Question

20．某同學設(shè)計一個實驗，證明氧化銅中含有氧元素，并測定氧化銅中氧元素的質(zhì)量分數(shù)，實驗裝置如下圖．
（1）實驗前要先進行的操作是通入氮氣，趕盡管內(nèi)空氣
（2）實驗中看到盛放澄清石灰水的燒杯中出現(xiàn)的現(xiàn)象是澄清的石灰水變渾濁原因是炭粉和氧化銅反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳
（3）實驗中通入的氣體是純凈干燥的N₂，說出不用空氣的理由：
①空氣中含有二氧化碳；
②木炭與空氣中的氧氣反應(yīng)生成二氧化碳；
實驗中也不能用潮濕的氮氣的原因是：氮氣中的水分影響對生成二氧化碳質(zhì)量的測定．
（4）如用8克氧化銅與碳充分反應(yīng)，測得石灰水增重2.2克，則氧化銅中氧元素的質(zhì)量分數(shù)為20%．

Answer 1

分析 （1）加熱條件下木炭能與空氣中氧氣反應(yīng)生成二氧化碳及空氣中含有的二氧化碳都會影響實驗對氧化銅中氧的檢驗與測定，實驗前就排盡管內(nèi)空氣；
（2）加熱時，炭粉與氧化銅反應(yīng)可產(chǎn)生二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁；
（3）實驗中如果通入空氣，空氣中的二氧化碳及空氣中氧氣與炭粉反應(yīng)生成的二氧化碳都會直接影響對氧化銅中氧的檢驗與測定；而潮濕的氮氣中的水分也會對測量生成二氧化碳的質(zhì)量造成影響；
（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產(chǎn)生二氧化碳的質(zhì)量；二氧化碳中氧元素全部來自氧化銅，即二氧化碳中氧元素的質(zhì)量即氧化銅中氧元素的質(zhì)量；利用測定的二氧化碳的質(zhì)量計算出氧元素質(zhì)量，氧元素質(zhì)量與氧化銅的質(zhì)量比即為氧化銅中氧元素的質(zhì)量分數(shù)．

解答 解：（1）為避免管內(nèi)空氣對實驗結(jié)果的影響，實驗前應(yīng)用性質(zhì)穩(wěn)定的氮氣把管內(nèi)空氣全部排出；
故答案為：通入氮氣，趕盡管內(nèi)空氣；
（2）在加熱條件下，炭粉與氧化銅發(fā)生反應(yīng)生成的二氧化碳排出而被澄清石灰水吸收，可觀察到澄清石灰水變渾濁；
故答案為：澄清的石灰水變渾濁；炭粉和氧化銅反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳；
（3）若實驗過程中通入空氣，空氣中的氧氣與灼熱的炭粉反應(yīng)生成二氧化碳、空氣中的二氧化碳都能與燒杯中澄清石灰水發(fā)生反應(yīng)，影響炭粉與氧化銅反應(yīng)生成二氧化碳的檢驗與測定；
故答案為：空氣中含有二氧化碳；木炭與空氣中的氧氣反應(yīng)生成二氧化碳；
潮濕的氮氣中的水分影響澄清石灰水質(zhì)量的變化，而使數(shù)據(jù)不準確而造成測定結(jié)果的誤差；
故答案為：氮氣中的水分影響對生成二氧化碳質(zhì)量的測定；
（4）測得石灰水增重2.2g，即充分反應(yīng)后生成二氧化碳質(zhì)量為2.2g；
生成的2.2g二氧化碳中氧元素質(zhì)量：2.2g×$\frac{16×2}{44}$×100%=1.6g
氧化銅中氧元素的質(zhì)量分數(shù)：$\frac{1.6g}{8g}$×100%=20%
故答案為：20%．

點評 在理解實驗?zāi)康暮筒僮鞣椒ǖ幕�礎(chǔ)上，對實驗過程、實驗現(xiàn)象及實驗操作注意事項進行判斷；最后通過變化中元素不變，由測定的實驗數(shù)據(jù)，進行氧化銅中氧元素質(zhì)量分數(shù)的計算．