Question

18．如图1是实验室常用气体制备装置，据图回答问题：（资料：浓硫酸与碱石灰都可吸水）

（1）用 A 装置制取氧气的化学方程式是2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，取出试管中的棉花，并在酒精灯上加一灯罩，该装置可进行其它实验，写出有红色金属生成的化学反应方程式C+2CuO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑制取氧气 C 装置与 A 装置相比，除了操作简单的优点外，还有①不用加热；②可以控制反应的发生和停止优点．
若要测定收集一瓶氧气所需时间应选用D装置，因为氧气不易溶于水
若要检验氢气在氧气中燃烧产物，则氧气应用E装置（一个装置）收集，因为
氧气密度比空气大．将带火星的木炭伸入盛有氧气的集气瓶中，
观察到木炭发出白光，说明氧气具有助燃性化学性质．
（2）实验室制取氨气：Ca（OH）₂（固）+2NH₄Cl（固）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂（固）+2H₂O+2NH₃↑，已知氨气有刺激性气味，密度小于空气，极易溶于水，易与硫酸反应，要制取．．并收集干燥…的
氨气，所选装置正确的连接顺序是A→H→F （填字母代号）．
（3）为探究氨气的性质，按图2装置进行实验．观察到黑色粉末变红，白色无水硫酸
铜变蓝，同时反应中还有一种气体单质生成．
【查阅资料】①Cu₂O 是红色，易与稀硫酸反应：
Cu₂O+H₂SO₄═CuSO₄+Cu+H₂O；
②铜不与稀硫酸反应；
③白色无水硫酸铜遇水变蓝
【提出问题】得到的红色物质是什么？
【猜想】①是 Cu；②是 Cu₂O；③是Cu和Cu₂O的混合物．
若猜想①成立，玻璃管中发生反应的化学方程式为2NH₃+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+N₂+3H₂O，从氧化还原反应的角度说明 NH₃具有还原性．
【设计实验】请你设计一个简单的实验来验证红色物质中是否存在 Cu₂O；

步骤	现象	结论
		红色物质中有 Cu2O

Answer 1

分析 （1）根据高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，碳和氧化铜在加热的条件下生成铜和二氧化碳，C装置制取氧气的反应条件是常温，通过装置内压强的改变，可以实现固体和液体的分离，从而使反应停止，氧气的密度比空气大，不易溶于水，收集氧气可以用排水法和向上排空气法，氧气有助燃性进行分析；
（2）根据反应原理可知：实验室制取氨气属于固体加热型，故选发生装置A，浓硫酸与氨气可反应，属于干燥氨气不能用浓硫酸，要用碱石灰；收集干燥的气体用排空气法进行分析；
（3）【猜想】根据质量守恒定律反应前后元素种类不变可知红色物质还可能是铜和氧化亚铜 的混合物；氨气和氧化铜在加热的条件下是铜、氮气和水，氨气使氧化铜被还原为铜，夺取了氧化铜中的氧元素，说明其具有还原性；
【设计实验】根据氧化亚铜可与硫酸反应设计实验进行检验．

解答 解：（1）高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，化学方程式为：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，碳和氧化铜在加热的条件下生成铜和二氧化碳，化学方程式为：C+2CuO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑，C装置制取氧气的反应条件是常温，通过装置内压强的改变，可以实现固体和液体的分离，从而使反应停止，所以制取氧气 C 装置与 A 装置相比，除了操作简单的优点外，还有不用加热，可以控制反应的发生和停止的优点，氧气的密度比空气大，不易溶于水，收集氧气可以用排水法和向上排空气法，氧气有助燃性，所以若要测定收集一瓶氧气所需时间应选用D装置，因为氧气不易溶于水，若要检验氢气在氧气中燃烧产物，则氧气应用E装置收集，因为氧气密度比空气大．将带火星的木炭伸入盛有氧气的集气瓶中，观察到木炭发出白光，说明氧气具有助燃性化学性质；
（2）由反应原理Ca（OH）₂（固）+2NH₄Cl（固）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂（固）+2H₂O+2NH₃↑可知：实验室制取氨气属于固体加热型，故选发生装置A，浓硫酸与氨气可反应，属于干燥氨气不能用浓硫酸，要用碱石灰，收集干燥的气体用排空气法，氨气的相对分子质量是14+3=17＜29，所以用向下排空气法收集；
（3）【猜想】由质量守恒定律反应前后元素种类不变可知红色物质还可能是铜和氧化亚铜的混合物；
若猜想①成立，则氧化铜全部转化成光亮的红色固体是铜；硫酸铜白色粉末变蓝说明有水的产生；还有一种无色气态单质，根据化学反应前后元素的种类不变，气体是氮气，故反应的方程式2NH₃+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+N₂+3H₂O；氨气使氧化铜被还原为铜，夺取了氧化铜中的氧元素，说明其具有还原性；
【设计实验】由资料可知：Cu₂O是红色，易与稀硫酸反应生成蓝色的硫酸铜溶液，而铜排在顺序表中氢的后面，与硫酸不反应；所以可取少量红色物质放于试管，向试管中倒入稀硫酸，观察溶液是否变蓝判断是否含有氧化亚铜．
故答案为：（1）2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，C+2CuO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑，不用加热，可以控制反应的发生和停止，D，氧气不易溶于水，E，氧气密度比空气大，发出白光，助燃性；
（2）A，H，F；
（3）【猜想】铜和氧化亚铜的混合物；
2NH₃+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+N₂+3H₂O，还原；
【设计实验】

步骤	现象	结论
取少量红色物质放于试管，向试管中倒入稀硫酸	溶液逐渐变为蓝色	红色物质中有 Cu2O

点评 本题主要考查常见气体的发生装置与收集装置的探究，发生装置依据反应物的状态和反应条件选择，收集装置依据气体的密度和溶解性选择．