Question

7．某同学为了测定三聚氰胺的分子式和结构简式，设计了如下实验：

查阅资料，三聚氰胺的相对分子质量为126，三聚氰胺在常温下成晶体，在加热条件下能与氧气发生反应生成二氧化碳、氮气和水．取12.6g的三聚氰胺晶体如图装置进行实验（假设三聚氰胺完全反应转化产物）．
（1）抑制A装置中固体为Na₂O₂，请写出其中发生反应的化学方程式2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑；
（2）D装置不能与E装置互换的理由是浓硫酸吸水，碱石灰吸收二氧化碳，若互换位置，则碱石灰会同时吸收水和二氧化碳，导致实验失败；
（3）当B装置中反应完全发生后，读取G中的体积的使用操作顺序为②③①（填序号）．
①读数②冷却至室温③调平F、G装置中的液面
（4）测定数据如下：

装置	D	E
实验前	101.0g	56.0g
实验后	106.4g	69.2g

经测定，F中收集的气体折合标准状况下的体积为6.72L．
①利用上述实验数据，计算三聚氰胺的量筒式为CN₂H₂；
②三聚氰胺的分子式为C₃N₆H₆；
③若没有C装置中的铜网，对测定结果的影响是测定所得分子式的氮原子数偏大，而碳、氢原子数偏小．

Answer 1

分析 （1）A应为在加热条件下制备氧气的装置，生成的氧气和与三聚氰胺发生反应；
（2）碱石灰既能吸收水，也能吸收二氧化碳，应分别测定水和二氧化碳的质量；
（3）读数时，气体的压强和外界大气压应相等；
（4）①先根据燃烧产物确定三聚氰胺晶体肯定含有C、H、N，可能含有O，然后根据D装置增重的质量为H₂O，
E装置增重的质量为CO₂，F中收集的6.72L气体为N₂，求出C、H、N三种元素的质量，确定是否有O，求出实验式；
②根据实验式和相对分子质量，求出分子式；
③炽热铜网可起到吸收氧气的作用．从排除装置内空气和防止倒吸的角度分析．

解答 解：（1）因A装置的作用是产生O₂，且为固体+气体不加热产生氧气，反应方程式为2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，
故答案为：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑；
（2）因碱石灰既能吸收H₂O又能吸收CO₂，若要分别测出H₂O和CO₂的质量，则先吸收H₂O，后吸收CO₂，浓硫酸吸水，碱石灰吸收二氧化碳，若互换位置，则碱石灰会同时吸收水和二氧化碳，导致实验失败，
故答案为：浓硫酸吸水，碱石灰吸收二氧化碳，若互换位置，则碱石灰会同时吸收水和二氧化碳，导致实验失败；
（3）读数时，应待气体冷却至室温时，且将E、F两装置中的液面调平，以满足气体的压强和外界大气压应相等，所以正确顺序为：②③①，
故答案为：②③①；
（4）①H₂O的质量为5.4g，物质的量为0.3mol，H的物质的量为0.6mol，H的质量为0.6g；CO₂的质量为13.2g，物质的量为0.3mol，C的物质的量为0.3mol，C的质量为3.6g；N₂的体积为6.72L，物质的量为0.3mol，N的物质的量为0.6mol，N的质量为8.4g；C、H、N三种元素的质量和为0.6g+3.6g+8.4g=12.6g，所以三聚氰胺晶体只有C、H、N三种元素，N（C）：N（H）：N（N）=0.3mol：0.6mol：0.6mol=1：2：2，所以实验式为CN₂H₂，
故答案为：CN₂H₂；
②因三聚氰胺晶体CN₂H₂，分子式为（CN₂H₂）n，而三聚氰胺的相对分子质量为126，即：42n=126，n=3，所以分子式为C₃N₆H₆，
故答案为：C₃N₆H₆；
③炽热铜网可起到吸收氧气的作用，若装置中没有铜网，则生成的氮气中含有氧气，会导致测定所得分子式的氮原子数偏大，而碳、氢原子数偏小，
故答案为：测定所得分子式的氮原子数偏大，而碳、氢原子数偏小．

点评 本题主要考查了有机物分子式和结构简式的确定，为高频考点，题目难度中等，侧重于学生的分析能力、实验能力和计算能力的考查，注意把握实验的原理以及计算方法．