Question

16．某氧化銅（CuO）粉末中混有少量氧化亞銅（Cu₂O），課外活動小組的同學利用如圖所示裝置測定其中Cu₂O的含量，請根據(jù)圖示內(nèi)容回答下列問題：

（1）X是H₂（可能混有少量水和二氧化碳），A裝置的作用是吸收二氧化碳，B裝置的作用是干燥氫氣．
（2）已知Cu₂O在加熱條件下也能被H₂還原為Cu，反應的化學方程式為Cu₂O+H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu+H₂O．
（3）已知反應前混合物的總質(zhì)量為22.4g，待裝置冷卻后停止通入H₂，測得U型管內(nèi)物質(zhì)的質(zhì)量增加了3.6g，則原混合物中Cu₂O的質(zhì)量為6.8g．
（4）若沒有E裝置，則測得的Cu₂O的質(zhì)量偏低（填“偏高”、“偏低”、“無影響”）

Answer 1

分析 （1）由題意可知，實驗目的是測定氧化銅和氧化亞銅混合物中氧化亞銅的含量，反應原理是利用還原性氣體奪氧，氫氣奪氧生成的水被氯化鈣吸收，D裝置質(zhì)量增加量為生成的水的質(zhì)量，已知氧化銅和氧化亞銅混合物的質(zhì)量和生成水的質(zhì)量，根據(jù)相關的化學方程式就可求出氧化亞銅的質(zhì)量，確定混合物中其含量，為了實驗的準確性，參加反應的氫氣要進行干燥和除二氧化碳；
（2）Cu₂O在加熱條件下也能被H₂還原為Cu，根據(jù)元素守恒書寫化學方程式；
（3）已知反應前混合物的總質(zhì)量為22.4g，完全反應后U型管內(nèi)物質(zhì)的質(zhì)量增加了3.6g為水的質(zhì)量，設原混合物中 Cu₂O的質(zhì)量為X，它與H₂反應生成水的質(zhì)量為Y，那么CuO的質(zhì)量為：22.4g-X，它與H₂反應生成水的質(zhì)量為3.6g-Y，依據(jù)化學方程式定量關系計算得到；
（4）當D與外界連通時，氯化鈣會吸收空氣中的水蒸氣，使測得水的質(zhì)量出現(xiàn)偏差，所以加E裝置，用以防止空氣中的水蒸氣進入D裝置，如果沒E裝置，則測得的產(chǎn)物水的質(zhì)量偏大，據(jù)此分析．

解答 解：（1）由題意可知，實驗目的是測定氧化銅和氧化亞銅混合物中氧化亞銅的含量，反應原理是利用還原性氣體奪氧，氫氣奪氧生成的水被氯化鈣吸收，D裝置質(zhì)量增加量為生成的水的質(zhì)量，已知氧化銅和氧化亞銅混合物的質(zhì)量和生成水的質(zhì)量，根據(jù)相關的化學方程式就可求出氧化亞銅的質(zhì)量，確定混合物中其含量，為了實驗的準確性，參加反應的氫氣要進行干燥和除二氧化碳，所以裝置A的作用是吸收二氧化碳，裝置B的作用是干燥氫氣，
故答案為：吸收二氧化碳；干燥氫氣；
 （2）Cu₂O在加熱條件下也能被H₂還原為Cu，反應的化學方程式為Cu₂O+H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu+H₂O，
故答案為：Cu₂O+H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu+H₂O；
（3）已知反應前混合物的總質(zhì)量為22.4g，完全反應后U型管內(nèi)物質(zhì)的質(zhì)量增加了3.6g為水的質(zhì)量，設原混合物中 Cu₂O的質(zhì)量為X，它與H₂反應生成水的質(zhì)量為Y，那么CuO的質(zhì)量為：22.4g-X，它與H₂反應生成水的質(zhì)量為3.6g-Y，
    CuO+H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O                                     
    80           18                                     
22.4g-X       3.6g-Y                 
Cu₂O+H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu+H₂O
144            18
X             Y
$\left\{\begin{array}{l}{18（22.4g-X）=80（3.6g-Y）}\\{144Y=18X}\end{array}\right.$

解方程組得：X=6.8g；
所以原混合物中Cu₂O的質(zhì)量為6.8g，
故答案為：6.8g；            
（4）當D與外界連通時，氯化鈣會吸收空氣中的水蒸氣，使測得水的質(zhì)量出現(xiàn)偏差，所以加E裝置，用以防止空氣中的水蒸氣進入D裝置，如果沒E裝置，則測得的產(chǎn)物水的質(zhì)量偏大，由于單位質(zhì)量的氧化亞銅產(chǎn)生水的質(zhì)量小于氧化銅，所以生成的水越多，氧化銅的含量越大，所以測得的Cu₂O的質(zhì)量分數(shù)偏低；
故答案為：偏低；

點評 該題是一道綜合實驗題，實驗設計嚴密，考查的知識點較多，解題的關鍵是明確實驗目的和原理，分析綜合裝置各部分的作用，題目難度中等．