Question

某同學(xué)為了測定三聚氰胺的分子式，設(shè)計了如下實驗：
查閱資料，三聚氰胺的相對分子質(zhì)量為126，在常溫下為晶體，由碳、氫、氮三種元素組成，加熱條件下能與氧氣發(fā)生反應(yīng)生成二氧化碳、氮氣和水．取12.6g三聚氰胺晶體按圖示實驗裝置進行三聚氰胺與氧氣的反應(yīng)（假設(shè)三聚氰胺完全轉(zhuǎn)化成產(chǎn)物），并通過測定生成物的量計算三聚氰胺的分子組成．
（1）寫出A裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

．
（2）C裝置能不能與D裝置互換？

 

（填“能”或“不能”）．理由是

 

．
（3）當(dāng)B裝置中反應(yīng)完全發(fā)生后，讀取F中水的體積的實驗操作順序為

 

（填序號）．
①讀數(shù)　②冷卻至室溫�、壅{(diào)平E、F裝置中的液面
（4）測定數(shù)據(jù)如下：

裝置	C	D
實驗前	101.0g	56.0g
實驗后	106.4g	69.2g

經(jīng)測定，E中收集的氣體折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為6.72L．
①利用上述實驗數(shù)據(jù)，計算三聚氰胺的分子式為

 

．
②若B裝置中沒有銅網(wǎng)，對測定結(jié)果的影響是

 

．

Answer 1

考點：測定有機物分子的元素組成,有關(guān)有機物分子式確定的計算

專題：計算題,實驗設(shè)計題

分析：（1）A應(yīng)為在加熱條件下制備氧氣的裝置，生成的氧氣和與三聚氰胺發(fā)生反應(yīng)；
（2）堿石灰既能吸收水，也能吸收二氧化碳，應(yīng)分別測定水和二氧化碳的質(zhì)量；
（3）讀數(shù)時，氣體的壓強和外界大氣壓應(yīng)相等；
（4）①先根據(jù)燃燒產(chǎn)物確定三聚氰胺晶體肯定含有C、H、N，可能含有O，然后根據(jù)C裝置增重的質(zhì)量為H₂O，
D裝置增重的質(zhì)量為CO₂，E中收集的6.72L氣體為N₂，求出C、H、N三種元素的質(zhì)量，確定是否有O，求出實驗式；
根據(jù)實驗式和相對分子質(zhì)量，求出分子式；
②熾熱銅網(wǎng)可起到吸收氧氣的作用．

解答： 解：（1）A應(yīng)為在加熱條件下制備氧氣的裝置，生成的氧氣和與三聚氰胺發(fā)生反應(yīng)，在加熱條件下制備氧氣的方法為氯酸鉀和二氧化錳的反應(yīng)或高錳酸鉀分解反應(yīng)，反應(yīng)的方程式為，2KClO₃

MnO2 .

△

2KCl+3O₂↑或2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，
故答案為：2KClO₃

MnO2 .

△

2KCl+3O₂↑或2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（2）因堿石灰既能吸收H₂O又能吸收CO₂，若要分別測出H₂O和CO₂的質(zhì)量，則先吸收H₂O，后吸收CO₂，濃硫酸吸水，堿石灰吸收二氧化碳，若互換位置，則堿石灰會同時吸收水和二氧化碳，導(dǎo)致實驗失敗，
故答案為：不能；濃硫酸吸水，堿石灰吸收二氧化碳，若互換位置，則堿石灰會同時吸收水和二氧化碳，導(dǎo)致實驗失��；
（3）讀數(shù)時，應(yīng)待氣體冷卻至室溫時，且將E、F兩裝置中的液面調(diào)平，以滿足氣體的壓強和外界大氣壓應(yīng)相等，故答案為：②③①；
（4）①H₂O的質(zhì)量為106.4g-101.0g=5.4g，物質(zhì)的量為0.3mol，H的物質(zhì)的量為0.6mol，H的質(zhì)量為0.6g；CO₂的質(zhì)量為69.2g-56.0g=13.2g，物質(zhì)的量為0.3mol，C的物質(zhì)的量為0.3mol，C的質(zhì)量為3.6g；N₂的體積為6.72L，物質(zhì)的量為0.3mol，N的物質(zhì)的量為0.6mol，N的質(zhì)量為8.4g；C、H、N三種元素的質(zhì)量和為0.6g+3.6g+8.4g=12.6g，所以三聚氰胺晶體只有C、H、N三種元素，
N（C）：N（H）：N（N）=0.3mol：0.6mol：0.6mol=1：2：2，所以實驗式為CN₂H₂，設(shè)分子式為（CN₂H₂）n，而三聚氰胺的相對分子質(zhì)量為126，即42n=126，n=3，所以分子式為C₃N₆H₆，
故答案為：C₃N₆H₆；
②熾熱銅網(wǎng)可起到吸收氧氣的作用，若裝置中沒有銅網(wǎng)，則生成的氮氣中含有氧氣，故答案為：剩余氧氣影響氮氣體積的測定．

點評：本題主要考查了有機物分子式和結(jié)構(gòu)簡式的確定，側(cè)重于學(xué)生的分析能力、實驗?zāi)芰�和計算能力的考查，為高頻考點，注意把握實驗的原理以及計算方法，難度中等．