Question

7．Ⅰ．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，同時檢驗氯氣的氧化性．

（1）為完成上述實驗，正確的連接順序為E 接A，B接C（填寫連接的字母）．
（2）對硬質玻璃管里的氧化銅粉末加熱前，需要的操作為檢驗氫氣的純度．
（3）若檢驗氯氣的氧化性，則乙裝置的a瓶中溶液及對應的現象是淀粉碘化鉀溶液，溶液變為藍色．
（4）為測定Cu的相對原子質量，設計了如下甲、乙兩個實驗方案精確測量硬質玻璃管的質量為a g，放入CuO后，精確測量硬質玻璃管和CuO的總質量為b g，實驗完畢后
甲方案：通過精確測量硬質玻璃管和Cu粉的總質量為c g，進而確定Cu的相對原子質量．
乙方案：通過精確測定生成水的質量d g，進而確定Cu的相對原子質量．
①請你分析并回答：你認為不合理的方案及其不足之處是乙方案不合理，因為空氣中的CO₂和H₂O通過D口進入U型管，造成實驗誤差較大．
②按測得結果更準確的方案進行計算，Cu的相對原子質量$\frac{16（c-a）}{c-c}$．
Ⅱ．一定溫度下，難溶電解質在飽和溶液中各離子濃度冪的乘積是一個常數，這個常數稱為該難溶電解質的溶度積，用符號Ksp表示．
即：AmBn（s）?mAⁿ⁺（aq）+nB^m-（aq）[Aⁿ⁺]^m•[B^m-]ⁿ=Ksp
已知：某溫度時，Ksp（AgCl）=[Ag⁺][Cl^-]=1.8×10^-10
Ksp（Ag₂CrO₄）=[Ag⁺]²[CrO₄^2-]=1.1×10^-12
則此溫度下，在0.010mo1•L-¹的AgNO₃溶液中，AgCl與Ag₂CrO₄分別能達到的最大物質的量濃度為1.8×10^-8mol/L；1.1×10^-8mol/L．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）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；
（2）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，需進行干燥，檢驗純度；
（3）氯氣具有氧化性，能使濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍；
（4）①乙方案中，裝置中U型管也可能吸收空氣中的CO₂和水，影響測定結果；
②設出銅的原子量，利用關系式CuO～Cu及甲方案中的數據進行計算Cu的相對原子質量；
Ⅱ．在0.010mo1•L^-1的AgNO₃溶液中c（Ag⁺）=0.010mo1•L^-1，根據K_sp（AgCl）、K_sp（Ag₂CrO₄）計算出溶液中c（Cl^-）、c（CrO₄^2-）的最大值，即AgCl與Ag₂CrO₄分別能達到的最大物質的量濃度．

解答 解：Ⅰ．（1）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；
（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；
（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）①在乙方案中，應用裝置中U型管也可能吸收空氣中的CO₂和水，會導致測定Cu的相對原子質量有誤差，所以乙方案不合理，
故答案為：乙方案不合理，因為空氣中的CO₂和H₂O通過D口進入U型管，造成實驗誤差較大；
②根據甲方案，設金屬銅的原子量為M，則
    CuO～Cu
M+16      M
b-a       c-a    
則：$\frac{M+16}{b-a}$=$\frac{M}{c-a}$，
解得：M=$\frac{16（c-a）}{c-c}$，
故答案為：$\frac{16（c-a）}{c-c}$．
Ⅱ．在0.010mo1•L^-1的AgNO₃溶液中c（Ag⁺）=0.010mo1•L^-1，形成AgCl飽和溶液時Cl^-濃度：c（Cl^-）=$\frac{{K}_{sp}（AgCl）}{c（A{g}^{+}）}$=$\frac{1.8×1{0}^{-10}}{0.01}$=1.8×10^-8mol/L，則c（AgCl）=1.8×10^-8mol/L，
形成Ag₂CrO₄飽和溶液時CrO₄^2-的濃度：c（CrO₄^2-）=$\frac{{K}_{sp}（A{g}_{2}Cr{O}_{4}）}{{c}^{2}（A{g}^{+}）}$mol/L=$\frac{1.1×1{0}^{-12}}{0.0{1}^{2}}$=1.1×10^-8mol/L，則c（Ag₂CrO₄）=1.1×10^-8mol/L，
故答案為：1.8×10^-8mol/L；1.1×10^-8mol/L．

點評 本題考查了難溶物溶度積的計算、化學實驗基本操作方法及其應用，題目難度中等，明確實驗目的及難溶物溶度積的含義為解答關鍵，試題知識點較多，充分考查了學生的分析、計算能力及化學實驗能力．