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氨是一种重要的化工产品,是氮肥工业及制造硝酸的原料.为探究氨气的性质,某研究性学习小组做了以下实验:(1)实验室用A图所示实验装置及化学药品(其中碱石灰为固体氢氧化钠和
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氨是一种重要的化工产品,是氮肥工业及制造硝酸的原料.为探究氨气的性质,某研究性学习小组做了以下实验:
(1)实验室用A图所示实验装置及化学药品(其中碱石灰为固体氢氧化钠和生石灰的混合物来制取氨气.
①实验室制取氨气的化学方程式为______.
②若用加热碳酸氢铵固体制取纯净的氨气,你认为装置中U型管的作用是______.
(2)在实验中发现E装置中的固体由黑色变为红色,可推测氨气具有______性.
(3)某同学查阅资料发现Cu2O粉末也呈红色,因此推测上述红色固体中可能还含有Cu2O.已知:①Cu2O是碱性氧化物,在酸性溶液中Cu+不稳定,易转化为Cu和Cu2+.
②在空气中高温灼烧时:Cu2O稳定、不分解,而CuO将分解生成Cu2O和O2.
现有浓硝酸、稀硫酸、稀硝酸、氢氧化钠溶液及pH试纸,而没有其他试剂,请用最简便的实验方法证明红色固体中是否含有Cu2O.(简述操作方法、现象和结论)
(4)现有一份一定质量Cu和Cu2O混合物,向其中加入0.4L 3.0mol/L稀硝酸,混合物完全溶解,同时生成4.48L NO(标准状况),向所得溶液中加入一定体积1.0mol/L NaOH溶液恰好使Cu2+沉淀完全,沉淀经洗涤、充分灼烧可得32.0g固体.下列有关说法正确的是【已知:3Cu2O+14HNO3(稀)═6Cu(NO3)2+2NO↑+7H2O】______:
A.加入NaOH溶液的体积为1.2L
B.Cu和Cu2O混合物质量为27.2g
C.混合物完全溶解后溶液中n(H+)=0.3mol
D.将等质量混合物完全还原至少需标准状况下H21.12L.
(1)实验室用A图所示实验装置及化学药品(其中碱石灰为固体氢氧化钠和生石灰的混合物来制取氨气.
①实验室制取氨气的化学方程式为______.
②若用加热碳酸氢铵固体制取纯净的氨气,你认为装置中U型管的作用是______.
(2)在实验中发现E装置中的固体由黑色变为红色,可推测氨气具有______性.
(3)某同学查阅资料发现Cu2O粉末也呈红色,因此推测上述红色固体中可能还含有Cu2O.已知:①Cu2O是碱性氧化物,在酸性溶液中Cu+不稳定,易转化为Cu和Cu2+.
②在空气中高温灼烧时:Cu2O稳定、不分解,而CuO将分解生成Cu2O和O2.
现有浓硝酸、稀硫酸、稀硝酸、氢氧化钠溶液及pH试纸,而没有其他试剂,请用最简便的实验方法证明红色固体中是否含有Cu2O.(简述操作方法、现象和结论)
(4)现有一份一定质量Cu和Cu2O混合物,向其中加入0.4L 3.0mol/L稀硝酸,混合物完全溶解,同时生成4.48L NO(标准状况),向所得溶液中加入一定体积1.0mol/L NaOH溶液恰好使Cu2+沉淀完全,沉淀经洗涤、充分灼烧可得32.0g固体.下列有关说法正确的是【已知:3Cu2O+14HNO3(稀)═6Cu(NO3)2+2NO↑+7H2O】______:
A.加入NaOH溶液的体积为1.2L
B.Cu和Cu2O混合物质量为27.2g
C.混合物完全溶解后溶液中n(H+)=0.3mol
D.将等质量混合物完全还原至少需标准状况下H21.12L.
