Question

（18分）

Ⅰ. 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 如圖是進行氨氣噴泉實驗的裝置，引發噴泉的操作步驟是                   。

 

② 氨氣使燒杯中溶液由無色變為紅色，其原因是（用電離方程式表示）             。

（3）該小組同學設計了下圖所示的實驗裝置（部分夾持儀器未畫出），探究氨氣的還原性并檢驗產物。

① 實驗現象為：黑色CuO變為紅色；白色無水CuSO₄粉末變為藍色；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 整套裝置在方框處應添加一種裝置后，此實驗設計才較完善，請在方框中補畫出E裝置圖(要求注明裝置中所加試劑名稱)。

Ⅱ. 3.2g Cu與30mL，8mol/L過量HNO₃反應，硝酸的還原產物為NO，NO_2，反應后溶液中所含H⁺為a mol，則：①此時溶液中所含的NO₃^-為                   mol。

②所生成的NO在標準狀況下體積為            L。(以上結果均用含a的代數式表示)

Ⅲ. 某黑色固體甲可能含有氧化銅、硫化銅、硫化亞銅，以及被掩蔽的氧化亞銅。

查閱資料知道：①氧化亞銅在酸性環境下會發生自身氧化還原反應生成Cu²⁺和銅單質，在氧氣流中煅燒，可以轉化為氧化銅。②硫化銅和硫化亞銅常溫下都不溶于稀鹽酸。在氧氣流中煅燒，硫化銅和硫化亞銅都轉化為氧化銅和二氧化硫。為了研究甲的成分，該小組同學在收集到足夠量的固體甲后，進行了如圖所示的實驗：

（1）③中在煅燒過程中一定發生的反應的化學方程式為                          。

（2）關于固體甲的成分的判斷中，下列說法正確的是                   

A．固體甲中，CuS和Cu₂S不能同時存在；

B．固體甲中，CuO和Cu₂O至少有一種； 

C．固體甲中若沒有Cu₂O，則一定有Cu₂S；

D．固體甲中若存在Cu₂O，也可能有Cu₂S。

 

Answer 1

【答案】

Ⅰ.（1）2NH₄Cl + Ca(OH)₂CaCl₂ + 2NH₃↑+2H₂O

（2）①輕輕擠壓滴管，使少量水加入燒瓶，然后打開止水夾K。  

②NH₃ + H₂ONH₃·H₂ONH₄⁺ + OH^－     

（3）① 3CuO + 2NH₃3Cu + N₂ + 3H₂O   

② 吸收氨氣中有的水蒸氣，防止干擾產物水的測定。 

③ 如圖所示：（合理即給分）。

最好是下層CCl₄上層H₂O，導管通到CCl₄中 

Ⅱ. ①（a+0.1）mol   ② 11.2(a－0.04) L

Ⅲ（1）CuS+3O₂ 2SO₂+2CuO （條件：高溫或煅燒都可）

（2） BCD 

【解析】

試題分析：I. （1）實驗室用加熱氯化銨和氫氧化鈣的混合物制取氨氣，反應方程式為2NH₄Cl + Ca(OH)₂CaCl₂ + 2NH₃↑+2H₂O。

（2）①要產生噴泉現象，可使燒瓶中壓強減小。擠壓膠頭滴管，使少量水進入燒瓶，氨氣極易溶于水，使燒瓶中壓強減小，然后打開止水夾K，即可看到噴泉現象。

②氨氣溶于水形成氨水，氨水顯堿性，能使酚酞試液變紅，原理為NH₃ + H₂O  NH₃·H₂O  NH₄⁺ + OH^－ 。

（3）①黑色氧化銅變為紅色，紅色固體為Cu，白色無水硫酸銅變為藍色，說明生成了H₂O，反應中CuO作氧化劑，NH₃作還原劑，N化合價升高，所以生成的無色氣體為N₂。反應方程式為3CuO + 2NH₃3Cu + N₂ + 3H₂O。

②堿石灰作用是干燥氨氣，防止干擾水的檢驗。

③本實驗尾氣中含有NH₃，NH₃排放到空氣中會污染環境，所以應將其除去，考慮到NH₃在水中溶解度很大，所以不能把氨氣直接通入水中，應采用防倒吸裝置。

II. ①Cu與過量稀硝酸反應后溶液中溶質有硝酸銅和過量的硝酸，根據電荷守恒n(H⁺)+2n(Cu²⁺)=n(NO₃^－)，其中n(Cu²⁺)=n(Cu)=0.05mol，n(NO₃^－)=(a+0.1)mol。

②設生成NO和NO₂物質的量分別為xmol、ymol。由得失電子相等得：3x+y=2n(Cu)，由N守恒得：x+y+(a+0.1)mol=0.03×8mol。解得x=(0.5a－0.02)mol

III．固體甲加入稀鹽酸后，得到藍色溶液，說明固體甲的成分中CuO和Cu₂O至少有一種。濾渣可能為Cu、CuS、Cu₂S，考察反應方程式：2Cu + O₂ 2 CuO（固體質量增加）；Cu₂S+2O₂ 2CuO+2SO₂ （固體質量不變）；2CuS+3O₂2CuO+2SO₂ （固體質量減小）。題中固體乙生成固體丙質量減小，說明固體乙中一定有CuS【③中在煅燒過程中一定發生的反應的化學方程式為2CuS+3O₂2CuO+2SO₂ 】。若2g乙全是CuS，則生成CuO1.67g，而題中固體乙為1.84g，說明固體乙中除了CuS，還有其他物質。

固體乙可能的情況有：①CuS+CuO；②CuS+Cu₂S；③CuS+CuO+Cu₂S。

所以固體甲中一定有CuS，固體甲中若有Cu₂O，Cu₂S可有可無；若無Cu₂O，則一定有Cu₂S。

由以上分析可知，對于固體甲的成分的判斷，正確的是B、C、D。

考點：化學實驗    化學計算

點評：本題拓展了教材中的典型實驗，測重基本實驗操作能力考查。化學計算注重解題技巧，尤其是最后一題考查思維的深刻性和靈活性。