Question

【題目】某課外小組利用乙炔與酸性KMnO4溶液反應，測定乙炔的相對分子質量。下圖是測定裝置示意圖。該小組實驗如下：實驗前，D裝置中KMnO4的物質的量為xmol。實驗完畢，D及E裝置的總質量共增重yg，此時D中過量的KMnO4恰好能與含zmol FeSO4的溶液完全反應(注：反應中MnO4－被還原成Mn2＋，Fe2＋被氧化成Fe3＋)，通過計算即可測出乙炔的相對分子質量。

（1）實驗室制取乙炔時，分液漏斗中的液體a通常是_________________。

（2）CuSO4溶液的作用是_____________________。

（3）配平乙炔與酸性KMnO4溶液反應的化學方程式（請在方框中填計量系數）：

□C2H2＋□KMnO4＋□H2SO4—□K2SO4＋□MnSO4＋□CO2↑＋□H2O_______________

（4）若該小組實驗原理及所有操作均正確，則下列各因素對所測乙炔的相對分子質量沒有影響的是（填選項）____________。

A．裝置A中產生的氣體直接通入酸性KMnO4溶液

B．乙炔通過酸性KMnO4溶液的速率過快，少量乙炔未被氧化而逸出

C．將E裝置（盛有堿石灰的干燥管）換成盛有濃硫酸的洗氣瓶

（5）另一課外小組認為，該課外小組的實驗裝置及實驗操作存在不足，請用簡明文字說明，應采取何種措施或改進？答：___________________________________________________________________。

Answer 1

【答案】 飽和食鹽水 除去乙炔氣體中混有的H2S、AsH3等雜質 1；2；3；1；2；2；4 B a）在E裝置后面再接一個盛有堿石灰的干燥管；b）操作上的改進：向D中通入過量的乙炔，直至酸性KMnO4溶液完全褪色，再測量D及E裝置總質量的增加。

【解析】(1)由于電石與水反應生成乙炔很劇烈，為了得到平穩的乙炔氣流，常用飽和食鹽水代替水進行實驗，所以分液漏斗中的液體a通常是飽和食鹽水；

(2)由于電石中含有雜質CaS、Ca3As2等，也能與水反應生成有毒氣H2S、AsH3等，可用CuSO4溶液除去；

(3)C2H2中C元素由-1價升高到+4價，而KMnO4中的Mn元素由+7價降低到+2價，根據電子轉移守恒可配平方程式為C2H2＋2KMnO4＋3H2SO4—K2SO4＋2MnSO4＋2CO2↑＋4H2O；

(4)A、裝置A中產生的氣體直接通入酸性KMnO4溶液，則乙炔氣體中的雜質也被酸性KMnO4溶液氧化吸收，導致測量氣體質量增大，影響測定結果，故A錯誤；B、乙炔通過酸性KMnO4溶液的速率過快，少量乙炔未被氧化而逸出，不影響與酸性KMnO4溶液反應的乙炔質量的測定，故B正確；C、將E裝置（盛有堿石灰的干燥管）換成盛有濃硫酸的洗氣瓶，導致乙炔與酸性KMnO4溶液反應可能生成CO2不能被吸收，影響乙炔質量的測定，故C錯誤。因此正確答案為B；

(5) a）E裝置能夠吸收空氣中的水蒸氣和CO2氣體，導致測量氣體質量增大，所以可在E裝置后面再接一個盛有堿石灰的干燥管；b）操作上的改進：向D中通入過量的乙炔，直至酸性KMnO4溶液完全褪色，再測量D及E裝置總質量的增加。