Question

為了測定某種堿金屬的相對原子質量，有人設計了如圖所示的實驗裝置。該裝置(包括足量的水)的總質量為。將質量為的某堿金屬單質放入水中，立即塞緊瓶塞，完全反應后再稱量此裝置的總質量為。

（1）列出計算該堿金屬相對原子質量的數學表達式；

（2）無水氯化鈣的作用是什么？如果不用，測定的堿金屬相對原子質量比實際值偏大還是偏小？說明理由。

Answer 1

堿金屬與足量水反應產生的質量為。設所求堿金屬的相對原子質量為，有，解得。

（2）無水氯化鈣吸收水蒸氣。若不用，則使測定值較實際值偏小。討論上述表達式，不難知道，若裝置內的水蒸氣外逸(反應放熱，更容易使產生的水蒸氣被帶走)，則值減少，值增大，分式的分母增大，分數值即減小。

解析:

本題測定未知堿金屬的相對原子質量，所依據的化學反應原理是：，只要通過實驗，取得一定質量(題設)的堿金屬和足量的水反應產生的的質量，即可根據化學方程式的計算求得堿金屬的相對原子質量。

（1）依題設實驗數據，堿金屬與足量水反應產生的質量為。設所求堿金屬的相對原子質量為，有，解得。

（2）無水氯化鈣吸收水蒸氣。若不用，則使測定值較實際值偏小。討論上述表達式，不難知道，若裝置內的水蒸氣外逸(反應放熱，更容易使產生的水蒸氣被帶走)，則值減少，值增大，分式的分母增大，分數值即減小。