Question

實驗室有CuO和銅粉的混合物。請你利用給出的實驗儀器及試劑，設計兩種測定該樣品（已稱得其質量為m g）中氧化銅質量分數的方法，并填寫表格中的有關內容。

實驗方法	實驗過程中反應的化學方程式	實驗所選用儀器的編號	實驗需直接測定的有關物理量（用文字說明）
1
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實驗可能用到的主要儀器：①托盤天平  ②啟普發生器  ③硬質玻璃管  ④泥三角  ⑤燒杯⑥坩堝  ⑦酒精燈  ⑧玻璃棒  ⑨漏斗  ⑩干燥管

實驗可能用到的試劑：a.鋅粒  b.稀硫酸  c.氯化鈉溶液  d.濃硫酸

Answer 1

解析：在已知CuO和銅粉混合物質量和的情況下，要測定CuO的質量分數，只要設計實驗求得其中CuO或Cu的質量即可。一般有兩類處理方法：一是分離法，即利用CuO可溶于稀酸而Cu不溶的性質差異，先用稀硫酸將它們分離，然后再稱取過濾后剩余Cu的質量，發生的反應為H₂SO₄+CuOCuSO₄+H₂O，用到的儀器有燒杯、玻璃棒、漏斗和托盤天平。二是轉化法，就是利用適當的化學反應將CuO轉化為Cu，比如在無水和加熱條件下用還原劑H₂或CO將CuO還原為Cu，然后稱取銅的總質量。根據題給試劑知，發生的化學反應為：H₂SO₄+ZnZnSO₄+H₂↑，H₂+CuOCu+H₂O，所用儀器有酒精燈、啟普發生器、硬質玻璃管和托盤天平。或利用適當的方法將Cu轉化為CuO（如在空氣中直接加熱，發生的反應為：2Cu+O₂2CuO），然后稱取所得固體質量即可。所用儀器為泥三角、坩堝、酒精燈、玻璃棒和托盤天平。

答案：以下三種方法任選兩種，其他合理的方法也給分。

實驗 方法	實驗過程中反應的化學方程式	實驗所選用儀器的編號	實驗需直接測定的有關物理量（用文字說明）
1	H2SO4+ZnZnSO4+H2↑ H2+CuOCu+H2O	①②③⑦	實驗前樣品和硬質玻璃管的總質量（或硬質玻璃管的質量）、實驗后Cu及硬質玻璃管的總質量
2	H2SO4+CuOCuSO4+H2O	①⑤⑧⑨	過濾后剩余固體的質量
3	2Cu+O22CuO	①④⑥⑦⑧	實驗前坩堝與樣品總質量（或坩堝質量）、實驗后坩堝與CuO總質量