题目内容
【题目】根据氨气还原氧化铜的反应,可设计测定铜元素相对原子质量(近似值)的实验。先称量反应物氧化铜的质量m(CuO),反应完全后测定生成物水的质量m(H2O),由此计算铜元素相对原子质量。提供的实验仪器及试剂如下(根据需要可重复选用,加入的氯化铵与氢氧化钙的量足以产生使氧化铜完全还原的氨气):
请回答下列问题:
(1)氨气还原炽热氧化铜的化学方程式为__。
(2)从所提供的仪器及试剂中选择并组装本实验的一套合理、简单的装置,按气流方向的连接顺序为(用图中标注的导管口符号表示)a→__。
(3)在本实验中,若测得m(CuO)=ag,m(H2O)=bg,则Ar(Cu)=__。
(4)在本实验中,使测定结果Ar(Cu)偏大的是__(填序号)。
①氧化铜未完全起反应 ②氧化铜不干燥 ③氧化铜中混有不反应的杂质 ④碱石灰不干燥 ⑤氯化铵与氢氧化钙混合物不干燥
(5)在本实验中,还可通过测定__和__,或__和__达到实验目的。
【答案】2NH3+3CuO3Cu+3H2O+N2↑ e→b→e
-16 ①③ m(CuO) m(Cu) m(Cu) m(H2O)
【解析】
(1)氨气具有弱还原性,在加热条件下可以被氧化铜氧化,生成氮气、铜和水;
(2)根据题干可知需测定生成水的质量,生成的氨气需先通过碱石灰干燥、再在与氧化铜反应,最后用碱石灰吸收生成的水,以测得生成水的质量;
(3)由反应方程式可知氧化铜和水的物质的量相等,列出关系式计算即可;
(4)根据Ar(Cu)的表达式分析误差;
(1)氨气具有弱还原性,在加热条件下可以被氧化铜氧化,生成物为氮气、铜和水,反应的化学方程式为2NH3+3CuO3Cu+3H2O+N2↑,故答案为:2NH3+3CuO
3Cu+3H2O+N2↑;
(2)因为需要测定反应后生成物水的质量,所以必需保证通入的氨气是纯净干燥的,由于浓硫酸可以与氨气反应,因此只能通过碱石灰进行干燥,再通入氧化铜进行反应,最后在通入碱石灰吸收反应生成的水,以测得生成水的质量,所以正确的顺序为a→e→b→e,故答案为: e→b→e;
(3)根据反应方程式2NH3+3CuO3Cu+3H2O+N2↑可知3mol CuO可生成3 H2O,可知氧化铜和水的物质的量相等,所以有以下关系式:
=
,故解得Ar(Cu)=
=
,所以答案为:
-16
(4)由(3)可知得Ar(Cu)=-16
①若CuO未完全起反应,说明b偏小,结果偏大;
②若CuO不干燥,说明a偏小,b偏大,结果偏低;
③若CuO中混有不反应的杂质,说明b偏小,结果偏大;
④若碱石灰不干燥,说明氨气干燥不彻底,b偏大,结果偏低;
⑤若NH4C1与Ca(OH)2混合物不干燥,但只要氨气干燥彻底,对结果不影响,所以选项①③正确;答案:①③;
(5)根据2NH3+3CuO3Cu+3H2O+N2↑反应原理,可通过测定称量反应物氧化铜的质量m(CuO)和生成物铜的质量m(Cu)进行计算铜元素相对原子质量;也可以可通过测定称量生成物铜的质量m(Cu)和水的质量计算氧化铜的质量,进而计算铜元素相对原子质量;所以答案:m(CuO); m(Cu) ;m(Cu);m(H2O)。
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