Question

【題目】某校研究性學習小組的同學學習完氮的有關性質之后，對氮元素的氫化物和氧化物的性質進行了更深入的研究。

Ⅰ.NH3的性質探究

(1)實驗室制取氨氣的化學方程式為_______________________。

(2)某同學模仿排飽和食鹽水收集氯氣的方法，想用排飽和氯化銨溶液的方法收集氨氣。你認為他能否達到目的？________(填“能”或“否”)，理由是_____________________________。

(3)該小組的同學設計了如下圖所示的實驗裝置(夾持及尾氣處理裝置未畫出)，探究氨氣的還原性。

①該裝置在設計上有一定缺陷，為保證實驗結果的準確性，對該裝置的改進措施是______________________。

②利用改進后的裝置進行實驗，觀察到CuO變為紅色物質，無水CuSO4變藍色，同時生成一種無污染的氣體。則氨氣與CuO反應的化學方程式為_______________________________。

③有同學認為：NH3與CuO反應生成的紅色物質中可能含有Cu2O。已知：Cu2O是一種堿性氧化物，在酸性溶液中，Cu＋→Cu＋Cu2＋。請設計一個簡單的實驗檢驗該紅色物質中是否含有Cu2O：_____________________________。

Ⅱ.NO2的性質探究

該小組的同學還設計了如圖所示裝置，用以制取NO2并驗證NO2能否支持木條燃燒(忽略N2O4的存在，圖中鐵架臺等夾持儀器均已略去)。已知：2Cu(NO3)22CuO＋4NO2↑＋O2↑。

(4)當集氣瓶中充滿紅棕色氣體時，木條復燃了。有的同學得出“NO2能支持木條的燃燒”的結論。你認為這一結論是否正確？________(填“正確”或“不正確”)，理由是___________________________。

(5)NH3與NO2在一定條件下可以反應生成無污染性氣體，體現了NH3的還原性，化學方程式為___________________________。

Answer 1

【答案】(1)2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O

(2)否 氨氣極易溶于水，氯化銨對氨氣在水中的溶解度影響不大 (3)①在裝置A與B之間增加裝有堿石灰的干燥管 ②3CuO＋2NH33Cu＋3H2O＋N2 ③取少許樣品，加入稀H2SO4，若溶液出現藍色，說明紅色物質中含有Cu2O，反之則沒有 (4)正確 硝酸銅分解產生的混合氣體中氧氣的體積分數與空氣中氧氣體積分數相當，空氣中帶火星的木條不復燃，而在NO2和O2混合氣體中木條復燃，所以NO2能支持燃燒

(5)8NH3＋6NO27N2＋12H2O

【解析】(1)實驗室制取氨氣使用固體消石灰和NH4Cl，故化學方程式為2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。(2)氯氣在水中的溶解度是1∶2，在飽和食鹽水中的溶解度更小；氨氣極易溶于水，氯化銨對氨氣在水中的溶解度影響不大，故不可用排飽和氯化銨溶液的方法收集氨氣。(3)①A裝置中會有水蒸氣生成，故應該在裝置A與B之間增加裝有堿石灰的干燥管除去水蒸氣，以免干擾后續實驗中水蒸氣的檢驗。②無水CuSO4變藍色，說明反應有水蒸氣生成；CuO變為紅色物質，應該是Cu，根據氧化還原反應，無毒的氣體應該是N2，所以氨氣與CuO反應的化學方程式為3CuO＋2NH33Cu＋N2＋3H2O。③檢驗Cu中是否有Cu2O，根據Cu不與稀硫酸反應，而Cu2O在酸性環境中生成Cu2＋使溶液呈藍色，故可以取少許樣品，加入稀H2SO4，若溶液出現藍色，說明紅色物質中含有Cu2O，反之則沒有。(4)在集氣瓶中收集到的是NO2和O2，體積比為4∶1，此時混合氣體中氧氣的體積分數與空氣中氧氣體積分數相當；空氣中帶火星的木條不復燃，而在NO2和O2混合氣體中木條復燃，說明NO2能支持燃燒。(5)NH3與NO2在一定條件下可以反應生成無污染性氣體，體現了NH3的還原性，故生成的氣體是氮氣，反應方程式是8NH3＋6NO27N2＋12H2O。