Question

某校化學研究性學習小組的同學在學習了氨的性質討論：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）該小組中某同學設計了下列所示的實驗裝置（夾持及尾氣入理裝置未畫出），探究氨氣的還原性：
（1）該裝置在設計上有一定缺陷，為保證實驗結果的準確性，對該裝置的改進措施是

 

（2）利用改進后的裝置進行實驗，觀察到CuO變為紅色物質，無水CuSO₄變藍色，同時生成一種無污染的氣體．寫出氨氣與CuO反應的化學方程式

 

（三）問題討論
（1）有同學認為：NH₃與CuO反應生成的紅色物質中可能含有Cu₂O．已知：Cu₂O是種堿性氧化物；在酸性溶液中，Cu⁺的穩定性比Cu²⁺差
（Cu⁺ 

H+

Cu+Cu²⁺）．請你設計一個簡單的實驗檢驗該紅色物質中是否含有Cu₂O．

 

；
（2）在解決了問題（1）后，又有同學提出：Cu₂O與CuO的熱穩定性哪個更強？于是他們進行了如下實驗：取98g Cu（OH）₂固體，加熱至80℃～100℃時，得到黑色固體粉末，繼續加熱到1000℃以上，黑色粉末全部變為紅色粉末A．冷卻后稱量，A的質量為72g．據此可推得，A的化學式為

 

．由此，得到的結論是

 

．

Answer 1

考點：氨的制取和性質

專題：氮族元素

分析：（一）（1）實驗室用固體氯化銨和熟石灰粉末混合加熱制取氨氣；
（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生成氨氣和水，氨氣和CuO反應前應先干燥；
（2）由題意可知生成物為銅、氮氣和水，以此書寫化學方程式；
（三）（1）根據Cu₂O在酸性條件下不穩定的性質分析；
（2）根據顏色變化判斷在不同溫度下的產物，進而判斷穩定性．

解答： 解：（一）（1）實驗室用氯化銨和消石灰反應制備氨氣，反應的化學方程式為2NH₄Cl+Ca（OH）₂ 

△   .

CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O，
故答案為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂ 

△   .

CaCl₂+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，故答案為：NaOH固體或生石灰或堿石灰等；
（二）（1）氯化銨和消石灰反應生成氨氣和水，氨氣和CuO反應前應先干燥，故答案為：在裝置A與B之間增加裝有堿石灰的干燥管；
（2）CuO變為紅色物質，無水CuSO₄變藍色，同時生成一種無污染的氣體，說明生成銅、氮氣和水，反應的化學方程式為3CuO+2NH₃

△   .

3Cu+N₂+3H₂O，
故答案為：3CuO+2NH₃

△   .

3Cu+N₂+3H₂O；
（三）（1）由題中信息可知，Cu₂O是一種堿性氧化物，在酸性溶液中，Cu⁺的穩定性比Cu²⁺差（2Cu⁺=Cu+Cu²⁺），則將Cu₂O加入硫酸中發生：Cu₂O+H₂SO₄=CuSO₄+Cu+H₂O，可觀察到溶液出現藍色，說明紅色物質中含有Cu₂O，反之則沒有，故答案為：取少許樣品，加入稀硫酸，若溶液出現藍色，說明紅色物質中含有Cu₂O，反之則沒有；
（2）取98g Cu（OH）₂固體，即n（ Cu（OH）₂）=1mol，加熱至80℃～100℃時，得到黑色固體粉末，該黑色粉末為CuO，繼續加熱到1000℃以上，黑色粉末全部變為紅色粉末A，則A為Cu₂O，根據反應2Cu（OH）₂

高溫  .

Cu₂O+2H₂O計算可得m（Cu₂O）=n（Cu₂O）×M（Cu₂O）=0.5mol×144g/mol=72g，說明紅色粉末為Cu₂O，且Cu₂O比CuO穩定，故答案為：Cu₂O；CuO比Cu₂O的熱穩定性差．

點評：本題考查銅的化合物的性質探究，題目難度中等，掌握物質性質和實驗基本操作是解題關鍵．