Question

5．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）．
【實驗裝置】

【查閱資料】
（1）加熱條件下，氣體X能與氧化銅反應(yīng)生成銅、水和氮氣．
（2）生石灰與氣體X不反應(yīng)，無水氯化鈣可吸收氣體X．
（3）本實驗條件下，裝置內(nèi)空氣中的水、二氧化碳的影響可忽略不計．
【實驗步驟】
（1）連接儀器，并檢查裝置氣密性．
（2）準確稱取2.40g氧化銅，裝入A裝置的玻璃管中，并在B、C、D中裝入相應(yīng)物質(zhì)．
（3）測量并記錄反應(yīng)前的相關(guān)數(shù)據(jù)Ⅰ（見表）．
（4）連接A、B、C裝置，將氣體X緩緩?fù)ㄈ胍欢螘r間后，連接上D裝置，再開始加熱．（利用裝置D中液面在反應(yīng)前、后的刻度差，可測得生成的氮氣的體積）
（5）當A裝置中氧化銅反應(yīng)完全后，停止加熱，并繼續(xù)通入氣體X至玻璃管冷卻．，再次測量并記錄反應(yīng)后的相關(guān)數(shù)據(jù)Ⅱ．

數(shù)據(jù)編號 測量項目	Ⅰ	Ⅱ
玻璃管（含藥品）的質(zhì)量/g	54.40	53.92
B裝置（含藥品）的質(zhì)量/g	104.00	104.54
氮氣的質(zhì)量/g	/	0.28

【相關(guān)數(shù)據(jù)】
注：如表中氮氣的質(zhì)量是通過D裝置收集的氮氣體積，并通過氮氣的密度計算得到．
【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）實驗中，A裝置的玻璃管中可觀察到的現(xiàn)象是粉末由黑色逐漸變紅．當觀察到量氣管內(nèi)液面不再下降，說明氧化銅已完全反應(yīng)．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）分析實驗測量的數(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中沒有（填“有”或“沒有”或“可能有”）氧元素．
（4）氣體X的化學(xué)式為NH₃．

Answer 1

分析 由題目的信息可知：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，因為0.54g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；實驗過程中，當觀察到量氣管內(nèi)液面不再下降，說明氧化銅已反應(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(yīng)生成氫氧化鈣，化學(xué)方程式為：CaO+H₂O=Ca（OH）₂
（2）由于“加熱條件下，氣體X能與氧化銅反應(yīng)生成銅、水和氮氣”所以實驗中，A裝置的玻璃管中可觀察到的現(xiàn)象是粉末由黑色逐漸變紅；實驗過程中，當觀察到量氣管內(nèi)液面不再下降，說明氧化銅已反應(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；故答案為：0.54；0.48；沒有；
（4）設(shè)氣體X的化學(xué)式為N_mH_n
$\frac{氮元素質(zhì)量}{氫元素質(zhì)量}$=$\frac{14m}{n}$=$\frac{0.28g}{0.54g-0.48g}$
$\frac{m}{n}=\frac{1}{3}$  所以X的化學(xué)式為：NH₃；
故答案為：（1）CaO+H₂O=Ca（OH）₂
（2）粉末由黑色逐漸變紅；不再下降；防止灼熱的銅被氧化；
（3）0.54；0.48；沒有；（4）NH₃．

點評 考點既考查了實驗步驟的設(shè)計，又考查了化學(xué)方程式的書寫和有關(guān)的計算等，還對實驗進行了評價，綜合性比較強，有關(guān)的計算要正確．同學(xué)們要具體分析，綜合掌握．