Question

2．現(xiàn)有藥品和如圖裝置：mg鋅片、鐵片、稀硫酸、水，設(shè)計一個實驗，測定鋅的相對原子質(zhì)量（實驗是在通常狀況下進行的）．請完成下列實驗：

（1）寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑．
（2）所選用裝置的連接順序為（填接口字母）BDCE．
（3）取Wg純鐵片與稀硫酸反應(yīng)測得生成氣體V₁mL，該步驟的目的是測定該條件下氣體摩爾體積．
（4）實驗結(jié)束時，在讀取測量實驗中生成氫氣的體積時，你認為合理的是ABD．
A．待實驗裝置冷卻后再讀數(shù)
B．上下移動量筒④，使其中液面與廣口瓶中液面相平
C．上下移動量筒⑤，使其中液面與廣口瓶中液面相平
D．視線與凹液面的最低點水平讀取量筒中水的體積
（5）mg鋅片與稀硫酸反應(yīng)測得生成氣體V₂mL，則Zn的相對原子質(zhì)量的數(shù)學(xué)表達式為$\frac{56m{V}_{1}}{W{V}_{2}}$（用上述字母表示）．
（6）假設(shè)鋅片中含不與酸反應(yīng)的雜質(zhì)，實驗測得鋅的相對原子質(zhì)量可能比真實值（填“偏大”、“偏小”或“不變”，下同）偏大；實驗結(jié)束時，仰視量筒讀數(shù)，測得值偏大．

Answer 1

分析 （1）鋅和硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣；
（2）裝置的組裝順序：合金與水反應(yīng)，用排水量氣法測定氫氣的體積，其中盛水的試劑瓶導(dǎo)管一定要短進長出，增大壓強原理將水排出，量筒中水的體積就是生成氫氣的體積，量筒內(nèi)導(dǎo)管應(yīng)伸入量筒底部；
（3）取Wg純鐵片與稀硫酸反應(yīng)測得生成氣體V₁mL，該步驟的目的是測定該條件下氣體摩爾體積，據(jù)此進行分析；
（4）反應(yīng)放熱導(dǎo)致氫氣的溫度偏高，故應(yīng)冷卻后再進行讀取氫氣的體積，讀取實驗中生成氫氣的體積時上下移動量筒，使其中液面與廣口瓶中液面相平，視線與凹液面的最低點水平讀取氫氣的體積；
（5）Fe～H₂，則n（H₂）=n（Fe）=$\frac{Wg}{56g/mol}$=$\frac{W}{56}$mol，則Vm=$\frac{V}{n}$=$\frac{{V}_{1}}{\frac{W}{56}}$=$\frac{56{V}_{1}}{W}$mol/ml，并據(jù)M=$\frac{m}{n}$=$\frac{m}{\frac{V}{{V}_{m}}}$=$\frac{m{V}_{m}}{V}$求Zn的相對原子質(zhì)量；
（6）根據(jù)摩爾質(zhì)量M=$\frac{m}{n}$，通過分析各種操作失誤對所測量的氫氣體積的影響來分析．

解答 解：（1）鋅和硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣，故化學(xué)方程式為Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，
故答案為：Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；
（2）裝置的組裝順序：合金與水反應(yīng)，用排水量氣法測定氫氣的體積，其中盛水的試劑瓶導(dǎo)管一定要短進長出，利用增大壓強原理將水排出，量筒中水的體積就是生成氫氣的體積，量筒內(nèi)導(dǎo)管應(yīng)伸入量筒底部，故連接順序為BDCE，
故答案為：BDCE；
（3）取Wg純鐵片與稀硫酸反應(yīng)測得生成氣體V₁mL，該步驟的目的是測定該條件下氣體摩爾體積，
故答案為：測定該條件下氣體摩爾體積；
（4）反應(yīng)放熱導(dǎo)致氫氣的溫度偏高，故應(yīng)冷卻后再進行讀取氫氣的體積，讀取實驗中生成氫氣的體積時上下移動量筒，使其中液面與廣口瓶中液面相平，視線與凹液面的最低點水平讀取氫氣的體積，故選ABD，
故答案為：ABD；
（5）Fe～H₂，則n（H₂）=n（Fe）=$\frac{Wg}{56g/mol}$=$\frac{W}{56}$mol，則Vm=$\frac{V}{n}$=$\frac{{V}_{1}}{\frac{W}{56}}$=$\frac{56{V}_{1}}{W}$mol/ml，并據(jù)M=$\frac{m}{n}$=$\frac{m}{\frac{V}{{V}_{m}}}$=$\frac{m{V}_{m}}{V}$=$\frac{m×\frac{56{V}_{1}}{W}}{{V}_{2}}$=$\frac{56m{V}_{1}}{W{V}_{2}}$，
故答案為：$\frac{56m{V}_{1}}{W{V}_{2}}$；
（6）由于摩爾質(zhì)量M=$\frac{m}{n}$=$\frac{56m{V}_{1}}{W{V}_{2}}$g/mol，假如鋅片含不與酸反應(yīng)的雜質(zhì)，則測得生成的氫氣的體積V₂偏小，則M偏大；仰視量筒讀數(shù)，導(dǎo)致測得生成的氫氣的體積V₂偏小，則M偏大，
故答案為：偏大；偏大．

點評 本題考查了是鋅和硫酸的反應(yīng)方程式書寫，誤差分析，正確讀取生成氣體的方法，摩爾質(zhì)量的求算等，本題難度中等．