Question

实验方案的设计应明确实验目的，根据实验原理，选择合适的实验仪器，经过合理的实验步骤，采集必要的数据，完成实验并对结果进行分析．实验室有一些氧化铜和铜粉的混合物，欲知道其各组分的含量，设计了如下实验方案．
方案一：
㈠实验目的：测定氧化铜与铜的混合物中氧化铜和铜的质量分数．
㈡实验原理：氧化铜可溶于稀硫酸而铜与稀硫酸不反应．
㈢实验用品
天平，烧杯，玻璃棒，漏斗架，滤纸，干燥器，仪器甲；硫酸（3mol/L），试纸乙，混合物样品．
㈣实验步骤
①用天平称取混合物m₁g混合物倒入烧杯中．
②向烧杯中加入过量的硫酸使氧化铜完全溶解．
③过滤，留取滤渣铜粉．
④将③中所得铜粉洗净后移入干燥器干燥．
⑤称量铜粉的质量为m₂g．
㈤根据所记录的数据计算原混合物中氧化铜的质量分数和铜的质量分数．
方案二：
㈠实验目的：测定氧化铜与铜的混合物中氧化铜和铜的质量分数．
㈡实验原理：铜在加热条件下易被空气中氧气氧化而氧化铜在同样条件下相对稳定．
㈢实验用品
天平，酒精灯，坩埚，坩埚钳，三脚架，泥三角，干燥器；混合物样品．
㈣实验步骤
（1）用天平称坩埚的质量为m₁g，坩埚与混合物样品的总质量为m₂g．
（2）在空气中小心加热样品．
（3）______．
（4）重复步骤②③至坩埚和样品恒重为m₃g．
㈤根据所纪录的数据计算原混合物中氧化铜的质量分数和铜的质量分数．
回答下列问题：
（1）方案一中仪器甲的名称是______，试纸乙是______．
（2）方案一中确定所加硫酸已足量的方法是______．
（3）方案一中步骤④若没有用水洗净，则所测铜的质量分数结果______（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）
（4）方案二中所缺步骤③的内容是______．
（5）方案二中步骤④的目的是______．

Answer 1

解：（1）将硫酸铜和铜的混合物过滤，可分离出其中的金属铜，其仪器离不开普通漏斗、玻璃棒、烧杯、滤纸等，硫酸和氧化铜反应完后硫酸是否剩余可以用pH试纸检验硫酸的酸性是否存在来确定，故答案为：普通漏斗； pH试纸；
（2）硫酸和氧化铜反应完后硫酸是否剩余可以用pH试纸检验硫酸的酸性是否存在来确定，具体操作是：用玻璃棒蘸取溶解固体所得溶液于pH试纸上，若溶液呈强酸性则证明硫酸已过量，
故答案为：用玻璃棒蘸取溶解固体所得溶液于pH试纸上，若溶液呈强酸性则硫酸已过量；
（3）将③中所得铜粉洗净后移入干燥器干燥，若没有用水洗净，则所得铜的质量偏大，大出的是水那一部分质量，这样所测铜的质量分数结果偏高，故答案为：偏高；
（4）根据实验原理：铜在加热条件下易被空气中氧气氧化，而氧化铜在同样条件下相对稳定，根据加热混合物后所得混合物质量和加热前混合物质量之差可以获得金属铜的质量，所以需要将加热后的固体置于干燥器中冷却后称量，
故答案为：将加热后的固体置于干燥器中冷却后称量；
（5）根据实验原理：铜在加热条件下易被空气中氧气氧化，而氧化铜在同样条件下相对稳定，依据加热混合物后所得混合物质量和加热前混合物质量之差可以获得金属铜的质量，但是一定要确定固体混合物中的铜氧化完全，
故答案为：确定固体混合物中的铜氧化完全．
分析：（1）过滤装置需要的仪器：玻璃棒、烧杯、滤纸、漏斗等，测定硫酸的酸性可以用pH试纸；
（2）硫酸和氧化铜反应后，硫酸剩余时，溶液显示酸性；
（3）将③中所得铜粉洗净后移入干燥器干燥，若没有用水洗净，则所得铜的质量偏大；
（4）根据实验原理：铜在加热条件下易被空气中氧气氧化，而氧化铜在同样条件下相对稳定来确定实验步骤；
（5）根据实验原理：铜在加热条件下易被空气中氧气氧化，而氧化铜在同样条件下相对稳定，该实验要保证金属铜全部被氧化为氧化铜．
点评：本题是一道实验方案的探究和设计题，考查学生实验基础以及分析和解决问题的能力，考查角度广，难度大．