Question

（2012?東城區(qū)一模）某化學(xué)小組擬采用如下裝置（夾持和加熱儀器已略去）來電解飽和食鹽水，并用電解產(chǎn)生的H₂還原CuO粉末來測定Cu的相對原子質(zhì)量，同時檢驗氯氣的氧化性．

（1）寫出甲裝置中電解飽和食鹽水的化學(xué)方程式

2NaCl+2H₂O

通電  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑

．
（2）為完成上述實驗，正確的連接順序為A連

E

；B連

C

（填寫導(dǎo)管口字母）．
（3）對硬質(zhì)玻璃管里的氧化銅粉末加熱前，需要進行的操作為

先通一段時間氫氣并在D處檢驗氫氣的純度

．
（4）若檢驗氯氣的氧化性，則乙裝置的a瓶中溶液可以是

淀粉KI溶液

，對應(yīng)的現(xiàn)象為

溶液變?yōu)樗{色

．乙裝置燒杯中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是

Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O

．
（5）丙裝置的c瓶中盛放的試劑為

濃硫酸

，作用是

吸收H₂中的H₂O，防止硬質(zhì)玻璃管炸裂，或影響測定水的質(zhì)量

．
（6）為測定Cu的相對原子質(zhì)量，設(shè)計了如下甲、乙兩個實驗方案：精確測量硬質(zhì)玻璃管的質(zhì)量為ag，放入CuO后，精確測量硬質(zhì)玻璃管和CuO的總質(zhì)量為bg（假設(shè)CuO充分反應(yīng)），實驗完畢后：
甲方案：通過精確測量硬質(zhì)玻璃管和Cu粉的總質(zhì)量為c g，進而確定Cu的相對原子質(zhì)量．
乙方案：通過精確測定生成水的質(zhì)量d g，進而確定Cu的相對原子質(zhì)量．
①請你分析并回答：

甲

方案所測結(jié)果更準確．你認為不合理的方案的不足之處是

空氣中的CO₂和H₂O通過D口進入U形管造成實驗誤差較大

．
②若按合理方案測定的數(shù)據(jù)計算，Cu的相對原子質(zhì)量為

16(c-a)

b-c

．

Answer 1

分析：（1）電解飽和食鹽水陽極是氯離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣，陰極是氫離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，生成氫氣，結(jié)合產(chǎn)物書寫化學(xué)方程式；
（2）依據(jù)裝置圖分析可知，電解飽和食鹽水陽極B是氯離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣，陰極A是氫離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，生成氫氣，電解產(chǎn)生的H₂還原CuO粉末來測定Cu的相對原子質(zhì)量，同時檢驗氯氣的氧化性，裝置丙中的E接電解裝置中的A；裝置乙是驗證氯氣氧化性的裝置，D接電解池的B電極；
（3）氫氣還原氧化銅加熱前需要通入氫氣把空氣趕出，避免空氣存在加熱發(fā)生爆炸，裝置中充滿氫氣在D處檢驗氫氣的純度；
（4）檢驗氯氣的氧化性可以利用還原性的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，且有明顯的現(xiàn)象，可以把氯氣通入淀粉碘化鉀溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成碘單質(zhì)遇淀粉變藍；氯氣需要用氫氧化鈉溶液吸收；
（5）氫氣中含有水蒸氣，通入玻璃管會炸裂玻璃管，需要進行干燥，可以通過濃硫酸吸收水蒸氣；
（6）①甲方案是利用反應(yīng)前后固體物質(zhì)質(zhì)量的變化進行計算，乙方案是測定水的質(zhì)量減小計算，裝置D會吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳使測定結(jié)果偏高；
②依據(jù)甲方案實驗數(shù)據(jù)，利用氧化銅中銅元素物質(zhì)的量和氧元素物質(zhì)的量之比等于1：1計算得到銅的相對原子質(zhì)量．

解答：解：（1）電解飽和食鹽水陽極是氯離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣，陰極是氫離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，生成氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NaCl+2H₂O

通電  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，
故答案為：2NaCl+2H₂O

通電  .

 2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
（2）裝置圖分析可知，電解飽和食鹽水陽極B是氯離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣，陰極A是氫離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，生成氫氣，電解產(chǎn)生的H₂還原CuO粉末來測定Cu的相對原子質(zhì)量，同時檢驗氯氣的氧化性，裝置丙中的E接電解裝置中的A；裝置乙是驗證氯氣氧化性的裝置，C接電解池的B電極，
故答案為：E；C；
（3）氫氣還原氧化銅加熱前需要通入氫氣把空氣趕出，避免空氣存在加熱發(fā)生爆炸，裝置中充滿氫氣在D處檢驗氫氣的純度，
故答案為：先通一段時間氫氣并在D處檢驗氫氣的純度；
（4）檢驗氯氣的氧化性可以利用還原性的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，且有明顯的現(xiàn)象，可以把氯氣通入淀粉碘化鉀溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成碘單質(zhì)遇淀粉變藍；多余的氯氣是污染性氣體需要用氫氧化鈉溶液進行吸收處理，反應(yīng)的離子方程式為：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O，
故答案為：淀粉KI溶液；溶液變?yōu)樗{色；Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
（5）因為乙方案是測水的質(zhì)量，氫氣中含有水蒸氣，通入玻璃管會炸裂玻璃管，需要進行干燥，可以通過濃硫酸吸收水蒸氣，
故答案為：濃硫酸；吸收H₂中的H₂O，防止硬質(zhì)玻璃管炸裂，或影響測定水的質(zhì)量；
（6）①甲方案是利用反應(yīng)前后固體物質(zhì)質(zhì)量的變化進行計算，乙方案是測定水的質(zhì)量減小計算，裝置D會吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳使測定結(jié)果偏高，
故答案為：甲；空氣中的CO₂和H₂O通過D口進入U形管造成實驗誤差較大；
②精確測量硬質(zhì)玻璃管的質(zhì)量為ag，放入CuO后，精確測量硬質(zhì)玻璃管和CuO的總質(zhì)量為bg，氧化銅質(zhì)量=（b-a）g，通過精確測量硬質(zhì)玻璃管和Cu粉的總質(zhì)量為c g，銅元素質(zhì)量=（c-a）g，所以氧元素質(zhì)量=（b-c）g，設(shè)銅相對原子質(zhì)量為M（Cu），則

c-a

M(Cu)

=

b-c

16

，得到M（Cu）=

16(c-a)

b-c

，故答案為：

16(c-a)

b-c

．

點評：本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的驗證和物質(zhì)測定實驗設(shè)計方案，物質(zhì)性質(zhì)的掌握，實驗步驟和實驗原理的理解是解題關(guān)鍵，題目難度中等．