Question

（l6分）某校化學研究性學習小組的同學在學習了氨的性質時討論：既然氨氣具有還原性，能否像H₂那樣還原CuO呢？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：

（1）制取氨氣

     ①寫出實驗制取氨氣的化學方程式                                ；

     ②在實驗室中，還可以用濃氨水與         （填寫一種試劑）快速制取少量氨氣；

     ③有同學模仿排飽和食鹽水收集氯氣的方法，想用排飽和氯化鉸溶液的方法收集氨氣。你認為他能否達到目的？         （填“能”或“否”），理由是                         。

（2）該小組中某同學設計了下圖所示的實驗裝置（夾持及尾氣處理裝置未畫出），探究氨氣的還原性：

該裝置在設計上有一定缺陷，為保證實驗結果的準確性，對該裝置的改進措施是

                                                                     ；

②利用改進后的裝置進行實驗，觀察到CuO變為紅色物質，無水CuSO₄變藍色，同時生成一種無污染的氣體寫出氨氣與CuO反應的化學方程式                    。

（3）問題討論

有同學認為：NH₃與CuO反應生成的紅色物質中可能含有Cu₂O。已知：Cu₂O是一種堿性氧化物；在酸性溶液中，Cu⁺ 的穩定性比Cu²⁺ 差（2Cu⁺  Cu+Cu²⁺ ）。請你設計一個簡單的實驗檢驗該紅色物質中是否含有Cu₂O                               。

 

Answer 1

（16分，每空 2分）

（1）①2NH₄Cl+Ca（OH）₂  CaCl₂+2NH₃+2H₂O

②NaOH固體或生石灰或堿石灰等（只要合理就給分，但答NaOH溶液、消石灰等不給分）

③否；氨氣極易溶于水、氯化鉸對氨氣在水中的溶解影響不大

（2）①在裝置A與B之間增加裝有堿石灰的干燥管；C裝置之后增加尾氣吸收裝置。

②3CuO+2NH₃  3Cu+N₂+3H₂O

（3）取少許樣品，加入稀H₂SO₄（或稀鹽酸），若溶液出現藍色，說明紅色物質中含有CU₂O，反之則沒有

解析:（1）實驗室常用熟石灰和氯化銨混合加熱制取，方程式為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂  CaCl₂+2NH₃+2H₂O。因為氨水屬于若電解質存在電離平衡NH₃·H₂ONH₄^＋＋OH^－，因此可以利用氫氧化鈉或生石灰來制取少量氨氣。氨氣極易溶于水，氯化銨對其溶解度影響不大，不能用飽和氯化鉸溶液的方法收集氨氣。

（2）氨氣和氧化銅反應應是干燥的氨氣，且需要有尾氣處理裝置。CuO變為紅色物質，說明被還原生成了單質銅。無水CuSO₄變藍色，說明有水生成。同時生成一種無污染的氣體，說明氨氣被氧化生成氮氣。方程式為2NH₃＋3CuON₂＋3Cu＋3H₂O。

（3）在酸性溶液中，Cu⁺ 的穩定性比Cu²⁺ 差，（即2Cu⁺  Cu+ Cu²⁺ ）。因此可利用生成的Cu²⁺在溶液中顯藍色來驗證，但所用的酸一定不能是氧化性酸。