Question

某校化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)在學(xué)習(xí)了氨的性質(zhì)后，討論NH₃能否還原CuO，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來研究這個(gè)問題．
（1）①實(shí)驗(yàn)室常用加熱氯化銨固體和氫氧化鈣固體混合物的方法來制取氨氣，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

．
②實(shí)驗(yàn)室還可用

 

和濃氨水快速制取少量氨氣．
（2）該小組成員設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究氨氣的還原性及其產(chǎn)物，實(shí)驗(yàn)裝置（夾持及尾氣處理裝置未畫出）如圖所示．

①該裝置在設(shè)計(jì)上有一定的缺陷，為確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，你對(duì)該裝置改進(jìn)的措施是

 

．
②利用改進(jìn)后的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察到CuO變?yōu)榧t色物質(zhì)，無水CuSO₄變藍(lán)，同時(shí)生成一種無污染的氣體．請(qǐng)寫出NH₃與CuO反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

．
（3）該小組成員用氨氣還原氧化銅的方法測(cè)定銅的近似相對(duì)原子質(zhì)量，如果選用測(cè)定反應(yīng)物CuO和生成物H₂O的質(zhì)量[m（CuO）、m（H₂O）]時(shí)，請(qǐng)用下圖所示的儀器設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)方案．

①儀器連接的順序是

 

（填編號(hào)，儀器可重復(fù)使用）；
②D中濃硫酸的作用是

 

；
③列出計(jì)算銅的近似相對(duì)原子質(zhì)量的表達(dá)式：

 

．

Answer 1

分析：（1）①實(shí)驗(yàn)室用固體氯化銨和熟石灰粉末混合加熱制取氨氣的化學(xué)方程式為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△   .

CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；
②用濃氨水與NaOH固體或生石灰或堿石灰等混合可以迅速制備少量氨氣；
（2）①氯化銨和消石灰反應(yīng)生成氨氣和水，氨氣和CuO反應(yīng)前應(yīng)先干燥，氨氣污染空氣，C裝置后需要連接尾氣吸收裝置，
②由題意可知生成物為銅、氮?dú)夂退�，以此書寫化學(xué)方程式；
（3）①根據(jù)題給的要求來測(cè)量氧化銅和水的質(zhì)量，考慮到氨氣可以和濃硫酸反應(yīng)，但是不和堿石灰反應(yīng)，所以應(yīng)該用堿石灰來吸收水，而用濃硫酸來吸收氨氣，可以據(jù)此答題；
②氨氣可以和硫酸之間發(fā)生反應(yīng)；
③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）①實(shí)驗(yàn)室用氯化銨和消石灰反應(yīng)制備氨氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△   .

CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O，
故答案為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂ 

△   .

CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；
②用濃氨水與NaOH固體或生石灰或堿石灰等混合可以迅速制備少量氨氣，故答案為：NaOH固體或生石灰或堿石灰等；
（2）①氯化銨和消石灰反應(yīng)生成氨氣和水，氨氣和CuO反應(yīng)前應(yīng)先干燥，氨氣污染空氣，C裝置后需要連接尾氣吸收裝置，
故答案為：在裝置A與B之間增加裝有堿石灰的干燥管；C裝置之后增加尾氣吸收裝置；
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(lán)色，同時(shí)生成一種無污染的氣體，說明生成銅、氮?dú)夂退�，反�?yīng)的化學(xué)方程式為3CuO+2NH₃

△   .

3Cu+N₂+3H₂O，故答案為：3CuO+2NH₃

△   .

3Cu+N₂+3H₂O；
（3））①根據(jù)題給的要求來測(cè)量氧化銅和水的質(zhì)量，考慮到氨氣可以和濃硫酸反應(yīng)，但是不和堿石灰反應(yīng)，所以應(yīng)該用堿石灰來吸收水，而用濃硫酸來吸收氨氣，由于在制取氨氣的過程中要產(chǎn)生水，所以應(yīng)該先對(duì)產(chǎn)生的氨氣進(jìn)行干燥，即選擇c裝置，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最后為了防止氨氣污染空氣，所以要用濃硫酸來處理尾氣，即正確的操作順序?yàn)椋築CACD，故答案為：BCACD；
②濃硫酸可以和氨氣之間發(fā)生反應(yīng)，可以用來吸收尾氣氨氣，防止污染空氣，故答案為：進(jìn)行尾氣處理；
③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）

3(x+16)

m(CuO)

=

54

m(H2O)

解得x=

18m(CuO)

m(H2O)

，故答案為：

18m(CuO)

m(H2O)

．

點(diǎn)評(píng)：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，并通過測(cè)定生成水的質(zhì)量來測(cè)銅的相對(duì)原子質(zhì)量，要注意先除去氨氣中的雜質(zhì)，即除去水．