Question

某課外活動小組加熱炭粉（過量）和氧化銅的混合物，再用圖1所示裝置，對獲得的銅粉（含炭）樣品進行實驗，測定銅的質(zhì)量分數(shù)．圖中鐵架臺等裝置已略去．請回答下列問題：

儀器：鐵架臺（含鐵圈、鐵夾）、分液漏斗、平底燒瓶、硬質(zhì)玻璃管、干燥管、酒精燈、石棉網(wǎng)、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，可用來吸收水和CO₂）．
①除上述儀器外，實驗中還必須用到的儀器是

 

；
②實驗操作前，首先進行

 

檢查．在C中加入樣品粉末W g，D中裝入藥品后并稱量為m₁g，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．實驗進行的過程中，裝置C中發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)類型

 

；充分反應(yīng)后裝置C中剩余的固體成分是

 

．
③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(xué)提出在B與C之間加入一個裝置，該裝置作用是

 

．
④有學(xué)生提出直接用圖2裝置，在空氣中直接加熱進行實驗．圖中儀器“a”的名稱為

 

．若取20g銅粉（含炭）樣品進行實驗，充分反應(yīng)后，儀器a中剩余的固體質(zhì)量為24g，計算求原來混合物中銅的物質(zhì)的量以
及銅的質(zhì)量分數(shù)．（要求：根據(jù)化學(xué)方程式計算，并寫出計算過程�。�

Answer 1

考點：實驗探究物質(zhì)的組成成分以及含量,蒸發(fā)與蒸餾操作,檢查裝置的氣密性,實驗室制取氧氣的反應(yīng)原理,碳的化學(xué)性質(zhì),反應(yīng)類型的判定

專題：科學(xué)探究

分析：①測定銅的質(zhì)量分數(shù)需要知道炭粉（過量）和氧化銅的混合物的質(zhì)量等的質(zhì)量，根據(jù)所需要使用的儀器解答；
②連接好儀器后，檢查裝置氣密性，根據(jù)銅和碳的化學(xué)性質(zhì)及各裝置的用途來判斷每一步驟中現(xiàn)象并寫出化學(xué)方程式；
③吸收二氧化碳用堿石灰，而反應(yīng)開始生成的氣體會帶出一部分水蒸氣，從而使反應(yīng)后稱量的D裝置的質(zhì)量增加，可以據(jù)此完成該題的解答；
④根據(jù)題中信息解答．

解答：解：
①托盤天平用于物體的質(zhì)量，故實驗中還必須用到的儀器是天平；
②連接好儀器后，檢查裝置氣密性，被加熱的碳粉和銅粉的混合物中，銅和碳都會和氧氣反應(yīng)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為：2Cu+O₂ 

△   .

2CuO，C+O₂

點燃  .

CO₂，都是兩種或兩種以上物質(zhì)生成一種物質(zhì)的反應(yīng)，屬于化和反應(yīng)，原來紅色的銅和黑色的碳組成的混合物要全部變?yōu)楹谏�，充分反�?yīng)后裝置C中剩余的固體成分是氧化銅．
③過氧化氫溶液分解產(chǎn)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(zhì)量增加，即碳的質(zhì)量增加，所以會使測量結(jié)果偏小，為了防止水蒸氣影響實驗結(jié)果，可以在B和C之間加一個盛有濃硫酸的洗氣瓶來吸收水蒸氣，從而使結(jié)果盡可能的準確．
④圖中儀器“a”的名稱為蒸發(fā)皿，
解：設(shè)生成氧化銅質(zhì)量為x
2Cu+O2

△   .

2CuO
128        160
x          24g

128

160

=

x

24g

x=19.2g
n（Cu）=

19.2g

64g/moi

=0.3mol
銅的質(zhì)量分數(shù)=

19.2g

20g

×100%=96%
答案：
①天平；
②氣密性；化合反應(yīng)；氧化銅；
③吸收水蒸氣；
④0.3mol；96%．

點評：熟練掌握碳和銅的化學(xué)性質(zhì)，知道氧氣的實驗室制法并會書寫化學(xué)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(xiàn)象要注意對氣體進行干燥，防止干擾實驗現(xiàn)象．