Question

某校化學研究性學習小組的同學在學習了氨的性質(zhì)后討論：運用類比的思想，既然氨氣具有還原性，能否象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）實驗室常用加熱氯化銨固體和氫氧化鈣固體的混合物來制取氨氣，寫出反應的化學方程式                                         ?      。
（2）實驗室還可在      ?   （填一種試劑）中滴加濃氨水的方法快速制取少量氨氣。
（二）實驗探究
該小組成員設計實驗探究氨氣還原性及其產(chǎn)物，實驗裝置（夾持及尾氣處理裝置未畫出）圖如下：
（1）該裝置在設計上有一定的缺陷，為確保實驗結(jié)果的準確性，你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?yōu)榧t色物質(zhì)，無水CuSO₄變藍，同時生成一種無污染的氣體。請寫出NH₃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(zhì)中可能含有Cu₂O。已知Cu₂O是紅色粉末，是一種堿性氧化物，在酸性溶液中，Cu⁺能自身發(fā)生氧化還原反應生成Cu²⁺和Cu。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：     ?                
（2）在解決了問題（1）后，又有同學提出：Cu₂O與CuO的熱穩(wěn)定性哪個更強？于是他們進行了如下實驗：取98 g Cu(OH)₂固體，加熱到80℃~100℃時，得到黑色固體粉未，繼續(xù)加熱到1000℃以上，黑色粉未全部變成紅色粉未A。冷卻后稱量，A的質(zhì)量為72 g。據(jù)此可推得A為   ?   ，由此得到的結(jié)論是                          ?     。

Answer 1

（一）（1）2NH₄Cl+Ca(OH)₂    ^△   CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O （2分）
（2）氫氧化鈉固體（或生石灰或堿石灰） （1分）
（二）（1）在裝置A和B之間增加裝有堿石灰的干燥管 （2分）
（2）3CuO+2NH₃    ^△   3Cu+N₂+3H₂O （2分）
（三）（1）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 （2分）
（2）Cu₂O （2分）  CuO比Cu₂O的熱穩(wěn)定性差 （1分）

本題綜合考查了氨氣的性質(zhì)、對實驗方案的評價和改進、實驗方案的設計。
（一）實驗室制氨氣利用NH₄⁺+OH^- NH₃·H₂O NH₃↑+ H₂O的平衡移動實現(xiàn)。故把濃氨水滴入堿石灰或是氫氧化鈉固體中，吸水有利平衡正向移動，且放出的熱也有利平衡正向移動。
（二）無水硫酸銅在B后用來檢驗產(chǎn)物是否含水，但制的氨氣未干燥故會產(chǎn)生干擾，所以要先干燥氨氣再檢驗是否有水生成。
（三）實驗設計的出發(fā)點還是物質(zhì)性質(zhì)上的差異。由題意可知，Cu₂O可以和非氧化性的酸溶液反應，最終生成Cu²⁺和Cu。而紅色的單質(zhì)Cu則不能和非氧化性的酸溶液反應。所以利用非氧化性的酸（稀硫酸、鹽酸），看是否有Cu²⁺生成來檢驗。
由產(chǎn)物顏色可以判斷為Cu₂O，說明高溫下穩(wěn)定好的才能最終存在。