Question

15．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．無水氯化鈣可吸收氣體X．
③本實驗條件下，氮氣密度為1.15g•L^-1，裝置內空氣中的水與二氧化碳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按圖所示裝入藥品（其中B、C管中分別裝入的是足量堿石灰和足量無水氯化鈣），測量并記錄相關數據I（見表）．
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（見表）．
【實驗裝置】

【相關數據】

數據編號 測量項目	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】
①B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；氣體X還原氧化銅的化學方程式為：2NH₃+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+3H₂O+N₂．

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
$\frac{氮元素的質量}{氫元素的質量}$=$\frac{14m}{n}$=$\frac{1.15g/L×0.2435L}{0.54g-0.48g}$
$\frac{m}{n}$=$\frac{1}{3}$所以x的化學式為：NH₃，氨氣和氧化銅在加熱的條件下生成銅、水和氮氣：．
故答案為：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）2NH₃+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+3H₂O+N₂．

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．