Question

9．某興趣小組同學用以下甲、乙、丙三套裝置（夾持和加熱儀器已略去）來測定銅元素的相對原子質量，同時檢驗氧化性．

（1）為完成上述實驗，正確的連接順序為E連接A，C連接B（填字母）
（2）對硬質玻璃管里的氧化銅粉末加熱前，需要進行的操作是檢驗氫氣的純度，原因是氫氣不純加熱易引起爆炸
（3）乙裝置的a瓶中溶液可以是淀粉碘化鉀溶液，實驗過程中觀察到的對應現象為溶液變為藍色．
（4）丙裝置的c瓶中盛放的試劑為濃硫酸，作用是吸收氫氣中的水，防止硬質玻璃管炸裂．
（5）為測定Cu 的相對原子質量，設計了如下兩個實驗方案，精確測量硬質玻璃管的質量為ag，放入CuO后，精確測量硬質玻璃管和CuO的總質量為bg，實驗完畢后：
方案Ⅰ：通過精確測量硬質玻璃管和Cu粉的總質量（cg）來確定Cu的相對原子質量．
方案Ⅱ：通過精確測量生成水的質量（dg）來確定Cu的相對原子質量．
①方案Ⅰ所測結果更準確，不合理的方案的不足之處是空氣中的二氧化碳和水通過D口進入U形管造成實驗誤差較大；．
②若按方案Ⅰ測量的數據計算，Cu的相對原子質量為$\frac{16（c-a）}{b-c}$．

Answer 1

分析 （1）依據裝置圖分析可知，電解飽和食鹽水陽極B是氯離子失電子發生氧化反應生成氯氣，陰極A是氫離子得到電子發生還原反應，生成氫氣，電解產生的H₂還原CuO粉末來測定Cu的相對原子質量，同時檢驗氯氣的氧化性，裝置丙中的E接電解裝置中的A；裝置乙是驗證氯氣氧化性的裝置，D接電解池的B電極；
（2）加熱氧化銅之前要檢驗純度，否則加熱易引起爆炸；
（3）氯氣具有氧化性，能使濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍；
（4）電解飽和食鹽水產生的氫氣中含有水蒸氣，會影響銅的相對原子質量的測定，必須干燥；
（5）選用了方案Ⅰ數據進行計算是利用反應前后CuO中氧元素的減少量和實驗前準確稱取CuO的質量為wg中氧元素的質量相等，求得Cu的相對原子質量；
選方案Ⅱ的數據進行計算時，主要考慮U型管也可能吸收空氣中的CO₂這方面原因會導致測定Cu的相對原子質量有偏差．

解答 解：（1）裝置圖分析可知，電解飽和食鹽水陽極B是氯離子失電子發生氧化反應生成氯氣，陰極A是氫離子得到電子發生還原反應，生成氫氣，電解產生的H₂還原CuO粉末來測定Cu的相對原子質量，同時檢驗氯氣的氧化性，裝置丙中的E接電解裝置中的A；裝置乙是驗證氯氣氧化性的裝置，C接電解池的B電極，故答案為：A；B；
（2）加熱氧化銅之前要檢驗純度，否則加熱易引起爆炸，故答案為：檢驗氫氣的純度；氫氣不純加熱易引起爆炸；
（3）氯氣具有氧化性，能使濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍，可以用濕潤的淀粉碘化鉀試紙來檢驗，故答案為：淀粉碘化鉀溶液；溶液變為藍色；
（4）氫氣的干燥可以用濃硫酸，在實驗時，如果氫氣中有水，會將硬質玻璃管炸裂，故答案為：濃硫酸；吸收氫氣中的水，防止硬質玻璃管炸裂；
（5）①選方案Ⅱ的數據進行計算時，U型管也可能吸收空氣中的CO₂這方面原因會導致測定Cu的相對原子質量有誤差，所以方案Ⅰ更準確，故答案為：Ⅰ；空氣中的二氧化碳和水通過D口進入U形管造成實驗誤差較大；
②根據Ⅰ方案，設金屬銅的原子量為M，則
CuO～Cu
M+16 M
b-a c-a
$\frac{M+16}{b-a}$=$\frac{M}{c-a}$，解得M=$\frac{16（c-a）}{b-c}$，故答案為：$\frac{16（c-a）}{b-c}$．

點評 本題考查學生對實驗原理的理解、物質組成的測定等，難度中等，理解原理是關鍵，需要學生具有扎實的基礎知識與綜合運用知識分析解決問題的能力．