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简答题

下列图示是某学习小组设计的制取氨气并利用氨气进行喷泉实验的装置示意图.请回答下列问题:

(1)学生甲用图A所示装置制备氨气,写出该法制取氨气的化学方程式:______;制出的氨气应使用______法来收集,要得到干燥的氨气可选用______做干燥剂.

(2)学生乙用图B所示装置也制出了氨气,他选用的试剂可能是____________.用平衡移动原理分析这种方法制备氨气的原理______

(3)学生丙用图C所示装置进行喷泉实验,上部烧瓶已充满干燥的氨气,引发喷泉的操作是______

正确答案

解:(1)学生甲用图A所示装置制备氨气,图A装置的特点是固体加热制取气体,结合实验室制氨气的原理,该法制取氨气的原理为氯化铵和氢氧化钙在加热条件下反应,2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O;由于氨气密度比空气小、易溶于水,所以不能采用排水法收集,只能用向下排空气法的收集;反应过程中产生水,氨气中混有水蒸气,可用碱石灰吸收水蒸气,但不能用氯化钙,因为它与氨气反应生成CaCl2•8NH3

故答案为:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O;向下排空气法;碱石灰;

(2)反应B装置特点是不需要加热,向CaO中滴加浓氨水,CaO+H2O=Ca(OH)2,反应放热,NH3•H2ONH3↑+H2O,使浓氨水中的氨气逸出,氢氧化钠溶于水放热,使浓氨水中的氨气逸出,氨水为弱电解质存在电离平衡:NH3+H2O⇌NH3•H2O⇌NH4++OH-,加入氧化钙或氢氧化钠,氢氧根浓度增大,平衡左移,氨气逸出,

故答案为:氧化钙或氢氧化钠;浓氨水;向CaO中滴加浓氨水反应放热,或加入的氢氧化钠溶于水放热,使浓氨水中的氨气逸出,加入氧化钙或氢氧化钠,氢氧根浓度增大,平衡左移,氨气逸出;

(3)NH3极易溶解于水,通常状况下,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,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:打开止水夹,挤出胶头滴管中的水;

解析

解:(1)学生甲用图A所示装置制备氨气,图A装置的特点是固体加热制取气体,结合实验室制氨气的原理,该法制取氨气的原理为氯化铵和氢氧化钙在加热条件下反应,2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O;由于氨气密度比空气小、易溶于水,所以不能采用排水法收集,只能用向下排空气法的收集;反应过程中产生水,氨气中混有水蒸气,可用碱石灰吸收水蒸气,但不能用氯化钙,因为它与氨气反应生成CaCl2•8NH3

故答案为:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O;向下排空气法;碱石灰;

(2)反应B装置特点是不需要加热,向CaO中滴加浓氨水,CaO+H2O=Ca(OH)2,反应放热,NH3•H2ONH3↑+H2O,使浓氨水中的氨气逸出,氢氧化钠溶于水放热,使浓氨水中的氨气逸出,氨水为弱电解质存在电离平衡:NH3+H2O⇌NH3•H2O⇌NH4++OH-,加入氧化钙或氢氧化钠,氢氧根浓度增大,平衡左移,氨气逸出,

故答案为:氧化钙或氢氧化钠;浓氨水;向CaO中滴加浓氨水反应放热,或加入的氢氧化钠溶于水放热,使浓氨水中的氨气逸出,加入氧化钙或氢氧化钠,氢氧根浓度增大,平衡左移,氨气逸出;

(3)NH3极易溶解于水,通常状况下,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,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:打开止水夹,挤出胶头滴管中的水;

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喷泉是一种常见的现象,其产生的原因是存在压强差.

