Question

【題目】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）如圖一是進行氨氣噴泉實驗的裝置，引發噴泉后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）該小組同學設計了如圖二所示的實驗裝置（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該裝置存在明顯缺陷，請指出存在的問題______。

Ⅱ.3.2g Cu與30mL，8mol/L過量HNO3反應，硝酸的還原產物為NO，NO2，反應后溶液中所含H+為a mol，則：①此時溶液中所含的NO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）

Answer 1

【答案】2NH4Cl + Ca（OH）2CaCl2 + 2NH3↑+2H2O NH3 + H2ONH3·H2ONH+ OH- 3CuO + 2NH33Cu + N2 + 3H2O 吸收氨氣中有的水蒸氣，防止干擾產物水的測定。 此裝置沒有尾氣吸收裝置，NH3排入大氣，污染環境 （0.1+a） 11.2(a－0.04)

【解析】

I．（1）在加熱條件下，氯化銨和氫氧化鈣反應生成氯化鈣、氨氣和水，化學方程式：2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O；答案為：2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O。

（2）氨氣與水反應生成一水合氨，一水合氨為弱堿，部分電離生成氨根離子和氫氧根離子，溶液呈堿性，遇酚酞呈現紅色，離子方程式：NH3+H2ONH3H2ONH4++OH-；答案為：NH3+H2ONH3H2ONH4++OH-。

（3）①黑色CuO變為紅色，紅色是銅，所以生成物是銅；白色無水CuSO4粉末變為藍色生成五水合硫酸銅，說明生成物含有水；同時生成一種無色氣體，該氣體無污染，由元素守恒可知為N2，則可判斷氨氣與氧化銅在加熱條件下發生氧化還原反應，化學方程式為：3CuO+2NH33Cu+N2↑+3H2O；答案為：3CuO+2NH33Cu+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；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，所以不能排入空氣，應有尾氣處理裝置；答案為此裝置沒有尾氣吸收裝置，NH3排入大氣，污染環境。

Ⅱ．①3.2gCu的物質的量為n(Cu)=3.2g÷64g/mol=0.05mol，與HNO3反應后，生成Cu(NO3)2，由Cu元素守恒，則Cu(NO3)2的物質的量也為0.05mol，根據Cu(NO3)2 =Cu2++2NO3-，可知Cu(NO3)2中含NO3-為0.05×2=0.1mol，又反應后溶液中所含H+為a mol ，由HNO3═H++NO3-可知，HNO3中含NO3-為amol，則此時溶液中含有NO3-的物質的量為(0.1+a )mol；答案為(0.1+a )。

②濃硝酸與銅反應生成NO2，隨著反應的進行，硝酸的濃度逐漸降低，則生成NO，反應后溶液中硝酸過量，n(NO3-)=(0.1+a)mol，加入的30mL，8mol/L過量HNO3，n(HNO3)=0.03L×8mol/L=0.24mol，設混合氣體中NO的物質的量為x，NO2的物質的量為y，由N元素守恒可知，x+y=0.24-(0.1+a)，根據電子守恒可得：3x+y=2×0.05 ，解之得：x=(a-0.04）mol，標況下V(NO)=(a-0.04)mol ×22.4L/mol=11.2(a-0.04)L；答案為11.2(a-0.04)。