Question

根據(jù)氨氣還原氧化銅的反應，可設計測定銅元素相對原子質量A_r（Cu）（近似值）的實驗．先稱量反應物氧化銅的質量m（CuO），反應完全后測定生成物水的質量m（H₂0），由此計算A_r（Cu）．為此，提供的實驗儀器及試劑如下（根據(jù)需要可重復選用，加入的NH₄Cl與Ca（OH）₂的量足以產生使CuO完全還原的氨氣）：

請回答下列問題：
（1）氨氣還原熾熱氧化銅的化學方程式為

 

；
（2）從所提供的儀器及試劑中選擇并組裝本實驗的一套合理、簡單的裝置，按氣流方向的連接順序為（用圖中標注的導管口符號表示）a→

 

；
（3）在本實驗中，若測得m（CuO）=a g，m（H₂O）=b g，則A_r（Cu）=

 

；
（4）在本實驗中，使測定結果A_r（Cu）偏大的是

 

 （填序號）；
①CuO未完全起反應
②CuO不干燥
③CuO中混有不反應的雜質
④堿石灰不干燥
⑤NH₄Cl與Ca（OH）₂混合物不干燥．

Answer 1

考點：相對分子質量的測定

專題：實驗設計題

分析：（1）氨氣具有弱還原性，在加熱條件下可以被氧化銅氧化，生成氮氣、銅和水；
（2）根據(jù)題干可知需測定生成水的質量，生成的氨氣需先通過堿石灰干燥、再在與氧化銅反應，最后用堿石灰吸收生成的水，以測得生成水的質量；
（3）由反應方程式可知氧化銅和水的物質的量相等，列出關系式計算即可；
（4）根據(jù)A_r（Cu）=

18a

b

，從是否影響a或b來分析誤差．

解答： 解：（1）氨氣具有弱還原性，在加熱條件下可以被氧化銅氧化，反應物為氮氣、銅和水，反應的化學方程式為2NH₃+3CuO

△   .

3Cu+3H₂O+N₂，故答案為：2NH₃+3CuO

△   .

3Cu+3H₂O+N₂；
（2）因為需要測定反應后生成物水的質量，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，因此只能通過堿石灰進行干燥，再通入氧化銅進行反應，最后在通入堿石灰吸收反應生成的水，以測得生成水的質量，所以正確的順序為a→e→b→e，故答案為：a→e→b→e；
（3）根據(jù)反應方程式
2NH₃+3CuO

△   .

3Cu+3H₂O+N₂；
     3           3
可知氧化銅和水的物質的量相等，所以有以下關系式：

a

Ar(Cu)+16

=

b

18

，
解得A_r（Cu）=

18a-16b

b

=

18a

b

-16，故答案為：

18a

b

-16；
（4）由（3）可知得A_r（Cu）=

18a

b

-16，
①若Cu0未完全起反應，說明b偏小，結果偏大；
②若CuO不干燥，說明a偏小，b偏大，結果偏低；
③若Cu0中混有不反應的雜質，說明b偏小，結果偏大；
④若堿石灰不干燥，說明氨氣干燥不徹底，b偏大，結果偏低；
⑤若NH₄C1與Ca（OH）₂混合物不干燥，但只要氨氣干燥徹底，對結果不影響．
所以選項①③正確，故答案為：①③．

點評：本題主要考查氨氣的制備、凈化、干燥和利用方程式進行的計算以及有關誤差分析，一定要認真、細致的分析問題．