Question

某課外活動小組利用乙炔與酸性KMnO₄溶液反應測定乙炔的相對分子質量，下圖是測定裝置的示意圖：

（1）在裝置A中，將電石（CaC₂）和飽和食鹽水中的水反應制取乙炔（C₂H₂），B中的CuSO₄用于除去乙炔中混有的H₂S、PH₃、AsH₃等還原性氣體．
（2）請配平C₂H₂與酸性KMnO₄溶液反應的化學方程式（在橫線中填計量系數）：

 

C₂H₂+

 

KMnO₄+

 

H₂SO₄═

 

K₂SO₄+

 

MnSO₄+

 

CO₂↑+

 

H₂O
（3）實驗前D中含有x mol的KMnO₄，實驗時向D中通入一定量的乙炔直至酸性KMnO₄溶液恰好完全褪色，實驗完畢后裝置D及E的總質量共增重y g，請通過計算求出所測乙炔的相對分子質量（請用含字母x、y的代數式表示）：

 

（不寫計算過程）．
（4）若該小組的實驗原理及所有操作都正確，下列因素中，對所測乙炔相對分子質量的值不會產生影響的是：

 

．
A．將裝置A中產生的混合氣體直接通入D中的酸性KMnO₄溶液
B．將E裝置（盛有堿石灰的干燥管）換成盛有濃硫酸的洗氣瓶
C．通入過量純凈的乙炔氣體于酸性KMnO₄溶液時，有部分乙炔未被氧化而逸出
（5）另一活動小組的同學認為上述實驗裝置仍存在不足，請你用簡要的文字說明改進的措施

 

．

Answer 1

考點：相對分子質量的測定

專題：實驗探究和數據處理題

分析：（2）根據氧化還原中化合價升價總數相等、質量守恒進行配平；
（3）根據關系式：C₂H₂～2KMnO₄，由高錳酸鉀的物質的量求出乙炔的物質的量，再根據裝置D及E的總質量共增重yg，即乙炔質量為yg，可求出乙炔的相對分子質量；
（4）根據是否影響裝置D及E的總質量分析；
（5）根據E裝置能吸收空氣中的水和二氧化碳；

解答： 解：（2）C₂H₂中碳的化合價由-1升高高+4，化合價變化10，KMnO₄中錳的化合價由+7降低到+2，化合價變化5，兩者的最小公倍數為10，結合質量守恒可得：：C₂H₂+2KMnO₄+3H₂SO₄═K₂SO₄+2MnSO₄+2CO₂↑+4H₂O；
故答案為：1、2、3、1、2、2、4；
（3）根據關系式得n（C₂H₂）=

1

2

n（KMnO₄）=

1

2

xmol，乙炔的質量等于裝置D及E的總質量共增重的質量，故m（C₂H₂）=yg，所以M=

m

n

=

yg

1 2 x

=

2y

x

g/mol，即相對分子質量為

2y

x

；
故答案為：

2y

x

；
（4）A．將裝置A中產生的混合氣體直接通入D中的KMnO₄酸性溶液，會導致乙炔的質量偏大，不符合題意；
B．將E裝置（盛有堿石灰的干燥管）換成盛有濃硫酸的洗氣瓶，濃硫酸不能吸收二氧化碳，導致會導致乙炔的質量偏小，不符合題意；
C．通入過量純凈的乙炔氣體于KMnO₄酸性溶液時，有部分乙炔未被氧化而逸出，測定是根據高錳酸鉀的量來確定乙炔的量，乙炔過量無影響，符合題意；
故答案為：C；
（5）E裝置能吸收空氣中的水和二氧化碳，會使測定的E裝置質量偏大，所以在E裝置后面再接一個盛有堿石灰的干燥管；
故答案為：在E裝置后面再接一個盛有堿石灰的干燥管；

點評：本題考查了測定乙炔相對分子質量的方法，涉及乙炔的制備，氧化還原方程式配平，除雜，影響因素等，注意實驗原理的掌握，難度中等．