Question

某化學(xué)學(xué)習(xí)小組同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)室制取氨氣和氨氣的還原性等進(jìn)行了以下探究，請(qǐng)你參與并完成對(duì)有關(guān)問(wèn)題的解答．
資料獲悉：
①氨氣與CuO反應(yīng)的化學(xué)方程式：3CuO+2NH₃ 

△   .

3Cu+N₂+3H₂O．
②Cu₂O粉末呈紅色；Cu₂O是堿性氧化物，在酸性溶液中Cu⁺不穩(wěn)定，易轉(zhuǎn)化為Cu和Cu²⁺：Cu⁺

H+

 Cu+Cu²⁺．
③在空氣中高溫灼燒時(shí)：Cu₂O穩(wěn)定、不分解，而CuO將分解生成Cu₂O和O₂．
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：

實(shí)驗(yàn)探究：
（1）A裝置是氨氣的發(fā)生裝置，則實(shí)驗(yàn)前大試管中應(yīng)加入的藥品是

 

．
（2）甲同學(xué)認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)有一定的缺陷，A裝置產(chǎn)生的氨氣中含有水蒸汽，影響了實(shí)驗(yàn)結(jié)論，應(yīng)在A和B之間增加一個(gè)裝有

 

（填藥品名稱）的干燥裝置．
（3）利用改進(jìn)后的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可觀察到B裝置中的現(xiàn)象為黑色固體變成紅色，C裝置中的現(xiàn)象為

 

．
交流討論：
（4）乙同學(xué)認(rèn)為NH₃與CuO反應(yīng)生成的紅色物質(zhì)中可能含有Cu₂O（氧化亞銅）．現(xiàn)有濃硝酸、稀硫酸、稀硝酸、氫氧化鈉溶液及pH試紙，而沒(méi)有其他試劑，則用最簡(jiǎn)便的實(shí)驗(yàn)方法證明紅色固體中是否含有Cu₂O所要選用的試劑是

 

．
（5）丙同學(xué)認(rèn)為可通過(guò)高溫灼燒紅色固體，并稱量反應(yīng)前后固體質(zhì)量的變化來(lái)確定是否含有Cu₂O．他先稱干燥坩堝的質(zhì)量為a g，再取紅色固體置于坩堝中稱得總質(zhì)量為b g，在空氣中高溫灼燒至質(zhì)量恒定，最后稱得總質(zhì)量為c g．
若確認(rèn)紅色固體中只含有Cu，則經(jīng)高溫灼燒后得到的物質(zhì)是

 

．
若確認(rèn)紅色固體中含有Cu₂O，則a、b、c應(yīng)符合數(shù)學(xué)關(guān)系為c＜

 

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拓展延伸：
（6）丁同學(xué)認(rèn)為利用上述實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)改進(jìn)后的裝置還可測(cè)定Cu的相對(duì)原子質(zhì)量，他是通過(guò)測(cè)定反應(yīng)物CuO的質(zhì)量和生成物H₂O的質(zhì)量來(lái)完成的，若實(shí)驗(yàn)測(cè)得完全反應(yīng)的CuO和生成的H₂O的質(zhì)量分別為m（CuO）、m（H₂O），則據(jù)此計(jì)算Cu的相對(duì)原子質(zhì)量的代數(shù)式為

 

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Answer 1

考點(diǎn)：氨的制取和性質(zhì)

