Question

【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)用如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置(夾持儀器省略)制取干燥的氨氣并驗(yàn)證NH3具有還原性，請回答下列問題：

（1）實(shí)驗(yàn)室制備氨氣有多種方法，現(xiàn)欲用NH4C1與Ca(OH)2反應(yīng)制取NH3，則甲中的氣體發(fā)生裝置___________(從Ⅱ中選用)；用濃氨水與生石灰反應(yīng)也可制取NH3，反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________

（2）裝置丙用于收集NH3，應(yīng)將導(dǎo)管__________(填“a”或“b”）延長至集氣瓶底部，裝置乙中盛放的試劑為__________，裝置己的作用為____________(答兩點(diǎn)）。

（3）若裝置丁中黑色固體變紅，則裝置戊中現(xiàn)象為_________

（4）研究小組的同學(xué)通過討論、分析后認(rèn)為充分反應(yīng)后生成的紅色固體可能是Cu或Cu2O或二者的混合物，通過查閱資料知：Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O。為探究固體的成分，提出了如下兩種方案。

I. 甲同學(xué)取少量紅色固體與稀硝酸混合，最終得到藍(lán)色溶液，由此推測紅色產(chǎn)物中有Cu2O。

①你對甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的評價(jià)是__________（請給出必要的文字解釋)。

②Cu2O與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式為_____________

Ⅱ.乙同學(xué)認(rèn)為不需要借助任何化學(xué)試劑，只需要稱量生成的紅色固體的質(zhì)量（設(shè)為xg）就能確定產(chǎn)物成分，當(dāng)x取值范圍為 _____時(shí)，表明產(chǎn)物中既有Cu，又有Cu2O。

Answer 1

【答案】B CaO+NH3·H2O =Ca(OH)2 + NH3 ↑ b 堿石灰 吸收沒有反應(yīng)完的NH3，防止空氣中水蒸氣進(jìn)入裝置戊中 白色固體變?yōu)樗{(lán)色 不合理，因?yàn)?/span>Cu和Cu2O均能被稀硝酸氧化為Cu2+ 3Cu2O+14H++2NO↑=6Cu2++2NO ↑+7H2O 12.8<x<14.4

【解析】

⑴用NH4C1與Ca(OH)2在加熱條件下反應(yīng)制取NH3，因此得到甲中的氣體發(fā)生裝置；用濃氨水與生石灰反應(yīng)生成NH3和氫氧化鈣。

⑵氨氣的密度比空氣小，裝置丙用于收集NH3，氣體應(yīng)先在上方，裝置乙主要是干燥氨氣，因此乙中盛放的試劑為堿石灰，裝置己的作用為吸收沒有反應(yīng)完的NH3，防止空氣中水蒸氣進(jìn)入裝置戊中。

⑶若裝置丁中黑色固體變紅，還生成了水，水蒸氣進(jìn)入到裝置戊中現(xiàn)象為白色固體變?yōu)樗{(lán)色。

⑷I.①不管是銅還是氧化亞銅都和稀硫酸反應(yīng)生成銅離子，因此甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的評價(jià)是不合理。

②Cu2O與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式為3Cu2O+14H++2NO↑=6Cu2++2NO ↑+7H2O。

Ⅱ當(dāng)16g氧化銅即物質(zhì)的量為0.2mol，全部變?yōu)殂~單質(zhì)即質(zhì)量為0.2mol×64g/mol = 12.8g，當(dāng)氧化銅全部變?yōu)檠趸瘉嗐~時(shí)，其物質(zhì)的量為0.1mol，質(zhì)量為0.1mol×144g/mol = 14.4g，因此當(dāng)x取值范圍為12.8<x<14.4時(shí)，表明產(chǎn)物中既有Cu，又有Cu2O。

⑴用NH4C1與Ca(OH)2在加熱條件下反應(yīng)制取NH3，因此甲中的氣體發(fā)生裝置B；用濃氨水與生石灰反應(yīng)生成NH3和氫氧化鈣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaO+NH3·H2O =Ca(OH)2 + NH3 ↑，故答案為：B；CaO+NH3·H2O =Ca(OH)2 + NH3 ↑。

⑵氨氣的密度比空氣小，裝置丙用于收集NH3，應(yīng)將導(dǎo)管b延長至集氣瓶底部，裝置乙主要是干燥氨氣，因此乙中盛放的試劑為堿石灰，裝置己的作用為吸收沒有反應(yīng)完的NH3，防止空氣中水蒸氣進(jìn)入裝置戊中，故答案為：b；堿石灰；吸收沒有反應(yīng)完的NH3，防止空氣中水蒸氣進(jìn)入裝置戊中。

⑶若裝置丁中黑色固體變紅，還生成了水，水蒸氣進(jìn)入到裝置戊中現(xiàn)象為白色固體變?yōu)樗{(lán)色，故答案為：白色固體變?yōu)樗{(lán)色。

⑷I.①不管是銅還是氧化亞銅都和稀硫酸反應(yīng)生成銅離子，你對甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的評價(jià)是不合理，因?yàn)?/span>Cu和Cu2O均能被稀硝酸氧化為Cu2+，故答案為：不合理，因?yàn)?/span>Cu和Cu2O均能被稀硝酸氧化為Cu2+。

②Cu2O與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式為3Cu2O+14H++2NO↑=6Cu2++2NO ↑+7H2O，故答案為：3Cu2O+14H++2NO↑=6Cu2++2NO ↑+7H2O。

Ⅱ當(dāng)16g氧化銅即物質(zhì)的量為0.2mol，全部變?yōu)殂~單質(zhì)即質(zhì)量為0.2mol×64g/mol = 12.8g，當(dāng)氧化銅全部變?yōu)檠趸瘉嗐~時(shí)，其物質(zhì)的量為0.1mol，質(zhì)量為0.1mol×144g/mol = 14.4g，因此當(dāng)x取值范圍為12.8<x<14.4時(shí)，表明產(chǎn)物中既有Cu，又有Cu2O，故答案為：12.8<x<14.4。