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【题目】某课外活动小组欲利用 CuO NH3 反应,研究 NH3 的某种性质并测定其组成, 设计了如下实验装置(夹持装置未画出)进行实验。请回答下列问题:

(1)仪器 a 的名称为 _____________

(2)实验中观察到装置 C 中黑色 CuO 粉末变为红色固体,量气管有无色无味的气体,上述现象证明 NH3 具有 _____________性,写出相应的化学方程式 ____________

(3)E 装置中浓硫酸的作用 ____________

(4)读取气体体积前,应对装置 F 进行的操作:_____________

(5)实验完毕,若测得干燥管 D 增重 mg,装置 F 测得气体的体积为 n L(已折算成标准状况),则氨分子中氮、氢的原子个数比为____________(用含 mn 字母的代数式表示)

(6)在实验室中用图中 A 装置也可制取 SO2 气体:

①选用的药品可以是 _____________

ANa2SO3 溶液与 HNO3 BNa2SO3 固体与浓 H2SO4

C.碳与浓 H2SO4 D.铜与浓 H2SO4

②将制得的 SO2通入淀粉碘化钾溶液,现象为 _________,表明 SO2 的氧化性比 I2___________(强或”)

③实验室用 NaOH 溶液作为 SO2 的吸收剂防止污染空气,若向 100mL 0.3mol/L NaOH溶液中通入标准状况下 0.448LSO2 气体,所得溶液中的溶质是_________(填化学式)。

④某硫酸厂拟用含 Cr2O72-的酸性废水处理烟气中 SO2,反应后的铬元素以 Cr3+形式存在, 则反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比是 ______________

【答案】分液漏斗 还原性 2NH3 + 3CuO 3Cu + N2 + 3H2O 防止F中的水分进入D装置,并吸收未反应的氨气 调整F装置,使两边液面相平 B 无明显现象 Na2SO3NaHSO3 13

【解析】

(1)~(5) 根据题意观察装置可知:A装置为氨气发生装置,B装置干燥氨气,C为反应装置,D装置吸收反应产生的水,E装置防止F中的水分进入D装置干扰实验结果,F装置测量生成氮气的体积。可在此基础上结合相关知识解(1)~(5)小题;

(6) A装置特点为固液不加热制取气体,根据各反应的条件和产物可对各选项作出判断;

SO2不能和KI反应,无法将I-氧化为I2

SO2通到NaOH溶液中,发生的反应为:2NaOH + SO2 = Na2SO3 + H2O,或NaOH + SO2 = NaHSO3,根据题给数据计算n(NaOH)n(SO2)的比值,可判断反应的产物。

氧化还原反应中有元素化合价升高,同时有元素化合价降低。反应中Cr元素化合价升高,则S元素的化合价降低,根据电子得失守恒可计算氧化剂和还原剂的物质的量之比。

(1) 装置中仪器a为分液漏斗。

答案为:分液漏斗;

(2) 装置C中黑色粉末变为红色固体,说明氧化铜被还原为铜单质,说明氨气具有还原性,量气管有无色无味的气体,根据元素守恒该气体肯定含有氮元素,只能是氮气,故方程式为2NH3 + 3CuO 3Cu + N2 + 3H2O

答案为:还原性;2NH3 + 3CuO 3Cu + N2 + 3H2O

(3) 根据实验目的,需要测定D装置的质量变化来确定生成水的量,故E装置的作用是防止F中的水分进入D装置,同时浓硫酸还能吸收氨气。

答案为:防止F中的水分进入D装置,并吸收未反应的氨气;

(4) 为保证读出的气体体积为标准大气压下的体积,需要调整F装置,使两边液面相平。

答案为:调整F装置,使两边液面相平;

(5) 测得干燥管D增重m g,即生成m g水,装置F测得气体的体积为n L,即n L氮气,根据元素守恒,水中的氢元素都来自于氨气,氮气中的氮元素都来自于氨气,故氨分子中氮、氢的原子个数比为:

答案为:

(6) ① A装置特点为固液不加热制取气体,

A. Na2SO3 会被 HNO3氧化,A选项错误;

B. Na2SO3 固体与浓 H2SO4反应可生成SO2Na2SO3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2↑ + H2OB选项正确;

C. 碳与浓 H2SO4反应需加热:2H2SO4() + C CO2 + 2SO2 + 2H2OC选项错误;

D. 铜与浓 H2SO4需加热:2H2SO4() + Cu CuSO4 + 2H2O + SO2↑,D选项错误;

答案为:B

② SO2不能和KI反应,所以将制得的 SO2通入淀粉碘化钾溶液,无明显现象;SO2不能将I- 氧化成I2,表明 SO2 的氧化性比 I2弱。

答案为:无明显现象;弱;

SO2通到NaOH溶液中,发生的反应先是:2NaOH + SO2 = Na2SO3 + H2On(NaOH)n(SO2)=21时恰好完全反应生成Na2SO3;然后是:Na2SO3 + SO2 + H2O = 2NaHSO3,总反应为:NaOH + SO2 = NaHSO3n(NaOH)n(SO2)=11时恰好完全反应生成NaHSO3。根据题给信息,n(NaOH)= 100×10-3 L × 0.3mol/L = 0.03 mol,n(SO2)= n(NaOH)n(SO2)= 0.030.02=32,介于2111之间,所以,所得溶质为Na2SO3NaHSO3

答案为:Na2SO3NaHSO3

氧化还原反应中有元素化合价升高,同时有元素化合价降低。根据题意,Cr的化合价变化为:+6→+3Cr2O72-为氧化剂,1mol Cr2O72-得电子2×(6-3)mol=6mol;则SO2被氧化为SO42-SO2为还原剂,S的化合价变化为:+4→+61molSO2失电子(6-4)mol=2mol。根据电子得失守恒,氧化剂和还原剂的物质的量之比为:26=13

答案为:13

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