Question

某化学课外小组利用H₂还原R₂O₃粉末测定R元素的相对原子质量，图是测量装置的示意图（加热装置和夹持装置略去），A中的试剂是稀盐酸，B中加入的是锌粒．

请回答下列问题：
（1）连接好装置后的实验操作依次是

③⑤①④②

（填操作序号）
①检验氢气纯度  ②加热E  ③检验装置气密性  ④点燃G管逸出的气体  ⑤从A瓶逐滴滴加液体
（2）C中的试剂是

水

，其作用为

吸收氢气中的HCl气体

．
（3）从G管逸出的气体需要点燃除去的原因是

防止逸出的氢气遇明火发生爆炸

．
（4）在稀盐酸中加入稍许CuSO₄溶液，发现B中产生气体的速度明显加快，你认为原因是

锌和硫酸铜反应生成铜附着在锌粒表面，在盐酸溶液中形成许多小铜锌原电池，制取氢气的速率加快

．
（5）该化学课外小组从实验中测得了下列数据：
①空E管的质量a；②E管和R₂O₃的总质量b；③反应后E管和R粉的总质量c（冷却到温室称量）；④反应前F管及内盛物的总质量d；⑤反应后F管及内盛物的总质量e；
根据以上数据可以列出三个计算R的相对原子质量的不同计算式（除R外，其它涉及的元素的相对原子质量均为已知）：
计算式1：Ar（R）=

24(c-a)

b-c

；
计算式2：Ar（R）=

27(c-a)

e-d

；
计算式3：Ar（R）=

27(b-a)

e-d

-24

．

Answer 1

分析：（1）连接好装置后应首先检验装置的气密性，装置E需要加热，而氢气若与空气混合加热易爆炸，故应先从A瓶逐滴滴加液体制取氢气，用制取的氢气将装置中的空气排尽，检验H₂的纯度后，点燃G管溢出的气体，然后再加热E；
（2）制取的H₂中常混有杂质氯化氢和水蒸气，在H₂与WO₃反应前必须依次除去氯化氢，氯化氢极易溶于水，可以用水除去；
（3）根据氢气和空气混合后点燃发生爆炸来回答；
（4）依据锌和硫酸铜反应，铜析出在锌表面，在盐酸溶液中形成原电池反应，加快生成氢气的速率；
（5）根据H₂与R₂O₃反应的化学方程式，要求R的相对原子质量，可以用固体的质量变化，也可以利用生成的H₂O的质量求解．

解答：解：（1）连接好装置后应首先检验装置的气密性，装置E需要加热，而氢气若与空气混合加热易爆炸，故应先从A瓶逐滴滴加液体制取氢气，用制取的氢气将装置中的空气排尽，检验H₂的纯度后，点燃G管溢出的气体，然后再加热E，所以顺序为③⑤①④②，故答案为：③⑤①④②；
（2）在H₂与WO₃反应前必须依次除去氯化氢、水蒸气，氯化氢极易溶于水，可以用水除去，故答案为：水；吸收氢气中的HCl气体；
（3）实验结束后，会有氢气剩余，保证金属氧化物全部消耗，所以最后出来的是氢气，排放到空气中遇火会发生爆炸；
故答案为：防止逸出的氢气遇明火发生爆炸；
（4）锌和硫酸铜反应，铜析出在锌表面，在盐酸溶液中形成原电池反应，加快生成氢气的速率；
故答案为：锌和硫酸铜反应生成铜附着在锌粒表面，在盐酸溶液中形成许多小铜锌原电池，制取氢气的速率加快；
（5）根据H₂与R₂O₃反应的化学方程式，要求W的相对原子质量，可以用固体的质量变化，也可以利用生成的H₂O的质量求解．
        R₂O₃+3H₂

△   .

2R+3H₂O      
 2Ar（R）+48        2Ar（R） 54
     b-a           c-a     e-d
因此

2Ar(R)+48

b-a

=

2Ar(R)

c-a

①；

2Ar(R)

c-a

=

54

e-d

  ②；

2Ar(R)+48

b-a

=

54

e-d

③；
分别求解，由①可求得Ar（R）=

24(c-a)

b-c

；
由②可求得Ar（R）=

27(c-a)

e-d

；
由③求的Ar（R）=
故答案为：

24(c-a)

b-c

；

27(c-a)

e-d

；

27(b-a)

e-d

-24；

点评：本题主要考查了R元素的相对原子质量的测定，同时还考查了基本实验操作，综合性较强，难度较大．