Question

某同學為了測定三聚氰胺的分子式，設計了如下實驗：

查閱資料，三聚氰胺的相對分子質量為126，三聚氰胺在常溫下為晶體，在加熱條件下能與氧氣發生反應生成二氧化碳、氮氣和水。取12.6 g三聚氰胺晶體按圖示實驗反應(假設三聚氰胺完全轉化成產物)。

(1)寫出A裝置中發生反應的化學方程式________________________________________。

(2)C裝置能不能與D裝置互換？__________(填“能”或“不能”)。理由是____________________________。

(3)當B裝置中反應完全發生后，讀取F中水的體積的實驗操作順序為__________(填序號)。

①讀數　②冷卻至室溫　③調平E、F裝置中的液面

(4)測定數據如下：

裝置	C	D
實驗前	101.0 g	56.0 g
實驗后	106.4 g	69.2 g

經測定，E中收集的氣體折合成標準狀況下的體積為6.72 L。

①利用上述實驗數據，計算三聚氰胺的實驗式為__________。

②三聚氰胺分子式為__________。

③若B裝置中沒有銅網，對測定結果的影響是__________________________________。

Answer 1

解析：(1)根據實驗原理知：A裝置用于制取氧氣，且采用加熱固體的方法制氧氣；(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；(4)C裝置增加的質量就是水的質量，D裝置增加的質量就是二氧化碳的質量，n(CO₂)＝(69.2－56.0) g/44 g/mol＝0.3 mol，n(H₂O)＝(106.4－101.0) g/18 g/mol＝0.3 mol，n(N₂)＝6.72 L/22.4 L/mol＝0.3 mol。則反應物中C、H、N元素的總質量＝0.3 mol×12 g/mol＋0.6 mol×1 g/mol＋0.6 mol×14 g/mol＝12.6 g，說明樣品不含氧元素。所以三聚氰胺分子中，n(C)∶n(H)∶n(N)＝0.3 mol∶0.6 mol∶0.6 mol＝1∶2∶2，設三聚氰胺的分子式為(CH₂N₂)_n，則(12＋2＋28)n＝126，n＝3，故其分子式為C₃H₆N₆。若B裝置中沒有銅網，可能有沒有反應的氧氣進入E瓶中，導致測定的氮氣體積偏大，即測定得到的三聚氰胺分子式中氮原子數偏大，而碳、氫原子數偏小。

答案：(1)2KMnO₄K₂MnO₄＋MnO₂＋O₂↑或2KClO₃2KCl＋3O₂↑　(2)不能　實驗中濃硫酸吸收水，堿石灰吸收二氧化碳，若互換，堿石灰能同時吸收二氧化碳和水，導致實驗失敗　(3)②③①　(4)CH₂N₂　C₃H₆N₆　使測定所得的三聚氰胺分子式中氮原子數偏大，碳、氫原子數偏小