Question

某課外活動小組欲探究CuO與NH₃反應生成的紅色固體物質的成分，設計了如下實驗裝置（夾持裝置未畫出），請回答下列問題：

信息提示：①實驗中觀察到黑色CuO粉末變?yōu)榧t色物質，同時生成一種無污染氣體；
②Cu₂O為紅色固體，不溶于水，與稀H₂SO₄反應生成Cu、CuSO₄和H₂O．
（1）儀器a的名稱

 

，儀器b中所加固體物質為

 

．
（2）在實驗室中，利用裝置A，還可制取的無色氣體是

 

（填字母）．
A．O₂    B． Cl₂    C．CO₂D．NO₂    E．C₂H₄
（3）裝置B的作用是

 

．
（4）該小組設計的實驗裝置存在的一個明顯缺陷是

 

．
（5）甲同學對生成的紅色固體物質的成分提出了三種假設：
假設①：只含Cu；假設②：

 

；假設③：Cu和Cu₂O的混合物．
（6）為驗證上述假設，乙、丙二位同學分別設計了不同的實驗方案，并得出了相同的結論．
乙同學方案：取反應后所得紅色物質少許于試管中，滴加適量稀H₂SO₄，觀察到紅色物質不溶解、溶液顏色無變化．則假設

 

成立，裝置C中硬質玻璃管內發(fā)生反應的化學方程式為

 

．
丙同學方案：當黑色CuO全部變?yōu)榧t色時，停止加熱，繼續(xù)通入一段時間NH₃．若稱得反應前加入的CuO、粉末質量為ag，空玻璃管的質量為bg，反應結束后玻璃管與紅色物質的總質量為cg（在乙同學實驗之前稱得），則a、b、c三者應滿足的關系為（c-b）：（a+b-c）=

 

．

Answer 1

分析：（1）依據裝置儀器分析回答，濃氨水滴入錐形瓶中利用固體溶解放熱使一水合氨分解生成氨氣，需要選擇氫氧化鈉固體，氧化鈣固體或堿石灰；
（2）裝置A是利用分液漏斗滴入錐形瓶中不加熱反應，制取無色氣體分析判斷；
（3）裝置B是吸收氨氣中的水蒸氣；
（4）氨氣是污染性氣體不能排放到空氣中；
（5）依據紅色固體物質為氧化亞銅和銅分析假設；
（6）依據乙同學的實驗現象可知，生成產物為銅，因為氧化亞銅在酸溶液中會發(fā)生氧化還原反應生成銅離子和銅單質；
丙同學測定的質量（c-a）為反應生成銅的質量；（a+b-c）是反應前后固體質量減小的為氧元素的質量．

解答：解：（1）裝置中儀器a為分液漏斗；儀器b是利用分液漏斗中滴入的氨水使錐形瓶中的固體溶解放熱促進一水合氨分解生成氨氣，氫氧化鈉固體、氧化鈣固體、堿石灰固體，
故答案為：分液漏斗；固體氫氧化鈉或氧化鈣或堿石灰；
（2）利用裝置A，可制取的無色氣體；
A．可以制備O₂，利用固體過氧化鈉和水的反應，故A符合；
B．制備氯氣Cl₂需要加熱，且氯氣為黃綠色氣體，故B不符合；
C．可以制備CO₂ 氣體，利用稀鹽酸滴入大理石上反應生成，故C符合；
D．NO₂是紅棕色氣體，故D不符合；
E．C₂H₄ 是利用乙醇和濃硫酸加熱反應制取，故E不符合；
故選AC；
（3）裝置B吸收氨氣中的水蒸氣，避免水蒸氣影響后續(xù)反應，故答案為：吸收水干燥NH₃ ；
（4）該小組設計的實驗裝置存在的一個明顯缺陷是無尾氣吸收裝置，氨氣是污染性氣體不能排放到空氣中，故答案為：缺少尾氣處理裝置；
（5）紅色物質為銅和氧化亞銅，所以假設為可能只含銅、或只含氧化亞銅、或銅和氧化亞銅混合物，故答案為：只含Cu₂O；
（6）乙同學取反應后所得紅色物質少許于試管中，滴加適量稀H₂SO₄，觀察到紅色物質不溶解、溶液顏色無變化說明是銅，故假設①正確；裝置C中硬質玻璃管內發(fā)生反應的化學方程式為：3CuO+2NH₃

△   .

N₂+3H₂O+3Cu；
丙同學方案：當黑色CuO全部變?yōu)榧t色時，停止加熱，繼續(xù)通入一段時間NH₃．若稱得反應前加入的CuO粉末質量為ag，空玻璃管的質量為bg，反應結束后玻璃管與紅色物質的總質量為cg（在乙同學實驗之前稱得），丙同學測定的質量（c-a）為反應生成銅的質量；（a+b-c）是反應前后固體質量減小的為氧元素的質量；則a、b、c三者應滿足的關系為（c-b）：（a+b-c）=

ag

80g/mol

×64g/mol：

ag

80g/mol

×16g/mol=4：1，
故答案為：①；3CuO+2NH₃

△   .

N₂+3H₂O+3Cu；4：1．

點評：本題考查了物質性質的實驗探究方法和過程分析判斷，物質性質和實驗方法分析是解題關鍵，題目難度中等．