Question

11．現有如下藥品和裝置：w克鋅片（w＜1g）、稀H₂SO₄、水，設計一個實驗，測Zn的相對原子質量（假定實驗是在標準狀況下進行的）．
（1）寫出該反應的化學方程Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；
（2）所用裝置的連接順序為（填接口字母）DECBF；
（3）實驗時用稀硫酸而不用稀硝酸，其理由是如果用稀硝酸，則會生成NO，會與裝置中的氧氣發生反應：2NO+O₂=2NO₂，導致氣體體積減小；
（4）若量筒中收集到的水為v mL，反應時加入的稀硫酸為10 mL．實驗結束后導管內的水按1mL計算，則反應產生的氫氣為v-9mL．Zn的相對原子質量的數學表達式為$\frac{22400w}{V-9}$；
（5）假如鋅片含不與酸反應的雜質，實驗測得的鋅的相對原子質量可能比真實值（填“偏大”、“偏小”、“不影響”，下同）偏大，；若氣密性不好，測得值偏大，Zn與稀H₂SO₄的反應是放熱的，若立即讀數，會使測定的結果偏小．

Answer 1

分析 通過所提供的藥品和儀器可知，實驗原理為：將稀硫酸通過分液漏斗（未畫出）加入到平底燒瓶中，產生的氫氣從E通入C，通過B將集氣瓶中的水排入量筒中，通過測量排出的水的量來得知產生氫氣的量，據此分析．
（1）發生的反應即鋅和稀硫酸的反應；
（2）根據實驗原理來分析儀器的連接順序；
（3）如果用稀硝酸，則會生成NO，會與裝置中的氧氣發生反應，導致氣體體積減小；
（4）根據提供的數據可知產生的氫氣的量；根據相對原子質量在數值上等于摩爾質量，而摩爾質量M=$\frac{m}{n}$來計算；
（5）根據摩爾質量M=$\frac{m}{n}$，通過分析各種操作失誤對所測量的氫氣體積的影響來分析．

解答 解：通過所提供的藥品和儀器可知，實驗原理為：將稀硫酸通過分液漏斗（未畫出）加入到平底燒瓶中，產生的氫氣從E通入C，通過B將集氣瓶中的水排入量筒中，通過測量排出的水的量來得知產生氫氣的量，據此分析．
（1）發生的反應即鋅和稀硫酸的反應，反應方程式為：Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，故答案為：Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；
（2）將稀硫酸通過分液漏斗D（未畫出）加入到平底燒瓶中，產生的氫氣從E通入C，通過B將集氣瓶中的水排入量筒中，通過測量排出的水的量來得知產生氫氣的量，故裝置的連接順序為：DECBF，故答案為：DECBF；
（3）如果用稀硝酸，則會生成NO，會與裝置中的氧氣發生反應：2NO+O₂=2NO₂，導致氣體體積減小，從而導致所測體積偏小而不準，故答案為：如果用稀硝酸，則會生成NO，會與裝置中的氧氣發生反應：2NO+O₂=2NO₂，導致氣體體積減小；
（4）根據提供的數據可知產生的氫氣的量為（V-10+1）mL=（V-9）mL；即生成的氫氣的物質的量n=$\frac{（V-9）×1{0}^{-3}L}{22.4L/mol}$=$\frac{（V-9）×1{0}^{-3}}{22.4}mol$，而根據反應可知，1mol鋅～1mol氫氣，故反應掉的鋅的物質的量n=$\frac{（V-9）×1{0}^{-3}}{22.4}mol$，由于相對原子質量在數值上等于摩爾質量，而鋅的摩爾質量M=$\frac{m}{n}$=$\frac{wg}{\frac{（V-9）×1{0}^{-3}}{22.4}mol}$=$\frac{22400w}{V-9}$g/mol，故鋅的相對原子質量為$\frac{22400w}{V-9}$，故答案為：V-9，$\frac{22400w}{V-9}$；
（5）由于摩爾質量M=$\frac{m}{n}$=$\frac{22400w}{V-9}$g/mol，假如鋅片含不與酸反應的雜質，則測得生成的氫氣的體積（v-9）偏小，則M偏大；若氣密性不好，則測得生成的氫氣的體積（v-9）偏小，則M偏大；由于反應是放熱的，若立即讀數，會使測定的結果生成的氫氣的體積（v-9）偏大，則M偏小，故答案為：偏大，偏大，偏小．

點評 本題考查了排氣量氣裝置，要注意的是鋅和硫酸的反應，注意根據公式來分析誤差，綜合性較強．