题目内容
【题目】某化学小组拟采用如下装置(夹持和加热仪器已略去)来电解饱和食盐水,并用电解产生的H2还原CuO粉末来测定Cu的相对原子质量,同时检验氯气的氧化性。
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(1)写出装置甲的电解总反应方程式________________________________________。
(2)为完成上述实验,正确的连接顺序为E→_________________(填写连接的字母)。
(3)对硬质玻璃管里的氧化铜粉末进行加热前,需要先通一段时间某气体并检验该气体的纯度,检验该气体已经纯的具体的操作和现象为_______________________________。
(4)乙装置的a瓶溶液可选用__________________。
A.淀粉碘化钾溶液 B.酸性高锰酸钾溶液 C.硫化钠溶液 D.Fe(NO3)2溶液
(5)若a瓶中盛放过量的NaHSO3溶液,写出发生的离子反应方程式_____________________。
(6)为测定Cu的相对原子质量,设计了如下甲、乙两个实验方案。精确测量硬质玻璃管的质量为a g,加入CuO后,精确测量硬质玻璃管和CuO的总质量为b g , 实验完毕后:
甲方案:通过精确测量硬质玻璃管和Cu粉的总质量为c g, 进而确定Cu的相对原子质量。
乙方案:通过精确测定生成水的质量d g,进而确定Cu的相对原子质量。
乙方案不足之处是________________________________________________________。
按甲方案进行计算,Cu的相对原子质量为__________。(用含a、b、c的式子来表示)
【答案】 2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑ A→B→C 用排水法收集一小试管该气体,用拇指堵住试管口,移近酒精灯火焰,松开拇指,如果听到轻微的爆鸣声,说明该气体已纯 AC 4HSO3-+Cl2==SO42-+2Cl-+3SO2+2H2O 空气中的CO2和H2O可以通过D口进入U形管造成所测水质量偏大 16(c-a)/( b-c)
【解析】(1)电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氯气、氢气,反应的总反应方程式为2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑,故答案为:2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑;
(2)A是阴极,阴极上产生的是氢气,B是阳极,阳极上产生的是氯气,要用氢气来还还原氧化铜,所以A连接E,干燥氢气后用氢气来还原氧化铜,所以B连接C,故答案为:A→B→C;
(3)氢气属于易燃气体,对硬质玻璃管里的氧化铜粉末进行加热前,需要先通一段时间某氢气,以排除装置中的空气,检验氢气的纯度的方法为用排水法收集一小试管该气体,用拇指堵住试管口,移近酒精灯火焰,松开拇指,如果听到轻微的爆鸣声,说明该气体已纯,故答案为:用排水法收集一小试管该气体,用拇指堵住试管口,移近酒精灯火焰,松开拇指,如果听到轻微的爆鸣声,说明该气体已纯;
(4)检验氯气的氧化性可以利用还原性的物质发生反应,且有明显的现象,可以把氯气通入淀粉碘化钾溶液发生氧化还原反应,生成碘单质遇淀粉变蓝;也可以将氯气通入硫化钠溶液中,反应生成淡黄色的沉淀,氯气与酸性高锰酸钾溶液不反应,氯气与硝酸亚铁反应不能证明是氯气的氧化性,可能是硝酸的氧化性,故选AC;
(5)若a瓶中盛放过量的NaHSO3溶液,氯气将亚硫酸氢钠氧化为硫酸钠,反应的离子反应方程式为4HSO3-+Cl2=SO42-+2Cl-+3SO2+2H2O,故答案为:4HSO3-+Cl2=SO42-+2Cl-+3SO2+2H2O;
(6)在乙方案中,装置中U型管会吸收空气中的CO2和水,会导致测定Cu的相对原子质量有误差,所以乙方案不合理,甲合理;根据甲方案,设金属铜的原子量为M,则
CuO ~ Cu
M+16 M
b-a c-a
则:
=
,解得:
,故答案为:因为空气中的CO2和H2O通过D口进入U型管,造成实验误差较大;
。