(1)图Ⅰ为化学教学中常用的喷泉实验装置.在烧瓶中充满干燥气体,胶头滴管及烧杯中分别盛有液体.下列组合中不可能形成喷泉的是______

A. HCl 和H2O    B.CO2和NaOH溶液   C.NH3和H2O   D.NO和H2O

(2)在图Ⅱ的锥形瓶中,分别加入足量的下列物质后,能产生喷泉的是______

A.Cu与稀硫酸   B.Cu与稀硝酸    C.Zn 与浓HCl    D.Fe与浓硝酸

(3)比较图Ⅰ和图Ⅱ两套装置,从产生喷泉的原理来分析,图Ⅰ是______ 上部烧瓶内气体压强;图Ⅱ是______下部锥形瓶内气体压强(填“增大”或“减小”).

正确答案

解:(1)该装置中形成喷泉的条件是烧瓶中的气压变小;

A、HCl易溶于H2O,所以能使烧瓶中的气体迅速减小,能形成喷泉,故A不选;

B、CO2和NaOH溶液发生化学反应,能导致烧瓶中的气体减小,形成喷泉,故B不选;

C、氨气极易溶于水,导致烧瓶中的气体减小,形成喷泉,故C不选;

D、NO不溶于水,不能形成喷泉,故D选;

故答案为:D;

(2)图Ⅱ的锥形瓶中,D中发生钝化,A不发生反应,只有B、C中生成气体分别为NO和H2,瓶内气体增多,则B、C可形成喷泉,故答案为:BC;

(3)图Ⅰ和图Ⅱ两套装置,均产生压强差,形成喷泉,图Ⅰ是减小上部烧瓶内气体压强,而图Ⅱ是增大下部锥形瓶内气体压强,故答案为:减小;增大.

解析

解:(1)该装置中形成喷泉的条件是烧瓶中的气压变小;

A、HCl易溶于H2O,所以能使烧瓶中的气体迅速减小,能形成喷泉,故A不选;

B、CO2和NaOH溶液发生化学反应,能导致烧瓶中的气体减小,形成喷泉,故B不选;

C、氨气极易溶于水,导致烧瓶中的气体减小,形成喷泉,故C不选;

D、NO不溶于水,不能形成喷泉,故D选;

故答案为:D;

(2)图Ⅱ的锥形瓶中,D中发生钝化,A不发生反应,只有B、C中生成气体分别为NO和H2,瓶内气体增多,则B、C可形成喷泉,故答案为:BC;

(3)图Ⅰ和图Ⅱ两套装置,均产生压强差,形成喷泉,图Ⅰ是减小上部烧瓶内气体压强,而图Ⅱ是增大下部锥形瓶内气体压强,故答案为:减小;增大.

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某研究性学习小组对实验室制取NH3进行了如下设计:

(1)甲同学拟用浓氨水和固体NaOH制取NH3,并用图Ⅰ装置作为NH3的气体发生装置.

写出固体NaOH的作用:______

(2)乙同学建议,把教材中实验室制取氨气的收集装置由大试管改为集气瓶且瓶口向上来收集氨气,并确保不污染环境.请你根据其设想回答:

①若用排空气法收集NH3,请在图Ⅱ的方框内画出其气体收集装置和尾气吸收装置,标出所用的试剂(自选)名称.

②若用排液取气法收集NH3,可选用的试剂是______(填序号)

A.H2O    B.浓H2SO4    C.CCl4   D.饱和NaCl溶液.

正确答案

解:(1)NaOH溶于水放出热量,故致使溶于水的氨气溶解度降低,从而逸出,故答案为:NaOH溶于水放出热量,致使氨气的溶解度降低从溶液中逸出;

(2)①氨气的密度比空气小,所以应该用向下排空气法收集,所以瓶口向上来收集时应短进长出,氨气逸出会造成大气污染,利用氢氧化钠吸收尾气,

答:气体收集装置和尾气吸收装置为,所用试剂为NaOH;

②氨气易溶于H2O、浓硫酸、饱和NaCl溶液,所以用排液法收集NH3只能选择CCl4,故答案为:C.

