Question

注射器是一種普通的醫療器械，但它在化學實驗裝置中出現的越來越多，它對某些實驗現象的觀察或實驗過程的改進，起到了意想不到的效果．

（1）圖1用50mL試管作反應容器，磷的燃燒均在密閉容器里進行，可防止白煙污染空氣．用50mL注射器（活塞事先處在20mL刻度處）測量磷燃燒消耗的氧氣體積．
操作：①檢查裝置的氣密性．②裝入藥品，連好儀器．③夾緊彈簧夾，加熱白磷，觀察試管中所發生的現象為

 

．④燃燒結束，試管冷卻后打開彈簧夾，可以看到活塞慢慢左移到約

 

mL刻度處（取整數值）．說明空氣中氧氣的體積分數約為

 

．
（2）圖2用推拉注射器活塞的方法可以檢查裝置的氣密性．當緩緩向外拉動活塞時，如果能觀察到

 

（選填序號），則說明裝置氣密性良好．
A．注射器內有液體       B．瓶中液面上升
C．長頸漏斗內液面上升   D．長頸漏斗下端管口產生氣泡
（3）某學生為了測定由兩種元素形成的氣態化合物X的組成，做了如圖3所示的實驗．他把注射器A中的氣體X緩慢送入裝有CuO的B裝置，使之完全反應，得到如下結果：

①實驗前B管及藥品的質量為21.32g，實驗后為21.16g．
②C管中收集到的物質電解后得到H₂和O₂，在D中收集到的是N₂．
③X中兩元素的質量比是14：3，問：
ⅰ．C中收集到的液體，質量是

 

g．
ⅱ．在實驗中看到的現象是

 

．
ⅲ．B中反應的化學方程式是

 

．
（4）取8gCuO粉未，需要加入多少質量20%的硫酸溶液，恰好完全反應？（請寫出計算過程）

Answer 1

分析：（1）利用白磷燃燒消耗空氣中的氧氣生成白色固體五氧化二磷，而使試管內氣體體積減小，測出氣體減少的體積即為試管內空氣中所含氧氣的體積；
（2）使用注射器改變瓶內氣體的多少而改變瓶內壓強；當緩緩向外拉動活塞時，瓶內氣體被抽出，壓強減小，外界氣體則會從長頸漏斗進入瓶內，可以說明裝置氣密性良好；
（3）由實驗前B管及藥品的質量為21.32g，實驗后為21.16g1C管中收集到的物質電解后可得到H₂和O₂，在D中收集到的是N₂，我們可以得到X含有氮、氫兩種元素．然后根據2X中兩元素的質量比是14：3．可以確定X的化學式，然后可依次填空．
（4）根據化學方程式進行計算即可．

解答：解：（1）加熱時溫度達到白磷的著火點，白磷燃燒，燃燒時產生大量的白煙；由于彈簧夾夾住了連接注射器和試管的導管，因此，白磷燃燒只能消耗試管內空氣中的氧氣，所以消耗氧氣的體積為試管體積的五分之一即10mL；打開彈簧夾時，注射器內氣體進行試管，活塞慢慢左移到10mL處；
（2）注射器慢慢向外拉時，瓶內空氣減少壓強減小，裝置氣密性良好時，外界空氣從長頸漏斗進入瓶中，長頸漏斗下端管口處出現氣泡；
（3）ⅰ．由題意我們可得X中含有氮、氧兩種元素．又知2X中兩元素的質量比是14：3．所以我們可得氮、氧兩種元素的原子個數比為1：3．所以化學式為NH₃．
C中收集到的水的質量為：（21.32g-21.16g）÷

16

18

×100%=0.18g
ⅱ．氧化銅與氨氣反應生成銅和水和氮氣．所以現象為黑色固體逐漸變為紅色．
ⅲ．B中反應的化學方程式是 3CuO+2NH₃

△   .

3H₂O+3Cu+N₂
（4）設需要20%的硫酸溶液的質量為x．
CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O
80   98
8g  20%×x

80

8g

=

98

0.2x

x=49g
答：需要硫酸的質量為49g．

故答案為：
（1）產生大量白煙；10；

1

5

（2）D
（3）0.18；B中黑色粉末逐漸變成紅色，C中有無色液體生成
3CuO+2NH₃

△   .

3H₂O+3Cu+N₂
（4）49g

點評：本考點屬于實驗方法和過程的探究．這類探究實驗要具體問題具體分析，根據設計的步驟中不同的現象去思考、去探究，從而回答題目給出的問題．