Question

通過初中一年的化學學習，你已經掌握了實驗室制取氣體的有關規律，以下是老師提供的一些實驗裝置，根據下圖回答下列問題：

（1）B裝置中儀器的名稱：甲

 

，乙

 

：
（2）在B裝置導管處裝上橡膠管，并用止水夾夾上后，從甲向乙中注入一定量的水，靜止后如圖所示，則B裝置是否漏氣？

 

（填“漏氣”、“不漏氣”或“無法確定”）；
（3）如果實驗室用A、E組合來制取并收集氧氣，A裝置的試管口應添加

 

；寫出實驗室用A裝置制取氧氣的化學方程式

 

：實驗結束時應

 

．
（4）已知氨氣密度小于空氣，極易于水，具有強烈的刺激性氣味，是空氣的污染物之一．
某校化學研究性學習小組的同學在查閱資料時得知氨氣也有還原性．運用類比的思想，既然氨氣具有還原性，能否象CO那樣還原CuO呢？于是他們設計實驗制取氨氣并探究上述問題．請你參與該小組的活動并完成下列研究：
（一）制取氨氣
①實驗室常用加熱氯化銨固體和氫氧化鈣固體的混合物來制取氨氣，寫出反應的化學方程式

 

．
②制取并收集氨氣應選用上圖中

 

組合（填序號）．
（二）性質探究
該小組成員用注射器抽取實驗（一）中生成的未經干燥的氨氣，按下圖裝置進行實驗，探究氨氣還原性并驗證其產物．（夾持裝置未畫出）

③有同學發現該裝置在設計上有一定的缺陷，為確保實驗結果果的準確性，他認為還應該在A、B之間增加一個干燥裝置．于是他選擇了下圖中的

 

（填“甲”或“乙”）．（堿石灰是NaOH和CaO固體混合物）

④利用改進后的裝置進行實驗，觀察到黑色粉末變為紅色物質，無水CuSO₄變藍，同時生成一種無污染的氣體單質．請寫出NH₃與Cu0反應的化學方程式

 

（三）問題討論
⑤有同學認為：NH₃與Cu0反應生成的紅色物質也可能是Cu₂0．已知氧化亞銅與稀硫酸反應時，能生成CuS0₄和Cu和水．寫出氧化亞銅與稀硫酸反應的化學方程式

 

請你設計一個簡單的實驗檢驗該紅色物質中是否含有Cu₂0．

 

⑥在解決了上述問題后，又有同學提出：Cu₂0與Cu0的熱穩定性哪個更強？于是又他們進行了如下實驗：取9.8g Cu（OH）₂固體，加熱到80℃C一100℃時，得到黑色固體粉末，繼續加熱到l000℃以上，黑色粉末全部變成紅色粉末A．冷卻后稱量，A的質量為7.2g．據此可推得A的化學式為

 

．根據該實驗，同學們得出的結論為：

 

在高溫下更穩定．

Answer 1

分析：（1）了解常用儀器的名稱、用法、裝置選取和連接方法；
（2）掌握檢查裝置氣密性的方法：通過氣體發生器與附設的液體構成封閉體系，依據改變體系內壓強時產生的現象（如氣泡的生成，水柱的形成，液面的升降等）來判斷裝置氣密性的好壞；
（3）如果實驗室用A、E組合來制取并收集氧氣，如果加一小團棉花，則一定為高錳酸鉀加熱制取氧氣；注意制取氧氣的步驟：“查、裝、定、點、收、離（移）、熄”諧音“茶莊定點收利息”，步驟不能顛倒．
（4）①由題意，可知反應物為：氯化銨固體和氫氧化鈣，符合復分解反應特征，故可書寫化學方程式；
②制取氣體，選擇裝置，考慮反應物的狀態和反應條件；收集氣體的裝置，考慮其密度和水溶性；
③因為氧化銅與氨氣反應，會有水生成，故為了排除干擾，先把氨氣中的水蒸氣除掉；
④由題意，可知反應物為氨氣和氧化銅，生產物為水、銅、氮氣，故可書寫化學方程式；
⑤由題意，可知反應物為氧化亞銅與稀硫酸，生產物為CuS0₄和Cu和水，故可書寫化學方程式；設計一個簡單的實驗檢驗該紅色物質中是否含有Cu₂0：考慮生產物中的水會與硫酸銅反應形成藍色溶液，或白色硫酸銅粉末變藍．
⑥根據氫氧化銅的質量，求其物質的量；由紅色粉末A的質量為7.2g，推測其化學式的相對分子質量，推測其化學式．

解答：解：（1）有題目中的圖形可知，甲：分液漏斗；乙：錐形瓶；
（2）在B裝置導管處裝上橡膠管，并用止水夾夾上后，從甲向乙中注入一定量的水，靜止后如圖所示，則B裝置不漏氣；
（3）如果實驗室用A、E組合來制取并收集氧氣，如果加一小團棉花，則一定為高錳酸鉀加熱制取氧氣，故化學方程式為：2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；先移導管后熄燈，防止水倒流，引起試管炸裂．
（4）①由題意，“實驗室常用加熱氯化銨固體和氫氧化鈣固體的混合物來制取氨氣”，可知反應物為：氯化銨固體和氫氧化鈣，符合復分解反應特征，故化學方程式為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△   .

2NH₃↑+2H₂O+CaCl₂；
②根據制取氣體的原則和方法，故制取并收集氨氣應選用上圖中A、D組合；
③為確保實驗結果的準確性，他認為還應該在A、B之間增加一個干燥裝置．干燥氣體而不能與之反應，故選堿石灰（NaOH和CaO固體混合物），而不應選擇濃硫酸；因為濃硫酸會與氨氣反應；
④由題意，可知反應物為氨氣和氧化銅，生產物為水、銅、氮氣，故化學方程式為2NH₃+3Cu0

△   .

3H₂O+3Cu+N₂；
⑤由題意，可知反應物為氧化亞銅與稀硫酸，生產物為CuS0₄和Cu和水，故可書寫化學方程式Cu₂0+H₂SO₄=CuS0₄+Cu+H₂O；紅色物質中是否含有Cu₂0：考慮生產物中的水會與硫酸銅反應形成藍色溶液，或白色硫酸銅粉末變藍；
⑥解：氫氧化銅的物質的量為9.8÷98=0.1摩爾，則知銅元素的物質的量為0.1摩爾，又知紅色粉末A的質量為7.2g，推測其化學式的相對分子質量只能為144的氧化亞銅．
故答為：（1）分液漏斗；錐形瓶；
（2）不漏氣；
（3）一小團棉花；2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；先移導管后熄燈；
（4）①2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△   .

2NH₃↑+2H₂O+CaCl₂；②A、D；③乙；④2NH₃+3Cu0

△   .

3H₂O+3Cu+N₂；
⑤Cu₂0+H₂SO₄=CuS0₄+Cu+H₂O；向該紅色物質中加入一定量的稀硫酸，觀察是否有藍色溶液或藍色晶體生成．
⑥Cu₂0；Cu₂0

點評：掌握氣體制取裝置的探究方法；了解實驗探究物質的性質、變化規律、組成成分及含量的方法；了解檢查裝置的氣密性的方法；了解化學式的計算和推斷方法；掌握化學方程式的方法、步驟．