Question

19世紀(jì)中期，某化學(xué)家為了測(cè)定元素X的摩爾質(zhì)量而選擇了如下方法：他制備了含有元素X的4種化合物A、B、C、D，并測(cè)定了每種化合物中X的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。在250℃時(shí)，4種化合物都是氣態(tài)，將它們分別轉(zhuǎn)移到預(yù)先抽成真空的4個(gè)等容積的燒瓶中，直到每個(gè)燒瓶?jī)?nèi)壓力達(dá)到1.013×l0⁵Pa，稱(chēng)得每個(gè)燒瓶的質(zhì)量，減去空瓶的質(zhì)量后可得到燒瓶?jī)?nèi)氣體的質(zhì)量。用氮?dú)庵貜?fù)這個(gè)過(guò)程，得到下表數(shù)據(jù)：

氣體	氣體總質(zhì)量／g	氣體中元素X的質(zhì)量分?jǐn)?shù)／％
N2	0.652	-
A	0.849	97.4
B	2.398	68.9
C	4.851	85.1
D	3.583	92.2

請(qǐng)通過(guò)計(jì)算，確定元素X可能的摩爾質(zhì)量(要求寫(xiě)出推導(dǎo)過(guò)程)。

 

Answer 1

答案：35.5 g·mol-1
解析：

n(N2)==0.0233mol。設(shè)在250℃時(shí)，物質(zhì)A、B、C、D都是理想氣體，根據(jù)阿伏加德羅定律，有： n=n(A)=n(B)=n(C)=n(D)=0.0233mol。 在1 mol A、B、C或D中，元素X的質(zhì)量： A：×0.974=35.5g·mol-1。 B：×0.689=70.9 g·mol-1。 C：×0.851=177.2g·mol-1。 D：×0.922=141.8g·mol-1。 在化合物的一個(gè)分子中，必定至少有一個(gè)X原子，所以我們可以把上述結(jié)果的最大公約數(shù)(35.5g·mol-1)當(dāng)作元素X的可能的摩爾質(zhì)量。 根據(jù)阿伏加德羅定律，同溫同壓下，N2和四種化合物都裝在同體積的容器中，則它們的物質(zhì)的量相同，據(jù)此可求出lmol化合物中元素X的質(zhì)量，它們都是35.5的倍數(shù)，故35.5 g·mol-1就是可能的摩爾質(zhì)量。當(dāng)然，它僅僅是摩爾質(zhì)量的可能值。