Question

1．實驗室用氨氣在加熱下還原氧化銅的方法銅的相對原子質(zhì)量如果選用測定反應物氧化銅和生成物水的質(zhì)量[m（CO）、m（H₂O）]時，如圖所示請用下列儀器設計一個簡單實驗方案．
（1）儀器連接的順序（用字母編號表示，儀器可以重復使用）b c a c d；
（2）d 中濃硫酸的作用是吸收未反應的氨，防止空氣中水分和二氧化碳進入裝置c；a發(fā)生反應的化學方程式是2NH₃+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$N₂+3Cu+3H₂O．
（2）列出計算銅的原子量的表達式$\frac{18m（CuO）}{m（{H}_{2}O）}$-16．
（3）下列情況將使測得結(jié)果偏大的是AC（填編號）
A．CuO未全部還原為Cu     B．CuO 受潮      C．CuO中混有Cu．

Answer 1

分析 根據(jù)本題的意圖是需要測定反應物氧化銅和生成物水的質(zhì)量，從而利用氨和加熱條件下的氧化銅在化學反應中的關(guān)系求出銅的相對原子質(zhì)量；CuO的質(zhì)量可直接從所取的藥品稱量中得知，測反應生成的水的質(zhì)量時，應考慮制得的氨氣中混有的水蒸氣對測量有干擾作用，應予以排除，反應后的氣體中必然夾雜著未反應完的氨氣，吸收水蒸氣時也要考慮不能用濃硫酸作吸收劑，否則會同時吸入水蒸氣和氨氣，影響測定結(jié)果，
（1）按照制取氨氣、干燥氨氣、氨氣與氧化銅加熱反應、用濃硫酸測定上次水的質(zhì)量的順序連接裝置；
（2）濃硫酸可以吸收多余的氨氣，防止污染大氣，還可以防止空氣中水蒸氣進入裝置a，影響測定結(jié)果；氨氣與氧化銅在加熱條件下反應生成氮氣、銅和水；
（3）根據(jù)反應方程式及水、氧化銅的質(zhì)量列式找出出Cu的相對原子質(zhì)量的表達式；
（4）要使測定結(jié)果偏大，則m（H₂O）要偏小，據(jù)此對各選項進行判斷．

解答 解：根據(jù)本題的意圖是需要測定反應物氧化銅和生成物水的質(zhì)量，從而利用氨和加熱條件下的氧化銅在化學反應中的關(guān)系求出銅的相對原子質(zhì)量；CuO的質(zhì)量可直接從所取的藥品稱量中得知，測反應生成的水的質(zhì)量時，應考慮制得的氨氣中混有的水蒸氣對測量有干擾作用，應予以排除，反應后的氣體中必然夾雜著未反應完的氨氣，吸收水蒸氣時也要考慮不能用濃硫酸作吸收劑，否則會同時吸入水蒸氣和氨氣，造成測量數(shù)據(jù)偏大，
（1）NH₄Cl和Ca（OH）₂反應可生成NH₃，經(jīng)堿石灰干燥后（不能用濃H₂SO₄干燥，因為濃H₂SO₄要吸收NH₃）把NH₃通入a裝置發(fā)生主體反應，將反應后生成的水蒸氣用C吸收（不能用濃H₂SO₄吸收），因為還有未反應的NH₃也可被濃H₂SO₄吸收，這樣測量水的質(zhì)量就偏大，多余的NH₃用濃H₂SO₄吸收，同時也防止空氣中的水蒸氣進入第二個C裝置中，所以裝置連接順序為：b c a c d；
故答案為：b c a c d；
（2）根據(jù)分析可知，濃硫酸可以吸收未反應的氨，還能夠防止空氣中水分和二氧化碳進入裝置c；氨氣與氧化銅發(fā)生氧化還原反應生成氮氣、銅和水，反應的化學方程式為：2NH₃+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$N₂+3Cu+3H₂O，
故答案為：吸收未反應的氨，防止空氣中水分和二氧化碳進入裝置c；2NH₃+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$N₂+3Cu+3H₂O；
（3）設銅的相對原子質(zhì)量為x，
2NH₃+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$N₂+3Cu+3H₂O
   3（x+16）3×18
   m（CuO）        m（H₂O）   
則：$\frac{m（CuO）}{m（{H}_{2}O）}$=$\frac{3（x+16）}{3×18}$，
解得：x=$\frac{18m（CuO）}{m（{H}_{2}O）}$-16，
故答案為：$\frac{18m（CuO）}{m（{H}_{2}O）}$-16；
（4）要使測定結(jié)果偏大，則m（H₂O）要偏小，
A．O未全部還原為Cu，導致m（H₂O）偏小，測定結(jié)果偏大，故A正確；
B．CuO受潮，會導致m（H₂O）偏大，測定結(jié)果偏小，故B錯誤；
C．CuO中混有Cu，氧元素含量減少，則生成水的質(zhì)量偏小，導致測定結(jié)果偏大，故C正確；
故答案為：AC．

點評 本題考查了性質(zhì)實驗方案的設計與評價，題目難度中等，明確實驗目的及反應原理為解答關(guān)鍵，試題有利于考查學生的分析、理解能力及化學實驗、化學計算能力，是一道綜合性較強的題目．