Question

3．為探究氣體X的組成，某興趣小組進行如圖所示實驗（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氫氧化鈣的混合物，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按圖所示裝入藥品（其中B、C管中分別裝入的是足量堿石灰和足量無水氯化鈣），測得相關的量記錄在數(shù)據(jù)Ⅰ（見表）．
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至玻璃管冷卻后，再次測量并記錄相關數(shù)據(jù)Ⅱ（見表）．
【實驗裝置】

【相關數(shù)據(jù)】

測量項目/數(shù)據(jù)編號	Ⅰ	Ⅱ
玻璃管（含藥品）的質(zhì)量/g	52.40	51.92
B裝置（含藥品）的質(zhì)量/g	102.00	102.54
氮氣的體積/mL	/	243.5

回答問題：
（1）B中裝置中氧化鈣吸水的原理為CaO+H₂O═Ca（OH）₂（用化學方程式表示）；
（2）實驗過程中，當觀察到黑色固體全部變紅，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防止生成的銅被氧化；
（3）分析實驗測量的數(shù)據(jù)，生成水的質(zhì)量為0.54g，氧化銅中氧元素的質(zhì)量為0.48g．由此推知，氣體X中一定沒有（填“有”或“沒有”）氧元素．
④讀取量氣管中氮氣體積之前需要調(diào)節(jié)量氣管和水準管液面相平，通過計算推導出氣體X的化學式為NH₃．

Answer 1

分析 （1）氧化鈣能和水反應生成氫氧化鈣；
（2）高溫條件下，銅能被氧氣氧化；
（3）根據(jù)表中提供的數(shù)據(jù)可以計算生成水的質(zhì)量和氧化銅中氧元素的質(zhì)量；
④通過計算推導出氣體X的化學式．

解答 解：（1）B中裝置中氧化鈣能和水反應生成氫氧化鈣，反應的化學方程式為：CaO+H₂O═Ca（OH）₂．
故填：CaO+H₂O═Ca（OH）₂．
（2）實驗過程中，當觀察到黑色固體全部變紅，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防止生成的銅被氧化．
故填：黑色固體全部變紅；防止生成的銅被氧化．
（3）分析實驗測量的數(shù)據(jù)，生成水的質(zhì)量為：102.54g-102.00g=0.54g；
氧化銅中氧元素的質(zhì)量為：52.40g-51.92g=0.48g；
水中氧元素質(zhì)量為：0.54g×$\frac{16}{18}$×100%=0.48g，
因為氧化銅中的氧元素質(zhì)量和生成的水中氧元素質(zhì)量相等，由此推知，氣體X中一定沒有氧元素．
故填：0.54；0.48；沒有．
④讀取量氣管中氮氣體積之前需要調(diào)節(jié)量氣管和水準管液面相平；
X中氫元素的質(zhì)量為：0.54g-0.48g=0.06g，
X中氮元素質(zhì)量為：1.15g•L^-1×243.5mL×10^-3=0.28g，
氣體X中氮原子和氫原子的個數(shù)比為：$\frac{0.28g}{14}$：$\frac{0.06g}{1}$=1：3，
X的化學式為NH₃．
故填：調(diào)節(jié)量氣管和水準管液面相平；NH₃．

點評 合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結(jié)論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．