Question

5．某同學(xué)為了測(cè)定水中氫、氧兩元素的質(zhì)量比，設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖．
現(xiàn)提供的化學(xué)試劑有：銅粉、氧化銅、無(wú)水氯化鈣、硫酸銅晶體、稀硫酸、稀硝酸、濃硫酸、濃鹽酸、鋅粒．
（1）裝置D中發(fā)生的反應(yīng)的化學(xué)方程式是H₂+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O；
（2）裝置C中進(jìn)氣管出口為多孔球泡，多孔球泡除導(dǎo)氣外，其主要作用是增大氣體與溶液的接觸面積，使氣體充分被干燥；
（3）反應(yīng)完成后，冷卻時(shí)，發(fā)現(xiàn)玻璃管D中有水珠殘留，此時(shí)該采用的正確操作是先通氫氣再加熱，使水蒸氣汽化全部進(jìn)入E裝置；
（4）開(kāi)始反應(yīng)前，先稱量裝置D和裝置E的質(zhì)量，分別依次為W₁和W₂，反應(yīng)完成之后，冷卻、再稱量，質(zhì)量分別依次為W₃和W₄．根據(jù)以上數(shù)據(jù)，計(jì)算水中氫原子與氧原子的個(gè)數(shù)比的算式為（用含W₁、W₂、W₃和W₄的式子表示）：$\frac{{W}_{1}-{W}_{3}}{16}：\frac{{W}_{4}+{W}_{3}-{W}_{2}-{W}_{1}}{1}$；
（5）如要求實(shí)驗(yàn)更精確，可在裝置E后再接一個(gè)盛有堿石灰的U形管，此U形管的作用是防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進(jìn)入E管，減小實(shí)驗(yàn)誤差；
（6）若實(shí)驗(yàn)測(cè)得m（H）：m（O）＞1：8，關(guān)于導(dǎo)致這一結(jié)果的原因的分析中，一定錯(cuò)誤的是C．
A．裝置C中硫酸的濃度不大，作用不太好
B．裝置E后缺少干燥裝置
C．稱量裝置D和裝置E的質(zhì)量時(shí)，稱量值均偏大
D．CuO沒(méi)有全部被還原．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)方法寫(xiě)出方程式即可；（2）多孔球泡增大了氣體與溶液的接觸面積考慮本題；（3）先通氫氣再加熱，使水蒸氣汽化即可；（4）根據(jù)D裝置質(zhì)量的減少量就是氧化銅中氧元素的質(zhì)量，即水中氧元素質(zhì)量；E裝置質(zhì)量的增加量就是生成的水的質(zhì)量，用水的質(zhì)量減去氧元素的質(zhì)量就是氫元素質(zhì)量，再計(jì)算原子個(gè)數(shù)比即可；（5）根據(jù)堿石灰能吸收水分和二氧化碳考慮；（6）實(shí)驗(yàn)測(cè)得m（H）：m（O）＞1：8，說(shuō)明E裝置質(zhì)量增加的多分析．

解答 解：（1）反應(yīng)物是氫氣和氧化銅，生成物是銅和水，反應(yīng)條件是加熱，所以方程式是：H₂+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O；
（2）裝置C中進(jìn)氣管出口為多孔球泡，多孔球泡除導(dǎo)氣外，其主要作用是增大氣體與溶液的接觸面積，使氣體充分被干燥；
（3）先通氫氣再加熱，使水蒸氣汽化全部進(jìn)入E裝置；
（4）D裝置質(zhì)量的減少量就是氧化銅中氧元素的質(zhì)量，即水中氧元素質(zhì)量：W₁-W₃；E裝置質(zhì)量的增加量就是生成的水的質(zhì)量：W₄-W₂，用水的質(zhì)量減去氧元素的質(zhì)量就是氫元素質(zhì)量：W₄-W₂-（W₁-W₃）=W₄+W₃-W₂-W₁，元素的質(zhì)量除以該元素的相對(duì)原子質(zhì)量就是該元素的原子個(gè)數(shù)；水中氫原子與氧原子的個(gè)數(shù)比的算式為：$\frac{{W}_{1}-{W}_{3}}{16}：\frac{{W}_{4}+{W}_{3}-{W}_{2}-{W}_{1}}{1}$；
（5）堿石灰能吸收水分和二氧化碳，所以在裝置E后再接一個(gè)盛有堿石灰的U形管，此U形管的作用是防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進(jìn)入E管，減小實(shí)驗(yàn)誤差；
（6）A．裝置C中硫酸的濃度不大，作用不太好，所以氫氣中的水蒸氣沒(méi)有被吸收完全，所以E裝置質(zhì)量增加的多，故A能導(dǎo)致m（H）：m（O）＞1：8；
B．裝置E后缺少干燥裝置，空氣中的水蒸氣會(huì)進(jìn)入E裝置，故B能導(dǎo)致m（H）：m（O）＞1：8；
C．稱量裝置D和裝置E的質(zhì)量時(shí)，稱量值均偏大，差值可能不變，故C不能導(dǎo)致m（H）：m（O）＞1：8；
D．CuO沒(méi)有全部被還原，導(dǎo)致D裝置質(zhì)量減少的少了，即氧元素質(zhì)量少了，故D能導(dǎo)致m（H）：m（O）＞1：8．
故選C．
故答案為：（1）H₂+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O；（2）增大氣體與溶液的接觸面積，使氣體充分被干燥；（3）先通氫氣再加熱，使水蒸氣汽化全部進(jìn)入E裝置；（4）$\frac{{W}_{1}-{W}_{3}}{16}：\frac{{W}_{4}+{W}_{3}-{W}_{2}-{W}_{1}}{1}$；（5）防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進(jìn)入E管，減小實(shí)驗(yàn)誤差；（6）C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生的分析能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�和�?jì)算能力，注意把握實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)技能以及物質(zhì)性質(zhì)的分析，題目難度中等．