Question

11．現(xiàn)有如下藥品和裝置：w克鋅片（w＜1g）、稀H₂SO₄、水，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，測(cè)Zn的相對(duì)原子質(zhì)量（假定實(shí)驗(yàn)是在標(biāo)準(zhǔn)狀況下進(jìn)行的）．
（1）寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；
（2）所用裝置的連接順序?yàn)椋ㄌ罱涌谧帜福〥ECBF；
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)用稀硫酸而不用稀硝酸，其理由是如果用稀硝酸，則會(huì)生成NO，會(huì)與裝置中的氧氣發(fā)生反應(yīng)：2NO+O₂=2NO₂，導(dǎo)致氣體體積減�。�
（4）若量筒中收集到的水為v mL，反應(yīng)時(shí)加入的稀硫酸為10 mL．實(shí)驗(yàn)結(jié)束后導(dǎo)管內(nèi)的水按1mL計(jì)算，則反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣為v-9mL．Zn的相對(duì)原子質(zhì)量的數(shù)學(xué)表達(dá)式為$\frac{22400w}{V-9}$；
（5）假如鋅片含不與酸反應(yīng)的雜質(zhì)，實(shí)驗(yàn)測(cè)得的鋅的相對(duì)原子質(zhì)量可能比真實(shí)值（填“偏大”、“偏小”、“不影響”，下同）偏大，；若氣密性不好，測(cè)得值偏大，Zn與稀H₂SO₄的反應(yīng)是放熱的，若立即讀數(shù)，會(huì)使測(cè)定的結(jié)果偏小．

Answer 1

分析 通過所提供的藥品和儀器可知，實(shí)驗(yàn)原理為：將稀硫酸通過分液漏斗（未畫出）加入到平底燒瓶中，產(chǎn)生的氫氣從E通入C，通過B將集氣瓶中的水排入量筒中，通過測(cè)量排出的水的量來得知產(chǎn)生氫氣的量，據(jù)此分析．
（1）發(fā)生的反應(yīng)即鋅和稀硫酸的反應(yīng)；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理來分析儀器的連接順序；
（3）如果用稀硝酸，則會(huì)生成NO，會(huì)與裝置中的氧氣發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致氣體體積減小；
（4）根據(jù)提供的數(shù)據(jù)可知產(chǎn)生的氫氣的量；根據(jù)相對(duì)原子質(zhì)量在數(shù)值上等于摩爾質(zhì)量，而摩爾質(zhì)量M=$\frac{m}{n}$來計(jì)算；
（5）根據(jù)摩爾質(zhì)量M=$\frac{m}{n}$，通過分析各種操作失誤對(duì)所測(cè)量的氫氣體積的影響來分析．

解答 解：通過所提供的藥品和儀器可知，實(shí)驗(yàn)原理為：將稀硫酸通過分液漏斗（未畫出）加入到平底燒瓶中，產(chǎn)生的氫氣從E通入C，通過B將集氣瓶中的水排入量筒中，通過測(cè)量排出的水的量來得知產(chǎn)生氫氣的量，據(jù)此分析．
（1）發(fā)生的反應(yīng)即鋅和稀硫酸的反應(yīng)，反應(yīng)方程式為：Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，故答案為：Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；
（2）將稀硫酸通過分液漏斗D（未畫出）加入到平底燒瓶中，產(chǎn)生的氫氣從E通入C，通過B將集氣瓶中的水排入量筒中，通過測(cè)量排出的水的量來得知產(chǎn)生氫氣的量，故裝置的連接順序?yàn)椋篋ECBF，故答案為：DECBF；
（3）如果用稀硝酸，則會(huì)生成NO，會(huì)與裝置中的氧氣發(fā)生反應(yīng)：2NO+O₂=2NO₂，導(dǎo)致氣體體積減小，從而導(dǎo)致所測(cè)體積偏小而不準(zhǔn)，故答案為：如果用稀硝酸，則會(huì)生成NO，會(huì)與裝置中的氧氣發(fā)生反應(yīng)：2NO+O₂=2NO₂，導(dǎo)致氣體體積減��；
（4）根據(jù)提供的數(shù)據(jù)可知產(chǎn)生的氫氣的量為（V-10+1）mL=（V-9）mL；即生成的氫氣的物質(zhì)的量n=$\frac{（V-9）×1{0}^{-3}L}{22.4L/mol}$=$\frac{（V-9）×1{0}^{-3}}{22.4}mol$，而根據(jù)反應(yīng)可知，1mol鋅～1mol氫氣，故反應(yīng)掉的鋅的物質(zhì)的量n=$\frac{（V-9）×1{0}^{-3}}{22.4}mol$，由于相對(duì)原子質(zhì)量在數(shù)值上等于摩爾質(zhì)量，而鋅的摩爾質(zhì)量M=$\frac{m}{n}$=$\frac{wg}{\frac{（V-9）×1{0}^{-3}}{22.4}mol}$=$\frac{22400w}{V-9}$g/mol，故鋅的相對(duì)原子質(zhì)量為$\frac{22400w}{V-9}$，故答案為：V-9，$\frac{22400w}{V-9}$；
（5）由于摩爾質(zhì)量M=$\frac{m}{n}$=$\frac{22400w}{V-9}$g/mol，假如鋅片含不與酸反應(yīng)的雜質(zhì)，則測(cè)得生成的氫氣的體積（v-9）偏小，則M偏大；若氣密性不好，則測(cè)得生成的氫氣的體積（v-9）偏小，則M偏大；由于反應(yīng)是放熱的，若立即讀數(shù)，會(huì)使測(cè)定的結(jié)果生成的氫氣的體積（v-9）偏大，則M偏小，故答案為：偏大，偏大，偏小．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了排氣量氣裝置，要注意的是鋅和硫酸的反應(yīng)，注意根據(jù)公式來分析誤差，綜合性較強(qiáng)．