Question

利用干燥而純凈的氫氣還原氧化銅的實驗測定水的質(zhì)量組成，裝置如圖：裝置的連接順序為ABCDE，完全反應(yīng)后，其實驗測定的數(shù)據(jù)如下表所列：

	實驗前	實驗后
C（氧化銅+玻璃管）的質(zhì)量/g	75.6	69.2	O元素的質(zhì)量6.4g
D（氯化鈣+U型管）的質(zhì)量/g	110.8	118.0	H2O的質(zhì)量　7.2g

試回答：
（1）裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________，裝置B的作用是________．
（2）裝置C中的現(xiàn)象為________．
（3）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)填空：水中氫、氧兩種元素的質(zhì)量比為________．
（4）裝置E中堿石灰能吸收水蒸氣，若不安裝E裝置，會使結(jié)果中氫元素的質(zhì)量________，（填“偏大”“偏小”“不受影響”之一）試簡述判斷依據(jù)________．

Answer 1

解：（1）鋅粒與稀鹽酸反應(yīng)生成氫氣和氯化鋅，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Zn+2HCl═ZnCl₂+H₂↑；B裝置是干燥氫氣，除去氫氣中的水蒸氣；
（2）裝置C中是氫氣還原氧化銅，現(xiàn)象為黑色粉末逐漸變?yōu)榧t色；
（3）C裝置減輕的質(zhì)量就是CuO中的O失去的質(zhì)量，是氫氣奪走了CuO中的O生成了水，U形管增重的質(zhì)量就是該反應(yīng)生成的水的質(zhì)量，則水中H元素的質(zhì)量就是水的質(zhì)量減去O元素的質(zhì)量，故氧元素質(zhì)量為：75.6 g-69.2 g=6.4g，生成水的質(zhì)量為：118.0 g-110.8 g=7.2g；生成水中氫元素的質(zhì)量為 7.2 g-6.4 g=0.8g；則水中氫跟氧的質(zhì)量比就是：[（108.0g-100.8g）-（65.6g-59.2g）]：（65.6g-59.2g）=1：8；
（4）裝置E中堿石灰能吸收水蒸氣，若不安裝E裝置，空氣中的水蒸氣會進(jìn)入D裝置，使測得水的質(zhì)量增大導(dǎo)致計算出H元素的質(zhì)量增大，所以會使結(jié)果中氫元素的質(zhì)量偏大．
故答案為：（1）Zn+2HCl═ZnCl₂+H₂↑；吸收A中會發(fā)出的水蒸氣；
（2）黑色粉末逐漸變?yōu)榧t色；
（3）1：8；
（4）偏大； 空氣中的水蒸氣會進(jìn)入D裝置，使測得水的質(zhì)量增大導(dǎo)致計算出H元素的質(zhì)量增大．
分析：由題意可知，氫氣需純凈，可通過E裝置除去氯化氫，制取干燥的氫氣需要除掉反應(yīng)中帶出的水蒸氣，實驗終須測生成水的質(zhì)量，所以需要把還原氧化銅生成的水吸收并稱重．連接過程中還要考慮洗氣的通入順序，一般規(guī)律是：液體洗氣裝置的通入順序是長進(jìn)短出；C裝置減輕的質(zhì)量就是生成的水中氧元素的質(zhì)量，U形管增重即生成的水的質(zhì)量．
點評：利用液體除雜質(zhì)過程中要長導(dǎo)管進(jìn)、短導(dǎo)管出，即“長進(jìn)短出”；測定水的組成需要確切的實驗數(shù)據(jù)，所以要分析清楚每步實驗的目的方可準(zhǔn)確解答該題，培養(yǎng)了學(xué)生對化學(xué)知識的綜合運用能力．