Question

【題目】已知氧化銅樣品中主要成分是CuO，還含有少量雜質。為了測定樣品中氧化銅的質量分數，興趣小組的同學進行了如下實驗，請你參與過程分析。

（資料1）草酸晶體（H2C2O4·3H2O）在濃H2SO4作用下受熱分解，化學方程式為：

H2C2O4·3H2O CO2↑+ CO↑+ 4H2O

（資料2）濃硫酸具有吸水性，是常見的液態干燥劑。堿石灰是生石灰和氫氧化鈉的固體混合物，是常見的干燥劑，能吸收水和二氧化碳。

（1）下列可用作草酸分解制取氣體的裝置是__________（填字母編號）。

（問題討論）用下圖所示裝置進行實驗：

（2）實驗前應先_____________。

（3）進入C中的氣體是純凈、干燥的CO，則A、B中的試劑依次是___________（填字母編號）。

a 濃硫酸 b 足量的澄清的石灰水

（4）A裝置的作用是__________，寫出相應的方程式_____________。

（5）對C裝置加熱前和停止加熱后，都要通入過量的CO，其作用分別是：

①加熱前_______________。 ②停止加熱后________________。

（數據分析與計算）

稱取氧化銅樣品10.0g，用上述裝置進行實驗，完全反應后，稱得C裝置中剩余固體的質量為8.4g，求原樣品中氧化銅的質量分數______________？（寫出計算過程）

（實驗評價）

反思1：請指出（問題討論）中實驗裝置的一個明顯缺陷__________。

反思2： 本實驗中如果缺少B裝置（不考慮其它因素），則測得樣品中氧化銅的質量分數與實際值相比會__________（填“偏小”、“不變”或“偏大”）。

反思3：不用上述方法，通過測定________ 裝置（填序號）的質量變化，也可以獲得氧化銅質量的分數。

Answer 1

【答案】d 檢查裝置的氣密性 b a 除去氣體中的二氧化碳 CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O 排出裝置內的空氣，防止發生爆炸 防止熱的銅重新被氧化 80% 無尾氣處理裝置，沒有反應掉的一氧化碳會污染空氣 不變 D（或D和E）

【解析】

（1）草酸分解制氣體需要濃硫酸催化并加熱，是固體與液體在加熱的條件下反應的，所以發生裝置選d；

（2）做實驗前應先檢查裝置的氣密性；

（3）因為反應同時會產生二氧化碳和水，所以要用濃硫酸來吸水，用足量的澄清石灰水來吸收二氧化碳，且吸水在最后一步，故A中試劑為足量的澄清石灰水，B中的試劑為濃硫酸，填：b a；

（4）A裝置的作用是除去氣體中的二氧化碳，相關的化學方程式為：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O；

（5）在加熱前通一氧化碳的目的是排出裝置內的空氣，防止發生爆炸，在加熱后繼續通一氧化碳的目的是防止熱的銅重新被氧化。

[數據分析與計算]

設原樣品中氧化銅的質量分數為x

=

x=80%

[實驗評價]

反思1：此實驗中有一明顯的缺陷是無尾氣處理裝置，沒有反應掉的一氧化碳會污染空氣。

反思2：因此實驗是通過計算C裝置的固體變化量來測樣品中氧化銅的質量分數的，如果缺少B裝置，水沒有去除會被D吸收，而不會留在C中，所以對實驗結果沒有影響，即與實際值相比不變。

反思3：不用上述方法，通過測定D裝置反應前后的質量變化也可獲得氧化銅的質量分數，因為D裝置增加的質量就是一氧化碳還原氧化銅生成的二氧化碳的質量，再根據化學方程式進行計算。（若不考慮有空氣中的二氧化碳和水進入E裝置，也可稱量D和E裝置的總增加的質量進行計算）