Question

6．堿式氯化鎂（ MgOHCl）常用于塑料添加劑，工業(yè)上制備方法較多，其中利用氫氧化鎂和氯化銨混合加熱生成氨氣并得到堿式氯化鎂的工藝屬于我國首創(chuàng)．某科研小組同學(xué)根據(jù)該原理設(shè)計了如圖實驗裝置來制備堿式氯化鎂并探究氨的部分化學(xué)性質(zhì)，其中CuO的質(zhì)量為8.0g．

（1）裝置A中發(fā)生反應(yīng)生成堿式氯化鎂的化學(xué)方程式為Mg（OH）₂+NH₄Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgOHCl+NH₃↑+H₂O．
（2）D裝置中 Na₂O₂的作用是與水反應(yīng)為探究氨的催化氧化提供O₂．
（3）一段時間后，裝置 F中可觀察到的現(xiàn)象是生成紅棕色氣體．
（4）反應(yīng)完畢，裝置C中的8.0g 氧化銅完全反應(yīng)，由黑色變?yōu)榧t色，稱得殘余固體的質(zhì)量為6.8g，且生成的氣體可直接排放到大氣中，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式4CuO+2NH₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu+Cu₂O+N₂+3H₂O；該反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的物質(zhì)的量為0.15  mol．
（5）反應(yīng)完畢，測得裝置G中Cu片和稀硫酸均有剩余，則反應(yīng)后裝置G中還含有的主要溶質(zhì)是硫酸銅  （填名稱）．
（6）實驗室常用NaOH溶液吸收多余的氮氧化物（NO_x）：NO+NO₂+2NaOH-----2NaNO₂+H₂O．設(shè)計實驗驗證產(chǎn)物NaNO₂ 既有氧化性又有還原性．限選試劑：稀硫酸、KI淀粉溶液、雙氧水、酸性 KMnO₄溶液
①取適量NaNO₂ 溶液，加人稀硫酸、KI-淀粉溶液，觀察到溶液變成藍色，證明其具有氧化性．
②設(shè)計實驗證明NaNO₂ 有還原性．

Answer 1

分析 A中反應(yīng)得到MgOHCl，還生成NH₃與H₂O，堿石灰干燥氨氣，C中氨氣與氧化銅反應(yīng)會得到氮氣與水，D中過氧化鈉水反應(yīng)生成氧氣，E中氨氣與氧氣發(fā)生催化氧化，F(xiàn)中NO與氧氣反應(yīng)得到二氧化氮，G中二氧化氮溶解得到硝酸，硝酸與Cu反應(yīng)．
（1）氫氧化鎂與氯化銨再加熱條件下反應(yīng)生成MgOHCl、NH₃與H₂O，據(jù)此書寫方程式；
（2）D中過氧化鈉水反應(yīng)生成氧氣，為E中氨氣與氧氣反應(yīng)提供氧氣；
（3）二氧化氮為紅棕色氣體，F(xiàn)中NO與氧氣反應(yīng)生成二氧化氮；
（4）固體質(zhì)量減少質(zhì)量為減少的氧元素質(zhì)量，再計算CuO中氧元素質(zhì)量，可以判斷紅色固體的組成，紅色物質(zhì)為Cu或Cu₂O或二者混合物，根據(jù)原子守恒和得失電子守恒書寫方程式，根據(jù)Cu元素守恒、紅色固體總質(zhì)量計算組成物質(zhì)的量，進而計算轉(zhuǎn)移電子；
（5）G中二氧化氮溶解得到硝酸，硝酸與Cu反應(yīng)，稀硫酸有剩余，根據(jù)原子守恒可知反應(yīng)后裝置G中還含有的主要溶質(zhì)是硫酸銅；
（6）①說明 NO₂^-有氧化性，則N元素的化合價降低，在酸性條件下，與還原劑KI反應(yīng)即可；
②說明 NO₂^-有還原性，則N元素的化合價升高，與氧化劑KMnO₄反應(yīng)即可．

解答 解：（1）氫氧化鎂與氯化銨再加熱條件下反應(yīng)生成MgOHCl、NH₃與H₂O，反應(yīng)方程式為：Mg（OH）₂+NH₄Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgOHCl+NH₃↑+H₂O，
故答案為：Mg（OH）₂+NH₄Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgOHCl+NH₃↑+H₂O；
（2）E中氨氣與氧氣發(fā)生催化氧化，需反應(yīng)物氧氣，D中過氧化鈉水反應(yīng)2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，生成氧氣，為探究氨的催化氧化提供O₂，
故答案為：與水反應(yīng)為探究氨的催化氧化提供O₂；
（3）F中NO與氧氣反應(yīng)生成紅棕色的二氧化氮氣體，所以一段時間后，裝置 F中觀察到的現(xiàn)象為生成紅棕色氣體，
故答案為：生成紅棕色氣體；
（4）固體質(zhì)量減少質(zhì)量為減少的氧元素質(zhì)量，則減少的氧元素質(zhì)量為8g-6.8g=1.2g，而CuO中氧元素質(zhì)量為8.0g×$\frac{16}{80}$=1.6g＞1.2g，故紅色固體為Cu、Cu₂O混合物，生成的氣體可直接排放到大氣中，為氮氣，所以反應(yīng)方程式為：4CuO+2NH₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu+Cu₂O+N₂+3H₂O，設(shè)Cu、Cu₂O二者物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，則：x+2y=$\frac{8}{80}$（銅元素守恒），64x+144y=6.8（質(zhì)量守恒）解得x=0.05mol，y=0.025mol，則轉(zhuǎn)移電子為0.05mol×2+0.025mol×2=0.15mol，
故答案為：4CuO+2NH₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu+Cu₂O+N₂+3H₂O；0.15；
（5）銅在硫酸中不溶解，但在硝酸中溶解，G中二氧化氮溶解得到硝酸，硝酸與Cu反應(yīng)，因稀硫酸有剩余，根據(jù)原子守恒可知反應(yīng)后裝置G中還含有的主要溶質(zhì)是硫酸銅，
故答案為：硫酸銅；
（6）①碘單質(zhì)與淀粉作用顯示藍色，說明 NO₂^-有氧化性，則N元素的化合價降低，在酸性條件下，與還原劑KI反應(yīng)，所以選擇的試劑為KI-淀粉溶液、稀硫酸，觀察到現(xiàn)象溶液變藍，證明其具有氧化性，故答案為：KI-淀粉溶液；
②說明 NO₂^-有還原性，則N元素的化合價升高，與氧化劑KMnO₄反應(yīng)，驗證方法為：取適量NaNO₂溶液，滴加少許酸性KMnO₄溶液，觀察到溶液褪色，證明其具有還原性，故答案為：取適量NaNO₂溶液，滴入幾滴酸性KMnO₄溶液，觀察到溶液褪色，證明其具有還原性．

點評 本題考查物質(zhì)的制備及性質(zhì)探究實驗，關(guān)鍵是理解各裝置作用，熟練掌握元素化合物性質(zhì)，（4）中注意利用氧元素質(zhì)量變化判斷固體組成，也可以利用Cu元素質(zhì)量確定，（6）中充分利用題目信息進行實驗設(shè)計，題目難度中等．