Question

11．现有如下药品和装置：w克锌片（w＜1g）、稀H₂SO₄、水，设计一个实验，测Zn的相对原子质量（假定实验是在标准状况下进行的）．
（1）写出该反应的化学方程Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；
（2）所用装置的连接顺序为（填接口字母）DECBF；
（3）实验时用稀硫酸而不用稀硝酸，其理由是如果用稀硝酸，则会生成NO，会与装置中的氧气发生反应：2NO+O₂=2NO₂，导致气体体积减小；
（4）若量筒中收集到的水为v mL，反应时加入的稀硫酸为10 mL．实验结束后导管内的水按1mL计算，则反应产生的氢气为v-9mL．Zn的相对原子质量的数学表达式为$\frac{22400w}{V-9}$；
（5）假如锌片含不与酸反应的杂质，实验测得的锌的相对原子质量可能比真实值（填“偏大”、“偏小”、“不影响”，下同）偏大，；若气密性不好，测得值偏大，Zn与稀H₂SO₄的反应是放热的，若立即读数，会使测定的结果偏小．

Answer 1

分析 通过所提供的药品和仪器可知，实验原理为：将稀硫酸通过分液漏斗（未画出）加入到平底烧瓶中，产生的氢气从E通入C，通过B将集气瓶中的水排入量筒中，通过测量排出的水的量来得知产生氢气的量，据此分析．
（1）发生的反应即锌和稀硫酸的反应；
（2）根据实验原理来分析仪器的连接顺序；
（3）如果用稀硝酸，则会生成NO，会与装置中的氧气发生反应，导致气体体积减小；
（4）根据提供的数据可知产生的氢气的量；根据相对原子质量在数值上等于摩尔质量，而摩尔质量M=$\frac{m}{n}$来计算；
（5）根据摩尔质量M=$\frac{m}{n}$，通过分析各种操作失误对所测量的氢气体积的影响来分析．

解答 解：通过所提供的药品和仪器可知，实验原理为：将稀硫酸通过分液漏斗（未画出）加入到平底烧瓶中，产生的氢气从E通入C，通过B将集气瓶中的水排入量筒中，通过测量排出的水的量来得知产生氢气的量，据此分析．
（1）发生的反应即锌和稀硫酸的反应，反应方程式为：Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，故答案为：Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；
（2）将稀硫酸通过分液漏斗D（未画出）加入到平底烧瓶中，产生的氢气从E通入C，通过B将集气瓶中的水排入量筒中，通过测量排出的水的量来得知产生氢气的量，故装置的连接顺序为：DECBF，故答案为：DECBF；
（3）如果用稀硝酸，则会生成NO，会与装置中的氧气发生反应：2NO+O₂=2NO₂，导致气体体积减小，从而导致所测体积偏小而不准，故答案为：如果用稀硝酸，则会生成NO，会与装置中的氧气发生反应：2NO+O₂=2NO₂，导致气体体积减小；
（4）根据提供的数据可知产生的氢气的量为（V-10+1）mL=（V-9）mL；即生成的氢气的物质的量n=$\frac{（V-9）×1{0}^{-3}L}{22.4L/mol}$=$\frac{（V-9）×1{0}^{-3}}{22.4}mol$，而根据反应可知，1mol锌～1mol氢气，故反应掉的锌的物质的量n=$\frac{（V-9）×1{0}^{-3}}{22.4}mol$，由于相对原子质量在数值上等于摩尔质量，而锌的摩尔质量M=$\frac{m}{n}$=$\frac{wg}{\frac{（V-9）×1{0}^{-3}}{22.4}mol}$=$\frac{22400w}{V-9}$g/mol，故锌的相对原子质量为$\frac{22400w}{V-9}$，故答案为：V-9，$\frac{22400w}{V-9}$；
（5）由于摩尔质量M=$\frac{m}{n}$=$\frac{22400w}{V-9}$g/mol，假如锌片含不与酸反应的杂质，则测得生成的氢气的体积（v-9）偏小，则M偏大；若气密性不好，则测得生成的氢气的体积（v-9）偏小，则M偏大；由于反应是放热的，若立即读数，会使测定的结果生成的氢气的体积（v-9）偏大，则M偏小，故答案为：偏大，偏大，偏小．

点评 本题考查了排气量气装置，要注意的是锌和硫酸的反应，注意根据公式来分析误差，综合性较强．