Question

某课外活动小组加热炭粉（过量）和氧化铜的混合物，再用下图所示装置，对获得的铜粉（含炭）样品进行实验．图中铁架台等装置已略去．请你帮助他们完成下列实验报告．
（1）实验目的：

测定铜粉样品中铜的质量分数

．
（2）实验用品：
仪器：天平、分液漏斗、锥形瓶、硬质玻璃管、干燥管、酒精灯、洗气瓶等．
药品：红褐色（含炭）样品、过氧化氢溶液、二氧化锰、碱石灰（固体氢氧化钠和氧化钙的混合物）、浓硫酸等．
（3）实验内容：

实验步骤	实验现象	有关化学方程式
在C中加入样品粉末W g，D中装入药品后并称量为m1 g，连接好仪器．
打开A的上塞、活塞，慢慢滴加溶液．
对C进行加热．当C中药品充分反应后，关 闭A的活塞，停止加热．
冷却后，称量D的质量为m2 g．

（4）计算：样品中铜的质量分数=

W-(m2-m1)× 12 44

W

×100%

（用含W、m₁、m₂的代数式表示）．
（5）问题和讨论：实验完成后，老师评议说：按上述实验设计，即使C中反应完全，D中吸收完全，也不会得出正确的结果．经讨论，有同学提出在B与C之间加入一个装置．再次实验后，得到了较正确的结果．那么，原来实验所测得的铜的质量分数偏小的原因可能是

水蒸气通过C后被D中碱石灰吸收

．在B与C之间加入的装置可以是

洗气瓶

，其中盛放的药品是

浓硫酸

．

Answer 1

分析：（1）运用实验内容、计算分析实验目的解答
（3）打开A的上塞、活塞，慢慢滴加溶液，这一步运用氧气氧化上一步生成的铜粉中的铜，B装置是为了制取氧气解答．
对C进行加热，当C中药品充分反应后，关闭A的活塞，停止加热，这时发生的反应是铜和氧气反应，碳和氧气反应生成二氧化碳的实验现象解答．
（4）运用C中生成的二氧化碳被D吸收了所以D实验前后增加的质量即是铜粉中的碳和氧气反应生成的二氧化碳，运用这个反应求出铜粉中碳粉的质量然后即可求出样品中铜的质量分数
（5）B中制得的氧气中往往含有水蒸气，水蒸气被D吸收，这样测得的D增重的质量就不仅仅是碳和氧气生成二氧化碳还有水蒸气误认为都是二氧化碳测出的碳的质量会比实际大，测出的铜的质量就会小．然后根据浓硫酸具有吸水性可以干燥二氧化碳解答．

解答：解：（1）根据计算的样品中铜的质量分数所以实验目的是：测定铜粉样品中铜的质量分数，故（1）答案：测定铜粉样品中铜的质量分数．
（3）B中装的是二氧化锰、A中是双氧水，所以打开A的上塞、活塞，慢慢滴加溶液，B装置是制取氧气的装置发生双氧水在二氧化锰催化作用下迅速产生氧气，C中加热发生以下两个反应：铜和氧气生成氧化铜，碳和氧气生成二氧化碳．
故（3）答案：

B、E中有气泡产生（1分）	2H2O2  MnO2  .   2H2O+O2↑ （1分）
C中的红褐色粉末变成黑色（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实验前后增加的质量即是铜粉中的碳和氧气反应生成的二氧化碳，
设样品中碳的质量为x
C+O₂

点燃  .

CO₂
12         44
 x        （m₂-m₁）

12

44

=

x

m2-m1

x=

12(m2-m1)

44

样品中铜的质量分数为：

W-(m2-m1)× 12 44

W

×100% （1分）
（5）B中制得的氧气中往往含有水蒸气，水蒸气被D吸收，这样测得的D增重的质量就不仅仅是碳和氧气生成二氧化碳还有水蒸气误认为都是二氧化碳测出的碳的质量会比实际大，测出的铜的质量就会小．浓硫酸具有吸水性能干燥二氧化碳，故（5）答案：水蒸气通过C后被D中碱石灰吸收（1分）  洗气瓶（1分）  浓硫酸（1分）（或干燥管  碱石灰）

点评：本题从铜和氧气反应和碳和氧气的反应入手考查了实验探究铜粉中铜的质量分数，只要看清装置D反应前后增加的质量是因为样品中的碳和氧气反应生成的二氧化碳的原因即可较快解答这类题目．