Question

20．化學(xué)課上教師演示了加熱炭粉（過量）和氧化銅混合物的實(shí)驗(yàn)，課后課外活動小組同學(xué)對教師演示中獲得的灰紅色粉末樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示（圖中鐵架臺等裝置已略去，D中盛放的是固體氫氧化鈉和氧化鈣的混合物）．請回答下列問題．

（1）主要實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（在表格中的橫線上填寫相關(guān)的內(nèi)容）

實(shí)驗(yàn)主要步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	有關(guān)化學(xué)方程式
連接好儀器后，打開止水夾F．檢查氣密性（觀察）．在C中加入樣品粉末Wg，在D中裝入藥品后稱量為a g	\	\
打開A上的活塞，慢慢滴加溶液	B、E中有氣泡	2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑
對C進(jìn)行加熱當(dāng)C中藥品充分反應(yīng)后，停止加熱，通一段時(shí)間氣體，關(guān)閉A的活塞、關(guān)F	C中的灰紅色粉末變成黑色	C+O2$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$CO2 2Cu+O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO
稱量D裝置的質(zhì)量為b g	\	\

（2）實(shí)驗(yàn)討論
①裝置E中盛放的試劑是澄清石灰水，其主要作用是檢驗(yàn)D裝置是否完全吸收了二氧化碳．
②根據(jù)以上所得數(shù)據(jù)，則樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{Wg-（b-a）g×\frac{12}{44}}{Wg}×100%$．
③按上述實(shí)驗(yàn)，得到銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不精確，你認(rèn)為是偏小（填：偏大、偏小、或不能確定），如果要得到較正確的結(jié)果，對該裝置改進(jìn)的方法是在裝置B與C之間接一個(gè)與D相同的裝置．

Answer 1

分析 根據(jù)題中的圖示可知，要求出樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，可利用過氧化氫和二氧化錳制取的氧氣與碳反應(yīng)生成了二氧化碳，根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量可求出碳的質(zhì)量，即可求出銅的質(zhì)量再求出碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．據(jù)此分析判斷實(shí)驗(yàn)的過程中的有關(guān)的問題和注意的事項(xiàng)．

解答 解：（1）打開A上的活塞，慢慢滴加溶液，B中發(fā)生的反應(yīng)是：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；故填：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
對C進(jìn)行加熱，C中的碳與氧氣反應(yīng)生成了二氧化碳，銅與氧氣反應(yīng)生成了氧化銅，所以，當(dāng)C中現(xiàn)象是：C中的灰紅色粉末變成黑色；故填：C中的灰紅色粉末變成黑色；
（2）①裝置E中盛放的試劑是澄清石灰水，其作用是檢驗(yàn)D裝置是否完全吸收了二氧化碳．故填：澄清石灰水；檢驗(yàn)D裝置是否完全吸收了二氧化碳；
②由題意可知：要求出樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，可利用過氧化氫和二氧化錳制取的氧氣與碳反應(yīng)生成了二氧化碳，根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量可求出碳的質(zhì)量，即可求出銅的質(zhì)量再求出碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．生成二氧化碳的質(zhì)量即為裝置D增重的質(zhì)量：（b-a）g，其中含碳元素的質(zhì)量為：（b-a）g×$\frac{12}{44}$×100%；則樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{Wg-（b-a）g×\frac{12}{44}}{Wg}×100%$；故填：$\frac{Wg-（b-a）g×\frac{12}{44}}{Wg}×100%$；
③按上述實(shí)驗(yàn)，得到銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不精確，應(yīng)是偏小，原因是：水蒸氣通過C被D中堿石灰吸收，測得二氧化碳質(zhì)量，如果要得到了較正確的結(jié)果，對該裝置改進(jìn)的方法是在裝置B與C之間接一個(gè)與D相同的裝置；故填：偏小；在裝置B與C之間接一個(gè)與D相同的裝置．

點(diǎn)評 此題是一道綜合題，解題的重點(diǎn)質(zhì)量守恒定律等知識進(jìn)行的計(jì)算，是一道能訓(xùn)練學(xué)生思維的綜合題．