Question

（2000?上海）某課外活動小組加熱炭粉（過量）和氧化銅的混合物，再用下圖裝置，對獲得的銅粉（含炭）樣品進行實驗．圖中鐵架臺等裝置已略去．請你幫助他們完成下列實驗報告．

（一）實驗目的：

測定銅粉樣品中銅的質量分數

．
（二）實驗用品：儀器：天平、分液漏斗、錐形瓶、硬玻璃管、干燥管、酒精燈、洗氣瓶等
藥品：紅褐色銅粉（含炭）樣品、過氧化鈉、堿石灰、水、濃硫酸等
（三）實驗內容：

實   實驗過程	實驗現象	有關化學方程式
在C中加入樣品標本W克，D中裝入藥品后并稱量為m1克．連接好儀器后，檢查氣密性	B、E中有氣泡產生	2H2O2  MnO2  .   2H2O+O2↑
打開A的活塞，慢慢滴加溶液．	C中的紅褐色粉末變成黑色	2Cu+O2   △   .   2CuO C+O2   △   .   CO2
對C進行加熱．當C中藥品充分反應后．關閉A的活塞．停止加熱：	無	無
冷卻后，稱量D的質量為m2克．	無	無

（四）計算：樣品中銅的質量分數=

W-(m2-m1)× 12 44

W

（用含W、m₁、m₂的代數式表示）
（五）問題和討論：
實驗完成后，老師評議說：按上述實驗設計，即使C中反應完全、D中吸收完全，也不會得出正確的結果．經討論，有同學提出在B與C之間加入一個裝置．再次實驗后，得到了較正確的結果．那么，原來實驗所測得的銅的質量分數偏小的原因可能是

水蒸氣通過C后被D中堿石灰吸收

，在B與C之間加入的裝置可以是

洗氣瓶

，其中盛放的藥品是

濃硫酸（或干燥管 堿石灰）

．

Answer 1

分析：（一）運用實驗內容、計算分析實驗目的解答；
（三）打開A的上塞、活塞，慢慢滴加溶液，這一步運用氧氣氧化上一步生成的銅粉中的銅，B裝置是為了制取氧氣解答；對C進行加熱，當C中藥品充分反應后，關閉A的活塞，停止加熱，這時發生的反應是銅和氧氣反應，碳和氧氣反應生成二氧化碳的實驗現象解答；
（4）運用C中生成的二氧化碳被D吸收了所以D實驗前后增加的質量即是銅粉中的碳和氧氣反應生成的二氧化碳，運用這個反應求出銅粉中碳粉的質量然后即可求出樣品中銅的質量分數；
（5）B中制得的氧氣中往往含有水蒸氣，水蒸氣被D吸收，這樣測得的D增重的質量就不僅僅是碳和氧氣生成二氧化碳還有水蒸氣誤認為都是二氧化碳測出的碳的質量會比實際大，測出的銅的質量就會小．然后根據濃硫酸具有吸水性可以干燥二氧化碳解答．

解答：解：（一）根據計算的樣品中銅的質量分數所以實驗目的是：測定銅粉樣品中銅的質量分數，
故答案為：測定銅粉樣品中銅的質量分數；
（三）B中裝的是二氧化錳、A中是雙氧水，所以打開A的上塞、活塞，慢慢滴加溶液，B裝置是制取氧氣的裝置發生雙氧水在二氧化錳催化作用下迅速產生氧氣，C中加熱發生以下兩個反應：銅和氧氣生成氧化銅，碳和氧氣生成二氧化碳，
故答案為：

B、E中有氣泡產生	2H2O2  MnO2  .   2H2O+O2↑
C中的紅褐色粉末變成黑色	2Cu+O2   △   .   2CuO  C+O2   △   .   CO2

（4）C中生成的二氧化碳被D吸收了所以D實驗前后增加的質量即是銅粉中的碳和氧氣反應生成的二氧化碳，
設樣品中碳的質量為x
C+O₂

點燃  .

CO₂
12       44
x     （m₂-m₁）
12×（m₂-m₁）=44x
解得：x=

12(m2-m1)

44

樣品中銅的質量分數為：

W-(m2-m1) 12 44

W

=

W-(m2-m1)× 12 44

W

，
故答案為：=

W-(m2-m1)× 12 44

W

；
（5）B中制得的氧氣中往往含有水蒸氣，水蒸氣被D吸收，這樣測得的D增重的質量就不僅僅是碳和氧氣生成二氧化碳還有水蒸氣誤認為都是二氧化碳測出的碳的質量會比實際大，測出的銅的質量就會小．濃硫酸具有吸水性能干燥二氧化碳，
故答案為：水蒸氣通過C后被D中堿石灰吸收；洗氣瓶；濃硫酸（或干燥管 堿石灰）．

點評：本題從銅和氧氣反應和碳和氧氣的反應入手考查了實驗探究銅粉中銅的質量分數，該題是高考中的常見題型，屬于中等難度的試題．試題綜合性強，側重對學生能力的培養和訓練，有利于培養學生規范嚴謹的實驗設計、操作能力．該類試題主要是以常見儀器的選用、實驗基本操作為中心，通過是什么、為什么和怎樣做重點考查實驗基本操作的規范性和準確性及靈活運用知識解決實際問題的能力．