Question

利用干燥而純凈的氫氣還原灼熱氧化銅的實(shí)驗(yàn)測定水的質(zhì)量組成，其裝置如圖所示．反應(yīng)后其實(shí)驗(yàn)測定的數(shù)據(jù)如下表所列．

	實(shí)驗(yàn)前	實(shí)驗(yàn)后
（氧化銅+玻璃管）的質(zhì)量/g	150.5	144.1
（氯化鈣+U型管）的重量/g	210.8	218.2

試回答：
（1）裝置B中金屬和酸反應(yīng)制取氫氣，最好選擇下列哪一組

B

．
A、銅和濃硫酸   B、鋅和稀硫酸  C、鎂和濃鹽酸  D、鐵和稀硝酸
（2）裝置正確的連接順序（自左向右）是（填字母）

B、A、C、D

．
（3）裝置A的作用是

除去氫氣中混有的水蒸汽

．
（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算填空：
水中氫、氧兩元素的質(zhì)量比為

5：32

．（化成最簡整數(shù)比）
（5）本次實(shí)驗(yàn)測定的結(jié)果和理論上水中氫、氧兩元素的質(zhì)量比相比較是（填“偏高”、“偏低”或“恰好相符”）

偏高

，導(dǎo)致這樣結(jié)果的原因可能是

A、B、C、D、E

（填字母）．
A、裝置C開始加熱的時候沒有用氫氣趕盡裝置中的空氣
B、實(shí)驗(yàn)前裝置D稱量后再連接然后開始實(shí)驗(yàn)導(dǎo)致的必然結(jié)果
C、實(shí)驗(yàn)后稱量裝置D的質(zhì)量時動作太慢，吸收了空氣中的水蒸汽
D、托盤天平的精確度不高，有誤差
E、實(shí)驗(yàn)后沒有繼續(xù)通入氫氣直到冷卻，就開始稱量裝置D的質(zhì)量，
導(dǎo)致熱銅與空氣中的氧氣反應(yīng)
F、氧化銅沒有完全反應(yīng)，反應(yīng)后裝置C中還有氧化銅
（6）依據(jù)（5）的結(jié)論回答問題
用鋅、氧化銅、稀硫酸為原料制取單質(zhì)銅，有下列兩種途徑：
（1）Zn

+H2SO4

H₂

+CuO

 Cu

（2）CuO

+H2SO4

CuSO₄

+Zn

Cu
當(dāng)實(shí)驗(yàn)室用這兩種途徑制得相同質(zhì)量的銅時，下列敘述符合實(shí)際實(shí)驗(yàn)結(jié)果的是（

A

）
A、消耗相同質(zhì)量的氧化銅       B、消耗相同質(zhì)量的鋅
C、消耗相同質(zhì)量的硫酸         D、生成硫酸鋅的質(zhì)量可能相同．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)金屬和酸的性質(zhì)進(jìn)行解答；
（2）根據(jù)用鋅和稀硫酸制取氫氣以及得到干燥而純凈的氫氣需要經(jīng)過除去氫氣中的水蒸氣進(jìn)行解答；
（3）根據(jù)濃硫酸具有吸水性進(jìn)行解答；
（4）根據(jù)C裝置中減少的質(zhì)量就是生成水中氧元素的質(zhì)量以及D中增加的質(zhì)量為水的質(zhì)量可求水中氫、氧兩元素的質(zhì)量比進(jìn)行解答；
（5）根據(jù)水的化學(xué)式為H₂O可知理論上水中氫、氧兩元素的質(zhì)量比進(jìn)行解答；
（6）利用兩種途徑的過程，書寫相應(yīng)的化學(xué)方程式，根據(jù)反應(yīng)的物質(zhì)之間量的關(guān)系進(jìn)行判斷，從氫氣還原氧化銅，氫氣必須過量，所以要使用更多鋅更多硫酸，制取相同質(zhì)量的銅，銅只來源于氧化銅，所以消耗的氧化銅質(zhì)量相等，利用這些關(guān)系解決此題．

