Question

15．某化学研究性学习小组的同学在学习了NH₃的性质时讨论：运用类比的思想，既然NH₃具有还原性，能否像H₂那样还原CuO呢？他们设计实验制取NH₃并探究上述问题．请你参与该小组的活动并完成下列研究：
（1）制取NH₃
①写出实验制取NH₃的化学方程式2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；
②在实验室中，还可以用浓氨水与NaOH固体（填写一种试剂）快速制取少量NH₃；
③有同学模仿排饱和食盐水收集氯气的方法，想用排饱和NH₄Cl溶液的方法收集NH₃．你认为他能否达到目的？否（填“能”或“否”）．
（2）该小组中某同学设计了如图所示的实验装置（夹持未画出），探究NH₃的还原性：

①该装置在设计上有一定缺陷，对该装置的改进措施是：在装置A与B之间增加装有碱石灰的干燥管；C装置之后增加尾气吸收装置．
②利用改进后的装置进行实验，充分反应后，观察到CuO全部变为红色物质，无水CuSO₄变蓝色，同时生成一种无污染的气体．写出NH₃与CuO反应的化学方程式3CuO+2NH₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+N₂+3H₂O．
（3）问题讨论
有同学认为：NH₃与CuO反应生成的红色物质中可能含有Cu₂O．已知：Cu₂O是一种碱性氧化物，在酸性溶液中，Cu⁺易发生自身的氧化还原反应（2Cu⁺=Cu+Cu²⁺）．请你设计一个简单的实验检验该红色物质中是否含有Cu₂O．取少量样品，加入稀H₂SO₄，若溶液出现蓝色，说明红色物质中含有Cu₂O，反之，则没有．

Answer 1

分析 （1）①实验室用固体氯化铵和熟石灰粉末混合加热制取氨气，反应的化学方程式为：2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；
②用浓氨水与NaOH固体或生石灰或碱石灰等混合可以迅速制备少量氨气；
③氨气极易溶于水，氯化铵对氨气的溶解性影响不大；
（2）①氯化铵和消石灰反应生成氨气和水，氨气和CuO反应前应先干燥，氨气有毒，需要完全吸收装置；
②由题意“CuO变为红色物质，无水CuSO₄变蓝色，同时生成一种无污染的气体”可知生成物为铜、氮气和水，以此书写化学方程式；
（3）在酸性溶液中，Cu⁺能自身发生氧化还原反应生成Cu与Cu²⁺．

解答 解：（1）①实验室用氯化铵和消石灰反应生成氨气和氯化钙、水，反应的化学方程式为：2NH₄Cl+Ca（OH）₂ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O，
故答案为：2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；
②用浓氨水与NaOH固体或生石灰或碱石灰等混合可以迅速制备少量氨气，
故答案为：NaOH固体（或生石灰或碱石灰等）；
③氨气极易溶于水、氯化铵对氨气在水中的溶解影响不大，所以不能用用排饱和氯化铵溶液的方法收集氨气，
故答案为：否；
（2）①氯化铵和消石灰反应生成氨气和水，氨气和CuO反应前应先干燥，氨气有毒，会污染空气，多余的氨气不能直接排放，需要在C装置后需要连接尾气吸收装置，
故答案为：在装置A与B之间增加装有碱石灰的干燥管；C装置之后增加尾气吸收装置；
②CuO变为红色物质，该红色物质为Cu，无水CuSO₄变蓝色，说明反应生成水，同时生成一种无污染的气体，根据质量守恒及化合价变化可知该气体为氮气，即：氧化铜与氨气反应生成铜、氮气和水，反应的化学方程式为：3CuO+2NH₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+N₂+3H₂O，
故答案为：3CuO+2NH₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+N₂+3H₂O；
（3）在酸性溶液中，Cu⁺能自身发生氧化还原反应生成Cu与Cu²⁺，检验该红色物质中是否含有Cu₂O的实验方案为：取少量样品，加入稀H₂SO₄，若溶液出现蓝色，说明红色物质中含有Cu₂O，反之，则没有，
故答案为：取少量样品，加入稀H₂SO₄，若溶液出现蓝色，说明红色物质中含有Cu₂O，反之，则没有．

点评 本题考查氨气的制备方法及化学性质，题目难度中等，明确氨气的性质及实验基本操作方法是解题关键，试题侧重考查学生的分析、理解能力及化学实验能力．