Question

（2010?海南）根據(jù)氨氣還原氧化銅的反應，可設(shè)計測定銅元素相對原子質(zhì)量A_r（Cu）（近似值）的實驗．先稱量反應物氧化銅的質(zhì)量m（CuO），反應完全后測定生成物水的質(zhì)量m（H₂0），由此計算A_r（Cu）．為此，提供的實驗儀器及試劑如下（根據(jù)需要可重復選用，加入的NH₄C1與Ca（OH）₂的量足以產(chǎn)生使CuO完全還原的氨氣）：
請回答下列問題：
（1）氨氣還原熾熱氧化銅的化學方程式為

2NH₃+3CuO

△   .

3Cu+3H₂O+N₂

；
（2）從所提供的儀器及試劑中選擇并組裝本實驗的一套合理、簡單的裝置，按氣流方向的連接順序為（用圖中標注的導管口符號表示）a→

e→b→e

；
（3）在本實驗中，若測得m（CuO）=a g，m（H₂O）=b g，則A_r（Cu）=

18a

b

-16

；
（4）在本實驗中，使測定結(jié)果A_r（Cu）偏大的是

①③

 （填序號）；
①Cu0未完全起反應          ②CuO不干燥     ③Cu0中混有不反應的雜質(zhì)    ④堿石灰不干燥     ⑤NH₄C1與Ca（OH）₂混合物不干燥
（5）在本實驗中，還可通過測定

m（CuO）

和

m（Cu）

，或

m（Cu）

和

m（H₂O）

達到實驗目的．

Answer 1

分析：（1）氨氣具有弱還原性，在加熱條件下可以被氧化銅氧化，生成氮氣、銅和水；
（2）根據(jù)題干可知需測定生成水的質(zhì)量，生成的氨氣需先通過堿石灰干燥、再在與氧化銅反應，最后用堿石灰吸收生成的水，以測得生成水的質(zhì)量；
（3）由反應方程式可知氧化銅和水的物質(zhì)的量相等，列出關(guān)系式：

a

Ar(Cu)+16

=

b

18

，求出銅元素相對原子質(zhì)量A_r（Cu）=

18a

b

-16，；
（4）根據(jù)A_r（Cu）=

18a

b

-16，從是否影響a或b來分析誤差；
（5）根據(jù)化學方程式可知也可以通過測定m（CuO）和m（Cu）或m（Cu）和m（H₂O）來達到實驗目的．

解答：解：（1）氨氣具有弱還原性，在加熱條件下可以被氧化銅氧化，反應物為氮氣、銅和水，反應的化學方程式為2NH₃+3CuO

△   .

3Cu+3H₂O+N₂，故答案為：2NH₃+3CuO

△   .

3Cu+3H₂O+N₂；
（2）因為需要測定反應后生成物水的質(zhì)量，所以必需保證通入的氨氣是純凈干燥的，由于濃硫酸可以與氨氣反應，因此只能通過堿石灰進行干燥，再通入氧化銅進行反應，最后在通入堿石灰吸收反應生成的水，以測得生成水的質(zhì)量，所以正確的順序為a→e→b→e，故答案為：a→e→b→e；
（3）根據(jù)反應方程式2NH₃+3CuO

△   .

3Cu+3H₂O+N₂；
                         3          3
可知氧化銅和水的物質(zhì)的量相等，所以有以下關(guān)系式：

a

Ar(Cu)+16

=

b

18

，
解得A_r（Cu）=

18a-16b

b

=

18a

b

-16，故答案為：

18a

b

-16；
（4）由（3）可知得A_r（Cu）=

18a

b

-16，
①若Cu0未完全起反應，說明b偏小，結(jié)果偏大；
②若CuO不干燥，說明a偏小，b偏大，結(jié)果偏低；
③若Cu0中混有不反應的雜質(zhì)，說明b偏小，結(jié)果偏大；
④若堿石灰不干燥，說明氨氣干燥不徹底，b偏大，結(jié)果偏低；
⑤若NH₄C1與Ca（OH）₂混合物不干燥，但只要氨氣干燥徹底，對結(jié)果不影響．
所以選項①③正確，故答案為：①③；
（5）根據(jù)反應方程式2NH₃+3CuO

△   .

3Cu+3H₂O+N₂，可知也可以通過測定m（CuO）和m（Cu）或m（Cu）和m（H₂O）來達到實驗目的，故答案為：m（CuO）和m（Cu）、m（Cu）和m（H₂O）．

點評：本題主要考查氨氣的制備、凈化、干燥和利用方程式進行的計算以及有關(guān)誤差分析，一定要認真、細致的分析問題．