解析

解:(1)NaOH溶于水放出热量,故致使溶于水的氨气溶解度降低,从而逸出,故答案为:NaOH溶于水放出热量,致使氨气的溶解度降低从溶液中逸出;

(2)①氨气的密度比空气小,所以应该用向下排空气法收集,所以瓶口向上来收集时应短进长出,氨气逸出会造成大气污染,利用氢氧化钠吸收尾气,

答:气体收集装置和尾气吸收装置为,所用试剂为NaOH;

②氨气易溶于H2O、浓硫酸、饱和NaCl溶液,所以用排液法收集NH3只能选择CCl4,故答案为:C.

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大气压强对许多物理实验和化学实验有着重要影响.制取氨气并完成喷泉实验(图夹持装置均已略去).

(1)写出实验室制取氨气的化学方程式:______

(2)收集氨气应使用______法,要得到干燥的氨气可选用______做干燥剂.

(3)用图1装置进行喷泉实验,上部烧瓶已装满干燥氨气,引发水上喷的操作是______.该实验的原理是______

(4)如果只提供如图2的装置,请说明引发喷泉的方法:______

(5)如何检验某白色固体是铵盐,简述实验步骤,现象及结论:______

正确答案

解:(1)实验室用熟石灰和氯化铵在加热条件下反应制备氨气,反应的化学方程式为Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O,

故答案为:Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O;

(2)氨气极易溶于水,不能用排水法收集,密度比空气小,用向下排空气法收集,氨气为碱性气体,用碱石灰干燥,

故答案为:向下排空气;碱石灰;

(3)氨气极易溶于水,如果打开止水夹,氨气溶于水后烧瓶内压强迅速减小,而形成喷泉,

故答案为:打开止水夹,挤出胶头滴管中的水;氨极易溶解于水,致使烧瓶内气体压强迅速减小;

(4)加热时烧瓶内压强增大,气体体积膨胀,当氨气与水接触时,因氨气极易溶于水而导致烧瓶内压强迅速减小而形成喷泉,

故答案为:打开夹子,用手(或热毛巾等)将烧瓶捂热,氨气受热气体膨胀,赶出玻璃导管内的空气,氨气与水接触,即发生喷泉;

(5)铵盐和强碱在加热条件下反应生成氨气,氨气具有碱性,使湿润红色石蕊试纸变蓝,故答案为:取白色固体少量于试管中,加入氢氧化钠溶液加热,产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,则证明是铵盐.

解析

解:(1)实验室用熟石灰和氯化铵在加热条件下反应制备氨气,反应的化学方程式为Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O,

故答案为:Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O;

(2)氨气极易溶于水,不能用排水法收集,密度比空气小,用向下排空气法收集,氨气为碱性气体,用碱石灰干燥,

故答案为:向下排空气;碱石灰;

(3)氨气极易溶于水,如果打开止水夹,氨气溶于水后烧瓶内压强迅速减小,而形成喷泉,

故答案为:打开止水夹,挤出胶头滴管中的水;氨极易溶解于水,致使烧瓶内气体压强迅速减小;

(4)加热时烧瓶内压强增大,气体体积膨胀,当氨气与水接触时,因氨气极易溶于水而导致烧瓶内压强迅速减小而形成喷泉,

故答案为:打开夹子,用手(或热毛巾等)将烧瓶捂热,氨气受热气体膨胀,赶出玻璃导管内的空气,氨气与水接触,即发生喷泉;

(5)铵盐和强碱在加热条件下反应生成氨气,氨气具有碱性,使湿润红色石蕊试纸变蓝,故答案为:取白色固体少量于试管中,加入氢氧化钠溶液加热,产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,则证明是铵盐.

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填空题

(2014秋•嵊泗县校级月考)某学生设计的用氨催化法制取少量HNO3溶液的实验装置如图所示:

(1)实验室制备NH3,下列方法中适宜选用的是______(填序号).

①固态氯化铵与熟石灰混合加热   

②固态氯化铵加热分解

③碱石灰中滴加浓氨水           

④氯化铵溶液与氢氧化钠溶液共热

(2)装置B中发生反应的化学方程式为______.在实验过程中,加热铂丝红热后,移去酒精灯,发现铂丝还继续保持红热,由此可判断该反应是______(填“吸热”或“放热”)反应.

