Question

（2010?海南）根据氨气还原氧化铜的反应，可设计测定铜元素相对原子质量A_r（Cu）（近似值）的实验．先称量反应物氧化铜的质量m（CuO），反应完全后测定生成物水的质量m（H₂0），由此计算A_r（Cu）．为此，提供的实验仪器及试剂如下（根据需要可重复选用，加入的NH₄C1与Ca（OH）₂的量足以产生使CuO完全还原的氨气）：
请回答下列问题：
（1）氨气还原炽热氧化铜的化学方程式为

2NH₃+3CuO

△   .

3Cu+3H₂O+N₂

；
（2）从所提供的仪器及试剂中选择并组装本实验的一套合理、简单的装置，按气流方向的连接顺序为（用图中标注的导管口符号表示）a→

e→b→e

；
（3）在本实验中，若测得m（CuO）=a g，m（H₂O）=b g，则A_r（Cu）=

18a

b

-16

；
（4）在本实验中，使测定结果A_r（Cu）偏大的是

①③

 （填序号）；
①Cu0未完全起反应          ②CuO不干燥     ③Cu0中混有不反应的杂质    ④碱石灰不干燥     ⑤NH₄C1与Ca（OH）₂混合物不干燥
（5）在本实验中，还可通过测定

m（CuO）

和

m（Cu）

，或

m（Cu）

和

m（H₂O）

达到实验目的．

Answer 1

分析：（1）氨气具有弱还原性，在加热条件下可以被氧化铜氧化，生成氮气、铜和水；
（2）根据题干可知需测定生成水的质量，生成的氨气需先通过碱石灰干燥、再在与氧化铜反应，最后用碱石灰吸收生成的水，以测得生成水的质量；
（3）由反应方程式可知氧化铜和水的物质的量相等，列出关系式：

a

Ar(Cu)+16

=

b

18

，求出铜元素相对原子质量A_r（Cu）=

18a

b

-16，；
（4）根据A_r（Cu）=

18a

b

-16，从是否影响a或b来分析误差；
（5）根据化学方程式可知也可以通过测定m（CuO）和m（Cu）或m（Cu）和m（H₂O）来达到实验目的．

解答：解：（1）氨气具有弱还原性，在加热条件下可以被氧化铜氧化，反应物为氮气、铜和水，反应的化学方程式为2NH₃+3CuO

△   .

3Cu+3H₂O+N₂，故答案为：2NH₃+3CuO

△   .

3Cu+3H₂O+N₂；
（2）因为需要测定反应后生成物水的质量，所以必需保证通入的氨气是纯净干燥的，由于浓硫酸可以与氨气反应，因此只能通过碱石灰进行干燥，再通入氧化铜进行反应，最后在通入碱石灰吸收反应生成的水，以测得生成水的质量，所以正确的顺序为a→e→b→e，故答案为：a→e→b→e；
（3）根据反应方程式2NH₃+3CuO

△   .

3Cu+3H₂O+N₂；
                         3          3
可知氧化铜和水的物质的量相等，所以有以下关系式：

a

Ar(Cu)+16

=

b

18

，
解得A_r（Cu）=

18a-16b

b

=

18a

b

-16，故答案为：

18a

b

-16；
（4）由（3）可知得A_r（Cu）=

18a

b

-16，
①若Cu0未完全起反应，说明b偏小，结果偏大；
②若CuO不干燥，说明a偏小，b偏大，结果偏低；
③若Cu0中混有不反应的杂质，说明b偏小，结果偏大；
④若碱石灰不干燥，说明氨气干燥不彻底，b偏大，结果偏低；
⑤若NH₄C1与Ca（OH）₂混合物不干燥，但只要氨气干燥彻底，对结果不影响．
所以选项①③正确，故答案为：①③；
（5）根据反应方程式2NH₃+3CuO

△   .

3Cu+3H₂O+N₂，可知也可以通过测定m（CuO）和m（Cu）或m（Cu）和m（H₂O）来达到实验目的，故答案为：m（CuO）和m（Cu）、m（Cu）和m（H₂O）．

点评：本题主要考查氨气的制备、净化、干燥和利用方程式进行的计算以及有关误差分析，一定要认真、细致的分析问题．