Question

（2012?青浦区二模）如图所示，将甲、乙两个装有不同物质的针筒用导管连接起来，将乙针筒内的物质缓缓地压到甲针筒内，进行下表所列的不同实验（气体体积在常温常压下测定）．

实验序号	甲针筒内物质	乙针筒内物质	甲针筒的现象
1	40mL HCl	40mL NH3	产生白烟
2	40mL Cl2	10mL水	剩余气体为20mL
3	30mL NO	15mL O2
4	20mL AlCl3溶液	10mL NaOH溶液	生成白色沉淀，后消失

（1）如果实验1甲针筒内改装15mL Cl₂，乙针筒内仍为40mL NH₃，实验时，甲针筒内也有白烟产生．写出有关反应的化学方程式

3Cl₂+8NH₃=N₂+6NH₄Cl

．
（2）由实验2可知，常温常压下氯气在水中的溶解度为

1：2

．
（3）实验3反应后甲针筒内气体的体积为

15ml～30ml

．
（4）实验4中，AlCl₃溶液浓度为0.1mol/L，如果最后白色沉淀全部消失，则NaOH溶液浓度至少为

0.8

mol/L．
（5）将上述装置作以下改进：在甲、乙针筒之间连接一段硬质玻璃管，如下图．在A处装一种浅黄色的粉末，乙针筒内是一种常见的气体，甲针筒无气体．将乙针筒内气体压入甲针筒内，发现气体体积是原来的一半．A处的物质是

Na₂O₂

，甲针筒内的气体为

O₂

．

（6）有学生用上述改进后的装置测定空气中氧气的体积分数（加热用酒精灯未画出）．乙针筒内装有50mL空气．实验时，用酒精灯对A处物质进行加热，经反复慢慢推拉两针筒的活塞，反应完毕，恢复至室温，测得剩余气体为40.5mL．
（1）A处的物质是

c

（选填编号）．
a．碳粉  b．二氧化锰    c．铜粉  d．氧化铜
（2）已知空气中氧气的体积分数为0.2，则该实验的相对误差为

-0.05或-5%

．

Answer 1

分析：（1）氯气具有氧化性，氨气具有还原性，氯气把氨气氧化为氮气和氯化氢，过量的氨气和 氯化氢反应生成白烟氯化铵；依据氧化还原反应电子守恒写出化学方程式；
（2）依据气体溶解度是用体积比表示分析；
（3）依据反应分析气体体积变化，2NO+O₂=2NO₂，2NO₂?N₂O₄；
（4）氢氧化钠和氯化铝反应生成氢氧化铝沉淀，氢氧化钠过量会溶解氢氧化铝，反应的离子方程式为Al³⁺+4OH^-=Al（OH）₄^-；
（5）淡黄色固体与气体反应，推断为过氧化钠，乙针管中的气体为二氧化碳气体，发生反应后气体体积减小一半；
（6）（1）依据空气成分分析判断，能与氧气反应测定气体体积减小计算氧气体积分数；
（2）相对误差概念分析计算应用，相对误差是指，测量所造成的绝对误差与被测量〔约定〕真值之比．乘以100%所得的数值，以百分数表示；

解答：解：（1）氯气和氨气发生氧化还原反应，氯气氧化氨气为氮气，氯气被还原为氯化氢气体，依据定量关系可知氨气过量，氯化氢和氨气反应生成氯化铵不是固体颗粒，冒白烟；反应的化学方程式为：3Cl₂+8NH₃=N₂+6NH₄Cl，故答案为：3Cl₂+8NH₃=N₂+6NH₄Cl；
（2）40mL Cl₂在10mL水溶解，最后剩余气体为20mL，则依据气体体积比表示的溶解度为：1：2；
故答案为：1：2；
（3）30mL NO与15mL O₂混合发生反应2NO+O₂=2NO₂，所以前后反应生成二氧化氮气体体积为30ml，二氧化氮可以聚合为四氧化二氮气体，2NO₂?N₂O₄；但反应是可逆反应不能全部转化，所以最后容器中 的气体体积介于15ml～30ml；
故答案为：15ml～30ml；
（4）AlCl₃溶液浓度为0.1mol/L，如果最后白色沉淀全部消失，氢氧化钠和氯化铝反应生成氢氧化铝沉淀，氢氧化钠过量会溶解氢氧化铝，沉淀恰好溶解反应的离子方程式为：所以得到
             Al³⁺+4OH^-=Al（OH）₄^-；
            1     4
0.1mol/L×0.02L    c（OH^-）×0.01L
计算得到c（NaOH）=0.8mol/L；
故答案为：0.8；
（5）在甲、乙针筒之间连接一段硬质玻璃管，如下图．在A处装一种浅黄色的粉末，乙针筒内是一种常见的气体，甲针筒无气体．将乙针筒内气体压入甲针筒内，发现气体体积是原来的一半．A处的物质依据颜色和与气体反应的性质可知，为Na₂O₂；乙中气体为二氧化碳，和过氧化钠反应后生成气体为氧气，2Na₂O₂+CO₂=2Na₂CO₃+O₂
故答案为：Na₂O₂；O₂；
（6）（1）测定空气中氧气的体积分数是利用空气中氧气反应，其他气体不反应；
a．碳粉和氧气反应生成二氧化碳，不能测定气体体积变化后氧气的体积，故a不符合；
b．二氧化锰不能和空气中 氧气反应，不能测定，故B不符合； 
c．铜粉和氧气反应生成氧化铜，可以测定气体减小，计算氧气的条件分数，故C符合； 
d．氧化铜不能和空气中氧气反应，不能测定体积分数，故d不符合；
故选c．
（2）乙针筒内装有50mL空气．实验时，用酒精灯对A处物质进行加热，经反复慢慢推拉两针筒的活塞，反应完毕，恢复至室温，测得剩余气体为40.5mL．体积变化为氧气=50ml-40.5ml=9.5ml，氧气体积分数=

9.5ml

50ml

×100%=0.19，所以相对误差=

0.2-0.19

0.2

×100%=5%
故答案为：-5%

点评：本题考查了氨气、氯气、氮的化合物过氧化钠等物质的性质应用，实验现象分析和定量计算是考查重点，掌握基础是解题关键，题目难度中等．