Question

4．為探究氣體X的組成，某興趣小組進行如下圖所示實驗（固定裝置未畫出）．
【實驗裝置】

【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）生石灰不與氣體X反應，但是可以做干燥劑；無水氯化鈣可吸收氣體X．
（3）本實驗條件下，裝置內空氣中的水與二氧化碳對相關數(shù)據(jù)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）按圖所示裝入藥品，測量并記錄相關數(shù)據(jù)Ⅰ．
（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(shù)后開始加熱．當A裝置中氧化銅反應完全，停止加熱，繼續(xù)通入氣體X至玻璃管冷卻，再次測量并記錄相關數(shù)據(jù)Ⅱ．
【相關數(shù)據(jù)】

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

【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；讀取量氣管讀數(shù)前調節(jié)量氣筒高度，使反應前后兩邊液面相平 （填操作方法）使收集到氣體壓強等于外界大氣壓；停止加熱前，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中沒有（填“有”或“沒有”或“可能有”）氧元素．

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，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×$\frac{16}{18}$×100%=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(xù)通入氣體X至玻璃冷卻的目的是防止灼熱的銅被氧化．

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）由于“加熱條件下，氣體X能與氧化銅反應生成銅、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；若使反應前后油層上方氣體壓強和外界大氣壓相同，根據(jù)物理壓強平衡的原理，只要使兩側的液面齊平即可，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，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×$\frac{16}{18}×100%$=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；故答案為：0.54；0.48；沒有；
故答案為：（1）CaO+H₂O=Ca（OH）₂
（2）粉末由黑色逐漸變紅；調節(jié)量氣筒高度，使反應前后兩邊液面相平；防止灼熱的銅被氧化．
（3）0.54；0.48；沒有．

點評 考點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．