Question

某化學小組采用下圖裝置模擬電解飽和食鹽水制備氫氣，通過氫氣還原氧化銅測定Cu的相對原子質量，同時檢驗氯氣的氧化性（圖中夾持和加熱儀器已經略去）。

（1）寫出裝置甲中反應的離子方程式           。為完成上述實驗，正確的連按方式為a連接     ，b連接        （填字母）。
（2）①裝置乙燒杯中液體的作用是            。A瓶內盛裝的溶液最好是   （填字母）。
a．I^-淀粉溶液             b．NaOH溶液
c．FeCl₂與KSCN混合溶液    d．Na₂SO₃溶液
②加熱裝置丙中的氧化銅粉末之前，除了要檢查該裝置的氣密性還需進行的必要操作是    。
（3）利用裝置丙測定Cu的相對原子質量，現有兩種方案：①測得反應前后洗氣瓶B及其中液體質量差m₁，②測得反應前后U形管及其中固體質量差m₂。你認為合理的方案為   （填“①”或“②”）。若采用測得反應后硬質玻璃管中剩余固體的質量m₃的方案，已知O的相對原子質量為16，實驗中氧化銅樣品質量為m，則測定Cu的相對原子質量的表達式為    ，該方案在反應后硬質玻璃管冷卻過程中沒有一直通氫氣，會導致測定Cu韻相對原子質量    （填“偏大”、“偏小”或“無影響”），理由是            。

Answer 1

（16分）（1）2Cl^-＋2H₂O2OH^-＋H₂↑＋Cl₂↑（2分）  e  c（2分）
（2）①吸收多余的氯氣，防止環境污染（2分）；c（2分）
②排凈裝置內的空氣（或檢驗氫氣的純度）（2分）
（3）①（1分）；（2分）；偏大（1分）；反應生成的銅被空氣的氧氣氧化使m₃數據增大，導致測定結果偏大（2分）

試題分析：（1）電解飽和食鹽水時，陽極上氯離子放電生成氯氣，陰極上氫離子放電生成氫氣，溶液中同時生成氫氧根離子，所以電解反應離子方程式為2Cl^-＋2H₂O2OH^-＋H₂↑＋Cl₂↑；要檢驗氯氣的氧化性，則氯氣連接具有還原性的物質且反應現象要明顯，故選c；氫氣還原還原性，利用氫氣還原氧化銅來檢驗氫氣。但由于電解得到的氫氣中含有水蒸氣，所以在實驗前要除去水蒸氣，故選e。
（2）①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，所以裝置乙燒杯中液體的作用是吸收多余的氯氣，防止環境污染；氯氣具有強氧化性，能氧化還原性的物質，要檢驗氯氣，必須選用還原性的物質且反應現象明顯，則：
a．氯氣能氧化碘離子生成單質點，碘遇淀粉顯藍色。但氯氣和水反應生成的次氯酸也能使溶液褪色，所以無法證明氯氣的氧化性，故a不選；
b．氯氣和氫氧化鈉溶液反應生成氯化鈉和次氯酸鈉，反應現象不明顯，故b不選；
c．氯氣能把亞鐵離子氧化成三價鐵離子，鐵離子和硫氰化鉀溶液反應生成血紅色溶液，反應現象明顯，且能檢驗氯氣的氧化性，故c正確；
d．氯氣能氧化亞硫酸鈉生成硫酸鈉，但反應前后溶液顏色不變，反應現象不明顯，d不選，答案選c。
②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。
（3）①中質量的差量是氫氣還原氧化銅得到的物質，與銅有關，所以能計算銅的相對原子質量。②中質量的差量是氫氣中原來的水蒸氣，與銅無關，所以不能計算銅的相對原子質量，因此答案選①。硬質玻璃管中的質量差就是氧的質量＝m－m₃，設銅的相對原子質量為x，則CuO——O
1mol    16g
  m－m₃
解得x＝
如果反應后硬質玻璃管冷卻過程中沒有一直通氫氣，會導反應生成的銅被空氣的氧氣氧化使m₃數據增大，所以導致測定結果偏大。