Question

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

　　　　　　

(1)按左上圖一實驗，寫出電解水反應方程式_______，b管中產生的氣體是 _______。

(2)按右上圖二實驗，圖二U型管中氧化鈣的作用是_______________ , 在d處點燃氫氣，證明水的組成的現象是_______________________________________。

(3)按下圖三實驗，B裝置中反應的化學方程式為______________________， C裝置中的現象是 ______________。若實驗測得B裝置實驗前后減少了3.2克，C增加了4.0克，根據實驗數據計算出水中氫氧元素質量比為1:4，大于實際結果1:8，可能的原因是_______________。若B中仍有黑色固體，則實驗結果_____________( 偏大，偏小，無影響)，圖三實驗裝置中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處產生淡藍色的火焰，燒杯底部有小液滴(只有d處現象不得分) H2 + CuOCu + H2 O 白色粉末變藍 氫氣從溶液中帶出的水分，使C裝置吸收的水分質量偏大，造成計算出的氫元素質量偏大(合理給分) 無影響 阻止空氣中的水分進入C裝置影響實驗結果

【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驗裝置分別測定水的組成，電解水、氫氣燃燒是利用質量守恒定律得到水的組成，氫氣燃燒時，要用干燥的氫氣燃燒才能得到正確的結果，氫氣還原氧化銅，測定B中氧化銅和C中干燥劑反應前后的質量，B中氧化銅反應前后的質量減少，減少的質量就是氧化銅中失去的氧元素的質量，即生成的水中氧元素的質量；C中干燥劑反應前后質量增重，增重的質量即為生成的水的質量。

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

(2)右上圖二實驗要證明有水生成，實驗室制得的氫氣中含有水，要除去水；氧化鈣能與水反應，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處點燃氫氣，氫氣燃燒時產生淡藍色火焰，生成水，證明水的組成的現象是d處產生淡藍色的火焰，燒杯底部有小液滴。

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