專題：實(shí)驗(yàn)題

分析：（1）實(shí)驗(yàn)室制取氨氣根據(jù)鹽和堿的復(fù)分解反應(yīng)的原理，常用氯化銨固體與熟石灰固體混合加熱，生成氯化鈣，水和氨氣，依此確定大試管中應(yīng)加入的藥品；
（2）氨氣是堿性氣體，極易溶于水，做氨氣干燥劑的物質(zhì)不能和氨氣反應(yīng)，所以干燥氨氣的物質(zhì)應(yīng)為堿性或中性；
（3）C裝置中氨氣還原氧化銅生成的產(chǎn)物水使白色硫酸銅變藍(lán)色；
（4）依據(jù)氧化亞銅在酸溶液中發(fā)生自身氧化還原反應(yīng)，生成銅離子和金屬銅，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法驗(yàn)證紅色固體中是否含有Cu₂O，不能用強(qiáng)氧化性的酸；
（5）依據(jù)銅元素守恒結(jié)合反應(yīng)物、生成物質(zhì)量間的關(guān)系分析解答；
（6）根據(jù)化學(xué)方程式結(jié)合氧化銅和水之間的質(zhì)量情況進(jìn)行計(jì)算．

解答： 解：（1）A裝置是氨氣的發(fā)生裝置，實(shí)驗(yàn)室制取氨氣，通常采用氯化銨和氫氧化鈣發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，生成氯化鈣、氨氣和水制得氨氣，化學(xué)反應(yīng)方程式為Ca（OH）₂+2NH₄Cl

△   .

CaCl₂+2H₂O+2NH₃↑，所以實(shí)驗(yàn)前大試管中應(yīng)加入的藥品是NH₄Cl、Ca（OH）₂，
故答案為：NH₄Cl、Ca（OH）₂；
（2）氨氣是堿性氣體，極易溶于水，做氨氣干燥劑的物質(zhì)不能和氨氣反應(yīng)，堿石灰顯堿性，不與氨氣反應(yīng)，可用于干燥氨氣，
故答案為：堿石灰；
（3）B裝置中的現(xiàn)象為黑色固體變成紅色，氨氣與氧化銅反應(yīng)生成銅、水、氮?dú)�，C裝置中水和白色硫酸銅反應(yīng)生成藍(lán)色五水合硫酸銅，
故答案為：無(wú)水硫酸銅變藍(lán)；
（4）氧化亞銅在酸溶液中發(fā)生自身氧化還原反應(yīng)，生成銅離子和金屬銅，用最簡(jiǎn)便的實(shí)驗(yàn)方法證明紅色固體中是否含有Cu₂O，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為：取固體樣品少許，溶解于稀硫酸溶液中，若溶液呈藍(lán)色，證明紅色固體中含有Cu₂O，不能用強(qiáng)氧化性的酸濃硝酸、稀硝酸，
故答案為：稀硫酸；
（5）單質(zhì)銅在空氣中加熱生成氧化銅，質(zhì)量增加，氧化銅高溫分解生成氧化亞銅和氧氣，所以若確認(rèn)紅色固體中只含有Cu，則經(jīng)高溫灼燒后得到的物質(zhì)是氧化亞銅，氧化亞銅的質(zhì)量為（c-a）g，銅元素的質(zhì)量為

128

144

×(c-a)g，所取固體質(zhì)量為（b-a）g，若確認(rèn)紅色固體中含有Cu₂O，紅色固體為
銅和氧化亞銅的混合物，則銅的質(zhì)量應(yīng)小于（b-a）g，即

128

144

×(c-a)g＜（b-a）g，解得：c＜

9b-a

8

，
故答案為：Cu₂O；

9b-a

8

；
（6）設(shè)銅的相對(duì)原子質(zhì)量為x
2NH₃+3CuO

△   .

N₂+3Cu+3H₂O
     3（x+16）54
     m（CuO）    m（H₂O）解得：x=

18m(CuO)-16m(H2O)

m(H2O)

，
故答案為：

18m(CuO)-16m(H2O)

m(H2O)

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點(diǎn)評(píng)：本題考查了實(shí)驗(yàn)制備物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程和反應(yīng)現(xiàn)象的分析應(yīng)用，物質(zhì)檢查的方法設(shè)計(jì)，物質(zhì)性質(zhì)和實(shí)驗(yàn)基本操作是解題關(guān)鍵，題目難度中等，注意分析題給的條件，注意測(cè)定生成水的質(zhì)量來(lái)測(cè)銅的相對(duì)原子質(zhì)量．