Question

(16分)某化学小组在实验室中利用CaSO₄、NH₃、CO₂制备(NH₄)₂SO₄，其工艺流程如下。

回答下列问题：

（1）操作Ⅱ一系列操作包括蒸发浓缩、_______、过滤。操作Ⅲ中盛装CaCO₃的仪器是___(填名称)。

（2）X物质为_______(填化学式，下同)，Y物质为_____，可循环利用的物质的有_______________。

（3）下列装置不能用于实验室制氨气的是________________(填序号)。

（4）该化学小组组装了如图所示装置来探究NH₃的还原性。用酒精灯加热C处硬质试管一段时间后，将D中产生的气体干燥后通入C，过一会撤去C处酒精灯。

若实验过程中F处铜片没有任何变化，D中无明显现象，只观察到C中黑色粉末变红，则C中发生反应的化学方程式为___________________________________________。

若实验过程中C中只观察到黑色粉末变红，F处铜片逐渐溶解，则：

①D中观察到的现象是__________________________________________________。

②F中铜片逐渐溶解的原因是______________________________________________。

Answer

（1）冷却结晶；坩埚 （2）NH3；CO2；NH3、CO2 （3）甲、丙

（4）2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O；

①出现红棕色气体；②从E中出来的气体中含有NO2，NO2与水反应生成硝酸使铜片溶解

【解析】

试题分析：（1）操作Ⅱ为可溶性固体和溶液的分离，应为蒸发操作，冷却后可析出（NH4）2SO4晶体，然后过滤即可；高温煅烧碳酸钙固体需要在坩埚中进行。

（2）用NH3、CO2和制磷肥得到的副产物石膏（CaSO4•2H2O）制备化肥 （NH4）2SO4，由于CO2微溶于水，NH3易溶于水，应先通入足量NH3，使溶液呈碱性，然后再通入适量CO2，反应的化学方程式为CaSO4+2NH3+CO2+H2O＝（NH4）2SO4+CaCO3↓，即X为NH3，Y是CO2；碳酸钙分解生成CO2和生石灰，生石灰与母液反应放出NH3，因此可以循环利用的物质是CO2、NH3。

（3）甲装置中氯化铵分解生成氨气和氯化氢，氯化氢、氨气相遇后又重新结合生成氯化铵，不能制得氨气；乙装置中浓氨水受热分解生成氨气，可以值得氨气；丙装置中给试管中的固体加热试管口要略低于试管底，错误；丁装置中浓氨水滴加到氢氧化钠固体中可以放出氨气，因此答案选甲、丙。

（4）F处铜片没有任何变化，D中无明显现象，只观察到C中黑色粉末变红，这说明氨气的氧化产物是氮气，则C中发生反应的化学方程式为2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O；若实验过程中C中只观察到黑色粉末变红，F处铜片逐渐溶解，这说明F中有硝酸生成，因此氨气的氧化产物是NO，则

①NO极易被氧气氧化生成NO2，所以D中观察到的现象是出现红棕色气体；

②由于从E中出来的气体中含有NO2，NO2与水反应生成硝酸，硝酸具有强氧化性使铜片溶解。

考点：考查氨气制备以及氨气性质实验方案设计