Question

用下列装置连接成一套测定水的组成的实验装置．

仪器名称	实验前	实验后
氧化铜和玻璃管	m1	m3
氯化钙和U形管	m2	m4

（1）所用实验装置的连接顺序

 

．
（2）装置C的作用是

 

若不用C装置，测定出来的氢元素与氧元素的质量比会

 

（偏高或偏低）
（3）测量数据用m₁、m₂、m₃、m₄表示如下：则在水中氢元素与氧元素的质量比是

 

．
（4）停止加热同时，就停止了通入氢气，并拆开装置，则测定结果氢元素与氧元素的质量比

 

．（偏高或偏低）

Answer 1

考点：实验探究物质的组成成分以及含量,气体的净化（除杂）,氢气的制取和检验,氢气的化学性质与燃烧实验

专题：科学探究

分析：（1）首先制取氢气，为了防止生成的氢气中带有水蒸气，再将氢气通过盛有碱石灰的干燥管，吸收其中的水蒸气，将干燥的氢气通过受热的氧化铜，使氧化铜跟氢气反应生成的水再被盛有固体氯化钙的U形管在较低温条件下吸收，由此连接仪器；
（2）生成的氢气如果不用C装置干燥，测出的水的质量即m4-m2的值偏高，这样测定出的氢元素与氧元素的质量比会偏高；
（3）根据表中数据解答；
（4）如果在停止加热的同时，就停通入氢气，并拆开实验装置，其后果是使热的铜重新跟空气中的氧气反应，又生成氧化铜，这样测出的m₃数值偏高，因而m1-m3的值偏低，使（m₄-m₂）-（m₁-m₃）的值偏高，导致

(m4-m2)-(m1-m3)

m1-m3

偏高，即此时会使水中的氢元素与氧元素的质量比偏高．

解答：解：
（1）本实验是测定水中氢元素与氧元素的质量比，利用氢气还原氧化铜，生成水和铜测出氧化铜中的氧和生成水的质量，便可计算出水中氢元素与氧元素的质量比．首先制取氢气，为了防止生成的氢气中带有水蒸气，再将氢气通过盛有碱石灰的干燥管，吸收其中的水蒸气，将干燥的氢气通过受热的氧化铜，使氧化铜跟氢气反应生成的水再被盛有固体氯化钙的U形管在较低温条件下吸收，所以实验仪器的连接顺序应为B、C、A、D．
（2）生成的氢气如果不用C装置干燥，测出的水的质量即m₄-m₂的值偏高，这样测定出的氢元素与氧元素的质量比会偏高，
（3）因在生成的水中，所含氧元素的质量来自氧化铜中的氧元素质量，即m1-m3，这样便可知水中氢元素的质量，即（m₄-m₂）-（m₁-m₃）所以水中氢元素与氧元素的质量比为：

(m4-m2)-(m1-m3)

m1-m3

．
（4）如果在停止加热的同时，就停通入氢气，并拆开实验装置，其后果是使热的铜重新跟空气中的氧气反应，又生成氧化铜，这样测出的m3数值偏高，因而m1-m3的值偏低，使（m₄-m₂）-（m₁-m₃）的值偏高，导致

(m4-m2)-(m1-m3)

m1-m3

偏高，即此时会使水中的氢元素与氧元素的质量比偏高．
答案：
（1）B、C、A、D；
（2）吸收氢气中的水蒸气；偏高；
（3）

(m4-m2)-(m1-m3)

m1-m3

；
（4）偏高．

点评：本题中水的组成元素质量比是由实验所得数据进行计算的，其中氧化铜与玻璃在反应前后的质量差为失去的氧元素的质量，而不是生成水的质量，因为反应前的称量并不包括氢的质量．