2、條件下能化合生成氣體C,并知C的化學(xué)式只有兩種可能:分別為XY或X2Y。請設(shè)計實驗(實驗裝置任選)來確定C的化學(xué)式,簡述實驗過程,分析說明結(jié)論。
實驗過程:_________________________________________________________________
______________________________________________________________。
結(jié)論及分析:
①若實驗結(jié)果是________,則生成物C的化學(xué)式為XY。判斷的依據(jù)是______________________________________________
3、__________________________。
②若實驗結(jié)果是________,則生成物C的化學(xué)式為X2Y。判斷的依據(jù)是________________________________________________________________________。
解析 該題為通過實驗確定生成物的化學(xué)式。因為組成元素未知,所以不能定性分析,而需轉(zhuǎn)化成可測控的量進行定量分析。根據(jù)反應(yīng)物和生成物均為氣體的特點,運用阿伏加德羅定律,可通過反應(yīng)過程中體積變化或壓強的變化值來確定反應(yīng)物的物質(zhì)的量之比,再由原子守恒得出生成物的化學(xué)式。
答案 法一 實驗過程(測定反應(yīng)前后的數(shù)據(jù)、容器性能、恢
4、復(fù)溫度三項全對才可)
分別取同溫、同壓、等體積(V1)的X2和Y2兩種氣體充入一恒壓、容積可變的密閉容器中,在一定條件下反應(yīng)完全并恢復(fù)到原來溫度后,測定容器的體積(V2)
結(jié)論及分析:
①V2=V1 X2+Y2===2XY,反應(yīng)前后分子數(shù)之比是1∶1,根據(jù)阿伏加德羅定律可推得以上結(jié)論
②V2=V1 2X2+Y2===2X2Y,反應(yīng)前后分子數(shù)之比是4∶3,根據(jù)阿伏加德羅定律可推得以上結(jié)論
法二 實驗過程:分別取同溫、同壓、等體積的X2和Y2兩種氣體充入一恒容的密閉容器中,并測定容器的壓強(p1),在一定條件下反應(yīng)完全并恢復(fù)到原溫度后,再測定容器的壓強(p2)
結(jié)論及分析:
①p2=
5、p1 X2+Y2===2XY,反應(yīng)前后分子數(shù)之比是1∶1,根據(jù)阿伏加德羅定律可推得以上結(jié)論
②p2=p1 2X2+Y2===2X2Y,反應(yīng)前后分子數(shù)之比是4∶3,根據(jù)阿伏加德羅定律可推得以上結(jié)論
3.(2012·青島月考)測定1 mol氧氣在標準狀況下所占體積的實驗操作的步驟如下:
①按下圖裝配實驗裝置。
②洗凈試管然后充分干燥。
③向500 mL燒瓶里裝滿水,向500 mL燒杯里加入少量水,把連接燒瓶和燒杯的玻璃管A、橡皮管B和玻璃管C中也裝滿水,在中間不要留下氣泡,然后用彈簧夾把橡皮管B夾緊。
④稱得試管的質(zhì)量為14.45 g,往試管里加入KClO3和MnO2的混合物,再稱
6、其質(zhì)量為15.95 g。
⑤打開彈簧夾,把燒杯舉起使燒瓶和燒杯中的水面一致,再關(guān)閉彈簧夾,然后把燒杯中的水倒掉。
⑥打開彈簧夾,加熱試管的混合物到不再產(chǎn)生氣體,即水不再流向燒杯時為止。
⑦反應(yīng)完畢后把裝置放置冷卻到室溫。
⑧調(diào)節(jié)燒杯的高度使燒瓶和燒杯中的水面一致,然后再關(guān)閉彈簧夾。
⑨用500 mL量筒測量燒杯里水的體積為285.0 mL,把它換算為標準狀況下氧氣的體積為279.7 mL。
⑩再稱量冷卻后試管的質(zhì)量為15.55 g。
(1)在操作⑦中,裝置冷卻時,玻璃管C的出口,一直要在燒杯的水中,不能離開水面,其理由是______________________________
7、_________
_______________________________________________________________。
(2)簡述操作⑧的必要性,即為什么要調(diào)節(jié)燒杯的高度,使燒瓶和燒杯中的水面一致?____________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)標準狀況下,1 mol氧氣所占的體積(保留小數(shù)后兩位)為________L;混合物中MnO2的質(zhì)量分數(shù)為
8、________。
