Question

某同学为了测定三聚氰胺的分子式，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为晶体，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12.6 g三聚氰胺晶体按图示实验反应(假设三聚氰胺完全转化成产物)。

(1)写出A装置中发生反应的化学方程式________________________________________。

(2)C装置能不能与D装置互换？__________(填“能”或“不能”)。理由是____________________________。

(3)当B装置中反应完全发生后，读取F中水的体积的实验操作顺序为__________(填序号)。

①读数　②冷却至室温　③调平E、F装置中的液面

(4)测定数据如下：

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

经测定，E中收集的气体折合成标准状况下的体积为6.72 L。

①利用上述实验数据，计算三聚氰胺的实验式为__________。

②三聚氰胺分子式为__________。

③若B装置中没有铜网，对测定结果的影响是__________________________________。

Answer 1

解析：(1)根据实验原理知：A装置用于制取氧气，且采用加热固体的方法制氧气；(2)碱石灰既能吸收二氧化碳又能吸收水，而浓硫酸只吸收水，不能吸收二氧化碳；(4)C装置增加的质量就是水的质量，D装置增加的质量就是二氧化碳的质量，n(CO₂)＝(69.2－56.0) g/44 g/mol＝0.3 mol，n(H₂O)＝(106.4－101.0) g/18 g/mol＝0.3 mol，n(N₂)＝6.72 L/22.4 L/mol＝0.3 mol。则反应物中C、H、N元素的总质量＝0.3 mol×12 g/mol＋0.6 mol×1 g/mol＋0.6 mol×14 g/mol＝12.6 g，说明样品不含氧元素。所以三聚氰胺分子中，n(C)∶n(H)∶n(N)＝0.3 mol∶0.6 mol∶0.6 mol＝1∶2∶2，设三聚氰胺的分子式为(CH₂N₂)_n，则(12＋2＋28)n＝126，n＝3，故其分子式为C₃H₆N₆。若B装置中没有铜网，可能有没有反应的氧气进入E瓶中，导致测定的氮气体积偏大，即测定得到的三聚氰胺分子式中氮原子数偏大，而碳、氢原子数偏小。

答案：(1)2KMnO₄K₂MnO₄＋MnO₂＋O₂↑或2KClO₃2KCl＋3O₂↑　(2)不能　实验中浓硫酸吸收水，碱石灰吸收二氧化碳，若互换，碱石灰能同时吸收二氧化碳和水，导致实验失败　(3)②③①　(4)CH₂N₂　C₃H₆N₆　使测定所得的三聚氰胺分子式中氮原子数偏大，碳、氢原子数偏小