Question

14．如圖是在實驗室進行氨氣快速制備與性質實驗的組合裝置，部分固定裝置未畫出．

（1）在組裝好裝置后，若要檢驗A～E裝置的氣密性，其操作是首先關閉彈簧夾2和分液漏斗活塞，打開彈簧夾1，在E中裝入水，然后微熱A，觀察到E中有氣泡冒出，移開酒精燈或松開雙手，E中導管有水柱形成，說明裝置氣密性良好．
（2）裝置B中盛放的試劑是堿石灰，裝置D的作用是防止倒吸
（3）點燃C處酒精燈，關閉彈簧夾2，打開彈簧夾l，從分液漏斗放出濃氨水至浸沒燒瓶    中固體后關閉分液漏斗，稍候片刻，裝置C中黑色固體逐漸變紅，裝置E中溶液里出現大量氣泡，同時還可能產生的現象是白色沉淀；從E中逸出液面的氣體可以直接排入空氣，請寫出在C中發生反應的化學方程式：2NH₃+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+N₂↑+3H₂O．
（4）當C中固體全部變紅色后，關閉彈簧夾1，慢慢移開酒精燈，待冷卻后，稱量C中    固體質量，若反應前固體質量為16g，反應后稱重固體質量減少2.4g，通過計算確定該固體產物的成分是Cu₂O、Cu（用化學式表示）．
（5）在關閉彈簧夾1后，打開彈簧夾2，殘余氣體進入F中，很快發現裝置F中產生白煙，同時發現G中溶液迅速倒吸流入F中．請寫出產生白煙的化學方程式：3Cl₂+8NH₃═N₂+6NH₄Cl，迅速產生倒吸的原因是盛滿氯氣的集氣瓶中因與氨氣反應消耗氯氣生成部分固體，導致瓶內壓強減小，引起溶液倒吸．

Answer 1

分析 （1）檢驗裝置的氣密性一般先形成封閉體系，然后微弱觀察插入液面以下的導管口是否有氣泡生成，停止加熱后，導管形成一段水柱；
（2）依據氨氣為堿性氣體，應選擇堿性干燥劑，氨氣極易溶于水，溶液發生倒吸解答；
（3）反應后的尾氣中含有未反應的氨氣，氨氣在E溶液中與二氧化硫反應生成亞硫酸銨，亞硫酸銨與氯化鋇反應生成亞硫酸鋇；
裝置C中黑色固體逐漸變紅，說明有Cu生成，從E中逸出液面的氣體可以直接排入空氣，說明氨氣被氧化為氮氣，同時生成水；
（4）反應前固體質量為16g，反應后稱重固體質量減少2.4g，剩余固體質量為16g-2.4g=13.6g，計算剩余固體中Cu、O質量，進而計算n（Cu）：n（O）確定組成；
（5）氯氣有強氧化性，氧化氨氣生成N₂，產生白煙，說明生成固體，故還生成NH₄Cl；
盛滿氯氣的集氣瓶中因氨氣消耗氯氣生成部分固體，導致內壓減小，引起溶液倒吸．

解答 解：（1）組裝好裝置后，若要檢驗A-E裝置的氣密性，其操作是：首先關閉彈簧夾2和分液漏斗活塞，打開彈簧夾1，在E中裝入水后，然后微熱A，觀察到E中有氣泡冒出，移開酒精燈或松開雙手，E中導管有水柱形成說明裝置氣密性良好，
故答案為：關閉彈簧夾2和分液漏斗活塞，打開彈簧夾1，在E中裝入水；
（2）氨氣為堿性氣體，應選擇堿性干燥劑堿石灰或者生石灰；氨氣極易溶于水，溶液發生倒吸，裝置D為安全瓶可以防止倒吸；
故答案為：堿石灰 （生石灰）；防止倒吸；
（3）反應后的尾氣中含有未反應的氨氣，氨氣在E溶液中與二氧化硫反應生成亞硫酸銨，亞硫酸銨與氯化鋇反應生成亞硫酸鋇，故還有白色沉淀沉淀，
裝置C中黑色固體逐漸變紅，說明有Cu生成，從E中逸出液面的氣體可以直接排入空氣，說明氨氣被氧化為氮氣，同時生成水，C中發生反應的化學方程式為：2NH₃+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+N₂+3H₂O，
故答案為：白色沉淀；2NH₃+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+N₂+3H₂O；
（4）16gCuO中含有Cu元素質量為16g×$\frac{65}{80}$=12.8g，含有氧元素質量為16g-12.8g=3.2g，反應后稱重固體質量減少2.4g，剩余固體質量為16g-2.4g=13.6g，大于12.8g，故剩余固體含有Cu、O元素，故n（Cu）=$\frac{12.8g}{64g/mol}$=0.2mol，含有O元素的質量為13.6g-12.8g=0.8g，n（O）=$\frac{0.8g}{16g/mol}$=0.05mol，n（Cu）：n（O）=0.2mol：0.05mol=4：1＞2：1，故剩余固體為Cu₂O、Cu，
故答案為：Cu₂O、Cu；
（5）氯氣有強氧化性，氧化氨氣生成N₂，產生白煙，說明生成固體，故還生成NH₄Cl，反應方程式為：3Cl₂+8NH₃=N₂+6NH₄Cl．盛滿氯氣的集氣瓶中因氨氣消耗氯氣生成部分固體，導致內壓減小，引起溶液倒吸，
故答案為：3Cl₂+8NH₃=N₂+6NH₄Cl；盛滿氯氣的集氣瓶中因氨氣消耗氯氣生成部分固體，導致內壓減小，引起溶液倒吸．

點評 本題考查氨氣的制備與性質實驗、對裝置的理解、實驗操作、化學計算等，掌握氨氣的性質、明確氨氣制備的原理是解題關鍵，側重考查學生實驗能力和分析能力，題目難度中等．