Question

20．為探究氣體X的組成，某興趣小組進(jìn)行如圖所示實(shí)驗(yàn)（固定裝置未畫出）．
【資料在線】
（1）加熱條件下，氣體X能與氧化銅反應(yīng)生成銅、水和氮?dú)猓?br />（2）堿石灰為固體氫氧化鈉和氧化鈣的混合物，不與氣體X反應(yīng)．
（3）無(wú)水氯化鈣可吸收氣體X．
（4）本實(shí)驗(yàn)條件下，氮?dú)饷芏葹?.15g•L^-1，裝置內(nèi)空氣對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)測(cè)定的影響可忽略不計(jì)．
【實(shí)驗(yàn)步驟】
（1）連接儀器，并檢查裝置氣密性．
（2）取一定量氧化銅，準(zhǔn)確稱得其質(zhì)量為2.40g．
（3）按如圖所示裝入藥品，測(cè)量并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)Ⅰ（見下表）．
（4）連接A、B、C裝置，將氣體X緩緩?fù)ㄈ胍欢螘r(shí)間后，連接上D裝置，讀數(shù)后開始加熱．當(dāng)A裝置中氧化銅反應(yīng)完全，停止加熱，繼續(xù)通入氣體X至玻璃管冷卻，再次測(cè)量并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)Ⅱ（見下表）．
【實(shí)驗(yàn)裝置】

【相關(guān)數(shù)據(jù)】

項(xiàng)目	Ⅰ	Ⅱ
玻璃管（含藥品）的質(zhì)量/g	52.40	51.92
B裝置（含藥品）的質(zhì)量/g	102.00	102.54
氮?dú)獾捏w積/mL	/	243.5

【回答問題】
（1）B裝置中氧化鈣吸水的原理為CaO+H₂O=Ca（OH）₂（用化學(xué)方程式表示）．
（2）實(shí)驗(yàn)過程中，當(dāng)觀察到量氣管內(nèi)液面不再下降，說(shuō)明氧化銅已反應(yīng)完全，停止加熱，繼續(xù)通入氣體X至玻璃管冷卻的目的是防止灼熱的銅被氧化．
（3）分析實(shí)驗(yàn)測(cè)量的數(shù)據(jù)，生成水的質(zhì)量為0.54g，氧化銅中氧元素的質(zhì)量為0.48g．由此推知，氣體X中一定沒有（填“有”或“沒有”）氧元素．
（4）通過計(jì)算推導(dǎo)出氣體X的化學(xué)式為NH₃．

Answer 1

分析 根據(jù)題目的信息可知：B裝置中的堿石灰為固體氫氧化鈉和氧化鈣的混合物，不與氣體X反應(yīng)，因此只吸收水蒸氣，增加的質(zhì)量就是生成的水的質(zhì)量：102.54g-102.00g=0.54g；氧化銅中氧元素的質(zhì)量=52.40g-51.92g=0.48g；由此推知，氣體X中一定沒有氧元素，因?yàn)?.54g水中氧元素的質(zhì)量=0.54g×$\frac{16}{18}$=0.48g；B裝置中氧化鈣吸水的原理為：氧化鈣和水反應(yīng)生成氫氧化鈣；實(shí)驗(yàn)過程中，當(dāng)觀察到量氣管內(nèi)液面不再下降，說(shuō)明氧化銅已反應(yīng)完全，停止加熱，繼續(xù)通入氣體X至玻璃冷卻的目的是防止灼熱的銅被氧化；根據(jù)元素的質(zhì)量比求x的化學(xué)式，有關(guān)的計(jì)算要準(zhǔn)確．

解答 解：（1）B裝置中氧化鈣吸水的原理為：氧化鈣和水反應(yīng)生成氫氧化鈣，化學(xué)方程式為：CaO+H₂O=Ca（OH）₂；
（2）實(shí)驗(yàn)過程中，當(dāng)觀察到量氣管內(nèi)液面不再下降，說(shuō)明氧化銅已反應(yīng)完全，停止加熱，繼續(xù)通入氣體X至玻璃冷卻的目的是防止灼熱的銅被氧化；
（3）B裝置中的堿石灰為固體氫氧化鈉和氧化鈣的混合物，不與氣體X反應(yīng)，因此只吸收水蒸氣，增加的質(zhì)量就是生成的水的質(zhì)量：102.54g-102.00g=0.54g，0.54g水中氧元素的質(zhì)量=0.54g×$\frac{16}{18}$=0.48g，氧化銅中氧元素的質(zhì)量=52.40g-51.92g=0.48g，由此推知，氣體X中一定沒有氧元素；
（4）243.5mL=0.2345L，設(shè)氣體x的化學(xué)式為N_mH_n
$\frac{氮元素質(zhì)量}{氫元素質(zhì)量}$=$\frac{14m}{n}$=$\frac{1.15g•L-1×0.2435L}{0.54g-0.48g}$
$\frac{m}{n}$≈$\frac{1}{3}$
所以x的化學(xué)式為：NH₃．
故答案為：（1）CaO+H₂O═Ca（OH）₂；
（2）量氣管內(nèi)液面不再下降，防止灼熱的銅被氧化；
（3）0.54，0.48，沒有；
（4）NH₃．

點(diǎn)評(píng) 本題既考查了實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)，又考查了化學(xué)方程式的書寫和有關(guān)的計(jì)算等，還對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了評(píng)價(jià)，綜合性比較強(qiáng)，有關(guān)的計(jì)算要正確．同學(xué)們要具體分析，綜合掌握．