题目内容

2.用如图所示实验装置作测定氧化铜的组成的实验,回答有关问题:

已知:实验装置气密性良好,无水CaCl2具有吸水性,实验前向装置D中加入16g氧化铜,装置E的质量为124.3g,实验所用试剂均足量.
实验步骤:
(1)从长颈漏斗加足量浓盐酸,先通入H2一段时间后,再点燃酒精灯;
(2)待D中充分发生反应,熄灭酒精灯,冷却;  
(3)实验后称量装置E的质量为127.9g
请回答下列问题:
(1)图中装置B的作用是除去氢气中混有的氯化氢.
(2)装置A中反应的化学方程式为Zn+2HCl═ZnCl2+H2↑.
(3)为减小误差,步骤2中冷却过程中需要注意的问题是继续通氢气,直到试管冷却.
(4)根据实验数据,计算氧化铜中铜元素和氧元素的质量比为4:1(列出计算式并计算).
(5)为了证明进入D装置玻璃管的H2中不含有HCl,常在BC装置之间增加装置II(选填“I”或“II”).

分析 (1)运用氢气还原氧化铜生成水和铜,题中图示告诉我们氢气用锌和较浓的盐酸反应制得,故氢气中含有氯化氢气体和水蒸气,先要除去它们;
(2)锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气;
(3)根据实验注意事项进行分析解答;
(4)D装置减轻的质量就是生成的水中氧元素的质量,U形管增重即生成的水的质量.

解答 解:(1)运用氢气还原氧化铜生成水和铜,题中图示告诉我们氢气用锌和较浓的盐酸反应制得,故氢气中含有氯化氢气体和水蒸气,先用氢氧化钠溶液除去混有的氯化氢,再用浓硫酸 除去氢气中混有的水蒸气;
(2)锌和稀硫酸反应方程式为:Zn+2HCl═ZnCl2+H2↑;
(3)为减小误差,步骤2中冷却过程中需要注意的问题是继续通氢气,直到试管冷却;
(4)D装置减轻的质量就是CuO中的O失去的质量,是氢气夺走了CuO中的O生成了水,U形管增重的质量就是该反应生成的水的质量,
127.9g-124.3g=3.6g;
O元素的质量=3.6g×$\frac{16}{18}$=3.2g
氧化铜中铜元素和氧元素的质量比为:(16g-3.2g):3.2g=4:1;
(5)由于氯化氢溶于水形成盐酸,盐酸中含有氯离子,只要检验溶液中是否含有氯离子就行,检验氯离子用硝酸银溶液,能生成氯化银白色沉淀,所以将Ⅱ放在BC装置之间;通过该装置如果有白色沉淀产生,说明含有氯化氢,没有白色沉淀说明没有氯化氢;
故答案:
(1)除去氢气中混有的氯化氢;
(2)Zn+2HCl═ZnCl2+H2↑;
(3)继续通氢气,直到试管冷却;
(4)4:1;
(5)BC;Ⅱ;

点评 典型的实验探究题,熟练掌握氢气还原氧化铜的性质和实验才能准确解答该题,要分析清楚每步实验的目的即可准确解答该题.

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