Question

（9分）實驗室用氨氣還原氧化銅的方法測定銅的近似相對原子質(zhì)量,反應(yīng)的化學(xué)方程式為: 2NH₃+3CuON₂+3Cu+3H₂O
試回答:(1)如果選用測定反應(yīng)物CuO和生成物H2O的質(zhì)量[m(CuO)、m(H₂O)]時，請用下列儀器設(shè)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(fù)使用)     ；d中濃硫酸的作用是         ，      ；實驗完畢時觀察到a中的現(xiàn)象是          ；
②列出計算Cu的相對原子質(zhì)量的表達(dá)式           ；
③下列情況將使測定結(jié)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

(1)①b c a c d 吸收未反應(yīng)的氨   防止空氣中水分進(jìn)入   固體由黑色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色 ② ③a、c   (2)a、c

根據(jù)本題的意圖是需要測定反應(yīng)物氧化銅和生成物水的質(zhì)量，從而利用氨和加熱條件下的氧化銅在化學(xué)反應(yīng)中的關(guān)系求出銅的相對原子質(zhì)量。氧化銅的質(zhì)量可直接從所取的藥品稱量中得知，測反應(yīng)生成的水的質(zhì)量時，應(yīng)考慮制得的氨氣中混有的水蒸氣對測量有干擾作用，應(yīng)予以排除，反應(yīng)后的氣體中必然夾雜著未反應(yīng)完的氨氣，吸收水蒸氣時也要考慮不能用濃硫酸作吸收劑，否則會同時吸入水蒸氣和氨氣，造成測量數(shù)據(jù)偏大。
（1）①NH₄Cl和Ca(OH)₂反應(yīng)可生成NH₃，經(jīng)堿石灰干燥后（不能用濃H₂SO₄干燥），因為濃H₂SO₄要吸收NH₃）把NH₃通入a裝置發(fā)生主體反應(yīng)，將反應(yīng)后生成的水蒸氣用C吸收（不能用濃H₂SO₄吸收），因為還有未反應(yīng)的NH₃也可被濃H₂SO₄吸收，這樣測量水的質(zhì)量就偏大，多余的NH₃用濃H₂SO₄吸收，同時也防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入第二個C裝置中。
②2NH₃+3CuO=N₂+3Cu+3H₂O（設(shè)銅的相對原子質(zhì)量為x）
3(x+16)        3×18
m(CuO)       m(H₂O)   x="18" m(CuO)/ m(H₂O)-16
或考慮計算銅的相對原子質(zhì)量的思路是：
n(CuO)=m(H₂O)/18  M(CuO)=m(CuO)/n(H₂O)=18m(CuO)/m(H₂O)  M(Cu)=M(CuO)-16如果測量反應(yīng)前后硬質(zhì)玻璃管的質(zhì)量，則可測出反應(yīng)生成的銅的質(zhì)量，從測得的氧化銅的質(zhì)量可計算銅的相對原子質(zhì)量為：
M(Cu)=m(Cu)/n(CuO)=18m(Cu)/m(H₂O)。
從測得的生成的水的質(zhì)量，也可計算銅的相對原子質(zhì)量為：
M(Cu)=m(Cu)/n(H₂O)=18m(Cu)/m(H₂O)。
③要使測定結(jié)果偏大，則m(H₂O)m要偏小，其中（a）導(dǎo)致m(H₂O)偏小 （b）導(dǎo)致m(H₂O)偏大  （c）相當(dāng)于m(H₂O)偏小。故選a、c。
（2）由于氣體的質(zhì)量難于測量，也難于收集，所以（b）（d）是不可選用的。