Question

19．某化學(xué)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(chǎn)生的H₂還原CuO粉末來測(cè)定Cu的相對(duì)原子質(zhì)量，同時(shí)檢驗(yàn)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\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑．
（2）為完成上述實(shí)驗(yàn)，正確的連接順序?yàn)锳連E；B連C（填寫導(dǎo)管口字母）．
（3）對(duì)硬質(zhì)玻璃管里的氧化銅粉末加熱前，需要進(jìn)行的操作為先通一段時(shí)間的氫氣，檢驗(yàn)氫氣的純度．
（4）若檢驗(yàn)氯氣的氧化性，則乙裝置的a瓶中溶液可以是淀粉碘化鉀溶液，對(duì)應(yīng)的現(xiàn)象為無色溶液變?yōu)樗{(lán)色．乙裝置燒杯中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O．
（5）為測(cè)定Cu的相對(duì)原子質(zhì)量，設(shè)計(jì)了如下甲、乙兩個(gè)實(shí)驗(yàn)方案：精確測(cè)量硬質(zhì)玻璃管的質(zhì)量為a g，放入CuO后，精確測(cè)量硬質(zhì)玻璃管和CuO的總質(zhì)量為b g（假設(shè)CuO充分反應(yīng)），實(shí)驗(yàn)完畢后：
甲方案：通過精確測(cè)量硬質(zhì)玻璃管和Cu粉的總質(zhì)量為c g，進(jìn)而確定Cu的相對(duì)原子質(zhì)量．
乙方案：通過精確測(cè)定生成水的質(zhì)量d g，進(jìn)而確定Cu的相對(duì)原子質(zhì)量．
①請(qǐng)你分析并回答：甲方案所測(cè)結(jié)果更準(zhǔn)確．你認(rèn)為不合理的方案的不足之處是因?yàn)榭諝庵械腃O₂和H₂O通過D口進(jìn)入U(xiǎn)型管，造成實(shí)驗(yàn)誤差較大．
②若按合理方案測(cè)定的數(shù)據(jù)計(jì)算，Cu的相對(duì)原子質(zhì)量為$\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(chǎn)生的是氫氣，陽極上產(chǎn)生的是氯氣，據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膩磉B接裝置；
（3）電解飽和食鹽水產(chǎn)生的氫氣中含有水蒸氣，會(huì)影響銅的相對(duì)原子質(zhì)量的測(cè)定，需進(jìn)行干燥，檢驗(yàn)純度；
（4）檢驗(yàn)氯氣的氧化性可以利用還原性的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，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(yīng)，生成碘單質(zhì)遇淀粉變藍(lán)；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(cè)定結(jié)果；
②設(shè)出銅的原子量，利用關(guān)系式CuO～Cu及甲方案中的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算Cu的相對(duì)原子質(zhì)量．

解答 解：（1）電解飽和食鹽水生成氫氧化鈉、氯氣、氫氣，反應(yīng)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\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；
（2）A是陰極，陰極上產(chǎn)生的是氫氣，B是陽極，陽極上產(chǎn)生的是氯氣，要用氫氣來還還原氧化銅，所以A連接E，干燥氫氣后用氫氣來還原氧化銅，所以B連接C，
故答案為：E；C；
（3）加熱氧化銅之前要檢驗(yàn)純度，否則加熱易引起爆炸，可以先通一段時(shí)間的氫氣，檢驗(yàn)氫氣的純度，待純凈后，再對(duì)硬質(zhì)玻璃管里的氧化銅粉末加熱．
故答案為：先通一段時(shí)間的氫氣，檢驗(yàn)氫氣的純度；
（4）檢驗(yàn)氯氣的氧化性可以利用還原性的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，且有明顯的現(xiàn)象，可以把氯氣通入淀粉碘化鉀溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成碘單質(zhì)遇淀粉變藍(lán)；多余的氯氣是污染性氣體需要用氫氧化鈉溶液進(jìn)行吸收處理，反應(yīng)的離子方程式為：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O，
故答案為：淀粉KI溶液；無色溶液變?yōu)樗{(lán)色；Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
（5）①在乙方案中，應(yīng)用裝置中U型管也可能吸收空氣中的CO₂和水，會(huì)導(dǎo)致測(cè)定Cu的相對(duì)原子質(zhì)量有誤差，所以乙方案不合理，甲合理，
故答案為：甲；因?yàn)榭諝庵械腃O₂和H₂O通過D口進(jìn)入U(xiǎn)型管，造成實(shí)驗(yàn)誤差較大；
②根據(jù)甲方案，設(shè)金屬銅的原子量為M，則
CuO～Cu
M+16 M
b-a c-a
則：$\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(diǎn)評(píng) 本題考查了難溶物溶度積的計(jì)算、化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作方法及其應(yīng)用，題目難度中等，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康谋緸榻獯痍P(guān)鍵，試題知識(shí)點(diǎn)較多，充分考查了學(xué)生的分析、計(jì)算能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>