Question

9．某小組選用如圖裝置，利用反應2NH₃+3CuO$\stackrel{△}{→}$N₂+3Cu+3H₂O，通過測量生成水的質量[m（H₂O）]來測定Cu的相對原子質量．實驗中先稱取氧化銅的質量[m（CuO）]為a g．

（1）濃氨水滴入生石灰中能制得NH₃的原因是氨水中存在平衡NH₃+H₂O?NH₃．H₂O?NH₄⁺+OH^-，生石灰吸收濃氨水中的水放出熱量，生成OH^-均能使平衡向左移動，從而得到氨氣．
（2）甲同學按B-A-E-C-D的順序連接裝置，該方案是否可行不可行，理由是C裝置將生成的水和多余的氨氣一起吸收，無法測量出生成水的質量．
（3）乙同學按B-A-D-E-C的順序連接裝置，則裝置C的作用是吸收未反應的NH₃，防止空氣中的水蒸氣進入．
（4）丙同學認為乙同學測量的m（H₂O）會偏高，理由是裝置B生成的氨氣有混有水，故m（H₂O）會偏高，你認為該如何改進？可在裝置B和A之間增加裝置D
（5）若實驗中測得m（H₂O）=b g，則Cu的相對原子質量為$\frac{18a}$-16．（用含a、b的代數式表示）．
（6）若CuO中混有Cu，則該實驗測定結果偏大．（選填“偏大”、“偏小”或“不影響”）

Answer 1

分析 （1）生石灰和水反應生成Ca（OH）₂且放出大量熱，放出的熱量導致溶液溫度升高，抑制氨氣溶解，氫氧根離子濃度增大抑制一水合氨電離；
（2）甲同學按B-A-E-C-D的順序連接裝置，過程中生成的水和過量氨氣會被裝置C吸收；
（3）乙同學按B-A-D-E-C的順序連接裝置，裝置C可以吸收多余氨氣和防止空氣中水蒸氣進入D影響測定結果；
（4）丙同學認為乙同學測量的m（H₂O）會偏高，可能是氨氣中水蒸氣進入裝置D被吸收，可以用堿石灰吸收干燥生成的氨氣再和氧化銅反應；
（5）2NH₃+3CuO$\stackrel{△}{→}$N₂+3Cu+3H₂O，結合化學方程式定量關系計算；
（6）若CuO中混有Cu，氧元素質量減小，測定水質量減小，結合計算定量關系判斷結果誤差．

解答 解：（1）生石灰和水反應生成Ca（OH）₂且放出大量熱，放出的熱量導致溶液溫度升高，溫度越高，導致氨氣的溶解度越低；氫氧化鈣電離生成氫氧根離子，氫氧根離子濃度增大抑制一水合氨電離，則抑制氨氣溶解，所以常用氨水滴入生石灰中制取氨氣，濃氨水滴入生石灰中能制得NH₃的原因是：氨水中存在平衡NH₃+H₂O?NH₃．H₂O?NH₄⁺+OH^-，生石灰吸收濃氨水中的水放出熱量，生成OH^-均能使平衡向左移動，從而得到氨氣，
故答案為：氨水中存在平衡NH₃+H₂O?NH₃．H₂O?NH₄⁺+OH^-，生石灰吸收濃氨水中的水放出熱量，生成OH^-均能使平衡向左移動，從而得到氨氣；
（2）甲同學按B-A-E-C-D的順序連接裝置，該方案不可行，C裝置將生成的水和多余的氨氣一起吸收，無法測量出生成水的質量，
故答案為：不可行；C裝置將生成的水和多余的氨氣一起吸收，無法測量出生成水的質量；
（3）乙同學按B-A-D-E-C的順序連接裝置，則裝置C的作用是：吸收未反應的NH₃；防止空氣中的水蒸氣進入，
故答案為：吸收未反應的NH₃，防止空氣中的水蒸氣進入；
（4）丙同學認為乙同學測量的m（H₂O）會偏高，可能是裝置B生成的氨氣有混有水，故m（H₂O）會偏高，可在裝置B和A之間增加裝置D吸收氨氣中水蒸氣，減少誤差，
故答案為：裝置B生成的氨氣有混有水，故m（H₂O）會偏高；可在裝置B和A之間增加裝置D；
（5）反應2NH₃+3CuO$\stackrel{△}{→}$N₂+3Cu+3H₂O，生成水物質的量和氧化銅物質的量相同，若實驗中測得m（H₂O）=b g，氧化銅物質的量n=$\frac{bg}{18g/mol}$，實驗中先稱取氧化銅的質量[m（CuO）]為a g，則Cu的摩爾質量=$\frac{ag}{\frac{bg}{18g/mol}}$-16g/mol，Cu的相對原子質量為：$\frac{18a}$-16，
故答案為：$\frac{18a}$-16；
（6）若CuO中混有Cu，氧元素質量減小，測定水質量減小，b減小則$\frac{18a}$-16值增大，所以若CuO中混有Cu，則該實驗測定結果偏大，
故答案為：偏大．

點評 本題考查了物質組成和含量的測定，物質成分和實驗操作的理解應用、主要是實驗過程的設計，掌握基礎是解題關鍵，題目難度中等．