Question

17．現(xiàn)有如下藥品和裝置：質量為w（w＜1g）的鋅片、稀H₂SO₄、無水硫酸銅和蒸餾水，設計一個簡單實驗，測定Zn的相對原子質量（氣體體積均可認為是在標準狀況下測定）如圖
（1）該反應的離子方程式為Zn+2H⁺=Zn²⁺+H₂↑
（2）應選用的裝置的連接順序是（填接口字母）DCBE
（3）操作中，怎樣加放試劑以保證不漏出氫氣連接好裝置后，打開③的活塞，加入適量的稀硫酸，將試管傾斜一定角度，將鋅片放在試管壁上，塞好塞子，緩慢豎起試管將鋅片滑入硫酸中，使反應開始
（4）以下是測量收集氣體體積必須包括的幾個步驟，則這三步操作的正確順序是②①③
①調整量筒內外液面調試使之相同
②使試管和量筒內氣體都冷卻至室溫
③讀取量筒內氣體的體積．
（5）若④中收集到水VmL，則鋅的相對原子質量的數(shù)學表達式為$\frac{22400w}{V}$
（6）由于鋅片可能含不溶性雜質，實驗測得的鋅的相對原子質量可能比真實值偏高（填“偏高”或“偏低”，下同）； 若裝置氣密性不太好，測得值偏高．

Answer 1

分析 通過所提供的藥品和儀器可知，實驗原理為：將稀硫酸與鋅片在③中充分反應，產生的氫氣從D通入C，通過B將集氣瓶中的水排入量筒中，通過測量排出的水的量來得知產生氫氣的量，據(jù)此分析．
（1）發(fā)生的反應即鋅和稀硫酸的反應；
（2）根據(jù)實驗原理來分析儀器的連接順序；
（3）保證不漏出氫氣即保證在塞緊活塞前不讓鋅和硫酸接觸；
（4）從氣體的熱脹冷縮和讀量筒中氣體體積的方法兩方面進行分析；
（5）根據(jù)提供的數(shù)據(jù)可知產生的氫氣的量，再根據(jù)相對原子質量在數(shù)值上等于摩爾質量，而摩爾質量M=$\frac{m}{n}$來計算；
（6）根據(jù)摩爾質量M=$\frac{m}{n}$，通過分析各種操作失誤對所測量的氫氣體積的影響來分析．

解答 解：（1）發(fā)生的反應即鋅和稀硫酸的反應，離子方程式為：Zn+2H⁺=Zn²⁺+H₂↑，故答案為：Zn+2H⁺=Zn²⁺+H₂↑；
（2）將稀硫酸與鋅片在③中充分反應，產生的氫氣從D通入C，通過B將集氣瓶中的水排入量筒中，通過測量排出的水的量來得知產生氫氣的量，故裝置的連接順序為：DCBE，故答案為：DCBE；
（3）操作中，要保證不漏出氫氣，則在塞緊活塞前不讓鋅和硫酸接觸，具體操作為：連接好裝置后，打開③的活塞，加入適量的稀硫酸，將試管傾斜一定角度，將鋅片放在試管壁上，塞好塞子，緩慢豎起試管將鋅片滑入硫酸中，使反應開始，故答案為：連接好裝置后，打開③的活塞，加入適量的稀硫酸，將試管傾斜一定角度，將鋅片放在試管壁上，塞好塞子，緩慢豎起試管將鋅片滑入硫酸中，使反應開始；
（4）要準確測量氣體體積必須保持量筒內外氣體的溫度和壓強相等，因此在讀取量筒內氣體的體積之前，應使試管和量筒內的氣體都冷卻至室溫；再調節(jié)量筒內外液面高度使之相同，所以正確的順序為：②①③；
故答案為：②①③；
（5）根據(jù)提供的數(shù)據(jù)可知產生的氫氣的量為VmL，即生成的氫氣的物質的量n=$\frac{V×10{\;}^{-3}L}{22.4L/mol}$=$\frac{V}{22400}$mol，而根據(jù)反應可知，1mol鋅～1mol氫氣，故反應掉的鋅的物質的量n=$\frac{V}{22400}$mol，由于相對原子質量在數(shù)值上等于摩爾質量，而鋅的摩爾質量M=$\frac{m}{n}$=$\frac{wg}{\frac{V}{22400}mol}$=$\frac{22400w}{V}$g/mol，故鋅的相對原子質量為$\frac{22400w}{V}$，
故答案為：$\frac{22400w}{V}$；
（6）由于摩爾質量M=M=$\frac{m}{n}$=$\frac{22400w}{V}$g/mol，假如鋅片含不與酸反應的雜質，則測得生成的氫氣的體積v偏小，則M偏高；若氣密性不好，則測得生成的氫氣的體積v偏小，則M偏高，故答案為：偏高，偏高．

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