Question

如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 mL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)，得到以下實驗結(jié)果：實驗前B管重20.32 g，實驗后B管重20.00 g，B管中的黑色粉末變成紅色粉末。在C管中收集到的無色液體是水；在注射器D中收集到的氣體是氮氣。試回答下列問題：

(1)X氣體是由________和________元素組成的。

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

(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

解析　由題意可知，在實驗時的溫度和壓強下，1 mol X氣體的體積是24 000 mL，則反應(yīng)消耗的X氣體的物質(zhì)的量為0.01 mol，CuO的物質(zhì)的量為＝0.02 mol，N₂的物質(zhì)的量為＝0.01 mol，根據(jù)氧原子守恒H₂O的物質(zhì)的量為0.02 mol。根據(jù)質(zhì)量守恒定律，0.01 mol X氣體的質(zhì)量為0.28 g＋0.04 mol×1 g·mol^－1＝0.32 g，其摩爾質(zhì)量為32 g·mol^－1；X氣體是由N和H元素組成的，0.01 mol X分子中含有n(N)＝0.01 mol×2＝0.02 mol，n(H)＝ 0.02 mol×2＝0.04 mol，因此分子式為N₂H₄。

答案　(1)氮　氫　(2)32 g·mol^－1　(3)N₂H₄

(4)N₂H₄＋2CuON₂＋2H₂O＋2Cu