Question

（2012?青浦區二模）如圖所示，將甲、乙兩個裝有不同物質的針筒用導管連接起來，將乙針筒內的物質緩緩地壓到甲針筒內，進行下表所列的不同實驗（氣體體積在常溫常壓下測定）．

實驗序號	甲針筒內物質	乙針筒內物質	甲針筒的現象
1	40mL HCl	40mL NH3	產生白煙
2	40mL Cl2	10mL水	剩余氣體為20mL
3	30mL NO	15mL O2
4	20mL AlCl3溶液	10mL NaOH溶液	生成白色沉淀，后消失

（1）如果實驗1甲針筒內改裝15mL Cl₂，乙針筒內仍為40mL NH₃，實驗時，甲針筒內也有白煙產生．寫出有關反應的化學方程式

3Cl₂+8NH₃=N₂+6NH₄Cl

．
（2）由實驗2可知，常溫常壓下氯氣在水中的溶解度為

1：2

．
（3）實驗3反應后甲針筒內氣體的體積為

15ml～30ml

．
（4）實驗4中，AlCl₃溶液濃度為0.1mol/L，如果最后白色沉淀全部消失，則NaOH溶液濃度至少為

0.8

mol/L．
（5）將上述裝置作以下改進：在甲、乙針筒之間連接一段硬質玻璃管，如下圖．在A處裝一種淺黃色的粉末，乙針筒內是一種常見的氣體，甲針筒無氣體．將乙針筒內氣體壓入甲針筒內，發現氣體體積是原來的一半．A處的物質是

Na₂O₂

，甲針筒內的氣體為

O₂

．

（6）有學生用上述改進后的裝置測定空氣中氧氣的體積分數（加熱用酒精燈未畫出）．乙針筒內裝有50mL空氣．實驗時，用酒精燈對A處物質進行加熱，經反復慢慢推拉兩針筒的活塞，反應完畢，恢復至室溫，測得剩余氣體為40.5mL．
（1）A處的物質是

c

（選填編號）．
a．碳粉  b．二氧化錳    c．銅粉  d．氧化銅
（2）已知空氣中氧氣的體積分數為0.2，則該實驗的相對誤差為

-0.05或-5%

．

Answer 1

分析：（1）氯氣具有氧化性，氨氣具有還原性，氯氣把氨氣氧化為氮氣和氯化氫，過量的氨氣和 氯化氫反應生成白煙氯化銨；依據氧化還原反應電子守恒寫出化學方程式；
（2）依據氣體溶解度是用體積比表示分析；
（3）依據反應分析氣體體積變化，2NO+O₂=2NO₂，2NO₂?N₂O₄；
（4）氫氧化鈉和氯化鋁反應生成氫氧化鋁沉淀，氫氧化鈉過量會溶解氫氧化鋁，反應的離子方程式為Al³⁺+4OH^-=Al（OH）₄^-；
（5）淡黃色固體與氣體反應，推斷為過氧化鈉，乙針管中的氣體為二氧化碳氣體，發生反應后氣體體積減小一半；
（6）（1）依據空氣成分分析判斷，能與氧氣反應測定氣體體積減小計算氧氣體積分數；
（2）相對誤差概念分析計算應用，相對誤差是指，測量所造成的絕對誤差與被測量〔約定〕真值之比．乘以100%所得的數值，以百分數表示；

解答：解：（1）氯氣和氨氣發生氧化還原反應，氯氣氧化氨氣為氮氣，氯氣被還原為氯化氫氣體，依據定量關系可知氨氣過量，氯化氫和氨氣反應生成氯化銨不是固體顆粒，冒白煙；反應的化學方程式為：3Cl₂+8NH₃=N₂+6NH₄Cl，故答案為：3Cl₂+8NH₃=N₂+6NH₄Cl；
（2）40mL Cl₂在10mL水溶解，最后剩余氣體為20mL，則依據氣體體積比表示的溶解度為：1：2；
故答案為：1：2；
（3）30mL NO與15mL O₂混合發生反應2NO+O₂=2NO₂，所以前后反應生成二氧化氮氣體體積為30ml，二氧化氮可以聚合為四氧化二氮氣體，2NO₂?N₂O₄；但反應是可逆反應不能全部轉化，所以最后容器中 的氣體體積介于15ml～30ml；
故答案為：15ml～30ml；
（4）AlCl₃溶液濃度為0.1mol/L，如果最后白色沉淀全部消失，氫氧化鈉和氯化鋁反應生成氫氧化鋁沉淀，氫氧化鈉過量會溶解氫氧化鋁，沉淀恰好溶解反應的離子方程式為：所以得到
             Al³⁺+4OH^-=Al（OH）₄^-；
            1     4
0.1mol/L×0.02L    c（OH^-）×0.01L
計算得到c（NaOH）=0.8mol/L；
故答案為：0.8；
（5）在甲、乙針筒之間連接一段硬質玻璃管，如下圖．在A處裝一種淺黃色的粉末，乙針筒內是一種常見的氣體，甲針筒無氣體．將乙針筒內氣體壓入甲針筒內，發現氣體體積是原來的一半．A處的物質依據顏色和與氣體反應的性質可知，為Na₂O₂；乙中氣體為二氧化碳，和過氧化鈉反應后生成氣體為氧氣，2Na₂O₂+CO₂=2Na₂CO₃+O₂
故答案為：Na₂O₂；O₂；
（6）（1）測定空氣中氧氣的體積分數是利用空氣中氧氣反應，其他氣體不反應；
a．碳粉和氧氣反應生成二氧化碳，不能測定氣體體積變化后氧氣的體積，故a不符合；
b．二氧化錳不能和空氣中 氧氣反應，不能測定，故B不符合； 
c．銅粉和氧氣反應生成氧化銅，可以測定氣體減小，計算氧氣的條件分數，故C符合； 
d．氧化銅不能和空氣中氧氣反應，不能測定體積分數，故d不符合；
故選c．
（2）乙針筒內裝有50mL空氣．實驗時，用酒精燈對A處物質進行加熱，經反復慢慢推拉兩針筒的活塞，反應完畢，恢復至室溫，測得剩余氣體為40.5mL．體積變化為氧氣=50ml-40.5ml=9.5ml，氧氣體積分數=

9.5ml

50ml

×100%=0.19，所以相對誤差=

0.2-0.19

0.2

×100%=5%
故答案為：-5%

點評：本題考查了氨氣、氯氣、氮的化合物過氧化鈉等物質的性質應用，實驗現象分析和定量計算是考查重點，掌握基礎是解題關鍵，題目難度中等．