Question

氨是一種重要的化工產(chǎn)品，是氮肥工業(yè)及制造硝酸的原料．為探究氨氣的性質(zhì)，某研究性學(xué)習(xí)小組做了以下實(shí)驗(yàn)：

（1）實(shí)驗(yàn)室用A圖所示實(shí)驗(yàn)裝置及化學(xué)藥品（其中堿石灰為固體氫氧化鈉和生石灰的混合物來制取氨氣．
①實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的化學(xué)方程式為

 

．
②若用加熱碳酸氫銨固體制取純凈的氨氣，你認(rèn)為裝置中U型管的作用是

 

．
（2）在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)E裝置中的固體由黑色變?yōu)榧t色，可推測氨氣具有

 

性．
（3）某同學(xué)查閱資料發(fā)現(xiàn)Cu₂O粉末也呈紅色，因此推測上述紅色固體中可能還含有Cu₂O．已知①Cu₂O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⁺．②在空氣中高溫灼燒時：Cu₂O穩(wěn)定、不分解，而CuO將分解生成Cu₂O和O₂．
現(xiàn)有濃硝酸、稀硫酸、稀硝酸、氫氧化鈉溶液及pH試紙，而沒有其他試劑，請用最簡便的實(shí)驗(yàn)方法證明紅色固體中是否含有Cu₂O．

 

（簡述操作方法、現(xiàn)象和結(jié)論）．
（4）現(xiàn)取該紅色固體13.6g在空氣中高溫灼燒至恒重，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量增加了0.8g，試判斷該紅色固體的組成并求出物質(zhì)的量．（寫出計算過程）

Answer 1

分析：（1）①實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的原理是利用固體氯化銨和氫氧化鈣加熱反應(yīng)生成；
②加熱碳酸氫銨固體生成氨氣、二氧化碳、水蒸氣，制取純凈的氨氣，需要用U形管中的堿石灰除去二氧化碳和水蒸氣；
（2）分析裝置圖，氨氣通過加熱的氧化銅，反應(yīng)現(xiàn)象是黑色變化為紅色，證明氧化銅被還原為銅，說明氨氣具有還原性；
（3）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)計實(shí)驗(yàn)方法驗(yàn)證紅色固體中是否含有Cu₂O．結(jié)合提供的試劑設(shè)計驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)步驟；
（4）在空氣中高溫灼燒時：Cu₂O穩(wěn)定、不分解，而CuO將分解生成Cu₂O和O₂，該紅色固體13.6g在空氣中高溫灼燒至恒重，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量增加了0.8g，則說明紅色固體中的銅灼燒生成氧化亞銅質(zhì)量增加，依據(jù)化學(xué)方程式定量關(guān)系計算．

解答：解：（1）①實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的原理是利用固體氯化銨和氫氧化鈣加熱反應(yīng)生成，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Ca（OH）₂+2NH₄Cl

△  .

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

△  .

 2 NH₃↑+CaCl₂+2H₂O；
②若用加熱碳酸氫銨固體制取純凈的氨氣，加熱碳酸氫銨固體生成氨氣、二氧化碳、水蒸氣，制取純凈的氨氣，需要用U形管中的堿石灰除去二氧化碳和水蒸氣，
故答案為：除CO₂和H₂O；
（2）氨氣通過加熱的氧化銅，反應(yīng)現(xiàn)象是黑色變化為紅色，證明氧化銅被還原為銅，說明氨氣具有還原性，
故答案為：還原性；
（3）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，
故答案為：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；
（4）取該紅色固體13.6g在空氣中高溫灼燒至恒重，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量增加了0.8g，說明原紅色固體中含有銅和氧化亞銅，4Cu+O₂=2Cu₂O，依據(jù)化學(xué)方程式計算，質(zhì)量增加了0.8g為氧元素質(zhì)量物質(zhì)的量=

0.8g

16g/mol

=0.05mol，氧氣物質(zhì)的量為0.025mol，4Cu+O₂=2Cu₂O，反應(yīng)的銅的物質(zhì)的量=0.025mol×4=0.1mol，質(zhì)量為6.4g，所以得到Cu₂O質(zhì)量=13.6g-6.4g=7.2g，物質(zhì)的量=

7.2g

144g/mol

=0.05mol，
答：該紅色固體的組成及物質(zhì)的量為：Cu₂O 0.05 mol，Cu 0.1 mol．

點(diǎn)評：本題考查了實(shí)驗(yàn)制備物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)過程和反應(yīng)現(xiàn)象的分析應(yīng)用，物質(zhì)檢查的方法設(shè)計，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．