Question

某課外活動小組的同學對一包含碳的銅粉樣品進行銅的質量分數的測定，采用下圖所示的裝置進行實驗（氣密性良好，圖中鐵架臺等儀器已略去）．

試回答下列問題：
（1）儀器①的名稱是______；②名稱是______．
（2）裝置D的作用是______．
（3）已知硬質玻璃管③內裝有銅和碳的混合物4g，反應完全后（氧氣過量），停止加熱，冷卻后稱得C裝置增重2.2g，則樣品中銅的質量分數是______．
（4）實驗完成后，教師評議說：按上述實驗設計，即使③中反應完全，C中吸收完全，也不會得出準確的結果．經討論，有同學提出在A和B之間加一裝置，再次實驗后，得到了較準確的結果．請你判斷：原來實驗測得的銅的質量分數將______（填“偏大”、“不變”、“偏小”）；原因是______．

Answer 1

解：（1）儀器①的名稱是錐形瓶；②名稱是玻璃管
（2）為防止外界空氣進入C裝置被堿石灰吸收，影響實驗結果，故D裝置的作用是吸收空氣中的二氧化碳和水蒸氣，防止進入C裝置影響實驗結果．
（3）根據質量守恒定律，反應生成的二氧化碳的質量為裝置C增重的質量，
同理混合物中碳的質量即為二氧化碳中碳的質量，即 2.2g×=0.6g
所以銅的質量為4g-0.6g=3.4g
則銅的質量分數為×100%=85%
（4）因為裝置B中氧氣逸出時要攜帶水蒸氣，水蒸氣通過B可以被裝置C的堿石灰吸收，使C裝置增重的質量偏大，從而碳的質量增大，銅的質量偏小，銅的質量分數偏小．所以應在A和B之間加一個洗氣瓶，以除去氧氣中的水蒸氣．
故答案為：（1）錐形瓶；②玻璃管；（2）吸收空氣中二氧化碳和水，防止進入C裝置影響實驗結果．（3）85%；（4）雙氧水分解后產生的氧氣會帶出一部分水蒸氣，通過C后被D吸收，而使m2的值增大，而使測得的銅的質量分數偏小
分析：分析裝置中每個裝置的作用，A裝置產生氧氣，過量的氧氣通入B裝置中，碳和銅分別與氧氣反應生成二氧化碳、氧化銅，二氧化碳被C中堿石灰吸收，增重的質量即為二氧化碳的質量，D中堿石灰是為了防止空氣中的二氧化碳和水進入C中被堿石灰水吸收，影響實驗結果．產生的氧氣中含有水蒸氣，進入C會被吸收．
點評：解答此類問題關健是根據實驗目的分析組合裝置中各個裝置的作用，理清實驗思路，會分析實驗誤差．