Question

3．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氫氧化鈣的混合物，不與氣體X反應(yīng)．無(wú)水氯化鈣可吸收氣體X．
③本實(shí)驗(yàn)條件下，氮?dú)饷芏葹?.15g•L^-1，裝置內(nèi)空氣中的水與二氧化碳對(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按圖所示裝入藥品（其中B、C管中分別裝入的是足量堿石灰和足量無(wú)水氯化鈣），測(cè)得相關(guān)的量記錄在數(shù)據(jù)Ⅰ（見(jiàn)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(kāi)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至玻璃管冷卻后，再次測(cè)量并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)Ⅱ（見(jiàn)表）．
【實(shí)驗(yàn)裝置】

【相關(guān)數(shù)據(jù)】

測(cè)量項(xiàng)目/數(shù)據(jù)編號(hào)	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(wèn)題：
（1）B中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(guò)程中，當(dāng)觀察到黑色固體全部變紅，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生成的銅被氧化；
（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(méi)有（填“有”或“沒(méi)有”）氧元素．
④讀取量氣管中氮?dú)怏w積之前需要調(diào)節(jié)量氣管和水準(zhǔn)管液面相平，通過(guò)計(jì)算推導(dǎo)出氣體X的化學(xué)式為NH₃．

Answer 1

分析 （1）氧化鈣能和水反應(yīng)生成氫氧化鈣；
（2）高溫條件下，銅能被氧氣氧化；
（3）根據(jù)表中提供的數(shù)據(jù)可以計(jì)算生成水的質(zhì)量和氧化銅中氧元素的質(zhì)量；
④通過(guò)計(jì)算推導(dǎo)出氣體X的化學(xué)式．

解答 解：（1）B中裝置中氧化鈣能和水反應(yīng)生成氫氧化鈣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CaO+H₂O═Ca（OH）₂．
故填：CaO+H₂O═Ca（OH）₂．
（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，當(dāng)觀察到黑色固體全部變紅，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生成的銅被氧化．
故填：黑色固體全部變紅；防止生成的銅被氧化．
（3）分析實(shí)驗(yàn)測(cè)量的數(shù)據(jù)，生成水的質(zhì)量為：102.54g-102.00g=0.54g；
氧化銅中氧元素的質(zhì)量為：52.40g-51.92g=0.48g；
水中氧元素質(zhì)量為：0.54g×$\frac{16}{18}$×100%=0.48g，
因?yàn)檠趸�銅中的氧元素質(zhì)量和生成的水中氧元素質(zhì)量相等，由此推知，氣體X中一定沒(méi)有氧元素．
故填：0.54；0.48；沒(méi)有．
④讀取量氣管中氮?dú)怏w積之前需要調(diào)節(jié)量氣管和水準(zhǔn)管液面相平；
X中氫元素的質(zhì)量為：0.54g-0.48g=0.06g，
X中氮元素質(zhì)量為：1.15g•L^-1×243.5mL×10^-3=0.28g，
氣體X中氮原子和氫原子的個(gè)數(shù)比為：$\frac{0.28g}{14}$：$\frac{0.06g}{1}$=1：3，
X的化學(xué)式為NH₃．
故填：調(diào)節(jié)量氣管和水準(zhǔn)管液面相平；NH₃．

點(diǎn)評(píng) 合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，是得出正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論的前提，因此要學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為學(xué)好化學(xué)知識(shí)奠定基礎(chǔ)．