Question

19．某化學興趣小組的同學用如圖裝置進行實驗來測定水的組成．

已知C、E中均為堿石灰，D中為無水硫酸銅，裝置氣密性良好，實驗過程如下：
Ⅰ．實驗前稱量氧化銅和玻璃管的總質(zhì)量為m₁g，C裝置及其藥品的總質(zhì)量為n₁g．
Ⅱ．加入鋅粒與稀硫酸，發(fā)生反應后先通一會氫氣，再點燃酒精燈加熱氧化銅直至黑色固體全部變?yōu)榧t色．
Ⅲ．停止加熱，繼續(xù)通入氫氣，待玻璃管冷卻后停止通入氫氣．
Ⅳ．實驗結束后，觀察到D不變藍色，稱量玻璃管與其中剩余固體的總質(zhì)量為m₂g，C裝置及其藥品的總質(zhì)量為n₂g．請回答：
（1）寫出A中發(fā)生反應的化學方程式Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑．
（2）步驟III繼續(xù)通入氫氣的作用是防止生成的銅再次被氧化．
（3）利用實驗測定的數(shù)據(jù)，寫出水中氫、氧元素的質(zhì)量比（計算式）$\frac{（n2g-n1g）-（m1g-m2g）}{m1g-m2g}$．
（4）對于測定結果，組內(nèi)有同學認為不可靠．理由是裝置A處氫氣帶出的水分會被C裝置一同吸收．

Answer 1

分析 （1）鋅與硫酸反應生成硫酸鋅和氫氣；
（2）結束后應先停止加熱，要繼續(xù)通氫氣至試管冷卻為止，以防止生成的銅再次被氧化；
（3）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應前后元素的質(zhì)量不變分析；
（4）裝置A處帶出的水分會被C裝置一同吸收；

解答 解：（1）鋅與硫酸反應生成硫酸鋅和氫氣，方程式為Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑；
（2）結束后應先停止加熱，要繼續(xù)通氫氣至試管冷卻為止，以防止生成的銅再次被氧化；
（3）質(zhì)量守恒定律可知，B處質(zhì)量減少即為水中氧元素質(zhì)量：m₁g-m₂g；
生成水的質(zhì)量為：n₂g-n₁g；所以水中氫元素質(zhì)量：（n₂g-n₁g）-（m₁g-m₂g）
水中氫、氧元素的質(zhì)量比為$\frac{（n2g-n1g）-（m1g-m2g）}{m1g-m2g}$；
（4）裝置A處氫氣帶出的水分會被C裝置一同吸收，造成C裝置吸收的水的質(zhì)量大于生成水的質(zhì)量；
故答案為：（1）Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑；
（2）防止生成的銅再次被氧化；
（3）$\frac{（n2g-n1g）-（m1g-m2g）}{m1g-m2g}$；
（4）裝置A處氫氣帶出的水分會被C裝置一同吸收．

點評 此題是涉及物質(zhì)組成元素的驗證，通過對聯(lián)合實驗裝置的分析，使學生對分析問題及解決問題有了較為全面的訓練．