Question

下圖中實驗裝置可用來測定含兩種元素的某種氣體X的化學式。

在注射器A中裝有240 mL氣體X，慢慢通過不含空氣并盛有紅熱的氧化銅的玻璃管B，使之完全反應，得到下面的實驗結果：

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?yōu)榧t色粉末。在C管中收集的無色液體是水；在注射器D中收集的氣體是N₂。試完成下列問題：

（1）X氣體是由____________和____________元素組成的。

（2）若240 mL X氣體完全反應，收集到N₂的體積為240 mL。根據(jù)實驗時溫度和壓強計算1 mol X氣體的體積是24000 mL，則X的化學式為________________。

（3）寫出B中發(fā)生反應的化學方程式（X在該條件下不發(fā)生分解反應）______________。

Answer 1

（1）H  N  （2）N₂H₄

（3）N₂H₄+2CuON₂+2H₂O+2Cu

解析:

（1）根據(jù)題意，可寫出氣體X與CuO反應的關系式：

X+CuOCu+H₂O+N₂

由此不難推知，氣體X中必含有H、N兩種元素，且X是由這兩種元素組成的氣體。

（2）依據(jù)題給實驗條件，參加反應的240 mL氣體X的物質的量==0.01 mol，生成的N₂的物質的量==0.01 mol。由原子守恒知，生成H₂O的物質的量==0.02 mol。故1 mol氣體X中含N原子的物質的量==2 mol，H原子的物質的量==4 mol，所以X的化學式為N₂H₄。

（3）因X的化學式已求出，將其代入（1）的反應關系式并配平：

N₂H₄+2CuON₂+2H₂O+2Cu。