Question

1．氫氣能在加熱條件下還原氧化銅：H₂+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O，化學興趣小組同學在老師指導下，進行圖示實驗來驗證水的組成，并得到正確的結果．

實驗過程如下：
Ⅰ．稱量裝有干燥氧化銅的具支試管D質量為m₁，裝有白色無水硫酸銅固體的裝置C質量為m₂，連接A、B、D裝置；
Ⅱ．打開彈簧夾，從長頸漏斗加入足量的稀硫酸．先通入氣體一段時間后，再連接好裝置C，然后點燃酒精燈加熱；
Ⅲ．待D中發生反應后，從試管底部向口部來回移動酒精燈，一段時間后熄滅酒精燈．繼續通入氣體，待試管冷卻后關閉彈簧夾；
Ⅳ．稱量具支試管D與剩余固體質量為m₃，裝置C的質量為m₄．
已知：裝置氣密性良好；白色無水硫酸銅固體能夠吸收水，且遇水變藍色；氧化銅中的雜質不參加反應；B、C中所裝藥品足量，能完全吸收相關物質．請回答下列問題：
（1）裝置A中發生反應的化學方程式為Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑．
（2）操作Ⅱ中“先通入氣體一段時間”既能保障實驗安全，還能起到減小誤差的作用．
（3）操作Ⅲ中“從試管底部向口部來回移動酒精燈”的目的是防止水蒸氣液化，減小誤差．
（4）根據實驗數據，寫出計算水中氫、氧元素的質量比的式子：[（m₄-m₂）-（m₁-m₃）]/（m₁-m₃）[或（m₄-m₂-m₁+m₃）/（m₁-m₃）]，如果去掉裝置B，則該比值增大（填“增大”、“不變”或“減小”）．

Answer 1

分析 （1）根據實驗室中制取氫氣的原理來書寫；
（2）可以將裝置內的空氣排凈；
（3）從試管底部向口部來回移動酒精燈是為了讓試管處于較高的溫度；
（4）裝置C增重的質量就是生成水的質量，試管減少的質量就是水中氧元素的質量，根據濃硫酸的吸水性來分析．

解答 解：（1）鋅和稀硫酸反應生成硫酸鋅和氫氣，故填：Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑；
（2）先通入氣體一段時間可將裝置內的空氣排凈，防止其中的水蒸氣對實驗結果的影響，故填：減小誤差；
（3）從試管底部向口部來回移動酒精燈是為了讓試管處于較高的溫度，防止水蒸氣液化，減小誤差；故填：防止水蒸氣液化，減小誤差；
（4）根據質量守恒定律可知，裝置D減少的質量就是水中氧元素的質量，即：（m₁-m₃）；裝置C增重的質量就是生成水的質量，即（m₄-m₂），則水中氫元素的質量為：[（m₄-m₂）-（m₁-m₃）]．裝置B中的濃硫酸吸收了氫氣中的水蒸氣，避免了裝置C增重偏大，而導致實驗結果偏大．
故填：[（m₄-m₂）-（m₁-m₃）]/（m₁-m₃）[或 （m₄-m₂-m₁+m₃）/（m₁-m₃）]；增大．

點評 本題以實驗探究的形式考查水的組成，同學們要具有綜合的化學知識才能做好此題．