Question

【题目】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(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(H2O)，由此计算铜元素相对原子质量。提供的实验仪器及试剂如下(根据需要可重复选用，加入的氯化铵与氢氧化钙的量足以产生使氧化铜完全还原的氨气)：

请回答下列问题：

（1）氨气还原炽热氧化铜的化学方程式为__。

（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→__。

（3）在本实验中，若测得m(CuO)=ag，m(H2O)=bg，则Ar(Cu)=__。

（4）在本实验中，使测定结果Ar(Cu)偏大的是__(填序号)。

①氧化铜未完全起反应 ②氧化铜不干燥 ③氧化铜中混有不反应的杂质 ④碱石灰不干燥 ⑤氯化铵与氢氧化钙混合物不干燥

（5）在本实验中，还可通过测定__和__，或__和__达到实验目的。

Answer 1

【答案】2NH3＋3CuO3Cu＋3H2O＋N2↑ e→b→e -16 ①③ m(CuO) m(Cu) m(Cu) m(H2O)

【解析】

(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，列出关系式计算即可；
(4)根据Ar(Cu)的表达式分析误差；

(1)氨气具有弱还原性，在加热条件下可以被氧化铜氧化，生成物为氮气、铜和水，反应的化学方程式为2NH3＋3CuO3Cu＋3H2O＋N2↑，故答案为：2NH3＋3CuO3Cu＋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: e→b→e；
(3)根据反应方程式2NH3＋3CuO3Cu＋3H2O＋N2↑可知3mol CuO可生成3 H2O，可知氧化铜和水的物质的量相等，所以有以下关系式：=，故解得Ar(Cu)==，所以答案为：-16
(4)由(3)可知得Ar(Cu)=-16

①若CuO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CuO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；答案：①③；

(5)根据2NH3＋3CuO3Cu＋3H2O＋N2↑反应原理，可通过测定称量反应物氧化铜的质量m(CuO)和生成物铜的质量m(Cu)进行计算铜元素相对原子质量；也可以可通过测定称量生成物铜的质量m(Cu)和水的质量计算氧化铜的质量，进而计算铜元素相对原子质量；所以答案：m(CuO)； m(Cu) ；m(Cu)；m(H2O)。