Question

某學習小組為研究低價態氮元素物質的還原性，以NH₃為例設計了如下圖實驗（夾持設備略去）

Ⅰ．檢驗氣密性后關閉彈簧夾I打開彈簧夾Ⅱ，點燃酒精燈，銅絲紅熱后打開分液漏斗的活塞，A中氣體進入B中時不斷通入空氣，反應一段時間后熄滅酒精燈．
Ⅱ．（1）能證明有氨氣產生的現象是______；氨分子電子式為______．
（2）C中銅絲在熄滅酒燈后仍保持紅熱說明其中反應為______熱反應（填“吸熱”或“放熱”NH₃在C中反應的化學方程式為______△4NO+6H₂O，2NH₃+3CuO3Cu+N₂+3H₂O

Answer 1

【答案】分析：（1）氨氣能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍，氨氣是共價化合物，原子間以共用電子對形成化學鍵；
（2）在催化劑、加熱條件下，氨氣被氧氣氧化生成一氧化氮和水，氨氣和氧化銅反應生成銅、氮氣和水；
（3）一氧化氮和氧氣反應生成二氧化氮，二氧化氮和水反應生成硝酸，硝酸和氨氣反應生成硝酸銨；
（4）白煙是氯化銨，根據轉移電子守恒計算n（NH₃）：n（Cl₂）；
（5）氫氧根離子抑制銨根離子的水解，且溫度越高，越促進氨氣生成；
（6）氨氣的量增大，導致壓強增大，易產生安全事故；
（7）利用蓋斯定律計算．
解答：解：（1）氨氣和水反應生成一水合氨，一水合氨電離出氫氧根離子而使溶液呈堿性，堿遇紅色石蕊試紙變藍，所以能證明有氨氣產生的現象是A中濕潤的紅色石蕊試紙變藍，氨氣分子的電子式為，故答案為：A中濕潤的紅色石蕊試紙變藍；；                        
（2）C中銅絲在熄滅酒燈后仍保持紅熱說明其中反應為放熱反應，放出的熱量使銅絲仍保持紅熱，在催化劑、加熱條件下，氨氣被氧氣氧化生成一氧化氮和水，氨氣和氧化銅反應生成銅、氮氣和水，反應方程式為4NH₃+5O₂   4NO+6H₂O，2NH₃+3CuO 3Cu+N₂+3H₂O，
故答案為：放熱；4NH₃+5O₂   4NO+6H₂O，2NH₃+3CuO 3Cu+N₂+3H₂O；
（3）氧化氮和氧氣反應生成二氧化氮，二氧化氮和水反應生成硝酸，硝酸和氨氣反應生成硝酸銨，白煙是固體硝酸銨小顆粒，反應方程式為：HNO₃+NH₃=NH₄NO₃，故答案為：HNO₃+NH₃=NH₄NO₃；
（4）白煙是氯化銨，氯氣和氨氣反應生成氯化銨和氮氣，根據轉移電子守恒得該反應方程式為：8NH₃+3Cl₂=6NH₄Cl+N₂，該反應中反應物的物質的量之比n（NH₃）：n（Cl₂）=8：3，故答案為：8：3；
（5）NH₃+H₂O?NH₃．H₂O?NH₄⁺+OH^-△H＜0，該反應是放熱反應，氫氧化鈉溶解后使溶液中氫氧根離子濃度增大，平衡向逆反應方向移動，同時氫氧化鈉溶解時放出熱量，也使平衡向逆反應方向移動，產生大量氨氣，溫度越高，平衡常數越小，所以K₁＞K₂，
故答案為：NH₃+H₂O?NH₃．H₂O?NH₄⁺+OH^-△H＜0，氫氧化鈉使c（OH^-）增大，平衡逆向移動，同時氫氧化鈉溶于水放出大量熱，也使平衡逆向移動，產生大量氨氣；＞；            
（6）氨氣的量增大，導致壓強增大，易產生安全事故，為防止產生氨氣事故，裝置中A裝置分液漏斗與三頸瓶之間增加一氣壓平衡管，故答案為：裝置中A裝置分液漏斗與三頸瓶之間增加一氣壓平衡管；             
（7）Cu（s）+2H⁺（aq）═Cu²⁺（aq）+H₂（g） H=64.39KJ?mol^-1 ①
2H₂O₂（l）═2H₂O（l）+O₂（g）  H=-196.46KJ?mol^-1      ②
H₂（g）+O₂（g）═H₂O（l）  H=-285.84KJ?mol^-1     ③
將方程式得Cu（s）+H₂O₂ （l）+2H⁺（aq）=Cu²⁺（aq）+2H₂O（l）△H=-319.68KJ．mol^-1，
故答案為：Cu（s）+H₂O₂ （l）+2H⁺（aq）=Cu²⁺（aq）+2H₂O（l）△H=-319.68KJ．mol^-1．
點評：本題考查物質的性質、蓋斯定律、實驗探究等知識點，綜合性較強，難點是（4）題，會根據轉移電子數相等進行計算，難度中等．