Question

【题目】某含铜样品的主要成分为aCuCO3·bCu(OH)2(a、b均为最简正整数)，为测定其化学组成和Cu元素的质量分数，甲、乙两个实验小组经查阅资料，设计了两种不同的实验方案(假定杂质对实验无干扰)。

Ⅰ．甲组同学利用以下方法测定：

①在一定质量的样品中加入过量的稀硫酸，过滤，测量产生气体的体积(忽略水蒸气的体积)；

②在滤液中加过量的NaOH稀溶液，过滤；

③灼烧②中所得滤渣，直至残留固体恒重。

(1)为了除去滤渣中的可溶性杂质，需要对滤渣进行的操作是_______。滤渣应在_________________________(填仪器名称)中进行灼烧。

(2)利用如图装置测量气体体积时，读数时应注意：①恢复至室温；②________；③平视且视线与凹液面最低处相切。若操作无误，但气体体积测量结果仍然明显偏低，合理的改进措施是__________。

(3)甲组同学在处理实验数据时，将常温常压下测得的气体体积V L换算成V/22.4 mol进行计算，则计算所得的a将_______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。

Ⅱ．乙组同学利用如图装置进行测定(夹持及加热装置略去)：

(4)装置B中的药品是_______，装置D的作用是__________________________。

(5)若样品的质量为20 g，充分反应后测得装置B中固体质量增加了0.9 g，装置C中固体质量增加了4.4 g，则样品中主要成分的化学式为__________，样品中铜元素的质量分数为______________________。

Answer 1

【答案】洗涤 坩埚 调节量气管和水准管的液面相平 将量气装置中的水换为饱和碳酸氢钠溶液 偏大 无水氯化钙 防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置C，影响测定结果 2CuCO3·Cu(OH)2 48%

【解析】

甲组同学的方法：加入过量稀硫酸使碳酸铜和氢氧化铜均溶解，溶解时放出二氧化碳，通过测量气体体积可得碳酸铜的量；在滤液中加入过量的氢氧化钠溶液，首先中和掉上一步过量的酸，然后使Cu2+沉淀，通过称量灼烧后的沉淀的量可以得到Cu2+的量。

乙组同学的方法：将样品反应得到的水和二氧化碳分步吸收，通过仪器质量的变化得到各组分的量。

(1)滤渣上还附着大量的硫酸钠，需要通过洗涤操作洗掉；进行固体灼烧操作应该使用的仪器是坩埚。

(2) 利用如图装置测量气体体积，读数时应注意：①恢复至室温；②调节量气管和水准管的液面相平，使压力相等；③平视且视线与液体的凹液面最低处相切，这样才能得到准确的读数，若操作无误，但气体体积测量结果仍然明显偏低，可能是由于水对二氧化碳的溶解吸收作用，可改为吸收CO2能力更小的饱和碳酸氢钠溶液。

(3)常温常压下测得的气体体积比标准状况下测得的大，可以计算得到的气体的物质的量比实际大，a值将偏大。

(4)B的作用是吸收样品中分解产生的水蒸气，不能将二氧化碳同时吸收，可以选择无水氯化钙；D的作用是防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置C，影响测定结果。

(5)0.9g水的物质的量为0.05mol，4.4g二氧化碳的物质的量为0.1mol，所以碳酸铜与氢氧化铜的化学计量数之比为2：1，则a=2，b=1，所以化学式为2CuCO3·Cu(OH)2；该样品的物质的量为0.05mol，样品中的铜元素的质量为：0.05mol×3×64g·mol-1=9.6g，其质量分数为9.6g/20g×100％=48％。