Question

某課外活動小組對紅褐色銅粉（含炭）樣品進行實驗，所用裝置如圖所示（圖中部分儀器裝置已略去）．
實驗用品如下：
儀器：大試管、硬質玻璃管、干燥管、酒精燈、鐵架臺等．
藥品：紅褐色銅粉（含炭）樣品、氯酸鉀、二氧化錳、堿石灰（固體NaOH和CaO的混合物，對某些氣體如CO₂、水蒸氣等具有很強的吸收能力）等．
實驗步驟如下：
①檢查裝置的氣密性，在A中裝入制氧藥品，稱量wg樣品裝入C中，稱量D（堿石灰和干燥管，下同）的質量為m₁g．連接好儀器裝置；②對A進行加熱；③對C進行加熱．當C中藥品充分反應后，停止加熱；④冷卻后，稱量D的質量為m₂g．
（1）該實驗的實驗目的是

測定銅粉樣品中銅的質量分數

．
（2）計算紅褐色銅粉樣品中銅的質量分數為

[1-

(m2-m1)× 12 44

W

]×100%

（用含w、m₁、m₂的代數式表示．）
（3）實驗完畢后，老師評儀說：按以上設計進行實驗，即使C中反應完全，D中吸收完全，也得不出正確結果．經討論，有同學認為應在A和C之間加一裝置，再次實驗后，得到了較正確的結果．在A和C之間應加入的裝置是

干燥管（內裝堿石灰）

（請注明裝置內所盛放藥品的名稱）．

Answer 1

分析：（1）根據實驗過程和實驗裝置來判斷實驗目的；
（2）根據圖中裝置及實驗目的可以知道D裝置是用來吸收二氧化碳的，所以可以根據碳元素的質量守恒來完成該題的解答；
（3）吸收二氧化碳用堿石灰，而反應開始生成的氣體會帶出一部分水蒸氣，從而使反應后稱量的D裝置的質量增加，可以據此完成該題的解答．

解答：解：（1）實驗中用的是過量的碳粉來還原氧化銅的，所以制得的銅中含有碳粉，那么該實驗的目的就是來探究銅粉在混合物中的質量分數的；
（2）根據實驗目的驗證銅的質量分數，用氧氣與銅粉樣品中的碳反應生成二氧化碳，通過D裝置吸收二氧化碳，D裝置的增加量就是生成的二氧化碳的質量，根據質量守和定律可以知道，二氧化碳中的碳的質量即為碳粉的質量，所以碳的質量=

(m2-m1)×12

44

×100%，那么銅的質量分數為：[1-

(m2-m1)× 12 44

W

]×100%
（3）過氧化氫溶液分解產生的氧氣逸出時會帶出一部分水蒸氣和空氣中少量的二氧化碳，被D裝置吸收，使測得的二氧化碳氣體的質量增加，即碳的質量增加，所以會使測量結果偏小，為了防止水蒸氣影響實驗結果，可以在A和C之間加一個盛有堿石灰的干燥管來吸收水蒸氣，從而使結果盡可能的準確．
故答案為：
（1）測定銅粉樣品中銅的質量分數
（2）[1-

(m2-m1)× 12 44

W

]×100%
（3）干燥管（內裝堿石灰）

點評：熟練掌握碳和銅的化學性質，知道氧氣的實驗室制法并會書寫化學方程式，對于用固體和液體制取氣體的方法，在生成氣體時容易帶出水蒸氣，如果水蒸氣能夠干擾實驗現象要注意對氣體進行干燥，防止干擾實驗現象．