Question

某化學(xué)課外活動(dòng)小組擬用Zn和稀H₂SO₄制取H₂還原CuO，實(shí)驗(yàn)裝置如圖．
（1）按圖連接好實(shí)驗(yàn)裝置．檢查裝置的氣密性，方法是

 

（2）A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

，C中反應(yīng)的氧化劑是

 

，B裝置的作用是

 

．
（3）加熱C處酒精燈之前必須進(jìn)行的操作是（答詳細(xì)的操作過程）

 

（4）C中固體加熱前質(zhì)量為mg，加熱后質(zhì)量為ng，則實(shí)驗(yàn)中實(shí)際消耗的H₂質(zhì)量為

 

g．
A．=（m-n）/8        B．=m/40        C．=n/32        D．＞（m-n）/8．

Answer 1

考點(diǎn)：性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)首先檢驗(yàn)裝置的氣密性，Zn和稀H₂SO₄在A中發(fā)生反應(yīng)生成氫氣，經(jīng)B中堿石灰干燥后在加熱條件下與CuO發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Cu和水，為防止不純的氫氣在加熱時(shí)爆炸，應(yīng)先通入氫氣，將裝置內(nèi)的空氣排出，應(yīng)停止加熱后繼續(xù)通入氫氣，防止銅被氧化而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，以此解答該題．

解答： 解：（1）A裝置有長(zhǎng)頸漏斗，檢查氣密性時(shí)可關(guān)閉活塞K，向長(zhǎng)頸漏斗中加水，待水淹沒長(zhǎng)頸漏斗下端管口，繼續(xù)加水出現(xiàn)穩(wěn)定液面差，則裝置氣密性良好，
故答案為：關(guān)閉活塞K，向長(zhǎng)頸漏斗中加水，待水淹沒長(zhǎng)頸漏斗下端管口，繼續(xù)加水出現(xiàn)穩(wěn)定液面差，則裝置氣密性良好；
（2）Zn和稀H₂SO₄在A中發(fā)生反應(yīng)生成氫氣，方程式為Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂，在C中發(fā)生H₂+CuO

△   .

Cu+H₂O，反應(yīng)中Cu元素化合價(jià)降低，被還原，CuO為氧化劑，氫氣為還原劑，在加熱條件下反應(yīng)，為保證反應(yīng)順利進(jìn)行，避免溫度過低，氫氣在反應(yīng)前應(yīng)先干燥，B用于除去H₂中混有的水蒸氣，
故答案為：Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂；CuO；除去H₂中混有的水蒸氣；
（3）為防止不純的氫氣在加熱時(shí)爆炸，應(yīng)先通入氫氣，將裝置內(nèi)的空氣排出，應(yīng)先驗(yàn)純，可用向下排空法收集一小試管氣體，大拇指堵住，管口朝下靠近酒精燈火焰，若產(chǎn)生尖銳的爆鳴聲則不純，若“噗”的聲音則氣體已純，
故答案為：用向下排空法收集一小試管氣體，大拇指堵住，管口朝下靠近酒精燈火焰，若產(chǎn)生尖銳的爆鳴聲則不純，若“噗”的聲音則氣體已純；
（4）C中固體加熱前質(zhì)量為mg，加熱后質(zhì)量為ng，則由方程式H₂+CuO

△   .

Cu+H₂O可知，減少的質(zhì)量為O元素的質(zhì)量，n（CuO）=n（O）=

m-n

16

mol，則需反應(yīng)氫氣的物質(zhì)的量為

m-n

16

mol，質(zhì)量為

m-n

8

g，因?yàn)榉乐共患兊臍錃庠诩訜釙r(shí)爆炸，應(yīng)先通入氫氣，將裝置內(nèi)的空氣排出，應(yīng)停止加熱后繼續(xù)通入氫氣，防止銅被氧化而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，則通入氫氣的質(zhì)量應(yīng)大于

m-n

8

g，故答案為：D．

點(diǎn)評(píng)：本題考查性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�和�?jì)算能力的考查，為高頻考點(diǎn)，注意把握實(shí)驗(yàn)的原理和注意事項(xiàng)，難度不大．