Question

9．某興趣小組同學(xué)用以下甲、乙、丙三套裝置（夾持和加熱儀器已略去）來測定銅元素的相對原子質(zhì)量，同時(shí)檢驗(yàn)氧化性．

（1）為完成上述實(shí)驗(yàn)，正確的連接順序?yàn)镋連接A，C連接B（填字母）
（2）對硬質(zhì)玻璃管里的氧化銅粉末加熱前，需要進(jìn)行的操作是檢驗(yàn)氫氣的純度，原因是氫氣不純加熱易引起爆炸
（3）乙裝置的a瓶中溶液可以是淀粉碘化鉀溶液，實(shí)驗(yàn)過程中觀察到的對應(yīng)現(xiàn)象為溶液變?yōu)樗{(lán)色．
（4）丙裝置的c瓶中盛放的試劑為濃硫酸，作用是吸收氫氣中的水，防止硬質(zhì)玻璃管炸裂．
（5）為測定Cu 的相對原子質(zhì)量，設(shè)計(jì)了如下兩個(gè)實(shí)驗(yàn)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，實(shí)驗(yàn)完畢后：
方案Ⅰ：通過精確測量硬質(zhì)玻璃管和Cu粉的總質(zhì)量（cg）來確定Cu的相對原子質(zhì)量．
方案Ⅱ：通過精確測量生成水的質(zhì)量（dg）來確定Cu的相對原子質(zhì)量．
①方案Ⅰ所測結(jié)果更準(zhǔn)確，不合理的方案的不足之處是空氣中的二氧化碳和水通過D口進(jìn)入U(xiǎn)形管造成實(shí)驗(yàn)誤差較大；．
②若按方案Ⅰ測量的數(shù)據(jù)計(jì)算，Cu的相對原子質(zhì)量為$\frac{16（c-a）}{b-c}$．

Answer 1

分析 （1）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(shí)檢驗(yàn)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(yàn)證氯氣氧化性的裝置，D接電解池的B電極；
（2）加熱氧化銅之前要檢驗(yàn)純度，否則加熱易引起爆炸；
（3）氯氣具有氧化性，能使?jié)駶櫟牡矸鄣饣�鉀試紙變藍(lán)；
（4）電解飽和食鹽水產(chǎn)生的氫氣中含有水蒸氣，會(huì)影響銅的相對原子質(zhì)量的測定，必須干燥；
（5）選用了方案Ⅰ數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算是利用反應(yīng)前后CuO中氧元素的減少量和實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)確稱取CuO的質(zhì)量為wg中氧元素的質(zhì)量相等，求得Cu的相對原子質(zhì)量；
選方案Ⅱ的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算時(shí)，主要考慮U型管也可能吸收空氣中的CO₂這方面原因會(huì)導(dǎo)致測定Cu的相對原子質(zhì)量有偏差．

解答 解：（1）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(shí)檢驗(yàn)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(yàn)證氯氣氧化性的裝置，C接電解池的B電極，故答案為：A；B；
（2）加熱氧化銅之前要檢驗(yàn)純度，否則加熱易引起爆炸，故答案為：檢驗(yàn)氫氣的純度；氫氣不純加熱易引起爆炸；
（3）氯氣具有氧化性，能使?jié)駶櫟牡矸鄣饣�鉀試紙變藍(lán)，可以用濕潤的淀粉碘化鉀試紙來檢驗(yàn)，故答案為：淀粉碘化鉀溶液；溶液變?yōu)樗{(lán)色；
（4）氫氣的干燥可以用濃硫酸，在實(shí)驗(yàn)時(shí)，如果氫氣中有水，會(huì)將硬質(zhì)玻璃管炸裂，故答案為：濃硫酸；吸收氫氣中的水，防止硬質(zhì)玻璃管炸裂；
（5）①選方案Ⅱ的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算時(shí)，U型管也可能吸收空氣中的CO₂這方面原因會(huì)導(dǎo)致測定Cu的相對原子質(zhì)量有誤差，所以方案Ⅰ更準(zhǔn)確，故答案為：Ⅰ；空氣中的二氧化碳和水通過D口進(jìn)入U(xiǎn)形管造成實(shí)驗(yàn)誤差較大；
②根據(jù)Ⅰ方案，設(shè)金屬銅的原子量為M，則
CuO～Cu
M+16 M
b-a c-a
$\frac{M+16}{b-a}$=$\frac{M}{c-a}$，解得M=$\frac{16（c-a）}{b-c}$，故答案為：$\frac{16（c-a）}{b-c}$．

點(diǎn)評 本題考查學(xué)生對實(shí)驗(yàn)原理的理解、物質(zhì)組成的測定等，難度中等，理解原理是關(guān)鍵，需要學(xué)生具有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識與綜合運(yùn)用知識分析解決問題的能力．