Question

某課外活動(dòng)小組欲利用下列裝置（部分固定裝置略）完成下列實(shí)驗(yàn)；
（一）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簻y(cè)定銅粉（含炭）樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
（二）實(shí)驗(yàn)用品：儀器：天平、分液漏斗、錐形瓶、硬玻璃管、干燥管、酒精燈、洗氣瓶藥品：紅褐色銅粉（含炭）樣品、過(guò)氧化氫溶液、二氧化錳、堿石灰．濃硫酸等
（三）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

步驟	實(shí)驗(yàn)過(guò)程	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	有關(guān)化學(xué)方程式
1		/	/
2	在C中加入樣品W克，D中裝入堿石 灰后并稱量為m1克．連接好儀器，打開(kāi)A的活塞，慢慢加溶液．
3	對(duì)C進(jìn)行加熱．當(dāng)C中藥品充分反應(yīng)后．關(guān)閉A的活塞．停止加熱：
4	冷卻后，稱量D的質(zhì)量為m2克．	/	/

（四）計(jì)算：樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

W- 12 44 ×(m2-m1)

W

（用含W、m₁．m₂的代數(shù)式表示）
（五）問(wèn)題和討論：
該小組重復(fù)測(cè)定了三次，得到銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的數(shù)據(jù)存在較大的偏差，你認(rèn)為原因可能是

ABC

．
A．裝置內(nèi)原有空氣中的二氧化碳?xì)怏w也被堿石灰吸收
B．裝置B中的產(chǎn)生的氣體中的水蒸氣通過(guò)C被D中堿石灰吸收
C．反應(yīng)完成后，裝置中的二氧化碳沒(méi)有全部被堿石灰吸收．

Answer 1

分析：（三）步驟1、由裝置圖與步驟2、3、4可知，該實(shí)驗(yàn)原理是：利用A中雙氧水分解生成的氧氣，在裝置C中氧氣將樣品中的碳氧化為二氧化碳，利用干燥管D中的質(zhì)量增重測(cè)定生成的二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量計(jì)算，樣品中碳的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．故實(shí)驗(yàn)按圖連接好儀器后，檢查裝置的氣密性；
步驟2、實(shí)驗(yàn)開(kāi)始B中在二氧化錳作催化劑條件下雙氧水分解生成氧氣與水，故裝置B、E中有氣泡產(chǎn)生；
步驟3、裝置C中發(fā)生反應(yīng)2Cu+O₂

△  .

2CuO，C+O₂

△  .

CO₂，C中紅色的銅轉(zhuǎn)化為黑色的氧化銅；
（四）根據(jù)裝置D的前后質(zhì)量可知，生成的二氧化碳的質(zhì)量為（m₂-m₁）g，計(jì)算碳的質(zhì)量m（C），樣品中銅的質(zhì)量m（Cu）=m（樣品）-m（C），再根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)定義計(jì)算樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（五）A．裝置內(nèi)原有空氣中的二氧化碳?xì)怏w，被堿石灰吸收，導(dǎo)致測(cè)定的二氧化碳的質(zhì)量偏大，測(cè)定樣品中碳的質(zhì)量偏大；
B．裝置B中的產(chǎn)生的氣體中的水蒸氣通過(guò)C被D中堿石灰吸收，導(dǎo)致測(cè)定的二氧化碳的質(zhì)量偏大，測(cè)定樣品中碳的質(zhì)量偏大；
C．反應(yīng)完成后，裝置中的二氧化碳沒(méi)有全部被堿石灰吸收，導(dǎo)致測(cè)定的二氧化碳的質(zhì)量偏小，測(cè)定樣品中碳的質(zhì)量偏小．

解答：解：（三）步驟1、由裝置圖與步驟2、3、4可知，該實(shí)驗(yàn)原理是：利用A中雙氧水分解生成的氧氣，在裝置C中氧氣將樣品中的碳氧化為二氧化碳，利用干燥管D中的質(zhì)量增重測(cè)定生成的二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量計(jì)算，樣品中碳的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．故實(shí)驗(yàn)按圖連接好儀器后，檢查裝置的氣密性．
步驟2、實(shí)驗(yàn)開(kāi)始B中在二氧化錳作催化劑條件下雙氧水發(fā)生分解反應(yīng)2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑，生成氧氣與水，故裝置B、E中有氣泡產(chǎn)生．
步驟3、裝置C中發(fā)生反應(yīng)2Cu+O₂

△  .

2CuO，C+O₂

△  .

CO₂，C中紅色的銅轉(zhuǎn)化為黑色的氧化銅，現(xiàn)象為C中紅色粉末變成黑色．
故答案為：

步驟	實(shí)驗(yàn)過(guò)程	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	有關(guān)化學(xué)方程式
1	按圖連接好儀器后，檢查裝置的氣密性	-----------	----------
2	----------	B、E中有氣泡產(chǎn)生	2H2O2  MnO2  .   2H2O+O2↑
3	----------	C中紅色粉末變成黑色	2Cu+O2  △  .   2CuO C+O2  △  .   CO2，
4	----------	----------	----------

（四）根據(jù)裝置D的前后質(zhì)量可知，生成的二氧化碳的質(zhì)量為（m₂-m₁）g，樣品中碳的質(zhì)量m（C）=

12

44

×（m₂-m₁）g，樣品中銅的質(zhì)量m（Cu）=Wg-

12

44

×（m₂-m₁）g，樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

W- 12 44 ×(m2-m1)

W

，故答案為：

W- 12 44 ×(m2-m1)

W

；
（五）A．裝置內(nèi)原有空氣中的二氧化碳?xì)怏w，被堿石灰吸收，導(dǎo)致測(cè)定的二氧化碳的質(zhì)量偏大，測(cè)定樣品中碳的質(zhì)量偏大，樣品中銅的質(zhì)量偏小，導(dǎo)致銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)存在較大的偏差，故A符合；
B．裝置B中的產(chǎn)生的氣體中的水蒸氣通過(guò)C被D中堿石灰吸收，導(dǎo)致測(cè)定的二氧化碳的質(zhì)量偏大，測(cè)定樣品中碳的質(zhì)量偏大，樣品中銅的質(zhì)量偏小，導(dǎo)致銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)存在較大的偏差，故B符合；
C．反應(yīng)完成后，裝置中的二氧化碳沒(méi)有全部被堿石灰吸收，導(dǎo)致測(cè)定的二氧化碳的質(zhì)量偏小，測(cè)定樣品中碳的質(zhì)量偏小，樣品中銅的質(zhì)量偏大，導(dǎo)致銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)存在較大的偏差，故C符合．
故選：ABC．

點(diǎn)評(píng)：本題考查對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解與實(shí)驗(yàn)操作評(píng)價(jià)、物質(zhì)含量測(cè)定、化學(xué)計(jì)算等，難度中等，理解實(shí)驗(yàn)原理是關(guān)鍵，是對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)與綜合運(yùn)用知識(shí)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，學(xué)習(xí)中全面把握基礎(chǔ)知識(shí)．