Question

5．某同學(xué)為了測(cè)定三聚氰胺的分子式和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式．設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)．他查閱資料得知：三聚氰胺的相對(duì)分子質(zhì)量為126，三聚氰胺在常溫下為晶體，在加熱條件下能與氧氣發(fā)生反應(yīng)生成二氧化碳、氮?dú)夂退�．現(xiàn)有12.6g三聚氰胺晶體按圖所示實(shí)驗(yàn)裝置反應(yīng)（假設(shè)三聚氰胺完全轉(zhuǎn)化成產(chǎn)物）．

（1）寫(xiě)出A裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：2KClO₃$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{△}$2KCl+3O₂↑或2KMnO₄$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（2）C裝置能不能與D裝置互換？不能，（填“能”或“不能”），理由是濃硫酸吸水，堿石灰吸收二氧化碳，若互換位置，則堿石灰會(huì)同時(shí)吸收水和二氧化碳，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗
（3）當(dāng)B裝置中反應(yīng)完全發(fā)生后，讀取F中水的體積，實(shí)驗(yàn)操作順序?yàn)棰冖邰伲ㄌ钚蛱?hào)）．
①讀數(shù)   ②冷卻至室溫    ③調(diào)平E、F裝置中液面
（4）測(cè)定數(shù)據(jù)如表：

儀器	C	D
實(shí)驗(yàn)前	101.0g	56.0g
試驗(yàn)后	106.4g	69.2g

經(jīng)測(cè)定，收集到的氣體折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為6.72L．
①利用上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過(guò)計(jì)算可知三聚氰胺的實(shí)驗(yàn)式為CN₂H₂．
②三聚氰胺的分子式為C₃N₆H₆．
③若裝置中沒(méi)有銅網(wǎng)，則對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響是測(cè)定所得分子式的氮原子數(shù)偏大，而碳、氫原子數(shù)偏�。�
（5）已知氰酸（HCN）的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為H-C≡N，氰胺的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為H₂N一C≡N，三聚氰胺分子中每個(gè)原子的最外層電子數(shù)均為8或2，則其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為．

Answer 1

分析 （1）A應(yīng)為在加熱條件下制備氧氣的裝置，生成的氧氣和與三聚氰胺發(fā)生反應(yīng)；
（2）堿石灰既能吸收水，也能吸收二氧化碳，應(yīng)分別測(cè)定水和二氧化碳的質(zhì)量；
（3）讀數(shù)時(shí)，氣體的壓強(qiáng)和外界大氣壓應(yīng)相等；
（4）①先根據(jù)燃燒產(chǎn)物確定三聚氰胺晶體肯定含有C、H、N，可能含有O，然后根據(jù)D裝置增重的質(zhì)量為H₂O，
E裝置增重的質(zhì)量為CO₂，F(xiàn)中收集的6.72L氣體為N₂，求出C、H、N三種元素的質(zhì)量，確定是否有O，求出實(shí)驗(yàn)式；
②根據(jù)實(shí)驗(yàn)式和相對(duì)分子質(zhì)量，求出分子式；
③熾熱銅網(wǎng)可起到吸收氧氣的作用．從排除裝置內(nèi)空氣和防止倒吸的角度分析；
（5）根據(jù)氰胺發(fā)生加成反應(yīng)來(lái)解答．

解答 解：（1）A應(yīng)為在加熱條件下制備氧氣的裝置，生成的氧氣和與三聚氰胺發(fā)生反應(yīng)，在加熱條件下制備氧氣的方法為氯酸鉀和二氧化錳的反應(yīng)或高錳酸鉀分解反應(yīng)，反應(yīng)的方程式為，2KClO₃$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{△}$2KCl+3O₂↑或2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，
故答案為：2KClO₃$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{△}$2KCl+3O₂↑或2KMnO₄$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（2）因堿石灰既能吸收H₂O又能吸收CO₂，若要分別測(cè)出H₂O和CO₂的質(zhì)量，則先吸收H₂O，后吸收CO₂，濃硫酸吸水，堿石灰吸收二氧化碳，若互換位置，則堿石灰會(huì)同時(shí)吸收水和二氧化碳，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗，
故答案為：不能；濃硫酸吸水，堿石灰吸收二氧化碳，若互換位置，則堿石灰會(huì)同時(shí)吸收水和二氧化碳，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失��；
（3）讀數(shù)時(shí)，應(yīng)待氣體冷卻至室溫時(shí)，且將E、F兩裝置中的液面調(diào)平，以滿(mǎn)足氣體的壓強(qiáng)和外界大氣壓應(yīng)相等，
故答案為：②③①；
（4）①H₂O的質(zhì)量為5.4g，物質(zhì)的量為0.3mol，H的物質(zhì)的量為0.6mol，H的質(zhì)量為0.6g；CO₂的質(zhì)量為13.2g，物質(zhì)的量為0.3mol，C的物質(zhì)的量為0.3mol，C的質(zhì)量為3.6g；N₂的體積為6.72L，物質(zhì)的量為0.3mol，N的物質(zhì)的量為0.6mol，N的質(zhì)量為8.4g；C、H、N三種元素的質(zhì)量和為0.6g+3.6g+8.4g=12.6g，所以三聚氰胺晶體只有C、H、N三種元素，N（C）：N（H）：N（N）=0.3mol：0.6mol：0.6mol=1：2：2，所以實(shí)驗(yàn)式為CN₂H₂，
故答案為：CN₂H₂；
②因三聚氰胺晶體實(shí)驗(yàn)式為CN₂H₂，分子式為（CN₂H₂）n，而三聚氰胺的相對(duì)分子質(zhì)量為126，即42n=126，n=3，所以分子式為C₃N₆H₆，
故答案為：C₃N₆H₆；
③熾熱銅網(wǎng)可起到吸收氧氣的作用，若裝置中沒(méi)有銅網(wǎng)，則生成的氮?dú)庵泻�有氧氣，�?huì)導(dǎo)致測(cè)定所得分子式的氮原子數(shù)偏大，而碳、氫原子數(shù)偏小，
故答案為：測(cè)定所得分子式的氮原子數(shù)偏大，而碳、氫原子數(shù)偏�。�
（5）因氰胺發(fā)生加成反應(yīng)，3個(gè)氰胺發(fā)生加成反應(yīng)生成6元環(huán)狀化合物：，
故答案為：．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了有機(jī)物分子式和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式的確定，側(cè)重于學(xué)生的分析能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�和�?jì)算能力的考查，為高頻考點(diǎn)，注意把握實(shí)驗(yàn)的原理以及計(jì)算方法，題目難度中等．