Question

通过初中一年的化学学习，你已经掌握了实验室制取气体的有关规律，以下是老师提供的一些实验装置，根据下图回答下列问题：

（1）B装置中仪器的名称：甲______，乙______：
（2）在B装置导管处装上橡胶管，并用止水夹夹上后，从甲向乙中注入一定量的水，静止后如图所示，则B装置是否漏气？______（填“漏气”、“不漏气”或“无法确定”）；
（3）如果实验室用A、E组合来制取并收集氧气，A装置的试管口应添加______；写出实验室用A装置制取氧气的化学方程式______：实验结束时应______．
（4）已知氨气密度小于空气，极易于水，具有强烈的刺激性气味，是空气的污染物之一．
某校化学研究性学习小组的同学在查阅资料时得知氨气也有还原性．运用类比的思想，既然氨气具有还原性，能否象CO那样还原CuO呢？于是他们设计实验制取氨气并探究上述问题．请你参与该小组的活动并完成下列研究：
（一）制取氨气
①实验室常用加热氯化铵固体和氢氧化钙固体的混合物来制取氨气，写出反应的化学方程式______．
②制取并收集氨气应选用上图中______组合（填序号）．
（二）性质探究
该小组成员用注射器抽取实验（一）中生成的未经干燥的氨气，按下图装置进行实验，探究氨气还原性并验证其产物．（夹持装置未画出）

③有同学发现该装置在设计上有一定的缺陷，为确保实验结果果的准确性，他认为还应该在A、B之间增加一个干燥装置．于是他选择了下图中的______（填“甲”或“乙”）．（碱石灰是NaOH和CaO固体混合物）

④利用改进后的装置进行实验，观察到黑色粉末变为红色物质，无水CuSO₄变蓝，同时生成一种无污染的气体单质．请写出NH₃与Cu0反应的化学方程式______
（三）问题讨论
⑤有同学认为：NH₃与Cu0反应生成的红色物质也可能是Cu₂0．已知氧化亚铜与稀硫酸反应时，能生成CuS0₄和Cu和水．写出氧化亚铜与稀硫酸反应的化学方程式______请你设计一个简单的实验检验该红色物质中是否含有Cu₂0．______
⑥在解决了上述问题后，又有同学提出：Cu₂0与Cu0的热稳定性哪个更强？于是又他们进行了如下实验：取9.8g Cu（OH）₂固体，加热到80℃C一100℃时，得到黑色固体粉末，继续加热到l000℃以上，黑色粉末全部变成红色粉末A．冷却后称量，A的质量为7.2g．据此可推得A的化学式为______．根据该实验，同学们得出的结论为：______在高温下更稳定．

Answer 1

解：（1）有题目中的图形可知，甲：分液漏斗；乙：锥形瓶；
（2）在B装置导管处装上橡胶管，并用止水夹夹上后，从甲向乙中注入一定量的水，静止后如图所示，则B装置不漏气；
（3）如果实验室用A、E组合来制取并收集氧气，如果加一小团棉花，则一定为高锰酸钾加热制取氧气，故化学方程式为：2KMnO₄K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；先移导管后熄灯，防止水倒流，引起试管炸裂．
（4）①由题意，“实验室常用加热氯化铵固体和氢氧化钙固体的混合物来制取氨气”，可知反应物为：氯化铵固体和氢氧化钙，符合复分解反应特征，故化学方程式为：2NH₄Cl+Ca（OH）₂2NH₃↑+2H₂O+CaCl₂；
②根据制取气体的原则和方法，故制取并收集氨气应选用上图中A、D组合；
③为确保实验结果的准确性，他认为还应该在A、B之间增加一个干燥装置．干燥气体而不能与之反应，故选碱石灰（NaOH和CaO固体混合物），而不应选择浓硫酸；因为浓硫酸会与氨气反应；
④由题意，可知反应物为氨气和氧化铜，生产物为水、铜、氮气，故化学方程式为2NH₃+3Cu03H₂O+3Cu+N₂；
⑤由题意，可知反应物为氧化亚铜与稀硫酸，生产物为CuS0₄和Cu和水，故可书写化学方程式Cu₂0+H₂SO₄=CuS0₄+Cu+H₂O；红色物质中是否含有Cu₂0：考虑生产物中的水会与硫酸铜反应形成蓝色溶液，或白色硫酸铜粉末变蓝；
⑥解：氢氧化铜的物质的量为9.8÷98=0.1摩尔，则知铜元素的物质的量为0.1摩尔，又知红色粉末A的质量为7.2g，推测其化学式的相对分子质量只能为144的氧化亚铜．
故答为：（1）分液漏斗；锥形瓶；
（2）不漏气；
（3）一小团棉花；2KMnO₄K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；先移导管后熄灯；
（4）①2NH₄Cl+Ca（OH）₂2NH₃↑+2H₂O+CaCl₂；②A、D；③乙；④2NH₃+3Cu03H₂O+3Cu+N₂；
⑤Cu₂0+H₂SO₄=CuS0₄+Cu+H₂O；向该红色物质中加入一定量的稀硫酸，观察是否有蓝色溶液或蓝色晶体生成．
⑥Cu₂0；Cu₂0
分析：（1）了解常用仪器的名称、用法、装置选取和连接方法；
（2）掌握检查装置气密性的方法：通过气体发生器与附设的液体构成封闭体系，依据改变体系内压强时产生的现象（如气泡的生成，水柱的形成，液面的升降等）来判断装置气密性的好坏；
（3）如果实验室用A、E组合来制取并收集氧气，如果加一小团棉花，则一定为高锰酸钾加热制取氧气；注意制取氧气的步骤：“查、装、定、点、收、离（移）、熄”谐音“茶庄定点收利息”，步骤不能颠倒．
（4）①由题意，可知反应物为：氯化铵固体和氢氧化钙，符合复分解反应特征，故可书写化学方程式；
②制取气体，选择装置，考虑反应物的状态和反应条件；收集气体的装置，考虑其密度和水溶性；
③因为氧化铜与氨气反应，会有水生成，故为了排除干扰，先把氨气中的水蒸气除掉；
④由题意，可知反应物为氨气和氧化铜，生产物为水、铜、氮气，故可书写化学方程式；
⑤由题意，可知反应物为氧化亚铜与稀硫酸，生产物为CuS0₄和Cu和水，故可书写化学方程式；设计一个简单的实验检验该红色物质中是否含有Cu₂0：考虑生产物中的水会与硫酸铜反应形成蓝色溶液，或白色硫酸铜粉末变蓝．
⑥根据氢氧化铜的质量，求其物质的量；由红色粉末A的质量为7.2g，推测其化学式的相对分子质量，推测其化学式．
点评：掌握气体制取装置的探究方法；了解实验探究物质的性质、变化规律、组成成分及含量的方法；了解检查装置的气密性的方法；了解化学式的计算和推断方法；掌握化学方程式的方法、步骤．