Question

某同學(xué)為了測定三聚氰胺的分子式和結(jié)構(gòu)簡式設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)。他查閱資料得知：三聚氰胺的相對分子質(zhì)量為126，三聚氰胺在常溫下為晶體，在加熱條件下能與氧氣發(fā)生反應(yīng)生成二氧化碳、氮?dú)夂退�。現(xiàn)有12.6 g三聚氰胺晶體按下圖所示實(shí)驗(yàn)裝置反應(yīng)(假設(shè)三聚氰胺完全轉(zhuǎn)化成產(chǎn)物)。

(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)完全后，讀取F中水的體積，實(shí)驗(yàn)操作順序?yàn)開_______(填序號)。

①讀數(shù)�、诶鋮s至室溫�、壅{(diào)平E、F裝置中液面

(4)測定數(shù)據(jù)如下：

儀器	C	D
實(shí)驗(yàn)前	101.0 g	56.0 g
實(shí)驗(yàn)后	106.4 g	69.2 g

經(jīng)測定，收集到的氣體折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為6.72 L。

①利用上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過計(jì)算可知三聚氰胺的實(shí)驗(yàn)式為________。

②三聚氰胺的分子式為________。

③若裝置中沒有銅網(wǎng)，則對測定結(jié)果的影響是_______________________________________________。

(5)已知氰酸(HCN)的結(jié)構(gòu)簡式為H—C≡N，氰胺的結(jié)構(gòu)簡式為H₂N—C≡N，三聚氰胺分子中每個(gè)原子的最外層電子數(shù)均為8或2，則其結(jié)構(gòu)簡式為________。

Answer 1

【解析】　(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理知，A裝置用于制取氧氣，且需要加熱。(2)堿石灰既能吸收二氧化碳又能吸收水，而濃硫酸只吸收水，不能吸收二氧化碳。(3)E中收集氮?dú)獾臏囟群蛪簭?qiáng)無法直接測定，只能測定實(shí)驗(yàn)條件下外界的溫度和壓強(qiáng)，所以，讀數(shù)前應(yīng)先冷卻裝置，使E中氣體溫度與外界相同，然后調(diào)平E與F中的液面。

(4)C裝置凈增的量就是生成水的質(zhì)量，D裝置凈增的量就是生成二氧化碳的質(zhì)量。故n(CO₂)＝＝0.3 mol，n(H₂O)＝＝0.3 mol，n(N₂)＝＝0.3 mol，m(O)＝12.6 g－(0.3 mol×12 g·mol^－1＋0.6 mol×1 g·mol^－1＋0.6 mol×14 g·mol^－1)＝0，說明樣品中不含氧元素。故分子中，n(C)∶n(H)∶n(N)＝0.3 mol∶0.6 mol∶0.6 mol＝1∶2∶2。

設(shè)三聚氰胺的分子式為(CH₂N₂)_n，則有(12＋2＋28)×n＝126，解得n＝3，故分子式為C₃H₆N₆。若沒有銅網(wǎng)，則可能有未參與反應(yīng)的氧氣進(jìn)入E瓶，導(dǎo)致測定氮?dú)獾捏w積偏大，即測定的三聚氰胺的分子式中氮原子數(shù)偏大，而碳原子數(shù)、氫原子數(shù)偏小。

(5)結(jié)合三聚氰胺的分子式C₃H₆N₆可知，H₂N—C≡N加成生成六元環(huán)狀三聚氰胺。

【答案】　(1)2KMnO₄K₂MnO₄＋MnO₂＋O₂↑或2KClO₃2KCl＋3O₂↑

(2)不能　濃硫酸吸收水，堿石灰吸收二氧化碳，若互換，則堿石灰能同時(shí)吸收二氧化碳和水，不能分別測出水與二氧化碳的質(zhì)量，從而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗

(3)②③①

(4)①CH₂N₂�、贑₃H₆N₆　③測定所得分子中氮原子數(shù)偏大，碳、氫原子數(shù)偏小