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．
（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=（100-$\frac{300{m}_{2}-300{m}_{1}}{11W}$）%（用含W、m₁、m₂的代數式表示）
（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）根據實驗過程和實驗裝置來判斷實驗目的；
（三）根據銅和碳的化學性質及各裝置的用途來判斷每一步驟中現象并寫出化學方程式；
（四）根據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的；
（三）根據實驗目的可以知道若驗證銅的質量分數，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，而實驗現象為：在B和E裝置中產生氣泡，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（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；
（三）

實驗現象	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象要注意對氣體進行干燥，防止干擾實驗現象．