Question

现拟用如图所示装置（尾气处理部分略）来制取一氧化碳，并用以测定某铜粉样品（混有CuO粉末）中金属铜的含量．
（1）制备一氧化碳的化学方程式是

 

；
（2）实验中，观察到反应管中发生的现象是

 

，
尾气的主要成分是

 

；
（3）反应完成后，正确的操作顺序为

 

（填字母）；
a．关闭漏斗开关      b．熄灭酒精灯1      c．熄灭酒精灯2
（4）若实验中称取铜粉样品5.0g，充分反应后，反应管中剩余固体的质量为4.8g，则原样品中单质铜的质量分数为

 

；
（5）从浓硫酸、浓硝酸、蒸馏水、双氧水中选用合适的试剂，设计一个测定样品中金属铜质量分数的方案：
①设计方案的主要步骤是（不必描述操作过程的细节）

 

；
②写出有关反应的化学方程式

 

．

Answer 1

考点：实验探究物质的组成成分以及含量,一氧化碳的化学性质,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式,根据化学反应方程式的计算

专题：科学探究

分析：（1）甲酸在浓硫酸、加热的条件下分解生成CO与H₂O；
（2）实验中，反应管中发生反应CuO+CO

△   .

Cu+CO₂，反应管中发生的现象是黑色粉末变红；尾气的主要成分是CO、CO₂；
（3）实验步骤：先通入CO一会儿后，加热待反应管内的药品完全后，停止加热，然后继续通入CO到玻璃管冷却为止；
（4）若试验中称取铜粉样品5.0g，充分反应后，反应管中剩余固体的质量为4.8g，剩余固体全部为铜，利用差量法计算出原样品中氧化铜的质量，进而计算铜的质量分数；
（5）①要测定铜的质量分数，可以把浓硫酸稀释，铜和稀硫酸不反应，氧化铜和稀硫酸反应，即可求出铜的质量分数．设计方案的主要步骤是将浓硫酸用蒸馏水稀释，将样品与稀硫酸充分反应后，过滤，干燥，称量剩余固体铜的质量即可．②反应的化学方程式为CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O．

解答：解：（1）甲酸在浓硫酸、加热的条件下分解生成CO与H₂O，反应方程式为HCOOH

浓H2SO4  .

△

CO↑+H₂O；
故答案为：HCOOH

浓H2SO4  .

△

CO↑+H₂O；
（2）实验中，反应管中发生反应CuO+CO

△   .

Cu+CO₂，反应管中发生的现象是黑色粉末变红；尾气的主要成分是CO、CO₂；
故答案为：样品由黑色变红色；CO、CO₂；
（3）反应完后，操作顺序先撤酒精灯2，此时左边装置仍在制取CO，然后再关闭分液漏斗的开关，不再加入反应试剂，最后撤酒精灯1停止反应，这样操作防止空气中O₂进入右边装置铜又被氧化为氧化铜了，正确的操作顺序为：熄灭酒精灯2，关闭漏斗开关，最后熄灭酒精1，即cab；
故答案为：cab；
（4）若试验中称取铜粉样品5.0g，充分反应后，反应管中剩余固体的质量为4.8g，剩余固体全部为铜，令样品中CuO的质量为m，则：
CuO+CO

△   .

Cu+CO₂，固体质量减少△m
80                 16
m                 5g-4.8g=0.2g

80

m

=

16

0.2g

故m=1g，
所以原样品中金属铜的质量分数为

5g-1g

5g

×100%=80%；
故答案为：80%；
（5）①要测定铜的质量分数，可以把浓硫酸稀释，铜和稀硫酸不反应，氧化铜和稀硫酸反应，即可求出铜的质量分数．设计方案的主要步骤是将浓硫酸用蒸馏水稀释，将样品与稀硫酸充分反应后，过滤，干燥，称量剩余固体铜的质量即可；
故答案为：将浓硫酸稀释；称取一定量的样品；样品与过量稀硫酸充分反应；过滤、洗涤；干燥、称重、计算；
②反应的化学方程式为CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O．
故答案为：CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O．

点评：本题考查学生对实验原理与实验操作的理解、实验方案设计、元素化合物性质、化学计算等，难度中等，清楚实验原理是解题的关键，需要学生具备扎实的基础知识与综合运用知识分析问题、解决问题的能力．