解析這是一道利用阿伏加德羅定律測定1 mol氧氣標準狀況下所占體積的實驗題。其原理是通過測量氧氣排出的水的體積,進而確定產(chǎn)生的氧氣的體積,成功的關(guān)鍵是燒瓶內(nèi)的氣體在反應(yīng)前后是否處于同一狀態(tài),即是否同溫同壓,由于氣體體積的大小受溫度、壓強的影響,若燒杯內(nèi)的液面不一致,則造成壓強的改變,使誤差增大。若反應(yīng)完后未冷卻至室溫,則會更多地偏離標準狀況,使結(jié)果不準確。
答案(1)溫度降低時,燒瓶內(nèi)的壓強降低,這時燒杯中的水就會回流,從而可以準確地求出氣體的體積
(2)如果燒瓶中的壓強和外界大氣壓不一致,就不能準確地求出氣體體積
(3)22.38 32%
4.(2012·四川理
9、綜,28)甲、乙兩個研究性學(xué)習(xí)小組為測定氨分子中氮、氫原子個數(shù)比,設(shè)計了如下實驗流程:
→→→→
實驗中,先用制得的氨氣排盡洗氣瓶前所有裝置中的空氣,再連接洗氣瓶和氣體收集裝置,立即加熱氧化銅。反應(yīng)完成后,黑色的氧化銅轉(zhuǎn)化為紅色的銅。
下圖A、B、C為甲、乙兩小組制取氨氣時可能用到的裝置,D為盛有濃硫酸的洗氣瓶。
甲小組測得:反應(yīng)前氧化銅的質(zhì)量m1 g、氧化銅反應(yīng)后剩余固體的質(zhì)量m2 g、生成氮氣在標準狀況下的體積V1 L。乙小組測得:洗氣前裝置D的質(zhì)量m3 g、洗氣后裝置D的質(zhì)量m4 g、生成氮氣在標準狀況下的體積V2 L。
請回答下列問題:
(1)寫出儀器a的名稱:____
10、____。
(2)檢查A裝置氣密性的操作是_____________________________________
________________________________________________________________________。
(3)甲、乙兩小組選擇了不同的方法制取氨氣,請將實驗裝置的字母編號和制備原理填寫在下表的空格中。
實驗裝置
實驗藥品
制備原理
甲小組
A
氫氧化鈣、硫酸銨
反應(yīng)的化學(xué)方程式為:①__________________________________________
乙小組
②______
濃氨水
11、、氫氧化鈉
用化學(xué)平衡原理分析氫氧化鈉的作用:③__________________________________________
(4)甲小組用所測數(shù)據(jù)計算出氨分子中氮、氫的原子個數(shù)之比為________。
(5)乙小組用所測數(shù)據(jù)計算出氨分子中氮、氫的原子個數(shù)比明顯小于理論值,其原因是______________________________________________________
________________________________________________________________________。
為此,乙小組在原有實驗的基礎(chǔ)上增加了一個裝
12、有某藥品的實驗儀器,重新實驗。根據(jù)實驗前后該藥品的質(zhì)量變化及生成氮氣的體積,得出了合理的實驗結(jié)果。該藥品的名稱是____________。
解析(4)根據(jù)3CuO+2NH33Cu+3H2O+N2可知CuO減少的質(zhì)量等于生成物H2O中O元素的質(zhì)量,m(O)=m1g-m2g,在H2O中n(H)=n(O)×2=×2= mol,n(N)=2n(N2)=2×=mol,N(N)∶N(H)=mol:mol=5V1∶7(m1-m2)。
(5)因為NH3與CuO反應(yīng)時,NH3不可能完全反應(yīng),未反應(yīng)的NH3被濃H2SO4吸收,使得代入計算式中氫元素的質(zhì)量偏高??梢愿挠弥晃账晃誑H3的干燥劑,例如堿石灰
13、、氫氧化鈉固體、氧化鈣固體等。
答案(1)圓底燒瓶
(2)連接導(dǎo)管,將導(dǎo)管插入水中;加熱試管,導(dǎo)管口有氣泡產(chǎn)生;停止加熱,導(dǎo)管內(nèi)有水回流并形成一段穩(wěn)定的水柱
(3)①(NH4)2SO4+Ca(OH)22NH3↑+2H2O+CaSO4②B ③氫氧化鈉溶于氨水后放熱、增加氫氧根濃度,使NH3+H2ONH3·H2ONH+OH-向逆方向移動,加快氨氣逸出
(4)5V1∶7(m1-m2)
(5)濃硫酸吸收了未反應(yīng)的氨氣,從而使計算的氫的量偏高 堿石灰(氫氧化鈉、氧化鈣等)
內(nèi)容總結(jié)
(1)特色訓(xùn)練1 阿伏加德羅定律和氣體定量測定在實驗中的強化應(yīng)用
1.在兩個密閉容器中,分別充有質(zhì)量相同的甲、乙兩種氣體,若兩容器的溫度和壓強均相同,且甲的密度大于乙的密度,則下列說法正確的是( )
(2)根據(jù)反應(yīng)物和生成物均為氣體的特點,運用阿伏加德羅定律,可通過反應(yīng)過程中體積變化或壓強的變化值來確定反應(yīng)物的物質(zhì)的量之比,再由原子守恒得出生成物的化學(xué)式