Question

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240毫升气体X并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，得到以下实验结果：实验前B管重20.32克，实验后B管重20.00克，B管中的黑色粉末变成红色粉末。在C管中收集到的无色液体是水；在注射器D中收集到的气体是氮气。试回答下列问题：

（1）X气体是由________和________元素组成的。

（2）若240毫升X气体完全反应后，收集到的氮气质量是0.28克。根据实验时温度和压强计算1摩尔X气体的体积是24000毫升，则X的摩尔质量是________克/摩尔。

（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）氮 氢 ；（2）32 ；（3）N2H4；（4）N2H4＋2CuON2＋2H2O＋2Cu。

【解析】

试题分析：B管中的黑色粉末变成红色粉末，则CuO被还原为Cu单质；C管中收集到的无色液体是水，则通入的气体中含H元素；在注射器D中收集到的气体是氮气，则X中含有N元素。所以（1）X气体是由氮元素和氢元素组成的。（2）实验时1摩尔X气体的体积是24000毫升，则240毫升X气体中含有X气体的物质的量是n(X)= 240毫升÷24000毫升/mol=0.01mol，其中含有N元素的物质的量是n(N)= 0.28克÷14g/mol=0.02mol，n(H2O)=( 20.32g-20.00g) ÷16g/mol=0.02mol，则X中含有H元素的物质的量是n(H)= 0.02mol×2=0.04mol。所以X中含有的N、H物质的量的比是：n(X):n(N):n(H)= 0.01mol: 0.02mol:0.04mol=1:2:4,所以该物质的化学式是：N2H4，相对分子质量是32，摩尔质量是32g/mol。（4）根据题意可知在B中发生反应的化学方程式是N2H4＋2CuON2＋2H2O＋2Cu。

考点：考查物质的元素组成、化学式、相对分子质量的计算与确定、反应方程式的计算的知识。