Question

8．化学小组根据氨气还原氧化铜的反应，设计实验测定Cu元素的相对原子质量．已知：①2NH₄Cl+Ca（OH）₂═CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O   ②氨气（NH₃）是碱性气体
请结合下图回答问题．

（1）将纯净干燥的氨气通入B中，观察到玻璃管内黑色固体变为亮红色，管口有液滴，同时生成空气中含量最多的气体，写出B中发生反应的化学方程式为3CuO+2NH₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+N₂+3H₂O．
（2）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，由此计算出Cu元素的相对原子质量．
Ⅰ．小组同学利用上图进行实验，装置连接的合理顺序是（填序号，装置可重复使用）③．
Ⅱ．在本实验中，使测定结果偏大的原因可能是①③（填序号）；
①CuO未完全起反应               ②CuO不干燥
③CuO中混有不反应的杂质         ④NH₄Cl与Ca（OH）₂混合物不干燥
Ⅲ．在本实验中，还通过测定CuO和Cu的质量达到实验目的．

Answer 1

分析 （1）根据氨气还原氧化铜反应的现象，判断反应的生成物，其中空气中含量最多的气体是氮气，写出反应的化学方程式；
（2）Ⅰ．根据实验设想，在所提供的装置中选择简单、合理的装置组装能实现实验目的实验装置；
Ⅱ．分析所提供因素对实验结果的影响，判断其中会导致测定结果偏大的因素；
Ⅲ．根据对实验的理解，为达到测定目的，判断还可以采取的测量值．

解答 解：（1）将纯净干燥的氨气通入B中，观察到玻璃管内黑色固体变为亮红色，管口有液滴，同时生成空气中含量最多的气体；亮红色固体是铜，管口的液滴是水，空气中含量最多气体是氮气，化学方程式为：3CuO+2NH₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+N₂+3H₂O；
（2）Ⅰ．测定Cu元素相对原子质量的实验过程为：先称量CuO的质量，完全反应后测定生成水的质量，由此可知需测定生成水的质量，由于氨气（NH₃）是碱性气体，不能用浓硫酸进行干燥；生成的氨气需先通过氢氧化钠干燥、再与氧化铜反应，并把还原氧化铜后生成的水用不能吸收剩余氨气的氢氧化钠吸收，最后反应后剩余的氨气用浓硫酸吸收处理，以防止造成空气污染．故装置连接合理的是ADBDC．
Ⅱ．设测定的氧化铜质量为A、生成水的质量为B，设铜的相对原子质量为m，
3CuO+2NH₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+N₂+3H₂O
3m+48                54
A                     B
$\frac{3m+48}{A}$=$\frac{54}{B}$
m=$\frac{18A}{B}$-16
①若Cu0未完全起反应，导致生成水的质量偏小，即B偏小，测定结果偏大；
②若CuO不干燥，加热过程水分蒸发，导致测得水的质量偏大，测定结果偏小；
③若Cu0中混有不反应的杂质，导致生成水的质量偏小，即B偏小，测定结果偏大；
④若NH₄C1与Ca（OH）₂混合物不干燥，但只要氨气干燥彻底，对氨气还原氧化铜的实验不产生影响．
故选项①③正确．
Ⅲ．根据反应的化学方程可发现，通过测定氧化铜与铜或铜与水等质量，也可计算出铜元素的相对原子质量．
故答案为：（1）3CuO+2NH₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+N₂+3H₂O；
（2）Ⅰ．③；
Ⅱ．①③；
Ⅲ．CuO和Cu．

点评 本题有一定难度，考查同学们新信息获取、处理及灵活运用所学知识进行解题的能力，从题干叙述的内容抽取有用的信息是正确解题的关键．