Question

13．科學研究表明，氨氣在常壓下就可以液化為液氨，液氨可用作汽車的清潔燃料，其燃燒時的主要反應為：4NH₃+3O₂ $\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2N₂+6H₂O；還能還原氧化銅，同時產生水和一種氣體單質．如圖是某同學制取氨氣并測定氧化銅樣品（雜質無揮發(fā)性、不溶于水且不參加反應）中氧化銅的質量分數的實驗．（N₂的密度可以查閱資料）

檢查裝置氣密性后，稱量mg樣品放入質量為m₁g的玻璃管中，連接A、B、C
①打開活塞，緩緩加入一定量的濃氨水，一段時間后連接D；
②點燃酒精燈，待充分反應后，停止加熱，繼續(xù)通入氨氣；
③冷卻后，關閉a并稱量剩余固體及玻璃管的質量為m₂g．
試回答：
（1）裝置A中的生石灰還可以用以下試劑b（填序號）來代替．
a．濃硫酸b．燒堿固體
（2）裝置D的作用是吸收氨氣和水蒸氣．
（3）裝置C中發(fā)生的化學反應方程式為2NH₃+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$N₂+3Cu+3H₂O．
（4）甲同學認為根據玻璃管在反應前后的質量差可求出氧化銅樣品中氧化銅的質量分數為$\frac{5（m+{m}_{1}-{m}_{2}）}{m}$×100%．
（5）通過該裝置能否測出氨氣分子中氮、氫原子的個數比能（選填“能”或“不能”），原因是可以通過C或D裝置前后差量，再利用元素守恒可以得出參加反應的氫元素的質量，E前后差量可利用密度算出參加反應的氮元素的質量，則可得出氮氫個數比．

Answer 1

分析 （1）根據生石灰與水反應生成氫氧化鈣，放出大量的熱，進行分析解答．
（2）裝置D中的藥品是濃硫酸，具有吸水性，能與氨氣反應；
（3）C中氨氣與氧化銅反應生成銅、水，由質量守恒定律，同時還生成氮氣，寫出反應的化學方程式即可．
（4）氨氣與氧化銅反應生成銅、水和水，由反應的化學方程式，氧化銅減少的質量即為氧化銅中氧元素的質量，進行分析解答．
（5）通過元素守恒計算裝置前后差量得出氮氫元素的質量進行分析解答．

解答 解：（1）生石灰與水反應生成氫氧化鈣，放出大量的熱，裝置A中生石灰的作用除了減少氨氣中溶劑的外，還有的作用是利用生石灰與水放出大量的熱，溫度升高，使氨氣揮發(fā)出來．燒堿固體能吸水，且放出大量的熱，可以來代替生石灰．濃硫酸能與氨氣反應，不能代替；
（2）裝置D中的藥品是濃硫酸，具有吸水性，能與氨氣反應，裝置D的作用是吸收氨氣和水蒸氣．
（3）C中氨氣與氧化銅反應生成銅、水，由質量守恒定律，同時還生成氮氣，反應的化學方程式為：2NH₃+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$N₂+3Cu+3H₂O．
（4）氨氣與氧化銅反應生成銅、水和水，由反應的化學方程式，氧化銅減少的質量即為氧化銅中氧元素的質量，稱量mg樣品放入質量為m₁g的玻璃管中，冷卻后關閉a并稱量剩余固體及玻璃管的質量為m₂g，則氧化銅中氧元素的質量為mg+m₁g-m₂g=（m+m₁-m₂）g，故氧化銅的質量為（m+m₁-m₂）g×$\frac{64+16}{16}$=5（m+m₁-m₂）g．
氧化銅樣品中氧化銅的質量分數為 $\frac{5×（m+{m}_{1}-{m}_{2}）g}{mg}$×100%=$\frac{5（m+{m}_{1}-{m}_{2}）}{m}$×100%．
（5）通過該裝置能測出氨氣分子中氮、氫原子的個數比；理由是：可以通過C或D裝置前后差量，再利用元素守恒可以得出參加反應的氫元素的質量，E前后差量可利用密度算出參加反應的氮元素的質量，則可得出氮氫個數比．
故答案為：（1）b；
（2）吸收氨氣和水蒸氣；
\（3）2NH₃+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$N₂+3Cu+3H₂O；
（4）$\frac{5（m+{m}_{1}-{m}_{2}）}{m}$×100%；
（5）能；可以通過C或D裝置前后差量，再利用元素守恒可以得出參加反應的氫元素的質量，E前后差量可利用密度算出參加反應的氮元素的質量，則可得出氮氫個數比．

點評 本題有一定難度，明確實驗目的與反應原理、氧化鈣的化學性質、化學方程式的書寫方法、常見氣體的性質等是正確解答本題的關鍵．