Question

某課外活動小組為測定銅粉（含炭粉）樣品中銅的質(zhì)量分數(shù)，進行了如圖所示裝置實驗，圖中鐵架臺等裝置已略去．裝置A中盛裝的是過氧化氫溶液，裝置B中是二氧化錳粉末，裝置D中是堿石灰（固體氫氧化鈉和氧化鈣的混合物），裝置E中是濃硫酸．
Ⅰ．實驗步驟：
①在C中加入樣品粉末W g，D中裝入藥品后并稱量為m₁g，連接好儀器．
②打開A的上塞、活塞，慢慢滴加過氧化氫溶液，寫出裝置B中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

．
③對C進行加熱．可以觀察到玻璃管C中

 

．
④當(dāng)C中藥品充分反應(yīng)后，關(guān)閉A的活塞，停止加熱．
⑤冷卻后，稱量D的質(zhì)量為m₂ g．
Ⅱ．計算：樣品中銅的質(zhì)量分數(shù)=

 

（用含W、m₁、m₂的代數(shù)式表示）．
Ⅲ．問題和討論：實驗完成后，老師評議說：按上述實驗設(shè)計，即使C中反應(yīng)完全，D中吸收完全，所測得的銅的質(zhì)量分數(shù)偏小，原因可能是

 

．經(jīng)討論，有同學(xué)提出在B與C之間加入一個裝置．再次實驗后，得到了較正確的結(jié)果．那么加入的裝置是

 

．

Answer 1

考點：實驗探究物質(zhì)的組成成分以及含量,常見氣體的檢驗與除雜方法,金屬的化學(xué)性質(zhì),碳的化學(xué)性質(zhì),書寫化學(xué)方程式、文字表達式、電離方程式

專題：科學(xué)探究

分析：Ⅰ．②打開A的上塞、活塞，慢慢滴加溶液，這一步運用氧氣氧化上一步生成的銅粉中的銅，B裝置是為了制取氧氣，據(jù)此寫出反應(yīng)的方程式；
③對C進行加熱，當(dāng)C中藥品充分反應(yīng)后，關(guān)閉A的活塞，停止加熱，這時發(fā)生的反應(yīng)是銅和氧氣反應(yīng)，碳和氧氣反應(yīng)生成二氧化碳的實驗現(xiàn)象解答；
Ⅱ．運用C中生成的二氧化碳被D吸收了所以D實驗前后增加的質(zhì)量即是銅粉中的碳和氧氣反應(yīng)生成的二氧化碳，運用這個反應(yīng)求出銅粉中碳粉的質(zhì)量然后即可求出樣品中銅的質(zhì)量分數(shù)；
Ⅲ．B中制得的氧氣中往往含有水蒸氣，水蒸氣被D吸收，這樣測得的D增重的質(zhì)量就不僅僅是碳和氧氣生成二氧化碳還有水蒸氣誤認為都是二氧化碳測出的碳的質(zhì)量會比實際大，測出的銅的質(zhì)量就會�。�然后根據(jù)濃硫酸具有吸水性可以干燥二氧化碳解答．

解答：解：Ⅰ．②B中裝的是二氧化錳、A中是雙氧水，所以打開A的上塞、活塞，慢慢滴加溶液，B裝置是制取氧氣的裝置發(fā)生雙氧水在二氧化錳催化作用下迅速產(chǎn)生氧氣，反應(yīng)的方程式為：2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑；
③C中加熱發(fā)生以下兩個反應(yīng)：銅和氧氣生成氧化銅，是黑色固體；碳和氧氣生成二氧化碳；
Ⅱ．C中生成的二氧化碳被D吸收了所以D實驗前后增加的質(zhì)量即是銅粉中的碳和氧氣反應(yīng)生成的二氧化碳，
設(shè)樣品中碳的質(zhì)量為x
C+O₂

點燃  .

CO₂
12         44
 x        （m₂-m₁）

12

x

=

44

(m2-m1)

x=

W-(m2-m1)× 12 44

W

×100%
故答案為：②2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑；③粉末變成黑色；⑤

W-(m2-m1)× 12 44

W

×100%；
Ⅲ．B中制得的氧氣中往往含有水蒸氣，水蒸氣被D吸收，這樣測得的D增重的質(zhì)量就不僅僅是碳和氧氣生成二氧化碳還有水蒸氣誤認為都是二氧化碳測出的碳的質(zhì)量會比實際大，測出的銅的質(zhì)量就會小．濃硫酸具有吸水性能干燥二氧化碳，因此增加一個洗氣瓶；
故答案為：水蒸氣通過C后被D中堿石灰吸收； 洗氣瓶．

點評：本題從銅和氧氣反應(yīng)和碳和氧氣的反應(yīng)入手考查了實驗探究銅粉中銅的質(zhì)量分數(shù)，只要看清裝置D反應(yīng)前后增加的質(zhì)量是因為樣品中的碳和氧氣反應(yīng)生成的二氧化碳的原因即可較快解答這類題目．