Question

（2013?煙臺一模）某化學小組采用下圖裝置模擬電解飽和食鹽水制備氫氣，通過氫氣還原氧化銅測定Cu的相對原子質量，同時檢驗氯氣的氧化性（圖中夾持和加熱儀器已經略去）．

（1）寫出裝置甲中反應的離子方程式

2Cl^-+2H₂O

電解  .

H₂↑+Cl₂↑+2OH^-

．為完成上述實驗，正確的連按方式為a連接

e

，b連接

c

（填字母）．
（2）①裝置乙燒杯中液體的作用是

吸收多余的氯氣，防止環境污染

．A瓶內盛裝的溶液最好是

c

（填字母）．
a．I₂^-淀粉溶液    b．NaOH溶液　　　　c． FeCl₂與KSCN混合溶液    d．Na₂SO₃溶液
②加熱裝置丙中的氧化銅粉末之前，除了要檢查該裝置的氣密性還需進行的必要操作是

通入氫氣排盡裝置內空氣

．
（3）利用裝置丙測定Cu的相對原子質量，現有兩種方案：①測得反應前后洗氣瓶B及其中液體質量差m₁，②測得反應前后U形管及其中固體質量差m₂．你認為合理的方案為

①

（填“①”或“②”）．若采用測得反應后硬質玻璃管中剩余固體的質量m₃的方案，已知O的相對原子質量為16，實驗中氧化銅樣品質量為m，則測定Cu的相對原子質量的表達式為

16m3

m-m3

，該方案在反應后硬質玻璃管冷卻過程中沒有一直通氫氣，會導致測定Cu韻相對原子質量

偏大

（填“偏大”、“偏小”或“無影響”），理由是

反應生成的銅被空氣的氧氣氧化使m₃數據增大，導致測定結果偏大

．

Answer 1

分析：（1）電解飽和氯化鈉溶液時，陰極上氫離子放電，陽極上氯離子放電，同時生成氫氧化鈉；用還原性物質檢驗氯氣，用氧化銅檢驗氫氣；
（2）①氯氣有強氧化性，應該用強還原性的物質檢驗且反應現象明顯，因為氯氣有毒，所以不能直接排空，要有尾氣處理裝置；
②氫氣在還原氧化銅之前要排盡裝置內空氣，否則會產生安全事故；
（3）根據質量差是否與銅有關來分析判斷；利用差量法來計算銅的相對原子質量表達式；根據銅的相對原子質量的表達式確定影響高低．

解答：解：（1）電解飽和食鹽水時，陽極上氯離子放電生成氯氣，陰極上氫離子放電生成氫氣，溶液中同時生成氫氧根離子，所以電解反應離子方程式為2Cl^-+2H₂O

電解  .

2OH^-+H₂↑+Cl₂↑，要檢驗氯氣的氧化性，則氯氣連接強還原性的物質且反應現象要明顯，故選c，用氫氣還原氧化銅來檢驗氫氣，因為電解得到的氫氣中含有水蒸氣，所以在實驗前要除去水蒸氣，故選e，
故答案為：2Cl^-+2H₂O

電解  .

2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；e；c；
（2）①氯氣有毒，不能直接排空，氯氣和水反應生成酸，所以氯氣可以用堿性物質來處理，所以裝置乙燒杯中液體的作用是吸收多余的氯氣，防止環境污染；
氯氣具有強氧化性，能氧化強還原性的物質，要檢驗氯氣，必須選用強還原性的物質且反應現象明顯，
a．氯氣能氧化碘而使溶液褪色，氯氣和水反應生成的次氯酸也能使溶液褪色，所以無法證明氯氣的氧化性，故不選；
 b．氯氣和氫氧化鈉溶液反應生成氯化鈉和次氯酸鈉，反應現象不明顯，故不選；　　　
c． 氯氣能把亞鐵離子氧化成三價鐵離子，鐵離子和硫氰化鉀溶液反應生成血紅色溶液，反應現象明顯，且能檢驗氯氣的氧化性，故選；
d．氯氣能氧化亞硫酸鈉生成硫酸鈉，但反應前后溶液顏色不變，反應現象不明顯，故不選；
故答案為：吸收多余的氯氣，防止環境污染；c；
②氫氣是可燃性氣體，與氧氣混合，加熱容易發生爆炸危險，加熱氧化銅之前要通入氫氣排盡裝置內空氣，故答案為：通入氫氣排盡裝置內空氣；
（3）①中質量的差量是氫氣還原氧化銅得到的物質，與銅有關，所以能計算銅的相對原子質量，②中質量的差量是氫氣中原來的水蒸氣，與銅無關，所以不能計算銅的相對原子質量，故選①；
硬質玻璃管中的質量差是氧的質量=m-m₃，
設銅的相對原子質量為x，
CuO------O
1        16

m

x+16

   m-m₃
x=

16m3

m-m3

，
反應生成的銅被空氣的氧氣氧化使m₃數據增大，則

16m3

m-m3

偏大，所以導致測定結果偏大，
故答案為：①；

16m3

m-m3

；偏大；反應生成的銅被空氣的氧氣氧化使m₃數據增大，導致測定結果偏大．

點評：本題考查實驗探究，難點是（3）題中確定影響銅的相對原子質量的大小，根據

16m3

m-m3

來分析即可，難度較大．