Question

10．某課外活動小組利用乙炔與酸性KMnO₄溶液反應(yīng)測定乙炔的相對分子質(zhì)量，如圖是測定裝置的示意圖．B中的CuSO₄用于除去乙炔中混有的H₂S、PH₃、AsH₃等還原性氣體．
（1）裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaC₂+2H₂O→Ca（OH）₂+HC≡CH↑；為得到平穩(wěn)的乙炔氣流，液體a是飽和食鹽水．
（2）請配平C₂H₂與酸性KMnO₄溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式（在橫線中填計量數(shù)）：
1C₂H₂+2KMnO₄+3H₂SO₄=1K₂SO₄+2MnSO₄+2CO₂↑+4H₂O
（3）實驗前D中含有x mol的KMnO₄，實驗時向D中通入一定量的乙炔直至酸性KMnO₄溶液恰好完全褪色，實驗完畢后裝置D及E的總質(zhì)量共增重y g，請通過計算求出所測乙炔的相對分子質(zhì)量（請用含字母x、y的代數(shù)式表示）：$\frac{2y}{x}$（不寫計算過程）．
（4）若該小組的實驗原理及所有操作都正確，下列因素中，對所測乙炔相對分子質(zhì)量的值不會產(chǎn)生影響的是：C．
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．通入過量純凈的乙炔氣體于酸性KMnO₄溶液時，有部分乙炔未被氧化而逸出
（5）另一活動小組的同學(xué)認(rèn)為上述實驗裝置仍存在不足，請你用簡要的文字說明改進(jìn)的措施在E裝置后面再接一個盛有堿石灰的干燥管．

Answer 1

分析 （1）實驗室用電石和水反應(yīng)制備乙炔，碳化鈣與水反應(yīng)生成氫氧化鈣和乙炔；反應(yīng)很劇烈，用飽和食鹽水可以減緩反應(yīng)；
（2）根據(jù)氧化還原中化合價升價總數(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）E裝置能吸收空氣中的水和二氧化碳．

解答 解：（1）實驗室用電石和水反應(yīng)制備乙炔，碳化鈣與水反應(yīng)生成氫氧化鈣和乙炔，其反應(yīng)的化學(xué)方程為：CaC₂+2H₂O→Ca（OH）₂+HC≡CH↑；碳化鈣與水反應(yīng)很劇烈，用飽和食鹽水可以減緩反應(yīng)，所以為了得到平穩(wěn)的氣流，用飽和食鹽水代替水；
故答案為：CaC₂+2H₂O→Ca（OH）₂+HC≡CH↑；飽和食鹽水；
（2）C₂H₂中碳的化合價由-1升高高+4，化合價變化10，KMnO₄中錳的化合價由+7降低到+2，化合價變化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）=$\frac{1}{2}$n（KMnO₄）=$\frac{1}{2}$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=$\frac{m}{n}$=$\frac{yg}{\frac{1}{2}x}$=$\frac{2y}{x}$g/mol，即相對分子質(zhì)量為$\frac{2y}{x}$；
故答案為：$\frac{2y}{x}$；
（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)致會導(dǎo)致乙炔的質(zhì)量偏小，不符合題意；
C．通入過量純凈的乙炔氣體于KMnO₄酸性溶液時，有部分乙炔未被氧化而逸出，測定是根據(jù)高錳酸鉀的量來確定乙炔的量，乙炔過量無影響，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，會使測定的E裝置質(zhì)量偏大，所以在E裝置后面再接一個盛有堿石灰的干燥管；
故答案為：在E裝置后面再接一個盛有堿石灰的干燥管．

點評 本題考查了測定乙炔相對分子質(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，掌握實驗基本操作和實驗設(shè)計方法是解題關(guān)鍵，題目難度中等．