▼优质解答
答案和解析
(1)①固体氯化铵与氢氧化钙反应生的化学方程式:2NH4Cl+Ca(OH)2═CaCl2+2NH3↑+2H2O;
故答案为:2NH4Cl+Ca(OH)2═CaCl2+2NH3↑+2H2O;
②碳酸氢铵分解除了生成氨气外还生成二氧化碳和水蒸气,要得到纯净干燥的氨气,可用B除去杂质二氧化碳和水蒸气;
(2)氨气通过C装置后,氧化铜由黑色变化为红色,证明氧化铜被还原为铜,可以证明氨气具有还原性;
故答案为:还原性;
(3)依据Cu2O是碱性氧化物,在酸性溶液中Cu+不稳定,易转化为Cu和Cu2+.如果含有Cu2O加入稀硫酸反应生成铜离子溶液显蓝色,
故答案为:取少量样品粉末于试管中,滴加稀硫酸,如果溶液呈蓝色,则样品中含有Cu2O;
(4)设混合物中有xmolCu和ymolCu2O,根据方程式列式:
3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
3 8 3 2
x
x x
x
3Cu2O+14HNO3(稀)═6Cu(NO3)2+2NO↑+7H2O
3 14 6 2
y
y 2y
y
则生成NO的物质的量为:
x+
y=
=0.2mol;
又因为:Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓ Cu(OH)2
CuO+2H2O
1 2 1 1mol 80g
x+2y 2(x+2y) x+2y x+2y 32.0g
怎产生沉淀的质量为:( x+2y )×80g/mol=32g;
将方程式联立:
x+
y=0.2
( x+2y )×80=32
解得:x=0.2(mol) y=0.1(mol)
A.加入的氢氧化钠的物质的量:1.0mol/L×V=x+2y=0.4mol,解得:V=0.4L,故A错误;
B.Cu和Cu2O混合物质量为:0.2mol×64g/mol+0.1mol×144g/mol=27.2g,故B正确;
C.依据氮原子个数守恒,混合物完全溶解溶液中氢离子的物质的量等于剩余硝酸的物质的量=0.4L×3.0mol/L-
=1.0mol,故C错误;
D.氧化亚铜被还原化学方程式为:Cu2O+H2
2Cu+H2O,消耗的氢气的物质的量等于Cu2O的物质的量等于0.1mol,标况下体积为:0.1mol/L×22.4L/mol=2.24L,故D错误;
故选B.
故答案为:2NH4Cl+Ca(OH)2═CaCl2+2NH3↑+2H2O;
②碳酸氢铵分解除了生成氨气外还生成二氧化碳和水蒸气,要得到纯净干燥的氨气,可用B除去杂质二氧化碳和水蒸气;
(2)氨气通过C装置后,氧化铜由黑色变化为红色,证明氧化铜被还原为铜,可以证明氨气具有还原性;
故答案为:还原性;
(3)依据Cu2O是碱性氧化物,在酸性溶液中Cu+不稳定,易转化为Cu和Cu2+.如果含有Cu2O加入稀硫酸反应生成铜离子溶液显蓝色,
故答案为:取少量样品粉末于试管中,滴加稀硫酸,如果溶液呈蓝色,则样品中含有Cu2O;
(4)设混合物中有xmolCu和ymolCu2O,根据方程式列式:
3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
3 8 3 2
x
8 |
3 |
2 |
3 |
3Cu2O+14HNO3(稀)═6Cu(NO3)2+2NO↑+7H2O
3 14 6 2
y
14 |
3 |
2 |
3 |
则生成NO的物质的量为:
2 |
3 |
2 |
3 |
4.48L |
/22.4L/mol |
又因为:Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓ Cu(OH)2
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1 2 1 1mol 80g
x+2y 2(x+2y) x+2y x+2y 32.0g
怎产生沉淀的质量为:( x+2y )×80g/mol=32g;
将方程式联立:
2 |
3 |
2 |
3 |
( x+2y )×80=32
解得:x=0.2(mol) y=0.1(mol)
A.加入的氢氧化钠的物质的量:1.0mol/L×V=x+2y=0.4mol,解得:V=0.4L,故A错误;
B.Cu和Cu2O混合物质量为:0.2mol×64g/mol+0.1mol×144g/mol=27.2g,故B正确;
C.依据氮原子个数守恒,混合物完全溶解溶液中氢离子的物质的量等于剩余硝酸的物质的量=0.4L×3.0mol/L-
4.48L |
22.4mol/L |
D.氧化亚铜被还原化学方程式为:Cu2O+H2
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故选B.
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