Question

19．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．

（1）写出甲装置中电解饱和食盐水的离子方程式2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑．
（2）为完成上述实验，正确的连接顺序为A连E；B连C（填写导管口字母）．
（3）对硬质玻璃管里的氧化铜粉末加热前，需要进行的操作为先通一段时间的氢气，检验氢气的纯度．
（4）若检验氯气的氧化性，则乙装置的a瓶中溶液可以是淀粉碘化钾溶液，对应的现象为无色溶液变为蓝色．乙装置烧杯中发生反应的离子方程式是Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O．
（5）为测定Cu的相对原子质量，设计了如下甲、乙两个实验方案：精确测量硬质玻璃管的质量为a g，放入CuO后，精确测量硬质玻璃管和CuO的总质量为b g（假设CuO充分反应），实验完毕后：
甲方案：通过精确测量硬质玻璃管和Cu粉的总质量为c g，进而确定Cu的相对原子质量．
乙方案：通过精确测定生成水的质量d g，进而确定Cu的相对原子质量．
①请你分析并回答：甲方案所测结果更准确．你认为不合理的方案的不足之处是因为空气中的CO₂和H₂O通过D口进入U型管，造成实验误差较大．
②若按合理方案测定的数据计算，Cu的相对原子质量为$\frac{16（c-a）}{b-c}$．

Answer 1

分析 （1）电解氯化钠溶液生成氢氧化钠、氢气以及氯气，根据离子方程式的书写方法来回答；
（2）在电解池的阴极上产生的是氢气，阳极上产生的是氯气，据实验目的来连接装置；
（3）电解饱和食盐水产生的氢气中含有水蒸气，会影响铜的相对原子质量的测定，需进行干燥，检验纯度；
（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；氯气需要用氢氧化钠溶液吸收；
（5）①乙方案中，装置中U型管也可能吸收空气中的CO₂和水，影响测定结果；
②设出铜的原子量，利用关系式CuO～Cu及甲方案中的数据进行计算Cu的相对原子质量．

解答 解：（1）电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氯气、氢气，反应离子方程式为2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑，
故答案为：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；
（2）A是阴极，阴极上产生的是氢气，B是阳极，阳极上产生的是氯气，要用氢气来还还原氧化铜，所以A连接E，干燥氢气后用氢气来还原氧化铜，所以B连接C，
故答案为：E；C；
（3）加热氧化铜之前要检验纯度，否则加热易引起爆炸，可以先通一段时间的氢气，检验氢气的纯度，待纯净后，再对硬质玻璃管里的氧化铜粉末加热．
故答案为：先通一段时间的氢气，检验氢气的纯度；
（4）检验氯气的氧化性可以利用还原性的物质发生反应，且有明显的现象，可以把氯气通入淀粉碘化钾溶液发生氧化还原反应，生成碘单质遇淀粉变蓝；多余的氯气是污染性气体需要用氢氧化钠溶液进行吸收处理，反应的离子方程式为：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O，
故答案为：淀粉KI溶液；无色溶液变为蓝色；Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
（5）①在乙方案中，应用装置中U型管也可能吸收空气中的CO₂和水，会导致测定Cu的相对原子质量有误差，所以乙方案不合理，甲合理，
故答案为：甲；因为空气中的CO₂和H₂O通过D口进入U型管，造成实验误差较大；
②根据甲方案，设金属铜的原子量为M，则
CuO～Cu
M+16 M
b-a c-a
则：$\frac{M+16}{b-a}=\frac{M}{c-a}$，
解得：$\frac{16（c-a）}{b-c}$，
故答案为：$\frac{16（c-a）}{b-c}$．

点评 本题考查了难溶物溶度积的计算、化学实验基本操作方法及其应用，题目难度中等，明确实验目的本为解答关键，试题知识点较多，充分考查了学生的分析、计算能力及化学实验能力．