Question

為探究氣體X的組成，某興趣小組進(jìn)行圖所示實驗（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(yīng)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(yīng)。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(nèi)空氣中的水與二氧化碳對相關(guān)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(zhǔn)確稱得其質(zhì)量為2.40g。

（3）按圖所示裝入藥品，測量并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)Ⅰ（見表）。

（4）連接A、B、C裝置， 將氣體X緩緩?fù)ㄈ胍欢螘r間后，連接上D裝置，讀數(shù)后開始加熱。當(dāng)A裝置中氧化銅反應(yīng)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(guān)數(shù)據(jù)Ⅱ（見表）。

【實驗裝置】

【相關(guān)數(shù)據(jù)】

測量項目        數(shù)據(jù)編號	I	II
玻璃管（含藥品）的質(zhì)量／g	52.40	51.92
B裝置（含藥品）的質(zhì)量／g	102.00	102.54
氮氣的體積／mL		243.5

【回答問題】

⑴B裝置中氧化鈣吸水的原理為                               （用化學(xué)方程式表示）。

⑵實驗過程中，當(dāng)觀察到                               ，說明氧化銅已反應(yīng)完全，停止加熱，繼續(xù)通入氣體X至玻璃管冷卻的目的是                                。

⑶分析實驗測量的數(shù)據(jù)，生成水的質(zhì)量為          g，氧化銅中氧元素的質(zhì)量為      g。由此推知，氣體X中一定          （填“有”或 “沒有”）氧元素。

⑷通過計算推導(dǎo)出氣體X的化學(xué)式。

Answer 1

【答案】（1）CaO+H₂O=Ca(OH)₂

（2）量氣管內(nèi)液面不再下降    防止灼熱的銅被氧化

（3）0.54    0.48    沒有

（4）解：設(shè)氣體X的化學(xué)式為N_mH_n。

氮元素的質(zhì)量／氫元素的質(zhì)量=14m／n=(1.15g·L^-1×0.2435L)／(0.54g－0.48g)

m／n=1／3

答：氣體X的化學(xué)式為NH₃。

【解析】（1）氧化鈣吸水的原理為CaO+H₂O=Ca(OH)₂；⑵加熱條件下，氣體X能與氧化銅反應(yīng)生成氮氣，氧化銅反應(yīng)完全后不再產(chǎn)生氮氣，量氣管中的液面就不會再下降；高溫下的銅容易和氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)產(chǎn)生氧化銅，所以要繼續(xù)通入氣體X至玻璃管冷；⑶B裝置增加的質(zhì)量即為產(chǎn)生水的質(zhì)量，A裝置減少的質(zhì)量即為氧化銅中氧元素的質(zhì)量，通過計算可知水中氧元素的質(zhì)量與氧化銅中氧元素的質(zhì)量相等，根據(jù)反應(yīng)前后元素的質(zhì)量不變可得出氣體X中不含有氧元素；（4）根據(jù)反應(yīng)前后元素的質(zhì)量不變，反應(yīng)后生成氮氣的質(zhì)量和水中氫元素的質(zhì)量與氣體X中氮元素和氫元素的質(zhì)量相等，然后依據(jù)化合物元素的質(zhì)量之比等于元素的相對原子質(zhì)量乘以個數(shù)之比，列式即可解答。