Question

18．甲、乙兩化學(xué)小組擬根據(jù)氨氣還原氧化銅反應(yīng)的原理測(cè)定某銅粉樣品（混有CuO粉未）中金屬銅的含量．
（1）甲小組利用圖裝置（可以重復(fù)選用），通過測(cè)定反應(yīng)生成水的質(zhì)量來達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?br />
①按氣流方向連接各儀器接口，順序?yàn)閏 g f d e（或ed）gf b a （填小寫字母序號(hào)）．
②裝置B中固體試劑的名稱為氫氧化鈉或氧化鈣、堿石灰等．
③裝置A的作用為吸收未反應(yīng)的氨氣，防止外界空氣進(jìn)入后面的裝置D中．
④下列兩步操作應(yīng)該先進(jìn)行的是ii （填序號(hào)）：i．加熱反應(yīng)管  ii．向錐形瓶中逐滴滴加濃氨水，原因?yàn)椋?br />（2）乙小組利用上述裝置通過測(cè)定反應(yīng)前后裝置C中固體的質(zhì)量變化來達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?br />①按氣流方向連接各裝置，順序?yàn)锽DCA（填大寫字母序號(hào)）．
②稱取m₁g銅粉樣品，測(cè)得反應(yīng)前裝置C的質(zhì)量為m₂g，充分反應(yīng)后裝置C的質(zhì)量為m₃g．寫出樣品中金屬銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表達(dá)式．
（3）從稀鹽酸、濃硝酸、蒸餾水、雙氧水中選用合適的試劑，重新設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)定樣品中金屬銅含量的實(shí)驗(yàn)方案（寫出主要步驟，不必描述操作過程的細(xì)節(jié)）．

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)氨氣還原氧化銅反應(yīng)的原理測(cè)定某銅粉樣品（混有CuO粉未）中金屬銅的含量，通過測(cè)定反應(yīng)生成水的質(zhì)量來達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模�需要測(cè)定反應(yīng)生成的水的質(zhì)量，生成氨氣通過堿石灰干燥，再通入裝置C加熱氨氣和氧化銅反應(yīng)生成銅、氮?dú)夂退�蒸氣，通過裝置D吸收生成的水蒸氣，最后通過裝置A吸收未反應(yīng)的氨氣，防止空氣中水蒸氣進(jìn)入裝置D；
②裝置B中固體試劑為氫氧化鈉或堿石灰或氧化鈣，遇到濃氨水溶解放熱一水合氨分解生成氨氣；
③分析可知裝置A的作用吸收未反應(yīng)的氨氣，防止空氣中水蒸氣進(jìn)入裝置D；
④向錐形瓶中逐滴滴加濃氨水，把裝置中空氣排出后再加熱反應(yīng)，防止銅被氧氣氧化；
（2）①利用上述裝置通過測(cè)定反應(yīng)前后裝置C中固體的質(zhì)量變化來達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，利用B裝置生成氨氣，通過裝置D中堿石灰干燥氨氣，通過裝置C氨氣和氧化銅反應(yīng)，最后通過濃硫酸吸收過量氨氣；
②測(cè)得反應(yīng)前裝置C的質(zhì)量為m₂g，充分反應(yīng)后裝置C的質(zhì)量為m₃g，結(jié)合化學(xué)方程式定量關(guān)系計(jì)算氧化銅質(zhì)量，計(jì)算得到銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（3）要測(cè)定銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，銅和稀鹽酸不反應(yīng)，氧化銅和稀鹽酸反應(yīng)，即可求出銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．設(shè)計(jì)方案的主要步驟是將樣品與稀鹽酸充分反應(yīng)后，過濾、洗滌、干燥，稱量剩余固體銅的質(zhì)量、計(jì)算即可，反應(yīng)的化學(xué)方程式為CuO+2HCl═CuCl₂+H₂O．

