某研究小组为了探究一种无机矿物质X的组成和性质.设计并完成如下实验:实验一.定性测定:用如图1装置测定矿物X中的元素(1)加热一段时间后观察到现象:CuSO4固体由白色变为蓝色.澄清石灰水变浑浊.说明X分解生成了CO2和H2O．(2)取分解后的固体少量.加入稀盐酸后固体溶解得到蓝色溶液．据以上事实证明X中的四种元素分别是Cu.H.C.O．实验二.定量测定:通� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

11．某研究小组为了探究一种无机矿物质X（仅含四种元素）的组成和性质，设计并完成如下实验：
实验一、定性测定：用如图1装置测定矿物X中的元素

（1）加热一段时间后观察到现象：CuSO₄固体由白色变为蓝色，澄清石灰水变浑浊，说明X分解生成了CO₂和H₂O．
（2）取分解后的固体少量，加入稀盐酸后固体溶解得到蓝色溶液．
据以上事实证明X中的四种元素分别是Cu、H、C、O．
实验二、定量测定：通过图2所示装置的连接，进行定量分析来测定其组成．
（3）实验开始时要通入过量的空气，其作用是排净空气中CO₂和水蒸气．
（4）各装置的接口顺序是：a→f→g→h→i→b→c→d．
（5）装置C放在最后的作用是防止空气中的CO₂和水蒸气进入，影响测定结果．
（6）实验过程中称取矿物X的质量为11.1克，反应结束后装置B质量增加了2.2克，E装置增重0.9克，则矿物X的化学式为：Cu₂（OH）₂CO₃．

分析 I、（1）无水硫酸铜变蓝说明有水，澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳；
（2）分解后的固体少量，加入稀盐酸后固体溶解得到蓝色溶液，说明有氯化铜溶液生成，结合（1）判断元素组成；
II、把空气先通过碱石灰，出掉空气中的二氧化碳和水蒸气，然后通入整个装置，以排净装置中原有的空气，在加热条件下样品分解，生成的混合气体，通过浓硫酸吸收水，再通过B碱石灰吸收二氧化碳，最后连接C，以防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入B中产生干扰；
（3）先通过量空气排出装置中原有的空气；
（4）根据实验过程分析判断仪器连接顺序；
（5）空气中的二氧化碳和水蒸气进入B中会使测得的二氧化碳的质量偏大；
（6）反应结束后装置B质量增加了2.2克，即生成的二氧化碳为2.2g，E装置增重0.9克，即生成水为0.9g，根据元素守恒计算C、H、O、Cu的物质的量，据此确定化学式．

解答解：I、（1）无水硫酸铜变蓝说明有水，澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳，所以X分解生成了CO₂和；
故答案为：CO₂；H₂O；
（2）由（1）分析可知X分解生成二氧化碳和水，则X中含有C、H、O元素，分解后的固体少量，加入稀盐酸后固体溶解得到蓝色溶液，说明有氯化铜溶液生成，则X中还含有Cu元素，所以X中元素组成为Cu、H、C、O；
故答案为：Cu、H、C、O；
II、把空气先通过碱石灰，出掉空气中的二氧化碳和水蒸气，然后通入整个装置，以排净装置中原有的空气，在加热条件下样品分解，生成的混合气体，通过浓硫酸吸收水，再通过B碱石灰吸收二氧化碳，最后连接C，以防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入B中产生干扰；
（3）装置中有空气，其中的二氧化碳和水蒸气对实验有干扰，所以实验开始时要通入过量的空气，排净空气中CO₂和水蒸气；
故答案为：排净空气中CO₂和水蒸气；
（4）由分析可知装置的连接顺序为：a→f→g→h→i→b→c；
故答案为：f、g、h、i、b、c；
（5）空气中的二氧化碳和水蒸气进入B中会使测得的二氧化碳的质量偏大，所以B装置后面连接一个盛有碱石灰的干燥管C，防止空气中的CO₂和水蒸气进入，影响测定结果；
故答案为：防止空气中的CO₂和水蒸气进入，影响测定结果；
（6）反应结束后装置B质量增加了2.2克，即生成的二氧化碳为2.2g，则n（CO₂）=n（C）=$\frac{2.2g}{44g/mol}$=0.05mol，
E装置增重0.9克，即生成水为0.9g，则n（H）=2n（H₂O）=$\frac{0.9g}{18g/mol}$×2=0.1mol，
由定性分析可知：分解后的固体少量，加入稀盐酸后固体溶解得到蓝色溶液，则分解后的固体为CuO，则CuO的质量为11.1g-2.2g-0.9g=8.0g，
所以n（CuO）=$\frac{8.0g}{80g/mol}$=0.1mol，
样品中O元素的物质的量：n（O）=0.05×2+0.05+0.1=0.25mol，
则样品中N（Cu）：N（H）：N（C）：N（O）=0.1mol：0.05mol：0.1mol：0.25mol=2：1：2：5，则其化学式为Cu₂（OH）₂CO₃；
故答案为：Cu₂（OH）₂CO₃．

