Question

某化學(xué)興趣小組擬采用下圖裝置甲電解飽和氯化鈉溶液，并用電解產(chǎn)生的H₂還原CuO粉末來(lái)測(cè)定Cu的相對(duì)原子質(zhì)量A_r（Cu），同時(shí)檢驗(yàn)氯氣的氧化性，圖中夾持和加熱儀器已略去．

（1）寫出裝置甲中反應(yīng)的離子方程式：

 

．
（2）為完成上述實(shí)驗(yàn)，正確的連接順序?yàn)閍連

 

，b連

 

（填寫連接的字母）．
（3）裝置乙中第一個(gè)廣口瓶?jī)?nèi)的溶液不能是（　�。�
     A、淀粉碘化鉀溶液         B、NaOH溶液    C、FeCl₃與KSCN混合溶液    D、Na₂SO₃溶液
（4）在對(duì)硬質(zhì)玻璃管里的氧化銅粉末加熱前，需進(jìn)行的操作為

 

．
（5）裝置丙中廣口瓶?jī)?nèi)盛放的試劑為

 

，作用是

 

．
（6）為了測(cè)定Cu的相對(duì)原子質(zhì)量，某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得丙裝置反應(yīng)前后如下數(shù)據(jù)：樣品質(zhì)量為m₁g，反應(yīng)后硬質(zhì)玻璃管中剩余固體質(zhì)量為m₂g，反應(yīng)前后U型管及其中固體質(zhì)量為m₃g，反應(yīng)前后洗氣瓶及其中液體質(zhì)量差為m₄g．
  ①請(qǐng)選擇理論上誤差最小的一組數(shù)據(jù)計(jì)算A_r（Cu）．A_r（Cu）=

 

．
  ②如果選用其他組數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，會(huì)導(dǎo)致A_r（Cu）

 

（填“偏大”、“偏小”或“不受影響”）．理由是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：電解原理,氯氣的化學(xué)性質(zhì)

專題：

分析：（1）根據(jù)電解原理，與陰極相連的是外接電源的負(fù)極；甲中電解飽和食鹽水；
（2）“通過(guò)H₂還原氧化銅測(cè)定Cu的相對(duì)原子質(zhì)量Ar（Cu）”故a接f；“同時(shí)檢驗(yàn)Cl₂的氧化性”，故b接c；
（3）A、D中的I^-、SO₃^2-都有還原性，但是Cl₂與SO₃^2-反應(yīng)沒(méi)有現(xiàn)象；氯氣有毒，不能直接排放到空氣中，氯氣可以用堿性物質(zhì)來(lái)處理，C中FeCl₃和KSCN溶液不能證明氯氣的氧化性；
（4）氫氣是可燃性氣體，與氧氣混合，加熱容易發(fā)生爆炸危險(xiǎn)，所以加熱氧化銅之前要通入氫氣排凈裝置內(nèi)的空氣（或檢驗(yàn)H₂的純度防止爆炸）；
（5）電解飽和氯化鈉溶液制備的氫氣中含有水蒸氣，所以在實(shí)驗(yàn)前要除去水蒸氣，故選濃硫酸干燥H₂，防止硬質(zhì)試管炸裂；
（6）①CuO+H₂=Cu+H₂O△m=80-64=16，現(xiàn)在質(zhì)量差為m₁-m₂，而“反應(yīng)后硬質(zhì)玻璃管中剩余固體質(zhì)量為m₂g”，即Cu的質(zhì)量為m₂g．根據(jù)化學(xué)方程式就可求出Ar（Cu）；
②空氣中的水通過(guò)e導(dǎo)管進(jìn)入U(xiǎn)型管造成m₃增大，最終導(dǎo)致Ar（Cu）偏小．

解答： 解：（1）根據(jù)電解原理，與陰極相連的是外接電源的負(fù)極，故X極應(yīng)為負(fù)極；甲中電解飽和食鹽水，反應(yīng)的離子方程式為2Cl^-+2H₂O

通電  .

2OH^-+H₂↑+Cl₂↑，
故答案為：2Cl^-+2H₂O

通電  .

2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；
（2）“通過(guò)H₂還原氧化銅測(cè)定Cu的相對(duì)原子質(zhì)量Ar（Cu）”故a接f；“同時(shí)檢驗(yàn)Cl₂的氧化性”，故b接c，故答案為：f；c；
（3）A、D中的I^-、SO₃^2-都有還原性，但是Cl₂與SO₃^2-反應(yīng)沒(méi)有現(xiàn)象，F(xiàn)eCl₃與KSCN混合溶液和氯氣不反應(yīng)，不能證明氯氣的氧化性，故選BCD；氯氣有毒，不能直接排放到空氣中，氯氣可以用堿性物質(zhì)來(lái)處理，所以裝置乙瓶中H中液體的作用是吸收多余的氯氣，防止環(huán)境污染；
故答案為：BCD；
（4）氫氣是可燃性氣體，與氧氣混合，加熱容易發(fā)生爆炸危險(xiǎn)，所以加熱氧化銅之前要通入氫氣排凈裝置內(nèi)的空氣（或檢驗(yàn)H₂的純度防止爆炸）．故答案為：檢驗(yàn)氫氣的純度防止爆炸；
（5）通過(guò)H₂還原氧化銅測(cè)定Cu的相對(duì)原子質(zhì)量Ar（Cu），但由于電解飽和氯化鈉溶液制備的氫氣中含有水蒸氣，所以在實(shí)驗(yàn)前要除去水蒸氣，故選濃硫酸，干燥H₂，防止硬質(zhì)試管炸裂；
故答案為：濃硫酸；干燥H₂，防止硬質(zhì)試管炸裂；
（6）①由CuO→Cu知△m=80-64=16，現(xiàn)在質(zhì)量差為m₁-m₂，而“反應(yīng)后硬質(zhì)玻璃管中剩余固體質(zhì)量為m₂g”，即Cu的質(zhì)量為m₂g．根據(jù)化學(xué)方程式則
 CuO+H₂=Cu+H₂O△m Ar（Cu）          16
                 m₂               m₁-m₂
解得Ar（Cu）=

16m2

m1-m2

；
故答案為：

16m2

m1-m2

；
②空氣中的水通過(guò)e導(dǎo)管進(jìn)入U(xiǎn)型管造成m₃增大，
         CuO+H₂=Cu+H₂O  
 Ar（Cu）+16         18
         m₁          m₃
Ar（Cu）=

18m1

m3

-16，
m₃增大導(dǎo)致Ar（Cu）減�。�
故答案為：偏�。豢諝庵械乃�通過(guò)e導(dǎo)管進(jìn)入U(xiǎn)型管造成m₃增大，最終導(dǎo)致Ar（Cu）偏小．

點(diǎn)評(píng)：本題考查電解原理應(yīng)用、氯氣檢驗(yàn)、氫氣還原氧化銅實(shí)驗(yàn)操作、元素相對(duì)原子質(zhì)量的測(cè)定的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等，題目難度中等．