Question

某课外活动小组利用乙炔与酸性KMnO₄溶液反应测定乙炔的相对分子质量，下图是测定装置的示意图：

（1）在装置A中，将电石（CaC₂）和饱和食盐水中的水反应制取乙炔（C₂H₂），B中的CuSO₄用于除去乙炔中混有的H₂S、PH₃、AsH₃等还原性气体．
（2）请配平C₂H₂与酸性KMnO₄溶液反应的化学方程式（在横线中填计量系数）：

 

C₂H₂+

 

KMnO₄+

 

H₂SO₄═

 

K₂SO₄+

 

MnSO₄+

 

CO₂↑+

 

H₂O
（3）实验前D中含有x mol的KMnO₄，实验时向D中通入一定量的乙炔直至酸性KMnO₄溶液恰好完全褪色，实验完毕后装置D及E的总质量共增重y g，请通过计算求出所测乙炔的相对分子质量（请用含字母x、y的代数式表示）：

 

（不写计算过程）．
（4）若该小组的实验原理及所有操作都正确，下列因素中，对所测乙炔相对分子质量的值不会产生影响的是：

 

．
A．将装置A中产生的混合气体直接通入D中的酸性KMnO₄溶液
B．将E装置（盛有碱石灰的干燥管）换成盛有浓硫酸的洗气瓶
C．通入过量纯净的乙炔气体于酸性KMnO₄溶液时，有部分乙炔未被氧化而逸出
（5）另一活动小组的同学认为上述实验装置仍存在不足，请你用简要的文字说明改进的措施

 

．

Answer 1

考点：相对分子质量的测定

专题：实验探究和数据处理题

分析：（2）根据氧化还原中化合价升价总数相等、质量守恒进行配平；
（3）根据关系式：C₂H₂～2KMnO₄，由高锰酸钾的物质的量求出乙炔的物质的量，再根据装置D及E的总质量共增重yg，即乙炔质量为yg，可求出乙炔的相对分子质量；
（4）根据是否影响装置D及E的总质量分析；
（5）根据E装置能吸收空气中的水和二氧化碳；

解答： 解：（2）C₂H₂中碳的化合价由-1升高高+4，化合价变化10，KMnO₄中锰的化合价由+7降低到+2，化合价变化5，两者的最小公倍数为10，结合质量守恒可得：：C₂H₂+2KMnO₄+3H₂SO₄═K₂SO₄+2MnSO₄+2CO₂↑+4H₂O；
故答案为：1、2、3、1、2、2、4；
（3）根据关系式得n（C₂H₂）=

1

2

n（KMnO₄）=

1

2

xmol，乙炔的质量等于装置D及E的总质量共增重的质量，故m（C₂H₂）=yg，所以M=

m

n

=

yg

1 2 x

=

2y

x

g/mol，即相对分子质量为

2y

x

；
故答案为：

2y

x

；
（4）A．将装置A中产生的混合气体直接通入D中的KMnO₄酸性溶液，会导致乙炔的质量偏大，不符合题意；
B．将E装置（盛有碱石灰的干燥管）换成盛有浓硫酸的洗气瓶，浓硫酸不能吸收二氧化碳，导致会导致乙炔的质量偏小，不符合题意；
C．通入过量纯净的乙炔气体于KMnO₄酸性溶液时，有部分乙炔未被氧化而逸出，测定是根据高锰酸钾的量来确定乙炔的量，乙炔过量无影响，符合题意；
故答案为：C；
（5）E装置能吸收空气中的水和二氧化碳，会使测定的E装置质量偏大，所以在E装置后面再接一个盛有碱石灰的干燥管；
故答案为：在E装置后面再接一个盛有碱石灰的干燥管；

点评：本题考查了测定乙炔相对分子质量的方法，涉及乙炔的制备，氧化还原方程式配平，除杂，影响因素等，注意实验原理的掌握，难度中等．