Question

18．如圖1是實驗室常用氣體制備裝置，據(jù)圖回答問題：（資料：濃硫酸與堿石灰都可吸水）

（1）用 A 裝置制取氧氣的化學(xué)方程式是2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，取出試管中的棉花，并在酒精燈上加一燈罩，該裝置可進行其它實驗，寫出有紅色金屬生成的化學(xué)反應(yīng)方程式C+2CuO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑制取氧氣 C 裝置與 A 裝置相比，除了操作簡單的優(yōu)點外，還有①不用加熱；②可以控制反應(yīng)的發(fā)生和停止優(yōu)點．
若要測定收集一瓶氧氣所需時間應(yīng)選用D裝置，因為氧氣不易溶于水
若要檢驗氫氣在氧氣中燃燒產(chǎn)物，則氧氣應(yīng)用E裝置（一個裝置）收集，因為
氧氣密度比空氣大．將帶火星的木炭伸入盛有氧氣的集氣瓶中，
觀察到木炭發(fā)出白光，說明氧氣具有助燃性化學(xué)性質(zhì)．
（2）實驗室制取氨氣：Ca（OH）₂（固）+2NH₄Cl（固）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂（固）+2H₂O+2NH₃↑，已知氨氣有刺激性氣味，密度小于空氣，極易溶于水，易與硫酸反應(yīng)，要制�。�．并收集干燥…的
氨氣，所選裝置正確的連接順序是A→H→F （填字母代號）．
（3）為探究氨氣的性質(zhì)，按圖2裝置進行實驗．觀察到黑色粉末變紅，白色無水硫酸
銅變藍，同時反應(yīng)中還有一種氣體單質(zhì)生成．
【查閱資料】①Cu₂O 是紅色，易與稀硫酸反應(yīng)：
Cu₂O+H₂SO₄═CuSO₄+Cu+H₂O；
②銅不與稀硫酸反應(yīng)；
③白色無水硫酸銅遇水變藍
【提出問題】得到的紅色物質(zhì)是什么？
【猜想】①是 Cu；②是 Cu₂O；③是Cu和Cu₂O的混合物．
若猜想①成立，玻璃管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH₃+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+N₂+3H₂O，從氧化還原反應(yīng)的角度說明 NH₃具有還原性．
【設(shè)計實驗】請你設(shè)計一個簡單的實驗來驗證紅色物質(zhì)中是否存在 Cu₂O；

步驟	現(xiàn)象	結(jié)論
		紅色物質(zhì)中有 Cu2O

Answer 1

分析 （1）根據(jù)高錳酸鉀在加熱的條件下生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，碳和氧化銅在加熱的條件下生成銅和二氧化碳，C裝置制取氧氣的反應(yīng)條件是常溫，通過裝置內(nèi)壓強的改變，可以實現(xiàn)固體和液體的分離，從而使反應(yīng)停止，氧氣的密度比空氣大，不易溶于水，收集氧氣可以用排水法和向上排空氣法，氧氣有助燃性進行分析；
（2）根據(jù)反應(yīng)原理可知：實驗室制取氨氣屬于固體加熱型，故選發(fā)生裝置A，濃硫酸與氨氣可反應(yīng)，屬于干燥氨氣不能用濃硫酸，要用堿石灰；收集干燥的氣體用排空氣法進行分析；
（3）【猜想】根據(jù)質(zhì)量守恒定律反應(yīng)前后元素種類不變可知紅色物質(zhì)還可能是銅和氧化亞銅 的混合物；氨氣和氧化銅在加熱的條件下是銅、氮氣和水，氨氣使氧化銅被還原為銅，奪取了氧化銅中的氧元素，說明其具有還原性；
【設(shè)計實驗】根據(jù)氧化亞銅可與硫酸反應(yīng)設(shè)計實驗進行檢驗．

解答 解：（1）高錳酸鉀在加熱的條件下生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，化學(xué)方程式為：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，碳和氧化銅在加熱的條件下生成銅和二氧化碳，化學(xué)方程式為：C+2CuO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑，C裝置制取氧氣的反應(yīng)條件是常溫，通過裝置內(nèi)壓強的改變，可以實現(xiàn)固體和液體的分離，從而使反應(yīng)停止，所以制取氧氣 C 裝置與 A 裝置相比，除了操作簡單的優(yōu)點外，還有不用加熱，可以控制反應(yīng)的發(fā)生和停止的優(yōu)點，氧氣的密度比空氣大，不易溶于水，收集氧氣可以用排水法和向上排空氣法，氧氣有助燃性，所以若要測定收集一瓶氧氣所需時間應(yīng)選用D裝置，因為氧氣不易溶于水，若要檢驗氫氣在氧氣中燃燒產(chǎn)物，則氧氣應(yīng)用E裝置收集，因為氧氣密度比空氣大．將帶火星的木炭伸入盛有氧氣的集氣瓶中，觀察到木炭發(fā)出白光，說明氧氣具有助燃性化學(xué)性質(zhì)；
（2）由反應(yīng)原理Ca（OH）₂（固）+2NH₄Cl（固）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂（固）+2H₂O+2NH₃↑可知：實驗室制取氨氣屬于固體加熱型，故選發(fā)生裝置A，濃硫酸與氨氣可反應(yīng)，屬于干燥氨氣不能用濃硫酸，要用堿石灰，收集干燥的氣體用排空氣法，氨氣的相對分子質(zhì)量是14+3=17＜29，所以用向下排空氣法收集；
（3）【猜想】由質(zhì)量守恒定律反應(yīng)前后元素種類不變可知紅色物質(zhì)還可能是銅和氧化亞銅的混合物；
若猜想①成立，則氧化銅全部轉(zhuǎn)化成光亮的紅色固體是銅；硫酸銅白色粉末變藍說明有水的產(chǎn)生；還有一種無色氣態(tài)單質(zhì)，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變，氣體是氮氣，故反應(yīng)的方程式2NH₃+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+N₂+3H₂O；氨氣使氧化銅被還原為銅，奪取了氧化銅中的氧元素，說明其具有還原性；
【設(shè)計實驗】由資料可知：Cu₂O是紅色，易與稀硫酸反應(yīng)生成藍色的硫酸銅溶液，而銅排在順序表中氫的后面，與硫酸不反應(yīng)；所以可取少量紅色物質(zhì)放于試管，向試管中倒入稀硫酸，觀察溶液是否變藍判斷是否含有氧化亞銅．
故答案為：（1）2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，C+2CuO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑，不用加熱，可以控制反應(yīng)的發(fā)生和停止，D，氧氣不易溶于水，E，氧氣密度比空氣大，發(fā)出白光，助燃性；
（2）A，H，F(xiàn)；
（3）【猜想】銅和氧化亞銅的混合物；
2NH₃+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+N₂+3H₂O，還原；
【設(shè)計實驗】

步驟	現(xiàn)象	結(jié)論
取少量紅色物質(zhì)放于試管，向試管中倒入稀硫酸	溶液逐漸變?yōu)樗{色	紅色物質(zhì)中有 Cu2O

點評 本題主要考查常見氣體的發(fā)生裝置與收集裝置的探究，發(fā)生裝置依據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件選擇，收集裝置依據(jù)氣體的密度和溶解性選擇．