解答：解：（1）A、銅和濃硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫和水，不生成氫氣，故錯誤；B、鋅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣，故正確；C、濃鹽酸具有揮發(fā)性，會揮發(fā)出氯化氫氣體，使收集到的氣體不純，故錯誤；D、鐵和稀硝酸反應(yīng)生成硝酸鐵、二氧化氮和水，而不是氫氣，故錯誤；故填：B；
（2）用鋅和稀硫酸制取氫氣，應(yīng)在B裝置內(nèi)進(jìn)行，要得到干燥而純凈的氫氣需要經(jīng)過除去氫氣中的水蒸氣，所以要經(jīng)過A裝置，得到的干燥氫氣經(jīng)過C還原氧化銅，生成的水被D裝置吸收．所以裝置正確的連接順序B、A、C、D；故填：B、A、C、D；
（3）濃硫酸具有吸水性，所以裝置A的作用是除去氫氣中混有的水蒸汽；故填：除去氫氣中混有的水蒸汽；
（4）C裝置中減少的質(zhì)量就是生成水中氧元素的質(zhì)量，D中增加的質(zhì)量為水的質(zhì)量，所以氧元素的質(zhì)量=150.5g-144.1g=6.4g，氫元素的質(zhì)量=218.2g-210.8g-6.4g=1g，所以水中氫、氧兩元素的質(zhì)量比=1g：6.4g=5：32；故填：5：32；
（5）水的化學(xué)式為H₂O可知理論上水中氫、氧兩元素的質(zhì)量比=（1×2）：16=1：8，所以本次實(shí)驗(yàn)測定的結(jié)果和理論上水中氫、氧兩元素的質(zhì)量比相比較是偏高，偏大有兩種可能，①H的質(zhì)量增大；②O的質(zhì)量減��；
通過實(shí)驗(yàn)圖，還有一點(diǎn)要明白，O的質(zhì)量是通過C中減少的質(zhì)量來求算的，H的質(zhì)量是通過D-D來求算的．
A、裝置C開始加熱的時候沒有用氫氣趕盡裝置中的空氣，空氣中有水蒸氣，所以會使水的質(zhì)量增加，也就使氫元素的質(zhì)量增加，故正確；
B、實(shí)驗(yàn)前裝置D稱量后再連接然后開始實(shí)驗(yàn)導(dǎo)致的必然結(jié)果，吸收了空氣中的水蒸汽，也就使氫元素的質(zhì)量增加，故正確；
C、實(shí)驗(yàn)后稱量裝置D的質(zhì)量時動作太慢，吸收了空氣中的水蒸汽，也就使氫元素的質(zhì)量增加，故正確；
D、托盤天平的精確度不高，有誤差，也可能導(dǎo)致結(jié)果偏大，故正確；
E、實(shí)驗(yàn)后沒有繼續(xù)通入氫氣直到冷卻，就開始稱量裝置D的質(zhì)量，導(dǎo)致熱銅與空氣中的氧氣反應(yīng)，會使得氧元素的質(zhì)量減少，故正確；
F、氧化銅沒有完全反應(yīng)，反應(yīng)后裝置C中還有氧化銅，不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，故錯誤；
故填：偏高；ABCDE；
（6）①Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，H₂+CuO

△   .

H₂O+Cu 生成1份Cu需要1份CuO和1份H₂SO₄和1份Zn；
②CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O，CuSO₄+Zn=Cu+ZnSO₄ 生成1份Cu需要1份CuO和1份H₂SO₄和1份Zn；
A、因?yàn)檎麄�制備過程中，所有Cu元素都能形成單質(zhì)Cu，而都來自CuO，沒有損失，所以①②氧化銅質(zhì)量相同，故A正確；
B、這兩種方法制得等量的銅，看上去都是相同的．特別注意用H₂還原氧化銅的時候，需要先通H₂然后加熱，以將空氣從玻璃管中排出．如果不排出，會引起爆炸，所以H₂的量要多一些，自然H₂SO₄和Zn的量也要多一些，故B錯誤；
C、H₂還原氧化銅的時候，需要先通H₂然后加熱，以將空氣從玻璃管中排出．如果不排出，會引起爆炸，所以H₂的量要多一些，自然H₂SO₄和Zn的量也要多一些，故C錯誤；
D、H₂還原氧化銅的時候，需要先通H₂然后加熱，以將空氣從玻璃管中排出．如果不排出，會引起爆炸，所以H₂的量要多一些，自然H₂SO₄和Zn的量也要多一些，同時生成的硫酸鋅質(zhì)量不同，故D錯誤．
故選：A．

點(diǎn)評：典型的實(shí)驗(yàn)探究題，熟練掌握氫氣還原氧化銅的性質(zhì)和實(shí)驗(yàn)才能準(zhǔn)確解答該題，要分析清楚每步實(shí)驗(yàn)的目的即可準(zhǔn)確解答該題．