Question

17．某化學小組擬采用如下裝置（夾持和加熱儀器已略去）來電解飽和食鹽水，并用電解產生的H₂還原CuO粉末來測定Cu的相對原子質量，同時驗證氯氣的氧化性．
（1）寫出甲中反應的化學方程式2NaCl+2H₂O $\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑．

（2）為完成上述實驗，正確的連接順序為A接E，B接C（填接口字母）．
（3）乙裝置中X試劑可以是KI淀粉溶液，丙裝置中Y試劑的作用是吸收氫氣中的水．
將w g CuO置于硬質玻璃管中，按以下方案測得的數據計算Cu的相對原子質量．

	反應前質量/g	反應后質量/g
U型管+固體	a	b

（4）按此方案計算，得到Cu的相對原子質量是$\frac{18w-16b+16a}{b-a}$．
（5）下列情況將使測定結果偏大的是ac
a．CuO未完全還原為Cu           b．CuO受潮
c．CuO中混有Cu                 d．堿石灰吸收了空氣中的CO₂和H₂O
（6）如仍采用上述裝置，請再設計一個方案，測定Cu的相對原子質量：將w g CuO置于硬質玻璃管中，分別稱取反應前后硬質玻璃管和固體的質量．

Answer 1

分析 （1）電解氯化鈉溶液生成氫氧化鈉、氫氣以及氯氣，根據離子方程式的書寫方法來回答；
（2）在電解池的陰極上產生的是氫氣，陽極上產生的是氯氣，據實驗目的來連接裝置；
（3）檢驗氯氣的氧化性可以利用還原性的物質發生反應，且有明顯的現象，可以把氯氣通入淀粉碘化鉀溶液發生氧化還原反應，生成碘單質遇淀粉變藍；
（4）U型管+固體質量變化（b-a）為生成的水的質量，依據化學反應中質量變化計算銅的相對分子質量；
（5）結合計算式來分析判斷，選項中個情況對測定結果產生的影響；
（6）可以利用硬質玻璃管在氫氣還原氧化銅前后固體質量變化，結合化學方程式固體變化產生的差量計算．

解答 解：（1）電解飽和食鹽水生成氫氧化鈉、氯氣、氫氣，化學反應為2NaCl+2H₂O $\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，反應離子方程式為2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑，
故答案為：2NaCl+2H₂O $\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
（2）A是陰極，陰極上產生的是氫氣，B是陽極，陽極上產生的是氯氣，要用氫氣來還還原氧化銅，所以A連接E，干燥氫氣后用氫氣來還原氧化銅，所以B連接C，
故答案為：E；C；
（3）檢驗氯氣的氧化性可以利用還原性的物質發生反應，且有明顯的現象，可以把氯氣通入淀粉碘化鉀溶液發生氧化還原反應，生成碘單質遇淀粉變藍，乙裝置中X試劑可以是KI淀粉溶液，丙裝置中Y試劑的作用是吸收氫氣中的水蒸氣，
故答案為：KI淀粉溶液；吸收氫氣中的水；
（4）U型管+固體質量變化（b-a）為生成的水的質量，結合化學方程式計算，設銅的相對原子質量為M
H₂+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O
      M+16              18
      wg                 （b-a）g  
M=$\frac{18w-16b+16a}{b-a}$，
故答案為：$\frac{18w-16b+16a}{b-a}$；
（5）M=$\frac{18w-16b+16a}{b-a}$，
a．CuO未完全還原為Cu，計算式中b-a減小，則計算結果偏大，故a正確；
b．CuO受潮會導致b-a數值增大，計算結果偏小，故b錯誤；
c．CuO中混有Cu，w增大，計算式可知計算得到結果偏大，故c正確；
d．堿石灰吸收了空氣中的CO₂和H₂O，會導致b-a數值增大，計算結果偏小，故d錯誤；
故答案為：ac；
（6）如仍采用上述裝置，請再設計一個方案，測定Cu的相對原子質量，可以將w g CuO置于硬質玻璃管中，分別稱取反應前后硬質玻璃管和固體的質量，依據化學反應前后固體變化計算得到，
故答案為：將w g CuO置于硬質玻璃管中，分別稱取反應前后硬質玻璃管和固體的質量．

點評 本題考查了物質組成和性質的實驗驗證方法、實驗基本操作、相對原子質量的測定和化學方程式差量計算等，掌握基礎是解題關鍵，題目難度中等．