Question

某同学设计一个实验，证明氧化铜中含有氧元素，并测定氧化铜中氧元素的质量分数，实验装置如下图．
（1）实验前要先进行的操作是______
（2）实验中看到盛放澄清石灰水的烧杯中出现的现象是______原因是______
（3）实验中通入的气体是纯净干燥的N₂，说出不用空气的理由：
①______；②______；
实验中也不能用潮湿的氮气的原因是：______．
（4）如用4克氧化铜与碳充分反应，测得石灰水增重1.1克，则氧化铜中氧元素的质量分数为______．

Answer 1

解：（1）为避免管内空气对实验结果的影响，实验前应用性质稳定的氮气把管内空气全部排出；
故答案为：通入氮气，赶尽管内空气；
（2）在加热条件下，炭粉与氧化铜发生反应生成的二氧化碳排出而被澄清石灰水吸收，可观察到澄清石灰水变浑浊；
故答案为：变浑浊；炭粉和氧化铜反应产生二氧化碳；
（3）若实验过程中通入空气，空气中的氧气与灼热的炭粉反应生成二氧化碳、空气中的二氧化碳都能与烧杯中澄清石灰水发生反应，影响炭粉与氧化铜反应生成二氧化碳的检验与测定；
故答案为：空气中含有二氧化碳；木炭与空气中的氧气反应生成二氧化碳；
潮湿的氮气中的水分影响澄清石灰水质量的变化，而使数据不准确而造成测定结果的误差；
故答案为：氮气中的水分影响对生成二氧化碳质量的测定；
（4）测得石灰水增重1.1g，即充分反应后生成二氧化碳质量为1.1g；
生成的1.1g二氧化碳中O元素质量=1.1g××100%=0.8g
氧化铜中氧元素的质量分数=×100%=20%
故答案为：20%．
分析：（1）加热条件下木炭能与空气中氧气反应生成二氧化碳及空气中含有的二氧化碳都会影响实验对氧化铜中氧的检验与测定，实验前就排尽管内空气；
（2）加热时，炭粉与氧化铜反应可产生二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊；
（3）实验中如果通入空气，空气中的二氧化碳及空气中氧气与炭粉反应生成的二氧化碳都会直接影响对氧化铜中氧的检验与测定；而潮湿的氮气中的水分也会对测量生成二氧化碳的质量造成影响；
（4）澄清石灰水因吸收二氧化碳而增重，因此石灰水增重量即产生二氧化碳的质量；二氧化碳中氧元素全部来自氧化铜，即二氧化碳中氧元素的质量即氧化铜中氧元素的质量；利用测定的二氧化碳的质量计算出氧元素质量，氧元素质量与氧化铜的质量比即为氧化铜中氧元素的质量分数．
点评：在理解实验目的和操作方法的基础上，对实验过程、实验现象及实验操作注意事项进行判断；最后通过变化中元素不变，由测定的实验数据，进行氧化铜中氧元素质量分数的计算．