Question

【题目】如图所示的实验装置可用来测定含两种元素的某种气体X的分子式。在注射器A中装有240mL气体X慢慢通过不含空气并装有红热的氧化铜的玻璃管B，使之完全反应，得到下面的实验结果：实验前B管重20.32g，实验后B管重20.00g，B管中的黑色粉末变成红色粉末。在C管中收集的无色液体是水；在注射器D中收集的气体是氮气，试回答下列问题：

(1)X气体是由______和______元素组成的。

(2)若240mL X气体完全反应后，收集到氮气的质量是0.28g。根据实验时的温度和压强计算1molX的气体的体积是24000mL，则X的摩尔质量是______g/mol。

(3)通过计算，确定X的分子式为______。

(4)写出B中发生反应的化学方程式(X在该条件下不发生分解反应)______。

Answer 1

【答案】N H 32

【解析】

(1)由题目信息可知，C管中收集到水，D中收集到N2，说明气体X与氧化铜反应有氮气、水生成，气体X只含有两种元素，根据元素守恒可知，气体X含有N、H元素；

(2)1molX的气体的体积是24000mL，故240mLX气体的物质的量为0.01mol，反应收集到氮气的质量是0.28g，物质的量为0.01mol．B管中CuO含O：20.32g-20.00g=0.32g，物质的量为0.02mol，故生成的水中H元素的质量为0.04mol×1g/mol=0.04g，所以气体X的质量为0.28g+0.04g=0.32g，再根据摩尔质量等于计算气体X的摩尔质量；

(3)根据(2)中可知气体X的物质的量，含有的N、H原子的物质的量，据此书写气体X的分子式；

(4)由题目信息可知，B管中的黑色粉末变成红色粉末，说明反应生成Cu，C管中收集到水，D中收集到N2，说明气体X与氧化铜反应有氮气、水生成，故气体X与氧化铜反应生成铜、氮气与水。

(1)由题目信息可知，C管中收集到水，D中收集到N2，说明气体X与氧化铜反应有氮气、水生成，气体X只含有两种元素，根据元素守恒可知，气体X含有N、H元素；

(2)1molX的气体的体积是24000mL，故240mLX气体的物质的量为，反应收集到N2的质量是0.28g，物质的量为。B管中CuO含O：20.32g-20.00g=0.32g，物质的量为，，故生成的水中H元素的质量为，所以气体X的质量为，故气体X的摩尔质量为；

(3)根据(2)中可知mol，，，因此：：mol:mol::2:4，所以X的化学式为；

(4)由题目信息可知，B管中的黑色粉末变成红色粉末，说明反应生成Cu，C管中收集到水，D中收集到，说明气体X与氧化铜反应有Cu、氮气和水生成，反应方程式为。