Question

實驗方案的設計應明確實驗目的，根據(jù)實驗原理，選擇合適的實驗儀器，經(jīng)過合理的實驗步驟，采集必要的數(shù)據(jù)，完成實驗并對結(jié)果進行分析．實驗室有一些氧化銅和銅粉的混合物，欲知道其各組分的含量，設計了如下實驗方案．
方案一：
㈠實驗目的：測定氧化銅與銅的混合物中氧化銅和銅的質(zhì)量分數(shù)．
㈡實驗原理：氧化銅可溶于稀硫酸而銅與稀硫酸不反應．
㈢實驗用品
天平，燒杯，玻璃棒，漏斗架，濾紙，干燥器，儀器甲；硫酸（3mol/L），試紙乙，混合物樣品．
㈣實驗步驟
①用天平稱取混合物m₁g混合物倒入燒杯中．
②向燒杯中加入過量的硫酸使氧化銅完全溶解．
③過濾，留取濾渣銅粉．
④將③中所得銅粉洗凈后移入干燥器干燥．
⑤稱量銅粉的質(zhì)量為m₂g．
㈤根據(jù)所記錄的數(shù)據(jù)計算原混合物中氧化銅的質(zhì)量分數(shù)和銅的質(zhì)量分數(shù)．
方案二：
㈠實驗目的：測定氧化銅與銅的混合物中氧化銅和銅的質(zhì)量分數(shù)．
㈡實驗原理：銅在加熱條件下易被空氣中氧氣氧化而氧化銅在同樣條件下相對穩(wěn)定．
㈢實驗用品
天平，酒精燈，坩堝，坩堝鉗，三腳架，泥三角，干燥器；混合物樣品．
㈣實驗步驟
（1）用天平稱坩堝的質(zhì)量為m₁g，坩堝與混合物樣品的總質(zhì)量為m₂g．
（2）在空氣中小心加熱樣品．
（3）______．
（4）重復步驟②③至坩堝和樣品恒重為m₃g．
㈤根據(jù)所紀錄的數(shù)據(jù)計算原混合物中氧化銅的質(zhì)量分數(shù)和銅的質(zhì)量分數(shù)．
回答下列問題：
（1）方案一中儀器甲的名稱是______，試紙乙是______．
（2）方案一中確定所加硫酸已足量的方法是______．
（3）方案一中步驟④若沒有用水洗凈，則所測銅的質(zhì)量分數(shù)結(jié)果______（填“偏高”、“偏低”或“無影響”）
（4）方案二中所缺步驟③的內(nèi)容是______．
（5）方案二中步驟④的目的是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）過濾裝置需要的儀器：玻璃棒、燒杯、濾紙、漏斗等，測定硫酸的酸性可以用pH試紙；
（2）硫酸和氧化銅反應后，硫酸剩余時，溶液顯示酸性；
（3）將③中所得銅粉洗凈后移入干燥器干燥，若沒有用水洗凈，則所得銅的質(zhì)量偏大；
（4）根據(jù)實驗原理：銅在加熱條件下易被空氣中氧氣氧化，而氧化銅在同樣條件下相對穩(wěn)定來確定實驗步驟；
（5）根據(jù)實驗原理：銅在加熱條件下易被空氣中氧氣氧化，而氧化銅在同樣條件下相對穩(wěn)定，該實驗要保證金屬銅全部被氧化為氧化銅．
解答：解：（1）將硫酸銅和銅的混合物過濾，可分離出其中的金屬銅，其儀器離不開普通漏斗、玻璃棒、燒杯、濾紙等，硫酸和氧化銅反應完后硫酸是否剩余可以用pH試紙檢驗硫酸的酸性是否存在來確定，故答案為：普通漏斗； pH試紙； 
（2）硫酸和氧化銅反應完后硫酸是否剩余可以用pH試紙檢驗硫酸的酸性是否存在來確定，具體操作是：用玻璃棒蘸取溶解固體所得溶液于pH試紙上，若溶液呈強酸性則證明硫酸已過量，
故答案為：用玻璃棒蘸取溶解固體所得溶液于pH試紙上，若溶液呈強酸性則硫酸已過量；
（3）將③中所得銅粉洗凈后移入干燥器干燥，若沒有用水洗凈，則所得銅的質(zhì)量偏大，大出的是水那一部分質(zhì)量，這樣所測銅的質(zhì)量分數(shù)結(jié)果偏高，故答案為：偏高；
（4）根據(jù)實驗原理：銅在加熱條件下易被空氣中氧氣氧化，而氧化銅在同樣條件下相對穩(wěn)定，根據(jù)加熱混合物后所得混合物質(zhì)量和加熱前混合物質(zhì)量之差可以獲得金屬銅的質(zhì)量，所以需要將加熱后的固體置于干燥器中冷卻后稱量，
故答案為：將加熱后的固體置于干燥器中冷卻后稱量；
（5）根據(jù)實驗原理：銅在加熱條件下易被空氣中氧氣氧化，而氧化銅在同樣條件下相對穩(wěn)定，依據(jù)加熱混合物后所得混合物質(zhì)量和加熱前混合物質(zhì)量之差可以獲得金屬銅的質(zhì)量，但是一定要確定固體混合物中的銅氧化完全，
故答案為：確定固體混合物中的銅氧化完全．
點評：本題是一道實驗方案的探究和設計題，考查學生實驗基礎以及分析和解決問題的能力，考查角度廣，難度大．