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5.为探究气体X的组成,某兴趣小组进行如图所示实验(固定装置未画出).
【实验装置】

【查阅资料】
(1)加热条件下,气体X能与氧化铜反应生成铜、水和氮气.
(2)生石灰与气体X不反应,无水氯化钙可吸收气体X.
(3)本实验条件下,装置内空气中的水、二氧化碳的影响可忽略不计.
【实验步骤】
(1)连接仪器,并检查装置气密性.
(2)准确称取2.40g氧化铜,装入A装置的玻璃管中,并在B、C、D中装入相应物质.
(3)测量并记录反应前的相关数据Ⅰ(见表).
(4)连接A、B、C装置,将气体X缓缓通入一段时间后,连接上D装置,再开始加热.(利用装置D中液面在反应前、后的刻度差,可测得生成的氮气的体积)
(5)当A装置中氧化铜反应完全后,停止加热,并继续通入气体X至玻璃管冷却.,再次测量并记录反应后的相关数据Ⅱ.
数据编号
测量项目
ⅠⅡ
玻璃管(含药品)的质量/g54.4053.92
B装置(含药品)的质量/g104.00104.54
氮气的质量/g/0.28
【相关数据】
注:如表中氮气的质量是通过D装置收集的氮气体积,并通过氮气的密度计算得到.
【回答问题】
(1)B装置中氧化钙吸水的原理为CaO+H2O=Ca(OH)2(用化学方程式表示).
(2)实验中,A装置的玻璃管中可观察到的现象是粉末由黑色逐渐变红.当观察到量气管内液面不再下降,说明氧化铜已完全反应.停止加热,继续通入气体X至玻璃管冷却的目的是防止灼热的铜被氧化.
(3)分析实验测量的数据,生成水的质量为0.54g,氧化铜中氧元素的质量为0.48g.
由此推知,气体X中没有(填“有”或“没有”或“可能有”)氧元素.
(4)气体X的化学式为NH3.

分析 由题目的信息可知:B装置中的碱石灰为固体氢氧化钠和氧化钙的混合物,不与气体X反应,因此只吸收水蒸气,增加的质量就是生成的水的质量:102.54g-102.00g=0.54g;氧化铜中氧元素的质量=52.40g-51.92g=0.48g;由此推知,气体X中一定没有氧元素,因为0.54g水中氧元素的质量=0.54g×$\frac{16}{18}$=0.48g;B装置中氧化钙吸水的原理为:氧化钙和水反应生成氢氧化钙;实验过程中,当观察到量气管内液面不再下降,说明氧化铜已反应完全,停止加热,继续通入气体X至玻璃冷却的目的是防止灼热的铜被氧化;根据元素的质量比求x的化学式,有关的计算要准确.

解答 解:(1)B装置中氧化钙吸水的原理为:氧化钙和水反应生成氢氧化钙,化学方程式为:CaO+H2O=Ca(OH)2
(2)由于“加热条件下,气体X能与氧化铜反应生成铜、水和氮气”所以实验中,A装置的玻璃管中可观察到的现象是粉末由黑色逐渐变红;实验过程中,当观察到量气管内液面不再下降,说明氧化铜已反应完全,停止加热,继续通入气体X至玻璃冷却的目的是防止灼热的铜被氧化;
(3)B装置中的碱石灰为固体氢氧化钠和氧化钙的混合物,不与气体X反应,因此只吸收水蒸气,增加的质量就是生成的水的质量:102.54g-102.00g=0.54g,0.54g水中氧元素的质量=0.54g×$\frac{16}{18}$=0.48g,氧化铜中氧元素的质量=52.40g-51.92g=0.48g,由此推知,气体X中一定没有氧元素;故答案为:0.54;0.48;没有;
(4)设气体X的化学式为NmHn
$\frac{氮元素质量}{氢元素质量}$=$\frac{14m}{n}$=$\frac{0.28g}{0.54g-0.48g}$
$\frac{m}{n}=\frac{1}{3}$  所以X的化学式为:NH3;
故答案为:(1)CaO+H2O=Ca(OH)2
(2)粉末由黑色逐渐变红;不再下降;防止灼热的铜被氧化;
(3)0.54;0.48;没有;(4)NH3.

点评 考点既考查了实验步骤的设计,又考查了化学方程式的书写和有关的计算等,还对实验进行了评价,综合性比较强,有关的计算要正确.同学们要具体分析,综合掌握.

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