Question

3．某研究学习小组的同学利用氢气还原氧化铜的原理和如图装置及药品进行试验（操作规范），测定水中氢、氧元素的质量比．

（1）装置A中发生的化学方程式为Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
（2）实验时，先使A中反应一段时间，再加热氧化铜，目的是：排尽玻璃管中的空气，防止发生爆炸
（3）试验测得：①装置C的玻璃棒和其中固体的总质量在反应前为29.4g，反应后27.8g；②装置D的干燥管和其中物质的总质量在反应为32.2g，反应后为34.0g；用实验数据表示水中H、O元素的质量比为（要求写计算式，不要求结果）（34.0g-32.2g-29.4g+27.8g）：（29.4g-27.8g）
（4）装置B的作用体现了浓硫酸有吸水性，若没有装置B所测得的氢、氧元素的质量比偏高（不变、偏高、偏低）

Answer 1

分析 （1）锌能和稀硫酸发生置换反应生成硫酸锌和氢气；
（2）根据实验过程中的注意事项来分析；
（3）根据氧化铜和玻璃管的总质量的减少量是氧化铜中氧元素的质量，即水中氧元素的质量；装置D的总质量的增加量是生成的水的质量，再用水的质量减去氧元素的质量就是氢元素的质量；
（4）浓硫酸具有吸水性；如果没有用浓硫酸进行干燥，那么装置D增重的质量则不全部是生成水的质量．

解答 解：（1）锌和稀硫酸反应能生成硫酸锌和氢气，反应的化学方程式为：Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑．故填：Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑．
（2）氢气是可燃性气体，所以在完成氢气的性质实验时必须先验纯，为了使玻璃管中的空气被完全排出，防止发生危险，应该先通一段时间氢气，再加热氧化铜进行反应，故填：排尽玻璃管中的空气，防止发生爆炸；
（3）通过方程式可知氧化铜和玻璃管的总质量的减少量是氧化铜中氧元素的质量，又因为氧化铜中的氧元素都上了生成物水中去了，所以水中氧元素的质量为：29.4g-27.8g=1.6g；装置D的总质量的增加量是生成的水的质量，所以生成水的质量为：34.0g-32.2g=1.8g，所以水中氢元素的质量为：1.8g-1.6g=0.2g，所以氧、氢元素的质量比为1.6g：0.2g=8：1．故填：（34.0g-32.2g-29.4g+27.8g）：（29.4g-27.8g）；
（4）洗气瓶B中浓硫酸的作用是吸收水蒸气．若不进行干燥，那么装置D增重的质量就不全部是生成水的质量，计算出来的氢元素的质量偏大，则导致氢元素和氧元素的质量比偏高．故填：吸水；偏高．

点评 解答本题的关键是要知道氧化铜和玻璃管的总质量的减少量是氧化铜中氧元素的质量，装置D的总质量的增加量是生成的水的质量．