Question

16．有一包粉末由碳、铁、铜组成，为测定其中铜的质量分数，小明同学进行如下实验探究：
I、称取mg粉末，放入烧杯中加过量的稀盐酸，充分反应后过滤，将滤渣洗涤、干燥、称量，滤渣质量为m₁g．
Ⅱ、将所得的滤渣按如图进行实验：

①先检查装置气密性；
②向A、B、D中装入药品，称量B中滤渣及玻璃管共为m₂g，然后连接A、B、C，打开a通入一段时间N₂，然后关闭a，连接C、D，点熄B处酒精灯至完全反应，关闭b．
Ⅲ、熄灭B处酒精灯，打开a，缓慢通入一段时间N₂，冷却至室温后，称量B中固体及玻璃管的质量为m₃g．
试回答：
（1）步骤I中证明稀盐酸已过量的方法是：无气泡产生．
（2）装置C的作用防止D中的液体被倒吸．
（3）若按测量数据，Cu的质量分数为$\frac{4（{m}_{3}-{m}_{2}+{m}_{1}）}{5m}×100%$．
（4）小丽认为称量D的增重量，也可求出铜的质量分数，则D中盛装的试剂为氢氧化钠溶液，小明却认为这样测量会带来很大的误差，原因可能是①二氧化碳可能没有完全被吸收，②D装置吸收了空气中的二氧化碳．

Answer 1

分析 根据铁能与盐酸反应产生氯化亚铁和氢气解答；过氧化氢在二氧化锰的催化作用下反应生成氧气，氧气能与滤渣中的碳反应生成二氧化碳，铜能与氧气反应生成氧化铜；二氧化碳能被D中的物质吸收；C装置能防止D中的液体被倒吸；根据数据进行计算即可．

解答 解：（1）铁能与盐酸反应产生氯化亚铁和氢气，若是盐酸过量，则不会有气泡产生，故填：无气泡产生；
（2）装置C能防止D中的液体被倒吸，故填：防止D中的液体被倒吸；
（3）玻璃管的质量为：m₂g-m₁g=（m₂-m₁）g；
故反应后氧化铜的质量为：m₃g-（m₂-m₁）g=（m₃-m₂+m₁）g
设样品中铜的质量为x
2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO
128       160
x      （m₃-m₂+m₁）g
$\frac{128}{x}=\frac{160}{（{m}_{3}-{m}_{2}+{m}_{1}）g}$
x=$\frac{4}{5}（{m}_{3}-{m}_{2}+{m}_{1}）g$
故铜的质量分数为：$\frac{\frac{4}{5}（{m}_{3}-{m}_{2}+{m}_{1}）g}{mg}×100%$=$\frac{4（{m}_{3}-{m}_{2}+{m}_{1}）}{5m}×100%$，故填：$\frac{4（{m}_{3}-{m}_{2}+{m}_{1}）}{5m}×100%$；
（4）D吸收的是二氧化碳，故应该盛有氢氧化钠溶液，这样测量会带来很大的误差，因为二氧化碳可能没有完全被吸收，而且D装置与空气直接相连，可能吸收了空气中的二氧化碳，故填：二氧化碳可能没有完全被吸收；D装置吸收了空气中的二氧化碳．

点评 本题从定量的角度测定了混合物中某成分的含量，完成此题，可以依据已有的物质的性质结合数据进行．