Question

19．某化學小組擬采用如下裝置（夾持和加熱儀器已略去）來電解飽和食鹽水，并用電解產生的H₂還原CuO粉末來測定Cu的相對原子質量，同時檢驗氯氣的氧化性．

（1）寫出甲裝置中電解飽和食鹽水的離子方程式2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑．
（2）為完成上述實驗，正確的連接順序為A連E；B連C（填寫導管口字母）．
（3）對硬質玻璃管里的氧化銅粉末加熱前，需要進行的操作為先通一段時間的氫氣，檢驗氫氣的純度．
（4）若檢驗氯氣的氧化性，則乙裝置的a瓶中溶液可以是淀粉碘化鉀溶液，對應的現(xiàn)象為無色溶液變?yōu)樗{色．乙裝置燒杯中發(fā)生反應的離子方程式是Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O．
（5）為測定Cu的相對原子質量，設計了如下甲、乙兩個實驗方案：精確測量硬質玻璃管的質量為a g，放入CuO后，精確測量硬質玻璃管和CuO的總質量為b g（假設CuO充分反應），實驗完畢后：
甲方案：通過精確測量硬質玻璃管和Cu粉的總質量為c g，進而確定Cu的相對原子質量．
乙方案：通過精確測定生成水的質量d g，進而確定Cu的相對原子質量．
①請你分析并回答：甲方案所測結果更準確．你認為不合理的方案的不足之處是因為空氣中的CO₂和H₂O通過D口進入U型管，造成實驗誤差較大．
②若按合理方案測定的數(shù)據(jù)計算，Cu的相對原子質量為$\frac{16（c-a）}{b-c}$．

Answer 1

分析 （1）電解氯化鈉溶液生成氫氧化鈉、氫氣以及氯氣，根據(jù)離子方程式的書寫方法來回答；
（2）在電解池的陰極上產生的是氫氣，陽極上產生的是氯氣，據(jù)實驗目的來連接裝置；
（3）電解飽和食鹽水產生的氫氣中含有水蒸氣，會影響銅的相對原子質量的測定，需進行干燥，檢驗純度；
（4）檢驗氯氣的氧化性可以利用還原性的物質發(fā)生反應，且有明顯的現(xiàn)象，可以把氯氣通入淀粉碘化鉀溶液發(fā)生氧化還原反應，生成碘單質遇淀粉變藍；氯氣需要用氫氧化鈉溶液吸收；
（5）①乙方案中，裝置中U型管也可能吸收空氣中的CO₂和水，影響測定結果；
②設出銅的原子量，利用關系式CuO～Cu及甲方案中的數(shù)據(jù)進行計算Cu的相對原子質量．

解答 解：（1）電解飽和食鹽水生成氫氧化鈉、氯氣、氫氣，反應離子方程式為2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑，
故答案為：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；
（2）A是陰極，陰極上產生的是氫氣，B是陽極，陽極上產生的是氯氣，要用氫氣來還還原氧化銅，所以A連接E，干燥氫氣后用氫氣來還原氧化銅，所以B連接C，
故答案為：E；C；
（3）加熱氧化銅之前要檢驗純度，否則加熱易引起爆炸，可以先通一段時間的氫氣，檢驗氫氣的純度，待純凈后，再對硬質玻璃管里的氧化銅粉末加熱．
故答案為：先通一段時間的氫氣，檢驗氫氣的純度；
（4）檢驗氯氣的氧化性可以利用還原性的物質發(fā)生反應，且有明顯的現(xiàn)象，可以把氯氣通入淀粉碘化鉀溶液發(fā)生氧化還原反應，生成碘單質遇淀粉變藍；多余的氯氣是污染性氣體需要用氫氧化鈉溶液進行吸收處理，反應的離子方程式為：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O，
故答案為：淀粉KI溶液；無色溶液變?yōu)樗{色；Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
（5）①在乙方案中，應用裝置中U型管也可能吸收空氣中的CO₂和水，會導致測定Cu的相對原子質量有誤差，所以乙方案不合理，甲合理，
故答案為：甲；因為空氣中的CO₂和H₂O通過D口進入U型管，造成實驗誤差較大；
②根據(jù)甲方案，設金屬銅的原子量為M，則
CuO～Cu
M+16 M
b-a c-a
則：$\frac{M+16}{b-a}=\frac{M}{c-a}$，
解得：$\frac{16（c-a）}{b-c}$，
故答案為：$\frac{16（c-a）}{b-c}$．

點評 本題考查了難溶物溶度積的計算、化學實驗基本操作方法及其應用，題目難度中等，明確實驗目的本為解答關鍵，試題知識點較多，充分考查了學生的分析、計算能力及化學實驗能力．