Question

9．某小组选用如图装置，利用反应2NH₃+3CuO$\stackrel{△}{→}$N₂+3Cu+3H₂O，通过测量生成水的质量[m（H₂O）]来测定Cu的相对原子质量．实验中先称取氧化铜的质量[m（CuO）]为a g．

（1）浓氨水滴入生石灰中能制得NH₃的原因是氨水中存在平衡NH₃+H₂O?NH₃．H₂O?NH₄⁺+OH^-，生石灰吸收浓氨水中的水放出热量，生成OH^-均能使平衡向左移动，从而得到氨气．
（2）甲同学按B-A-E-C-D的顺序连接装置，该方案是否可行不可行，理由是C装置将生成的水和多余的氨气一起吸收，无法测量出生成水的质量．
（3）乙同学按B-A-D-E-C的顺序连接装置，则装置C的作用是吸收未反应的NH₃，防止空气中的水蒸气进入．
（4）丙同学认为乙同学测量的m（H₂O）会偏高，理由是装置B生成的氨气有混有水，故m（H₂O）会偏高，你认为该如何改进？可在装置B和A之间增加装置D
（5）若实验中测得m（H₂O）=b g，则Cu的相对原子质量为$\frac{18a}{b}$-16．（用含a、b的代数式表示）．
（6）若CuO中混有Cu，则该实验测定结果偏大．（选填“偏大”、“偏小”或“不影响”）

Answer 1

分析 （1）生石灰和水反应生成Ca（OH）₂且放出大量热，放出的热量导致溶液温度升高，抑制氨气溶解，氢氧根离子浓度增大抑制一水合氨电离；
（2）甲同学按B-A-E-C-D的顺序连接装置，过程中生成的水和过量氨气会被装置C吸收；
（3）乙同学按B-A-D-E-C的顺序连接装置，装置C可以吸收多余氨气和防止空气中水蒸气进入D影响测定结果；
（4）丙同学认为乙同学测量的m（H₂O）会偏高，可能是氨气中水蒸气进入装置D被吸收，可以用碱石灰吸收干燥生成的氨气再和氧化铜反应；
（5）2NH₃+3CuO$\stackrel{△}{→}$N₂+3Cu+3H₂O，结合化学方程式定量关系计算；
（6）若CuO中混有Cu，氧元素质量减小，测定水质量减小，结合计算定量关系判断结果误差．

解答 解：（1）生石灰和水反应生成Ca（OH）₂且放出大量热，放出的热量导致溶液温度升高，温度越高，导致氨气的溶解度越低；氢氧化钙电离生成氢氧根离子，氢氧根离子浓度增大抑制一水合氨电离，则抑制氨气溶解，所以常用氨水滴入生石灰中制取氨气，浓氨水滴入生石灰中能制得NH₃的原因是：氨水中存在平衡NH₃+H₂O?NH₃．H₂O?NH₄⁺+OH^-，生石灰吸收浓氨水中的水放出热量，生成OH^-均能使平衡向左移动，从而得到氨气，
故答案为：氨水中存在平衡NH₃+H₂O?NH₃．H₂O?NH₄⁺+OH^-，生石灰吸收浓氨水中的水放出热量，生成OH^-均能使平衡向左移动，从而得到氨气；
（2）甲同学按B-A-E-C-D的顺序连接装置，该方案不可行，C装置将生成的水和多余的氨气一起吸收，无法测量出生成水的质量，
故答案为：不可行；C装置将生成的水和多余的氨气一起吸收，无法测量出生成水的质量；
（3）乙同学按B-A-D-E-C的顺序连接装置，则装置C的作用是：吸收未反应的NH₃；防止空气中的水蒸气进入，
故答案为：吸收未反应的NH₃，防止空气中的水蒸气进入；
（4）丙同学认为乙同学测量的m（H₂O）会偏高，可能是装置B生成的氨气有混有水，故m（H₂O）会偏高，可在装置B和A之间增加装置D吸收氨气中水蒸气，减少误差，
故答案为：装置B生成的氨气有混有水，故m（H₂O）会偏高；可在装置B和A之间增加装置D；
（5）反应2NH₃+3CuO$\stackrel{△}{→}$N₂+3Cu+3H₂O，生成水物质的量和氧化铜物质的量相同，若实验中测得m（H₂O）=b g，氧化铜物质的量n=$\frac{bg}{18g/mol}$，实验中先称取氧化铜的质量[m（CuO）]为a g，则Cu的摩尔质量=$\frac{ag}{\frac{bg}{18g/mol}}$-16g/mol，Cu的相对原子质量为：$\frac{18a}{b}$-16，
故答案为：$\frac{18a}{b}$-16；
（6）若CuO中混有Cu，氧元素质量减小，测定水质量减小，b减小则$\frac{18a}{b}$-16值增大，所以若CuO中混有Cu，则该实验测定结果偏大，
故答案为：偏大．

点评 本题考查了物质组成和含量的测定，物质成分和实验操作的理解应用、主要是实验过程的设计，掌握基础是解题关键，题目难度中等．