Question

實驗室進行某項實驗并檢驗反應產物的裝置如圖1所示．
將足量濃氨水從分液漏斗中加入燒瓶中后，如圖1進行實驗，實驗現象記錄如下：
①黑色氧化銅粉末變為光亮紅色；
②無水硫酸銅粉末變藍色
③廣口瓶收集到一種新生成的無色氣體
（1）虛線框內是否應添加必要的干燥裝置？

 

（填“是”或“否”），若需要，應選擇右圖2中的干燥裝置是

 

（填編號，若不需要，該空可不填）．
（2）在實驗中NaOH固體的作用是

 

．
（3）最終廣口瓶中收集到的氣體是

 

，CuO粉末處發生化學反應方程式為

 

．
（4）洗氣瓶中的試劑是

 

，去掉此裝置有何影響？

 

．
（5）實驗時充分加熱，至硬質玻璃管裝置質量不再減輕為止．實驗完畢后，測得收集到的氣體體積為a L（已折算為標注狀況）．則若用CH₄還原同樣多CuO，理論上最少需要CH₄的體積為（標準狀況，用含字母a的代數式表示）

 

L．

Answer 1

考點：性質實驗方案的設計

專題：實驗設計題

分析：實驗檢驗反應產物，氨氣與CuO反應生成Cu、N₂、H₂O，濃氨水與NaOH可制取氨氣，混有水蒸氣干擾反應產物檢驗，則制備的氨氣應先用堿石灰干燥，再與CuO反應，然后無水硫酸銅變藍檢驗水的生成，大試管中黑色氧化銅粉末變為光亮紅色可說明Cu的生成，集氣瓶中收集到一種無色氣體即為氮氣，以此來解答．

解答： 解：（1）制取氨氣時混有水，干擾氨氣與CuO反應產物的檢驗，則虛線框內是應添加必要的干燥裝置，氨氣與濃硫酸反應，應利用I中堿石灰干燥，
故答案為：是；I；
（2）濃氨水與NaOH可制取氨氣，氫氧化鈉固體吸水放出大量的熱，會促使一水合氨分解產生氨氣，故答案為：促使一水合氨分解產生氨氣；
（3）根據實驗記錄的現象，可以知道氨氣還原氧化銅可以得到金屬銅、氮氣以及水，但其可以根據排水量氣法來測定體積，CuO粉末處發生化學反應方程式為2NH₃+3CuO

△   .

3Cu+N₂+3H₂O，Cu為固體，只有氮氣為氣體，則最終集氣瓶中收集到的氣體是N₂，
故答案為：N₂；2NH₃+3CuO

△   .

3Cu+N₂+3H₂O；
（4）在洗氣瓶中要加入濃硫酸，否則會造成右邊裝置中的水蒸氣使無水硫酸銅變藍色，無法判斷是否有水生成，
故答案為：濃硫酸；廣口瓶中的水蒸氣會進入U形管中，影響生成的水的鑒別；
（5）實驗完畢后，測得收集到的氮氣體積為a L（已折算為標注狀況），根據反應：2NH₃+3CuO

△   .

3Cu+N₂+3H₂O，氧化銅的物質的量是

3a

22.4

mol，甲烷還原氧化銅的原理是：CH₄+4CuO

△

CO₂+2H₂O+4Cu，則消耗甲烷的物質的量是

0.75a

22.4

mol，標況下的體積是0.75a，故答案為：0.75a．

點評：本題考查性質實驗方案的設計，為高頻考點，把握物質的性質及產物檢驗時排除干擾為解答的關鍵，注意實驗裝置圖的作用及發生的反應，側重分析能力及實驗能力的考查，題目難度不大．