(3)装置C的作用是______;装置C中的现象是______;为确保装置D中尽可能多地生成HNO3,所通入O2和NH3的体积比应大于______

(4)装置D中发生的反应方程式为______

正确答案

①③

4NH3+5O24NO+6H2O

放热

吸收未反应的NH3

有气泡从浓硫酸中冒出,且装置C内的上部呈红棕色

2:1

3NO2+H2O═2HNO3+NO

解析

解:(1)①固态氯化铵与熟石灰混合加热,是实验室制氨气的主要方法,故正确;   

②固态氯化铵加热分解,成氨气和氯化氢,氯化氢和氨气反应生成氯化铵,故错误;

③碱石灰中滴加浓氨水,也是实验室制氨气的方法之一,故正确;           

④氯化铵溶液与氢氧化钠溶液共热,能制得氨气但量少,不是实验室制备氨气的方法;

故选:①③;

(2)氨催化氧化生成一氧化氮和水,方程式为:4NH3+5O24NO+6H2O,移去酒精灯,发现铂丝还继续保持红热,说明反应是放热反应,

故答案为:4NH3+5O24NO+6H2O;放热; 

(3)装置C浓硫酸的作用是吸收未反应的NH3,装置B中产生的NO通过浓硫酸时,可看到浓硫酸中有气泡冒出,同时NO在装置C的上部与O2迅速反应生成红棕色的NO2;为确保装置D中尽可能多地生成HNO3,其含义就是NH3通过转化后全部生成HNO3,由4NH3+5O24NO+6H2O及4NO+3O2+2H2O=4HNO3可得:NH3+2O2=HNO3+H2O,由此可见通入O2和NH3的体积比应大于2:1,

故答案为:吸收未反应的NH3;有气泡从浓硫酸中冒出,且装置C内的上部呈红棕色;2:1;

(4)NO2与H2O反应,生成硝酸和一氧化氮,方程式为:3NO2+H2O═2HNO3+NO,故答案为:3NO2+H2O═2HNO3+NO.

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填空题

图1为实验室制取氨的实验装置.

(1)写出A中所发生反应的化学方程式______

(2)一位学生用制得的氨,按图2装置进行喷泉实验,烧瓶已充满干燥的氨气,引发喷泉实验的操作是______

(3)另一学生积极思考产生喷泉的其他方法,设计了图3装置.首先在锥形瓶中分别加入足量的下列物质,反应后产生喷泉的是______

A.CaCO3粉末和浓盐酸   B.NH4HCO3溶液与稀NaOH溶液

C.HCl和AgNO3溶液     D.HCl和酚酞溶液.

正确答案

2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O

打开橡皮管的夹子,挤压胶头滴管的胶头,使少量的水进入烧瓶

A

解析

解:(1)采用的是固+固混合加热制气的方法,故用氯化铵和氢氧化钙固体混合加热制NH3,氯化铵与氢氧化钙反应生成氯化钙、氨气和水,反应的化学方程式为:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O;

故答案为:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O;

(2)氨气极易溶于水,如果打开止水夹,氨气溶于水后烧瓶内压强迅速减小,而形成喷泉,

故答案为:打打开橡皮管的夹子,挤压胶头滴管的胶头,使少量的水进入烧瓶;

(3)CaCO3粉末和浓盐酸反应产生大量二氧化碳,使锥形瓶中压强增大,形成喷泉,故A正确;

B.NH4HCO3溶液与稀NaOH溶液,不产生气体,不能形成喷泉,故B错误;

C.HCl和AgNO3溶液,不产生气体,不能形成喷泉,故C错误;

D.HCl和酚酞溶液,不产生气体,不能形成喷泉,故D错误;

故选:A.

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简答题

某校化学小组学生设计如下装置(图中铁夹等夹持装置已略去)进行氨气与氧气在不同条件下反应的实验.

