氢气的制备和铜相对原子质量的测定

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氢气的制备和铜相对原子质量的测定

[实验目的]

通过制取纯净的氢气来学习和练习气体的发生、收集、净化和干燥的基本操作，并通过氢气的还原性来测定铜的相对原子质量。 [实验用品]

仪器：试管、启普发生器、吸气瓶、干燥管、分析天平、酒精灯、铁架台、铁夹、磁舟、台秤

固体药品：氧化铜、锌粒、无水氯化钙 液体药品：KMnO4(0.1mol·L-1)、Pb(Ac)2(饱和)、H2SO4(6mol·L-1) 材料：导气管、橡皮管 [基本操作]

1. 气体的发生，参见《气体的发生》，转配启普发生器。 2. 按图5-8装配测定铜相对原子量的实验装置。

3. 制备氢气 在启普发生器中用锌粒与稀酸反应制备氢气。 4. 氢气的安全操作——纯度检验

氢气是一种可燃性气体，但它与空气或氧气按一定比例混合时，点火就会发生爆炸。为了实验安全，必须首先检验氢气的纯度。检查方法是：用一支小试管收满氢气。用中指和食指夹住试管，大拇指盖住试管口。将管口移进火焰（注意：检验氢气的火焰距离发生器至少1m）。大拇指离开管口，若听到平稳的细微的“卟”声，则表明所收集的气体是纯净的氢气；若听到尖锐的爆鸣声，则表明气体不纯；还要做纯度检查。直到没有尖锐的爆鸣声出现为止（注意：每试验一次要换一支试管，防止用于验纯的试管中有火种，酿成爆炸的危险。）

1.Zn+稀酸2. Pb(Ac)2溶液3. KMnO4溶液

4.无水氯化钙5.导气管6.氧化铜 图5-8 测定铜相对原子量的装置

[思考题]

为什么要检查氢气的纯度，在检查氢气纯度时，为什么每试验一次要更换一支试管? [实验内容]

通过氢气的还原性测定铜的相对原子质量

CuO+H2=Cu+H2O

在分析天平上称量一个洁净而干燥的磁舟，在磁舟中放入已粗称过的一薄层CuO。将氧化铜平铺好后，再准确称量磁舟和氧化铜的质量，小心把磁舟放入一支硬质试管中，并将试管固定在铁架台上.在检验了氢气纯度以后，把导气管插入试管并置于磁舟上方（不要与氧化铜接触）。待测试管中的空气全部排出后，（试管中空气一定全部排出！为什么？）按试管中固体的加热方法加热试管，至黑色氧化铜全部转变为红色铜后，移开酒精灯，继续通氢气。待试管冷却到室温，抽出导气管，停止通气。用滤纸吸干硬质试管管口冷凝的水珠。小心拿出磁舟，再准确称量磁舟和铜的质量。


[思考题]

在做完氢气的还原性实验后，拿开酒精灯或煤气灯后，为何还要继续通氢气至冷凝管冷却？

数据记录与结果处理 磁舟质量

磁舟加氧化铜的总质量 磁舟加铜的总质量 铜的质量 氧的质量

铜的相对原子质量 误差 [实验习题]

1. 指出测定铜的相对原子质量实验装置图中每一部分的作用，并写出相应的化学方程式。

装置中试管口为什么要向下倾斜？

2. 下列情况对测定铜的相对原子质量实验结果有何影响？ （1） 试样中有水分或试管不干燥‘ （2） 氧化铜没有全部变成铜；

（3） 管口冷凝的水珠没有用滤纸吸干。

3．你能用实验证明KClO3里含有氯元素和氧元素吗？ [附注]

关于铜的相对原子质量的计算

1. 根据杜隆-普蒂规则：各种固态单质的摩尔热容（摩尔质量×质量热容）均等于25.9J·K-1·mol-1。以

某元素的质量热容除25.9 J·K-1·mol-1即得该元素的近似相对原子质量。铜的摩尔热容为0.40 J·K-1·mol-1，据此可求铜的近似摩尔质量。某物质的相对原子质量在数值上等于其摩尔质量。 2. 由反应的计量关系求铜的摩尔质量。

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