Question

用下列裝置連接成一套測定水的組成的實驗裝置．

儀器名稱	實驗前	實驗后
氧化銅和玻璃管	m1	m3
氯化鈣和U形管	m2	m4

（1）所用實驗裝置的連接順序

 

．
（2）裝置C的作用是

 

若不用C裝置，測定出來的氫元素與氧元素的質量比會

 

（偏高或偏低）
（3）測量數據用m₁、m₂、m₃、m₄表示如下：則在水中氫元素與氧元素的質量比是

 

．
（4）停止加熱同時，就停止了通入氫氣，并拆開裝置，則測定結果氫元素與氧元素的質量比

 

．（偏高或偏低）

Answer 1

考點：實驗探究物質的組成成分以及含量,氣體的凈化（除雜）,氫氣的制取和檢驗,氫氣的化學性質與燃燒實驗

專題：科學探究

分析：（1）首先制取氫氣，為了防止生成的氫氣中帶有水蒸氣，再將氫氣通過盛有堿石灰的干燥管，吸收其中的水蒸氣，將干燥的氫氣通過受熱的氧化銅，使氧化銅跟氫氣反應生成的水再被盛有固體氯化鈣的U形管在較低溫條件下吸收，由此連接儀器；
（2）生成的氫氣如果不用C裝置干燥，測出的水的質量即m4-m2的值偏高，這樣測定出的氫元素與氧元素的質量比會偏高；
（3）根據表中數據解答；
（4）如果在停止加熱的同時，就停通入氫氣，并拆開實驗裝置，其后果是使熱的銅重新跟空氣中的氧氣反應，又生成氧化銅，這樣測出的m₃數值偏高，因而m1-m3的值偏低，使（m₄-m₂）-（m₁-m₃）的值偏高，導致

(m4-m2)-(m1-m3)

m1-m3

偏高，即此時會使水中的氫元素與氧元素的質量比偏高．

解答：解：
（1）本實驗是測定水中氫元素與氧元素的質量比，利用氫氣還原氧化銅，生成水和銅測出氧化銅中的氧和生成水的質量，便可計算出水中氫元素與氧元素的質量比．首先制取氫氣，為了防止生成的氫氣中帶有水蒸氣，再將氫氣通過盛有堿石灰的干燥管，吸收其中的水蒸氣，將干燥的氫氣通過受熱的氧化銅，使氧化銅跟氫氣反應生成的水再被盛有固體氯化鈣的U形管在較低溫條件下吸收，所以實驗儀器的連接順序應為B、C、A、D．
（2）生成的氫氣如果不用C裝置干燥，測出的水的質量即m₄-m₂的值偏高，這樣測定出的氫元素與氧元素的質量比會偏高，
（3）因在生成的水中，所含氧元素的質量來自氧化銅中的氧元素質量，即m1-m3，這樣便可知水中氫元素的質量，即（m₄-m₂）-（m₁-m₃）所以水中氫元素與氧元素的質量比為：

(m4-m2)-(m1-m3)

m1-m3

．
（4）如果在停止加熱的同時，就停通入氫氣，并拆開實驗裝置，其后果是使熱的銅重新跟空氣中的氧氣反應，又生成氧化銅，這樣測出的m3數值偏高，因而m1-m3的值偏低，使（m₄-m₂）-（m₁-m₃）的值偏高，導致

(m4-m2)-(m1-m3)

m1-m3

偏高，即此時會使水中的氫元素與氧元素的質量比偏高．
答案：
（1）B、C、A、D；
（2）吸收氫氣中的水蒸氣；偏高；
（3）

(m4-m2)-(m1-m3)

m1-m3

；
（4）偏高．

點評：本題中水的組成元素質量比是由實驗所得數據進行計算的，其中氧化銅與玻璃在反應前后的質量差為失去的氧元素的質量，而不是生成水的質量，因為反應前的稱量并不包括氫的質量．