Question

某校化学研究性学习小组的同学在学习了氨的性质后讨论：运用类比的思想，既然氨气具有还原性，氨气能否像H₂那样还原CuO呢？他们设计实验制取氨气并探究上述问题．请你参与该小组的活动并完成下列研究：
（一）制取氨气
（1）实验室常用加热氯化铵固体和氢氧化钙固体的混合物来制取氨气，写出反应的化学方程式

 

．
（2）实验室还可在

 

（填一种试剂）中滴加浓氨水的方法快速制取少量氨气．
（二）实验探究
该小组成员设计实验探究氨气还原性及其产物，实验装置（夹持及尾气处理装置未画出）图如下：

（1）该装置在设计上有一定的缺陷，为确保实验结果的准确性，你对该装置的改进措施是

 

．
（2）利用改进后的装置进行实验，观察到CuO变为红色物质，无水CuSO₄变蓝，同时生成一种无污染的气体．请写出NH₃与CuO反应的化学方程式

 

．
（三）问题讨论
（1）有同学认为：NH₃与CuO反应生成的红色物质中可能含有Cu₂O．已知Cu₂O是红色粉末，在酸性溶液中，Cu⁺能自身发生氧化还原反应生成Cu²⁺和Cu．请你设计一个简单的实验检验该红色物质中是否含有Cu₂O：

 

（2）在解决了问题（1）后，又有同学提出：Cu₂O与CuO的热稳定性哪个更强？于是他们进行了如下实验：取98g Cu（OH）₂固体，加热到80℃～100℃时，得到黑色固体粉未，继续加热到1000℃以上，黑色粉未全部变成红色粉未A．冷却后称量，A的质量为72g．
据此可推得A为

 

，请写出上述过程中发生反应的两个化学方程式

 

，

 

，由此得到的结论是

 

．

Answer 1

考点：氨的制取和性质

专题：氮族元素

分析：（一）制取氨气（1）实验室用氯化铵和消石灰反应制备氨气，依据化学反应方程式书写注意事项回答即可；
（2）用浓氨水与NaOH固体或生石灰或碱石灰等混合可以迅速制备少量氨气；
（二）（1）氯化铵和消石灰反应生成氨气和水，氨气和CuO反应前应先干燥；
（2）由题意可知生成物为铜、氮气和水，以此书写化学方程式；
（三）（1）根据Cu₂O在酸性条件下不稳定的性质分析；
（2）根据颜色变化判断在不同温度下的产物，进而判断稳定性．

解答： 解：（一）（1）实验室用氯化铵和消石灰反应制备氨气，反应的化学方程式为2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△   .

CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O，故答案为：2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△   .

CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；
（2）用浓氨水与NaOH固体或生石灰或碱石灰等混合可以迅速制备少量氨气，故答案为：NaOH固体（或生石灰或碱石灰等）；
（二）（1）氯化铵和消石灰反应生成氨气和水，氨气和CuO反应前应先干燥，
故答案为：在装置A与B之间增加装有碱石灰的干燥管；
（4）CuO变为红色物质，无水CuSO₄变蓝色，同时生成一种无污染的气体，说明生成铜、氮气和水，反应的化学方程式为3CuO+2NH₃

△   .

3Cu+N₂+3H₂O，
故答案为：3CuO+2NH₃

△   .

3Cu+N₂+3H₂O；
（三）（1）由题中信息可知，Cu₂O是一种碱性氧化物，在酸性溶液中，Cu⁺的稳定性比Cu²⁺差（2Cu⁺=Cu+Cu²⁺），则将Cu₂O加入硫酸中发生：Cu₂O+H₂SO₄=CuSO₄+Cu+H₂O，可观察到溶液出现蓝色，说明红色物质中含有Cu₂O，反之则没有，故答案为：取少许样品，加入稀硫酸，若溶液出现蓝色，说明红色物质中含有Cu₂O，反之则没有；
（2）取98g Cu（OH）₂固体，即n（ Cu（OH）₂）=1mol，加热至80℃～100℃时，得到黑色固体粉末，该黑色粉末为CuO，继续加热到1000℃以上，黑色粉末全部变为红色粉末A，则A为Cu₂O，根据反应2Cu（OH）₂

高温  .

Cu₂O+2H₂O计算可得m（Cu₂O）=n（Cu₂O）×M（Cu₂O）=0.5mol×144g/mol=72g，说明红色粉末为Cu₂O，且Cu₂O比CuO稳定，故答案为：Cu₂O；2Cu（OH）₂

高温  .

Cu₂O+2H₂O；CuO+Cu（OH）₂

高温  .

Cu₂O+2H₂O；CuO比Cu₂O的热稳定性差．

点评：本题考查氨气的制备方法及化学性质，题目难度中等，明确氨气的性质及实验基本操作方法是解题关键，试题侧重考查学生的分析、理解能力及化学实验能力．