Question

【題目】某課外活動小組加熱炭粉（過量）和氧化銅的混合物，再用下圖所示裝置，對獲得的銅粉（含炭）樣品進行實驗。圖中鐵架臺等裝置已略去。請你幫助他們完成下列實驗報告。

（實驗用品）

儀器：天平、分液漏斗、錐形瓶、硬質(zhì)玻璃管、干燥管、酒精燈、洗氣瓶等。

藥品：紅褐色(含炭)樣品、過氧化氫溶液、二氧化錳、堿石灰（固體氫氧化鈉和氧化鈣的混合物）、濃硫酸等。

（實驗內(nèi)容）

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	有關(guān)化學方程式
在C中加入樣品粉末W g，D中裝入藥品后并稱量為m1 g，連接好儀器。
打開A的上塞、活塞，慢慢滴加溶液。	________	________
對C進行加熱。當C中藥品充分反應(yīng)后，關(guān)閉A的活塞，停止加熱。	________	________
冷卻后，稱量D的質(zhì)量為m2 g。

（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)。

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，也不會得出正確的結(jié)果。經(jīng)討論，有同學提出在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，原來實驗所測得的銅的質(zhì)量分數(shù)偏小的原因可能是_________________________。

Answer 1

【答案】B、E中有氣泡產(chǎn)生 2H2O22H2O+O2↑ C中的紅褐色粉末變成黑色 2Cu+O22CuO ，C+O2CO2 水蒸氣通過C后被D中堿石灰吸收

【解析】

實驗內(nèi)容：

B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，C中加熱發(fā)生以下兩個反應(yīng)：銅和氧氣生成氧化銅，碳和氧氣生成二氧化碳。因此：

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	有關(guān)化學方程式
在C中加入樣品粉末W g，D中裝入藥品后并稱量為m1 g，連接好儀器。
打開A的上塞、活塞，慢慢滴加溶液。	B、E中有氣泡產(chǎn)生	2H2O22H2O+O2↑
對C進行加熱。當C中藥品充分反應(yīng)后，關(guān)閉A的活塞，停止加熱。	C中的紅褐色粉末變成黑色	2Cu+O22CuO 和C+O2CO2
冷卻后，稱量D的質(zhì)量為m2 g。

計算：

C中生成的二氧化碳被D吸收，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。

樣品中銅的質(zhì)量分數(shù)＝。

問題和討論：

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。原來實驗所測得的銅的質(zhì)量分數(shù)偏小的原因可能是水蒸氣通過C后被D中堿石灰吸收。