Question

某課外活動小組欲探究CuO與NH₃反應(yīng)生成的紅色固體物質(zhì)的成分，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)裝置（夾持裝置未畫出），請回答下列問題：

信息提示：①實(shí)驗(yàn)中觀察到黑色CuO粉末變?yōu)榧t色物質(zhì)，同時(shí)生成一種無污染氣體；
②Cu₂O為紅色固體，不溶于水，與稀H₂SO₄反應(yīng)生成Cu、CuSO₄和H₂O．
（1）儀器a的名稱

 

，儀器b中所加固體物質(zhì)為

 

．
（2）在實(shí)驗(yàn)室中，利用裝置A，還可制取的無色氣體是

 

（填字母）．
A．O₂    B． Cl₂    C．CO₂D．NO₂    E．C₂H₄
（3）裝置B的作用是

 

．
（4）該小組設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置存在的一個(gè)明顯缺陷是

 

．
（5）甲同學(xué)對生成的紅色固體物質(zhì)的成分提出了三種假設(shè)：
假設(shè)①：只含Cu；假設(shè)②：

 

；假設(shè)③：Cu和Cu₂O的混合物．
（6）為驗(yàn)證上述假設(shè)，乙、丙二位同學(xué)分別設(shè)計(jì)了不同的實(shí)驗(yàn)方案，并得出了相同的結(jié)論．
乙同學(xué)方案：取反應(yīng)后所得紅色物質(zhì)少許于試管中，滴加適量稀H₂SO₄，觀察到紅色物質(zhì)不溶解、溶液顏色無變化．則假設(shè)

 

成立，裝置C中硬質(zhì)玻璃管內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
丙同學(xué)方案：當(dāng)黑色CuO全部變?yōu)榧t色時(shí)，停止加熱，繼續(xù)通入一段時(shí)間NH₃．若稱得反應(yīng)前加入的CuO、粉末質(zhì)量為ag，空玻璃管的質(zhì)量為bg，反應(yīng)結(jié)束后玻璃管與紅色物質(zhì)的總質(zhì)量為cg（在乙同學(xué)實(shí)驗(yàn)之前稱得），則a、b、c三者應(yīng)滿足的關(guān)系為（c-b）：（a+b-c）=

 

．

Answer 1

分析：（1）依據(jù)裝置儀器分析回答，濃氨水滴入錐形瓶中利用固體溶解放熱使一水合氨分解生成氨氣，需要選擇氫氧化鈉固體，氧化鈣固體或堿石灰；
（2）裝置A是利用分液漏斗滴入錐形瓶中不加熱反應(yīng)，制取無色氣體分析判斷；
（3）裝置B是吸收氨氣中的水蒸氣；
（4）氨氣是污染性氣體不能排放到空氣中；
（5）依據(jù)紅色固體物質(zhì)為氧化亞銅和銅分析假設(shè)；
（6）依據(jù)乙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，生成產(chǎn)物為銅，因?yàn)檠趸瘉嗐~在酸溶液中會發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成銅離子和銅單質(zhì)；
丙同學(xué)測定的質(zhì)量（c-a）為反應(yīng)生成銅的質(zhì)量；（a+b-c）是反應(yīng)前后固體質(zhì)量減小的為氧元素的質(zhì)量．

解答：解：（1）裝置中儀器a為分液漏斗；儀器b是利用分液漏斗中滴入的氨水使錐形瓶中的固體溶解放熱促進(jìn)一水合氨分解生成氨氣，氫氧化鈉固體、氧化鈣固體、堿石灰固體，
故答案為：分液漏斗；固體氫氧化鈉或氧化鈣或堿石灰；
（2）利用裝置A，可制取的無色氣體；
A．可以制備O₂，利用固體過氧化鈉和水的反應(yīng)，故A符合；
B．制備氯氣Cl₂需要加熱，且氯氣為黃綠色氣體，故B不符合；
C．可以制備CO₂ 氣體，利用稀鹽酸滴入大理石上反應(yīng)生成，故C符合；
D．NO₂是紅棕色氣體，故D不符合；
E．C₂H₄ 是利用乙醇和濃硫酸加熱反應(yīng)制取，故E不符合；
故選AC；
（3）裝置B吸收氨氣中的水蒸氣，避免水蒸氣影響后續(xù)反應(yīng)，故答案為：吸收水干燥NH₃ ；
（4）該小組設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置存在的一個(gè)明顯缺陷是無尾氣吸收裝置，氨氣是污染性氣體不能排放到空氣中，故答案為：缺少尾氣處理裝置；
（5）紅色物質(zhì)為銅和氧化亞銅，所以假設(shè)為可能只含銅、或只含氧化亞銅、或銅和氧化亞銅混合物，故答案為：只含Cu₂O；
（6）乙同學(xué)取反應(yīng)后所得紅色物質(zhì)少許于試管中，滴加適量稀H₂SO₄，觀察到紅色物質(zhì)不溶解、溶液顏色無變化說明是銅，故假設(shè)①正確；裝置C中硬質(zhì)玻璃管內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3CuO+2NH₃

△   .

N₂+3H₂O+3Cu；
丙同學(xué)方案：當(dāng)黑色CuO全部變?yōu)榧t色時(shí)，停止加熱，繼續(xù)通入一段時(shí)間NH₃．若稱得反應(yīng)前加入的CuO粉末質(zhì)量為ag，空玻璃管的質(zhì)量為bg，反應(yīng)結(jié)束后玻璃管與紅色物質(zhì)的總質(zhì)量為cg（在乙同學(xué)實(shí)驗(yàn)之前稱得），丙同學(xué)測定的質(zhì)量（c-a）為反應(yīng)生成銅的質(zhì)量；（a+b-c）是反應(yīng)前后固體質(zhì)量減小的為氧元素的質(zhì)量；則a、b、c三者應(yīng)滿足的關(guān)系為（c-b）：（a+b-c）=

ag

80g/mol

×64g/mol：

ag

80g/mol

×16g/mol=4：1，
故答案為：①；3CuO+2NH₃

△   .

N₂+3H₂O+3Cu；4：1．

點(diǎn)評：本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)探究方法和過程分析判斷，物質(zhì)性質(zhì)和實(shí)驗(yàn)方法分析是解題關(guān)鍵，題目難度中等．