查阅资料显示:(i) 氨气在空气中不能燃烧,却能在纯氧中安静燃烧

(ii) CaCl2+8NH3=CaCl2•8NH3

(1)用装置A制取纯净、干燥的氨气,大试管内碳酸盐的化学式是______;碱石灰的作用是______

(2)将产生的氨气与过量的氧气通到装置B(催化剂为铂石棉)中,用酒精喷灯加热:

氨催化氧化的化学方程式是______,试管内气体变为红棕色,该反应的化学方程式是______

(3)将过量的氧气与A产生的氨气分别从a、b两管进气口通入到装置C中,并在b管上端点燃氨气:

①两气体通入的先后顺序是______,其理由是______

②1mol氨气在氧气中充分燃烧生成氮气和水蒸气,放出QkJ的热量,请写出该反应的热化学方程式______

正确答案

解:(1)碳酸盐加热分解能产生NH3,只有(NH42CO3或NH4HCO3,其分解产生的混合气体通过碱石灰后,CO2和H2O被吸收,可得到纯净的NH3

故答案为:(NH42CO3 或NH4HCO3; 吸收水和二氧化碳;

(2)NH3与过量O2在催化剂、加热条件下发生反应:4NH3+5O24NO+6H2O,通过无水CaCl2后,未反应完的NH3和生成的H2O被吸收,生成的NO在试管内被过量的O2氧化为红棕色的NO2气体,方程式为:2NO+O2═2NO2

故答案为:4NH3+5O24NO+6H2O;2NO+O2═2NO2

(3)①由于装置C上端开口,要点燃NH3,须先通入O2,后通入NH3,因为若先通入NH3,NH3在空气中不能点燃,NH3逸出会造成污染,

故答案为:先通O2,后通NH3;若先通NH3,氨气在空气中不能燃烧,逸出造成环境污染;

②氨气在氧气中充分燃烧生成氮气和水蒸气,4mol氨气发生此反应时放出4QkJ的热量,因此热化学方程式为4NH3(g)+3O2 (g)=2N2(g)+6H2O(g)△H=-4QkJ/mol,

故答案为:4NH3(g)+3O2 (g)=2N2(g)+6H2O(g)△H=-4QkJ/mol.

解析

解:(1)碳酸盐加热分解能产生NH3,只有(NH42CO3或NH4HCO3,其分解产生的混合气体通过碱石灰后,CO2和H2O被吸收,可得到纯净的NH3

故答案为:(NH42CO3 或NH4HCO3; 吸收水和二氧化碳;

(2)NH3与过量O2在催化剂、加热条件下发生反应:4NH3+5O24NO+6H2O,通过无水CaCl2后,未反应完的NH3和生成的H2O被吸收,生成的NO在试管内被过量的O2氧化为红棕色的NO2气体,方程式为:2NO+O2═2NO2

故答案为:4NH3+5O24NO+6H2O;2NO+O2═2NO2

(3)①由于装置C上端开口,要点燃NH3,须先通入O2,后通入NH3,因为若先通入NH3,NH3在空气中不能点燃,NH3逸出会造成污染,

故答案为:先通O2,后通NH3;若先通NH3,氨气在空气中不能燃烧,逸出造成环境污染;

②氨气在氧气中充分燃烧生成氮气和水蒸气,4mol氨气发生此反应时放出4QkJ的热量,因此热化学方程式为4NH3(g)+3O2 (g)=2N2(g)+6H2O(g)△H=-4QkJ/mol,

故答案为:4NH3(g)+3O2 (g)=2N2(g)+6H2O(g)△H=-4QkJ/mol.

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实验题:

I、下列方法适用于实验室中制备氨气的是______

a、固态氯化铵加热分解              b、向固体氢氧化钠中滴加浓氨水

c、氯化铵溶液与氢氧化钠溶液共热    d、固体氯化铵与氢氧化钙固体混合加热

II、为了在实验室中利用工业原料制各少量氨气,有人设计了如图所示的装置(图中夹持装置均已略去).

实验操作如下:

①检查装置的气密性后,关闭弹簧夹a、b、c、d、e.在A中加入锌粒,向长颈漏斗注入一定量的稀硫酸.打开弹簧夹c、d、e,则A中有氢气产生.在F出口处收集到氢气并检验其纯度.

