问题 问答题

甲、乙两个研究性学习小组分别制备氨气,并利用氨气的性质(氨气与灼热的氧化铜反应,生成铜、水和氮气)来验证分子中氮、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,黑色的氧化铜转化为红色的铜.

下图A、B、C为甲、乙两小组制备氨气时可能用到的装置,D为盛有足量浓硫酸的洗气瓶.

甲小组测得: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;生成的氮气在标准状况下的体积V1L(已知标准状况下,22.4L氮气的质量是28g).

乙小组测得:洗气前装置D的质量m3g、洗气后装置后D的质量m4g;生成的氮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装置气密性的具体操作方法是______.

(3)甲、乙两小组选择了不同方法制备氨气,请将实验装置的字母编号和制备原理填写在下表空格中.

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

①______

乙小组②______浓氨水、氢氧化钠
(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、氢的原子个数比小于理论值,其原因是______.为此,乙小组在原有实验流程的基础上,在______的位置增加了一个装有足量药品的实验仪器,重新实验.根据实验前后该药品的质量变化及生成氮气的体积,也得出了合理的实验结果.该药品的名称是______.

答案

(1)仪器a的名称为 分液漏斗

(2)检查A装置气密性的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

(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(NH42SO4+Ca(OH)2═2NH3↑+2H2O+CaSO4

②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

(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

m1-m2
16
,水中氢原子个数是氧原子个数的两倍,因此氢原子个数为
m1-m2
16
×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
V1×2
22.4
,因此氮氢原子个数比为
V1×2
22.4
m1-m2
16
×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(无水硫酸铜、氢氧化钠、氧化钙等)的实验仪器只吸收水,减小误差

故答案为:

(1)分液漏斗

(2)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

(3)①(NH42SO4+Ca(OH)2═2NH3↑+2H2O+CaSO4②B

(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 洗气瓶D前

碱石灰(或无水硫酸铜、氢氧化钠、氧化钙等)

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