Question

某化學(xué)實驗小組，通過 Li₃N 固體水解生成氫氧化鋰和氨氣的反應(yīng)制氨氣，并進行氨氣還原氧化銅的實驗探究．如圖所示，給出了本實驗可供選擇的裝置：

請回答下列問題：
（1）按該方法制氨氣時，應(yīng)選用上述裝置中的

 

（填裝置代碼，下同）做氨氣發(fā)生裝置．
（2）寫出C裝置中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)

 

，每生成標準狀況下11.2LN₂，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為

 

．
（3）為檢驗氨氣還原氧化銅反應(yīng)后生成 Cu、H₂O、N₂，氨氣發(fā)生裝置后應(yīng)依次連接

 

→C→

 

→

 

→

 

（4）在 C 裝置前后連接的裝置中，填充的藥品按前后順序分別為

 

、

 

．
（5）有資料提出：CuO 被還原時，當黑色固體完全變?yōu)榧t色時，不一定完全轉(zhuǎn)化為 Cu，可能還含有Cu₂O．已知將 Cu₂O 放入稀硫酸中溶液變?yōu)樗{色，寫出該反應(yīng)的離子方程式：

 

．
（6）實驗時充分加熱，至 C 裝置質(zhì)量不再減輕為止．實驗完畢后，若實驗測得收集的 N₂體積 為 aL（已折算為標準狀況）．則若用CH₄還原同樣多CuO，理論上最少需要CH₄的體積為

 

（標準狀況，用含字母a的代數(shù)式表示，氧化產(chǎn)物為C）

Answer 1

考點：性質(zhì)實驗方案的設(shè)計

專題：

分析：（1）Li₃N固體水解生成氫氧化鋰和氨氣的反應(yīng)制氨氣，不需要加熱；
（2）氨氣還原CuO生成Cu、N₂和H₂O；2NH₃～N₂～6e^-，生成0.5molN₂，轉(zhuǎn)移3N_A電子；
（3）為檢驗氨氣還原氧化銅反應(yīng)后生成H₂O，首先干燥氨氣，然后檢驗H₂O，再除去氨氣，最后用排水法收集氮氣；
（4）常用堿石灰干燥氨氣；用無水硫酸銅檢驗水；
（5）在酸性條件下，Cu₂O自身發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Cu²⁺；
（6）實驗完畢后，測得收集到的氮氣體積為a L（已折算為標注狀況），根據(jù)反應(yīng)：2NH₃+3CuO

△   .

3Cu+N₂+3H₂O，氧化銅的物質(zhì)的量是

3a

22.4

mol，甲烷還原氧化銅的原理是：CH₄+4CuO

△

CO₂+2H₂O+4Cu，則消耗甲烷的物質(zhì)的量是

0.75a

22.4

mol，標況下的體積是0.75a．

解答： 解：（1）Li₃N固體水解生成氫氧化鋰和氨氣的反應(yīng)制氨氣，不需要加熱，應(yīng)選A為氨氣的發(fā)生裝置，故答案為：A；
（2）根據(jù)氨氣和氧化銅反應(yīng)的現(xiàn)象：CuO變?yōu)榧t色物質(zhì)，無水CuSO₄變藍色，同時生成一種無污染的氣體，說明生成銅、氮氣和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH₃+3CuO

△   .

3Cu+N₂+3H₂O；2NH₃～N₂～6e^-，標況下，11.2LN₂的物質(zhì)的量為0.5mol，生成0.5molN₂，轉(zhuǎn)移3N_A電子，故答案為：2NH₃+3CuO

△   .

3Cu+N₂+3H₂O；3N_A；
（3）根據(jù)題給的要求來檢驗氨氣還原氧化銅反應(yīng)后生成H₂O，應(yīng)該先對產(chǎn)生的氨氣進行干燥，即選擇E裝置，然后進行實驗，選擇E裝置檢驗水，最后再除去氨氣，最后用排水法收集氮氣，即正確的操作順序為：E、C、E、B、F，故答案為：E；E；B；F；
（4）常用堿石灰干燥氨氣；用無水硫酸銅檢驗水，故答案為：堿石灰；無水硫酸銅；
（5）在酸性條件下，Cu₂O自身發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Cu²⁺，離子方程式為：Cu₂O+2H⁺=Cu⁺+Cu²⁺+H₂O；故答案為：Cu₂O+2H⁺=Cu⁺+Cu²⁺+H₂O；
（6）實驗完畢后，測得收集到的氮氣體積為a L（已折算為標注狀況），根據(jù)反應(yīng)：2NH₃+3CuO

△   .

3Cu+N₂+3H₂O，氧化銅的物質(zhì)的量是

3a

22.4

mol，甲烷還原氧化銅的原理是：CH₄+4CuO

△

CO₂+2H₂O+4Cu，則消耗甲烷的物質(zhì)的量是

0.75a

22.4

mol，標況下的體積是0.75a，故答案為：0.75a．

點評：注意分析題給的條件，知道濃硫酸和堿石灰的作用，為了用純凈、干燥的氨氣還原氧化銅，為檢驗氨氣還原氧化銅反應(yīng)后生成H₂O，要注意先除去氨氣中的雜質(zhì)，即除去水．