Question

實(shí)驗(yàn)室有CuO和銅粉的混合物．要測定該樣品（已稱得其質(zhì)量為m g）中氧化銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（一）甲同學(xué)用“鹽酸與鋅反應(yīng)生成的氫氣還原氧化銅，再稱取所得銅的總質(zhì)量”的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行測定．部分實(shí)驗(yàn)裝置如下：
請回答：
（1）對硬質(zhì)玻璃管加熱前如何檢驗(yàn)空氣是否已經(jīng)排盡

 

．
（2）在制氫氣裝置與硬質(zhì)玻璃管之間是否需要連接除雜裝置？
理由是

 

．
（3）若m g樣品經(jīng)充分反應(yīng)至固體質(zhì)量不再減輕為止后，冷卻、稱量所得固體物質(zhì)的質(zhì)量為n g．則樣品中氧化銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

．
（二）乙同學(xué)利用下列實(shí)驗(yàn)儀器及試劑，設(shè)計(jì)出兩種方法測定樣品中氧化銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
請你填寫表格中的有關(guān)內(nèi)容．
實(shí)驗(yàn)可能用到的主要儀器：①托盤天平、②玻璃棒、③漏斗、④泥三角、⑤燒杯、⑥坩堝、⑦酒精燈、⑧三角架
實(shí)驗(yàn)可能用到的試劑：a．稀硝酸b．稀硫酸c．蒸餾水d．濃硫酸

實(shí)驗(yàn)方法	有關(guān)化學(xué)方程式	實(shí)驗(yàn)用儀器（填序號）	實(shí)驗(yàn)需直接測定的物理量（用文字說明）
（1）	H2SO4+CuO═CuSO4+H2O
（2）			實(shí)驗(yàn)前坩堝與樣品總質(zhì)量（或坩堝質(zhì)量）、實(shí)驗(yàn)后坩堝與CuO總質(zhì)量

Answer 1

分析：（一）（1）檢驗(yàn)進(jìn)入該裝置的氫氣的純度可以檢驗(yàn)裝置中的空氣是否排凈；
（2）金屬鋅和鹽酸反應(yīng)生成的氫氣中混有氯化氫雜質(zhì)；
（3）根據(jù)固體質(zhì)量差量法計(jì)算；
（二）CuO和銅粉的混合物中，測定該樣品（已稱得其質(zhì)量為m g）中氧化銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的方法：①金屬銅和非氧化性的酸反應(yīng)，但是氧化銅能和酸反應(yīng)，據(jù)此獲得混合物中金屬銅的質(zhì)量即可；②金屬銅在氧氣中加熱可以生成氧化銅，可以根據(jù)固體質(zhì)量的增加來計(jì)算金屬銅的質(zhì)量進(jìn)而計(jì)算氧化銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答：解：（一）（1）檢驗(yàn)空氣已經(jīng)排盡的方法為檢驗(yàn)通過硬玻璃管的氫氣純度，裝置出來的氫氣純則說明空氣已排凈，
故答案為：檢驗(yàn)通過硬玻璃管的氫氣純度，裝置出來的氫氣純則說明空氣已排凈；
（2）金屬鋅和鹽酸反應(yīng)生成的氫氣中混有氯化氫雜質(zhì)，氯化氫可以與氧化銅反應(yīng)，會影響實(shí)驗(yàn)，所以需要除雜，故答案為：需要，因鹽酸易揮發(fā)，與氧化銅反應(yīng)影響實(shí)驗(yàn)；
（3）若mg樣品經(jīng)充分反應(yīng)至固體質(zhì)量不再減輕為止后，冷卻、稱量所得固體物質(zhì)的質(zhì)量為ng，固體質(zhì)量減少了（m-n）g，設(shè)氧化銅質(zhì)量是x，
       H₂+CuO

△   .

Cu+H₂O    固體質(zhì)量減少量
          80                     16  
          x                     m-n        
 

80

x

=

16

m-n

，解得x=5（m-n），所以氧化銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

5(m-n)

m

，故答案為：

5(m-n)

m

；
（二）CuO和銅粉的混合物中，測定該樣品（已稱得其質(zhì)量為m g）中氧化銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的方法：①金屬銅和非氧化性的酸如鹽酸反應(yīng)，但是氧化銅能和鹽酸反應(yīng)，根據(jù)反應(yīng)后過濾得到的固體即為金屬銅，稱量出金屬銅的質(zhì)量可以獲得氧化銅的質(zhì)量以及質(zhì)量分?jǐn)?shù)，該過程用到的儀器是：托盤天平、玻璃棒、漏斗、燒杯；
②金屬銅在氧氣中加熱可以生成氧化銅，固體質(zhì)量會增大，可以根據(jù)固體質(zhì)量的變化來計(jì)算金屬銅的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算氧化銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，需要稱取反應(yīng)之前固體質(zhì)量以及反應(yīng)后的固體質(zhì)量，故答案為：

方法（1）		①②③⑤	過濾后剩余固體的質(zhì)量
方法（2）	2Cu+O2   △   .   2CuO	①②④⑥⑦⑧

點(diǎn)評：本題是一道物質(zhì)的組成和含量測定的綜合實(shí)驗(yàn)考查題，要求學(xué)生具有分析和解決問題的能力，難度大．