Question

某化学兴趣小组拟采用下图所示装置电解饱和氯化钠溶液制备H₂，通过H₂还原氧化铜测定Cu的相对原子质量Ar（Cu），同时检验Cl₂的氧化性（图中夹持和加热仪器已略去）。

（1）直流电源中的X极为       极（填“正”、“负”、“阴”或“阳”）；写出甲装置U形管中反应的离子方程式：              ；实验开始后，用铁棒作电极的一侧的实验现象是    。

（2）为完成上述实验，正确的链接顺序为：a连      ，b连    （填写连接的字母）。

（3）装置乙中的G瓶内溶液可能为      （填字母）。

A．淀粉KI溶液        B．NaOH溶液 C．Na₂S溶液    D．Na₂SO₃溶液

H瓶内的反应的离子方程式为：                。

（4）在对硬质玻璃试管里的氧化铜粉末加热前需要进行的操作为：                 。

（5）装置丙中N瓶内盛放的试剂为      ，作用是               。

（6）为了测定Cu的相对原子质量，某同学通过实验测得如一下数据：

I．氧化铜样品质量为m₁g

Ⅱ．反应后硬质玻璃管中剩余固体质量为m₂g

Ⅲ．反应前后U形管及其固体质量差为m₃g

Ⅳ．反应前后瓶及其液体质量差为m₄g

①请选择理论上误差最小的一组数据计算Ar（Cu），Ar（Cu）=              。

②如果选用其它数据进行计算，会导致Ar（Cu）     （填“偏大”、“偏小”或“无影响”），理由是                                                            。

Answer

(1)负极；2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑; 有气泡逸出，溶液由无色变成红色，且向周围扩散。

(2)f; c

(3)A、C；Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O

(4)检验H2的纯度防止爆炸

(5)浓硫酸；干燥H2，防止硬质试管炸裂

(6)①16m2/(m1-m2);②偏小；空气中的水通过e导管进入U型管造成m3增大，最终导致Ar（Cu）偏小。

【解析】（1）根据电解原理，与阴极相连的是外接电源的负极，故X极应为负极。甲中电解饱和食盐水，化学方程式为

2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2↑+H2↑改写为离子方程式即可。铁棒做阴极，电极反应是2H2O+2e-=2OH-+H2↑,放出H2，原溶液含有酚酞，变成红色。

“通过H2还原氧化铜测定Cu的相对原子质量Ar(Cu)”故a接f；“同时检验Cl2的氧化性”，故b接c。

A、C、D中的I-、S2-、SO32-都有还原性，但是Cl2与SO32-反应没有现象，故选A、C。

      Cl2＋2NaOH=NaCl     ＋NaClO＋H2O。

（4）检验H2的纯度防止爆炸。

（5）浓硫酸；干燥H2，防止硬质试管炸裂。

（6）①CuO＋H2=Cu＋H2O △m=80-64=16,现在质量差为m1-m2,而“反应后硬质玻璃管中剩余固体质量为m2g”，即Cu的质量为m2g。根据化学方程式就可求出Ar（Cu）。②偏小；空气中的水通过e导管进入U型管造成m3增大，最终导致Ar（Cu）偏小。