题目内容

氨气(NH3)极易于水,其水溶液显碱性.实验室欲可用氨气代替氢气还原氧化铜,并测定铜的相对原子质量,该反应生成物为氮气、铜和水.实验装如下图所示:实验完成后测定铜和生成水的质量分别为m(Cu)和m(H2O).试回答下列问题:

(1)写出标有字母仪器的名称:a
 
b
 
.
(2)写出氨气还原氧化铜的化学方程式:
 
.
(3)装置A的作用是:
 
.
(4)装置C的作用是:
 
.
(5)装置D的作用是:
 
.
(6)请写出计算铜的相对原子质量的数学表达式:
 
.
(7)若无D装置,则计算出来的铜相对原子质量是偏
 
(填高、低或不变)
考点:实验探究物质的性质或变化规律,常见气体的检验与除杂方法,根据化学反应方程式的计算
专题:科学探究
分析:(1)熟记常用化学仪器;
(2)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;则可书写化学方程式;
(3)考虑氧化钙与水反应,干燥作用;
(4)考虑吸收氨气与氧化铜反应生成的水;
(5)考虑浓硫酸与氨气反应;
(6)通入硬试管中的氢气要干燥,第一个装有碱石灰的U形管的作用是除去氢气中的水分;由装置图与实验原理可知,第二个装有碱石灰的U形管的作用是用于吸收反应产生的水,根据水的质量测定铜元素的相对原子质量Ar(Cu),
(7)考虑D装置的作用.
解答:解:测定Cu元素相对原子质量的实验过程为:先称量CuO的质量,完全反应后测定生成水的质量,由此可知需测定生成水的质量,由于氨气(NH3)是碱性气体,不能用浓硫酸进行干燥;生成的氨气需先通过氧化钙干燥、再与氧化铜反应,并把还原氧化铜后生成的水用不能吸收剩余氨气的氧化钙吸收,最后反应后剩余的氨气用浓硫酸吸收处理,以防止造成空气污染.
(1)标有字母仪器的名称:a为酒精灯,b为铁架台;
(2)氨气具有弱还原性,在加热条件下可以被氧化铜氧化,反应物为氮气、铜和水,反应的化学方程式为2NH3+3CuO
  △  
.
 
3Cu+3H2O+N2,
(3)装置A的作用是:干燥潮湿的氨气.
(4)装置C的作用是:吸收氨气与氧化铜反应生成的水.
(5)装置D的作用是:吸收过量的氨气,防止造成空气污染.
(6)设测定的氧化铜质量为A、生成水的质量为B,设铜的相对原子质量为Ar(Cu),
3CuO+2NH3
  △  
.
 
3Cu+N2+3H2O
3Ar(Cu)+48         54
A                    B
则
3Ar(Cu)+48
54
=
A
B
,解得 Ar(Cu)=
18A
B
-16
.
(7)因为氧化钙不能吸收剩余氨气,装置D的作用除了吸收氨气,还隔离了空气中的水,如果没有的话,算得结果会偏小.
故答案为:
(1)酒精灯,铁架台;
(2)2NH3+3CuO
  △  
.
 
3Cu+3H2O+N2,
(3)干燥潮湿的氨气.
(4)吸收氨气与氧化铜反应生成的水.
(5)吸收过量的氨气,防止造成空气污染.
(6)Ar(Cu)=
18A
B
-16
.
(7)不变.
点评:本题主要考查氨气的制备、净化、干燥和利用方程式进行的计算以及有关误差分析,一定要认真、细致的分析问题.
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