Question

某課外活動小組加熱炭粉（過量）和氧化銅的混合物，再用下圖所示裝置，對獲得的銅粉（含炭）樣品進行實驗．圖中鐵架臺等裝置已略去．請你幫助他們完成下列實驗報告．
（1）實驗目的：

測定銅粉樣品中銅的質(zhì)量分數(shù)

．
（2）實驗用品：
儀器：天平、分液漏斗、錐形瓶、硬質(zhì)玻璃管、干燥管、酒精燈、洗氣瓶等．
藥品：紅褐色（含炭）樣品、過氧化氫溶液、二氧化錳、堿石灰（固體氫氧化鈉和氧化鈣的混合物）、濃硫酸等．
（3）實驗內(nèi)容：

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	有關(guān)化學方程式
在C中加入樣品粉末W g，D中裝入藥品后并稱量為m1 g，連接好儀器．
打開A的上塞、活塞，慢慢滴加溶液．
對C進行加熱．當C中藥品充分反應(yīng)后，關(guān) 閉A的活塞，停止加熱．
冷卻后，稱量D的質(zhì)量為m2 g．

（4）計算：樣品中銅的質(zhì)量分數(shù)=

W-(m2-m1)× 12 44

W

×100%

（用含W、m₁、m₂的代數(shù)式表示）．
（5）問題和討論：實驗完成后，老師評議說：按上述實驗設(shè)計，即使C中反應(yīng)完全，D中吸收完全，也不會得出正確的結(jié)果．經(jīng)討論，有同學提出在B與C之間加入一個裝置．再次實驗后，得到了較正確的結(jié)果．那么，原來實驗所測得的銅的質(zhì)量分數(shù)偏小的原因可能是

水蒸氣通過C后被D中堿石灰吸收

．在B與C之間加入的裝置可以是

洗氣瓶

，其中盛放的藥品是

濃硫酸

．

Answer 1

分析：（1）運用實驗內(nèi)容、計算分析實驗目的解答
（3）打開A的上塞、活塞，慢慢滴加溶液，這一步運用氧氣氧化上一步生成的銅粉中的銅，B裝置是為了制取氧氣解答．
對C進行加熱，當C中藥品充分反應(yīng)后，關(guān)閉A的活塞，停止加熱，這時發(fā)生的反應(yīng)是銅和氧氣反應(yīng)，碳和氧氣反應(yīng)生成二氧化碳的實驗現(xiàn)象解答．
（4）運用C中生成的二氧化碳被D吸收了所以D實驗前后增加的質(zhì)量即是銅粉中的碳和氧氣反應(yīng)生成的二氧化碳，運用這個反應(yīng)求出銅粉中碳粉的質(zhì)量然后即可求出樣品中銅的質(zhì)量分數(shù)
（5）B中制得的氧氣中往往含有水蒸氣，水蒸氣被D吸收，這樣測得的D增重的質(zhì)量就不僅僅是碳和氧氣生成二氧化碳還有水蒸氣誤認為都是二氧化碳測出的碳的質(zhì)量會比實際大，測出的銅的質(zhì)量就會�。�然后根據(jù)濃硫酸具有吸水性可以干燥二氧化碳解答．

解答：解：（1）根據(jù)計算的樣品中銅的質(zhì)量分數(shù)所以實驗目的是：測定銅粉樣品中銅的質(zhì)量分數(shù)，故（1）答案：測定銅粉樣品中銅的質(zhì)量分數(shù)．
（3）B中裝的是二氧化錳、A中是雙氧水，所以打開A的上塞、活塞，慢慢滴加溶液，B裝置是制取氧氣的裝置發(fā)生雙氧水在二氧化錳催化作用下迅速產(chǎn)生氧氣，C中加熱發(fā)生以下兩個反應(yīng)：銅和氧氣生成氧化銅，碳和氧氣生成二氧化碳．
故（3）答案：

B、E中有氣泡產(chǎn)生（1分）	2H2O2  MnO2  .   2H2O+O2↑ （1分）
C中的紅褐色粉末變成黑色（1分）	2Cu+O2   △   .   2CuO  （1分）  C+O2   △   .   CO2  （1分）

（4）C中生成的二氧化碳被D吸收了所以D實驗前后增加的質(zhì)量即是銅粉中的碳和氧氣反應(yīng)生成的二氧化碳，
設(shè)樣品中碳的質(zhì)量為x
C+O₂

點燃  .

CO₂
12         44
 x        （m₂-m₁）

12

44

=

x

m2-m1

x=

12(m2-m1)

44

樣品中銅的質(zhì)量分數(shù)為：

W-(m2-m1)× 12 44

W

×100% （1分）
（5）B中制得的氧氣中往往含有水蒸氣，水蒸氣被D吸收，這樣測得的D增重的質(zhì)量就不僅僅是碳和氧氣生成二氧化碳還有水蒸氣誤認為都是二氧化碳測出的碳的質(zhì)量會比實際大，測出的銅的質(zhì)量就會�。疂饬蛩峋哂形�水性能干燥二氧化碳，故（5）答案：水蒸氣通過C后被D中堿石灰吸收（1分）  洗氣瓶（1分）  濃硫酸（1分）（或干燥管  堿石灰）

點評：本題從銅和氧氣反應(yīng)和碳和氧氣的反應(yīng)入手考查了實驗探究銅粉中銅的質(zhì)量分數(shù)，只要看清裝置D反應(yīng)前后增加的質(zhì)量是因為樣品中的碳和氧氣反應(yīng)生成的二氧化碳的原因即可較快解答這類題目．