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⁺．
②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．
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)有一份一定質(zhì)量Cu和Cu₂O混合物，向其中加入0.4L 3.0mol/L稀硝酸，混合物完全溶解，同時(shí)生成4.48L NO（標(biāo)準(zhǔn)狀況），向所得溶液中加入一定體積1.0mol/L NaOH溶液恰好使Cu²⁺沉淀完全，沉淀經(jīng)洗滌、充分灼燒可得32.0g固體．下列有關(guān)說法正確的是【已知：3Cu₂O+14HNO₃（稀）═6Cu（NO₃）₂+2NO↑+7H₂O】

 

：
A．加入NaOH溶液的體積為1.2L
B．Cu和Cu₂O混合物質(zhì)量為27.2g
C．混合物完全溶解后溶液中n（H⁺）=0.3mol
D．將等質(zhì)量混合物完全還原至少需標(biāo)準(zhǔn)狀況下H₂1.12L．

Answer 1

分析：（1）①固體氯化銨與氫氧化鈣反應(yīng)生成氯化鈣、氨氣、和水；
②碳酸氫銨分解除了生成氨氣外還生成二氧化碳和水蒸氣，要得到純凈干燥的氨氣，可用B除去雜質(zhì)二氧化碳和水蒸氣；
（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；
（3）依據(jù)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⁺．如果含有Cu₂O加入稀硫酸反應(yīng)生成銅離子溶液顯藍(lán)色；
（4）依據(jù)方程式利用原子個(gè)數(shù)守恒計(jì)算解答．

解答：解：（1）①固體氯化銨與氫氧化鈣反應(yīng)生的化學(xué)方程式：2NH₄Cl+Ca（OH）₂═CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；
故答案為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂═CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；
②碳酸氫銨分解除了生成氨氣外還生成二氧化碳和水蒸氣，要得到純凈干燥的氨氣，可用B除去雜質(zhì)二氧化碳和水蒸氣；
（2）氨氣通過C裝置后，氧化銅由黑色變化為紅色，證明氧化銅被還原為銅，可以證明氨氣具有還原性；
故答案為：還原性；
（3）依據(jù)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⁺．如果含有Cu₂O加入稀硫酸反應(yīng)生成銅離子溶液顯藍(lán)色，
故答案為：取少量樣品粉末于試管中，滴加稀硫酸，如果溶液呈藍(lán)色，則樣品中含有Cu₂O；
（4）解：設(shè)混合物中有xmolCu和ymolCu₂O，根據(jù)方程式列式：
  3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O
  3    8      3        2
  x   

8

3

x     x       

2

3

x
3Cu₂O+14HNO₃（�。┄T6Cu（NO₃）₂+2NO↑+7H₂O
  3     14            6         2
   y    

14

3

y          2y       

2

3

y

則生成NO的物質(zhì)的量為：

2

3

x+

2

3

y=

4.48L

/22.4L/mol

=0.2mol；
又因?yàn)椋篊u²⁺+2OH^-=Cu（OH）₂↓      Cu（OH）₂

△   .

CuO+2H₂O
        1          2       1              1mol       80g
       x+2y      2（x+2y）    x+2y         x+2y     32.0g
怎產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量為：（ x+2y ）×80g/mol=32g；
將方程式聯(lián)立：

2

3

x+

2

3

y=0.2
           （ x+2y ）×80=32
解得：x=0.2（mol）   y=0.1（mol）
A．加入的氫氧化鈉的物質(zhì)的量：1.0mol/L×V=x+2y=0.4mol，解得：V=0.4L，故A錯(cuò)誤；
B．Cu和Cu₂O混合物質(zhì)量為：0.2mol×64g/mol+0.1mol×144g/mol=27.2g，故B正確；
C．依據(jù)氮原子個(gè)數(shù)守恒，混合物完全溶解溶液中氫離子的物質(zhì)的量等于剩余硝酸的物質(zhì)的量=0.4L×3.0mol/L-

4.48L

22.4mol/L

=1.0mol，故C錯(cuò)誤；
D．氧化亞銅被還原化學(xué)方程式為：Cu₂O+H₂

加熱  .

2Cu+H₂O，消耗的氫氣的物質(zhì)的量等于Cu₂O的物質(zhì)的量等于0.1mol，標(biāo)況下體積為：0.1mol/L×22.4L/mol=2.24L，故D錯(cuò)誤；
故選B．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了氨氣的制備和性質(zhì)的檢驗(yàn)，有關(guān)硝酸的計(jì)算，題目綜合性強(qiáng)，難度中等，（4）題有關(guān)硝酸的計(jì)算是本題的難點(diǎn)，解題關(guān)鍵能夠把握反應(yīng)的實(shí)質(zhì)，正確運(yùn)用原子個(gè)數(shù)守恒定律，依據(jù)方程式列出相關(guān)量的關(guān)系式．