Question

某化學(xué)小組擬采用如下裝置（夾持和加熱儀器已略去）來(lái)電解飽和食鹽水，并用電解產(chǎn)生的H₂還原CuO粉末來(lái)測(cè)定Cu的相對(duì)原子質(zhì)量，同時(shí)檢驗(yàn)氯氣的氧化性．

（1）寫(xiě)出甲裝置中電解飽和食鹽水的化學(xué)方程式______．
（2）為完成上述實(shí)驗(yàn)，正確的連接順序?yàn)锳連______；B連______（填寫(xiě)導(dǎo)管口字母）．
（3）對(duì)硬質(zhì)玻璃管里的氧化銅粉末加熱前，需要進(jìn)行的操作為_(kāi)_____．
（4）若檢驗(yàn)氯氣的氧化性，則乙裝置的a瓶中溶液可以是______，對(duì)應(yīng)的現(xiàn)象為_(kāi)_____．乙裝置燒杯中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是______．
（5）丙裝置的c瓶中盛放的試劑為_(kāi)_____，作用是______．
（6）為測(cè)定Cu的相對(duì)原子質(zhì)量，設(shè)計(jì)了如下甲、乙兩個(gè)實(shí)驗(yàn)方案：精確測(cè)量硬質(zhì)玻璃管的質(zhì)量為ag，放入CuO后，精確測(cè)量硬質(zhì)玻璃管和CuO的總質(zhì)量為bg（假設(shè)CuO充分反應(yīng)），實(shí)驗(yàn)完畢后：
甲方案：通過(guò)精確測(cè)量硬質(zhì)玻璃管和Cu粉的總質(zhì)量為c g，進(jìn)而確定Cu的相對(duì)原子質(zhì)量．
乙方案：通過(guò)精確測(cè)定生成水的質(zhì)量d g，進(jìn)而確定Cu的相對(duì)原子質(zhì)量．
①請(qǐng)你分析并回答：______方案所測(cè)結(jié)果更準(zhǔn)確．你認(rèn)為不合理的方案的不足之處是______．
②若按合理方案測(cè)定的數(shù)據(jù)計(jì)算，Cu的相對(duì)原子質(zhì)量為_(kāi)_____．

Answer 1

解：（1）電解飽和食鹽水陽(yáng)極是氯離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣，陰極是氫離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，生成氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NaCl+2H₂O 2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，
故答案為：2NaCl+2H₂O 2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
（2）裝置圖分析可知，電解飽和食鹽水陽(yáng)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(lái)測(cè)定Cu的相對(duì)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：E；C；
（3）氫氣還原氧化銅加熱前需要通入氫氣把空氣趕出，避免空氣存在加熱發(fā)生爆炸，裝置中充滿氫氣在D處檢驗(yàn)氫氣的純度，
故答案為：先通一段時(shí)間氫氣并在D處檢驗(yàn)氫氣的純度；
（4）檢驗(yàn)氯氣的氧化性可以利用還原性的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，且有明顯的現(xiàn)象，可以把氯氣通入淀粉碘化鉀溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成碘單質(zhì)遇淀粉變藍(lán)；多余的氯氣是污染性氣體需要用氫氧化鈉溶液進(jìn)行吸收處理，反應(yīng)的離子方程式為：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O，
故答案為：淀粉KI溶液；溶液變?yōu)樗{(lán)色；Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
（5）因?yàn)橐曳桨甘菧y(cè)水的質(zhì)量，氫氣中含有水蒸氣，通入玻璃管會(huì)炸裂玻璃管，需要進(jìn)行干燥，可以通過(guò)濃硫酸吸收水蒸氣，
故答案為：濃硫酸；吸收H₂中的H₂O，防止硬質(zhì)玻璃管炸裂，或影響測(cè)定水的質(zhì)量；
（6）①甲方案是利用反應(yīng)前后固體物質(zhì)質(zhì)量的變化進(jìn)行計(jì)算，乙方案是測(cè)定水的質(zhì)量減小計(jì)算，裝置D會(huì)吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳使測(cè)定結(jié)果偏高，
故答案為：甲；空氣中的CO₂和H₂O通過(guò)D口進(jìn)入U(xiǎn)形管造成實(shí)驗(yàn)誤差較大；
②精確測(cè)量硬質(zhì)玻璃管的質(zhì)量為ag，放入CuO后，精確測(cè)量硬質(zhì)玻璃管和CuO的總質(zhì)量為bg，氧化銅質(zhì)量=（b-a）g，通過(guò)精確測(cè)量硬質(zhì)玻璃管和Cu粉的總質(zhì)量為c g，銅元素質(zhì)量=（c-a）g，所以氧元素質(zhì)量=（b-c）g，設(shè)銅相對(duì)原子質(zhì)量為M（Cu），則=，得到M（Cu）=，故答案為：．
分析：（1）電解飽和食鹽水陽(yáng)極是氯離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣，陰極是氫離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，生成氫氣，結(jié)合產(chǎn)物書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式；
（2）依據(jù)裝置圖分析可知，電解飽和食鹽水陽(yáng)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(lái)測(cè)定Cu的相對(duì)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；
（3）氫氣還原氧化銅加熱前需要通入氫氣把空氣趕出，避免空氣存在加熱發(fā)生爆炸，裝置中充滿氫氣在D處檢驗(yàn)氫氣的純度；
（4）檢驗(yàn)氯氣的氧化性可以利用還原性的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，且有明顯的現(xiàn)象，可以把氯氣通入淀粉碘化鉀溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成碘單質(zhì)遇淀粉變藍(lán)；氯氣需要用氫氧化鈉溶液吸收；
（5）氫氣中含有水蒸氣，通入玻璃管會(huì)炸裂玻璃管，需要進(jìn)行干燥，可以通過(guò)濃硫酸吸收水蒸氣；
（6）①甲方案是利用反應(yīng)前后固體物質(zhì)質(zhì)量的變化進(jìn)行計(jì)算，乙方案是測(cè)定水的質(zhì)量減小計(jì)算，裝置D會(huì)吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳使測(cè)定結(jié)果偏高；
②依據(jù)甲方案實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，利用氧化銅中銅元素物質(zhì)的量和氧元素物質(zhì)的量之比等于1：1計(jì)算得到銅的相對(duì)原子質(zhì)量．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的驗(yàn)證和物質(zhì)測(cè)定實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，物質(zhì)性質(zhì)的掌握，實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)原理的理解是解題關(guān)鍵，題目難度中等．