Question

某研究性學習小組利用H₂還原法測定兩種銅的氧化物CuO、Cu₂O混合粉末中銅元素的質量分數．下圖是測定裝置的示意圖，A中的試劑是鹽酸．

請同答下列問題：
（1）燒瓶中裝入的試劑是鋅粒，其中將發生反應的離子方程式是

 

．
（2）試劑C是水，其作用是

 

．
（3）試劑D是

 

，其作用是干燥氧氣．
（4）連接好裝置后的實驗操作依次是

 

（填下列操作序號）．
①檢驗氫氣純度    ②加熱E    ③檢驗裝置氣密性
④點燃G管溢出的氣體    ⑤從A瓶逐滴滴加液體
（5）從實驗中測得了下列數據：
①空E管的質量a；
②E管和試樣的總質量b；
④反應后E管和內盛物的總質量c（冷卻到室溫稱量）；
④反應前F管及內盛物的總質量d；
⑤反應后F管及內盛物的總質量e．
由以上數據可以列出計算混合粉末中銅元素的質量分數的兩個不同計算式，其中較簡單的是

 

．
（6）已知：C（s）+

1

2

O₂（g）═CO（g）△H=-110.5kJ?mol^-1Cu2O(s)+

1

2

O2(g)

.

.

2CuO(s)△H=-145kJ?mol^-1
則用炭粉在高溫條件下還原CuO生成Cu₂O的熱化學方

 

．

Answer 1

分析：（1）利用H₂還原法測定兩種銅的氧化物CuO、Cu₂O混合粉末中銅元素的質量分數，分析裝置可知燒瓶中裝入的試劑是鋅粒，分液漏斗加入的是稀鹽酸，發生裝置是制備氫氣的作用，據此寫出離子方程式；
（2）制備的氫氣中含有氯化氫和水蒸氣，需要用水吸收氯化氫，濃硫酸吸收水蒸氣，裝置C為水；
（3）制備的氫氣中含有氯化氫和水蒸氣，需要用水吸收氯化氫，濃硫酸吸收水蒸氣，裝置D為濃硫酸；
（4）裝置連接后的操作順序是先檢驗裝置氣密性，從A瓶逐滴滴加液體鹽酸發生反應生成氫氣，檢驗裝置中氫氣純度防止混有空氣加熱爆炸，點燃G管溢出的氣體，加熱E玻璃管；
（5）c-a為還原后銅的質量，b-a為銅的氧化物的質量；
（6）依據熱化學方程式和蓋斯定律計算得到；

解答：解：（1）利用H₂還原法測定兩種銅的氧化物CuO、Cu₂O混合粉末中銅元素的質量分數，分析裝置可知燒瓶中裝入的試劑是鋅粒，分液漏斗加入的是稀鹽酸，發生裝置是制備氫氣的作用，反應的離子方程式為：Zn+2H⁺=Zn²⁺+H₂↑；
故答案為；Zn+2H⁺=Zn²⁺+H₂↑；
（2）制備的氫氣中含有氯化氫和水蒸氣，需要用水吸收氯化氫，濃硫酸吸收水蒸氣，裝置C為水；
故答案為：除去氫氣中的氯化氫氣體；
（3）制備的氫氣中含有氯化氫和水蒸氣，需要用水吸收氯化氫，濃硫酸吸收水蒸氣，裝置D為濃硫酸；
故答案為：濃硫酸；
（4）裝置連接后的操作順序是先檢驗裝置氣密性，從A瓶逐滴滴加液體鹽酸發生反應生成氫氣，檢驗裝置中氫氣純度防止混有空氣加熱爆炸，點燃G管溢出的氣體，加熱E玻璃管；裝置連接順序為③⑤①④②；
故答案為：③⑤①④②；
（5）分析數據和裝置特征分析可知最簡單的計算是利用c-a為氧化銅、氧化亞銅被還原生成的銅質量，b-a為氧化銅和氧化亞銅的質量，進而得到銅元素的質量分數的計算式=

c-a

b-a

×100%；
故答案為：

c-a

b-a

×100%；
（6）①C（s）+

1

2

O₂（g）═CO（g）△H=-110.5kJ?mol^-1     ②Cu₂O（s）+

1

2

O₂（g）=2Cu（s）△H=-145kJ?mol^-1
依據蓋斯定律
①-②得到的熱化學方程式2CuO（s）+C（s）=Cu₂O（s）+CO（g）△H=+34.5KJ/mol；
故答案為；2CuO（s）+C（s）=Cu₂O（s）+CO（g）△H=+34.5KJ/mol；

點評：本題考查了實驗探究物質性質的裝置分析判斷，反應過程的連接分析應用，主要是物質性質和含量的定量分析和測定，題目難度中等．