Question

【題目】某興趣小組對氧化銅與過量碳粉充分反應后的混合物重新進行實驗，以測定混合物中銅的質量分數（實驗裝置如下圖所示，鐵架臺等固定裝置已略去，裝置氣密性良好）。

（查閱資料）①濃硫酸不與CO2反應，具有吸水性，常用作干燥劑。

②堿石灰主要成分為CaO和NaOH，可吸收H2O和CO2。

（供選藥品）

銅粉（含碳）樣品、二氧化錳、堿石灰；濃硫酸、5％過氧化氫溶液、澄清石灰水、氫氧化鈉溶液。

部分實驗步驟如下：

I．在硬質玻璃管中加入質量為m的銅粉（含碳）樣品，丁中裝入藥品后的質量為m1。

Ⅱ．控制甲中的裝置，緩緩產生氣體。

Ⅲ．點燃酒精燈，當玻璃管中的藥品充分反應后，熄滅酒精燈。

Ⅳ．繼續通入氣體，直到玻璃管冷卻，稱量丁的質量為m2。

試回答下列問題：

（1）甲處方框內應選用下列裝置中的_____，該裝置中發生反應的化學方程式為_____。

（2）裝置戊的作用為_____。

（3）樣品中銅的質量的表達式為_____。

（4）若無裝置乙，會導致測得銅的質量分數_____（填“偏小’’‘‘偏大"或“無影響"）。

Answer 1

【答案】c 避免丁裝置吸入空氣中的二氧化碳和水蒸氣 m- 偏小

【解析】

(1)該實驗要測定混合物中銅的質量分數，硬質試管中裝有銅粉（含碳）樣品，而碳只與氧化銅反應，不與銅反應，需將銅轉化為氧化銅，氧氣和銅在加熱條件下生成氧化銅，因此，甲裝置產生氣體為氧氣，由供選藥品可知，過氧化氫在二氧化錳催化下產生氧氣，反應不需要加熱，但要控制反應速率，只有分液漏斗能控制反應速率，因此，發生裝置選擇帶有分液漏斗的c裝置，故填寫：c；

過氧化氫在二氧化錳催化下產生氧氣和水，故填寫：；

(2)裝置戊安裝在丁裝置堿石灰的后面，避免丁裝置吸入空氣中的二氧化碳和水蒸氣

，使測定結果更準確，故填寫：避免丁裝置吸入空氣中的二氧化碳和水蒸氣；

(3)反應產生的二氧化碳質量為：m2-m1，根據質量守恒定律的宏觀實質：化學反應前后，元素種類不變原則，二氧化碳中的碳元素，來自于銅粉（含碳）樣品中碳，二氧化碳中碳元素質量為：(m2-m1)××100%=(m2-m1)，因為碳是由碳元素組成的，所以，樣品中碳的質量為：(m2-m1)，樣品中銅粉的質量為：m-，故填寫：m-；

(4)乙中裝有濃硫酸，可以吸收甲中產生的氧氣中的水蒸氣，若無裝置乙，水蒸氣會被丁裝置吸收，使反應后丁的質量比只吸收二氧化碳增加的多，導致m2-m1的值變大，從而導致計算出的碳粉質量增大，銅粉質量減小，會導致測得銅的質量分數偏小，故填寫：偏小。