Question

17．某化学小组拟采用如下装置（夹持和加热仪器已略去）来电解饱和食盐水，并用电解产生的H₂还原CuO粉末来测定Cu的相对原子质量，同时验证氯气的氧化性．
（1）写出甲中反应的化学方程式2NaCl+2H₂O $\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑．

（2）为完成上述实验，正确的连接顺序为A接E，B接C（填接口字母）．
（3）乙装置中X试剂可以是KI淀粉溶液，丙装置中Y试剂的作用是吸收氢气中的水．
将w g CuO置于硬质玻璃管中，按以下方案测得的数据计算Cu的相对原子质量．

	反应前质量/g	反应后质量/g
U型管+固体	a	b

（4）按此方案计算，得到Cu的相对原子质量是$\frac{18w-16b+16a}{b-a}$．
（5）下列情况将使测定结果偏大的是ac
a．CuO未完全还原为Cu           b．CuO受潮
c．CuO中混有Cu                 d．碱石灰吸收了空气中的CO₂和H₂O
（6）如仍采用上述装置，请再设计一个方案，测定Cu的相对原子质量：将w g CuO置于硬质玻璃管中，分别称取反应前后硬质玻璃管和固体的质量．

Answer 1

分析 （1）电解氯化钠溶液生成氢氧化钠、氢气以及氯气，根据离子方程式的书写方法来回答；
（2）在电解池的阴极上产生的是氢气，阳极上产生的是氯气，据实验目的来连接装置；
（3）检验氯气的氧化性可以利用还原性的物质发生反应，且有明显的现象，可以把氯气通入淀粉碘化钾溶液发生氧化还原反应，生成碘单质遇淀粉变蓝；
（4）U型管+固体质量变化（b-a）为生成的水的质量，依据化学反应中质量变化计算铜的相对分子质量；
（5）结合计算式来分析判断，选项中个情况对测定结果产生的影响；
（6）可以利用硬质玻璃管在氢气还原氧化铜前后固体质量变化，结合化学方程式固体变化产生的差量计算．

解答 解：（1）电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氯气、氢气，化学反应为2NaCl+2H₂O $\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，反应离子方程式为2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑，
故答案为：2NaCl+2H₂O $\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
（2）A是阴极，阴极上产生的是氢气，B是阳极，阳极上产生的是氯气，要用氢气来还还原氧化铜，所以A连接E，干燥氢气后用氢气来还原氧化铜，所以B连接C，
故答案为：E；C；
（3）检验氯气的氧化性可以利用还原性的物质发生反应，且有明显的现象，可以把氯气通入淀粉碘化钾溶液发生氧化还原反应，生成碘单质遇淀粉变蓝，乙装置中X试剂可以是KI淀粉溶液，丙装置中Y试剂的作用是吸收氢气中的水蒸气，
故答案为：KI淀粉溶液；吸收氢气中的水；
（4）U型管+固体质量变化（b-a）为生成的水的质量，结合化学方程式计算，设铜的相对原子质量为M
H₂+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O
      M+16              18
      wg                 （b-a）g  
M=$\frac{18w-16b+16a}{b-a}$，
故答案为：$\frac{18w-16b+16a}{b-a}$；
（5）M=$\frac{18w-16b+16a}{b-a}$，
a．CuO未完全还原为Cu，计算式中b-a减小，则计算结果偏大，故a正确；
b．CuO受潮会导致b-a数值增大，计算结果偏小，故b错误；
c．CuO中混有Cu，w增大，计算式可知计算得到结果偏大，故c正确；
d．碱石灰吸收了空气中的CO₂和H₂O，会导致b-a数值增大，计算结果偏小，故d错误；
故答案为：ac；
（6）如仍采用上述装置，请再设计一个方案，测定Cu的相对原子质量，可以将w g CuO置于硬质玻璃管中，分别称取反应前后硬质玻璃管和固体的质量，依据化学反应前后固体变化计算得到，
故答案为：将w g CuO置于硬质玻璃管中，分别称取反应前后硬质玻璃管和固体的质量．

点评 本题考查了物质组成和性质的实验验证方法、实验基本操作、相对原子质量的测定和化学方程式差量计算等，掌握基础是解题关键，题目难度中等．