Question

如图所示的实验装置可用来测定含两种元素的某种气体X的分子式。

在注射器A中装有240 mL气体X并慢慢通过不含空气并装有红热的氧化铜的玻璃管B，使之完全反应，得到以下实验结果：实验前B管重20.32 g，实验后B管重20.00 g，B管中的黑色粉末变成红色粉末。在C管中收集到的无色液体是水；在注射器D中收集到的气体是氮气。试回答下列问题：
(1)X气体是由________和________元素组成的。
(2)若240 mL X气体完全反应后，收集到的氮气质量是0.28 g。根据实验时温度和压强计算1 mol X气体的体积是24 000 mL，则X的摩尔质量是________。
(3)通过计算，确定X的分子式为________。
(4)写出B中发生反应的化学方程式(X在该条件下不发生分解反应)________________________。

Answer 1

(1)氮　氢　(2)32 g/mol　(3)N₂H₄
(4)N₂H₄＋2CuON₂＋2H₂O＋2Cu

实验时的温度和压强下，1 mol X气体的体积是24 000 mL，则反应消耗的X气体为0.01 mol，CuO为0.02 mol，N₂为0.01 mol，H₂O为0.02 mol。根据质量守恒定律，0.01 mol X气体的质量为0.32 g，其摩尔质量为32 g/mol；X气体是由N和H元素组成的，0.01 mol X分子中含有n(N)＝0.01 mol×2＝0.02 mol，n(H)＝0.02 mol×2＝0.04 mol，因此分子式为N₂H₄。