Question

为了测定某种碱金属的相对原子质量，有人设计了如图所示的实验装置。该装置(包括足量的水)的总质量为。将质量为的某碱金属单质放入水中，立即塞紧瓶塞，完全反应后再称量此装置的总质量为。

（1）列出计算该碱金属相对原子质量的数学表达式；

（2）无水氯化钙的作用是什么？如果不用，测定的碱金属相对原子质量比实际值偏大还是偏小？说明理由。

Answer 1

碱金属与足量水反应产生的质量为。设所求碱金属的相对原子质量为，有，解得。

（2）无水氯化钙吸收水蒸气。若不用，则使测定值较实际值偏小。讨论上述表达式，不难知道，若装置内的水蒸气外逸(反应放热，更容易使产生的水蒸气被带走)，则值减少，值增大，分式的分母增大，分数值即减小。

解析:

本题测定未知碱金属的相对原子质量，所依据的化学反应原理是：，只要通过实验，取得一定质量(题设)的碱金属和足量的水反应产生的的质量，即可根据化学方程式的计算求得碱金属的相对原子质量。

（1）依题设实验数据，碱金属与足量水反应产生的质量为。设所求碱金属的相对原子质量为，有，解得。

（2）无水氯化钙吸收水蒸气。若不用，则使测定值较实际值偏小。讨论上述表达式，不难知道，若装置内的水蒸气外逸(反应放热，更容易使产生的水蒸气被带走)，则值减少，值增大，分式的分母增大，分数值即减小。