Question

8．为探究气体X的组成；某兴趣小组进行如图所示实验（固定装置未画出）
【资料在线】
（1）加热条件下，气体X能与氧化铜反应生成铜、水和氮气．
（2）碱石灰为固体氢氧化钠和氧化钙的混合物，不与气体X反应．
无水氯化钙可吸收气体X．
（3）本实验条件下，氮气密度为1.15g•L^-1，装置内空气中的水与二氧化碳对相关数据测定的影响可忽略不计．
【实验步骤】
（1）连接仪器，并检查装置气密性．
（2）取一定量氧化铜，准确称得其质量为2.40g．
（3）按图所示装入药品，测量并记录相关数据Ⅰ（见表）．
（4）连接A、B、C装置，将气体X缓缓通入一段时间后，连接上D装置，读数后开始加热．当A装置中氧化铜反应完全，停止加热，继续通入气X至玻璃管冷却，再次测量并记录相关数据Ⅱ（见表）．
【实验装置】

【相关数据】

数据编号 测量项目	Ⅰ	Ⅱ
玻璃管（含药品）的质量/g	52.40	51.92
B装置（含药品）的质量/g	102.00	102.54
氮气的体积/mL	/	243.5

【回答问题】
（1）B装置中氧化钙吸水的原理为CaO+H₂O=Ca（OH）₂（用化学方程式表示）．
（2）实验过程中，当观察到，说明氧化铜已反应完全，停止加热，继续通入气体X至玻璃管冷却的目的是防止灼热的氧化铜被氧化和生成的水蒸气全部进入B装置内，使实验更精确．
（3）分析实验测量的数据，生成水的质量为0.54g，氧化铜中氧元素的质量为0.48g．
（4）通过计算推导出气体X的化学式NH₃．

Answer 1

分析 由题目的信息可知：B装置中的碱石灰为固体氢氧化钠和氧化钙的混合物，不与气体X反应，因此只吸收水蒸气，增加的质量就是生成的水的质量：102.54g-102.00g=0.54g；氧化铜中氧元素的质量=52.40g-51.92g=0.48g；由此推知，气体X中一定没有氧元素，因为0.54g水中氧元素的质量=0.54g×$\frac{16}{18}$=0.48g；B装置中氧化钙吸水的原理为：氧化钙和水反应生成氢氧化钙；实验过程中，当观察到量气管内液面不再下降，说明氧化铜已反应完全，停止加热，继续通入气体X至玻璃冷却的目的是防止灼热的铜被氧化；根据元素的质量比求x的化学式，有关的计算要准确．

解答 解：（1）B装置中氧化钙吸水的原理为：氧化钙和水反应生成氢氧化钙，化学方程式为CaO+H₂O=Ca（OH）₂；故答案为：CaO+H₂O=Ca（OH）₂；
（2）实验过程中，当观察到量气管内液面不再下降，说明氧化铜已反应完全，停止加热，继续通入气体X至玻璃冷却的目的是防止灼热的铜被氧化和生成的水蒸气全部进入B装置内；故答案为：量气管内液面不再下降；生成的水蒸气全部进入B装置内；
（3）B装置中的碱石灰为固体氢氧化钠和氧化钙的混合物，不与气体X反应，因此只吸收水蒸气，增加的质量就是生成的水的质量：102.54g-102.00g=0.54g，0.54g水中氧元素的质量=0.54g×$\frac{16}{18}$=0.48g，氧化铜中氧元素的质量=52.40g-51.92g=0.48g；故答案为：0.54；0.48；
（4）243.5mL=0.2345L，设气体x的化学式为N_mH_n，$\frac{氮元素质量}{氢元素质量}$=$\frac{14m}{n}$=$\frac{1.15g/L×0.2435}{0.54g-0.48g}$，$\frac{m}{n}=\frac{1}{3}$，所以x的化学式为：NH₃；
故答案为：NH₃．

点评 考点既考查了实验步骤的设计，又考查了化学方程式的书写和有关的计算等，还对实验进行了评价，综合性比较强，有关的计算要正确．同学们要具体分析，综合掌握．