Question

15．用碳、一氧化碳還原氧化銅的儀器、裝置如圖．（連接裝置的橡皮管省略）

請(qǐng)回答以下問題：
①一氧化碳還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)中，除A裝置外，還需選用的儀器、裝置組合是DG（填字母），選用該儀器、裝置的目的是導(dǎo)出CO₂和CO、檢驗(yàn)CO₂，處理CO．
②碳還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)中（將A中的酒精燈換成酒精噴燈），反應(yīng)的化學(xué)方程式是2CuO+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑．
③用碳和一氧化碳還原氧化銅的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中，裝置A中觀察到的現(xiàn)象是黑色固體逐漸變成紅色．
④現(xiàn)有一包混有少量碳粉的氧化銅粉末，為了測(cè)定其碳粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，稱取m g樣品
進(jìn)行高溫加熱，實(shí)驗(yàn)過程中獲取兩組數(shù)據(jù)：
Ⅰ．反應(yīng)前后儀器a中質(zhì)量減少x g；
Ⅱ．吸收生成物的儀器中質(zhì)量增加y g．
假設(shè)反應(yīng)充分，稱量準(zhǔn)確，你認(rèn)為應(yīng)選擇哪組數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算會(huì)更為合理準(zhǔn)確？你的理由是Ⅰ；Ⅱ中，反應(yīng)生成的二氧化碳不能被全部吸收，請(qǐng)列出計(jì)算碳粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的式子$\frac{3x}{11m}$．（用m、x、y表示）．

Answer 1

分析 根據(jù)一氧化碳還原氧化銅的反應(yīng)特點(diǎn)選擇儀器裝置，因?yàn)榧訜崆耙�先通入一氧化碳，反�?yīng)后還要繼續(xù)通入一氧化碳，因此要有排出氣體并處理未反應(yīng)的一氧化碳的裝置；
反應(yīng)前后儀器a中減小的質(zhì)量即為氧化銅和碳反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)二氧化碳質(zhì)量可以計(jì)算碳的質(zhì)量，進(jìn)一步可以計(jì)算碳粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：①一氧化碳還原氧化銅時(shí)，除A裝置外，還要選用通入氣體和排出氣體的裝置，同時(shí)還有檢驗(yàn)生成物和處理尾氣的裝置，符合要求的裝置是DG．
故填：DG；導(dǎo)出CO₂ 和CO；檢驗(yàn)CO₂，處理CO．
②高溫條件下，碳和氧化銅反應(yīng)生成銅和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式是：2CuO+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑．
故填：2CuO+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑．
③用碳和一氧化碳還原氧化銅的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中，裝置A中觀察到的現(xiàn)象是：黑色固體逐漸變成紅色．
故填：黑色固體逐漸變成紅色．
④假設(shè)反應(yīng)充分，稱量準(zhǔn)確，應(yīng)選擇Ⅰ組數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算會(huì)更為合理準(zhǔn)確，因?yàn)棰�；Ⅱ中，反�?yīng)生成的二氧化碳不能被全部吸收，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果不準(zhǔn)確；
設(shè)碳的質(zhì)量為z，
2CuO+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑，
    12          44
    z           xg
$\frac{12}{z}$=$\frac{44}{xg}$，
z=$\frac{12xg}{44}$，
碳粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{12xg_{44}}{mg}$×100%=$\frac{3x}{11m}$，
故填：Ⅰ；Ⅱ中，反應(yīng)生成的二氧化碳不能被全部吸收；$\frac{3x}{11m}$．

點(diǎn)評(píng) 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是物質(zhì)之間相互作用的外在表現(xiàn)，因此要學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、觀察實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為揭示物質(zhì)之間相互作用的實(shí)質(zhì)奠定基礎(chǔ)．