)檢驗裝置、尾氣處理裝置等順序組裝儀器；
②由反應方程式可知氧化銅和水的物質(zhì)的量相等，列出關(guān)系式，求出銅元素相對原子質(zhì)量；
③根據(jù)A_r（Cu）=

18m(CuO)

m(H2O)

-16，從是否影響m（CuO）和m（H₂O）來分析誤差．

解答： 解：（1）①實驗室用氫氧化鈣和氯化銨在加熱條件下制備氨氣，反應方程式為2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△   .

CaCl₂+2H₂O+2NH₃↑，
故答案為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△   .

CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；
②氨氣為堿性氣體，與水反應生成NH₃?H₂O，電離子出OH^-離子，溶液呈堿性，檢驗時可用用蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近試管口，如果產(chǎn)生白煙，則證明為氨氣，或用濕潤的紅色石蕊試紙靠近試管口，如果試紙變藍，則證明是氨氣；
故答案為：用蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近試管口，如果產(chǎn)生白煙，則證明為氨氣；或用濕潤的紅色石蕊試紙靠近試管口，如果試紙變藍，則證明是氨氣；
③A．因NaHCO₃溶液抑制CO₂的溶解，則擠壓膠管的膠頭，氣壓變化不明顯，則不會形成噴泉，故A錯誤；
B．因氨氣極易溶于水，則擠壓膠管的膠頭，使燒瓶中的氣壓減小，且小于外界大氣壓，則形成噴泉，又因氨水溶液顯堿性，酚酞遇堿變紅，故形成紅色噴泉，故B正確；
C．二氧化硫和氫氧化鈉反應生成無色的亞硫酸鈉，則擠壓膠管的膠頭，使燒瓶中的氣壓減小，而形成無色噴泉，故C正確；
D．因HCl與AgNO₃溶液反應生成白色的AgCl沉淀，則擠壓膠管的膠頭，使燒瓶中的氣壓減小，且小于外界大氣壓，則形成噴泉，又因溶液中有白色的AgCl，溶液變白，故形成白色噴泉，故D正確；
故答案為：A；
（2）①用坩堝加熱固體時應將坩堝放在泥三角上加熱，加熱時用坩堝鉗夾持坩堝，加熱后放在石棉網(wǎng)上冷卻，故答案為：c；e；b；    
②由硫酸銅溶液制得硫酸銅晶體，經(jīng)過濾后加熱蒸發(fā)硫酸銅溶液，冷卻結(jié)晶后、過濾、干燥后可得純凈的硫酸銅晶體，故答案為：蒸發(fā)濃縮；過濾；
（3）①氨氣還原氧化銅時，應先制備氨氣，并用堿石灰干燥氨氣，生成的氨氣在加熱條件下與氧化銅反應，生成的水用堿石灰吸收以測定生成水的質(zhì)量，最后用水吸收氨氣，故答案為：BCACD；
②根據(jù)反應方程式2NH₃+3CuO

△   .

3Cu+3H₂O+N₂；
                     3          3
可知氧化銅和水的物質(zhì)的量相等，所以有以下關(guān)系式：

m(CuO)

Ar(Cu)+16

=

m(H2O)

18

，解得A_r（Cu）=

18m(CuO)

m(H2O)

-16，故答案為：

18m(CuO)

m(H2O)

-16；
③由②可知A_r（Cu）=

18m(CuO)

m(H2O)

-16，
A．若Cu0未完全起反應，說明m（H₂O）偏小，結(jié)果偏大；
B．若CuO不干燥，說明m（CuO）偏小，m（H₂O）偏大，結(jié)果偏低；
C．若Cu0中混有不反應的雜質(zhì)，說明m（H₂O）偏小，結(jié)果偏大；
故選B．

點評：本題主要考查氨氣的制備、凈化、干燥、氨氣的性質(zhì)及利用方程式進行的計算以及有關(guān)誤差分析以及硝酸銅的制取，難度不大，本題注意把握實驗裝置的順序，為易錯點．