Question

注射器是一种普通的医疗器械，但它在化学实验装置中出现的越来越多，它对某些实验现象的观察或实验过程的改进，起到了意想不到的效果．

（1）图1用50mL试管作反应容器，磷的燃烧均在密闭容器里进行，可防止白烟污染空气．用50mL注射器（活塞事先处在20mL刻度处）测量磷燃烧消耗的氧气体积．
操作：①检查装置的气密性．②装入药品，连好仪器．③夹紧弹簧夹，加热白磷，观察试管中所发生的现象为______．④燃烧结束，试管冷却后打开弹簧夹，可以看到活塞慢慢左移到约______mL刻度处（取整数值）．说明空气中氧气的体积分数约为______．
（2）图2用推拉注射器活塞的方法可以检查装置的气密性．当缓缓向外拉动活塞时，如果能观察到______（选填序号），则说明装置气密性良好．
A．注射器内有液体       B．瓶中液面上升
C．长颈漏斗内液面上升   D．长颈漏斗下端管口产生气泡
（3）某学生为了测定由两种元素形成的气态化合物X的组成，做了如图3所示的实验．他把注射器A中的气体X缓慢送入装有CuO的B装置，使之完全反应，得到如下结果：

①实验前B管及药品的质量为21.32g，实验后为21.16g．
②C管中收集到的物质电解后得到H₂和O₂，在D中收集到的是N₂．
③X中两元素的质量比是14：3，问：
ⅰ．C中收集到的液体，质量是______g．
ⅱ．在实验中看到的现象是______．
ⅲ．B中反应的化学方程式是______ 3H₂O+3Cu+N₂

Answer

（1）利用白磷燃烧消耗空气中的氧气生成白色固体五氧化二磷，而使试管内气体体积减小，测出气体减少的体积即为试管内空气中所含氧气的体积；
（2）使用注射器改变瓶内气体的多少而改变瓶内压强；当缓缓向外拉动活塞时，瓶内气体被抽出，压强减小，外界气体则会从长颈漏斗进入瓶内，可以说明装置气密性良好；
（3）由实验前B管及药品的质量为21.32g，实验后为21.16g1C管中收集到的物质电解后可得到H2和O2，在D中收集到的是N2，我们可以得到X含有氮、氢两种元素．然后根据2X中两元素的质量比是14：3．可以确定X的化学式，然后可依次填空．
（4）根据化学方程式进行计算即可．
【解析】
（1）加热时温度达到白磷的着火点，白磷燃烧，燃烧时产生大量的白烟；由于弹簧夹夹住了连接注射器和试管的导管，因此，白磷燃烧只能消耗试管内空气中的氧气，所以消耗氧气的体积为试管体积的五分之一即10mL；打开弹簧夹时，注射器内气体进行试管，活塞慢慢左移到10mL处；
（2）注射器慢慢向外拉时，瓶内空气减少压强减小，装置气密性良好时，外界空气从长颈漏斗进入瓶中，长颈漏斗下端管口处出现气泡；
（3）ⅰ．由题意我们可得X中含有氮、氧两种元素．又知2X中两元素的质量比是14：3．所以我们可得氮、氧两种元素的原子个数比为1：3．所以化学式为NH3．
C中收集到的水的质量为：（21.32g-21.16g）÷×100%=0.18g
ⅱ．氧化铜与氨气反应生成铜和水和氮气．所以现象为黑色固体逐渐变为红色．
ⅲ．B中反应的化学方程式是 3CuO+2NH33H2O+3Cu+N2
（4）设需要20%的硫酸溶液的质量为x．
CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
80   98
8g  20%×x

x=49g
答：需要硫酸的质量为49g．

故答案为：
（1）产生大量白烟；10；
（2）D
（3）0.18；B中黑色粉末逐渐变成红色，C中有无色液体生成
3CuO+2NH33H2O+3Cu+N2
（4）49g