Question

15．某化學研究性學習小組的同學在學習了NH₃的性質(zhì)時討論：運用類比的思想，既然NH₃具有還原性，能否像H₂那樣還原CuO呢？他們設計實驗制取NH₃并探究上述問題．請你參與該小組的活動并完成下列研究：
（1）制取NH₃
①寫出實驗制取NH₃的化學方程式2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；
②在實驗室中，還可以用濃氨水與NaOH固體（填寫一種試劑）快速制取少量NH₃；
③有同學模仿排飽和食鹽水收集氯氣的方法，想用排飽和NH₄Cl溶液的方法收集NH₃．你認為他能否達到目的？否（填“能”或“否”）．
（2）該小組中某同學設計了如圖所示的實驗裝置（夾持未畫出），探究NH₃的還原性：

①該裝置在設計上有一定缺陷，對該裝置的改進措施是：在裝置A與B之間增加裝有堿石灰的干燥管；C裝置之后增加尾氣吸收裝置．
②利用改進后的裝置進行實驗，充分反應后，觀察到CuO全部變?yōu)榧t色物質(zhì)，無水CuSO₄變藍色，同時生成一種無污染的氣體．寫出NH₃與CuO反應的化學方程式3CuO+2NH₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+N₂+3H₂O．
（3）問題討論
有同學認為：NH₃與CuO反應生成的紅色物質(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⁺易發(fā)生自身的氧化還原反應（2Cu⁺=Cu+Cu²⁺）．請你設計一個簡單的實驗檢驗該紅色物質(zhì)中是否含有Cu₂O．取少量樣品，加入稀H₂SO₄，若溶液出現(xiàn)藍色，說明紅色物質(zhì)中含有Cu₂O，反之，則沒有．

Answer 1

分析 （1）①實驗室用固體氯化銨和熟石灰粉末混合加熱制取氨氣，反應的化學方程式為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$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；
③氨氣極易溶于水，氯化銨對氨氣的溶解性影響不大；
（2）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，氨氣有毒，需要完全吸收裝置；
②由題意“CuO變?yōu)榧t色物質(zhì)，無水CuSO₄變藍色，同時生成一種無污染的氣體”可知生成物為銅、氮氣和水，以此書寫化學方程式；
（3）在酸性溶液中，Cu⁺能自身發(fā)生氧化還原反應生成Cu與Cu²⁺．

解答 解：（1）①實驗室用氯化銨和消石灰反應生成氨氣和氯化鈣、水，反應的化學方程式為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O，
故答案為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$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）；
③氨氣極易溶于水、氯化銨對氨氣在水中的溶解影響不大，所以不能用用排飽和氯化銨溶液的方法收集氨氣，
故答案為：否；
（2）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，氨氣有毒，會污染空氣，多余的氨氣不能直接排放，需要在C裝置后需要連接尾氣吸收裝置，
故答案為：在裝置A與B之間增加裝有堿石灰的干燥管；C裝置之后增加尾氣吸收裝置；
②CuO變?yōu)榧t色物質(zhì)，該紅色物質(zhì)為Cu，無水CuSO₄變藍色，說明反應生成水，同時生成一種無污染的氣體，根據(jù)質(zhì)量守恒及化合價變化可知該氣體為氮氣，即：氧化銅與氨氣反應生成銅、氮氣和水，反應的化學方程式為：3CuO+2NH₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+N₂+3H₂O，
故答案為：3CuO+2NH₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+N₂+3H₂O；
（3）在酸性溶液中，Cu⁺能自身發(fā)生氧化還原反應生成Cu與Cu²⁺，檢驗該紅色物質(zhì)中是否含有Cu₂O的實驗方案為：取少量樣品，加入稀H₂SO₄，若溶液出現(xiàn)藍色，說明紅色物質(zhì)中含有Cu₂O，反之，則沒有，
故答案為：取少量樣品，加入稀H₂SO₄，若溶液出現(xiàn)藍色，說明紅色物質(zhì)中含有Cu₂O，反之，則沒有．

點評 本題考查氨氣的制備方法及化學性質(zhì)，題目難度中等，明確氨氣的性質(zhì)及實驗基本操作方法是解題關(guān)鍵，試題側(cè)重考查學生的分析、理解能力及化學實驗能力．