Question

5．某同学为了测定水中氢、氧两元素的质量比，设计了以下实验，实验装置如图．
现提供的化学试剂有：铜粉、氧化铜、无水氯化钙、硫酸铜晶体、稀硫酸、稀硝酸、浓硫酸、浓盐酸、锌粒．
（1）装置D中发生的反应的化学方程式是H₂+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O；
（2）装置C中进气管出口为多孔球泡，多孔球泡除导气外，其主要作用是增大气体与溶液的接触面积，使气体充分被干燥；
（3）反应完成后，冷却时，发现玻璃管D中有水珠残留，此时该采用的正确操作是先通氢气再加热，使水蒸气汽化全部进入E装置；
（4）开始反应前，先称量装置D和装置E的质量，分别依次为W₁和W₂，反应完成之后，冷却、再称量，质量分别依次为W₃和W₄．根据以上数据，计算水中氢原子与氧原子的个数比的算式为（用含W₁、W₂、W₃和W₄的式子表示）：$\frac{{W}_{1}-{W}_{3}}{16}：\frac{{W}_{4}+{W}_{3}-{W}_{2}-{W}_{1}}{1}$；
（5）如要求实验更精确，可在装置E后再接一个盛有碱石灰的U形管，此U形管的作用是防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入E管，减小实验误差；
（6）若实验测得m（H）：m（O）＞1：8，关于导致这一结果的原因的分析中，一定错误的是C．
A．装置C中硫酸的浓度不大，作用不太好
B．装置E后缺少干燥装置
C．称量装置D和装置E的质量时，称量值均偏大
D．CuO没有全部被还原．

Answer 1

分析 （1）根据化学方程式书写方法写出方程式即可；（2）多孔球泡增大了气体与溶液的接触面积考虑本题；（3）先通氢气再加热，使水蒸气汽化即可；（4）根据D装置质量的减少量就是氧化铜中氧元素的质量，即水中氧元素质量；E装置质量的增加量就是生成的水的质量，用水的质量减去氧元素的质量就是氢元素质量，再计算原子个数比即可；（5）根据碱石灰能吸收水分和二氧化碳考虑；（6）实验测得m（H）：m（O）＞1：8，说明E装置质量增加的多分析．

解答 解：（1）反应物是氢气和氧化铜，生成物是铜和水，反应条件是加热，所以方程式是：H₂+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O；
（2）装置C中进气管出口为多孔球泡，多孔球泡除导气外，其主要作用是增大气体与溶液的接触面积，使气体充分被干燥；
（3）先通氢气再加热，使水蒸气汽化全部进入E装置；
（4）D装置质量的减少量就是氧化铜中氧元素的质量，即水中氧元素质量：W₁-W₃；E装置质量的增加量就是生成的水的质量：W₄-W₂，用水的质量减去氧元素的质量就是氢元素质量：W₄-W₂-（W₁-W₃）=W₄+W₃-W₂-W₁，元素的质量除以该元素的相对原子质量就是该元素的原子个数；水中氢原子与氧原子的个数比的算式为：$\frac{{W}_{1}-{W}_{3}}{16}：\frac{{W}_{4}+{W}_{3}-{W}_{2}-{W}_{1}}{1}$；
（5）碱石灰能吸收水分和二氧化碳，所以在装置E后再接一个盛有碱石灰的U形管，此U形管的作用是防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入E管，减小实验误差；
（6）A．装置C中硫酸的浓度不大，作用不太好，所以氢气中的水蒸气没有被吸收完全，所以E装置质量增加的多，故A能导致m（H）：m（O）＞1：8；
B．装置E后缺少干燥装置，空气中的水蒸气会进入E装置，故B能导致m（H）：m（O）＞1：8；
C．称量装置D和装置E的质量时，称量值均偏大，差值可能不变，故C不能导致m（H）：m（O）＞1：8；
D．CuO没有全部被还原，导致D装置质量减少的少了，即氧元素质量少了，故D能导致m（H）：m（O）＞1：8．
故选C．
故答案为：（1）H₂+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O；（2）增大气体与溶液的接触面积，使气体充分被干燥；（3）先通氢气再加热，使水蒸气汽化全部进入E装置；（4）$\frac{{W}_{1}-{W}_{3}}{16}：\frac{{W}_{4}+{W}_{3}-{W}_{2}-{W}_{1}}{1}$；（5）防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入E管，减小实验误差；（6）C．

点评 本题考查学生的分析能力、实验能力和计算能力，注意把握实验原理、实验技能以及物质性质的分析，题目难度中等．