Question

1．某課外活動小組對紅色銅粉（含炭）樣品進行實驗，所用裝置如圖所示（圖中部分儀器裝置已略去）．回答下列問題：
（一）實驗目的測定樣品中銅的質量分數(shù)．
（二）實驗用品
儀器：大試管、硬質玻璃管、干燥管、酒精燈、鐵架臺等．
藥品：紅色銅粉（含炭）樣品、氯酸鉀、二氧化錳、堿石灰（固體NaOH和CaO的混合物，對某些氣體如CO₂、水蒸氣等具有很強的吸收能力）等．
（三）實驗內容

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	化學方程式
檢查裝置的氣密性．在A中裝入制氧氣藥品，稱量Wg樣品裝入C中，稱量D（堿石灰和干燥管，下同）的質量為m1g．連接好儀器裝置．
對A進行加熱
對C進行加熱．當C中藥品充分反應后，停止加熱．
冷卻后，稱量D的質量為m2g

（四）計算：紅色銅粉樣品中銅的質量分數(shù)=（100-$\frac{300{m}_{2}-300{m}_{1}}{11W}$）%（用含W、m₁、m₂的代數(shù)式表示）
（五）問題和討論
實驗完畢后，老師評議說，按以上設計進行實驗，即使C中反應完全，D中吸收完全，也得不出正確結果．經(jīng)討論，有同學認為應在A和C之間加一裝置，再次實驗后，得到了較正確的結果．在A和C之間應加入的裝置是干燥管內裝堿石灰（或加干燥裝置內裝濃硫酸）．

Answer 1

分析 （一）根據(jù)實驗過程和實驗裝置來判斷實驗目的；
（三）根據(jù)銅和碳的化學性質及各裝置的用途來判斷每一步驟中現(xiàn)象并寫出化學方程式；
（四）根據(jù)圖中裝置及實驗目的可以知道D裝置是用來吸收二氧化碳的，所以可以根據(jù)碳元素的質量守恒來完成該題的解答；
（五）吸收二氧化碳用堿石灰，而反應開始生成的氣體會帶出一部分水蒸氣解答．

解答 解：（一）實驗中用的是過量的碳粉來還原氧化銅的，所以制得的銅中含有碳粉，那么該實驗的目的就是來探究銅粉在混合物中的質量分數(shù)的；
（三）根據(jù)實驗目的可以知道若驗證銅的質量分數(shù)，可以用氧氣來與之反應，然后測量質量進行求算，所可以判斷在B中所發(fā)生的反應為過氧化氫溶液和二氧化錳的反應，所以可以知道該裝置中所發(fā)生的反應為過氧化氫和二氧化錳的反應，故可以寫出化學方程式，而實驗現(xiàn)象為：在B和E裝置中產(chǎn)生氣泡，生成的氧氣通入被加熱的碳粉和銅粉的混合物中，銅和碳都會和氧氣反應，以可以寫出該反應的化學方程式，所以原來紅色的銅和黑色的碳組成的混合物要全部變?yōu)楹谏��?br />（四）根據(jù)（三）可以知道D管吸收了二氧化碳，所以可以知道D管的質量變化即為生成的氣體二氧化碳的質量，根據(jù)質量守和定律可以知道，二氧化碳中的碳的質量即為碳粉的質量，所以碳的質量=（m₂-m₁）×$\frac{12}{44}$×100%，那么銅的質量分數(shù)為：$\frac{W-（{m}_{2}-{m}_{1}）×\frac{12}{44}}{W}×100%$=（100-$\frac{300{m}_{2}-300{m}_{1}}{11W}$）%；
（五）過氧化氫溶液分解產(chǎn)生的氧氣逸出時會帶出一部分水蒸氣，被D裝置吸收，而使測得的二氧化碳氣體的質量增加，即碳的質量增加，所以會使測量結果偏小，為了防止水蒸氣影響實驗結果，可以在A和C之間加一個盛有堿石灰的干燥管，從而使結果盡可能的準確．
答案：
（一）測定樣品中銅的質量分數(shù)；
（三）

實驗現(xiàn)象	化學方程式
	2KClO3$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O2↑
紅色的粉末變?yōu)楹谏?/TD>	2Cu+O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO   C+O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ CO2

（四）（100-$\frac{300{m}_{2}-300{m}_{1}}{11W}$）%；
（五）干燥管內裝堿石灰（或加干燥裝置內裝濃硫酸）．

點評 熟練掌握碳和銅的化學性質，知道氧氣的實驗室制法并會書寫化學方程式，對于用固體和液體制取氣體的方法，在生成氣體時容易帶出水蒸氣，如果水蒸氣能夠干擾實驗現(xiàn)象要注意對氣體進行干燥，防止干擾實驗現(xiàn)象．