Question

11．NH₃是一種重要的化工產(chǎn)品．
（1）根據(jù)氨氣還原氧化銅的反應(yīng)，可設(shè)計(jì)測定銅元素相對原子質(zhì)量Ar（Cu）（近似值）的實(shí)驗(yàn)．先稱量反應(yīng)物氧化銅的質(zhì)量m（Cu0），反應(yīng)完全后測定生成物水的質(zhì)量m（H₂O），由此計(jì)算Ar（Cu）．為此，提供的實(shí)驗(yàn)儀器及試劑如下（根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要，裝置可重復(fù)選擇，加入的NH₄Cl與Ca（OH）₂的量足以產(chǎn)生使CuO完全還原為N₂的氨氣）：請回答下列問題：

①氨氣還原熾熱氧化銅的化學(xué)方程式為2NH₃+3CuO$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$3Cu+3H₂O+N₂；
②從所提供的儀器及試劑中選擇并組裝本實(shí)驗(yàn)的一套合理、簡單的裝置，按氣流方向的連接順序?yàn)椋ㄓ脠D1中標(biāo)注的字母表示）A一→D→B→D→C；
③在本實(shí)驗(yàn)中，若測得m（ CuO）=ag，m（H₂O）=b g，則Ar（Cu）=$\frac{18a}$-16；
④在本實(shí)驗(yàn)中，使測定結(jié)果Ar（Cu）偏大的是AC（填字母）；
A．CuO未完全起反應(yīng)    B．CuO不干燥
C．CuO中混有不反應(yīng)的雜質(zhì)    D．NH₄ Cl與Ca（OH）₂混合物不干燥
（2）按圖2裝置進(jìn)行NH₃性質(zhì)實(shí)驗(yàn)．
①先打開旋塞1，B瓶中的現(xiàn)象是產(chǎn)生白煙原因是A瓶壓強(qiáng)比B瓶大，氯化氫進(jìn)入B瓶與氨氣反應(yīng)生成氯化銨固體小顆粒形成白煙
②穩(wěn)定后，關(guān)閉旋塞1，再打開旋塞2，B瓶中的現(xiàn)象是燒杯中的石蕊溶液會倒流進(jìn)入B瓶中，形成紅色溶液．

Answer 1

分析 （1）①氨氣與氧化銅反應(yīng)生成銅、氮?dú)夂退��?br />②根據(jù)題干可知需測定生成水的質(zhì)量，生成的氨氣需先通過堿石灰干燥、再在與氧化銅反應(yīng)，最后用堿石灰吸收生成的水，以測得生成水的質(zhì)量；
③由反應(yīng)方程式可知氧化銅和水的物質(zhì)的量相等，列出關(guān)系式計(jì)算即可；
④根據(jù)A_r（Cu）=$\frac{18a}$，從是否影響a或b來分析誤差；
（2）①根據(jù)A、B容器壓強(qiáng)以及A、B混合后壓強(qiáng)相等以及氨氣和氯化氫反應(yīng)生成氯化銨分析；
②氨氣、氯化氫為氣體反應(yīng)生成的氯化銨為固體，壓強(qiáng)減小，氯化銨為強(qiáng)酸弱堿鹽，溶液呈酸性，據(jù)此分析；

解答 解：（1）①氨氣與氧化銅反應(yīng)生成銅、氮?dú)夂退�，化學(xué)方程式：2NH₃+3CuO$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$3Cu+3H₂O+N₂；
故答案為：2NH₃+3CuO$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$3Cu+3H₂O+N₂；
②因?yàn)樾枰獪y定反應(yīng)后生成物水的質(zhì)量，所以必需保證通入的氨氣是純凈干燥的，由于濃硫酸可以與氨氣反應(yīng)，因此只能通過堿石灰進(jìn)行干燥，再通入氧化銅進(jìn)行反應(yīng)，最后在通入堿石灰吸收反應(yīng)生成的水，以測得生成水的質(zhì)量，所以正確的順序?yàn)锳→D→B→D→C；
故答案為：D→B→D→C；
③根據(jù)反應(yīng)方程式
2NH₃+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+3H₂O+N₂；
     3           3
可知氧化銅和水的物質(zhì)的量相等，所以有以下關(guān)系式：$\frac{a}{Ar（Cu）+16}$=$\frac{18}$，
解得A_r（Cu）=$\frac{18a-16b}$=$\frac{18a}$-16，
故答案為：$\frac{18a}$-16；

④由③可知得A_r（Cu）=$\frac{18a}$-16，
A．若Cu0未完全起反應(yīng)，說明b偏小，結(jié)果偏大，故A選；
B．若CuO不干燥，說明a偏小，b偏大，結(jié)果偏低，故B不選；
C．若Cu0中混有不反應(yīng)的雜質(zhì)，說明b偏小，結(jié)果偏大，故C選；
D．若NH₄C1與Ca（OH）₂混合物不干燥，但只要氨氣干燥徹底，對結(jié)果不影響，故D不選；
故選：AC；
（2）①A容器壓強(qiáng)為150KPa，B容器壓強(qiáng)100KPa，A容器壓強(qiáng)大于B容器，先打開旋塞1，A容器中的氯化氫進(jìn)入B容器，氨氣和氯化氫反應(yīng)，NH₃+HCl=NH₄Cl，生成氯化銨固體小顆粒，所以B瓶中的現(xiàn)象是出現(xiàn)白煙，
故答案為：出現(xiàn)白煙；A瓶壓強(qiáng)比B瓶大，氯化氫進(jìn)入B瓶與氨氣反應(yīng)生成氯化銨固體小顆粒形成白煙；
②氨氣、氯化氫為氣體反應(yīng)生成的氯化銨為固體，壓強(qiáng)減小，再打開旋塞2，紫色的石蕊試液倒吸入B瓶中，氯化銨為強(qiáng)酸弱堿鹽，溶液中銨根離子水解生成一水合氨和氫離子，水解方程式為：NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺，溶液呈酸性，所以紫色石蕊試液變紅，
故答案為：燒杯中的石蕊溶液會倒流進(jìn)入B瓶中，形成紅色溶液；

點(diǎn)評 本題主要考查氨氣的制備、凈化、干燥和利用方程式進(jìn)行的計(jì)算以及有關(guān)誤差分析，明確實(shí)驗(yàn)原理和物質(zhì)的性質(zhì)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．