②关闭弹簧夹c,取下截去底部的细口瓶c,打开弹簧夹a,将氢气经导管B验纯后点燃,然后立即罩上无底细口瓶C,塞紧瓶塞,如图所示.氢气继续在瓶内燃烧,几分钟后火焰熄灭.

③用酒精灯加热反应管E,继续通入氢气,待无底细口瓶C内水位下降到液面保持不变时,打开弹簧夹b,无底细口瓶C内气体经D进入反应管E,片刻后F中的溶液变红.

请回答下列问题:

(1)写出反应管E中发生反应的化学方程式______用方程式解释F中溶液变红的原因______

(2)C瓶内水位下降到液面保持不变时,A装置内发生的现象为______,防止了实验装置中压强过大.此时再打开弹簧夹b的原因是______,C中气体的主要成分为.______

(3)为什么用酒精灯加热反应管E-段时间后再打开弹簧夹b______

(4)为什么F装置不用防倒吸的装置______

正确答案

bd

N2+3H22NH3

NH3•H2O⇌NH4++OH-

试管内液面下降,长颈漏斗中液面上升,直到试管内液面和锌离分离

使气体进入反应管E,并保证氢气含量较多,提高氮气的转化率

氮气和氢气

升高催化剂的温度,使催化剂达到最佳活性温度,以提高反应速率

该反应是可逆反应,在该反应条件下,生成的氨气含量较少,在进入F装置的气体中含有较多难溶性的气体,所以不易产生倒吸

解析

解:Ⅰ、(1)a、固态氯化铵加热分解成氨气和氯化氢,但氨气和氯化氢一冷却马上又可以化合成氯化铵,这个方案很难制氨气,故a错误;

b、向固体氢氧化钠中滴加浓氨水,氢氧化钠吸水,放出大量热,促进NH3•H2O的分解及NH3的挥发逸出,故b正确;

c、氯化铵溶液与氢氧化钠溶液共热反应太剧烈并且生成的氨气极易溶于水,不易收集氨气,故c错误;

d、固体氯化铵与氢氧化钙固体混合加热可以制取氨气,反应的化学方程式为:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O,故d正确.

故选bd;

Ⅱ、实验步骤:①完成这一步后,相当于先在整个装置中通入了氢气,先把装置中的空气进行了排除,使氢气与氨气的反应更安全.②关闭弹簧夹c,取下截去底部的细口瓶C,打开弹簧夹a,将氢气经导管B验纯后点燃,然后立即罩上无底细口瓶C,塞紧瓶塞,如图所示.氢气继续在瓶内燃烧,此时消耗的是无底细口瓶C中的氧气,几分钟后火焰因缺氧而熄灭;③步先点燃E处酒精灯,只是为了先给催化剂升温,因为催化剂也只有在适宜的温度下才能发挥最大的活性,对于铁触媒来说,温度应该为500℃,在这同时,继续通入氢气,待无底细口瓶C内水位下降到液面保持不变时,此时两种气体也混合的很均匀了,打开弹簧夹b,无底细口瓶C内气体经D进入反应管E,在这个地方氮气跟氢气进行反应生成氨气,但是这个反应是可逆反应,不可能大量的生成氨气,尽管氨气在水中的溶解度比较大,但由于该混合气体中氨气的量少,进入F装置的气体中,含有较多难溶性的气体,所以不易产生倒吸.