点评本题考查了物质化学式的确定，涉及物质的检验、物质的性质、原子守恒在计算中的应用等知识点，熟悉元素化合物的性质是解本题关键，明白实验原理以及实验装置的连接顺序和每一步发生的反应及反应现象是解题的关键，题目难度中等．

练习册系列答案

2．一种燃料电池中发生的化学反应为：在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳，2CH₃OH（g）+3O₂（g）=4H₂O（1）+2CO₂（g）（　　）

	A．	该电池中通入甲醇的电极为电源的正极
	B．	氧气被还原
	C．	当导线中通过4mol电子时，消耗甲醇的物质的量为1mol
	D．	溶液中的H⁺向通甲醇的电极运动

19．判断下列各组物质，互为同系物的是（　　）

C₂H₆和C₄H₁₀

C₃H₈和C₅H₁₀

C₆H₆和C₆H₁₂

CH₄和C₂H₂

6．下列有关元素周期表的说法中，错误的是（　　）

	A．	主族元素分布于短周期和长周期里，而副族元素仅分布于长周期里
	B．	元素周期表中，位于同一主族的元素的原子最外层电子数相同，且等于族序数
	C．	元素周期表中，周期的序数就是该周期元素原子具有的电子层数
	D．	元素周期表有7个横行，7个周期；18个纵列，18个族

16．有关铝的几个实验如下．请填写下列空白．
实验一   毛刷实验
实验过程如图1．
（1）配制Hg（NO₃）₂溶液时，为抑制水解，需加入少量的硝酸．
（2）铝导线放NaOH溶液的目的是除去表面的氧化膜，其化学方程式为Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O．
（3）生成白色毛状物的实质是铝发生电化腐蚀生成A1₂O₃，其中作正极材料的是d
（填序号）．
a．O₂      b．A1       c．Hg（NO₃）₂      d．Hg
实验二  探究白色毛状物是否含有结晶水
取适量白色毛状物样品放入仪器X称量，质量为m₁  g

（4）图2中仪器X应选用以下哪个装置坩埚（填名称）．
（5）上述过程中“冷却“时要在图3所示的装置中进行的原因是防止在冷却过程中吸收空气中的水．
（6）根据所得实验资料，能说明白色毛状物含结晶水的证据是m₂＞m₃（用代数式表示）．
实验三验证A1₂ O₃对石蜡油裂解的催化作用按图4连好装置，检查装置的气密性，加入5～6g Al₂O₃，加热到500℃左右，往Al₂O₃上滴入石蜡油．已知：石蜡油为液态烷烃混合物（与汽油类似），沸点164～223℃．一定条件下，其裂解产物为乙烯和烷烃的混合物．
（7）使用装置B的目的是将挥发出来的石蜡油冷却，防止对溴水进行萃取，干扰乙烯的检验．
（8）需要再补充一个实验才能证明Al₂O₃对石蜡油裂解反应有催化作用，请简述其实验方案：不加氧化铝进行上述实验，若溴水不褪色（或褪色时间较长），则证明氧化铝对石蜡的裂解有催化作用．

3．用N_A表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（　　）

	A．	2 mL 0.5 mol/L硅酸钠溶液中滴入盐酸所制得的硅酸胶体中，含胶粒数目为0.001N_A
	B．	8.4 g NaHCO₃固体中含有的离子总数为0.3N_A
	C．	25℃时，1 L pH=l的CH₃COOH溶液中含有H⁺数目为0．lN_A
	D．	7.8 g Na₂O₂固体中含有的共用电子对数目为0.2N_A

13．

短周期元素R、T、Q、W在元素周期表中的相对位置如图所示，其中T所处的周期序数与族序数相等．下列判断不正确的是（　　）

	A．	最简单气态氢化物的热稳定性：R＞Q
	B．	最高价氧化物对应水化物的酸性：Q＜W
	C．	原子半径：T＞Q＞R
	D．	T的最高价氧化物对应水化物溶液一定显碱性

14．某元素Y的核外电子数等于核内中子数，取2.8g该元素的单质与氧气充分反应，可得6.0g化合物YO₂，则该元素在周期表中位置（　　）

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