Question

某化学小组采用下图装置模拟电解饱和食盐水制备氢气，通过氢气还原氧化铜测定Cu的相对原子质量，同时检验氯气的氧化性（图中夹持和加热仪器已经略去）。

（1）写出装置甲中反应的离子方程式           。为完成上述实验，正确的连按方式为a连接     ，b连接        （填字母）。
（2）①装置乙烧杯中液体的作用是            。A瓶内盛装的溶液最好是   （填字母）。
a．I^-淀粉溶液             b．NaOH溶液
c．FeCl₂与KSCN混合溶液    d．Na₂SO₃溶液
②加热装置丙中的氧化铜粉末之前，除了要检查该装置的气密性还需进行的必要操作是    。
（3）利用装置丙测定Cu的相对原子质量，现有两种方案：①测得反应前后洗气瓶B及其中液体质量差m₁，②测得反应前后U形管及其中固体质量差m₂。你认为合理的方案为   （填“①”或“②”）。若采用测得反应后硬质玻璃管中剩余固体的质量m₃的方案，已知O的相对原子质量为16，实验中氧化铜样品质量为m，则测定Cu的相对原子质量的表达式为    ，该方案在反应后硬质玻璃管冷却过程中没有一直通氢气，会导致测定Cu韵相对原子质量    （填“偏大”、“偏小”或“无影响”），理由是            。

Answer 1

（16分）（1）2Cl^-＋2H₂O2OH^-＋H₂↑＋Cl₂↑（2分）  e  c（2分）
（2）①吸收多余的氯气，防止环境污染（2分）；c（2分）
②排净装置内的空气（或检验氢气的纯度）（2分）
（3）①（1分）；（2分）；偏大（1分）；反应生成的铜被空气的氧气氧化使m₃数据增大，导致测定结果偏大（2分）

试题分析：（1）电解饱和食盐水时，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上氢离子放电生成氢气，溶液中同时生成氢氧根离子，所以电解反应离子方程式为2Cl^-＋2H₂O2OH^-＋H₂↑＋Cl₂↑；要检验氯气的氧化性，则氯气连接具有还原性的物质且反应现象要明显，故选c；氢气还原还原性，利用氢气还原氧化铜来检验氢气。但由于电解得到的氢气中含有水蒸气，所以在实验前要除去水蒸气，故选e。
（2）①氯气有毒，不能直接排放到空气中。氯气可以用碱性物质来处理，所以装置乙烧杯中液体的作用是吸收多余的氯气，防止环境污染；氯气具有强氧化性，能氧化还原性的物质，要检验氯气，必须选用还原性的物质且反应现象明显，则：
a．氯气能氧化碘离子生成单质点，碘遇淀粉显蓝色。但氯气和水反应生成的次氯酸也能使溶液褪色，所以无法证明氯气的氧化性，故a不选；
b．氯气和氢氧化钠溶液反应生成氯化钠和次氯酸钠，反应现象不明显，故b不选；
c．氯气能把亚铁离子氧化成三价铁离子，铁离子和硫氰化钾溶液反应生成血红色溶液，反应现象明显，且能检验氯气的氧化性，故c正确；
d．氯气能氧化亚硫酸钠生成硫酸钠，但反应前后溶液颜色不变，反应现象不明显，d不选，答案选c。
②氢气是可燃性气体，与氧气混合，加热容易发生爆炸危险，所以加热氧化铜之前要通入氢气排净装置内的空气。
（3）①中质量的差量是氢气还原氧化铜得到的物质，与铜有关，所以能计算铜的相对原子质量。②中质量的差量是氢气中原来的水蒸气，与铜无关，所以不能计算铜的相对原子质量，因此答案选①。硬质玻璃管中的质量差就是氧的质量＝m－m₃，设铜的相对原子质量为x，则CuO——O
1mol    16g
  m－m₃
解得x＝
如果反应后硬质玻璃管冷却过程中没有一直通氢气，会导反应生成的铜被空气的氧气氧化使m₃数据增大，所以导致测定结果偏大。