Question

利用干燥而純凈的氫氣還原氧化銅的實驗測定水的質量組成，裝置如圖：裝置的連接順序為ABCDE，完全反應后，其實驗測定的數據如下表所列：

	實驗前	實驗后
C（氧化銅+玻璃管）的質量/g	75.6	69.2	O元素的質量6.4g
D（氯化鈣+U型管）的質量/g	110.8	118.0	H2O的質量　7.2g

試回答：
（1）裝置A中發生反應的化學方程式為________，裝置B的作用是________．
（2）裝置C中的現象為________．
（3）根據實驗數據填空：水中氫、氧兩種元素的質量比為________．
（4）裝置E中堿石灰能吸收水蒸氣，若不安裝E裝置，會使結果中氫元素的質量________，（填“偏大”“偏小”“不受影響”之一）試簡述判斷依據________．

Answer 1

解：（1）鋅粒與稀鹽酸反應生成氫氣和氯化鋅，發生反應的化學方程式為：Zn+2HCl═ZnCl₂+H₂↑；B裝置是干燥氫氣，除去氫氣中的水蒸氣；
（2）裝置C中是氫氣還原氧化銅，現象為黑色粉末逐漸變為紅色；
（3）C裝置減輕的質量就是CuO中的O失去的質量，是氫氣奪走了CuO中的O生成了水，U形管增重的質量就是該反應生成的水的質量，則水中H元素的質量就是水的質量減去O元素的質量，故氧元素質量為：75.6 g-69.2 g=6.4g，生成水的質量為：118.0 g-110.8 g=7.2g；生成水中氫元素的質量為 7.2 g-6.4 g=0.8g；則水中氫跟氧的質量比就是：[（108.0g-100.8g）-（65.6g-59.2g）]：（65.6g-59.2g）=1：8；
（4）裝置E中堿石灰能吸收水蒸氣，若不安裝E裝置，空氣中的水蒸氣會進入D裝置，使測得水的質量增大導致計算出H元素的質量增大，所以會使結果中氫元素的質量偏大．
故答案為：（1）Zn+2HCl═ZnCl₂+H₂↑；吸收A中會發出的水蒸氣；
（2）黑色粉末逐漸變為紅色；
（3）1：8；
（4）偏大； 空氣中的水蒸氣會進入D裝置，使測得水的質量增大導致計算出H元素的質量增大．
分析：由題意可知，氫氣需純凈，可通過E裝置除去氯化氫，制取干燥的氫氣需要除掉反應中帶出的水蒸氣，實驗終須測生成水的質量，所以需要把還原氧化銅生成的水吸收并稱重．連接過程中還要考慮洗氣的通入順序，一般規律是：液體洗氣裝置的通入順序是長進短出；C裝置減輕的質量就是生成的水中氧元素的質量，U形管增重即生成的水的質量．
點評：利用液體除雜質過程中要長導管進、短導管出，即“長進短出”；測定水的組成需要確切的實驗數據，所以要分析清楚每步實驗的目的方可準確解答該題，培養了學生對化學知識的綜合運用能力．