Question

2．现有药品和如图装置：mg锌片、铁片、稀硫酸、水，设计一个实验，测定锌的相对原子质量（实验是在通常状况下进行的）．请完成下列实验：

（1）写出该反应的化学方程式Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑．
（2）所选用装置的连接顺序为（填接口字母）BDCE．
（3）取Wg纯铁片与稀硫酸反应测得生成气体V₁mL，该步骤的目的是测定该条件下气体摩尔体积．
（4）实验结束时，在读取测量实验中生成氢气的体积时，你认为合理的是ABD．
A．待实验装置冷却后再读数
B．上下移动量筒④，使其中液面与广口瓶中液面相平
C．上下移动量筒⑤，使其中液面与广口瓶中液面相平
D．视线与凹液面的最低点水平读取量筒中水的体积
（5）mg锌片与稀硫酸反应测得生成气体V₂mL，则Zn的相对原子质量的数学表达式为$\frac{56m{V}_{1}}{W{V}_{2}}$（用上述字母表示）．
（6）假设锌片中含不与酸反应的杂质，实验测得锌的相对原子质量可能比真实值（填“偏大”、“偏小”或“不变”，下同）偏大；实验结束时，仰视量筒读数，测得值偏大．

Answer 1

分析 （1）锌和硫酸反应生成硫酸锌和氢气；
（2）装置的组装顺序：合金与水反应，用排水量气法测定氢气的体积，其中盛水的试剂瓶导管一定要短进长出，增大压强原理将水排出，量筒中水的体积就是生成氢气的体积，量筒内导管应伸入量筒底部；
（3）取Wg纯铁片与稀硫酸反应测得生成气体V₁mL，该步骤的目的是测定该条件下气体摩尔体积，据此进行分析；
（4）反应放热导致氢气的温度偏高，故应冷却后再进行读取氢气的体积，读取实验中生成氢气的体积时上下移动量筒，使其中液面与广口瓶中液面相平，视线与凹液面的最低点水平读取氢气的体积；
（5）Fe～H₂，则n（H₂）=n（Fe）=$\frac{Wg}{56g/mol}$=$\frac{W}{56}$mol，则Vm=$\frac{V}{n}$=$\frac{{V}_{1}}{\frac{W}{56}}$=$\frac{56{V}_{1}}{W}$mol/ml，并据M=$\frac{m}{n}$=$\frac{m}{\frac{V}{{V}_{m}}}$=$\frac{m{V}_{m}}{V}$求Zn的相对原子质量；
（6）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：（1）锌和硫酸反应生成硫酸锌和氢气，故化学方程式为Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，
故答案为：Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；
（2）装置的组装顺序：合金与水反应，用排水量气法测定氢气的体积，其中盛水的试剂瓶导管一定要短进长出，利用增大压强原理将水排出，量筒中水的体积就是生成氢气的体积，量筒内导管应伸入量筒底部，故连接顺序为BDCE，
故答案为：BDCE；
（3）取Wg纯铁片与稀硫酸反应测得生成气体V₁mL，该步骤的目的是测定该条件下气体摩尔体积，
故答案为：测定该条件下气体摩尔体积；
（4）反应放热导致氢气的温度偏高，故应冷却后再进行读取氢气的体积，读取实验中生成氢气的体积时上下移动量筒，使其中液面与广口瓶中液面相平，视线与凹液面的最低点水平读取氢气的体积，故选ABD，
故答案为：ABD；
（5）Fe～H₂，则n（H₂）=n（Fe）=$\frac{Wg}{56g/mol}$=$\frac{W}{56}$mol，则Vm=$\frac{V}{n}$=$\frac{{V}_{1}}{\frac{W}{56}}$=$\frac{56{V}_{1}}{W}$mol/ml，并据M=$\frac{m}{n}$=$\frac{m}{\frac{V}{{V}_{m}}}$=$\frac{m{V}_{m}}{V}$=$\frac{m×\frac{56{V}_{1}}{W}}{{V}_{2}}$=$\frac{56m{V}_{1}}{W{V}_{2}}$，
故答案为：$\frac{56m{V}_{1}}{W{V}_{2}}$；
（6）由于摩尔质量M=$\frac{m}{n}$=$\frac{56m{V}_{1}}{W{V}_{2}}$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V₂偏小，则M偏大；仰视量筒读数，导致测得生成的氢气的体积V₂偏小，则M偏大，
故答案为：偏大；偏大．

点评 本题考查了是锌和硫酸的反应方程式书写，误差分析，正确读取生成气体的方法，摩尔质量的求算等，本题难度中等．