Question

某化學課外活動小組的同學在學習NH₃的性質時討論：既然NH₃具有還原性，能否像H₂那樣還原CuO呢？于是他們設計了如下實驗裝置（夾持裝置未畫出）進行實驗。

請回答下列問題：
（1）儀器a的名稱為______________；儀器b中可選擇的試劑為______________；
（2）實驗中觀察到裝置C中黑色CuO粉末變為紅色固體，干燥管D增重，量氣管內收集到無色無味的單質氣體，上述現象可以證明NH₃具有________性，寫出相應的化學方程式_____________；
（3）E裝置中濃硫酸的作用是________________________________
（4）讀取氣體體積前，應對裝置F進行的操作是：________________________若讀數時，量氣管中的液面低于水準管的液面，則量氣管中氣體的體積將_____。（填“偏大”、“偏小”或“不變”）。
（5）有同學認為：NH₃與CuO反應生成的紅色物質中可能含有Cu₂O。已知：Cu₂O是一種堿性氧化物，在酸性溶液中，Cu⁺易發生自身的氧化還原反應（2Cu⁺ →Cu+Cu²⁺）。請你設計一個簡單的實驗檢驗該紅色物質中是否含有Cu₂O：                               。
（6）此套實驗裝置還可用于測定氨氣的分子組成。若實驗完畢，測得干燥管D增重m克，裝置F測得氣體的體積為n升（已折算成標準狀況），則氨分子中氮、氫的原子個數比為________（用含m、n字母的代數式表示）

Answer 1

（1）分液漏斗   氧化鈣或氫氧化鈣或堿石灰
（2）還原   3CuO + 2NH₃3Cu + N₂↑+ 3H₂O
（3）吸收未反應的氨氣，阻止F中水蒸氣進入D
（4）將右側的漏斗緩慢上下移動，使左右兩管內液面相平，而且視線要平視。偏小 
（5）取少許樣品，加入稀H₂SO₄（或稀鹽酸），若溶液出現藍色，說明紅色物質中含有Cu₂O，反之則沒有
（6）9n / 11.2m

解析試題分析：（1）儀器a的名稱分液漏斗。此題是實驗室中常用濃氨水加熱或將濃氨水滴加到固體氧化鈣或氫氧化鈣或堿石灰上，利用氧化鈣或氫氧化鈣的吸水性及溶解放熱來促使氨氣溢出。實驗中觀察到裝置C中黑色CuO粉末變為紅色固體，干燥管D增重，量氣管內收集到無色無味的單質氣體，上述現象可以證明NH₃具有還原性，相應的化學方程式3CuO + 2NH₃3Cu + N₂↑+ 3H₂O。
（3）E裝置中濃硫酸的作用是吸收未反應的氨氣，阻止F中水蒸氣進入D。
（4）讀取氣體體積前，應對裝置F進行的操作是：將右側的漏斗緩慢上下移動，使左右兩管內液面相平，而且視線要平視。若讀數時，量氣管中的液面低于水準管的液面，則量氣管中氣體的壓強大于大氣壓強，這時量氣管中氣體的體積將偏小。
（5）檢驗該紅色物質中是否含有Cu₂O：取少許樣品，加入稀H₂SO₄（或稀鹽酸），若溶液出現藍色，說明紅色物質中含有Cu₂O，反之則沒有
（6）干燥管D增重mg，即吸收水蒸氣的質量是mg，裝置F測得氣體的體積為nL，就是N₂在標準狀況體積是nL。n（H₂O）:n（N₂）=（mg÷18g/mol）:（nL÷22.4L/mol）="11.2m:9n." 則氨分子中氮、氫的原子個數比為（9n×2）: （11.2m×2）= 9n/11.2m
考點：考查儀器的識別、應用和氨氣的實驗室制法及性質等知識。