Question

12．如圖是實驗室常用氣體制備裝置，據(jù)圖回答問題：

（1）用A裝置制取氧氣的化學方程式是2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑．選擇D裝置收集氧氣是因為氧氣密度比空氣大．將帶火星的木炭深入盛有氧氣的集氣瓶中，木炭劇烈燃燒，發(fā)出白光，說明氧氣能支持燃燒，該反應(yīng)的化學方程式為C+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$CO₂．
（2）實驗室制取氨氣：Ca（OH）₂（固）+2NH₄Cl（固）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂（固）+2H₂O+2NH₃↑，要制取并收集干燥的氨氣，所選裝置正確的連接順序是A→G→E（填字母代號）．
（3）為探究氨氣的性質(zhì)，按如圖裝置進行實驗．觀察到黑色粉末變紅，白色無水硫酸銅變藍，同時反應(yīng)中還有一種氣體單質(zhì)生成．
【查閱資料】Cu₂O是紅色，易與稀硫酸反應(yīng)：Cu₂O+H₂SO₄═CuSO₄+Cu+H₂O．
【提出問題】得到的紅色物質(zhì)是什么？
【猜想】①是Cu；②是Cu₂O；③是Cu和Cu₂O的混合物．
若猜想①成立，玻璃管中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為2NH₃+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+N₂+3H₂O，說明NH₃具有還原性．
【設(shè)計實驗】請你設(shè)計一個簡單的實驗來驗證紅色物質(zhì)中是否存在Cu₂O：取少量紅色物質(zhì)放于試管，向試管中倒入稀硫酸，若溶液逐漸變?yōu)樗{色則有Cu₂O，若溶液不變色，則無Cu₂O．

Answer 1

分析 （1）A裝置屬于固體加熱型，試管口無棉花，說明是用加熱氯酸鉀和二氧化錳混合物的方法制取氧氣，據(jù)反應(yīng)原理書寫方程式，氧氣能用向上排空氣法收集是因為氧氣密度比空氣大，并據(jù)現(xiàn)象分析氧氣的性質(zhì)、據(jù)反應(yīng)原理書寫方程式；
（2）據(jù)反應(yīng)原理可知：實驗室制取氨氣屬于固體加熱型，故選發(fā)生裝置A，濃硫酸與氨氣可反應(yīng)，屬于干燥氨氣不能用濃硫酸，要用堿石灰；收集干燥的氣體用排空氣法；
（3）【猜想】據(jù)質(zhì)量守恒定律反應(yīng)前后元素種類不變可知紅色物質(zhì)還可能是銅和氧化亞銅 的混合物；并據(jù)反應(yīng)原理書寫方程式，氨氣使氧化銅被還原為銅，奪取了氧化銅中的氧元素，說明其具有還原性；
【設(shè)計實驗】據(jù)氧化亞銅可與硫酸反應(yīng)設(shè)計實驗進行檢驗．

解答 解：（1）A裝置屬于固體加熱型，試管口無棉花，說明是用加熱氯酸鉀和二氧化錳混合物的方法制取氧氣，反應(yīng)的化學方程式是：2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；氧氣能用向上排空氣法收集是因為氧氣密度比空氣大；將帶火星的木炭伸入盛有氧氣的集氣瓶中，木炭劇烈燃燒，發(fā)出白光，說明氧氣能支持物質(zhì)燃燒，反應(yīng)的化學方程式是：C+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$CO₂；
（2）據(jù)反應(yīng)原理Ca（OH）₂（固）+2NH₄Cl（固）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂（固）+2H₂O+2NH₃↑可知：實驗室制取氨氣屬于固體加熱型，故選發(fā)生裝置A，濃硫酸與氨氣可反應(yīng)，屬于干燥氨氣不能用濃硫酸，要用堿石灰，收集干燥的氣體用排空氣法，氨氣的相對分子質(zhì)量是14+3=17＜29，所以用向下排空氣法收集；
（3）【猜想】據(jù)質(zhì)量守恒定律反應(yīng)前后元素種類不變可知紅色物質(zhì)還可能是銅和氧化亞銅 的混合物；
若猜想①成立，則氧化銅全部轉(zhuǎn)化成光亮的紅色固體是銅；硫酸銅白色粉末變藍說明有水的產(chǎn)生；還有一種無色氣態(tài)單質(zhì)，根據(jù)化學反應(yīng)前后元素的種類不變，氣體是氮氣，故反應(yīng)的方程式2NH₃+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+N₂+3H₂O；氨氣使氧化銅被還原為銅，奪取了氧化銅中的氧元素，說明其具有還原性；
【設(shè)計實驗】由資料可知：Cu₂O是紅色，易與稀硫酸反應(yīng)生成藍色的硫酸銅溶液，而銅排在順序表中氫的后面，與硫酸不反應(yīng)；所以可取少量紅色物質(zhì)放于試管，向試管中倒入稀硫酸，觀察溶液是否變藍判斷是否含有氧化亞銅；
故答案為：（1）2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；氧氣密度比空氣大；支持燃燒；C+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$CO₂；
（2）A；G；E；
（3）【猜想】Cu和Cu₂O的混合物；2NH₃+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+N₂+3H₂O；還原；
【設(shè)計實驗】取少量紅色物質(zhì)放于試管，向試管中倒入稀硫酸，若溶液逐漸變?yōu)樗{色則有Cu₂O，若溶液不變色，則無Cu₂O．

點評 本題為一道較為綜合的實驗探究題，既考查了實驗室氧氣制取的反應(yīng)原理、氧氣的性質(zhì)、氣體的干燥和收集，又考查了氨氣和氧化銅反應(yīng)的相關(guān)知識，解答的關(guān)鍵是從題干敘述的內(nèi)容提取有用的信息，然后結(jié)合已有的課本知識進行解題，難度較大．