Question

如圖所示，甲、乙兩位同學用如下實驗裝置測定銅和氧化銅混合物中銅元素的含量，試回答下列有關問題：
A中可觀察到的現象為：

Zn粒逐漸減少，且有氣泡產生

，反應的化學方程式為：

Zn+2HCl═ZnCl₂+H₂↑

C裝置的作用為

除去氫氣中水蒸氣

測定方法：同學甲稱量反應前后D裝置中玻璃管及其固體物質的質量，同學乙稱量反應前后E裝置的質量驗證同學甲的測定結果．已知D裝置中銅和氧化銅混合物的質量為10g，經稱量，反應前后E裝置的質量分別為100.2g和102.0g，則同學乙測定的原混合物中銅元素的質量分數為

84%

（假設各裝置中的反應或吸收都是完全的）  F裝置的作用是吸收空氣中的水蒸氣，按同學乙的方法如不加F裝置，會使實驗結果

偏低

（填“偏低”或“偏高”）．

Answer 1

分析：根據鋅和鹽酸生成氯化鋅和氫氣進行解答；根據濃硫酸具有吸水性進行解答；根據E裝置增加的質量為水的質量進行解答；根據如不加F裝置會使得空氣中水蒸氣進入使得水的質量增加，那么計算出的氧化銅的質量也隨著增加，所以會使實驗結果偏小進行解答．

解答：解：（1）鋅和鹽酸生成氯化鋅和氫氣，A中可觀察到的現象為Zn粒逐漸減少，且有氣泡產生；反應的化學方程式為：Zn+2HCl═ZnCl₂+H₂↑；
（2）濃硫酸具有吸水性，C裝置的作用是除去氫氣中水蒸氣；
（3）E裝置增加的質量為水的質量，水的質量=102.0g-100.2g=1.8g
設參加反應的氧化銅的質量為x．
CuO+H₂

△   .

Cu+H₂O
80            18
x             1.8g

80

x

=

18

1.8g

，解得x=8.0g
氧化銅中銅元素的質量為：8.0g×

64

64+16

×100%=6.4g
原混合物中銅元素的質量分數=

10.0g-8.0g+6.4g

10.0g

×100%=84%
答：原混合物中銅元素的質量分數為84%．
（4）如不加F裝置會使得空氣中水蒸氣進入使得水的質量增加，那么計算出的氧化銅的質量也隨著增加，所以會使實驗結果偏小．（如果題目設計原理是利用D裝置質量變化前后求算，則是否用后面裝置都不影響，所以不同的設計原理對操作和實驗的儀器要求也不同，建議同學們平時要學會從不同的角度去考慮實驗目的設計問題）
故答案為：（1）Zn粒逐漸減少，且有氣泡產生；Zn+2HCl═ZnCl₂+H₂↑；（2）除去氫氣中水蒸氣；（4）84%；（6）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．