Question

三聚氰胺因“毒奶粉”事件成為了社會焦點．某同學為了測定三聚氰胺的分子式，查閱資料得知：三聚氰胺的相對分子質量為126，在常溫下為晶體，在加熱條件下能與O₂反應生成CO₂、N₂和H₂O．現取12.6g該晶體按如圖所示實驗裝置反應（假設各裝置內反應完全）．
（1）寫出A裝置中發生反應的化學方程式：

 

．
（2）C裝置能否與D裝置互換位置？

 

（填“能”或“不能”），理由是

 

．
（3）實驗開始時，先加熱

 

裝置的酒精燈，實驗結束時，先熄滅

 

裝置的酒精燈．
（4）當各裝置中的反應完全后，讀取F裝置中水的體積，正確的實驗操作順序為

 

（填序號）．①讀數 ②冷卻至室溫 ③將E、F兩裝置中的液面調平
（5）經測定，實驗過程中C裝置增重5.4g，D裝置增重13.2g，最后收集到的產物氣體折合成標準狀況下的體積為6.72L．
①利用上述實驗數據，通過計算可知三聚氰胺的分子式為

 

．
②若裝置中沒有銅網，則對最后測定結果的影響是

 

．

Answer 1

分析：（1）A應為在加熱條件下制備氧氣的裝置，生成的氧氣和與三聚氰胺發生反應；
（2）堿石灰既能吸收水，也能吸收二氧化碳，應分別測定水和二氧化碳的質量；
（3）從排除裝置內空氣和防止倒吸的角度分析；
（4）讀數時，氣體的壓強和外界大氣壓應相等；
（5）①先根據燃燒產物確定三聚氰胺晶體肯定含有C、H、N，可能含有O，然后根據D裝置增重的質量為H₂O，E裝置增重的質量為CO₂，F中收集的6.72L氣體為N₂，求出C、H、N三種元素的質量，確定是否有O，求出實驗式，根據實驗式和相對分子質量，求出分子式；
②熾熱銅網可起到吸收氧氣的作用．

解答：解：（1）A應為在加熱條件下制備氧氣的裝置，生成的氧氣和與三聚氰胺發生反應，在加熱條件下制備氧氣的方法為氯酸鉀和二氧化錳的反應，反應的方程式為，2KClO₃

MnO2  .

2KCl+3O₂↑，故答案為：2KClO₃

MnO2  .

2KCl+3O₂↑；
（2）因堿石灰既能吸收H₂O又能吸收CO₂，若要分別測出H₂O和CO₂的質量，則先吸收H₂O，后吸收CO₂，如互換，則濃硫酸吸水，堿石灰吸收二氧化碳，若互換位置，則堿石灰會同時吸收水和二氧化碳，導致實驗失敗，
故答案為：不能；濃硫酸吸水，堿石灰吸收二氧化碳，若互換位置，則堿石灰會同時吸收水和二氧化碳，導致實驗失敗；
（3）開始時應首先加熱A處的酒精燈，以將裝置內空氣排出，實驗接觸時，為防止倒吸，應先熄滅B的酒精燈，故答案為：A；B；
（4）讀數時，應待氣體冷卻至室溫時，且將E、F兩裝置中的液面調平，以滿足氣體的壓強和外界大氣壓應相等，故答案為：②③①；
（5）①H₂O的質量為5.4g，物質的量為0.3mol，H的物質的量為0.6mol，H的質量為0.6g；CO₂的質量為13.2g，物質的量為0.3mol，C的物質的量為0.3mol，C的質量為3.6g；N₂的體積為6.72L，物質的量為0.3mol，N的物質的量為0.6mol，N的質量為8.4g；C、H、N三種元素的質量和為0.6g+3.6g+8.4g=12.6g，所以三聚氰胺晶體只有C、H、N三種元素，
N（C）：N（H）：N（N）=0.3mol：0.6mol：0.6mol=1：2：2，所以實驗式為CN₂H₂，
因三聚氰胺晶體CN₂H₂，分子式為（CN₂H₂）n，而三聚氰胺的相對分子質量為126，即42n=126，n=3，所以分子式為C₃N₆H₆，
故答案為：C₃N₆H₆；
②熾熱銅網可起到吸收氧氣的作用，若裝置中沒有銅網，則生成的氮氣中含有氧氣，會導致測定所得分子式的氮原子數偏大，而碳、氫原子數偏小，
故答案為：測定所得分子式的氮原子數偏大，而碳、氫原子數偏小．

點評：本題主要考查了有機物分子式和結構簡式的確定，側重于學生的分析能力、實驗能力和計算能力的考查，為高頻考點，注意把握實驗的原理以及計算方法，難度中等．