Question

某校化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)在學(xué)習(xí)了氨的性質(zhì)后討論：運(yùn)用類比的思想，既然氨氣具有還原性，能否象H₂那樣還原CuO呢？他們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)制取氨氣并探究上述問(wèn)題。請(qǐng)你參與該小組的活動(dòng)并完成下列研究：

（一）制取氨氣
（1）實(shí)驗(yàn)室常用加熱氯化銨固體和氫氧化鈣固體的混合物來(lái)制取氨氣，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式                                         ?      。
（2）實(shí)驗(yàn)室還可在      ?   （填一種試劑）中滴加濃氨水的方法快速制取少量氨氣。
（二）實(shí)驗(yàn)探究
該小組成員設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究氨氣還原性及其產(chǎn)物，實(shí)驗(yàn)裝置（夾持及尾氣處理裝置未畫出）圖如下：
（1）該裝置在設(shè)計(jì)上有一定的缺陷，為確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，你對(duì)該裝置的改進(jìn)措施是          ?                                                    。
（2）利用改進(jìn)后的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察到CuO變?yōu)榧t色物質(zhì)，無(wú)水CuSO₄變藍(lán)，同時(shí)生成一種無(wú)污染的氣體。請(qǐng)寫出NH₃與CuO反應(yīng)的化學(xué)方程式       ?            
（三）問(wèn)題討論
（1）有同學(xué)認(rèn)為：NH₃與CuO反應(yīng)生成的紅色物質(zhì)中可能含有Cu₂O。已知Cu₂O是紅色粉末，是一種堿性氧化物，在酸性溶液中，Cu⁺能自身發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Cu²⁺和Cu。請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)該紅色物質(zhì)中是否含有Cu₂O：     ?                
（2）在解決了問(wèn)題（1）后，又有同學(xué)提出：Cu₂O與CuO的熱穩(wěn)定性哪個(gè)更強(qiáng)？于是他們進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：取98 g Cu(OH)₂固體，加熱到80℃~100℃時(shí)，得到黑色固體粉未，繼續(xù)加熱到1000℃以上，黑色粉未全部變成紅色粉未A。冷卻后稱量，A的質(zhì)量為72 g。據(jù)此可推得A為   ?   ，由此得到的結(jié)論是                          ?     。

Answer 1

（一）（1）2NH₄Cl+Ca(OH)₂    ^△   CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O （2分）
（2）氫氧化鈉固體（或生石灰或堿石灰） （1分）
（二）（1）在裝置A和B之間增加裝有堿石灰的干燥管 （2分）
（2）3CuO+2NH₃    ^△   3Cu+N₂+3H₂O （2分）
（三）（1）取少量樣品，加入稀H₂SO₄，若溶液出現(xiàn)藍(lán)色，說(shuō)明紅色物質(zhì)中含有Cu₂O，反之，則沒(méi)有 （2分）
（2）Cu₂O （2分）  CuO比Cu₂O的熱穩(wěn)定性差 （1分）

本題綜合考查了氨氣的性質(zhì)、對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)和改進(jìn)、實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)。
（一）實(shí)驗(yàn)室制氨氣利用NH₄⁺+OH^- NH₃·H₂O NH₃↑+ H₂O的平衡移動(dòng)實(shí)現(xiàn)。故把濃氨水滴入堿石灰或是氫氧化鈉固體中，吸水有利平衡正向移動(dòng)，且放出的熱也有利平衡正向移動(dòng)。
（二）無(wú)水硫酸銅在B后用來(lái)檢驗(yàn)產(chǎn)物是否含水，但制的氨氣未干燥故會(huì)產(chǎn)生干擾，所以要先干燥氨氣再檢驗(yàn)是否有水生成。
（三）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)還是物質(zhì)性質(zhì)上的差異。由題意可知，Cu₂O可以和非氧化性的酸溶液反應(yīng)，最終生成Cu²⁺和Cu。而紅色的單質(zhì)Cu則不能和非氧化性的酸溶液反應(yīng)。所以利用非氧化性的酸（稀硫酸、鹽酸），看是否有Cu²⁺生成來(lái)檢驗(yàn)。
由產(chǎn)物顏色可以判斷為Cu₂O，說(shuō)明高溫下穩(wěn)定好的才能最終存在。