(1)氮气和氢气之间在催化剂的作用下发生反应生成氨气,即N2+3H22NH3,氨气极易溶于水,得到一水合氨,属于一元弱碱,存在电离:NH3•H2O⇌NH4++OH-,溶液显示碱性,故答案为:N2+3H22NH3;NH3•H2O⇌NH4++OH-

(2)当C瓶内水位下降到液面保持不变时,氮气和氢气两种气体也混合的很均匀了,C中的气体成分是氮气和氢气,A中试管内液面下降,长颈漏斗中液面上升,直到试管内液面和锌离分离,打开弹簧夹b,无底细口瓶C内气体经D进入反应管E,在这个地方氮气跟氢气进行反应生成氨气,并保证氢气含量较多,提高氮气的转化率;

故答案为:试管内液面下降,长颈漏斗中液面上升,直到试管内液面和锌离分离;使气体进入反应管E,并保证氢气含量较多,提高氮气的转化率;氮气和氢气;

(3)第③步先点燃E处酒精灯,只是为了先给催化剂升温,因为催化剂也只有在适宜的温度下才能发挥最大的活性,对于铁触媒来说,温度应该为500℃,所以用酒精灯加热反应管E-段时间后再打开弹簧夹b,是为了升高催化剂的温度,使催化剂达到最佳活性温度,以提高反应速率,

故答案为:升高催化剂的温度,使催化剂达到最佳活性温度,以提高反应速率;

(4)氮气跟氢气进行反应生成氨气,但是这个反应是可逆反应,不可能大量的生成氨气,尽管氨气在水中的溶解度比较大,但由于该混合气体中氨气的量少,进入F装置的气体中,含有较多难溶性的气体,所以不易产生倒吸,

故答案为:该反应是可逆反应,在该反应条件下,生成的氨气含量较少,在进入F装置的气体中含有较多难溶性的气体,所以不易产生倒吸.

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填空题

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-______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.

正确答案

2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O

轻轻挤压滴管,使少量水加入烧瓶,然后打开止水夹K

NH3+H2O⇌NH3•H2O⇌NH4++OH-

3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O

吸收氨气中混有的水蒸气,防止干扰产物水的测定

0.1+a

(0.02-0.5a)×22.4

2CuS+3O22CuO+2SO2

BCD

解析

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(NO32 =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;

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题型:简答题
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简答题

氨(NH3)是重要的含氮化合物.1774年该气体由英国普里斯特里利用熟石灰和氯化铵加热反应制成.

(1)写出用以上方法制取氨气的化学方程式:______

(2)为了在实验室制取干燥的氨气,甲、乙、丙三位同学分别设计了如图1三套实验装置:

实验装置和所用药品都正确的是______(填“甲”、“乙”或“丙”);

(3)如何检验氨气是否收集满(简述操作方法、现象和结论)______

(4)该实验装置还可以制备哪些气体?______(任举一种)

(5)有同学用氨的喷泉实验装置如图2做喷泉实验,但实验失败,请分析实验失败的可能原因:______

(写出任何一个合理答案即可).

正确答案

解:(1)氯化铵和氢氧化钙在加热条件下生成氨气,反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O,

故答案为:2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O;

(2)实验室用氯化铵和氢氧化钙在加热条件下制备氨气,氨气为碱性气体,应用碱石灰干燥,故答案为:丙;

(3)常用湿润的红色石蕊试纸验证氨气是否收集满,当湿润的红色石蕊试纸靠近集气瓶口,如果试纸变蓝,则氨气已满,

故答案为:用湿润的红色石蕊试纸靠近集气瓶口,试纸变蓝;

(4)固体和固体加热制取气体,加热氯酸钾制取氧气也可以用丙装置;故答案为:O2

(5)活塞密封性不好,装置漏气可导致喷泉实验失败,

故答案为:实验装置漏气.

解析

解:(1)氯化铵和氢氧化钙在加热条件下生成氨气,反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O,

故答案为:2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O;

(2)实验室用氯化铵和氢氧化钙在加热条件下制备氨气,氨气为碱性气体,应用碱石灰干燥,故答案为:丙;

(3)常用湿润的红色石蕊试纸验证氨气是否收集满,当湿润的红色石蕊试纸靠近集气瓶口,如果试纸变蓝,则氨气已满,

故答案为:用湿润的红色石蕊试纸靠近集气瓶口,试纸变蓝;

(4)固体和固体加热制取气体,加热氯酸钾制取氧气也可以用丙装置;故答案为:O2

(5)活塞密封性不好,装置漏气可导致喷泉实验失败,

故答案为:实验装置漏气.

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