Question

氨氣是一種有強烈刺激性氣味的氣體，不宜直接排放到大氣中．實驗室用氨氣還原氧化銅的方法測定銅的相對原子質量．已知：2NH₄Cl+Ca（OH）₂CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O
2NH₃+3CuON₂+3Cu+3H₂O
2NH₃+H₂SO₄=（NH₄）2SO₄
試回答：
（1）如果選用測定反應物CuO和生成物H₂O的質量[m（CuO），m（H₂O）]，請用下列儀器設計一個簡單的實驗方案．

①儀器連接的順序（用字母編號表示，儀器可重復使用）    ；
②列出計算Cu的相對原子質量的表達式    ；
③下列情況將使測定結果偏大的是    （以下選擇填空不限1個正確答案，均用字母編號填寫）
（a）CuO未全部還原為Cu  （b）CuO受潮  （c）CuO中混有Cu
（2）如果仍采用上述儀器裝置，其他方案可選用測定的物理量有   
（a）m（Cu）和m（CuO） （b）m（N₂）和m（H₂O） （c）m（Cu）和m（H₂O）  （d）m（NH₃）和m（H₂O）

Answer 1

【答案】分析：（1）①根據題給的要求來測量氧化銅和水的質量，考慮到氨氣可以和濃硫酸反應，但是不和堿石灰反應，所以應該用堿石灰來吸收水，而用濃硫酸來吸收氨氣，可以據此答題；
②根據水和氧化銅的質量結合化學方程式2NH₃+3CuON₂+3Cu+3H₂O進行計算即可求出銅的相對原子質量；
③根據②計算的結果可以分析出使測定結果偏大的因素；
（2）根據題給的裝置特點來分析得出可以選用的物質的質量．
解答：解：（1）①根據題給的要求來測量氧化銅和水的質量，考慮到氨氣可以和濃硫酸反應，但是不和堿石灰反應，所以應該用堿石灰來吸收水，而用濃硫酸來吸收氨氣，由于在制取氨氣的過程中要產生水，所以應該先對產生的氨氣進行干燥，即選擇c裝置，然后進行實驗，最后為了防止氨氣污染空氣，所以要用濃硫酸來處理尾氣，即正確的操作順序為：bcacd；
②設銅的相對原子質量為x
2NH₃+3CuON₂+3Cu+3H₂O
     3（x+16）54
      m（CuO）      m（H₂O）

解得x=16
③根據②的解答可以知道如果氧化銅沒有完全被還原或是混有了其他不反應的物質都會導致結算結果偏大，即題給的a中CuO未全部還原為Cu，導致生成水的質量偏小，可以導致計算結果偏大；b氧化銅若受潮，加熱過程水分蒸發，導致測得水的質量偏大；c中含有銅會使產生的水的質量偏小，所以能夠使計算結果偏大的為a和c；
（2）根據化學方程式2NH₃+3CuON₂+3Cu+3H₂O可以知道，我們可以測得的質量為：銅的質量、水的質量即氧化銅的質量，但是氮氣和氨氣的質量不可測定，故只要把銅、水即氧化銅的質量兩兩組合即可．
故答案為：（1）①bcacd；
②-16；
③ac；
（2）ac．
點評：注意分析題給的條件，知道濃硫酸和堿石灰的作用，為了用純凈、干燥的氨氣還原氧化銅，并通過測定生成水的質量來測銅的相對原子質量，要注意先除去氨氣中的雜質，即除去水．