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:反应前氧化锏的质量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装置气密性的操作是______。
(3)甲、乙两小组选择了不同的方法制取氨气,清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氮气的体积,得出了合理的实验结果。该药品的名称是______。
参考答案:
(1)圆底烧瓶
(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)①
②B
③氢氧化钠溶于氨水后放热;增大OH-浓度,使
向逆方向移动,加快氨气逸出
(4)5V1:7(m1-m2)
(5)浓硫酸吸收了未反应的氨气,从而使计算的氢的量偏高碱石灰(氢氧化钠、氧化钙等)
解析:
本题涉及化学实验设计和评价。
(1)仪器a是圆底烧瓶。
(2)连接导管,将导管的末端插入水中,轻轻加热试管,若导管口有气泡冒出,停止加热后,在导管中形成一段水柱,说明装置气密性良好。
(3)①仿照NH4Cl与碱石灰混合加热制取氨气,即可写出相应的化学方程式:(NH4)2SO4+
。②选用装置C要求固体为块状固体,NaOH为粉末状,故不能选用C装置,选用B装置即可。③固体NaOH溶于浓氨水后,放出大量的热,促使NH3的挥发,溶液中OH-浓度的增大,这两个因素都使
OH-向逆反应方向即生成NH3的方向移动。
(4)由反应前后氧化铜减少的质量即可求得氨气被氧化生成水的质量为,其中氢原子的物质的量为
;氮原子的物质的量为
,则氨分子中氮、氢原子个数比为
。
(5)可能是未参加反应的氨气与水蒸气一起被浓硫酸吸收了,导致计算出的水的质量增大,求得氢原子的物质的量增大,最终求得氨分子中氮、氢原子个数明显比理论值小。可以选用只吸收水分而不吸收氨气的药品(如碱石灰等)及相应的装置。