Question

【題目】下圖所示的實驗裝置可用來測定含兩種元素的某種氣體X的分子式：

在注射器A中裝有240毫升氣體X并慢慢通過不含空氣并裝有紅熱的氧化銅的玻璃管B，使之完全反應(yīng)，得到下面的實驗結(jié)果：

①實驗前B管重20.32克，實驗后B管重20.00克；②B管中的黑色粉末變成紅色粉末；

③在C管中收集到的無色液體是水；④在注射器D中收集到的氣體是氮氣。

請回答下列問題：

（1）X氣體是由________和________元素組成的。

（2）若240毫升X氣體完全反應(yīng)后，收集到的氮氣質(zhì)量是0.28克。根據(jù)實驗時溫度和壓強計算1摩爾X氣體的體積是24 000毫升，則X的摩爾質(zhì)量是___________克/摩爾。

（3）通過計算，確定X的分子式為____________。

（4）寫出B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式(X在該條件下不發(fā)生分解反應(yīng)) ____________________。

Answer 1

【答案】 氮 氫 32 N2H4 N2H4＋2CuON2＋2H2O＋2Cu

【解析】（1）由題目信息可知，C管中收集到水，D中收集到N2，說明氣體X與氧化銅反應(yīng)有氮氣、水生成，氣體x只含有兩種元素，根據(jù)元素守恒可知，氣體X含有N、H元素；（2）1molX的氣體的體積是24000mL，故240mLX氣體的物質(zhì)的量為240mL/24000mL×1mol=0.01mol，反應(yīng)收集到氮氣的質(zhì)量是0.28g，物質(zhì)的量為0.28g÷28g/mol=0.01mol，B管中CuO含O：20.32 g-20.00 g=0.32 g，物質(zhì)的量為0.32g÷16g/mol=0.02mol，n（H2O）=0.02mol，故生成的水中H元素的質(zhì)量為0.02 mol×2×1g/mol=0.04g，所以氣體X的質(zhì)量為0.28g+0.04g=0.32g，故氣體X的摩爾質(zhì)量為0.32g÷0.01mol=32g/mol；（3）根據(jù)（2）中可知n（X）=0.01 mol，n（N）=0.01mol×2=0.02mol，n（H）=0.02 mol×2=0.04mol，因此n（X）：n（N）：n（H）=0.01 mol：0.02 mol：0.04mol=1：2：4，所以X的化學(xué)式為N2H4；（4）由題目信息可知，B管中的黑色粉末變成紅色粉末，說明反應(yīng)生成Cu，C管中收集到水，D中收集到N2，說明氣體X與氧化銅反應(yīng)有氮氣、水生成，故氣體X與氧化銅反應(yīng)生成銅、氮氣與水，反應(yīng)方程式為N2H4＋2CuON2＋2H2O＋2Cu。