Ⅰ.氨是一种重要的化工原料.某学习小组欲制取氨气并探究其性质.请回答:(1)实验室制取氨气

发布时间:2021-02-21 01:15:26

Ⅰ.氨是一种重要的化工原料,某学习小组欲制取氨气并探究其性质.

请回答:
(1)实验室制取氨气的化学方程式是______.
(2)①如图1是进行氨气喷泉实验的装置,引发喷泉的操作步骤是______.
②氨气使烧杯中溶液由无色变为红色,其原因是(用电离方程式 表示)______.
(3)该小组同学设计了图2所示的实验装置(部分夹持仪器未画出),探究氨气的还原性并检验产物.
①实验现象为:黑色CuO变为红色;白色无水CuSO4粉末变为蓝色;同时生成一种无色气体,该气体无污染.请写出氨气与CuO反应的化学方程式______.
②碱石灰的作用是______.
③整套装置在方框处应添加一种装置后,此实验设计才较完善,请在方框中补画出E装置图(要求 注明装置中所加试剂名称)______.
Ⅱ.3.2g Cu与30mL,8mol/L过量HNO3反应,硝酸的还原产物为NO,NO2,反应后溶液中所含H+为a mol,则:①此时溶液中所含的NO3-为______mol.
②所生成的NO在标准状况下体积为______ L.(以上结果均用含a的代数式表示)
Ⅲ.某黑色固体甲可能含有氧化铜、硫化铜、硫化亚铜,以及被掩蔽的氧化亚铜.
查阅资料知道:
①氧化亚铜在酸性环境下会发生自身氧化还原反应生成Cu2+和铜单质,在氧气流中煅烧,可以转化为氧化铜.
②硫化铜和硫化亚铜常温下都不溶于稀盐酸.在氧气流中煅烧,硫化铜和硫化亚铜都转化为氧化铜和二氧化硫.为了研究甲的成分,该小组同学在收集到足够量的固体甲后,进行了如图3所示的实验:
(1)③中在煅烧过程中一定发生的反应的化学方程式为______.
(2)关于固体甲的成分的判断中,下列说法正确的是______
A.固体甲中,CuS和Cu2S不能同时存在;
B.固体甲中,CuO和Cu2O至少有一种;
C.固体甲中若没有Cu2O,则一定有Cu2S;
D.固体甲中若存在Cu2O,也可能有Cu2S.

网友回答

答案:解:Ⅰ.(1)在加热条件下,氯化铵和氢氧化钙反应生成氯化钙、氨气和水,
故答案为:2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O;
(2)①NH3极易溶解于水,1体积水溶解700体积氨气,打开止水夹挤出胶头滴管中的水,然后打开止水夹K,由于氨气迅速溶解在挤出胶头滴管中的水,导致烧瓶内气体压强迅速减小,导致溶液进入烧瓶产生喷泉现象,
故答案为:轻轻挤压滴管,使少量水加入烧瓶,然后打开止水夹K;
②氨气和水反应生成一水合氨,一水合氨电离出铵根离子和氢氧根离子,氢氧根离导致溶液呈碱性,酚酞试液遇碱变红色,
故答案为:NH3+H2O?NH3?H2O?NH4++OH-;
(3)①黑色CuO变为红色,红色是铜,所以生成物是铜;白色无水CuSO4粉末变为蓝色生成五水合硫酸铜,说明生成物含有水;同时生成一种无色气体,该气体无污染,所以该气体是氮气,
故答案为:3CuO+2NH3 3Cu+N2+3H2O;
②碱石灰是干燥剂,能吸收水蒸气,防止干扰产物水的测定,故答案为:吸收氨气中混有的水蒸气,防止干扰产物水的测定;
③氨气是刺激性气体,所以不能排入空气,应有尾气处理装置,氨气极易溶于水,故答案为:连接一个吸收氨气装置,如图所示:;
Ⅱ.
①3.2gCu的物质的量,n(Cu)=3.2g÷64g/mol=0.05mol,
Cu(NO3)2 =Cu2++2NO3-,HNO3═H++NO3-
0.05mol 0.1mol amol amol
则此时溶液中含有NO3-的物质的量为(0.1+a )mol;
②浓硝酸与铜反应生成NO2,随着反应的进行,硝酸的浓度逐渐降低,则生成NO.反应后溶液中硝酸过量,n(NO3-)=0.1+amol,30mL,8mol/L过量HNO3反应,n(HNO3)=0.24mol,设混合气体中NO为xmol,NO2为ymol,
由N元素守恒可知,x+y=0.24-(0.1+a),根据电子守恒可得:3x+y=2×0.05
解之得:x=(0.02-0.5a)mol,
故答案为:(0.02-0.5a)×22.4L;
Ⅲ.
(1)③根据反应判断:Cu+O2CuO 增重;Cu2S+2O22CuO+2SO2 不变;2CuS+3O22CuO+2SO2 减重,则一定存2CuS+3O22CuO+2SO2,故答案为:2CuS+3O22CuO+2SO2;
(2)固体甲加入稀盐酸后,得到的蓝色溶液,说明固体甲的成分中CuO和Cu2O至少有一种.
因题给“固体乙称取2.00g,氧气流中煅烧、冷却称量至恒重,得固体丙1.84g”,即实际变轻了,说明必有CuS,还要有其它物质.讨论:①若有Cu2O,Cu2S可有可无;②若无Cu2O,必有Cu2S.经以上分析,对于固体甲的成分的判断中,正确的是BCD;故答案为:BCD;
分析:Ⅰ.(1)实验室用氯化铵和氢氧化钙加热制取氨气;
(2)①氨气是极易溶于水的气体,氨气溶于水后,烧瓶内压强减少,产生压强差,导致溶液进入烧瓶;
②氨气易溶于水生成一水合氨,一水合氨氨是弱电解质,电离出氢氧根离子;
(3)①根据实验现象判断生成物;
②碱石灰是干燥剂;
③根据氨气的性质分析判断,防止污染空气;
Ⅱ.①铜与过量硝酸反应,反应后溶液中的溶质是硝酸和硝酸铜,根据硝酸中NO3-和H+、硝酸铜中NO3-和Cu2+的关系式求解;
②根据电子守恒和氮元素守恒求解;
Ⅲ.(1)③根据物质的性质和质量变化的角度知反应;
(2)固体甲加入稀盐酸后,得到的蓝色溶液,说明固体甲的成分中CuO和Cu2O至少有一种.
分析反应:Cu+O2CuO 增重;Cu2S+2O22CuO+2SO2 不变;2CuS+3O22CuO+2SO2 减重,因题给“固体乙称取2.00g,氧气流中煅烧、冷却称量至恒重,得固体丙1.84g”,即实际变轻了,说明必有CuS,还有其它物质.
点评:本题考查了氨气的性质和制取,考查了氧化还原反应的计算,考查了铜和硫的性质,难度较大,综合性强,解题需根据题中实验设计的信息,了解工作原理.考查氧化还原反应的计算,注意从质量守恒、电荷守恒的角度解答该题.
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