Question

【題目】某校化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)在學(xué)習(xí)了氨的性質(zhì)后討論：運用類比的思想，既然氨氣具有還原性，能否像H2那樣還原CuO呢？他們設(shè)計實驗制取氨氣并探究上述問題。請你參與該小組的活動并完成下列研究：

（一）制取氨氣

（1）寫出實驗制取氨氣的化學(xué)方程式______________________________________；

（2）在實驗室中，還可以用濃氨水與____________（填寫一種試劑）快速制取少量氨氣；

（二）該小組中某同學(xué)設(shè)計了下圖所示的實驗裝置（夾持及尾氣處理裝置未畫出），探究氨氣的還原性：

（1）該裝置在設(shè)計上有一定缺陷，為保證實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性，對該裝置的改進(jìn)措施是____。

（2）利用改進(jìn)后的裝置進(jìn)行實驗，觀察到CuO變?yōu)榧t色物質(zhì)，無水CuSO4變藍(lán)色，同時生成一種無污染的氣體。寫出氨氣與CuO反應(yīng)的化學(xué)方程式：_________________________

（三）問題討論

（1）有同學(xué)認(rèn)為：NH3與CuO反應(yīng)生成的紅色物質(zhì)中可能含有Cu2O。已知：Cu2O是一種堿性氧化物；在酸性溶液中，Cu+的穩(wěn)定性比Cu2+差（Cu+ Cu+Cu2+）。請你設(shè)計一個簡單的實驗檢驗該紅色物質(zhì)中是否含有Cu2O_______________________________________________。

（2）在解決了問題（1）后，又有同學(xué)提出：Cu2O與CuO的熱穩(wěn)定性哪個更強(qiáng)？于是他們進(jìn)行了如下實驗：取98 gCu(OH)2固體，加熱至80℃~100℃時，得到黑色固體粉末，繼續(xù)加熱到1000℃以上，黑色粉末全部變?yōu)榧t色粉末A。冷卻后稱量，A的質(zhì)量為72g。據(jù)此可推得，A的化學(xué)式為____________。由此，得到的結(jié)論是:________________________________。

Answer 1

【答案】2NH4Cl + Ca（OH）2CaCl2 + 2NH3↑+2H2O 生石灰、堿石灰、氫氧化鈉固體（填寫一種試劑）在裝置A與B之間增加裝有堿石灰的干燥管3CuO + 2NH33Cu + N2 + 3H2O取少許樣品，加入稀H2SO4，若溶液出現(xiàn)藍(lán)色，說明紅色物質(zhì)中含有Cu2O反之則沒有Cu2O高溫下，CuO比Cu2O的熱穩(wěn)定性差

【解析】

(一)(1)實驗室用氯化銨和消石灰反應(yīng)制備氨氣,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH4Cl + Ca（OH）2CaCl2 + 2NH3↑+2H2O；

(2)用濃氨水與NaOH固體或生石灰或堿石灰等混合可以迅速制備少量氨氣；

(二)(1)氯化銨和消石灰反應(yīng)生成氨氣和水,氨氣和CuO反應(yīng)前應(yīng)先干燥,在裝置A與B之間增加裝有堿石灰的干燥管，氨氣污染空氣,C裝置后需要連接尾氣吸收裝置；

(2)CuO變?yōu)榧t色物質(zhì),無水硫酸銅變藍(lán)色,同時生成一種無污染的氣體,說明生成銅、氮氣和水,反應(yīng)的化學(xué)方程式為3CuO + 2NH33Cu + N2 + 3H2O；
(三)(1)由題中信息可以知道, Cu2O是一種堿性氧化物,在酸性溶液中, Cu+的穩(wěn)定性比Cu2+差,則將Cu2O加入硫酸中發(fā)生，可觀察到溶液出現(xiàn)藍(lán)色,說明紅色物質(zhì)中含有Cu2O,反之則沒有；

(2) 由題意可知

xCu（OH）2-------CuxO
98x64x+16

9.8g7.2g

解得x=2，所以為A的化學(xué)式為Cu2O，因此得到的結(jié)論高溫下，CuO比Cu2O的熱穩(wěn)定性差。