Question

为了测定某种性质像钠的金属的相对原子质量，设计的装置如右图，该装置（包括水）的总质量为ag，将质量为bg的（不足量）此金属放入水中，应立即塞紧瓶塞，完全反应后，再称量该装置的总质量为cg．则：
（1）列出计算该该金属相对原子质量的数学表达式

 

；
（2）装置中无水氯化钙的作用是

 

（3）如果不用无水氯化钙，求出的相对原子质量比实际相对原子质量偏大还是偏小？

 

，原因是

 

．

Answer 1

分析：（1）根据钠与水反应的产生氢气的质量关系，判断待测金属与水反应产生氢气的质量关系，并由此质量关系根据反应放出氢气质量推算金属的相对原子质量；产生氢气质量可根据质量守恒定律，根据反应前后质量差确定；
（2）气体从溶液中放出时，会带走溶液中的部分水；而氯化钙具有吸水性，可以把气体中所带的水分吸收；
（3）氯化钙叫收气体中的水分而使装置减少的质量为生成气体的质量，如果水分随气体一起放出，则会使装置减少的质量偏大而影响实验的结果．

解答：解：（1）金属与水发生反应放出氢气的质量=ag+bg-cg=（a+b-c）g
假设金属为R，其相对原子质量为r，根据金属钠与水反应放出氢气的关系，可推断该金属与水放出氢气关系如下：
2R～H₂
2r  2
bg  （a+b-c）g

2r

bg

=

2

(a+b-c)g

 
r=

b

a+b-c

故答案为：

b

a+b-c

；
（2）氯化钙具有吸水能力，是常用的干燥剂，在装置中吸收生成氢气中的水，而防止水分流失；
故答案为：干燥氢气，防止水分损失；
（3）本实验通过比较反应前后装置总质量的变化来判断产生氢气的质量，如果实验过程中，有水分流失，则会误判断为产生气体的质量，而造成测得产生气体质量偏大的结果；那么，相对原子质量

b

a+b-c

的计算结果产生气体质量（a+b-c）偏大而计算结果偏小；
故答案为：偏小；因为不用CaCl₂干燥氢气，氢气将带走部分水分，从而使c的数值偏大，使整个计算结果偏小．

点评：分析装置在反应前后质量的变化，根据质量守恒定律，装置减少的质量即为反应放出氢气的质量；根据金属与产生氢气的质量关系，利用产生氢气的质量进行相对原子质量的计算．