Question

某課外活動(dòng)小組利用乙炔與酸性KMnO₄溶液反應(yīng)測(cè)定乙炔的相對(duì)分子質(zhì)量，下圖是測(cè)定裝置的示意圖：

（1）在裝置A中，將電石（CaC₂）和飽和食鹽水中的水反應(yīng)制取乙炔（C₂H₂），B中的CuSO₄用于除去乙炔中混有的H₂S、PH₃、AsH₃等還原性氣體．
（2）請(qǐng)配平C₂H₂與酸性KMnO₄溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式（在橫線中填計(jì)量系數(shù)）：

 

C₂H₂+

 

KMnO₄+

 

H₂SO₄═

 

K₂SO₄+

 

MnSO₄+

 

CO₂↑+

 

H₂O
（3）實(shí)驗(yàn)前D中含有x mol的KMnO₄，實(shí)驗(yàn)時(shí)向D中通入一定量的乙炔直至酸性KMnO₄溶液恰好完全褪色，實(shí)驗(yàn)完畢后裝置D及E的總質(zhì)量共增重y g，請(qǐng)通過(guò)計(jì)算求出所測(cè)乙炔的相對(duì)分子質(zhì)量（請(qǐng)用含字母x、y的代數(shù)式表示）：

 

（不寫(xiě)計(jì)算過(guò)程）．
（4）若該小組的實(shí)驗(yàn)原理及所有操作都正確，下列因素中，對(duì)所測(cè)乙炔相對(duì)分子質(zhì)量的值不會(huì)產(chǎn)生影響的是：

 

．
A．將裝置A中產(chǎn)生的混合氣體直接通入D中的酸性KMnO₄溶液
B．將E裝置（盛有堿石灰的干燥管）換成盛有濃硫酸的洗氣瓶
C．通入過(guò)量純凈的乙炔氣體于酸性KMnO₄溶液時(shí)，有部分乙炔未被氧化而逸出
（5）另一活動(dòng)小組的同學(xué)認(rèn)為上述實(shí)驗(yàn)裝置仍存在不足，請(qǐng)你用簡(jiǎn)要的文字說(shuō)明改進(jìn)的措施

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：相對(duì)分子質(zhì)量的測(cè)定

專(zhuān)題：實(shí)驗(yàn)探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：（2）根據(jù)氧化還原中化合價(jià)升價(jià)總數(shù)相等、質(zhì)量守恒進(jìn)行配平；
（3）根據(jù)關(guān)系式：C₂H₂～2KMnO₄，由高錳酸鉀的物質(zhì)的量求出乙炔的物質(zhì)的量，再根據(jù)裝置D及E的總質(zhì)量共增重yg，即乙炔質(zhì)量為yg，可求出乙炔的相對(duì)分子質(zhì)量；
（4）根據(jù)是否影響裝置D及E的總質(zhì)量分析；
（5）根據(jù)E裝置能吸收空氣中的水和二氧化碳；

解答： 解：（2）C₂H₂中碳的化合價(jià)由-1升高高+4，化合價(jià)變化10，KMnO₄中錳的化合價(jià)由+7降低到+2，化合價(jià)變化5，兩者的最小公倍數(shù)為10，結(jié)合質(zhì)量守恒可得：：C₂H₂+2KMnO₄+3H₂SO₄═K₂SO₄+2MnSO₄+2CO₂↑+4H₂O；
故答案為：1、2、3、1、2、2、4；
（3）根據(jù)關(guān)系式得n（C₂H₂）=

1

2

n（KMnO₄）=

1

2

xmol，乙炔的質(zhì)量等于裝置D及E的總質(zhì)量共增重的質(zhì)量，故m（C₂H₂）=yg，所以M=

m

n

=

yg

1 2 x

=

2y

x

g/mol，即相對(duì)分子質(zhì)量為

2y

x

；
故答案為：

2y

x

；
（4）A．將裝置A中產(chǎn)生的混合氣體直接通入D中的KMnO₄酸性溶液，會(huì)導(dǎo)致乙炔的質(zhì)量偏大，不符合題意；
B．將E裝置（盛有堿石灰的干燥管）換成盛有濃硫酸的洗氣瓶，濃硫酸不能吸收二氧化碳，導(dǎo)致會(huì)導(dǎo)致乙炔的質(zhì)量偏小，不符合題意；
C．通入過(guò)量純凈的乙炔氣體于KMnO₄酸性溶液時(shí)，有部分乙炔未被氧化而逸出，測(cè)定是根據(jù)高錳酸鉀的量來(lái)確定乙炔的量，乙炔過(guò)量無(wú)影響，符合題意；
故答案為：C；
（5）E裝置能吸收空氣中的水和二氧化碳，會(huì)使測(cè)定的E裝置質(zhì)量偏大，所以在E裝置后面再接一個(gè)盛有堿石灰的干燥管；
故答案為：在E裝置后面再接一個(gè)盛有堿石灰的干燥管；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了測(cè)定乙炔相對(duì)分子質(zhì)量的方法，涉及乙炔的制備，氧化還原方程式配平，除雜，影響因素等，注意實(shí)驗(yàn)原理的掌握，難度中等．