Question

【題目】堿式氯化鎂(MgOHCl)常用作塑料添加劑，工業(yè)上制備方法較多，其中利用氫氧化鎂熱分解氯化銨制氨氣并得到堿式氯化鎂的工藝屬于我國首創(chuàng)。某中學科研小組根據(jù)該原理設計如下裝置圖進行相關實驗，裝置C中CuO的質(zhì)量為8.0 g。

請回答下列問題：

（1）裝置A中發(fā)生反應生成堿式氯化鎂的化學方程式為：_____________________________。

（2）裝置D中生成沉淀，發(fā)生反應的離子方程式為_________________________________。

（3）反應過程中持續(xù)通入N2的作用有兩點：一是: 將裝置A中產(chǎn)生的氨氣完全導出，二是:_______________________________。

（4）若測得堿石灰的質(zhì)量增加了a g，則得到堿式氯化鎂的質(zhì)量為_______g。

（5）反應完畢，裝置C中的氧化銅全部由黑色變?yōu)榧t色，稱其質(zhì)量為6.8 g，且生成的氣體可直接排放到大氣中，則紅色固體是_______，該反應中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為_______mol。

（6）請你設計一個實驗方案證明裝置C中的氧化銅反應完全后得到的紅色固體中含有氧化亞銅。已知：①Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O

②限選試劑：2 mol·L－1H2SO4溶液、濃硫酸、2 mol·L－1HNO3溶液、10 mol·L－1 HNO3溶液

實驗步驟	預期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟1：取反應后裝置C中的少許固體于試管中
步驟2：____________	____________

Answer 1

【答案】Mg(OH)2＋NH4ClMgOHCl＋NH3↑＋H2O Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NH 稀釋氨氣，防止倒吸 4.25a Cu和Cu2O 0.15 向試管中加入適量2 mol·L－1H2SO4溶液 溶液變成藍色，說明紅色固體中含有Cu2O

【解析】

A中反應得到MgOHCl，還生成NH3與H2O，堿石灰干燥氨氣，C中氨氣與氧化銅反應會得到氮氣與水，D最過氧化鈉水反應生成氧氣，D中氨氣與氧氣發(fā)生催化氧化，F中NO與氧氣反應得到二氧化氮，G中二氧化氮溶解得到硝酸，硝酸與Cu反應。據(jù)此分析解答。

(1)A中氫氧化鎂與氯化銨再加熱條件下反應生成MgOHCl、NH3與H2O，反應方程式為：Mg(OH)2+NH4Cl MgOHCl+NH3↑+H2O，故答案為：Mg(OH)2+NH4Cl MgOHCl+NH3↑+H2O；

(2)氨水和氯化鋁反應生成氯化銨和氫氧化鋁，反應的離子方程式為Al3++3NH3H2O=Al(OH)3↓+3NH4+，故答案為：Al3++3NH3H2O=Al(OH)3↓+3NH4+；

(3)G中二氧化氮、氨氣極易溶于水，溶解會導致倒吸，通入氮氣可以稀釋氨氣，防止倒吸，故答案為：稀釋氨氣，防止倒吸；

(4)若測得堿石灰的質(zhì)量增加了a g，即生成的水的質(zhì)量為ag，根據(jù)Mg(OH)2+NH4Cl MgOHCl+NH3↑+H2O，生成的堿式氯化鎂的質(zhì)量為×76.5g/mol=4.25a g，故答案為：4.25a；

(5)紅色物質(zhì)為Cu或Cu2O或二者混合物，固體質(zhì)量減少質(zhì)量為減少的氧元素質(zhì)量，則減少的氧元素質(zhì)量為8g-6.8g=1.2g，而CuO中氧元素質(zhì)量為8.0g× =1.6g＞1.2g，故紅色固體為Cu、Cu2O混合物，設二者物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，則：x+2y＝，64x+144y，解得x=0.05，y=0.025，則轉(zhuǎn)移電子為0.05mol×2+0.025mol×2=0.15mol，故答案為：Cu和Cu2O；0.15；

(6)Cu能與濃硫酸反應，Cu2O能與稀酸反應得到Cu2+，用稀H2SO4溶液溶解，溶液中出現(xiàn)藍色，說明紅色固體中含有Cu2O，故答案為：向試管中加入適量2 mol·L－1H2SO4溶液；溶液變成藍色，說明紅色固體中含有Cu2O。