Question

1．某同學(xué)在學(xué)習(xí)了氨的性質(zhì)以后，運(yùn)用類比的思想思考：（1）其他氣體在一定情況下能否像氨氣一樣也形成噴泉？（2）氨氣具有還原性，能否像H₂那樣還原CuO呢？于是他設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)制取氨氣并探究上述問題．請(qǐng)你參與他的活動(dòng)并完成下列研究：
（Ⅰ）制取氨氣及噴泉現(xiàn)象的探究
（1）寫出實(shí)驗(yàn)制取氨氣的化學(xué)方程式2NH₄Cl+Ca（OH）₂ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；
（2）收集氨氣的方法是向下排空氣法．
（3）噴泉是一種常見的自然現(xiàn)象．

（1）圖1為化學(xué)教材中的噴泉實(shí)驗(yàn)裝置．該生積極思考，只要滿足燒瓶內(nèi)壓強(qiáng)與玻璃管水柱壓強(qiáng)的和小于燒瓶外的壓強(qiáng)就可以產(chǎn)生噴泉．于是他設(shè)計(jì)了圖2和圖3所示的裝置．
①在圖2的錐形瓶中，分別加入足量的下列物質(zhì)，反應(yīng)后可能產(chǎn)生噴泉的是D．
A．Cu和稀鹽酸   B．NaHCO₃與NaOH溶液   C．MnO₂與稀鹽酸  D．Na₂CO₃與稀鹽酸
②在圖3錐形瓶中加入易揮發(fā)物質(zhì)（如酒精），水槽中加入冷水后，再加入下列的物質(zhì)足量，結(jié)果也產(chǎn)生了噴泉．水槽中后加入的物質(zhì)可以是AC．
A．濃硫酸           B．食鹽            C．生石灰             D．蔗糖
（2）城市中常見的人造噴泉及火山爆發(fā)的原理與上述圖2（從“圖1”或“圖2”中選擇）裝置的原理相似．
（Ⅱ）該小組中某同學(xué)設(shè)計(jì)了圖4所示的實(shí)驗(yàn)裝置（夾持及尾氣處理裝置未畫出），探究氨氣的還原性：
（1）該裝置在設(shè)計(jì)上有一定缺陷，為保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，對(duì)該裝置的改進(jìn)措施是在裝置A與B之間增加裝有堿石灰的干燥管；C裝置之后增加尾氣吸收裝置．
（2）利用改進(jìn)后的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察到CuO變?yōu)榧t色物質(zhì)，無水CuSO₄變藍(lán)色，同時(shí)生成一種無污染的氣體．寫出氨氣與CuO反應(yīng)的化學(xué)方程式3CuO+2NH₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ 3Cu++3H₂O+N₂．

Answer 1

分析 （Ⅰ）（1）實(shí)驗(yàn)室用氯化銨和消石灰反應(yīng)制備氨氣；
（2）氨氣極易溶于水，且密度比空氣小，所以用向下排空氣法；
（1）①依據(jù)加入的物質(zhì)能導(dǎo)致錐形瓶中氣壓變大的原理才能產(chǎn)生噴泉，結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)分析解答；
②錐形瓶內(nèi)裝有酒精，易揮發(fā)，要形成噴泉，應(yīng)使錐形瓶內(nèi)壓強(qiáng)增大，所加物質(zhì)應(yīng)放出大量的熱，以此解答；
（2）依據(jù)加入的物質(zhì)能導(dǎo)致錐形瓶中氣壓變大的原理才能產(chǎn)生噴泉的知識(shí)分析解答；
（Ⅱ）（1）氯化銨和消石灰反應(yīng)生成氨氣和水，氨氣和CuO反應(yīng)前應(yīng)先干燥，氨氣污染空氣，C裝置后需要連接尾氣吸收裝置，
（2）由題意可知生成物為銅、氮?dú)夂退�，以此書寫化學(xué)方程式；

解答 解：（Ⅰ）（1）實(shí)驗(yàn)室用氯化銨和消石灰反應(yīng)制備氨氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH₄Cl+Ca（OH）₂ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O，
故答案為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；
（2）氨氣極易溶于水，且密度比空氣小，所以用向下排空氣法，故答案為：向下排空氣法；
（3）①A、Cu與稀鹽酸不反應(yīng)，所以不能導(dǎo)致錐形瓶中的氣壓變大，故A錯(cuò)誤；
B、NaHCO₃與NaOH溶液能反應(yīng)，但沒有氣體生成，不能導(dǎo)致錐形瓶中的氣壓變大，故B錯(cuò)誤；
C、MnO₂與稀鹽酸不反應(yīng)，不能導(dǎo)致錐形瓶中的氣壓變大，故C錯(cuò)誤；
D、Na₂CO₃與稀鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，能導(dǎo)致錐形瓶中的氣壓變大，所以能形成噴泉，故D正確；
故選D；
②濃硫酸遇水被稀釋，生石灰和水反應(yīng)，都釋放出大量的熱，使錐形瓶中的乙醇揮發(fā)，壓強(qiáng)增大，形成噴泉，而其它物質(zhì)都不能達(dá)到溶于水而放出大量的熱的目的，故選AC；
（2）城市中常見的人造噴泉及火山爆發(fā)的原理都是通過增加容器中的壓強(qiáng)完成的，所以與圖2原理相似；
故答案為：圖2；
（Ⅱ）（1）氯化銨和消石灰反應(yīng)生成氨氣和水，氨氣和CuO反應(yīng)前應(yīng)先干燥，氨氣污染空氣，C裝置后需要連接尾氣吸收裝置，
故答案為：在裝置A與B之間增加裝有堿石灰的干燥管；C裝置之后增加尾氣吸收裝置；
（2）根據(jù)氨氣和氧化銅反應(yīng)的現(xiàn)象：CuO變?yōu)榧t色物質(zhì)，無水CuSO₄變藍(lán)色，同時(shí)生成一種無污染的氣體，說明生成銅、氮?dú)夂退�，反�?yīng)的化學(xué)方程式為3CuO+2NH₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ 3Cu++3H₂O+N₂，故答案為：3CuO+2NH₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ 3Cu++3H₂O+N₂．

點(diǎn)評(píng) 本題題考查了噴泉實(shí)驗(yàn)原理，題目難度不大，知道濃硫酸和生石灰與水作用的熱效應(yīng)，為了用純凈、干燥的氨氣還原氧化銅，并通過測定生成水的質(zhì)量來測銅的相對(duì)原子質(zhì)量，要注意先除去氨氣中的雜質(zhì)，即除去水．