Question

為了測(cè)定某種堿金屬的相對(duì)原子質(zhì)量，有人設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。該裝置(包括足量的水)的總質(zhì)量為。將質(zhì)量為的某堿金屬單質(zhì)放入水中，立即塞緊瓶塞，完全反應(yīng)后再稱量此裝置的總質(zhì)量為。

（1）列出計(jì)算該堿金屬相對(duì)原子質(zhì)量的數(shù)學(xué)表達(dá)式；

（2）無(wú)水氯化鈣的作用是什么？如果不用，測(cè)定的堿金屬相對(duì)原子質(zhì)量比實(shí)際值偏大還是偏��？說(shuō)明理由。

Answer 1

堿金屬與足量水反應(yīng)產(chǎn)生的質(zhì)量為。設(shè)所求堿金屬的相對(duì)原子質(zhì)量為，有，解得。

（2）無(wú)水氯化鈣吸收水蒸氣。若不用，則使測(cè)定值較實(shí)際值偏小。討論上述表達(dá)式，不難知道，若裝置內(nèi)的水蒸氣外逸(反應(yīng)放熱，更容易使產(chǎn)生的水蒸氣被帶走)，則值減少，值增大，分式的分母增大，分?jǐn)?shù)值即減小。

解析:

本題測(cè)定未知堿金屬的相對(duì)原子質(zhì)量，所依據(jù)的化學(xué)反應(yīng)原理是：，只要通過(guò)實(shí)驗(yàn)，取得一定質(zhì)量(題設(shè))的堿金屬和足量的水反應(yīng)產(chǎn)生的的質(zhì)量，即可根據(jù)化學(xué)方程式的計(jì)算求得堿金屬的相對(duì)原子質(zhì)量。

（1）依題設(shè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，堿金屬與足量水反應(yīng)產(chǎn)生的質(zhì)量為。設(shè)所求堿金屬的相對(duì)原子質(zhì)量為，有，解得。

（2）無(wú)水氯化鈣吸收水蒸氣。若不用，則使測(cè)定值較實(shí)際值偏小。討論上述表達(dá)式，不難知道，若裝置內(nèi)的水蒸氣外逸(反應(yīng)放熱，更容易使產(chǎn)生的水蒸氣被帶走)，則值減少，值增大，分式的分母增大，分?jǐn)?shù)值即減小。