Question

某校化學興趣小組承擔了某項研究課題的一部分：通過實驗探究氣體X（已知由兩種元素組成）的元素組成．實驗裝置如下．將0.17gX氣體由注射器A緩緩送入B裝置（B裝置中的空氣已預先除去），使之完全反應，生成的氣體全部用D裝置抽取收集．實驗的現象和數據記錄如下：

	現  象	反應前質量（g）	反應后質量（g）
B裝置中	逐漸變成亮紅色	21.32	21.08
C裝置中	變藍色	32.16	32.43

（1）參加反應的氧元素的質量是______g，X中一定有______元素．
（2）經測定，D中的氣體由一種元素組成，常溫常壓下密度是1.25g/L，試推測該氣體的化學式是______，其質量是______g．（常見氣體密度如下）

氣   體	H2	O2	CO	CH4	N2	CO2
常溫常壓時的密度（g/L）	0.09	1.43	1.25	0.72	1.25	1.98

（3）寫出B裝置中發生反應的化學方程式______ 3Cu+3H₂O+N₂

Answer 1

【答案】分析：（1）裝置B中CuO被還原，因失去氧而質量減小，根據質量守恒定律，參加反應氧元素的質量即裝置B反應前后的質量差；根據實驗中無水硫酸銅的顏色變化，確定反應生成了水，然后再根據化學變化前后元素不變的定律，完成對氣體X的組成元素的判斷；
（2）利用表中所給氣體的密度與所測定的氣體D的密度相對比，并由D中的氣體由一種元素組成，完成對氣體D的判斷；根據質量守恒定律，由反應前后物質總質量差可計算生成的氣體D的質量；
（3）根據對反應的分析，確定反應的反應物與生成物，根據化學方程式書原則及方法，完成化學方程式的書寫．
解答：解：（1）根據質量守恒定律，參加反應的氧元素的質量=21.32g-21.08g=0.24g；無水硫酸銅吸收了水裝置C變藍，說明氣體X與氧化銅反應生成了水，根據反應前后元素不變，可判斷氣體X中含有氫元素；
（2）表中有兩種氣體CO和N₂的密度都與氣體D的常溫常壓下密度密度1.25g/L相同，若氣體X為CO，與氣體D中的氣體由一種元素組成的測定結果相矛盾，因此可確定氣體D為N₂；根據質量守恒定律，生成D氣體N₂的質量=0.17g+21.32g+32.16g-21.08g-32.43g=0.14g；
（3）根據反應前后元素種類、質量都不變，及氣體X由兩種元素組成，可判斷氣體X是由N、H兩元素組成的氣體化合物，該氣體中N、H元素的質量比=0.14g：（32.43-32.16-0.24）g=14：3，則N、H元素的原子個數比=：=1：3，氣體X的化學式可表示為NH₃；
綜合以上分析，裝置B中反應為NH₃與CuO在加熱條件下發生反應，生成紅色Cu、H₂O和氣體N₂，反應的化學方程式為2NH₃+3CuO3Cu+3H₂O+N₂；
故答案為：（1）0.24；氫；（2）N₂；0.14；（3）2NH₃+3CuO3Cu+3H₂O+N₂．
點評：本題涉及到較多的基礎知識和基本的理論和規律，需要具有較強的分析及運算推理的能力．