Question

甲、乙兩個研究性學習小組分別制備氨氣，并利用氨氣的性質（氨氣與灼熱的氧化銅反應，生成銅、水和氮氣）來驗證分子中氮、氫原子個數比，設計了如下實驗流程：

實驗中，先用制得的氨氣排盡洗氣瓶前所有裝置中的空氣，再連接洗氣瓶和氣體收集裝置，立即加熱氧化銅．反應完成后，黑色的氧化銅轉化為紅色的銅．
下圖A、B、C為甲、乙兩小組制備氨氣時可能用到的裝置，D為盛有足量濃硫酸的洗氣瓶．

甲小組測得：反應前氧化銅的質量為m₁g、氧化銅反應后轉化成的銅的質量為m₂g；生成的氮氣在標準狀況下的體積V₁L（已知標準狀況下，22.4L氮氣的質量是28g）．
乙小組測得：洗氣前裝置D的質量m₃g、洗氣后裝置后D的質量m₄g；生成的氮氣在標準狀況下的體積V₂L．
請回答下列問題：
（1）寫出儀器a的名稱：

分液漏斗

（2）檢查A裝置氣密性的具體操作方法是

連接導管，將導管插入水中，用手緊握試管，導管口有氣泡產生；松開手后，導管內有水回流并形成一段穩定的水柱

．
（3）甲、乙兩小組選擇了不同方法制備氨氣，請將實驗裝置的字母編號和制備原理填寫在下表空格中．

	實驗裝置	實驗藥品	制備原理
甲小組	A	氫氧化鈣、硫酸銨	反應的化學方程式為 ① （NH4）2SO4+Ca（OH）2═2NH3↑+2H2O+CaSO4
乙小組	② B	濃氨水、氫氧化鈉

（4）甲小組用所測數據計算出氨分子中氮、氫的原子個數之比為

5V₁：7（m₁-m₂）

．
（5）乙小組用所測數據計算出氨分子中氮、氫的原子個數比小于理論值，其原因是

洗氣瓶D中的濃硫酸不但吸收了反應生成的水，還吸收了未反應的氨氣，從而使計算的氫的量偏高

． 為此，乙小組在原有實驗流程的基礎上，在

洗氣瓶D前

的位置增加了一個裝有足量藥品的實驗儀器，重新實驗．根據實驗前后該藥品的質量變化及生成氮氣的體積，也得出了合理的實驗結果．該藥品的名稱是

堿石灰（或無水硫酸銅、氫氧化鈉、氧化鈣等）

．

Answer 1

分析：（1）根據儀器用途填寫名稱
（2）根據裝置氣密性檢查方法分析
（3）根據復分解反應的特點及書寫方程式的原則寫出化學方程式
（4）根據氧化銅中氧元素的質量等于生成的水中氧元素的質量，根據氮氣的體積計算出氮氣的物質的量，從而求出氮原子的個數
（5）根據濃硫酸的吸水性及能與氨氣反應進行分析

解答：解：（1）儀器a的名稱為 分液漏斗
（2）檢查A裝置氣密性的具體操作方法是連接導管，將導管插入水中，用手緊握試管，導管口有氣泡產生；松開手后，導管內有水回流并形成一段穩定的水柱
（3）①氫氧化鈣與硫酸銨反應生成硫酸鈣、氨氣和水，反應的化學方程式為（NH₄）₂SO₄+Ca（OH）₂═2NH₃↑+2H₂O+CaSO₄ 
②濃氨水是液體，氫氧化鈉是固體，為使氨氣逸出，采用加熱降低氨氣的溶解度，故選B裝置
（4）反應前氧化銅的質量為m₁g、氧化銅反應后轉化成的銅的質量為m₂g，則氧化銅中氧元素的質量為m₁-m₂，生成的水中氧元素的質量等于氧化銅氧元素的質量，則生成的水中氧原子的個數為

m1-m2

16

，水中氫原子個數是氧原子個數的兩倍，因此氫原子個數為

m1-m2

16

×2，生成的氮氣在標準狀況下的體積V₁L，則氮氣中氮原子的個數為

V1×2

22.4

，因此氮氫原子個數比為

V1×2

22.4

：

m1-m2

16

×2=5V₁：7（m₁-m₂）；
（5）乙小組用所測數據計算出氨分子中氮、氫的原子個數比小于理論值，其原因是洗氣瓶D中的濃硫酸不但吸收了反應生成的水，還吸收了未反應的氨氣，從而使計算的氫的量偏高． 因此在 洗氣瓶D前的位置應增加了一個裝有堿石灰（無水硫酸銅、氫氧化鈉、氧化鈣等）的實驗儀器只吸收水，減小誤差
故答案為：
（1）分液漏斗 
（2）連接導管，將導管插入水中，用手緊握試管，導管口有氣泡產生；松開手后，導管內有水回流并形成一段穩定的水柱 
（3）①（NH₄）₂SO₄+Ca（OH）₂═2NH₃↑+2H₂O+CaSO₄   ②B 
（4）5V₁：7（m₁-m₂）；
（5）洗氣瓶D中的濃硫酸不但吸收了反應生成的水，還吸收了未反應的氨氣，從而使計算的氫的量偏高　  洗氣瓶D前
堿石灰（或無水硫酸銅、氫氧化鈉、氧化鈣等）

點評：本題是一道綜合性很強的實驗探究題，要求學生具有分析和解決問題的能力，難度大．