Question

某研究小組進行與NH₃有關的系列實驗．
（1）現有濃氨水、燒堿固體和堿石灰三種試劑，請你從下圖中挑選所需儀器，畫出實驗室制取干燥NH₃的裝置簡圖（添加必要的塞子、玻璃導管、膠皮管．固定裝置和尾氣處理裝置不用畫），并標明所用試劑．

（2）將NH₃通入溴水中，有N₂生成，反應的化學方程式為

 

．
（3）為驗證“同溫同壓下，相同體積的任何氣體都含有相同數目的分子”，該小組同學設計了如圖所示的裝置，圖中B管的容積是A管的2倍，活塞K₁、K₂、K₃、K₄、K₅均關閉（固定裝置和尾氣處理裝置略）；HCl和NH₃均不溶于石蠟油，也不與之反應；裝置氣密性好．

①在A管中充滿與大氣壓強相等的干燥HCl氣體．操作是

 

．關閉K₃和K₅，開啟K₄，從K₄處通入干燥的NH₃，上下調節C，使B管充滿與A管同壓的干燥NH₃．
②緩緩開啟K₃，A管中的現象是

 

．要達到實驗目的，當反應完成并恢復到室溫時，B管中預期的現象是

 

；若觀察不到預期現象，主要原因是

 

．

Answer 1

考點：氨的制取和性質

專題：實驗題

分析：（1）根據圖示中各儀器特點判斷制取氨氣的反應原理，然后選出需要儀器，并畫出裝置簡圖；
（2）判斷元素化合價變化，根據氧化還原反應中化合價升降相等配平，然后寫出反應的化學方程式；
（3）①將試管A關閉K₃打開K₁、K₂，氯化氫密度大于空氣，然后從K₂處通入干燥的HCl氣體，直至K₁處有白霧出現；
②氨氣與氯化氫反應生成氯化銨，會出現大量白煙；氣體體積減小，則壓強減小，石蠟油充滿B管；若HCl中混有空氣或石蠟兩端的液面不相平，則不會出現該現象．

解答： 解：（1）圖中的儀器中缺少酒精燈，則不能利用反應2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△   .

CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O來制備NH₃，根據圖示所給儀器的特點，結合NH₃+H₂O?NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-可知，需要用到的儀器為：分液漏斗、燒瓶、U型管（或干燥管），據此畫出的實驗室制取干燥NH₃的裝置簡圖為：，
故答案為：；
（2）NH₃→N₂化合價從-3升高到0價，化合價變化為3，化合價至少升高3×2=6價；Br₂在反應中必定化合價降低生成Br^-，化合價變化至少為2，則化合價變化的最小公倍數為6，氮氣的系數為：

6

6

=1，溴單質的系數為：

6

2

=3，然后根據觀察法配平，配平后的反應方程式為：2NH₃+3Br₂═6HBr+N₂，
故答案為：2NH₃+3Br₂═6HBr+N₂；
（3）①要在A中充滿與大氣壓強相等的HCl氣體，需在A與大氣聯通的條件下充入，因ρ（HCl）＞ρ（空氣），故需打開K₁，從K₂通入至K₁處有HCl逸出（有白霧出現），則A管中充滿與大氣壓強相等的干燥HCl氣體，
故答案為：關閉K₃打開K₁、K₂，從K₂處通入干燥的HCl氣體，直到K₁處有白霧出現，關閉K₁、K₂；
②若緩慢打開K₃，則NH₃進入A管并發生反應NH₃+HCl═NH₄Cl而產生白煙，壓強減小，石蠟油充滿B管（剩余的NH₃恰好充滿A管），若觀察不到上述現象，則可能是HCl中混有空氣或石蠟兩端的液面不相平所致，
故答案為：生成大量的白煙；B管中充滿石蠟油；實驗時A管中未全部充滿干燥HCl氣體（或A管中的空氣未除盡）．

點評：本題主要考查有關儀器的選擇、組裝、相關實驗現象的描述、分析等知識，題目難度中等，注意掌握化學實驗基本操作方法，明確常見氣體的制備原理、反應裝置為解答本題關鍵，試題充分考查了學生的分析、理解能力及靈活應用所學知識解決實際問題的能力．