Question

15．制取氨气发生反应为：4NH₃+3O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2N₂+6H₂O，还能还原氧化铜，同时产生水和一种气体单质．如图是某同学制取氨气并测定氧化铜样品（杂质无挥发性，不溶于水且不参加反应）中氧化铜的质量分数的实验．
检查装置气密性后，称量mg样品放入质量为m₁g的玻璃管中，连接A、B、C．

①打开活塞，缓慢加入一定量的浓氨水，一段时间后连接D；
②点燃酒精灯，待充分反应后，停止加热，继续通入氨气；
③冷却后，关闭a并称量剩余固体及玻璃管的质量为m₂g．
试回答：
（1）装置A中生石灰的作用除了减少氨气中溶剂的外，还有的作用是利用生石灰与水放出大量的热，温度升高，使氨气挥发出来；
（2）装置D的作用是吸收氨气和水蒸气，装置C中发生的反应方程式是2NH₃+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$N₂+3Cu+3H₂O；
（3）甲同学认为根据玻璃管的质量之差可求出氧化铜样品中氧化铜的质量分数，该计算式结果为$\frac{5（m+{m}_{1}-{m}_{2}）}{m}×100%$；
（4）在点燃C处的酒精灯之前，通入氨气的作用是排出装置内的空气，发生加热时发生爆炸；
（5）能否通过测量装置D的增重量达到实验目的？

Answer 1

分析 （1）根据生石灰与水反应生成氢氧化钙，放出大量的热，进行分析解答．
（2）装置D中的药品是浓硫酸，具有吸水性，能与氨气反应；C中氨气与氧化铜反应生成铜、水，由质量守恒定律，同时还生成氮气，写出反应的化学方程式即可．
（3）氨气与氧化铜反应生成铜、水和水，由反应的化学方程式，氧化铜减少的质量即为氧化铜中氧元素的质量，进行分析解答．
（4）根据题意，氨气能与氧气反应，据此进行分析解答．
（5）装置D中浓硫酸吸收的是尾气中的氨气和生成的水蒸气，进行分析解答．

解答 解：（1）生石灰与水反应生成氢氧化钙，放出大量的热，装置A中生石灰的作用除了减少氨气中溶剂的外，还有的作用是利用生石灰与水放出大量的热，温度升高，
使氨气挥发出来．
（2）装置D中的药品是浓硫酸，具有吸水性，能与氨气反应，装置D的作用是吸收氨气和水蒸气．
C中氨气与氧化铜反应生成铜、水，由质量守恒定律，同时还生成氮气，反应的化学方程式为：2NH₃+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$N₂+3Cu+3H₂O．
（3）氨气与氧化铜反应生成铜、水和水，由反应的化学方程式，氧化铜减少的质量即为氧化铜中氧元素的质量，称量mg样品放入质量为m₁g的玻璃管中，冷却后关闭a并称量剩余固体及玻璃管的质量为m₂g，则氧化铜中氧元素的质量为mg+m₁g-m₂g=（m+m₁-m₂）g，故氧化铜的质量为（m+m₁-m₂）g×$\frac{64+16}{16}$=5（m+m₁-m₂）g．
氧化铜样品中氧化铜的质量分数为$\frac{5（m+{m}_{1}-{m}_{2}）g}{mg}$×100%=$\frac{5（m+{m}_{1}-{m}_{2}）}{m}×100%$．
（4）氨气能与氧气反应，为防止加热时氨气与空气的混合气体在加热时发生爆炸，在点燃C处的酒精灯之前，要先通入氨气．
（5）装置D中浓硫酸吸收的是尾气中的氨气和生成的水蒸气，故不能通过测量装置D的增重量达到实验目的．
故答案为：（1）利用生石灰与水放出大量的热，温度升高，使氨气挥发出来；
（2）吸收氨气和水蒸气；2NH₃+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$N₂+3Cu+3H₂O；
（3）$\frac{5（m+{m}_{1}-{m}_{2}）}{m}×100%$；
（4）排出装置内的空气，发生加热时发生爆炸；
（5）装置D中吸收的是未反应的氨气和水蒸气，不能通过测量装置D的增重量达到实验目的．

点评 本题有一定难度，明确实验目的与反应原理、氧化钙的化学性质、化学方程式的书写方法、常见气体的性质等是正确解答本题的关键．