Question

某化學興趣小組擬采用下圖所示裝置電解飽和氯化鈉溶液制備H₂，通過H₂還原氧化銅測定Cu的相對原子質量Ar（Cu），同時檢驗Cl₂的氧化性（圖中夾持和加熱儀器已略去）．

（1）直流電源中的X極為

 

極（填“正”、“負”、“陰”或“陽”）；寫出甲裝置U形管中反應的離子方程式：

 

；實驗開始后，用鐵棒作電極的一側的實驗現象是

 

．
（2）為完成上述實驗，正確的鏈接順序為：a連

 

，b連

 

（填寫連接的字母）．
（3）裝置乙中的G瓶內溶液可能為

 

（填字母）．
A．淀粉KI溶液B．NaOH溶液C．Na₂S溶液D．Na₂SO₃溶液
H瓶內的反應的離子方程式為：

 

．
（4）在對硬質玻璃試管里的氧化銅粉末加熱前需要進行的操作為：

 

．
（5）裝置丙中N瓶內盛放的試劑為

 

，作用是

 

．
（6）為了測定Cu的相對原子質量，某同學通過實驗測得如一下數據：
I．氧化銅樣品質量為m₁g
Ⅱ．反應后硬質玻璃管中剩余固體質量為m₂g
III．反應前后U形管及其固體質量差為m₃g
Ⅳ．反應前后瓶及其液體質量差為m₄g
①請選擇理論上誤差最小的一組數據計算Ar（Cu），Ar（Cu）=

 

．
②如果選用其它數據進行計算，會導致Ar（Cu）

 

（填“偏大”、“偏小”或“無影響”），理由是

 

．

Answer 1

分析：（1）根據電解原理，與陰極相連的是外接電源的負極；甲中電解飽和食鹽水；
（2）“通過H₂還原氧化銅測定Cu的相對原子質量Ar（Cu）”故a接f；“同時檢驗Cl₂的氧化性”，故b接c；
（3）A、C、D中的I^-、S^2-、SO₃^2-都有還原性，但是Cl₂與SO₃^2-反應沒有現象；氯氣有毒，不能直接排放到空氣中，氯氣可以用堿性物質來處理，所以裝置乙H瓶中離子方程式可寫出；
（4）氫氣是可燃性氣體，與氧氣混合，加熱容易發生爆炸危險，所以加熱氧化銅之前要通入氫氣排凈裝置內的空氣（或檢驗H₂的純度防止爆炸）；
（5）電解飽和氯化鈉溶液制備的氫氣中含有水蒸氣，所以在實驗前要除去水蒸氣，故選濃硫酸干燥H₂，防止硬質試管炸裂；
（6）①CuO+H₂=Cu+H₂O△m=80-64=16，現在質量差為m₁-m₂，而“反應后硬質玻璃管中剩余固體質量為m₂g”，即Cu的質量為m₂g．根據化學方程式就可求出Ar（Cu）；
②空氣中的水通過e導管進入U型管造成m₃增大，最終導致Ar（Cu）偏小．

解答：解：（1）根據電解原理，與陰極相連的是外接電源的負極，故X極應為負極；甲中電解飽和食鹽水，反應的離子方程式為2Cl^-+2H₂O2OH^-+H₂↑+Cl₂↑．
故答案為：負極；2Cl^-+2H₂O

電解  .

2OH^-+H₂↑+Cl₂↑ 有氣泡逸出，溶液由無色變成紅色，且向周圍擴散；
（2）“通過H₂還原氧化銅測定Cu的相對原子質量Ar（Cu）”故a接f；“同時檢驗Cl₂的氧化性”，故b接c．故答案為：f；c；
（3）A、C、D中的I^-、S^2-、SO₃^2-都有還原性，但是Cl₂與SO₃^2-反應沒有現象，故選A、C；氯氣有毒，不能直接排放到空氣中，氯氣可以用堿性物質來處理，所以裝置乙H瓶中液體的作用是吸收多余的氯氣，防止環境污染，離子方程式為：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O．故答案為：A、C；Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
（4）氫氣是可燃性氣體，與氧氣混合，加熱容易發生爆炸危險，所以加熱氧化銅之前要通入氫氣排凈裝置內的空氣（或檢驗H₂的純度防止爆炸）．故答案為：檢驗氫氣的純度防止爆炸；
（5）通過H₂還原氧化銅測定Cu的相對原子質量Ar（Cu），但由于電解飽和氯化鈉溶液制備的氫氣中含有水蒸氣，所以在實驗前要除去水蒸氣，故選濃硫酸，干燥H₂，防止硬質試管炸裂．故答案為：濃硫酸；干燥H₂，防止硬質試管炸裂；
（6）①由CuO→Cu知△m=80-64=16，現在質量差為m₁-m₂，而“反應后硬質玻璃管中剩余固體質量為m₂g”，即Cu的質量為m₂g．根據化學方程式則
 CuO+H₂=Cu+H₂O△m Ar（Cu）          16
m₂               m₁-m₂
解得Ar（Cu）=

16m2

(m1-m2)

；
②偏小；空氣中的水通過e導管進入U型管造成m₃增大，最終導致Ar（Cu）偏小．
故答案為：①

16m2

(m1-m2)

；②偏小；空氣中的水通過e導管進入U型管造成m₃增大，最終導致Ar（Cu）偏小．

點評：考查電解原理應用、氯氣檢驗、氫氣還原氧化銅實驗操作、元素相對原子質量的測定的實驗設計等．