Question

20．為探究氣體X的組成，某興趣小組進行如圖所示實驗（固定裝置未畫出）．
【資料在線】
（1）加熱條件下，氣體X能與氧化銅反應生成銅、水和氮氣．
（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．
（3）無水氯化鈣可吸收氣體X．
（4）本實驗條件下，氮氣密度為1.15g•L^-1，裝置內空氣對相關數據測定的影響可忽略不計．
【實驗步驟】
（1）連接儀器，并檢查裝置氣密性．
（2）取一定量氧化銅，準確稱得其質量為2.40g．
（3）按如圖所示裝入藥品，測量并記錄相關數據Ⅰ（見下表）．
（4）連接A、B、C裝置，將氣體X緩緩通入一段時間后，連接上D裝置，讀數后開始加熱．當A裝置中氧化銅反應完全，停止加熱，繼續通入氣體X至玻璃管冷卻，再次測量并記錄相關數據Ⅱ（見下表）．
【實驗裝置】

【相關數據】

項目	Ⅰ	Ⅱ
玻璃管（含藥品）的質量/g	52.40	51.92
B裝置（含藥品）的質量/g	102.00	102.54
氮氣的體積/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（用化學方程式表示）．
（2）實驗過程中，當觀察到量氣管內液面不再下降，說明氧化銅已反應完全，停止加熱，繼續通入氣體X至玻璃管冷卻的目的是防止灼熱的銅被氧化．
（3）分析實驗測量的數據，生成水的質量為0.54g，氧化銅中氧元素的質量為0.48g．由此推知，氣體X中一定沒有（填“有”或“沒有”）氧元素．
（4）通過計算推導出氣體X的化學式為NH₃．

Answer 1

分析 根據題目的信息可知：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，因此只吸收水蒸氣，增加的質量就是生成的水的質量：102.54g-102.00g=0.54g；氧化銅中氧元素的質量=52.40g-51.92g=0.48g；由此推知，氣體X中一定沒有氧元素，因為0.54g水中氧元素的質量=0.54g×$\frac{16}{18}$=0.48g；B裝置中氧化鈣吸水的原理為：氧化鈣和水反應生成氫氧化鈣；實驗過程中，當觀察到量氣管內液面不再下降，說明氧化銅已反應完全，停止加熱，繼續通入氣體X至玻璃冷卻的目的是防止灼熱的銅被氧化；根據元素的質量比求x的化學式，有關的計算要準確．

解答 解：（1）B裝置中氧化鈣吸水的原理為：氧化鈣和水反應生成氫氧化鈣，化學方程式為：CaO+H₂O=Ca（OH）₂；
（2）實驗過程中，當觀察到量氣管內液面不再下降，說明氧化銅已反應完全，停止加熱，繼續通入氣體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，因此只吸收水蒸氣，增加的質量就是生成的水的質量：102.54g-102.00g=0.54g，0.54g水中氧元素的質量=0.54g×$\frac{16}{18}$=0.48g，氧化銅中氧元素的質量=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，設氣體x的化學式為N_mH_n
$\frac{氮元素質量}{氫元素質量}$=$\frac{14m}{n}$=$\frac{1.15g•L-1×0.2435L}{0.54g-0.48g}$
$\frac{m}{n}$≈$\frac{1}{3}$
所以x的化學式為：NH₃．
故答案為：（1）CaO+H₂O═Ca（OH）₂；
（2）量氣管內液面不再下降，防止灼熱的銅被氧化；
（3）0.54，0.48，沒有；
（4）NH₃．

點評 本題既考查了實驗步驟的設計，又考查了化學方程式的書寫和有關的計算等，還對實驗進行了評價，綜合性比較強，有關的計算要正確．同學們要具體分析，綜合掌握．