Question

【題目】堿式氯化鎂(MgOHCl)常用作塑料添加劑，工業(yè)上制備方法較多，其中利用氫氧化鎂熱分解氯化銨制氨氣并得到堿式氯化鎂的工藝屬于我國首創(chuàng)。某中學(xué)科研小組根據(jù)該原理設(shè)計(jì)如下裝置圖進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)，裝置C中CuO的質(zhì)量為8.0g。

請(qǐng)回答下列問題：

(1)裝置A中發(fā)生反應(yīng)生成堿式氯化鎂的化學(xué)方程式為：______________。

(2)裝置D中生成沉淀，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___________________。

(3)反應(yīng)過程中持續(xù)通入N2的作用有兩點(diǎn)：一是：將裝置A中產(chǎn)生的氨氣完全導(dǎo)出，二是：_______________________。

(4)反應(yīng)完畢，裝置C中的氧化銅全部由黑色變?yōu)榧t色，稱其質(zhì)量為6.8g，且生成的氣體可直接排放到大氣中，該反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為_______mol。

(5)請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案證明裝置C中的氧化銅反應(yīng)完全后得到的紅色固體中含有氧化亞銅。已知：①Cu2O+2H＋=Cu2＋+Cu+H2O

②限選試劑：2 mol·L-1H2SO4溶液、濃硫酸、2 mol·L-1HNO3溶液、10 mol·L-1 HNO3溶液

實(shí)驗(yàn)步驟	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟1：取反應(yīng)后裝置C中的少許固體于試管中
步驟2：______________________________	_____________________

Answer 1

【答案】Mg(OH)2+NH4Cl=MgOHCl+NH3↑+H2O Al3++3NH3H2O=Al(OH)3 ↓+3NH4+ 防止倒吸 0.15 向試管中加入2mol/LH2SO4溶液 溶液中出現(xiàn)藍(lán)色，說明紅色固體中含有Cu2O

【解析】

利用氫氧化鎂和氯化銨加熱分解制氨氣并得到堿式氯化鎂(MgOHCl)，為了使反應(yīng)產(chǎn)生的氨氣完全導(dǎo)出并被稀硫酸充分吸收，并還能防止裝置D中的氯化鋁溶液倒吸入裝置C，反應(yīng)過程中持續(xù)通入N2，氨氣極易溶于水，堿石灰吸收水蒸汽，可以用堿石灰來干燥氨氣，氨水可以和氯化鋁之間反應(yīng)生成氫氧化鋁，氨氣的尾氣處理用水吸收；

(1)根據(jù)題目信息：利用氫氧化鎂、氯化銨加熱分解制氨氣并得到堿式氯化鎂(MgOHCl)來書寫化學(xué)方程式即可；

(2)氨水和氯化鋁反應(yīng)生成氯化銨和氫氧化鋁，據(jù)此寫出發(fā)生反應(yīng)的離子方程式；

(3)根據(jù)氮?dú)庑再|(zhì)穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)過程中不與其它物質(zhì)間產(chǎn)生任何化學(xué)反應(yīng)以及氣體壓強(qiáng)變化原理來回答；

(4)紅色物質(zhì)為Cu或Cu2O或二者混合物，固體質(zhì)量減少質(zhì)量為減少的氧元素質(zhì)量，再計(jì)算CuO中氧元素質(zhì)量，可以判斷紅色固體的組成，根據(jù)Cu元素守恒、紅色固體總質(zhì)量計(jì)算組成物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算轉(zhuǎn)移電子；

(5)Cu能與濃硫酸反應(yīng)，應(yīng)用稀H2SO4溶液溶解，溶液中出現(xiàn)藍(lán)色，說明紅色固體中含有Cu2O。

(1)根據(jù)題意：利用氫氧化鎂、氯化銨混合加熱，發(fā)生反應(yīng)制得氨氣、堿式氯化鎂(MgOHCl)、H2O，發(fā)生的反應(yīng)為：Mg(OH)2+NH4ClMgOHCl+NH3↑+H2O；

(2)氨水和氯化鋁反應(yīng)生成氯化銨和氫氧化鋁，反應(yīng)的離子方程式為Al3++3NH3H2O=Al(OH)3↓+3NH4+；

(3)由于氨氣是極易溶于水的，反應(yīng)過程中持續(xù)通入N2，可以使反應(yīng)產(chǎn)生的氨氣完全導(dǎo)出并被水充分吸收，并還能稀釋氨氣，防止裝置D中的氯化鋁溶液倒吸入裝置C；

(4)紅色物質(zhì)為Cu或Cu2O或二者混合物，固體質(zhì)量減少質(zhì)量為減少的氧元素質(zhì)量，則減少的氧元素質(zhì)量為8g-6.8g=1.2g，而CuO中氧元素質(zhì)量為8.0g×=1.6g>1.2g，故紅色固體為Cu、Cu2O混合物，設(shè)二者物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，則：x+2y=；64x+144y=6.8，解得x=0.05，y=0.025，則轉(zhuǎn)移電子為0.05mol×2+0.025mol×2=0.15mol；

(5)Cu能與濃硫酸反應(yīng)，Cu2O能與稀酸反應(yīng)得到Cu2+，用稀H2SO4溶液溶解，溶液中出現(xiàn)藍(lán)色，說明紅色固體中含有Cu2O。