Question

氨是一種重要的化工原料，某學習小組欲制取氨氣并探究其性質．請回答：
（1）實驗室制取氨氣的化學方程式是______．
（2）①如圖（1）是進行氨氣噴泉實驗的裝置，引發(fā)噴泉的操作步驟是______．
②氨氣使燒杯中溶液由無色變?yōu)榧t色，其原因是______（用電離方程式表示）．
（3）該小組同學設計了如圖（2）所示的實驗裝置（部分夾持儀器未畫出），探究氨氣的還原性并檢驗產物．

①實驗現(xiàn)象為：黑色CuO變?yōu)榧t色；白色無水CuSO₄粉末變?yōu)樗{色；同時生成一種無色氣體，該氣體無污染．請寫出氨氣與CuO反應的化學方程式______．
②堿石灰的作用是______．
③該裝置存在明顯缺陷，請指出存在的問題并提出改進意見______．
（4）有同學認為：NH₃與CuO反應生成的紅色物質中可能含有Cu₂O．已知：Cu₂O是一種堿性氧化物；在酸性溶液中，Cu⁺的穩(wěn)定性比Cu²⁺差（Cu⁺ Cu+Cu²⁺）．請你設計一個簡單的實驗檢驗該紅色物質中是否含有Cu₂O．______；
（5）工業(yè)廢氣中的氮氧化物是主要的大氣污染物之一．為了治理污染，工業(yè)上常用氨氣與之發(fā)生反應：NO_x+NH₃→N₂+H₂O，使其轉化為無毒的N₂．現(xiàn)有NO₂和NO的混合氣體3.0L，跟3.4L（同溫同壓下）NH₃反應，恰好使其全部轉化為氮氣，則原混合氣體中，NO₂與NO的體積比是______．

Answer 1

解：（1）在加熱條件下，氯化銨和氫氧化鈣反應生成氯化鈣、水和氨氣，
故答案為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂ CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；
（2）①NH₃極易溶解于水，打開止水夾擠出膠頭滴管中的水，然后打開止水夾K，由于氨氣迅速溶解導致燒瓶內氣體壓強迅速減小，導致溶液進入燒瓶產生噴泉現(xiàn)象，
故答案為：輕輕擠壓滴管，使少量水加入燒瓶，然后打開止水夾K；
②氨氣和水反應生成氨水，氨水能電離出銨根離子和氫氧根離子，導致溶液呈堿性，酚酞試液遇堿變紅色，
故答案為：NH₃+H₂O?NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-；
（3）①黑色CuO變?yōu)榧t色，所以生成物是銅；白色無水CuSO₄粉末變?yōu)樗{色，說明生成物含有水；同時生成一種無色氣體，該氣體無污染，所以該氣體是氮氣，
故答案為：3CuO+2NH₃ 3Cu+N₂+3H₂O；
②堿石灰是干燥劑能吸收水蒸氣，，防止干擾產物水的測定，故答案為：吸收氨氣中混有的水蒸氣，防止干擾產物水的測定；
③氨氣是刺激性氣體，所以不能排空，應有尾氣處理裝置，故答案為：此裝置無有尾氣吸收裝置，NH₃排入大氣，污染環(huán)境；
連接一個吸收氨氣裝置如圖所示：；
（4）在酸性溶液中，Cu⁺的穩(wěn)定性比Cu²⁺差（Cu⁺ Cu+Cu²⁺）進行實驗設計，向溶液中加入酸溶液，如果溶液呈現(xiàn)藍色，說明說明紅色物質中含有Cu₂O反之則沒有，
故答案為：取少許樣品，加入稀H₂SO₄，若溶液出現(xiàn)藍色，說明紅色物質中含有Cu₂O反之則沒有；
（5）3NO_x+2xNH₃=N₂+3xH₂O，
3 2x
3.0L 3.4L
所以x=1.7
故氮氧化物的分子式為NO_1.7，根據(jù)氮氧化物的平均化學式計算NO₂與NO的體積比，
，所以二氧化氮和一氧化氮的體積比為11.2：4.8=7：3，
故答案為：7：3．
分析：（1）實驗室用氯化銨和氫氧化鈣加熱制取氨氣；棉花有防止空氣對流的作用；
（2）①氨氣是極易溶于水的氣體，使燒瓶內產生壓強差導致溶液進入燒瓶；
②氨氣易溶于水生成氨水，氨水是弱電解質電離出氫氧根離子；
（3）①先根據(jù)實驗現(xiàn)象判斷生成物，再根據(jù)元素守恒寫出反應方程式；
②堿石灰是干燥劑；
③根據(jù)氨氣的性質分析判斷；
（4）根據(jù)在酸性溶液中，Cu⁺的穩(wěn)定性比Cu²⁺差（Cu⁺ Cu+Cu²⁺）進行實驗設計；
（5）先根據(jù)方程式計算X值，再利用十字相乘法計算二氧化氮和一氧化氮的體積比．
點評：本題考查了氨氣的性質和制取，難度不大，會根據(jù)題中信息設計實驗，實驗設計是高考的熱點和難點．