Question

【題目】某課外活動小組欲利用 CuO 與 NH3 反應，研究 NH3 的某種性質并測定其組成， 設計了如下實驗裝置（夾持裝置未畫出）進行實驗。請回答下列問題：

(1)儀器 a 的名稱為 _____________。

(2)實驗中觀察到裝置 C 中黑色 CuO 粉末變?yōu)榧t色固體，量氣管有無色無味的氣體，上述現(xiàn)象證明 NH3 具有 _____________性，寫出相應的化學方程式 ____________。

(3)E 裝置中濃硫酸的作用 ____________。

(4)讀取氣體體積前，應對裝置 F 進行的操作：_____________。

(5)實驗完畢，若測得干燥管 D 增重 mg，裝置 F 測得氣體的體積為 n L（已折算成標準狀況），則氨分子中氮、氫的原子個數(shù)比為____________（用含 m、n 字母的代數(shù)式表示）

(6)在實驗室中用圖中 A 裝置也可制取 SO2 氣體：

①選用的藥品可以是 _____________。

A．Na2SO3 溶液與 HNO3 B．Na2SO3 固體與濃 H2SO4

C．碳與濃 H2SO4 D．銅與濃 H2SO4

②將制得的 SO2通入淀粉碘化鉀溶液，現(xiàn)象為 _________，表明 SO2 的氧化性比 I2___________(填“強或“弱”)。

③實驗室用 NaOH 溶液作為 SO2 的吸收劑防止污染空氣，若向 100mL 0.3mol/L 的 NaOH溶液中通入標準狀況下 0.448LSO2 氣體，所得溶液中的溶質是_________（填化學式）。

④某硫酸廠擬用含 Cr2O72-的酸性廢水處理煙氣中 SO2，反應后的鉻元素以 Cr3+形式存在， 則反應中氧化劑和還原劑的物質的量之比是 ______________。

Answer 1

【答案】分液漏斗 還原性 2NH3 + 3CuO 3Cu + N2 + 3H2O 防止F中的水分進入D裝置，并吸收未反應的氨氣 調整F裝置，使兩邊液面相平 B 無明顯現(xiàn)象 弱 Na2SO3和NaHSO3 1：3

【解析】

(1)~(5) 根據題意觀察裝置可知：A裝置為氨氣發(fā)生裝置，B裝置干燥氨氣，C為反應裝置，D裝置吸收反應產生的水，E裝置防止F中的水分進入D裝置干擾實驗結果，F裝置測量生成氮氣的體積�？稍诖嘶�礎上結合相關知識解(1)~(5)小題；

(6) ① A裝置特點為固液不加熱制取氣體，根據各反應的條件和產物可對各選項作出判斷；

② SO2不能和KI反應，無法將I-氧化為I2；

③ 將SO2通到NaOH溶液中，發(fā)生的反應為：2NaOH + SO2 = Na2SO3 + H2O，或NaOH + SO2 = NaHSO3，根據題給數(shù)據計算n(NaOH)和n(SO2)的比值，可判斷反應的產物。

④ 氧化還原反應中有元素化合價升高，同時有元素化合價降低。反應中Cr元素化合價升高，則S元素的化合價降低，根據電子得失守恒可計算氧化劑和還原劑的物質的量之比。

(1) 裝置中儀器a為分液漏斗。

答案為：分液漏斗；

(2) 裝置C中黑色粉末變?yōu)榧t色固體，說明氧化銅被還原為銅單質，說明氨氣具有還原性，量氣管有無色無味的氣體，根據元素守恒該氣體肯定含有氮元素，只能是氮氣，故方程式為2NH3 + 3CuO 3Cu + N2 + 3H2O。

答案為：還原性；2NH3 + 3CuO 3Cu + N2 + 3H2O

(3) 根據實驗目的，需要測定D裝置的質量變化來確定生成水的量，故E裝置的作用是防止F中的水分進入D裝置，同時濃硫酸還能吸收氨氣。

答案為：防止F中的水分進入D裝置，并吸收未反應的氨氣；

(4) 為保證讀出的氣體體積為標準大氣壓下的體積，需要調整F裝置，使兩邊液面相平。

答案為：調整F裝置，使兩邊液面相平；

(5) 測得干燥管D增重m g，即生成m g水，裝置F測得氣體的體積為n L，即n L氮氣，根據元素守恒，水中的氫元素都來自于氨氣，氮氣中的氮元素都來自于氨氣，故氨分子中氮、氫的原子個數(shù)比為：。

答案為：；

(6) ① A裝置特點為固液不加熱制取氣體，

A. Na2SO3 會被 HNO3氧化，A選項錯誤；

B. Na2SO3 固體與濃 H2SO4反應可生成SO2：Na2SO3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2↑ + H2O，B選項正確；

C. 碳與濃 H2SO4反應需加熱：2H2SO4(濃) + C CO2↑ + 2SO2↑ + 2H2O，C選項錯誤；

D. 銅與濃 H2SO4需加熱：2H2SO4(濃) + Cu CuSO4 + 2H2O + SO2↑，D選項錯誤；

答案為：B；

② SO2不能和KI反應，所以將制得的 SO2通入淀粉碘化鉀溶液，無明顯現(xiàn)象；SO2不能將I- 氧化成I2，表明 SO2 的氧化性比 I2弱。

答案為：無明顯現(xiàn)象；弱；

③ 將SO2通到NaOH溶液中，發(fā)生的反應先是：2NaOH + SO2 = Na2SO3 + H2O，n(NaOH)：n(SO2)=2：1時恰好完全反應生成Na2SO3；然后是：Na2SO3 + SO2 + H2O = 2NaHSO3，總反應為：NaOH + SO2 = NaHSO3，n(NaOH)：n(SO2)=1：1時恰好完全反應生成NaHSO3。根據題給信息，n(NaOH)= 100×10-3 L × 0.3mol/L = 0.03 mol，n(SO2)= ，n(NaOH)：n(SO2)= 0.03：0.02=3：2，介于2：1和1：1之間，所以，所得溶質為Na2SO3和NaHSO3。

答案為：Na2SO3和NaHSO3。

④ 氧化還原反應中有元素化合價升高，同時有元素化合價降低。根據題意，Cr的化合價變化為：+6→+3，Cr2O72-為氧化劑，1mol Cr2O72-得電子2×(6-3)mol=6mol；則SO2被氧化為SO42-，SO2為還原劑，S的化合價變化為：+4→+6，1molSO2失電子(6-4)mol=2mol。根據電子得失守恒，氧化劑和還原劑的物質的量之比為：2：6=1：3。

答案為：1：3