Question

（10分）為探究氣體X的組成，某興趣小組進行圖12所示實驗（固定裝置未畫出）。
【資料在線】
（1）加熱條件下，氣體X能與氧化銅反應生成銅、水和氮氣。
（2）堿石灰為固體氫氧化鈉和氧化鈣的混合物，不與氣體X反應。
無水氯化鈣可吸收氣體X。
（3）本實驗條件下，氮氣密度為1.15g·L^-1，裝置內(nèi)空氣中的水與二氧化碳對相關數(shù)據(jù)測定的影響可忽略不計。
【實驗步驟】
（1）連接儀器，并檢查裝置氣密性。
（2）取一定量氧化銅，準確稱得其質(zhì)量為2.40g。
（3）按圖12所示裝入藥品，測量并記錄相關數(shù)據(jù)Ⅰ（見表1）。
（4）連接A、B、C裝置， 將氣體X緩緩通入一段時間后，連接上D裝置，讀數(shù)后開始加熱。當A裝置中氧化銅反應完全，停止加熱，繼續(xù)通入氣體  X至玻璃管冷卻，再次測量并記錄相關數(shù)據(jù)Ⅱ（見表1）。
【實驗裝置】

【相關數(shù)據(jù)】

【回答問題】
（1）B裝置中氧化鈣吸水的原理為                              （用化學方程式表示）。
（2）實驗過程中，當觀察到                              ，說明氧化銅已反應完全，停止加熱，繼續(xù)通入氣體X至玻璃管冷卻的目的是                               。
（3）分析實驗測量的數(shù)據(jù)，生成水的質(zhì)量為         g，氧化銅中氧元素的質(zhì)量為     g。
由此推知，氣體X中一定         （填“有”或 “沒有”）氧元素。
（4）通過計算推導出氣體X的化學式。

Answer 1

（1）CaO+H₂O==Ca(OH)₂ （2）量氣管內(nèi)液面不再下降 防止灼熱的銅被氧化
（3）0.54    0. 48   沒有    （4）NH₃

解析試題分析：（1）氧化鈣吸水是因為氧化可與水反應生成氫氧化鈣，反應的化學方程式為：CaO+H₂O==Ca(OH)₂ 
（2）根據(jù)資料在線中的內(nèi)容可知：因氣體X可與氧化銅在加熱的條件反應生成銅、水蒸氣和氮氣；當所有的氣體通過B裝置時，水蒸氣被吸收；再通過C裝置時，多余的X氣體被吸收；則進入D裝置內(nèi)的氣體為反應生成的氮氣。隨著氮氣進入D裝置，可造成其中的氣體增多，氣壓變大，會觀察到液面下降。所以當觀察到量氣管內(nèi)液面不再下降時，說明不再生成氮氣，即可說明氧化銅已反應完全。繼續(xù)能入氣體X是防止灼熱的銅與其它物質(zhì)反應而被氧化。
（3）根據(jù)上面的分析，結合表1可知：裝置B的作用是吸收生成的水，所以裝置B的質(zhì)量增加值則為生成水的質(zhì)量；即102.54g—102.00g=0.54g。在玻璃管中原為氧化銅，反應結束后其成分為銅單質(zhì)， 所以其質(zhì)量減少值則為氧化銅中氧元素的質(zhì)量，即為52. 40g—51.92g= 0.48g（也可根據(jù)氧化銅的質(zhì)量求出氧元素的質(zhì)量）。進一步可根據(jù)裝置B測出的水的質(zhì)量，結合水的化學式（H₂O），可求出其中氧元素的質(zhì)量為：0.54g×（）=0.48g。二者求出的氧元素的質(zhì)量相同，可說明在氣體X中沒有氧元素。
（4）根據(jù)上述分析可知該氣體中只含氮元素和氫元素，且可根據(jù)氮氣的質(zhì)量求出其中氮元素的質(zhì)量；可根據(jù)生成水的質(zhì)量求出其中氫元素的質(zhì)量。然后可根據(jù)氮元素與氫元素的質(zhì)量比求出氣體中氮氫元素的原子個數(shù)比，即可確定其化學式。具體計算過程如下：
解：設該氣體的化學式為N_xH_y，根據(jù)題意可知：
14x：1y=（0.2435L×1.15g/L）：（0.54g—0.48g）
x：y=1：3
所以該氣體的化學式為NH₃
考點： 實驗方案的設計與評價、根據(jù)化學式的計算