Question

【題目】某校化學(xué)興趣小組利用電解水、氫氣燃燒、氫氣還原氧化銅三組實(shí)驗(yàn)裝置分別測定水的組成，其中圖二、圖三中反應(yīng)所需的氫氣來自實(shí)驗(yàn)室制氫氣裝置。(資料：實(shí)驗(yàn)室用鋅粒和20%的硫酸溶液反應(yīng)制取氫氣，反應(yīng)方程式為Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑)

　　　　　　

(1)按左上圖一實(shí)驗(yàn)，寫出電解水反應(yīng)方程式_______，b管中產(chǎn)生的氣體是 _______。

(2)按右上圖二實(shí)驗(yàn)，圖二U型管中氧化鈣的作用是_______________ , 在d處點(diǎn)燃?xì)錃�，證明水的組成的現(xiàn)象是_______________________________________。

(3)按下圖三實(shí)驗(yàn)，B裝置中反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________， C裝置中的現(xiàn)象是 ______________。若實(shí)驗(yàn)測得B裝置實(shí)驗(yàn)前后減少了3.2克，C增加了4.0克，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算出水中氫氧元素質(zhì)量比為1:4，大于實(shí)際結(jié)果1:8，可能的原因是_______________。若B中仍有黑色固體，則實(shí)驗(yàn)結(jié)果_____________( 偏大，偏小，無影響)，圖三實(shí)驗(yàn)裝置中D裝置的作用是__________________。

Answer 1

【答案】 2H2O 2H2↑+O2↑ 氧氣(O2) 吸收氫氣從溶液中帶出的水分(干燥氫氣等合理給分) d處產(chǎn)生淡藍(lán)色的火焰，燒杯底部有小液滴(只有d處現(xiàn)象不得分) H2 + CuOCu + H2 O 白色粉末變藍(lán) 氫氣從溶液中帶出的水分，使C裝置吸收的水分質(zhì)量偏大，造成計(jì)算出的氫元素質(zhì)量偏大(合理給分) 無影響 阻止空氣中的水分進(jìn)入C裝置影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果

【解析】本題考查了利用電解水、氫氣燃燒、氫氣還原氧化銅三組實(shí)驗(yàn)裝置分別測定水的組成，電解水、氫氣燃燒是利用質(zhì)量守恒定律得到水的組成，氫氣燃燒時(shí)，要用干燥的氫氣燃燒才能得到正確的結(jié)果，氫氣還原氧化銅，測定B中氧化銅和C中干燥劑反應(yīng)前后的質(zhì)量，B中氧化銅反應(yīng)前后的質(zhì)量減少，減少的質(zhì)量就是氧化銅中失去的氧元素的質(zhì)量，即生成的水中氧元素的質(zhì)量；C中干燥劑反應(yīng)前后質(zhì)量增重，增重的質(zhì)量即為生成的水的質(zhì)量。

(1)電解水時(shí)生成了氧氣和氫氣，反應(yīng)方程式是：2H2O 2H2↑+O2↑，b管中產(chǎn)生的氣體體積小于a管，b管中產(chǎn)生的氣體是氧氣(O2)；

(2)右上圖二實(shí)驗(yàn)要證明有水生成，實(shí)驗(yàn)室制得的氫氣中含有水，要除去水；氧化鈣能與水反應(yīng)，圖二U型管中氧化鈣的作用是吸收氫氣從溶液中帶出的水分(干燥氫氣等)，在d處點(diǎn)燃?xì)錃猓瑲錃馊紵龝r(shí)產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰，生成水，證明水的組成的現(xiàn)象是d處產(chǎn)生淡藍(lán)色的火焰，燒杯底部有小液滴。

(3)圖三實(shí)驗(yàn)，B裝置中氫氣與氧化銅在加熱時(shí)生成了銅和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為H2 + CuOCu + H2 O， 硫酸銅遇水變藍(lán)色，C裝置中的現(xiàn)象是白色粉末變藍(lán)。氫氣還原氧化銅生成銅和水，減少的固體的質(zhì)量就是氧化銅中含有的氧元素的質(zhì)量，氧元素的質(zhì)量為3.2g，C裝置吸收的是水，故水的質(zhì)量為4g，所以氫元素的質(zhì)量為4g-3.2g=0.8g，所以氫元素和氧元素的質(zhì)量比為：0.8g：3.2g=1：4，計(jì)算的結(jié)果氫元素的質(zhì)量偏大，可能時(shí)水的質(zhì)量測量偏大，可能是氫氣從溶液中帶出的水分，使C裝置吸收的水分質(zhì)量偏大，造成計(jì)算出的氫元素質(zhì)量偏大；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，無論B處是否仍有黑色固體，對實(shí)驗(yàn)測定的水中氫氧元素的質(zhì)量比無影響，這是因?yàn)橛?jì)算水中氫氧元素的質(zhì)量比時(shí)，利用的是B中減少的質(zhì)量和C中增加的質(zhì)量，與氧化銅是否完全反應(yīng)無關(guān)；圖三實(shí)驗(yàn)裝置中D裝置中的干燥劑能吸收水，能阻止空氣中的水分進(jìn)入C裝置影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。