Question

2．在各種金屬材料中銅是人類應用比較廣泛的金屬之一，某學習小組欲測定銅的相對原子質量，設計如圖1所示實驗方案：

實驗步驟：①連接好裝置；②檢查裝置的氣密性；③裝入藥品；④打開分液漏斗活塞，向錐形瓶中滴加稀鹽酸；⑤一段時間后點燃酒精燈；⑥D中黑色固體完全變成紅色，停止加熱，待D中玻璃管冷卻至室溫，關閉分液漏斗活塞；⑦數據處理．
請回答下列問題：
（1）補全實驗步驟②檢查裝置的氣密性．
（2）若使制取氫氣的裝置隨開隨用，隨關隨停，如圖2所示裝置可選用的是BC．
（3）長玻璃管的作用起安全作用，當B中氣體壓力過大時，水就會從玻璃管上端溢出．
（4）已知：CuO樣品質量為m₁克，E中增重為m₂克，D中反應后固體質量為m₃克，實際參加反應的氫氣質量為m₄克，試用m₁、m₂列出銅的相對原子質量的表達式$\frac{18{m}_{1}}{{m}_{2}}$-16．若無F裝置，則對測定結果的影響偏小（填“偏大”、“偏小”或“無影響”），以下數據還能確定銅的相對原子質量的是ABD．
A、m₁、m₃ B、m₁、m₄ C、m₂、m₄ D、m₃、m₄
（5）請你評價實驗有什么不妥之處，并說明原因實驗中無法判斷CuO是否完全反應，從而無法進行相關計算或不能直接測出實際參加反應的H₂的質量．

Answer 1

分析 （1）制取氣體是先要檢查裝置的氣密性；
（2）要使裝置隨開隨用，隨關隨停，那就要控制可以兩種藥品接觸與分離；
（3）水可以吸收鹽酸揮發的氯化氫氣體，同時與長玻璃管起到緩沖壓力的作用，濃硫酸具有吸水性；
（4）根據CuO樣品的質量，E中增重水的質量分析銅的相對原子質量；F裝置阻止空氣中的水蒸氣浸入E裝置，結合方程式只要能包含銅或氧化銅的質量數據，列比例式就可求解；
（5）實驗中無法判斷CuO是否完全反應．

解答 解：（1）制取氣體是先要檢查裝置的氣密性；
（2）A、裝置當液體與固體接觸時反應，由于另一端橡皮塞，關閉活塞不能使液體進入另一端使兩種藥品分離，所以不可選；
B、裝置當液體與固體接觸時反應，關閉活塞后液體在壓力作用下進入長頸漏斗，使兩種藥品分離，反應停止，所以可選；
C、裝置當把干燥管浸入液體，液體與固體接觸時反應，把干燥管從液體中拿出，使兩種藥品分離，反應停止，所以可選；
故選：BC；
（3）B是安全瓶，B中氣體壓力過大時，水就會從玻璃管上端溢出，B中所盛是水，水的作用吸收鹽酸揮發的氯化氫氣體，長玻璃管的作用起安全作用，當B中氣體壓力過大時，水就會從玻璃管上端溢出；
（4）設銅的相對原子質量為x
H₂+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O．
   x+16      18
   m₁         m₂
$\frac{x+16}{{m}_{1}}=\frac{18}{{m}_{2}}$
x=$\frac{18{m}_{1}}{{m}_{2}}$-16；
F裝置阻止空氣中的水蒸氣浸入E裝置，若無F裝置，E中增重m₂變大，則對測定結果偏小；結合方程式只要能包含銅或氧化銅的質量數據，列比例式就可求解，故選ABD；
（5）實驗中未與氧化銅反應的氫氣，排放到空氣中，應加尾氣收集裝置．
故答案為：（1）檢查裝置的氣密性；（2）BC；
（3）起安全作用，當B中氣體壓力過大時，水就會從玻璃管上端溢出；
（4）$\frac{18{m}_{1}}{{m}_{2}}$-16；偏小；ABD；
（5）實驗中無法判斷CuO是否完全反應，從而無法進行相關計算或不能直接測出實際參加反應的H₂的質量．

點評 本題考查了實驗室制氫氣的原理以及根據反應的原理選擇合適的實驗裝置，學生的平常的化學學習中一定要注重對雙基知識的學習，只有具備完整的知識系統，才能夠很好的解決綜合問題．