解答 解：（1）①根據(jù)氨氣還原氧化銅反應(yīng)的原理測(cè)定某銅粉樣品（混有CuO粉未）中金屬銅的含量，通過測(cè)定反應(yīng)生成水的質(zhì)量來達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，需要測(cè)定反應(yīng)生成的水的質(zhì)量，生成氨氣通過堿石灰干燥，再通入裝置C加熱氨氣和氧化銅反應(yīng)生成銅、氮?dú)夂退�蒸氣，通過裝置D吸收生成的水蒸氣，最后通過裝置A吸收未反應(yīng)的氨氣，防止空氣中水蒸氣進(jìn)入裝置D，按氣流方向連接各儀器接口，順序?yàn)閏 g f d e（或ed）gf b a，
故答案為：c g f d e（或ed）gf b a；
②裝置B是利用固體和液體反應(yīng)，不需要加熱，裝置中固體試劑為氫氧化鈉或堿石灰或氧化鈣，遇到濃氨水溶解放熱，一水合氨分解生成氨氣，
故答案為：氫氧化鈉或氧化鈣或堿石灰；
③裝置A中濃硫酸的作用為：吸收未反應(yīng)的氨氣；防止外界空氣進(jìn)入后面的裝置D中，
故答案為：吸收未反應(yīng)的氨氣，防止外界空氣進(jìn)入后面的裝置D中；
④加熱反應(yīng)管，向錐形瓶中逐滴滴加濃氨水兩部操作步驟順序是：先向錐形瓶中逐滴滴加濃氨水，再加熱，若先加熱反應(yīng)管，銅粉會(huì)被空氣中的氧氣氧化，造成測(cè)定誤差，
故答案為：ii；若先加熱反應(yīng)管，銅粉會(huì)被空氣中的氧氣氧化，造成測(cè)定誤差；
（2）①利用上述裝置通過測(cè)定反應(yīng)前后裝置C中固體的質(zhì)量變化來達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，利用B裝置生成氨氣，通過裝置D中堿石灰干燥氨氣，通過裝置C氨氣和氧化銅反應(yīng)，最后通過濃硫酸吸收過量氨氣，按氣流方向連接各裝置，順序?yàn)锽DCA，
故答案為：BDCA；
②測(cè)得反應(yīng)前裝置C的質(zhì)量為m₂g，充分反應(yīng)后裝置C的質(zhì)量為m₃g，結(jié)合化學(xué)方程式定量關(guān)系計(jì)算氧化銅質(zhì)量，
3CuO+2NH₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$N₂+3Cu+3H₂O△m
3 mol                                           48g
n                                            （m₂-m₃）g
n=$\frac{3（{m}_{2}-{m}_{3}）}{48}$mol，
樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{{m}_{1}g-\frac{3（{m}_{2}-{m}_{3}）}{48}mol×80g/mol}{{m}_{1}g}$×100%=$\frac{{m}_{1}-（{m}_{2}-{m}_{3}）×\frac{80}{16}}{{m}_{1}}$×100%，
答：樣品中金屬銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表達(dá)式為 $\frac{{m}_{1}-（{m}_{2}-{m}_{3}）×\frac{80}{16}}{{m}_{1}}$×100%；
（3）設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)定樣品中金屬銅含量的實(shí)驗(yàn)方案是利用銅和稀鹽酸不反應(yīng)，氧化銅和鹽酸反應(yīng)，取一定質(zhì)量的銅粉樣品；加入過量的稀鹽酸充分溶解反應(yīng)；過濾、洗滌；干燥、稱量、計(jì)算，
答：取一定質(zhì)量的銅粉樣品，加入過量的稀鹽酸充分溶解反應(yīng)，過濾、洗滌、干燥、稱量、計(jì)算．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)含量的測(cè)定，涉及實(shí)驗(yàn)基本操作、氣體除雜、物質(zhì)含量的測(cè)定等知識(shí)點(diǎn)，明確實(shí)驗(yàn)原理是解本題關(guān)鍵，實(shí)驗(yàn)基本操作是解題關(guān)鍵，題目難度中等．