Question

某課外活動小組用加熱碳粉（過量）和氧化銅的混合物的方法制得銅粉樣品后，再用下圖裝置對得的樣品進行實驗．圖中鐵加臺等裝置已略去．
請幫助他們完成下列實驗報告．

（一）實驗目的：

 

（二）實驗用品：
儀器：天平、分液漏斗、錐形瓶、硬質玻璃管、干燥管、酒精燈、洗氣瓶等
藥品：紅褐色銅粉（含炭）樣品，過氧化氫溶液、二氧化錳、堿石灰、濃硫酸
（三）實驗內容

實驗過程	實驗現象	有關化學方程式
在C中加入樣品Wg，D中裝入藥品后稱量為m1g．連接好儀器后，檢查裝置氣密性．
打開A的活塞，慢慢滴加溶液
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
冷卻后，稱量D的質量為m2g

（四）計算：樣品中銅的質量分數=

 

（用含W，m1\m2的代數式表示）．
（五）問題和討論：
實驗完成后，教師評議說：按上述實驗設計，即使C中反應完全、D中吸收完全、所得的結果也會有誤差．經過討論，有同學提出在B與C之間增加一個裝置．再次實驗后，得到了較為正確的結果．　原實驗所結果不夠準確的原因可能是

 

，在B與C之間增加的裝置和其中盛放的藥品可以是

 

．

Answer 1

分析：（一）根據實驗過程和實驗裝置來判斷實驗目的；
（三）根據銅和碳的化學性質及各裝置的用途來判斷每一步驟中現象并寫出化學方程式；
（四）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；
（五）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：（一）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；
（三）根據實驗目的可以知道若驗證銅的質量分數，可以用氧氣來與之反應，然后測量質量進行求算，所可以判斷在B中所發生的反應為過氧化氫溶液和二氧化錳的反應，所以可以知道該裝置中所發生的反應為過氧化氫和二氧化錳的反應，故可以寫出化學方程式，而實驗現象為：在B和E裝置中產生氣泡，生成的氧氣通入被加熱的碳粉和銅粉的混合物中，銅和碳都會和氧氣反應，以可以寫出該反應的化學方程式，所以原來紅色的銅和黑色的碳組成的混合物要全部變為黑色；
（四）根據（三）可以知道D管吸收了二氧化碳，所以可以知道D管的質量變化即為生成的氣體二氧化碳的質量，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：

W-(m2-m1)× 12 44 ×100%

W

×100%；
（五）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，被D裝置吸收，而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B和C之間加一個盛有濃硫酸的洗氣瓶來吸收水蒸氣，從而使結果盡可能的準確．
故答案為：（一）測定銅粉在混合物中的質量分數；
（三）

實驗過程	實驗現象	有關化學方程式
在C中加入樣品Wg，D中裝入藥品后稱量為m1g．連接好儀器后，檢查裝置氣密性．
打開A的活塞，慢慢滴加溶液	裝置B和E中有氣泡冒出	2H2O2  MnO2  .   2H2O+O2↑
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	灰黑色的固體逐漸變為黑色	C+O2   △   .   CO2 2Cu+O2   △   .   2CuO
冷卻后，稱量D的質量為m2g

（四）

W-(m2-m1)× 12 44 ×100%

W

×100%；
（五）雙氧水分解后產生的氧氣會帶出一部分水蒸氣，通過C后被D吸收，而使m₂的值增大，而使測得的銅的質量分數偏小；盛有濃硫酸的洗氣瓶．

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．